BRPI0706382A2 - unidade de vidro isolada possuindo composição contendo siloxano curável em temperatura ambiente de permeabilidade reduzida a gás - Google Patents

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BRPI0706382A2
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Edward J Nesakumar
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Abstract

UNIDADE DE VIDRO ISOLADA POSSUINDO COMPOSIçAO CONTENDO SILOXANO CURVEL EM TEMPERATURA AMBIENTE DE PERMEABILIDADE REDUZIDA A GAS. A irivençào relaciona-se a uma estrutura de unidade de vidro isolada selada de alta eficiência termal com uma composição curada contendo, entre outras coisas, diorganopolisiloxano(s) e nanoargila(s) orgânica(s), e composição curada exibindo baixa permeabilidade a gás (es)

Description

"UNIDADE DE VIDRO ISOLADA POSSUINDO COMPOSIÇÃOCONTENDO SILOXANO CURÁVEL EM TEMPERATURA AMBIENTE DEPERMEABILIDADE REDUZIDA A GÁS"
CAMPO DA INVENÇÃO
A invenção é geralmente relacionada a estruturastermalmente isoladas, e mais particularmente a, estrutura deunidade de vidro isolada selada de alta eficiência termalcom uma composição curada em temperatura ambiente exibindobaixa permeabilidade a gás, ou misturas de gases.
ANTECEDENTE DA INVENÇÃO
Composições curáveis em temperatura ambiente (CTA)são bem conhecidas por seu uso como selantes. Na fabricaçãode painéis de vidro Unidades de Vidro Isoladoras (UVI) são-colocadas·em paralelo a cada outra e seladas na sua perife-ria tal que o espaço' entre os painéis, ou o espaço interno,é completamente fechado. 0 espaço interno é tipicamente en-chido com ar. A transferência de energia através de uma uni-dade de vidro isolada desta construção tipica é reduzida,devido à inclusão da camada isolante de ar no espaço inter-no, como comparado a um painel único de vidro. A transferên-cia de energia pode ser ainda reduzida por aumentar a sepa-ração entre os painéis para aumentar a cobertura isolante dear. Existe um limite para a separação máxima além da qual aconvecção dentro do ar entre os painéis pode aumentar atransferência de energia. A transferência de energia podeser ainda reduzida por adição de mais camadas de isolante naforma de espaços internos adicionais e vedação de painéis devidro. Por exemplo, três painéis separados espaçados parale-los de vidro separados por dois espaços internos e seladosna sua periferia. Nesta maneira a separação dos painéis émantida abaixo do limite máximo imposto por efeitos de con-vecção no espaço aéreo, ainda a transferência de energiacompleta pode ser ainda reduzida. Se adicional redução natransferência de energia é desejada então espaços internosadicionais podem ser adicionados.
Adicionalmente, a transferência de energia de uni-dades de vidro isolantes seladas pode ser reduzida por subs-tituição do ar em uma janela de vidra isolada selada por umgás mais denso, de condutividade mais baixa. Gases adequadosdevem ser incolores, não tóxicos, não corrosivos, nao flamá-veis, não afetados por exposição à radiação ultravioleta, emais denso que o ar, e de condutividade mais baixa que o ar.Hexafluoreto de argônio, criptônio, xenônio, e enxofre sãoexemplos de gases que são comumente substituídos por ar nasjanelas de vidro isolantes para reduzir a transferência deenergia.
Vários tipos de selantes são correntemente utili-zados na fabricação de unidades de vidro isolantes incluindoambos, sistemas de cura e de não cura.
Polisulfetos e poliuretanos líquidos são geralmen-te dois sistemas componentes compreendendo uma base e um a-gente de cura que são então misturados somente antes a apli-cação ao vidro. Silicones podem ser um componente bem comodois sistemas componentes. Dois sistemas componentes reque-rem uma proporção de grupos de mistura, equipamento de mis-tura de duas partes e tempo de cura antes que as unidades devidro isoladoras possam ser movidas para o próximo passo defabricação.
Entretanto, composições selantes de silicone CTAcorrentes, enquanto efetivas para alguma extensão, ainda têmsomente uma habilidade limitada para prevenir a perda de gásde baixa condutividade térmica, por exemplo, argônio, a par-tir do espaço interno de um UVS. Como um resultado destapermeabilidade, a transferência de energia reduzida mantidapelo gás entre os painéis de vidro é perdida ao longo dotempo.
Uma necessidade então existe para um UVS com umacomposição CTA de permeabilidade reduzida a gás comparadaaquela de composições CTA conhecidas. Quando empregado comoselante para um UVS, uma composição CTA de permeabilidadereduzida a gás reterá o gás isolante intrapainel de um UVSpor um período de tempo mais longo comparado aquele de umacomposição de CTA mais permeável e estenderá então as pro-priedades isolantes do UVS sob um período de tempo mais longo.
RESUMO DA INVENÇÃO
A presente invenção relaciona-se a uma unidade devidro isolada com estabilidade do isolamento térmico aumen-tado. Especificamente, a presente invenção relaciona-se auma unidade de vidro isolada que compreende pelo menos duasfolhas espaçadas separadas (vidraça) de vidro, ou de outromaterial funcionalmente equivalente, em relação espaçada acada outra, um gás de baixa condutividade térmica entre elese um gás selante de montagem incluindo um curado, isto é,ligado cruzadamente ou vulcanizado, composição selante curá-vel compreendendo:
a) pelo menos um diorganopolisiloxano terminado emsilanol;
b) pelo menos um ligante cruzado para o diorgano-polisiloxano (s) terminado em silanol;
c) pelo menos um catalisador para a. reação de li-gação cruzada;
d) pelo menos uma nanoargila orgânica, e, opcio-nalmente,
e) pelo menos um polímero sólido tendo uma permea-bilidade ao gás que é menos que a permeabilidade do diorga-nopolisiloxano (s) ligado(s) cruzadamente.
