ES2274375T3

ES2274375T3 - Composiciones adhesivas, de sellado y de recubrimiento de poliuterano sililado de dos compenentes.

Info

Publication number: ES2274375T3
Application number: ES04028931T
Authority: ES
Inventors: Richard R. Roesler; Kurt C. Frisch; Craig E. Jansen; Dinesh Pethiyagoda; Kevan E. Hudson
Original assignee: Bayer MaterialScience LLC
Current assignee: Covestro LLC
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2024-12-07
Also published as: DE602004002551T2; US20050137324A1; US7718730B2; MXPA04012581A; JP4817652B2; EP1544225B1; CN1670110A; DE602004002551D1; KR101142615B1; KR20050062421A; JP2005179677A; EP1544225A1

Abstract

Una composición adhesiva, de sellado o de recubrimiento de dos componentes que comprende un uretano con grupos funcionales alcoxisilano que comprende el producto de reacción de a) el producto de reacción de un compuesto con grupos funcionales hidroxi y un poliisocianato, conteniendo el producto de reacción grupos funcionales isocianato; con b) un compuesto que se corresponde con la fórmula I: en la que X representa grupos idénticos o diferentes seleccionados entre grupos alquilo C1-C10 lineales o ramificados y entre grupos alcoxi C1- C10 lineales o ramificados, con la condición de que al menos dos apariciones de X sean alcoxi y si uno o dos grupos X son metoxi, al menos un grupo X debe ser un grupo alquilo C1-C10 lineal o ramificado, Y representa un grupo alquileno C1-C8 lineal o ramificado, R2 y R5 son idénticos o diferentes y representan grupos orgánicos que son inertes frente a grupos isocianato a una temperatura de 100°C o menos y R3 y R4 son idénticos o diferentes y representan hidrógeno o grupos orgánicos que son inertes frente a grupos isocianato a una temperatura de 100°C o menos, en el que la composición de dos componentes comprende (i) un primer componente que comprende una porción del uretano con grupo funcional alcoxisilano y agua y (ii) un segundo componente que comprende la porción restante del uretano con grupo funcional alcoxisilano y un catalizador.

Description

Composiciones adhesivas, de sellado y de recubrimiento de poliuretano sililado de dos componentes.

La presente invención se refiere a composiciones adhesivas, de sellado y de recubrimiento de dos componentes y se refiere especialmente a composiciones de dos componentes que contienen poliuretanos sililados.

Normalmente los adhesivos se usan para unir o para sujetar dos o más adherentes. Se considera que adherentes son dos o más materiales, o piezas de material que se están uniendo conjuntamente, materiales que incluyen madera, metales, plásticos, papel, cerámica, piedra, vidrio, hormigón, etc. Los adhesivos usados para estos propósitos están basados en una amplia variedad de tecnologías que incluyen mezclas de elastómero/disolvente/resina, epoxis, látex, poliuretanos, siliconas, cianocrilatos, acrílicos, resinas de aplicación en caliente y otros. Dichos adhesivos pueden tener uno o más inconvenientes, tal como que pueden contener disolventes que son tóxicos y a menudo inflamables, pueden ser incompatibles con una o con más clases de adherentes, pueden tener tiempos de curado indeseablemente largos y en muchos casos las uniones que forman tienen una resistencia insuficiente.

Para los recubrimientos aplicados a los sustratos a menudo es deseable proporcionar una apariencia adecuada, en muchos casos mediante la aplicación de múltiples capas de recubrimiento, la última de las cuales puede ser un recubrimiento de acabado pigmentado o sin pigmentar. Desafortunadamente, a medida que envejece el artículo que contiene el sustrato recubierto, los arañazos que surgen a través del "desgaste" normal tienden a deteriorar la apariencia de la superficie recubierta del sustrato.

Un material de sellado es típicamente una película delgada, que a menudo contiene un plástico, que se aplica sobre una o más superficies sobre uno o más sustratos para evitar el paso de un líquido o de un gas a través de la película. El material de sellado se puede usar para evitar la exposición del sustrato o con frecuencia se usa de forma adicional para evitar la exposición a través de los defectos de un sustrato o entre los huecos que pueden existir entre los
sustratos.

