ES2270014T3 - Adhesivo estructural de metacrilato. - Google Patents
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Abstract
Una composición de uso como un adhesivo estructu- ral, que comprende: un componente monómero que comprende, un primer material elastómero que es un copolímero de bloque de estireno e isopreno, un segundo material elastómero que es un copolímero de bloque de estireno y butadieno, un monómero de éster de metacrilato, un monómero de ácido polimerizable, un caucho reticulado, que es un copolímero de acrilo- nitrilo y butadieno, un iniciador de amina terciaria, un inhibidor, y un promotor del tiempo de operación; y un componente catalizador.
Description
Adhesivo estructural de metacrilato.
Esta invención se refiere a adhesivos
estructurales de metacrilato y a métodos de uso de tales
adhesivos.
Los adhesivos estructurales son bien conocidos
para unir metal con metal, metal con plástico y plástico con
plástico. Los adhesivos estructurales son alternativas atractivas a
los métodos mecánicos de unión, tales como remaches o soldadura por
puntos, debido a que los adhesivos estructurales distribuyen las
tensiones de carga sobre grandes áreas en vez de concentrar tales
tensiones en unos pocos puntos. El uso de adhesivos estructurales
puede reducir o eliminar costes porque los cierres no necesitan
estar ocultos para producir un aspecto estético satisfactorio. Los
adhesivos estructurales producen también productos más limpios y
discretos porque pueden ser herméticos al agua, polvo y ruido.
Además, se pueden usar para unir una diversidad de materiales sin
una preparación exhaustiva de la superficie.
A pesar de sus atractivos, los adhesivos
estructurales conocidos tienen varios inconvenientes potenciales.
Aunque los adhesivos estructurales conocidos tienen buen
comportamiento a altas temperaturas y buena durabilidad, la unión
que crean es rígida. Una unión rígida distribuye la tensión de forma
no uniforme dentro de la unión, lo que significa que las tensiones
en los bordes de la unión son más altas que la tensión en medio de
la unión. Por eso, cuando dos piezas se unen conjuntamente en un
solapamiento, aumentar el tamaño del solapamiento no aumenta
significativamente la fuerza de unión. Además, la tensión desigual
de los adhesivos estructurales puede dar lugar a daños en la pieza
porque el adhesivo no fallará pero quitará las pinturas y el
revestimiento o, en algunos casos, romperá los plásticos de las
fibras de refuerzo.
Además, se conocen adhesivos estructurales que
superan el problema de la rigidez. Estos adhesivos elásticos
distribuyen la tensión uniformemente dentro de la unión. El
resultado de este fenómeno es que las cargas se absorben y se
distribuyen eficazmente. Sin embargo, los adhesivos estructurales
flexibles conocidos tienen un comportamiento a altas temperaturas
inaceptablemente pobre y una pobre durabilidad.
En consecuencia, los inventores han reconocido
la necesidad de un adhesivo estructural que tenga excelente
flexibilidad, buen comportamiento a altas temperaturas, y buena
durabilidad, mientras que también pueda usarse sin una preparación
significativa de la superficie. Los inventores han reconocido
también la necesidad de un adhesivo estructural que origine pocos
daños a las piezas pintadas o revestidas.
La presente invención se refiere a varias
composiciones para uso como adhesivos estructurales. Las
composiciones incluyen un componente monómero y un componente
catalizador. En un aspecto, el componente monómero incluye un primer
material elastómero de un copolímero de bloque de estireno e
isopreno, un segundo material elastómero de un copolímero de bloque
de estireno y butadieno, y un caucho reticulado de un copolímero de
acrilonitrilo y butadieno. En un segundo aspecto, el componente
monómero incluye un primer material elastómero de un copolímero de
bloque de estireno y butadieno, y un caucho reticulado de un
copolímero de acrilonitrilo y butadieno. Se utiliza ácido isoftálico
como un monómero ácido polimerizable en combinación con éster
fosfato. El componente monómero incluye un promotor del modo de
fallo cohesivo, de éster de colofonia o de talco.
Las composiciones de los adhesivos estructurales
descritos comprenden al menos dos componentes. El primero o
componente monómero de la composición puede tener varios
subcomponentes que incluyen un monómero de éster de metacrilato,
monómeros adicionales y al menos un material elastómero. El
componente monómero puede incluir también, entre otros, promotores
de la adherencia, cauchos reticulados, iniciadores de amina
terciaria, inhibidores, promotores del tiempo de operación, agentes
tixotrópicos, antioxidantes, plastificantes, talco y promotores del
modo de fallo cohesivo. El segundo componente o catalizador de la
composición incluye un catalizador de la
polimerización.
polimerización.
Los monómeros de éster de metacrilato incluyen
aquellos en los que la porción alcohólica del grupo éster contiene
uno a ocho átomos de carbono. Ejemplos de tales monómeros de éster
son el metacrilato de metilo (MMA), metacrilato de etilo,
metacrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de
ciclo-10-hexilo y sus mezclas. El
monómero de éster preferido es el MMA.
