Una composición curable por radiación que comprende una mezcla homogénea de un componente orgánico polimerizable por radicales libres,

un iniciador de la fotopolimerización por radicales libres, y un colorante oxonólico de piridin-2,6-diona

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Campo de la Invención

La invención se refiere a composiciones fotopolimerizables que contienen un colorante de oxonol. Más particularmente, la invención pertenece a composiciones fotopolimerizables que comprenden un colorante de oxonol en una mezcla de un componente fotopolimerizable y un iniciador de la fotopolimerización. Tales composiciones encuentran uso como adhesivos, y revestimientos. Las composiciones curan por exposición a radiación ultravioleta y/o visible, y fotoblanquean para reducir el color visible en comparación con la composición antes de ser curada. El fotoblanqueamiento o desaparición del color visible del colorante de oxonol actúa como un indicador de un curado sustancialmente completo de la composición fotopolimerizable.

Descripción de la Técnica Relacionada

Se sabe en la técnica cómo producir composiciones adhesivas y de revestimiento sensibles a la luz que se adhieren a superficies críticas. Por ejemplo, en el campo de dispositivos médicos, es importante inspeccionar las interfaces de los catéteres para asegurarse de que las superficies adyacentes están realmente unidas. En la técnica se sabe cómo incorporar compuestos en composiciones de revestimiento para proporcionar un método para inspección. La técnica anterior describe la incorporación de agentes en revestimientos curables por UV como un medio para identificar la presencia de una película curada y para asegurarse de que están apropiadamente cubiertas con los revestimientos. Por ejemplo, la patente U.S. 6.080.450 describe un agente fluorescente que emite en el visible para proporcionar un método para la inspección de un depósito curado por UV. Los colorantes de oxonol son bien conocidos en la técnica. La patente U.S. 7.112.616 describe colorantes de oxonol más colorantes de metina, cianina, y merocianina para una composición polimerizable que absorbe dos fotones que se expone en una banda de absorción no lineal del colorante. No se mencionan colorantes de oxonol que tienen un anillo de piridin-2,6-diona ni un anillo de 5-oxo-2-isoxazolina. Los colorantes de oxonol preferidos de esta patente tienen un anillo de ácido barbitúrico, el cual se ha encontrado que es demasiado rápido, de forma que el color cambia antes del curado en lugar de en el momento del curado o poco después de él.

La composición curable por radiación está compuesta de un componente polimerizable por radicales libres, un iniciador de la fotopolimerización mediante radicales libres, y un colorante de oxonol. Ahora se ha encontrado que antes de la exposición a la luz, la composición curable por radiación tiene un color visible. Tras la exposición, el color se reduce sustancialmente o desaparece, e indica que la composición se ha curado. El color del colorante según se mide después de la exposición para el curado completo de la composición curable por radiación es menor que 20% del color original según se mide antes de la exposición. La desaparición del color se produce a una exposición después del curado completo y antes dobla aquella para el curado completo. El color del colorante es estable en la mezcla fotopolimerizable y bajo radiación no actínica. Por ejemplo, si la mezcla fotopolimerizable es sensible a la luz UV y no a la luz visible, entonces el color del colorante cambia bajo la luz UV y es estable bajo la luz visible.

De este modo, cuando la composición se aplica a una superficie como un revestimiento, o entre dos superficies como un adhesivo, el color sigue siendo visible. Después de ser expuesta a la radiación UV, la estructura de resonancia del color se destruye, y el colorante ya no resuena, disminuyendo de ese modo su atributo de color visible. El color del adhesivo o revestimiento se reduce sustancialmente, e indica un curado sustancialmente completo de la composición curable por radiación.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La invención proporciona una composición curable por radiación que comprende una mezcla homogénea de un componente orgánico polimerizable por radicales libres, un iniciador de la fotopolimerización mediante radicales libres, y un colorante de oxonol de piridin-2,6-diona.

La invención también proporciona un método para preparar una composición curable por radiación, que comprende formar una mezcla homogénea de un componente polimerizable o radicales libres orgánico, un iniciador de la fotopolimerización por radicales libres, y un colorante de oxonol, en el que el iniciador de la fotopolimerización por radicales libres está presente en una cantidad suficiente para iniciar la polimerización de dicho componente polimerizable por radicales libres al exponerlo a radiación actínica suficiente.