Las resinas con grupos funcionales silano típicamente se curan o se reticulan en una secuencia en dos etapas que requiere primero una reacción del agua con un grupo alcoxisilano para formar un grupo silanol, seguido de la reacción del grupo silanol o con otro grupo silanol, o con un alcoxi silano. En las formulaciones de silano de un componente, típicamente se incluyen catalizadores a fin de aumentar la velocidad de las reacciones. En muchos casos, la absorción de agua es una etapa limitante en el procedimiento de curado o de reticulación.

La patente de EE.UU. Nº 5.936.032 de Angus, Jr. describe una composición de silicona adhesiva de sellado con dos componentes vulcanizable a temperatura ambiente que está constituida por los componentes A y B. El componente A incluye un polidiorganosiloxano con agente de tapado terminal alcoxi, un catalizador de curado por condensación y un agente de reticulación polialcoxisilano. El componente B incluye agua y un polidiorganosiloxano limitado por un disilanol terminal.

Las patentes de EE.UU. Nº 4.386.992 y 4.479.840 de Takeawa y col. describen un adhesivo con dos componentes que incluye una emulsión de resina sintética acuosa adhesiva y un gelificante que incluye una combinación de una sal de calcio, que puede ser aspartato de calcio y una sal de ácido orgánico o una sal de ácido inorgánico.

La patente de EE.UU. Nº 6.649.016 de Wu y col. describe una composición adhesiva útil para la unión de vidrio a un sustrato pintado que incluye uno o más polímeros que tienen un esqueleto flexible y radicales silano capaces de llevar a cabo la condensación de silanol; uno o más titatanatos o zirconatos y un ácido orgánico anhidro fuerte.

La solicitud de patente de EE.UU. publicada 20030055197 A1 de Morikawa y col. describe un adhesivo para laminado que incluye un agente de curado de poliisocianato que contiene un prepolímero con un grupo isocianato terminal y un agente de acoplamiento de tipo silano y una resina que contiene un grupo hidrógeno activo.

La patente de EE.UU. Nº 6.114.436 de Roesler describe composiciones curables por la humedad que contienen poliisocianatos que tienen grupos isocianato unidos de forma (ciclo)alifática y compuestos que contienen grupos alcoxisilano. Las composiciones curables por la humedad se pueden usar en recubrimientos, adhesivos o en materiales de sellado.

La patente de EE.UU. Nº 6.096.823 de Shaffer describe compuestos curables por la humedad que tienen un contenido de grupo isocianato y un contenido de grupo alcoxisilano y que opcionalmente contienen unidades repetitivas de óxido de etileno. Los grupos alcoxisilano se incorporan como productos de reacción de un componente poliisocianato y de compuestos amino que contienen grupos alcoxisilano. Los compuestos curables por la humedad son útiles como aglomerantes en composiciones adhesivas o de sellado.

La patente de EE.UU. Nº 5.554.709 de Emmerling y col. describe poliuretanos con grupos terminales alcoxisilano curables por la humedad obtenidos mediante la reacción de prepolímeros de poliuretano con alcoxisilanos libres de azufre. Los poliuretanos con grupos terminales alcoxisilano curables por la humedad se pueden usar en composiciones de sellado y/o en composiciones adhesivas.

Sin embargo, los adhesivos, los materiales de sellado y los recubrimientos conocidos que usan las resinas con grupos funcionales silano adolecen de tener una duración y/o estabilidad al almacenamiento pobres o cortas y/o tienen un curado lento. Por tanto, sería deseable identificar adhesivos que contengan resinas con grupos funcionales silano que tengan una duración de almacenamiento buena o prolongada y una velocidad de curado o de reticulación razonablemente rápida.