Monómeros adicionales que se pueden usar junto
con los monómeros de éster de metacrilato son ésteres de acrilato en
los que la porción alcohólica del éster contiene uno a ocho átomos
de carbono, ejemplos de cuales son el acrilato de metilo, acrilato
de etilo, acrilato de butilo y acrilato de
2-etilhexilo. Otros monómeros útiles son el
acrilonitrilo, metacrilonitrilo, estireno,
vinil-tolueno, y similares.
Otros monómeros adicionales que se pueden usar
junto con los monómeros de éster de metacrilato son los ácidos mono
o policarboxílicos polimerizables etilénicamente insaturados. Son
ejemplos de estos ácidos el ácido acrílico, ácido metacrílico (MAA),
ácido isoftálico (IPA), ácido protónico, ácido maleico, y ácido
fumárico. Los ácidos preferidos son MAA o IPA.
El al menos un material elastómero se puede
seleccionar de los polímeros de bloque de estireno e isopreno o
butadieno, que contienen entre aproximadamente 10% en peso y 50% en
peso de estireno. Por ejemplo, los polímeros de bloque adecuados de
estireno e isopreno incluyen aquellos con un contenido de estireno
de aproximadamente 10-20% en peso, siendo el
contenido de estireno preferido de aproximadamente 17% en peso. Uno
de estos copolímeros de bloque es el Kraton™ D-1117
de Shell Oil. Copolímeros de bloque adecuados de estireno y
butadieno incluyen aquellos que tienen un contenido de estireno de
aproximadamente 10-50% en peso. Un copolímero de
butadieno y estireno preferido tiene un contenido de estireno de
aproximadamente 18% en peso, mientras que otro tiene un contenido de
estireno de aproximadamente 44-45% en peso. Ejemplos
preferidos de copolímeros de bloque preferidos incluyen el Kraton™
D-KX-222C de Shell Oil y Stereon™
840 y 857ª de Firestone Polymers. Los materiales elastómeros
adicionales útiles incluyen policloropreno y caucho nitrilo
(copolímeros de acrilonitrilo y butadieno).
El promotor de la adherencia aumenta la
capacidad de la composición para adherirse a un acero galvanizado.
Aunque se pueden utilizar promotores de la adherencia conocidos, se
prefiere que se utilice un éster fosfato debido a que la elasticidad
no se sacrifica para aumentar la adherencia. El éster fosfato se
selecciona preferiblemente de forma que se corresponda con el
monómero de éster de metacrilato. Un promotor de la adherencia
preferido es un éster fosfato monometacrilato, que se puede
conseguir como CD 9050 de Sartomer de Exon, PA.
El caucho reticulado aumenta la resistencia al
impacto y la flexibilidad de la composición, y se selecciona,
preferiblemente, para que sea fácilmente soluble en los otros
subcomponentes del componente monómero. Preferiblemente, el caucho
reticulado tiene un tamaño medio de partícula inferior a 0,5 mm. Un
caucho reticulado adecuado será el caucho nitrilo (copolímeros de
acrilonitrilo y butadieno). Por ejemplo, los cauchos nitrilo
adecuados incluyen aquellos con contenidos de acrilonitrilo de
aproximadamente 30-35% en peso, prefiriéndose un
contenido de acrilonitrilo de aproximadamente el 33%. Un caucho
nitrilo que sirve de ejemplo será el Zealloy™ 1422 de Zeon
Chemiclas. Otro caucho reticulado adecuado puede ser un terpolímero
de acrilato como los de la línea Sunigum™ producidos por Goodyear
Chemical.
El iniciador de amina terciaria ayuda a acelerar
la reacción de los monómeros de éster de metacrilato con el
catalizador de la polimerización, y se selecciona de
N,N-dimetilanilina,
N,N-dimetiltoluidina (DMT),
N,N-dietilanilina,
N,N-dietiltoluidina,
N,N-bis[dihidroxietil]-p-toluidina,
N,N-bis[dihidroxipropil]-p-toluidina
y similares.
El inhibidor aumenta la durabilidad de la
composición. Se pueden utilizar inhibidores conocidos, pero se
prefieren las benzoquinonas, siendo muy preferida la naftoquinona.
El promotor del tiempo de operación, como su nombre sugiere, aumenta
la cantidad de tiempo que el adhesivo permanece sin formar
“película”. Los promotores del tiempo de operación adecuados
incluyen una diversidad de ceras, prefiriéndose una cera de parafina
como la IGI 1977 del International Group. El agente tixotrópico
puede ser utilizado para aumentar la viscosidad del componente
monómero e impedir así que el adhesivo gotee o se combe en las
aplicaciones verticales. Los agentes tixotrópicos adecuados son
conocidos por los expertos en la materia e incluyen tixotropos de
poliamida, prefiriéndose el Disparlon 6100 de King Industries. Los
antioxidantes adecuados son conocidos por los expertos en la
industria, prefiriéndose el antioxidante
2,6-diterbutil-p-cresol,
también conocido como ionol. El plastificante se puede utilizar para
disminuir la viscosidad del componente monómero. Se pueden usar
plastificantes conocidos, siendo el adipato de diisodecilo (DIDA) el
plastificante preferido.