La invención proporciona además un método para adherir una primera superficie a una segunda superficie, el cual comprende:

a) aplicar a una primera superficie una composición curable por radiación que comprende una mezcla homogénea de un componente orgánico polimerizable por radicales libres, un iniciador de la fotopolimerización por radicales libres, y un colorante de oxonol, en el que el iniciador de la fotopolimerización por radicales libres está presente en una cantidad suficiente para iniciar la polimerización de dicho componente polimerizable por radicales libres al exponerlo a suficiente radiación actínica;

b) poner en contacto una segunda superficie con la composición curable por radiación; y

c) exponer la composición curable por radiación a suficiente radiación actínica para iniciar la polimerización de dicho componente polimerizable a la vez que se mantiene el contacto de la composición curable por radiación con la primera superficie y la segunda superficie.

La invención proporciona todavía además un método para curar una composición curable por radiación, el cual comprende:

a) aplicar a una primera superficie una composición curable por radiación que comprende una mezcla homogénea de un componente orgánico polimerizable por radicales libres, un iniciador de la fotopolimerización por radicales libres, y un colorante de oxonol, en el que el iniciador de la fotopolimerización por radicales libres está presente en una cantidad suficiente para iniciar la polimerización de dicho componente polimerizable por radicales libres al exponerlo a suficiente radiación actínica; y

b) exponer la composición curable por radiación a suficiente radiación actínica para iniciar la polimerización por radicales libres de dicho componente polimerizable por radicales libres.

La invención también proporciona un método para adherir un revestimiento a una superficie, el cual comprende:

a) aplicar a una superficie una composición curable por radiación que comprende una mezcla homogénea de un componente orgánico polimerizable por radicales libres, un iniciador de la fotopolimerización por radicales libres, y un colorante de oxonol, en el que el iniciador de la fotopolimerización por radicales libres está presente en una cantidad suficiente para iniciar la polimerización de dicho componente polimerizable por radicales libres al exponerlo a suficiente radiación actínica; y

b) exponer la composición de revestimiento curable por radiación a suficiente radiación actínica para iniciar la polimerización por radicales libres de dicho componente polimerizable por radicales libres.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención proporciona una composición curable por radiación que comprende una mezcla homogénea de un componente orgánico polimerizable por radicales libres, un iniciador de la fotopolimerización por radicales libres, y un colorante de oxonol.

Antes de la exposición a la luz, la composición curable por radiación tiene un color visible. Después de la exposición el color desaparece e indica que la composición se ha curado completamente. El color del colorante según se mide tras la exposición para el curado completo de la composición curable por radiación es menor que 20% del color original según se mide antes de la exposición, preferiblemente menor que 10%, más preferiblemente menor que 5%. La desaparición del color debería ocurrir a una exposición después del curado completo y antes dobla aquella para el curado completo. El color se puede medir como la absorbancia del colorante en la región visible (400-700 nm) al pico de absorbancia máximo del colorante. El curado completo se puede determinar midiendo la dureza del material con... [Seguir leyendo]

1. Una composición curable por radiación que comprende una mezcla homogénea de un componente orgánico polimerizable por radicales libres, un iniciador de la fotopolimerización por radicales libres, y un colorante oxonólico de piridin-2,6-diona.

2. La composición de la reivindicación 1, en la que el iniciador de la fotopolimerización por radicales libres inicia la polimerización por radicales libres de dicho componente polimerizable por radicales libres al exponerlo a suficiente radiación actínica en la región visible y/o ultravioleta del espectro electromagnético.

3. La composición de la reivindicación 1, en la que el componente polimerizable por radicales libres está presente en una cantidad de 30% en peso a 99% en peso de la composición curable por radiación.

4. La composición de la reivindicación 1, en la que el colorante oxonólico de piridin-2,6-diona está presente en una cantidad de 0,002% a 0,2% basado en el peso de la composición curable por radiación.

5. La composición de la reivindicación 1, que está libre de disolventes orgánicos no reactivos.

6. La composición de la reivindicación 1, en la que el colorante oxonólico de piridin-2,6-diona comprende tanto un grupo carbonilo como un grupo carbinol, o tanto un grupo carbonilo como una sal de óxido.

7. La composición de la reivindicación 1, en la que el colorante oxonólico de piridin-2,6-diona tiene la fórmula Z1 = (CH-CH=)nCH-Z2, en la que Z1 contiene el grupo carbonilo, Z2 contiene el grupo carbinol o la sal de óxido, n es un número entero 0, 1, 2, ó 3, y Z1 y Z2 representan cada uno un grupo atómico que forma un anillo de 5 ó 6 miembros.