La presente invención se dirige a una composición adhesiva, de sellado y/o de recubrimiento de dos componentes que contiene (i) un primer componente que contiene una porción de un uretano con grupo funcional alcoxisilano y agua y (ii) un segundo componente que contiene la porción restante del uretano con grupo funcional alcoxisilano y un catalizador. El uretano con grupo funcional alcoxisilano incluye el producto de reacción de

a): el producto de reacción de un compuesto con grupos funcionales hidroxi y un poliisocianato, conteniendo el producto de reacción grupos funcionales isocianato; con

b): un compuesto que se corresponde con la fórmula I:

(I)R_{5}OOC --- CHR_{3} ---

\uelm{C}{\uelm{\para}{COOR _{2} }}

R_{4} --- NH --- Y ---Si --- (X)_{3}

en la que

X: representa grupos idénticos o diferentes seleccionados entre grupos alquilo C_{1}-C_{10} lineales o ramificados y entre grupos alcoxi C_{1}-C_{10} lineales o ramificados, con la condición de que al menos dos apariciones de X sean alcoxi y si uno o dos grupos X son metoxi, al menos un grupo X debe ser un grupo alquilo C_{1}-C_{10} lineal o ramificado,

Y: representa un grupo alquileno C_{1}-C_{8} lineal o ramificado,

R_{2} y R_{5} son idénticos o diferentes y representan grupos orgánicos que son inertes frente a grupos isocianato a una temperatura de 100°C o menos y

R_{3} y R_{4} son idénticos o diferentes y representan hidrógeno o grupos orgánicos que son inertes frente a grupos isocianato a una temperatura de 100°C o menos.

La presente invención también se dirige hacia un procedimiento para la aplicación de la composición de dos componentes anteriormente descrita que incluye la mezcla del componente i) y del componente ii). Las formas de realización de la invención se dirigen hacia la aplicación de la mezcla a uno o más sustratos.

Además, la presente invención se dirige hacia un procedimiento de unión de un primer sustrato con un segundo sustrato. El procedimiento incluye (a) la combinación del componente i) y del componente ii) para formar una mezcla, la aplicación de un recubrimiento de la mezcla a al menos una de las superficies del primer sustrato o del segundo sustrato y la puesta en contacto de una superficie del primer sustrato con una superficie del segundo sustrato, en el que al menos una de las superficies de contacto tiene el recubrimiento aplicado a la misma.

La presente invención se dirige además a un ensamblaje hecho de acuerdo con el procedimiento descrito anteriormente que incluye al menos el primer sustrato y el segundo sustrato unidos de forma conjunta.

De forma adicional, la presente invención proporciona un procedimiento de recubrimiento de un sustrato que incluye la aplicación de la composición de dos componentes descrita anteriormente a al menos una porción de una superficie del sustrato, así como a sustratos preparados de acuerdo con el procedimiento.

Aparte de en los ejemplos operativos, o cuando se indique lo contrario, se ha de entender que todos los números o expresiones referentes a cantidades de ingredientes, condiciones de reacción, etc., usados en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones son modificables en todos los casos por el término "aproximadamente". En esta solicitud de patente se describen varios intervalos numéricos. Debido a que estos intervalos son continuos, incluyen cada valor entre los valores mínimo y máximo. A menos que se indique lo contrario expresamente, los diversos intervalos numéricos especificados en esta solicitud son aproximaciones.

Tal como se usa en esta invención, el término "alquilo" se refiere a un radical monovalente de una cadena de hidrocarburo alifático de fórmula general C_{s}H_{2s+1}, en la que "s" es el número de átomos de carbono, o intervalos de los mismos, según se especifique. La expresión "alquilo sustituido" se refiere a un grupo alquilo, en el que uno o más átomos de hidrógeno están sustituidos con un grupo o con un átomo que no es de carbono, ejemplos no limitantes de dichos grupos o átomos incluyen haluros, aminas, oxígeno (tal como grupos cetona o aldehído) y tioles.