El componente monómero puede incluir también un
promotor del modo de fallo cohesivo. Cuando un adhesivo estructural
falla, es deseable que el adhesivo permanezca sobre ambas piezas
resultantes. Esto se denomina un modo de fallo cohesivo. Ejemplos de
promotores del modo de fallo cohesivo incluyen cualquier éster de
colofonia, tal como taloil (aceite de resina), colofonia de goma,
prefiriéndose las colofonias de la madera del tipo éster de
colofonia. También se puede utilizar talco como promotor del modo de
fallo cohesivo. Los talcos adecuados se seleccionan basándose en el
coste. Se puede usar una diversidad de ésteres de colofonia y/o
talcos, juntos o solos, como promotores del modo de fallo
cohesivo.
El componente monómero se puede hacer según el
procedimiento siguiente o según los procedimientos conocidos por los
expertos en la materia. Preferiblemente, se prepara una solución de
cada material elastómero y del monómero de éster de metacrilato.
Igualmente, si se va a usar el promotor del modo de fallo cohesivo,
el antioxidante o el inhibidor, entonces se preparan soluciones en
el monómero del éster de metacrilato. Además, se prepara la solución
en xileno del promotor del tiempo de operación. Se pueden añadir
otros componentes puros.
Aunque para la adición de subcomponentes del
componente monómero se puede utilizar cualquier orden, el orden
preferido es como sigue. A la solución (o soluciones) de elastómero,
se añade, si está presente, la solución del promotor del modo de
fallo cohesivo. Luego se añade el resto de monómero de éster de
metacrilato puro, seguido del plastificante, el promotor de la
adherencia, el promotor del tiempo de operación, el antioxidante, el
inhibidor, los monómeros adicionales, y el iniciador de amina
terciaria. Todos los subcomponentes no se incluyen necesariamente en
cada componente monómero. Los subcomponentes incluidos se mezclan. A
continuación, se añade el talco y el caucho reticulado mientras que
se aumenta lentamente la velocidad de mezcla. A continuación, se
añade el agente tixotrópico y se continúa mezclando. Se para la
máquina que efectúa la mezcla y se deja que la mezcla repose. Para
asegurarse de que el agente tixotrópico se active de forma apropiada
y para asegurarse de que el caucho reticulado se hinche
completamente, se puede efectuar la mezcla y dejar que repose
repetidamente. Después se deja reposar, se efectúa la mezcla hasta
crear una consistencia uniforme. Finalmente, se efectúa la mezcla a
vacío para eliminar cualquier cantidad de aire atrapado.
Generalmente, se puede aumentar la cantidad de monómero de éster de
metacrilato para compensar las pérdidas atribuidas a la aplicación
del vacío.
Un aspecto del componente monómero tiene una
mejorada retención de la cizalladura del solapamiento a alta
temperatura y tiene los subcomponentes listados en la Tabla 1:
| Subcomponente | Adecuado | Preferido |
| Material elastómero 1 | 15-35% en peso | 20-30% en peso |
| Material elastómero 2 | 1-20% en peso | 4-15% en peso |
| Monómero de éster de metacrilato | 50-70% en peso | 54-61% en peso |
| Monómero de ácido polimerizable | hasta 10% en peso | 2-5% en peso |
| Caucho reticulado | hasta 15% en peso | 2-10% en peso |
| Iniciador de amina terciaria | hasta 5% en peso | 0,5-2% en peso |
| Inhibidor | hasta 2% en peso | <0,1% en peso |
| Promotor del tiempo de operación | hasta 5% en peso | 1-3% en peso |
Otro aspecto del componente monómero tiene una
adherencia mejorada al acero galvanizado y al aluminio mientras que
también mantiene una buena flexibilidad y tiene los subcomponentes
listados en la Tabla 2:
| Subcomponente | Adecuado | Preferido |
| Material elastómero | 15-35% en peso | 20-30% en peso |
| Monómero de éster de metacrilato | 50-70% en peso | 50-65% en peso |
| Monómero de ácido polimerizable | hasta 10% en peso | 1-5% en peso |
| Caucho reticulado | hasta 20% en peso | 2-10% en peso |
| Agente tixotrópico | hasta 6% en peso | 1-4% en peso |
| Iniciador de amina terciaria | hasta 3% en peso | 0,1-1,5% en peso |
| Inhibidor | hasta 1% en peso | <0,02% en peso |
| Promotor del tiempo de operación | hasta 5% en peso | 1-4% en peso |
Un tercer aspecto del componente monómero tiene