Quando utilizado como um componente da montagem dogás selante de um UVI, a composição selante curada antece-dente reduz a perda de gás (es) do ν então estendendo seutempo de serviço útil.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Fig. Γ é uma visão seccional lateral de uma unida-de de vidro selada duplamente envidraçada (UVS) possuindouma montagem de gás selante que inclui uma composição selan-te curada de acordo com a invenção.
Fig. 2 é uma apresentação gráfica de dados de per-meabilidades para as composições selantes dos Exemplos Com-parativos 1-2, Exemplos 1-3 e 5-8.
Fig. 3 é uma apresentação gráfica de dados de per-meabilidade para as composições selantes de Exemplos Compa-rativos 1-2 e Exemplos 4 e 9.DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
De acordo com a presente invenção, uma unidade devidro isolada compreendendo estabilidade isolante térmicaaumentada é provida com pelo menos duas folhas espaçadas se-paradas de vidro na relação espaçada de cada outra, um gásisolante de baixa condutividade térmica ou mistura de gasesentre eles e um elemento selante de gás incluindo uma compo-sição selante curada resultando da cura de uma composiçãoselante curável resultante da cura de uma composição selantecurável compreendendo: a) pelo menos um diorganopolisiloxanoterminado em sinanol; b) pelo menos um ligador cruzado parao diorganopolisiloxano(s) terminal em silanol; c) pelo menosum catalisador para a reação da ligação cruzada; d) pelo me-nos um enchimento nanoargila orgânica; e) pelo menos um po-límero sólido tendo uma permeabilidade a gás que é menos quea permeabilidade do(s) diorganopolisiloxano(s) ligado cruza-damente.
Com referência a Fig. 1, unidade de vidro, isolada10 da construção conhecida e. convencional inclui folha devidro 1 e 2 mantidas na relação espaçadas separadas por umamontagem de gás selante possuindo um membro selante de gásprimário 4, membro espaçador contínuo 5 e composição selan-te de baixa permeabilidade a gás 7 preparada como daqui adiante descrito, espaço 6 entre folhas 1 e 2 sendo enchidascom um gás ou gases isolados tal como argônio. Uma cama en-vidraçada 8, como conhecido na técnica, é colocada entre fo-lhas de vidro 1 e 2 e estrutura de janela 9. Vidraças 1 e 2podem ser fabricadas a partir de qualquer de uma variedadede materiais tal como vidro, por exemplo, vidro em flutuaçãolimpo, vidro enrijecido, vidro misturado, vidro solar, vidropintado, por exemplo, vidro de baixa energia etc, resina a-crilica e resina policarbonato, e semelhantes.
A inclusão da composição selante curada 7 na mon-tagem de gás selante antecedente provê melhoria nas caracte-rísticas de barreira de gás e características de mistura deligação relativa a gás selante conhecidos e convencionais.
Como um resultado, composição selante curada 7 provê por umtempo maior desempenho em serviço de unidades de vidro iso-ladas de toda maneira de construção incluindo aquela especi-ficamente descrita acima.
Membro selante primário 4 da unidade de vidro iso-lada pode ser compreendida de materiais poliméricos conheci-dos na técnica, por exemplo, materiais de base de borrachatais como poliisobutileno, borracha butil, polisulfeto, bor-racha EPDM, borracha nitrila, e semelhantes. Outros materi-ais úteis incluem copolímeros poliisobutileno/poliisopreno,polímeros poliisobutileno, polímeros oleofina brominada.s,copolímeros de poliisobutileno e para-metilestireno, copolí-meros de poliisobutileno e para-metilestireno brominado, bu-til copolímero de borracha de isobutileno e isopreno, polí-meros etileno-propileno, polímeros polisulfeto, polímerospoliuretano, polímeros estireno butadieno, e semelhantes.
Como indicado acima, membro selante de gás primá-rio 4 pode ser fabricado a partir de um material tal comopoliissobutileno que tem propriedades selantes muito boas.
Cama de vidraça 8 é um selante que é algumas vezes referidacomo cama envidraçada e pode ser provida na forma de um si-licone ou borracha butil. Um dessecànte pode ser incluído noespaçador contínuo 5 a fim de remover a mistura do gás iso-lante ocupado no espaço entre vidraças de vidro 1 e 2. Des-secantes úteis são aqueles que adsorvem ao gás/gases isolan-tes que enchem o interior da unidade de vidro insulada.
Gases de baixa condutividade térmica adequados emisturas de tais gases para uso na unidade de vidro isoladasão bem conhecidos e incluem gases transparentes tais comoar, dióxido de carbono, hexafluoreto de enxofre, nitrogênio,argônio, criptônio, ' xenônio, e semelhantes e misturas dosmesmos.
Diorganopolisiloxanos terminados em silanol ade-quados (a) incluem aqueles de fórmula geral:
MaDbD'c
em que "a" é 2, e "b" é igual a ou maior que 1 e"c" é zero ou positivo; M é
(H0)3-x-yR1xR2ySi01/2
em que "x" é O, 1 ou 2 e "y" é ou O ou 1, sujeitaa limitação que x+y é menos que ou é igual a 2, R1 e R2 cadaindependentemente é um grupo hidrocarboneto monovalente aci-ma de 60 átomos de carbono; D é
R3R4SiOix2
em que R3 e R4 cada independentemente é um grupohidrocarboneto monovalente acima de 60 átomos de carbono; D' é.
R5R6SiO2Z2
em que R5 e R6 cada independentemente é um grupohidrocarboneto monovalente acima de 60 átomos de carbono.
Ligadores cruzados adequados (b) para o(s) diorga-nopolisiloxano(s) terminado em silanol presente na composi-ção da invenção incluem alquilsilicatos de fórmula geral:
(R14O)(R15O)(R16O)(R17O)Si
em que R14, R15, R16 e R17 cada independentemente éum grupo hidrocarboneto monovalente acima de 60 átomos decarbono. Ligadores cruzados deste tipo incluem n-propil si-licato, tetraetilorto silicato e metiltrimetoxisilano e com-postos alcoxisilano substituídos com alquil similares, e se-melhantes.