8. La composición de la reivindicación 1, en la que el colorante oxonólico de piridin-2,6-diona comprende al menos uno de:

(a) 5-ciano-3-[3-(5-ciano-1-etil-4-metil-2,6-dioxopiridin-3-iliden)prop-1-enil]-1-etil-4-metil-6-oxopiridin-2-olato; trietilazanio;

(b) 5-ciano-3-[3-(5-ciano-1-metil-4-metil-2,6-dioxopiridin-3-iliden)prop-1-enil]-1-metil-4-metil-6-oxopiridin-2ºlato; trietilazanio;

(c) 5-ciano-3-[3-(5-ciano-1-propil-4-metil-2,6-dioxopiridin-3-iliden)prop-1-enil]-1-propil-4-metil-6-oxopiridin-2ºlato; trietilazanio;

(d) 5-ciano-3-[3-(5-ciano-1-n-butil-4-metil-2,6-dioxopiridin-3-iliden)prop-1-enil]-1-n-butil-4-metil-6-oxopiridin-2ºlato; trietilazanio;

(e) 5-ciano-3-[3-(5-ciano-1-t-butil-4-metil-2,6-dioxopiridin-3-iliden)prop-1-enil]-1-t-butil-4-metil-6-oxopiridin-2ºlato; trietilazanio;

(f) 5-ciano-3-[3-(5-ciano-1-fenil-4-metil-2,6-dioxopiridin-3-iliden)prop-1-enil]-1-fenil-4-metil-6-oxopiridin-2-olato; trietilazanio;

(g) 5-ciano-3-[(3-(5-ciano-1-etil-4-metil-2,6-dioxopiridin-3-iliden)penta-1,3-dienil]-1-etil-4-metil-6-oxopiridin-2ºlato; trietilazanio;

(h) 5-ciano-3-[3-(5-ciano-1-etil-4-metil-2,6-dioxopiridin-3-iliden)metenil]-1-etil-4-metil-6-oxopiridin-2-olato; trietilazanio;

(i) 5-ciano-3-[3-(5-ciano-1-etil-4-metil-2,6-dioxopiridin-3-iliden)prop-1-enil]-1-etil-4-metil-6-oxopiridin-2-olato; sodio;

(j) 5-ciano-3-[3-(5-ciano-1-metil-4-metil-2,6-dioxopiridin-3-iliden)prop-1-enil]-1-metil-4-metil-6-oxopiridin-2ºlato; sodio;

(k) 5-ciano-3-[3-(5-ciano-1-etil-4-metil-2,6-dioxopiridin-3-iliden)prop-1-enil]-1-etil-4-metil-6-oxopiridin2-olato; tetrametilamonio;

(l) 5-ciano-3-[3-(5-ciano-1-etil-4-metil-2,6-dioxopiridin-3-iliden)prop-1-enil]-1-etil-4-metil-6-oxopiridin-2-olato; 1,1'-difenil-4,4'-bipriridinio;

(m) 5-ciano-3-[3-(5-ciano-1-etil-4-metil-2,6-dioxopiridin-3-iliden)prop-1-enil]-1-etil-4-metil-6-oxopiridin-2-olato; [4-metilfenil-(2-metilpropil)-fenil]yodonio;

(n) 5-ciano-3-[3-(5-ciano-1-etil-4-metil-2,6-dioxopiridin-3-iliden)prop-1-enil]-1-etil-4-metil-6-oxopiridin-2-olato; tri-(2-hidroxietil)azanio;

(o) 5-ciano-3-[3-(5-ciano-1-etil-4-metil-2,6-dioxopiridin-3-iliden)prop-1-enil]-1-etil-4-metil-6-oxopiridin-2-olato; 1,1'-diheptil-4,4'-bipiridinio;

(p) 5-ciano-3-[3-(5-ciano-1-etil-4-metil-2,6-dioxopiridin-3-iliden)prop-1-enil]-1-etil-4-metil-6-oxopiridin-2-olato; 4-metilmorfolinio;

(q) 5-ciano-3-[3-(5-ciano-1-etil-4-metil-2,6-dioxopiridin-3-iliden)prop-1-enil]-1-etil-4-metil-6-oxopiridin-2-olato; 2-bromo-1-etil-piridinio;