Tal como se usa en esta invención, la expresión "alquilo cíclico" o "cicloalquilo" se refiere a un radical monovalente de una cadena de hidrocarburo alifático que forma un anillo de fórmula general C_{s}H_{2s-1}, en la que "s" es el número de átomos de carbono, o intervalos de los mismos, según se especifique. La expresión "cicloalquilo sustituido" se refiere a un grupo cicloalquilo, que contiene uno o más heteroátomos en la estructura del anillo, siendo ejemplos no limitantes -O-, -NR- y -S- y/o en el que uno o más átomos de hidrógeno está sustituido por un átomo o por un grupo que no es de carbono, los ejemplos no limitantes de dichos átomos o de dichos grupos incluyen haluros, aminas, alcoholes, oxígeno (tal como grupos cetona o aldehído) y tioles. "R" representa un grupo alquilo de entre 1 y 24 átomos de carbono.

Tal como se usa en esta invención, el término "arilo" se refiere a un radical monovalente de un hidrocarburo aromático. Los hidrocarburos aromáticos incluyen aquellos compuestos cíclicos basados en carbono que contienen dobles enlaces conjugados en los que se incluyen 4t+2 electrones en el sistema de orbital pi conjugado cíclico resultante, en el que t es un número entero con un valor de al menos 1. Tal como se usa en esta invención, los grupos arilo pueden incluir estructuras de anillos aromáticos individuales, una o más estructuras de anillos aromáticos fusionados, estructuras aromáticas conectadas de forma covalente, cualquiera de ellas o todas pueden incluir heteroátomos. Los ejemplos no limitantes de dichos heteroátomos que se pueden incluir en estructuras de anillos aromáticos incluyen O, N y S.

Tal como se usa en esta invención, el término "alquileno" se refiere a hidrocarburos divalentes acíclicos o cíclicos que tienen una longitud de la cadena de carbono de entre C_{1} (en el caso de ser acíclicos) o C_{4} (en el caso de ser cíclicos) y C_{25}, típicamente entre C_{2} y C_{12}, que pueden estar sustituidos o no sustituidos y que pueden incluir sustituyentes. Como ejemplo no limitante, los grupos alquileno pueden ser radicales de alquilos inferiores que tengan entre 1 y 12 átomos de carbono. Como ejemplo no limitante, "propileno" se pretende que incluya tanto a los grupos n-propileno como a los grupos isopropileno y, asimismo, "butileno" se pretende que incluya a los grupos n-butileno, isobutileno y t-butileno.

Tal como se usa en esta invención, el término "(met)acrílico" y "(met)acrilato" pretende incluir los derivados correspondientes del ácido acrílico y del ácido metacrílico, sin limitaciones.

Tal y como se usa en esta invención, el término "curar" (o "curado") se pretende que incluya tanto la reticulación de la composición de adhesivo, de sellado o de recubrimiento, como la formación de una película como resultado de la evaporación de agua y, si están presentes, de otros disolventes y diluyentes junto con el desarrollo de propiedades físicas y químicas en la película resultante tales como fuerza de adhesión y resistencia al pelado.

Tal y como se usa en esta invención, el término "reticular" o "reticulación" se refiere a la formación de cadenas laterales cortas de moléculas que unen dos cadenas moleculares más largas de forma conjunta a través de la reacción de dos o más grupos funcionales sobre las cadenas laterales cortas.

Las formas de realización de la presente invención proporcionan una composición de adhesivo, de sellado y/o de recubrimiento de dos componentes que incluye un uretano con grupo funcional alcoxisilano que contiene el producto de reacción de

a): el producto de reacción de un compuesto con grupos funcionales hidroxi y un poliisocianato, producto de reacción que contiene grupos funcionales isocianato; con

b): un compuesto que se corresponde con la fórmula I (un aspartato con grupo funcional amina):