Catalisadores adequados (c) para a reação de liga-ção cruzada do diorganopolisiloxano(s) terminado de silanolpodem ser qualquer daqueles conhecidos serem úteis para fa-cilitar a ligação cruzada de tais siloxanos. 0 catalisadorpode ser um composto não metálico ou contendo metal. Exem-plos de compostos contendo metais úteis incluem aqueles . deestanho, titânio, zircônio, chumbo, ferro, cobalto, antimô-nio, manganês, bismuto e zinco.
Em uma modalidade da presente invenção, compostoscontendo estanho úteis como catalisadores de ligação cruzadaincluem dibutil dilaurato de estanho, dibutil diacetato deestanho, dibutil dimetóxido de estanho, octoato de estanho,isobutil triceroato de estanho, óxido de dibutil estanho,óxido de dibutil estanho solúvel, bis-diisoctil ftalato dedibutil estanho, bis-tripropoxisilil de dioctil estanho,bis-acetilacetona de dibutilestanho, dióxido de dibutil es-tanho sililado, carbometoxifenil estanho tris-uberato, tri-ceroato de isobutil estanho, dibutirato de dimetil estariho,di-neodecanoato de dimetil estanho, tartarato de trietil es-tanho, dibenzoato de dibutil estanho, oleato de estanho,naftenato de estanho, butil tri-2-etilexilexoato de estanho,butirato de estanho, diorgano bis β-dicetonatos de estanho esemelhantes. Catalisadores úteis contendo titânio incluemcompostos titânios quelados, por exemplo, 1,3-propanpdioxititânio bis(etilacetoacetato); di-isopropoxititânio bis(etilacetoacetato), e tetraalquil tita-nato, por exemplo, tetra n-butil titanato e tetra-isopropiltitanato. Em ainda outra modalidade da presente invenção,diorganoenxofre bis β-dicetonatos é utilizado para facilitara ligação cruzada na composição selante de silicone.
A composição selante curável aqui inclui pelo me-nos um enchimento nanoargila orgânica (d) . Nanoargilas pos-suem uma morfologia única com uma dimensão sendo na variaçãode nanômetro. Os nanoargilas podem formar complexos químicoscom um intercalante que ionicamente se liga a superfíciesentre as camadas fazendo as partículas de argila. Esta asso-ciação de intercalante e partículas de argila resultam em ummaterial que é compatível com muitos tipos diferentes de re-sinas hospedeiras permitindo o enchimento de argila disper-sar no mesmo.
0 termo "esfoliação" como aqui utilizado descreveum processo em que pacotes de plaquetas nanoargila separadasde uma outra em uma matriz polimérica. Durante a esfoliação,plaquetas na região mais distante de cada pacote clivaram,expondo mais plaquetas para separação.O termo "galeria" como aqui utilizado descreve oespaço entre camadas paralelas de plaquetas de argila. Asmudanças de espaço na galeria dependendo na natureza da mo-lécula ou polimero ocupando o espaço.- Um espaço intercamadaentre plaquetas de nanoargila individuais varia, novamentedependendo do tipo de moléculas que ocupam o espaço.
0 termo "intercalante" como aqui utilizado incluiqualquer composto inorgânico ou orgânico que é capaz de en-trar na galeria de argila e ligar a sua superfície.
0 termo' "intercalado" como aqui utilizado designaum complexo argila-químico em que o espaçamento da galeriade argila tem aumentado devido ao processo de modificação desuperfície. Sob as condições próprias de temperatura e cor-te, um intercalado é capaz de esfolhar em uma matriz de resina.
A expressão "gás(es) de baixa permeabilidade" comoaplicado a composição curada desta invenção deve ser enten-dido significar um coeficiente de permeabilidade de argôniode não mais que cerca de 900 barrers (1 barrer = IO-10(STP)/cm seg (cmHg) ) medida de acordo com o método de pres-são constante-volume variável em uma pressão de 100 psi etemperatura de 25°C.
A expressão "argila modificada" como aqui utiliza-da designa um material de argila que tem sido tratado comqualquer composto inorgânico ou orgânico que é capaz de sub-meter reações de troca iônica com os cátions presentes nassuperfícies intercamadas da argila.
0 termo "nanoargila" como aqui utilizado descrevemateriais de argila que possuem uma morfologia única com umadimensão sendo na variação de nanômetros. Nanoargilas podemformar complexos químicos com um intercalante que se ligaionicamente a superfícies entre as camadas fazendo as partí-culas de argila. Esta associação de intercalante e partícu-las de argila resulta em um material que é compatível commuitos tipos diferentes de resinas hospedeiras permitindo oenchimento de argila se dispersar no mesmo.
A expressão "nanoargila orgânica" como aqui utili-zada descreve um nanoargila que tem sido tratado ou' modifi-cado com um intercalante orgânico, por exemplo, diorganopo-lisiloxano que se liga ionicamente a superfícies entre ascamadas fazendo as partículas de argila.
O termo "organoargila" como aqui utilizado designauma argila ou outro material em camadas que tem sido tratadocom moléculas orgânicas (variadamente referido como "agentesesfoliantes", "modificadores de superfícies" ou "intercalan-tes") que são capazes de submeter reações de troca iônicacom os cátions presentes nas superfícies intercamadas da argila.
As nanoargilas podem ser materiais naturais ousintéticos. Esta distinção pode influenciar o tamanho dapartícula e para esta invenção, as partículas devem ter umadimensão lateral de entre cerca de 0,01 pm e cerca de 5 μπι,e preferivelmente entre cerca de 0,05 ym e cerca de 2 μπι, emais pref erivelmente entre cerca de 0,1 ym e cerca de 1 ym.
A espessura ou dimensão vertical das partículas podem em ge-ral variar entre cerca de 0,5 nm e cerca de 10 nm e preferi-velmente entre cerca de 1 nm cerca de 5 nm.