(r) 5-ciano-3-[3-(5-ciano-1-etil-4-metil-2,6-dioxopiridin-3-iliden)prop-1-enil]-1-etil-4-metil-6-oxopiridin-2-olato; 1,1'-dietil-4,4'-bipiridinio;

(s) 5-ciano-3-[3-(5-ciano-1-etil-4-metil-2,6-dioxopiridin-3-iliden)prop-1-enil]-1-etil-4-metil-6-oxopiridin-2-olato; 1,1'-dibencil-4,4'-bipiridinio; o

(t) 1-butil-5-(3-(1-butil-5-ciano-1,6-dihidro-2-hidroxi-4-metil-6-oxo-3-piridil)aliliden)-1,2,5,6-tetrahidro-4-metil2,6-dioxonicotinonitrilo (CAS 30132-47-9).

9. Un método para preparar una composición curable por radiación, que comprende formar una mezcla homogénea de un componente orgánico polimerizable por radicales libres, un iniciador de la fotopolimerización por radicales libres, y un colorante de oxonol; en el que el iniciador de la fotopolimerización por radicales libres está presente en una cantidad suficiente para iniciar la polimerización de dicho componente polimerizable por radicales libres al exponerlo a suficiente radiación actínica.

10. Un método para adherir una primera superficie a una segunda superficie, que comprende:

a) aplicar a una primera superficie una composición curable por radiación que comprende una mezcla homogénea de un componente orgánico polimerizable por radicales libres, un iniciador de la fotopolimerización por radicales libres, y un colorante de oxonol, en el que el iniciador de la fotopolimerización por radicales libres está presente en una cantidad suficiente para iniciar la polimerización de dicho componente polimerizable por radicales libres al exponerlo a suficiente radiación actínica, preparada según la reivindicación 9;

b) poner en contacto una segunda superficie con la composición curable por radiación; y

c) exponer la composición curable por radiación a suficiente radiación actínica para iniciar la polimerización de dicho componente polimerizable, a la vez que se mantiene el contacto de la composición curable por radiación con la primera superficie y la segunda superficie.

11. El método de la reivindicación 10, en el que el componente polimerizable por radicales libres comprende un oligómero de acrilato de uretano o un oligómero de metacrilato de uretano en combinación con un monómero de acrilato o un monómero de metacrilato; en el que el iniciador de la fotopolimerización por radicales libres comprende una cetona o un óxido de fosfina.

12. Un método para curar una composición curable por radiación, que comprende:

a) aplicar a una primera superficie una composición curable por radiación que comprende una mezcla homogénea de un componente orgánico polimerizable por radicales libres, un iniciador de la fotopolimerización por radicales libres, y un colorante de oxonol, en el que el iniciador de la fotopolimerización por radicales libres está presente en una cantidad suficiente para iniciar la polimerización de dicho componente polimerizable por radicales libres al exponerlo a suficiente radiación actínica, preparada según la reivindicación 9; y

b) exponer la composición curable por radiación a suficiente radiación actínica para iniciar la polimerización por radicales libres de dicho componente polimerizable por radicales libres.

13. El método de la reivindicación 12, en el que el componente polimerizable por radicales libres comprende un oligómero de acrilato de uretano o un oligómero de metacrilato de uretano en combinación con un monómero de acrilato o un monómero de metacrilato; en el que el iniciador de la fotopolimerización por radicales libres comprende una cetona o un óxido de fosfina.

14. Un método para adherir un revestimiento a una superficie, el cual comprende:

a) aplicar a una superficie una composición curable por radiación que comprende una mezcla homogénea de un componente orgánico polimerizable por radicales libres, un iniciador de la fotopolimerización por radicales libres, y un colorante de oxonol, en el que el iniciador de la fotopolimerización por radicales libres está presente en una cantidad suficiente para iniciar la polimerización de dicho componente polimerizable por radicales libres al exponerlo a suficiente radiación actínica, preparada según la reivindicación 9; y

b) exponer la composición de revestimiento curable por radiación a suficiente radiación actínica para iniciar la polimerización por radicales libres de dicho componente polimerizable por radicales libres.

15. El método de la reivindicación 14, en el que el componente polimerizable por radicales libres comprende un oligómero de acrilato de uretano o un oligómero de metacrilato de uretano en combinación con un monómero de acrilato o un monómero de metacrilato; en el que el iniciador de la fotopolimerización por radicales libres comprende una cetona o un óxido de fosfina.