(I)R_{5}OOC --- CHR_{3} ---

\uelm{C}{\uelm{\para}{COOR _{2} }}

R_{4} --- NH --- Y ---Si --- (X)_{3}

en el que

Y: representa un grupo alquileno C_{1}-C_{8} lineal o ramificado,

La formulación de adhesivos, materiales de sellado y recubrimientos de base acuosa que usan resinas con grupos funcionales silano ha sido problemática debido a la reacción extremadamente rápida que se observa entre el agua y algunas resinas con grupos funcionales silano, lo cual ha imposibilitado su uso en composiciones adhesivas, de sellado y de recubrimiento de base acuosa. Por ejemplo, las resinas con grupos funcionales trimetoxi silano (es decir, cuando los tres grupos X en la fórmula I son metoxi) son tan reactivas con agua que no se pueden formular en composiciones de adhesivos, de sellado ni en recubrimientos de base acuosa. Tal como se detalla en esta invención, la reactividad de los grupos silano se puede controlar a través de la selección de sustituyentes alcoxi silano superiores y, de forma opcional, mediante la selección de sustituyentes alquilo.

En referencia a la fórmula I, cuando uno de los grupos X es un grupo alquilo, incluso si los otros dos grupos X son metoxi, la velocidad de reacción del grupo silano con agua se ralentiza en tal medida que es posible la formulación de la resina con grupos funcionales silano en composiciones de adhesivos, de sellado y de recubrimientos de base acuosa. Además, cuando los tres grupos X son grupos alcoxi C_{2}-C_{10}, la velocidad de reacción del grupo silano con agua se ralentiza en tal medida que es posible la formulación de la resina con grupos funcionales silano en composiciones de adhesivos, de sellado y de recubrimientos de base acuosa.

Cuando se formula en un sistema de dos componentes, en el que un componente está libre de agua y contiene un catalizador adecuado, tras la mezcla, la resina con grupos funcionales silano tiene una velocidad de curado o de reticulación razonablemente rápida. Así se proporciona una composición de adhesivo, de sellado y/o de recubrimiento muy útil.

En una forma de realización de la invención, en a) se puede usar cualquier compuesto hidroxi adecuado. Ejemplos no limitantes de compuestos con grupos funcionales hidroxi adecuados incluyen monoles, dioles, polioles y a mezclas de los mismos. Otros ejemplos no limitantes de compuestos con grupos funcionales hidroxi adecuados incluyen poliésteres derivados de monoles, dioles, polioles y mezclas de los mismos, monoles, dioles y polioles (met)acrílicos y mezclas de los mismos, poliéteres derivados de monoles, dioles, polioles y mezclas de los mismos, hidrocarburos derivados de monoles, dioles, polioles y mezclas de los mismos.

Cuando se usan poliéteres derivados de monoles, dioles y polioles, los poliéteres pueden tener un peso molecular medio numérico de al menos 250, en algunos casos de al menos 500 y en otros casos de al menos 1.000. Asimismo, el peso molecular medio numérico del compuesto según la fórmula I puede ser de hasta 20.000, en algunos casos puede ser de hasta 15.000 y en otros casos de hasta 12.000. El peso molecular medio numérico del compuesto según la fórmula I puede variar y oscilar entre cualquiera de los valores enumerados anteriormente.

El peso molecular medio numérico se puede determinar mediante valoración y/o mediante cromatografía de permeación en gel usando los patrones apropiados.

En la presente invención se puede usar cualquier poliéter adecuado derivado de monol, diol y/o poliol. Los procedimientos adecuados para la preparación de poliéteres se conocen e incluyen el procedimiento del KOH según es bien conocido en la técnica, así como aquellos procedimientos descritos, por ejemplo, en el documento EP-A 283.148 y en las patentes de EE.UU. Nº 3.278.457, 3.427.256, 3.829.505, 4.472.560, 3.278.458, 3.427.334, 3.941.849, 4.721.818, 3.278.459, 3.427.335 y 4.355.188.

En una forma de realización de la invención, los poliéteres usados en la invención pueden incluir grupos saturados en la molécula de poliéter.