Nanoargilas úteis para prover o componente de en-chimento nanoargila orgânica da composição da invenção in-clui filosilicatos naturais ou sintéticos, particularmenteargilas de cristais líquidos tais como montmorilonita, mont-morilonita de sódio, montmorilonita de cálcio, montmoriloni-ta de magnésio, nontronite, beidelite, volkonskoite, laponi-te, hectorite, saponite, sauconite, magadite, kenyaite, so-bockite, svindordite, estevensita, talco, mica, caolinite,vermiculite, haloisite, óxidos aluminato, ou hidrotalcites,e semelhantes, e suas misturas. Em outra modalidade, nanoar-gilas úteis incluem minerais micaceous tal como ilite e mi-nerais ilite/esmectite em camadas misturados tais como rec-torite, tarosovite, ledikita, e misturas das ilites com umou mais dos minerais de argila denominados abaixo. Qualquermaterial em camada incháveis adjacente de plaquetas filosi-licatas de pelo menos cerca de 5 angstroms, ou pelo menoscerca de 10 angstroms, (quando o filosilicato é medido seco)pode ser utilizado na produção de componente de enchimentopara prover a composição selante isolada da invenção.
Em uma modalidade da presente invenção, compostosorgânicos que são úteis para tratar nanoargilas e materiaisem camadas para prover o componente de enchimento aqui in-cluem tensoativos catiônicos tais como derivados de amônio,cloreto de amônio, alquilamônio (primário, secundário, ter-ciário e quaternário), fosfônio ou sulfônio de aminas, fos-finas ou sulfetos alifáticos, aromáticos ou arilalifácticas.
Outros agentes de tratamento orgânicos para nano-argilas que podem ser utilizados aqui incluem compostos ami-na e/ou compostos de amônio quaternário R6R7R8N+X- cada inde-pendentemente e X é um anion tais como Cl"' F~, SO4- etc.
Opcionalmente, a composição selante curável aquipode também conter pelo menos um polímero sólido tendo umapermeabilidade ao gás que é menor que a permeabilidade dodiorganopolisiloxano de ligação cruzada. Polímeros adequadosincluem polietilenos tais como polietileno de baixa densida-de (PEBD), polietileno de muito baixa densidade (PEMBD), po-lietileno de baixa densidade linear (PEDBL) e polietileno dealta densidade (PEAD); polipropileno (PP), poliisobutileno(PIB), polivinil acetato (PVAc), polivinil álcool (PVoH),poliestireno, policarbonato, poliéster, tais como, terefta-Iato de polietileno (PET), tereftalato de polibutileno(PBT), naftalato de polietileno (PEN), tereftalato de polie-tileno modificado por glicol (PETG); polivinilcloreto (PVC),cloreto de polivinilideno, floreto de polivinilideno, poliu-retano termoplástico (TPU), acrilonitrila butadieno estireno(ABS), polimetilmetacrilato (PMMA), fluoreto de polivinil(PVF), poliamidas (nylons), polimetilpenteno, poliimida(PI), polieterimida (PEI), poliéteéter cetona (PEEK), poli-sulfona, poliéter sulfona, clorotrifluoretileno etileno, po-litetrafluoretileno (PTFE), acetato "de celulose, butirato deacetato de celulose, cloreto de polivinil plasticizado, io-nômeros (Surtyn), sulfeto de polifenileno (PPS), estireno-malêico anidrido, óxido de polifenileno modificado (PPO), esemelhantes e misturas dos mesmos.
0(s) polímero(s) opcional(s) pode(m) também serelastosméricos de natureza, exemplos incluem, mas não sãolimitados a borracha etileno-propileno (EPDM), polibutadie-no, policloropreno, poliisopreno, poliuretano (TPU), estire-no-butadieno-estireno (SBS), estireno-etileno-butadieno-estireno (SEEBS), polimetilfenil siloxano (PMPS), e seme-lhantes.
Esses polímeros opcionais podem ser misturados ousozinhos ou em combinações ou na forma de copolímeros, porexemplo, misturas policarbonato-ABS, misturas policarbonatopoliéster, polímeros montados, tal como polietilenos silanomontado, e poliuretanos silano montado.
Em uma modalidade da presente invenção, a composi-ção selante curada 7 contém um polímero selecionado do grupoconsistindo de polietileno de baixa densidade (PEBD), polie-tileno de muito baixa densidade (PEMBD), polietileno de bai-xa densidade linear (PEBDL), polietileno de alta densidade(PEAD), e misturas dos mesmos. Em outra modalidade da inven-ção, a composição selante curada 7 tem um polímero selecio-nado do grupo consistindo de polietileno de baixa densidade(PEBD), polietileno de muito baixa densidade (PEMBD), polie-tileno de baixa densidade linear (PEBDL), e misturas dosmesmos. Em ainda outra modalidade da presente invenção, opolímero opcional é um polietileno de baixa densidade linear(PEBDL).
A composição selante curável pode conter um oumais outros componente de enchimento em adição ao componentenanoargila orgânica (d). Enchimentos adicionais adequadospara uso aqui incluem carbonatos de cálcio precipitados ecoloidais que têm sido tratados com compostos tais como áci-do esteárico ou estearato éster; silicas reforçadas tais co-mo silicas fumadas, silicas precipitadas, silica géis e si-licas hidrofobizadas e silicas géis; quartzo triturado epulverizado, alumina, hidróxido de alumínio, hidróxido detitânio, diatomáceo terroso, óxido.de ferro, carbono preto,grafite, mica, talco, e semelhantes, e misturas dos mesmos.