recuperación elástica mejorada mientras que también tiene un modo de
fallo generalmente cohesivo y tiene los subcomponentes listados en
la Tabla 3:
| Subcomponente | Adecuado | Preferido |
| Material elastómero 1 | 10-30% en peso | 15-23% en peso |
| Material elastómero 2 | 5-20% en peso | 9-15% en peso |
| Monómero de éster de metacrilato | 40-65% en peso | 45-60% en peso |
| Monómero de ácido polimerizable | hasta 10% en peso | 1-5% en peso |
(Continuación)
| Subcomponente | Adecuado | Preferido |
| Éster fosfato | hasta 10% en peso | 1-5% en peso |
| Caucho reticulado | 2-15% en peso | 5-10% en peso |
| Iniciador de amina terciaria | hasta 5% en peso | 0,5-3% en peso |
| Promotor del tiempo de operación | hasta 5% en peso | 1-3% en peso |
| Agente tixotrópico | hasta 10% en peso | 1-5% en peso |
| Inhibidor | hasta 2% en peso | <1% en peso |
Un cuarto aspecto del componente monómero tiene
una recuperación elástica mejorada y tiene los subcomponentes
listados en la Tabla 4:
| Subcomponente | Adecuado | Preferido |
| Material elastómero 1 | 15-35% en peso | 20-30% en peso |
| Monómero de éster de metacrilato | 45-65% en peso | 50-60% en peso |
| Monómero de ácido polimerizable | hasta 10% en peso | 1-5% en peso |
| Éster fosfato | hasta 10% en peso | 1-5% en peso |
| Caucho reticulado | 2-15% en peso | 1-10% en peso |
| Iniciador de amina terciaria | hasta 5% en peso | 0,5-3% en peso |
| Promotor del tiempo de operación | hasta 5% en peso | 1-3% en peso |
| Agente tixotrópico | hasta 10% en peso | 1-5% en peso |
| Promotor del modo de fallo cohesivo | hasta 20% en peso | 1-10% en peso |
| Plastificante | hasta 10% en peso | 1-5% en peso |
| Antioxidante | hasta 5% en peso | 0,01-0,5% en peso |
| Inhibidor | hasta 2% en peso | <1% en peso |
Otro aspecto del componente monómero tiene los
subcomponentes listados en la Tabla 5:
| Subcomponente | Adecuado | Preferido |
| Material elastómero 1 | 10-25% en peso | 12-22% en peso |
| Material elastómero 2 | 1-10% en peso | 2-6% en peso |
| Monómero de éster de metacrilato | 50-70% en peso | 55-65% en peso |
| Monómero de ácido polimerizable | hasta 10% en peso | 1-5% en peso |
| Éster fosfato | hasta 10% en peso | 1-5% en peso |
| Polvo de caucho reticulado | 2-15% en peso | 1-10% en peso |
| Iniciador de amina terciaria | hasta 5% en peso | 0,5-3% en peso |
(Continuación)
| Subcomponente | Adecuado | Preferido |
| Promotor del tiempo de operación | hasta 5% en peso | 1-3% en peso |
| Agente tixotrópico | hasta 10% en peso | 1-5% en peso |
| Promotor del modo de fallo cohesivo | hasta 20% en peso | 1-10% en peso |
| Inhibidor | hasta 2% en peso | <1% en peso |
El componente catalizador de la composición es
un catalizador de la polimerización. Los catalizadores adecuados
incluyen generadores de radicales libres que desencadenan la
polimerización del componente monómero. Estos catalizadores son
peróxidos, hidroperóxidos, perésteres, y perácidos. Ejemplos de
estos catalizadores son el peróxido de benzoilo, hidroperóxido de
cumeno, hidroperóxido de butilo terciario, peróxido de dicumilo,
peróxido acetato de butilo terciario, perbenzoato de butilo
terciario, azodiisobutironitrilo de dibutilo terciario y similares.
También se puede usar como catalizador energía radiante, por ejemplo
luz ultravioleta, y calor. El catalizador preferido es una pasta de
peróxido de benzoilo anhidro al 18%.
En la práctica, los dos componentes de la
composición de la invención se combinan, y luego se aplican a las
dos piezas que se van a unir. Alternativamente, los dos componentes
se pueden aplicar por separado a las piezas que se van a unir, donde
la unión de las piezas sirve para combinar los dos componentes.
Donde se utiliza energía radiante como el segundo componente, la
energía radiante se puede aplicar al primer componente, bien antes o
después de que se aplique el primer componente a la pieza.
Típicamente, la relación del componente monómero
respecto al componente catalizador de la composición puede abarcar
de 30:1 hasta aproximadamente 1:1. Más preferiblemente, la relación
está entre 15:1 y 5:1. Muy preferiblemente, la relación del
componente monómero respecto al componente catalizador es 10:1.