En otra forma de realización de la invención, los poliéteres tienen un grado de insaturación máximo total de 0,1 miliequivalentes/g (meq/g) o menos, en algunos casos menos de 0,04 (meq/g) en otros casos menos de 0,02 meq/g, en algunas situaciones menos de 0,01 meq/g, en otras situaciones 0,007 meq/g o menos y en situaciones particulares 0,005 meq/g o menos. La cantidad de insaturación variará dependiendo del procedimiento usado para preparar el poliéter, así como del peso molecular del poliéter. Dichos poliéteres se conocen y se pueden producir mediante, como ejemplo no limitante, la etoxilación y/o la propoxilación de moléculas de inicio adecuadas. Los ejemplos no limitantes de moléculas de inicio adecuadas incluyen dioles tales como etilenglicol, propilenglicol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol y 2-etilhexanodiol-1,3. También son adecuados los polietilenglicoles y los polipropilenglicoles.

Los poliésteres derivados de monoles, dioles y polioles se conocen en la técnica y típicamente se producen mediante la condensación de un glicol y/o de un poliol con un ácido dicarboxílico o con un derivado de ácido dicarboxílico esterificable o transesterificable tal como un éster de un alcanol inferior o un cloruro ácido. Los ejemplos de glicoles y de polioles útiles incluyen etilenglicol, 1,2- y 1,3-propilenglicol, 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, ciclohexanodimetanol, 1,4-ciclohexanodiol, glicerina y similares. Los ácidos carboxílicos adecuados o sus derivados incluyen ácido 1,4-butanodioico, ácido glutámico, ácido adípico, cloruro de adipoilo, ácido azelaico, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, tereftalato de dimetilo y similares. Para minimizar la viscosidad, generalmente sólo se emplean cantidades mínimas de monómeros con funcionalidad tri- o superior.

Los poliésteres derivados de monoles, dioles y polioles pueden tener un peso molecular medio numérico situado en el intervalo de entre 500 y 15.000, en algunos casos entre 1.000 y 8.000 y en otros casos entre 2.000 y 6.000 y un poco más alto en cada intervalo si se usan trioles o tetraoles.

Los monoles, dioles y polioles (met)acrílicos adecuados incluyen homopolímeros y copolímeros de monómeros (met)acrílicos con grupos funcionales hidroxi preparados mediante procedimientos de polimerización conocidos. Los monómeros (met)acrílicos con grupos funcionales hidroxi adecuados que se pueden usar incluyen, pero no se limitan a ellos, (met)acrilato de hidroxietilo, (metacrilatos) de hidroxipropilo y poliéteres con grupos funcionales hidroxi obtenidos mediante la reacción de (met)acrilato de hidroxietilo o de (metacrilatos) de hidroxipropilo con óxido de etileno y/o con óxido de propileno.

Los monoles, dioles y polioles (met)acrílicos pueden tener un peso molecular medio numérico situado en el intervalo de entre 500 y 15.000, en algunos casos entre 1.000 y 8.000 y en otros casos entre 2.000 y 6.000.

Los monoles, dioles y polioles de hidrocarburos adecuados incluyen, pero no se limitan a ellos, a alquilos, arilos, alcarilos y aralquilos C_{2}-C_{20} lineales, ramificados y cíclicos derivados de monoles, dioles y polioles, etilenglicol, 1,2- y 1,3-propilenglicol, 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, ciclohexanodimetanol, 1,4-ciclohexanodiol, glicerina y similares, polibutadieno derivado de dioles e incluyen sus homólogos hidrogenados y a mezclas de los mismos.

En una forma de realización de la invención, en a) se puede usar cualquier poliisocianato adecuado. En ciertas formas de realización de la invención, el poliisocianato contiene dos o más grupos isocianato, en algunos casos contiene entre 2 y 6 grupos isocianato. En una forma de realización particular de la invención, el poliisocianato tiene una estructura de acuerdo con la fórmula (III):

(III)OCN-R^{7}-NCO

en la que R^{7} se selecciona entre alquilenos, arilenos y aralquilenos C_{2} a C_{24} lineales, ramificados y cíclicos, que pueden contener de forma opcional uno o más grupos isocianato.