A composição selante curável pode também incluirum ou mais alcoxisilanos como promotores de adesão. Promoto-res de adesão úteis incluem n-2-aminoetil-3-aminopropiltrietoxisilano, γ-aminopropiltrietoxisilano, γ -aminopropiltrimetoxisilano, aminopropiltrimetoxisilano, bis-γ-trimetoxisilipropil)amina, N-fenil-γ-aminopropiltrimetoxisilano, triaminofuncionaltrimetoxisila-no, γ-aminopropilmetildietoxisilano, γ-aminopropiImetildietoxisilano, metacriloxipropiltrimetoxisi-lano, metilaminopropiltrimetoxisilano, γ-glicidoxipropiletildimetoxisilano, γ-glicidoxipropiltrimetoxisilano, γ-glicidoxietiltrimetoxisilano, β-(3,4-epoxicicloexi)propiltrimetoxisilano, β-(3, 4-epoxicicloexil)etilmetildimetoxisilano, isocianatopropiltrietoxisilano, i-socianatopropilmetildimetoxisilano, β-cianoetiltrimetoxisilano, γ-acriloxipropiltrimetoxisilano,γ-metacriloxipropilmetildimetoxisilano, 4-amino-3,3-dimetilbutiltrimetoxisilano, e N-etil-3-trimetoxisilil-2-metilpropanamina, e semelhantes. Em uma modalidade, o promo-tor de adesão pode ser uma combinação de n-2-aminoetil-3-aminopropiltrimetoxisilano e 1,3,5-tris(trimetoxisililpropil)isocianurato.
As composições da presente invenção podem tambémincluir um ou mais tensoativos nãó iônicos tais como polie-tileno glicol, polipropileno glicol, óleo de ricino etoxila-do, ácido oléico etoxilado, alquilfenol etoxilado, copolime-ros de óxido de etileno (OE) e óxido de propileno (OP) e co-polimeros de silicones e poliéteres (copolimeros de siliconede poliéter), copolimeros de silicones e copolimeros de óxi-do de etileno e óxido de propileno e misturas dos mesmos.
A composição selante curável pode incluir aindaoutros ingredientes que são convencionalmente empregados nascomposições contendo RTC silicone tais como colorantes, pig-mentos, plastificantes, enchimentos reforçantes, antioxidan-tes, estabilizadores UV, biocidas etc, em quantidades conhe-cidas e convencionais providas eles não interferem com aspropriedades desejadas.
As quantidades diorganopolisiloxano (s) terminadosem silanol, ligador(es) cruzado(s), catalisador(es) de Iiga-ção cruzada, nanoargila(s) orgânico(s), polímero(s) sóli-do (s) opcional(is) de permeabilidade diminuída da gás que odiorganopolisiloxano(s) de ligação cruzada, enchimento(s)opcional(is) outros que nanoargila orgânica, promotor(es) deadesão opcional(is) e tensoativo(s) iônico(s) opcional(is)pode(m) variar seguindo a tabela.
TABELA 1: Variações de Quantidades (Porcentagem dePeso) de Componentes da Composição Selante Curada 7 da Invenção<table>table see original document page 18</column></row><table>
As composições selantes curadas aqui podem ser ob-tidas por procedimentos que são bem conhecidos na técnica,por exemplo, mistura fundida, mistura de extrusão, misturade solução, mistura seca, mistura em um misturador Banburyetc, em presença da mistura para prover uma mistura substan-cialmente homogênea.
Preferivelmente, os métodos de mistura dos políme-ros diorganopolisiloxano com polímeros podem ser feitos porcontato dos componentes em um coração de inversão ou outrosmeios de mistura física, seguido por mistura fundida em umextrusor. Alternativamente, .os componentes podem ser mistu-rados e diretamente fundidos em um extrusor, Brabender ouquaisquer outros meios de misturas fundidas.
Composição selante curada 7 é obtida por curar acomposição curável obtida por misturar (a) pelo menos um di-organopolisiloxano, (b) pelo menos um ligador cruzado para odiorganopolisiloxano(s) , (c) pelo menos um catalisador paraa reação de ligação cruzada, (d) pelo menos uma nanoargilaorgânica e, opcionalmente, (e) pelo menos um polímero sólidotendo uma permeabilidade ao gás que é menor que a permeabi-lidade do diorganopolisiloxano(s) de ligação cruzada, a com-posição seguindo cura exibe baixa permeabilidade ao(s)gás (es).
A invenção é ilustrada pelos seguintes exemplosnão limitantes.
EXEMPLO COMPARATIVO 1 e EXEMPLOS 1-4
Uma mistura de polidimetilsiloxanos terminados emsilanol (PDMS), especificamente, Silanol 5000, um polidime-tilsiloxano terminado em silanol de 5000 cs nominal e Sila-nol 50.000, um polidimetilsiloxano terminado em silanol de50.000 cs nominal, ambos disponíveis de Gelest, Inc., forammisturados em um copo de 100 mL com Cloisite 15A ("C-15A",uma argila montmorilonite modificada com .125 mili-equivalente de gordura dimetil desidrogenada, cloreto de a-mônio por 100 g de argila disponível de Southern Clay Pro-ducts) ou SF ME100 (um fluorhectorita sintético tendo a fór-mula geral NaMg2. 3Si4Oi0 (FaOHl-a)2 (0,.8<=α=1, 0) disponívelde Unicorp, Japão) empregando um misturador manual por 10-15minutos e assim colocado em um dissecador. a vácuo por 5 mi-nutos para remover bolhas de ar geradas durante a mistura.Misturas foram feitas com as quantidades de nanoargila vari-ando de 1 a 10 por cento de peso.