Se prepararon y se sometieron a ensayo las
siguientes composiciones. Se prepararon muestras de ensayo del
componente monómero como se describió anteriormente, donde el % en
peso se refiere a la composición del componente monómero. Para todas
las muestras de ensayo, el componente catalizador era una pasta de
peróxido de benzoilo al 18%. Se utilizó una relación de 10:1
(componente monómero:componente catalizador) con el fin de permitir
la comparación entre las muestras de ensayo.
Para usar el adhesivo estructural, el componente
monómero se combina con el componente catalizador y se aplica a las
piezas que se van a unir conjuntamente. Se midió la resistencia a la
tracción, la elongación y el módulo de las composiciones resultantes
según los procedimientos establecidos en ASTM D
638-95, mientras que la resistencia a la cizalladura
del solapamiento se midió según ASTM D 1002-94. La
recuperación elástica de una composición se calculó creando una
curva de la resistencia frente a la tensión, basada en el módulo de
la composición. La porción lineal de la curva corresponde a la
recuperación elástica de la composición.
| Subcomponente | % en peso |
| Kraton D-1117 | 25 |
| Stereon 840 | 9 |
| MMA | 54 |
| MAA | 3 |
| Zealloy 1422 | 6 |
| DMT | 1,2 |
| Naftoquinona | 0,01 |
| IGI 1977 | 2 |
Se prepara una solución al 35% de Kraton
D-1117 en MMA, así como una solución al 35% de
Stereon 840 en MMA y una solución al 1% de naftoquinona en MMA.
Además, se prepara una solución al 10% de IGI 1977 en xileno.
A la solución de Kraton D-1117
se añade la solución de Stereon 840, seguido del MMA restante. A
continuación, en este orden, se añade la solución de IGI 1977, la
solución de naftoquinona, el MMA, y el DMT. Estos subcomponentes se
mezclan a aproximadamente 800 rpm durante 10 minutos. A
continuación, se añade el Zealloy 1422 mientras que se aumenta
lentamente la velocidad de mezcla hasta aproximadamente 900 rpm,
donde se mantiene la velocidad durante aproximadamente 15 minutos.
Se deja que la mezcla repose durante al menos tres horas, después de
lo cual se efectúa la mezcla a aproximadamente 1200 rpm durante 20
minutos para crear una consistencia uniforme. A continuación se
efectúa la mezcla a aproximadamente 50 rpm mientras que se aplica un
vacío para eliminar de la mezcla cualquier cantidad de aire
atrapado.
| Resistencia a la tracción | 7,3 Mpa |
| Elongación | 180-230% |
| Módulo | 38,6 Mpa |
| Cizalladura del solapamiento en Duraplate™ @ 22ºC | 4,8 Mpa |
| Cizalladura del solapamiento en Duraplate™ @ 82ºC | 0,5 Mpa |
| Recuperación elástica | 10% |
El Duraplate™, que se puede conseguir de Wabash
National, tiene un material central de plástico emparedado entre dos
capas de acero. El Duraplate™ y materiales similares se usan en la
fabricación de vehículos.
| Subcomponente | % en peso |
| Kraton D-KX-222C | 26,5 |
| MMA | 58,6 |
| MAA | 3 |
| Zealloy 1422 | 6 |
| Disparlon 6100 | 2,8 |
| DMT | 0,7 |
| Naftoquinona | 0,01 |
| IGI 1977 | 2,8 |
Se prepara una solución al 1% de naftoquinona en
MMA, así como se prepara una solución al 10% de IGI 1977 en xileno.
Se prepara una solución de Kraton
D-KX-222C en MMA, a la que se añade,
en este orden, la solución de IGI 1977, la solución de naftoquinona,
el MAA, y el DMT. Estos subcomponentes se mezclan a aproximadamente
800 rpm durante 10 minutos. A continuación, se añade el Zealloy 1422
mientras que se aumenta lentamente la velocidad de mezcla hasta
aproximadamente 900 rpm, donde se mantiene la velocidad durante
aproximadamente 15 minutos. A continuación, se añade el Disparlon
6100 y se mezcla durante un periodo adicional de 15 minutos a 900
rpm. Se deja que la mezcla repose durante al menos tres horas,
después de lo cual se efectúa la mezcla a aproximadamente 1200 rpm
durante 20 minutos para crear una consistencia uniforme. A
continuación se efectúa la mezcla a aproximadamente 50 rpm mientras
que se aplica un vacío para eliminar de la mezcla cualquier cantidad
de aire atrapado.
| Resistencia a la tracción | 10,7 Mpa |
| Elongación | 86% |
| Módulo | 144,8 Mpa |
| Cizalladura del solapamiento en Duraplate™ @ 22ºC | 8,6 Mpa |
| Cizalladura del solapamiento en Duraplate™ @ 82ºC | 4,1 Mpa |
| Recuperación elástica | 5% |
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
| Subcomponente | % en peso |
| Kraton D-1117 | 19 |
| Stereon 840 | 12 |
| MMA | 52 |
| IPA | 2 |
| CD 9050 | 3 |
| Zealloy 1422 | 7 |
| DMT | 1,2 |
| IGI 1977 | 1,5 |
| Disparlon 6100 | 2 |
| Naftoquinona | 0,01 |
\vskip1.000000\baselineskip
Se prepara una solución al 35% de Kraton
D-1117 en MMA, así como una solución al 35% de
Stereon 840 en MMA y una solución al 1% de naftoquinona en MMA.