En una forma de realización particular adicional, el poliisocianato se selecciona entre 1,4-butanodiisocianato, 1,5-pentanodiisocianato, 1,6-hexanodiisocianato, 2-metil-1,5-pentanodiisocianato, 2,2-dimetil1,5-pentanodiisocianato, 2,2,4-trimetil-1,6-hexanodiisocianato, 2,4,4-trimetil-1,6-hexanodiisocianato, 1,10-decanodiisocianato, 1,3-ciclohexanodiisocianato, 1,4-ciclohexanodiisocianato, 1,3-bis-(isocianatometil)ciclohexano, 1,4-bis-(isocianatometil)ciclohexano, isoforonadiisocianato, 4,4'-diciclohexilmetanodiisocianato, triisocianatononano, 1,3-dimetilciclohexano-
\omega,\omega'-diisocianato, 1-isocianato-1-metil-3-isocianatometilciclohexano, 1-isocianato-1-metil-4-isocianatometilciclohexano, bis-(isocianatometil)-norbomano, 1,5-naftalendiisocianato, 1,3-bis-(2-isocianatoprop-2-il)benceno, 1,4-bis-(2-isocianatoprop-2-il)benceno, 2,4-toluendiisocianato, 2,6-toluendiisocianato, 2,4'-difenilmetanodiisocianato, 4,4'-difenilmetanodiisocianato, 1,5-naftalendiisocianato, 1,3-bis(isocianatometil)benceno y entre mezclas de los mismos.

En otra forma de realización particular, el poliisocianato puede incluir uno o más de otros poliisocianatos convencionales que contengan grupos isocianato seleccionados entre biurets, uretdionas ("dímeros"), alofanatos e isocianuratos, en la invención se pueden usar iminoozadiazinodionas ("trímeros") de compuestos con grupos funcionales isocianato adecuados.

En una forma de realización de la presente invención, se pueden usar poliisocianatos que tengan una funcionalidad mayor de dos. Los ejemplos de poliisocianatos adecuados que tengan una funcionalidad mayor de dos incluyen, pero no se limitan a ellos, isocianuratos, biurets, uretdionas y alofanatos. Los isocianuratos se pueden formar mediante la trimerización de diisocianatos alifáticos o aromáticos tal como se conoce en la técnica.

Los biurets se pueden formar a través de la adición de una pequeña cantidad de agua a dos moles de un isocianato y mediante la reacción a una temperatura ligeramente elevada en presencia de un catalizador. La uretdiona se puede formar mediante la dimerización de un isocianato. Los alofanatos se pueden preparar mediante la reacción de un diisocianato con un enlace uretano.

En una forma de realización particular de la invención, los diisocianatos útiles en la síntesis de isocianuratos, biurets y uretdionas descritos anteriormente, que se utilizan a continuación en la invención, incluyen diisocianatos alifáticos y aromáticos convencionales, ejemplos no limitantes de los cuales incluyen 1,4-tetrametilendiisocianato, 1,6-hexametilendiisocianato (HDI), 2,2,4-trimetil-hexametilen-1,6-diisocianato, 1,12-dodecametilendiisocianato, 1-isocianato-3-isocianatometil-3,5,5-trimetil-ciclohexano (isoforona diisocianato o IPDI), tetrametilxilildiisocianato (TMXDI), bis(4-isocianatociclohexil)metano (H12 MDI), bis(4-isocianato-3-metil-ciclohexil)metano, toluendiisocianato (TDI), bis(4-isocianatofenil)metano (MDI) y mezclas de los mismos. Otros ejemplos no limitantes incluyen al aducto formado mediante la adición de 3 moles de diisocianato de tolueno a 1 mol de trimetilol propano, el trímero isocianurato de 1,6-hexanodiisocianato, el trímero isocianurato de isoforonadiisocianato, el dímero uretdiona de 1,6-hexanodiisocianato, el trímero biuret de 1,6-hexanodiisocianato, el trímero alofanato modificado u oligómeros superiores de 1,6-hexanodiisocianato, el aducto formado mediante la adición de 3 moles de m-\alpha,\alpha,\alpha',\alpha'-tetrametilxilendiisocianato a 1 mol de trimetilol propano e incluyen mezclas de los mismos.