Seguindo o procedimento antecedente, composiçõescuradas dos seguintes Exemplos foram obtidas:
Exemplo Comparativo 1: mistura de 50 gramas (Sila-nol 5000 e Silanol 50000 @ 50:50)
Exemplo 1: mistura de 48,75 gramas (Silanol 5000 eSilanol 50000 @ 50:50) + 1,25 gramas de argila Cloisite C-15A
Exemplo 2: mistura de 47,5 gramas (Silanol 5000 eSilanol 50000 @ 50:50) +2,5 gramas de argila Cloisite C-15A
Exemplo 3: mistura de 45 gramas (Silanol 5000 eSilanol 50000 @ 50:50) + 5 gramas de argila Cloisite C-15A
Exemplo 4: mistura de 45 gramas (Silanol 5000 eSilanol 50000 @ 50:50) + 5 gramas de argila ME100
As misturas indicadas acima foram então utilizadaspara fazer folhas curadas como segue: formulações PDMS-nanoargila foram misturadas com n-propil silicato ("NPS",ligante cruzado) e óxido de dibutil estanho ("DBTO", um ca-talisador de ligação cruzada), como listado na Tabela 2, u-tilizando um misturador manual por 5-7 minutos com bolhas dear removidas por vácuo. Cada mistura foi vertida em um moldeformador de folha Teflon e mantida por 24 horas sob condi-ções ambiente (25oC e 50% de umidade) para parcialmente cu-rar os componentes PDMS. As folhas parcialmente curadas fo-ram removidas a partir do molde após 24 horas e mantida emtemperatura ambiente por sete dias para cura completa.
Tabela 2
<table>table see original document page 21</column></row><table>mistura de si- lanol com 10 p% de SF MElOO
A permeabilidade ao argônio da composição curadaantecedente foi medida utilizando um ajuste de permeabilida-de ao gás. As medidas foram baseadas no método de volume va-riável a pressão 100 psi e em uma temperatura de 25°C. Asmedidas de permeabilidade foram repetidas sob condições i-dênticas de 2-3 vezes a fim de assegurar sua reprodutibili-dade.
Os dados de permeabilidade são graficamente apre-sentados nas Figuras 1 e 2.
EXEMPLO COMPARATIVO 2 e EXEMPLOS 5-9
Para prover 1 por cento do peso da argila C-15A(ver Exemplo 5, Tabela 3): 227,7 g de OMCTS (octametilciclo-tetrasiloxano) e 2,3 g de C-15A foram introduzidos em umfrasco de fundo redondo de três pescoços ajustados com agi-tador em cima e condensador. A mistura foi agitada a 250 rpmpor 6 horas em temperatura ambiente. A temperatura foi au-mentada a 175°C enquanto a agitação foi continuada. 0,3 gde CsOH em 1 mL de água adicionada ao recipiente de reaçãoatravés da divisória. Após 15 minutos, polimerização deOMCTS começa e 0,5 mL de água foi então adicionado com umadicional de 0,5 mL de água sendo adicionada após 5 minutos.
Aquecendo e agitando foram continuadas por 1 hora após aqual 0,1 mL de ácido fosfórico foi adicionado para neutrali-zação. 0 pH da mistura de reação foi determinado após 30 mi-nutos. Agitação e aquecimento foram continuados por outros30 minutos e o pH da mistura de reação foi novamente deter-minado para assegurar a completa neutralização. Destilaçãode cíclicos foi realizada a 175°C e a mistura foi desde en-tão arrefecida a temperatura ambiente.
O mesmo procedimento foi seguido com 2,5, 5 e 10p% de C-15A (ver Exemplos 6-8, Tabela 3).
Procedimentos de polimerização no local similaresforam seguidos com argila de proporção de alto aspecto 10p%(SF MElOO) (ver Exemplo.9, Tabela 3). Os polímeros no localcom diferentes quantidades de argila foram então utilizadospara fazer folhas curadas como segue: formulações nanoargi-Ia-PDMS no local foram misturadas com ligador cruzado NPS ecatalisador DBTO solubilizado utilizando um misturador manu-al por 5-7 minutos com bolhas de ar sendo removidas por vá-cuo. A mistura foi então vertida em um molde formando folhade Teflon e mantida por 24 horas sob condições ambiente(25°C e 50% de umidade) . As folhas parcialmente curadas fo-ram removidas do molde após 24 horas e mantida em temperatu-ra ambiente por sete dias para cura completa.
Tabela 3
<table>table see original document page 23</column></row><table><table>table see original document page 24</column></row><table>
A permeabilidade ao argônio foi medida utilizandoum ajuste de permeabilidade ao gás nos exemplos prévios. Asmedidas foram baseadas no método de volume variável a pres-são 100 psi e em uma temperatura de 25°C. As medidas foramrepetidas sob condições idênticas de 2-3 vezes a fim de as-segurar sua reprodutibilidade.
Os dados de permeabilidade são graficamente apre-sentados nas Figuras 1 e 2. Como mostrado nos dados, a per-meabilidade ao argônio no caso das composições selantes cu-radas da invenção (Exemplos 1-3 e 5-8 da Figura 1 e Exemplos4 e 9 da Figura 2) foi significantemente menor que aqueladas composições selantes curadas fora do objetivo da inven-ção (Exemplos Comparativos 1 e 2 das Figuras 1 e 2) . Em to-dos, enquanto o coeficiente da permeabilidade do argônio dascomposições selantes dos Exemplos Comparativos 1 e 2 excedeu900 barrers, aqueles dos Exemplos 1-9 ilustrativos das com-posições selantes desta invenção não excederam 900 barrers eem alguns casos, foram bem abaixo deste nivel do coeficientede permeabilidade ao argônio (ver, em particular, exemplos3, 8 e 9).
Enquanto a modalidade preferida da presente inven-ção tem sido ilustrada e descrita em detalhes, várias modi-ficações de, por exemplo, componentes, materiais e parâme-tros, se tornarão aparentes àqueles versados na técnica, e étencionado cobrir as reivindicações em apêndice todas taismodificações e mudanças que vêm dentro do objetivo desta in-venção.

Claims (20)

1. Unidade de vidro isolada CARACTERIZADA pelo fa-to de compreender pelo menos duas folhas espaçadas-separadasde vidro na relação espaçada a cada outra, uma baixa condu-tividade térmica ao gás isolante ou mistura de gases entreeles e um elemento selante gasoso incluindo uma composiçãoselante curada resultando da cura de uma composição selantecurável compreendendo:a) pelo menos um diorganopolisiloxano terminado emsilanol;b) pelo menos um ligador cruzado para o diorgano-polisiloxano (s) terminado(s) em silanol;c) pelo menos um catalisador para a reação de li-gação cruzada;d) pelo menos uma nanoargila orgânica; e opcional-mente,e) pelo menos um polímero sólido tendo uma permea-bilidade ao gás que é menor que a permeabilidade do diorga-nopolisiloxano (s) de ligação cruzada.