Además, se prepara una solución al 10% de IGI 1977 en
xileno.
xileno.
A la solución de Kraton D-1117
se añade la solución de Stereon 840, seguido por el MMA restante. A
continuación, por este orden, se añade el CD 9050, la solución de
IGI 1977, la solución de naftoquinona, el IPA, y el DMT. Estos
subcomponentes se mezclan a aproximadamente 800 rpm durante 10
minutos. A continuación, se añade el Zealloy 1422 mientras que se
aumenta lentamente la velocidad de mezcla hasta aproximadamente 900
rpm, donde se mantiene la velocidad durante aproximadamente 15
minutos. A continuación, se añade el Disparlon 6100 y se mezcla
durante un periodo adicional de 15 minutos a 900 rpm. Se deja que la
mezcla repose durante al menos tres horas, después de lo cual se
efectúa la mezcla a aproximadamente 1200 rpm durante 20 minutos para
crear una consistencia uniforme. A continuación se efectúa la mezcla
a aproximadamente 50 rpm mientras que se aplica un vacío para
eliminar de la mezcla cualquier cantidad de aire atrapado.
| Resistencia a la tracción | 7,7 Mpa |
| Elongación | 120% |
| Módulo | 53,1 Mpa |
| Cizalladura del solapamiento en acero galvanizado @ 22ºC | 9,7 Mpa |
| Cizalladura del solapamiento en aluminio @ 77ºC | 10,1 Mpa |
| Cizalladura del solapamiento en acero galvanizado @ 77ºC | 1,2 Mpa |
| Cizalladura del solapamiento en aluminio @ 77ºC | 1,2 |
| Recuperación elástica | 5% |
\vskip1.000000\baselineskip
| Subcomponente | % en peso |
| Kraton D-KX-222C | 26 |
| MMA | 54 |
| IPA | 2 |
| CD 9050 | 3 |
| Zealloy 1422 | 4 |
| DMT | 1 |
| IGI 1977 | 2 |
| Disparlon 6100 | 1 |
| Sylvaros PR R-85 | 2 |
| Talco | 2 |
| DIDA | 2 |
| Ionol | 0,1 |
| Naftoquinona | 0,01 |
\vskip1.000000\baselineskip
Se preparó una solución al 35% de Kraton
D-KX-222C en MMA así como se hizo
una solución al 40% de Sylvaros PR R-85 en MMA, una
solución al 40% de ionol en MMA, y una solución al 1% de
naftoquinona en MMA. Además, se preparó una solución al 10% de IGI
1977 en xileno.
A la solución de Kraton
D-KX-222C, se añadió la solución de
Sylvaros PR R-85, seguido del MMA restante. A
continuación, por este orden, se añadió el DIDA, el CD 9050, la
solución de IGI 1977, la solución de ionol, la solución de
naftoquinona, el IPA, y el DMT. Estos subcomponentes se mezclaron a
aproximadamente 800 rpm durante 10 minutos. A continuación, se
añadió el talco y el Zealloy 1422 mientras que se aumentaba
lentamente la velocidad de mezcla hasta aproximadamente 900 rpm,
donde se mantuvo la velocidad durante aproximadamente 15 minutos. A
continuación, se añadió el Disparlon 6100 y se mezcló durante un
periodo adicional de 15 minutos a 900 rpm. Se dejó que la mezcla
reposara durante al menos tres horas, después de lo cual se efectuó
la mezcla a aproximadamente 1200 rpm durante 20 minutos para crear
una consistencia uniforme. A continuación, se efectuó la mezcla a
aproximadamente 50 rpm mientras que se aplicaba un vacío para
eliminar de la mezcla cualquier cantidad de aire atrapado.
| Resistencia a la tracción | 10,7 Mpa |
| Elongación | 81% |
| Módulo | 60,7 Mpa |
| Cizalladura del solapamiento en acero galvanizado @ 22ºC | 9,7 Mpa |
| Cizalladura del solapamiento en aluminio @ 77ºC | 11,2 Mpa |
| Cizalladura del solapamiento en acero galvanizado @ 77ºC | 3,2 Mpa |
| Cizalladura del solapamiento en aluminio @ 77ºC | 2,8 |
| Recuperación elástica | 7% |
\vskip1.000000\baselineskip
| Subcomponente | % en peso |
| Neopreno | 17 |
| Caucho nitrilo | 4 |
| MMA | 60 |
| IPA | 2 |
| CD 9050 | 3 |
| Zealloy 1422 | 5,5 |
| DMT | 1 |
| IGI 1977 | 2 |
| Disparlon 6100 | 2 |
| Sylvaros PR R-85 | 2,5 |
| Naftoquinona | 0,01 |
\vskip1.000000\baselineskip
Se prepara una solución al 35% de neopreno en
MMA así como se hace una solución al 40% de Sylvaros PR
R-85 en MMA y una solución al 1% de naftoquinona en
MMA. Además, se prepara una solución al 10% de IGI 1977 en
xileno.
A la solución de neopreno, se añade la solución
de caucho nitrilo y la solución de Sylvaros PR R-85,
seguido del MMA restante. A continuación, por este orden, se añade
el CD 9050, la solución de IGI 1977, la solución de naftoquinona, el
IPA, y el DMT. Estos subcomponentes se mezclan a aproximadamente 800
rpm durante 10 minutos. A continuación, se añade el Zealloy 1422
mientras que se aumenta lentamente la velocidad de mezcla hasta
aproximadamente 900 rpm, donde se mantiene la velocidad durante
aproximadamente 15 minutos. A continuación, se añade el Disparlon
6100 y se mezcla durante un periodo adicional de 15 minutos a 900
rpm. Se deja que la mezcla repose durante al menos tres horas,
después de lo cual se efectúa la mezcla a aproximadamente 1200 rpm
durante 20 minutos para crear una consistencia uniforme. A
continuación se efectúa la mezcla a aproximadamente 50 rpm mientras
que se aplica un vacío para eliminar de la mezcla cualquier cantidad
de aire atrapado.
| Resistencia a la tracción | 14,3 Mpa |
| Elongación | 87% |
| Módulo | 282,7 Mpa |
| Cizalladura del solapamiento en acero galvanizado @ 22ºC | 13,8 Mpa |
| Cizalladura del solapamiento en aluminio @ 77ºC | 13,1 Mpa |
| Cizalladura del solapamiento en acero galvanizado @ 77ºC | 4,8 Mpa |
| Cizalladura del solapamiento en aluminio @ 77ºC | 3,4 Mpa |
| Recuperación elástica | <2% |
Aunque se ha descrito la invención
específicamente en conexión con ciertas realizaciones específicas y
sus ejemplos, se comprenderá que es a modo de ilustración y no de
limitación, y el alcance de las reivindicaciones adjuntas estará
construido tan ampliamente como la técnica anterior lo permita.
Claims (25)
1. Una composición de uso como un adhesivo
estructural, que comprende:
- un componente monómero que comprende,
- un primer material elastómero que es un copolímero de bloque de estireno e isopreno,
- un segundo material elastómero que es un copolímero de bloque de estireno y butadieno, un monómero de éster de metacrilato,
- un monómero de ácido polimerizable,
- un caucho reticulado, que es un copolímero de acrilonitrilo y butadieno,
- un iniciador de amina terciaria,
- un inhibidor, y
- un promotor del tiempo de operación; y
- un componente catalizador.
2. La composición de la reivindicación 1, en la
que:
- el copolímero de bloque de estireno e isopreno tiene un contenido de aproximadamente 17% de estireno,
- el copolímero de bloque de estireno y butadieno tiene un contenido de aproximadamente 18% de estireno, y
- el copolímero de acrilonitrilo y butadieno tiene un contenido de aproximadamente 33% de acrilonitrilo,
3. La composición de la reivindicación 1, en la
que el componente monómero comprende:
- 15-35% en peso del primer material elastómero,
- 1-20% en peso del segundo material elastómero, y
- hasta 15% en peso del caucho reticulado.
4. La composición de la reivindicación 3, que
comprende además:
- 50-70% en peso del monómero de éster de metacrilato,
- hasta 10% en peso del monómero de ácido polimerizable,
- hasta 5% en peso del iniciador de amina terciaria,
- hasta 2% en peso del inhibidor, y
- hasta 5% en peso del promotor del tiempo de operación.
5. Una composición de uso como adhesivo
estructural, que comprende:
- un componente monómero que comprende,
- un primer material elastómero,
- un monómero de éster de metacrilato,
- un monómero de ácido polimerizable,
- un caucho reticulado,
- un agente tixotrópico,
- un iniciador de amina terciaria,
- un inhibidor, y
- un promotor del tiempo de operación; y
- un componente catalizador.
6. La composición de la reivindicación 5, en la
que:
- el primer material elastómero es un copolímero de bloque de estireno y butadieno, y
- el caucho reticulado es un copolímero de acrilonitrilo y butadieno.
7. La composición de la reivindicación 6 en la
que:
- el copolímero de bloque de estireno y butadieno tiene un contenido de aproximadamente 44-45% de estireno, y
- el copolímero de acrilonitrilo y butadieno tiene un contenido de aproximadamente 33% de acrilonitirilo.
8. La composición de la reivindicación 7, en la
que el componente monómero comprende:
- 15-35% en peso del primer material elastómero,
- hasta 20% en peso del caucho reticulado.