2. Unidade de vidro isolada, de acordo com a rei-vindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o diorganopoli-siloxano terminado em silanol (a) tem a fórmula geral:MaDbD'cem que "a" é 2, e "b" é igual a ou maior que 1 e"c" é zero ou positivo; M é(HO)3-K-Y-R1xR2ySiO1Z2em que "x" é 0, 1 ou 2 e "y" é ou 0 ou 1, sujeitoa limitação que χ + y é menor que ou é igual a 2, R1 e R2cada independentemente é um grupo hidrocarboneto monovalenteaté 60 átomos de carbono; D éR3R4SiO172;em que R3 e R4 cada independentemente é um grupohidrocarboneto monovalente até 60 átomos de carbono; e D' éR5R6SiO2Z2em que R5 e R6 cada independentemente é um grupohidrocarboneto monovalente até 60. átomos de carbono.
3. Unidade de vidro isolada, de acordo com a rei-vindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o ligador cru-zado (b) é um alquilsilicato tendo a fórmula:(R14O)(R15O)(R16O)(R17O)Sionde R14, R15, R16 e R17 são escolhidos independente-mente de radicais hidrocarbonetos Ci a Ceo monovalentes.
4. Unidade de vidro isolada, de acordo com a rei-vindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de o catalisador (c) éum estanho catalisador.
5. Unidade de vidro isolada, de acordo com a rei-vindicação 4, CARACTERIZADA pelo fato de que o estanho cata-lisador é selecionado do grupo consistindo de dibutil dilau-rato de estanho, dibutil diacetato de estanho, dibutil dime-tóxido de estanho, octoato de estanho, isobutil triceroatode estanho, óxido de dibutil estanho, bis-diisoctil ftalatode dibutil estanho, bis-tripropoxisilil de dioctil estanho,bis-acetilacetona de dibutil estanho, dióxido de dibutiles-tanho sililado, carbometoxifenil tris-uberato estanho, tri-ceroato de isobutil estanho, dibutirato de dimetil estanho,di-neodecanoato de dimetil estanho, tartarato de trietil es-tanho, dibenzoato de dibutil estanho, oleato de estanho,naftenato de estanho, butil tri-2-etilexilexoato de estanho,butirato de estanho, diorgano bis β-dicetonatos de estanho esemelhantes.
6. Unidade de vidro isolada, de acordo com a rei-vindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a porção na.no-argila da nanoargila orgânica (d) é selecionada do grupoconsistindo de montmorilonita, montmorilonita de sódio,montmorilonita de cálcio, montmorilonita de magnésio, non-tronite, beidelite, volkonskoite, laponite, hectorite, sapo-nite, sauconite, magadite, kenyaite, sobockite, svindordite,estevensita, vermiculite, haloisite, óxidos aluminato, hi-drotalcites, ilite, rectorite, tarosovite, ledikita, caoli-nite e misturas dos mesmos.
7. Unidade de vidro isolada, de acordo com a rei-vindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a porção orgâ-nica da nanoargila orgânica (d) é pelo menos um composto a-mino terciário R3R4R5N e/ou composto amônio quaternárioR6R7R8N+X" em que R3, R4, R5, R6, R7 e R8 cada independentemen-te é um grupo alquil, alquenil ou alcóxi silano de até 60átomos de carbono e X é um ânion.
8. Unidade de vidro isolada, de acordo com a rei-vindicação 6, CARACTERIZADA pelo fato de que a porção nano-argila da nanoargila orgânica (d) é modificada com amônio,alquilamônio primário, alquilamônio secundário, alquilamônioterciário, alquilamônio quaternário, derivados fosfônio deaminas, fosfinas ou sulfetos alifáticos, aromáticos ou ari-lalifáticos ou derivados sulfônios de aminas, fosfinas ousulfetos alifáticos, aromáticos ou arilalifáticos.
9. Unidade de vidro isolada, de acordo com a rei-vindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o polimero só-lido (e) é selecionado do grupo consistindo de polietilenode baixa densidade, polietileno de muito baixa densidade,polietileno de baixa densidade linear, polietileno de altadensidade, polipropileno, poliisobutileno, polivinil aceta-to, polivinil álcool, poliestireno, policarbonato, poliés-ter, tais como, tereftalato de polietileno, tereftalato depolibutiléno, naftalato de polietileno, tereftalato de poli-etileno modificado por glicol, polivinilcloreto, cloreto depolivinilideno, fluoreto de polivinilideno, poliuretano ter-moplástico, acrilonitrila butadieno estireno, polimetilmeta-crilato, fluoreto de polivinil, poliamidas, polimetilpente-no, poliimida, polieterimida, poliéter éter cetona, polisul-fona, poliéter sulfona, clorotrifluoretileno etileno, poli-tetrafluoretileno, acetato de celulose, butirato de acetatode celulose, cloreto de polivinil plasticizado, ionômeros,sulfeto de polifenileno, estireno-malêico anidrido, óxido depolifenileno modificado, borracha etileno-propileno, polibu-tadieno, policloropreno, poliisopreno, poliuretano, estire-no-butadieno-estireno, estireno-etileno-butadieno-estireno,polimetilfenil siloxano e misturas dos mesmos.
10. Unidade de vidro isolada, de acordo com a rei-vindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que ainda compreen-de pelo menos um componente opcional selecionado do grupoconsistindo de promotor de adesão, tensoativo, colorante,pigmento, plastificante, enchimento outro que nanoargila or-gânica, anti-oxidante, estabilizador de UV, e biocida.
11. Unidade de vidro isolada, de acordo com a rei-vindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que o promotor deadesão é selecionado do grupo consistindo de n-2-aminoetil--3-aminopropiltrietoxisilano, 1,3,5-tris(trimetoxisililpropil)isocianurato, γ-aminopropiltrietoxisilano, γ -aminopropiltrimetoxisilano,aminopropiltrimetoxisilano, bis-Y-trimetoxisilipropil)amina,N-fenil-Y-aminopropiltrimetoxisilano, triaminofuncionaltri-metoxisilano, γ-aminopropilmetildietoxisilano, γ-aminopropiImetildietoxisilano, metacriloxipropiltrimetoxisi-lano, metilaminopropiltrimetoxisilano, γ-glicidoxipropiletildimetoxisilano, γ-glicidoxipropiltrimetoxisilano, γ-glicidoxietiltrimetoxisilano, β-(3,4-epoxicicloexi)propiltrimetoxisilano, β-(3,4-epoxicicloexil)etilmetildimetoxisilano, isocianatopropiltrietoxisilano, i-socianatopropilmetildimetoxisilano, β-cianoetiltrimetoxisilano, γ-açriloxipropiltrimetoxisilano,γ-metacriloxipropilmetildimetoxisilano, 4-amino-3,3-dimetilbutiltrimetoxisilano, e n-etil-3-trimetoxisilil-2-metilpropanamina, e misturas dos mesmos.
12. Unidade de vidro isolada, de acordo com rei-vindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que o tensoativo éum tensoativo não iônico selecionado do grupo consistindo depolietileno glicol, polipropileno glicol, óleo de ricino e-toxilado, ácido oléico etoxilado, alquilfenol etoxilado, co-polimeros de óxido de etileno e óxido de propileno e copoli-meros de silicones e poiiéteres, copolimeros de silicones ecopolimeros de óxido de etileno e óxido de propileno e mis-turas dos mesmos.
13. Unidade de vidro isolada, de acordo com a rei-vindicação 12, CARACTERIZADA pelo fato de que o tensoativonão iônico é selecionado do grupo consistindo de copolimerosde óxido de etileno e óxido de propileno, copolimeros de si-licones e poiiéteres, copolimeros de silicones e copolimerosde óxido de etileno e óxido de propileno e misturas dos mesmos.
14. Unidade de vidro isolada, de acordo com a rei-vindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que o enchimentooutro que a nanoargila orgânica é selecionado do grupo con-sistindo de carbonato de cálcio, carbonato de cálcio preci-pitado, carbonato de cálcio coloidal, carbonato de cálciotratado com compostos estearato ou ácido esteárico, silicafumada, silica precipitada, silica géis e silicas hidrofobi-zadas e silicas géis hidrofilicas, quartzo triturado equartzo pulverizado, alumina, hidróxido de alumínio, hidró-xido de titânio, argila, caolin, bentonita montmorillonita,diatomáceos terrosos, óxido de ferro, carbono preto e grafi-te, mica, talco, e misturas dos mesmos.
15. Unidade de vidro isolada, de acordo com a rei-vindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que:diorganopolisiloxano terminado em silanol (a) tema fórmula geral:MaDbD'cem que "a" é 2, e "b" é igual a ou maior que 1 e"c" é zero ou positivo; M é(HO)3-X-YR1xR2ySiO1Z2em que "x" é 0, 1 . ou 2 e "y" é ou 0 ou 1, sujeitoa limitação que χ + y é menor que ou é igual a 2, R1 e R2cada independentemente de ser um grupo hidrocarboneto mono-valente de até 60 átomos de carbono; D éR3R4SiO172;em que R3 e R4 cada independentemente é um grupohidrocarboneto monovalente até 60 átomos de carbono; e D' éR5R6SiO272em que R5 e R6 cada independentemente é um grupohidrocarboneto monovalente até 60 átomos de carbono;ligador cruzado (b) é um alquilsilicato tendo afórmula:(R14O)(R15O)(R16O)(R17O)Siem que R14, R15, R16 e R17 são escolhidos independen-temente de radicais de hidrocarbonetos monovalente de até 60átomos de carbono;catalisador (c) é um catalisador estanho; e,porção nanoargila de nanoargila orgânica (d) é se-lecionado do grupo consistindo de montmorilonita, montmori-lonita de sódio, montmorilonita de cálcio, montmorilonita demagnésio, nontronite, beidelite, volkonskoite, laponite,hectorite, saponite, sauconite, magadite, kenyaite, sobocki-te, svindordite, estevensita, vermiculite, haloisite, óxidosaluminato, hidrotalcites, ilite, rectorite, tarosovite, Ie-dikita, caolinite e misturas dos mesmos, a porção orgânicada nanoargila orgânica (d) sendo pelo menos um composto ami-no terciário R3R4R5N e/ou composto amônio quaternárioR6R7R8N+X" em que R3, R4, R5, R6, R7 e R8 cada independentemen-te é um grupo alquil, alquenil ou alcóxi silano de até 60átomos de carbono e X é um ânion.
16. Unidade de vidro isolada, de acordo com a rei-vindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o gás isolanteé selecionado do grupo consistindo de ar, dióxido de carbo-no, hexafluoreto de enxofre, nitrogênio, argônio, criptônio,xenônio, e misturas dos mesmos.
17. Unidade de vidro isolada, de acordo com a rei-vindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a composiçãoselante curada sob cura exibe um coeficiente de permeabili-dade ao argônio de não mais que cerca de 900 barrers.
18. Unidade de vidro isolada, de acordo com a rei^-vindicação 9, CARACTERIZADA pelo fato de que a composiçãoselante curada sob cura exibe um coeficiente de permeabili-dade ao argônio de não mais que cerca de 900 barrers.
19. Unidade de vidro isolada, de acordo com a rei-vindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que a composiçãoselante curada sob cura exibe um coeficiente de permeabili-dade ao argônio de não mais que cerca de 900 barrers.
20. Unidade de vidro isolada, de acordo com a rei-vindicação 15, CARACTERIZADA pelo fato de que a composiçãoselante curada sob cura exibe um coeficiente de permeabili-dade ao argônio de não mais que cerca de 900 barrers.
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