9. La composición de la reivindicación 8, que
comprende además:
- 50-70% en peso del monómero de éster de metacrilato,
- hasta 10% en peso del monómero de ácido polimerizable,
- hasta 6% en peso del agente tixotrópico,
- hasta 3% en peso del iniciador de amina terciaria,
- hasta 1% en peso del inhibidor, y
- hasta 5% en peso del promotor del tiempo de operación.
10. Una composición de uso como adhesivo
estructural, que comprende:
- un componente monómero que comprende,
- un primer material elastómero,
- un segundo material elastómero
- un monómero de éster de metacrilato,
- un monómero de ácido polimerizable,
- un éster fosfato
- un caucho reticulado,
- un iniciador de amina terciaria,
- un inhibidor, y
- un agente tixotrópico; y
- un componente catalizador.
11. La composición de la reivindicación 10, en
la que el ácido polimerizable es ácido isoftálico.
12. La composición de la reivindicación 10, en
la que el componente monómero comprende hasta 10% en peso de ácido
isoftálico.
13. La composición de la reivindicación 12, en
la que el componente monómero comprende además:
- 10-30% en peso del primer material elastómero,
- 5-20% en peso del segundo material elastómero,
- hasta 10% en peso de éster fosfato,
- 2-15% en peso de caucho reticulado,
- hasta 5% en peso del iniciador de amina terciaria,
- hasta 2% en peso del inhibidor, y
- hasta 10% en peso del agente tixotrópico.
14. Una composición de uso como adhesivo
estructural, que comprende:
- un componente monómero que comprende,
- un primer material elastómero, que es un copolímero de bloque de estireno y butadieno, un monómero de éster de metacrilato,
- un monómero de ácido polimerizable, que es ácido isoftálico,
- un éster fosfato,
- un caucho reticulado, un copolímero de acrilonitrilo y butadieno,
- un iniciador de amina terciaria,
- un promotor del tiempo de operación,
- un agente tixotrópico,
- un promotor del modo de fallo cohesivo,
- un plastificante,
- un antioxidante, y
- un inhibidor; y
- un componente catalizador,
en la que el promotor del modo de fallo cohesivo
incluye un éster de colofonia o un talco.
15. La composición de la reivindicación 14, en
la que el componente monómero comprende hasta 10% en peso de ácido
isoftálico.
16. La composición de la reivindicación 14, en
la que el promotor del modo de fallo cohesivo es una combinación de
colofonia de la madera y talco.
17. La composición de la reivindicación 16, en
la que el componente monómero comprende 0,01-20% en
peso del promotor del modo de fallos cohesivo.
18. La composición de la reivindicación 17, en
la que componente monómero incluye:
- 15-35% en peso del primer material elastómero,
- 45-65% del monómero de éster de metacrilato,
- hasta 10% en peso de éster fosfato,
- 2-15% en peso de caucho reticulado,
- hasta 5% en peso del iniciador de amina terciaria,
- hasta 5% en peso del promotor del tiempo de operación,
- hasta 10% en peso del agente tixotrópico,
- hasta 10% en peso del plastificante,
- hasta 5% en peso del antioxidante, y
- hasta 2% en peso del inhibidor.
19. Una composición de uso como adhesivo
estructural, que comprende:
- un componente monómero que incluye,
- un primer material elastómero,
- un segundo material elastómero
- un monómero de éster de metacrilato,
- un monómero de ácido polimerizable,
- un éster fosfato
- un caucho reticulado,
- un iniciador de amina terciaria,
- un promotor del tiempo de operación,
- un agente tixotrópico,
- un promotor del modo de fallo cohesivo, y
- un inhibidor; y
- un componente catalizador,
en la que el promotor del modo de fallo cohesivo
incluye un éster de colofonia o un talco.
20. La composición de la reivindicación 19, en
la que el monómero de ácido polimerizable es ácido isoftálico.
21. La composición de la reivindicación 19, en
la que el componente monómero comprende hasta 10% en peso de ácido
isoftálico.
22. La composición de la reivindicación 19, en
la que el primer material elastómero es un policloropreno y el
segundo material elastómero es un copolímero de acrilonitrilo y
butadieno.
23. La composición de la reivindicación 19, en
la que el promotor del modo de fallo cohesivo es una combinación de
colofonia de la madera y un talco.
24. La composición de la reivindicación 23, en
la que el componente monómero comprende 0,01-20% en
peso del promotor del modo de fallo cohesivo.
25. La composición de la reivindicación 24, en
la que el componente monómero incluye:
- 10-25% en peso del primer material elastómero,
- 1-10% en peso del segundo material elastómero,
- 50-70% del monómero de éster de metacrilato,
- hasta 10% en peso de éster fosfato,
- 2-15% en peso de caucho reticulado,
- hasta 5% en peso del iniciador de amina terciaria,
- hasta 5% en peso del promotor del tiempo de operación,
- hasta 10% en peso del agente tixotrópico, y
- hasta 2% en peso de inhibidor.
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