En una forma de realización de la invención, la proporción de equivalentes de grupos hidroxilo en el compuesto con grupos funcionales hidroxilo a grupos isocianato en el poliisocianato de a) está comprendida entre 1:10 y 1:1, en algunos casos entre 1:5 y 1:1, en otros casos entre 1:5 y 1:1,1 y en algunas situaciones entre 1:3 y 1:1,25. La proporción de grupos equivalentes en a) será tal que el producto de reacción en a) contenga grupos funcionales isocianato.

En una forma de realización de la invención, el producto de la reacción en a) se hace reaccionar con b) un compuesto de aspartato con grupos funcionales amina que se corresponde con la fórmula I. En una forma de realización particular, la reacción de a) con b) da como resultado que los grupos silano reactivos del compuesto que se corresponde con la fórmula I se incorporen en el uretano con grupos funcionales alcoxisilano a través de la reacción de un grupo isocianato y del grupo -NH- del compuesto de fórmula I.

En una forma de realización de la presente invención, el compuesto que se corresponde con la fórmula I contiene como grupos R_{2}, R_{5}, R_{3} y R_{4}, que pueden ser idénticos o diferentes, un grupo metilo, un grupo etilo o un grupo alquilo, arilo, alcarilo y aralquilo C_{3}-C_{20} lineal, ramificado y cíclico.

En una forma de realización de la invención, el aspartato con grupos funcionales amina de acuerdo con la fórmula I es el producto de reacción de una N-(trialcoxisililalquil) amina y de un maleato de dialquilo. En una forma de realización particular, la N-(trialcoxisililalquil) amina tiene una estructura de acuerdo con la fórmula (II):

(II)NH_{2}-R_{1}-Si(-O-R^{6})_{3}

en la que R_{1} es un grupo alquileno C_{1}-C_{8} lineal o ramificado y R^{6} se selecciona de forma independiente entre alquilo C_{2}-C_{10} lineal o ramificado. En una forma de realización específica el N-(trialcoxisililalquilo) es una N-(-3-trialcoxisililalquil) amina.

En una forma de realización de la invención, el producto de reacción de a) está presente a un nivel de al menos el 50%, en algunos casos de al menos el 55%, en otros casos de al menos el 60%, en algunas situaciones de al menos el 65% y en otras situaciones de al menos el 70% en peso del uretano con grupo funcional alcoxisilano. Además, el producto de reacción de a) está presente a un nivel de hasta el 99%, en algunos casos el 97,5%, en otros casos de al menos el 90%, en algunas situaciones de al menos el 85% y en otras situaciones de al menos el 80% en peso del uretano con grupo funcional alcoxisilano. El producto de reacción de a) puede estar presente en el uretano con grupo funcional alcoxisilano en cualquier nivel indicado anteriormente y puede variar entre cualquier nivel indicado anteriormente.

En una forma de realización de la invención, el aspartato con grupos funcionales amina b) está presente a un nivel de al menos el 1%, en algunos casos de al menos el 2,5%, en otros casos de al menos el 10%, en algunas situaciones de al menos el 15% y en otras situaciones de al menos el 20% en peso del uretano con grupo funcional alcoxisilano. Además, el aspartato con grupos funcionales amina está presente a un nivel de hasta el 50%, en algunos casos el 45%, en otros casos de al menos el 40%, en algunas situaciones de al menos el 35% y en otras situaciones de al menos el 30% en peso del uretano con grupo funcional alcoxisilano. El aspartato con grupos funcionales amina puede estar presente en el uretano con grupo funcional alcoxisilano en cualquier nivel indicado anteriormente y puede variar entre cualquier nivel indicado anteriormente.

De acuerdo con la presente invención, los grupos isocianato presentes en a) reaccionan con los grupos amina presentes en b) hasta formar al menos inicialmente grupos urea. Los grupos urea formados inicialmente se pueden convertir en grupos hidantoina mediante una manera conocida, por ejemplo, mediante el calentamiento de los compuestos a elevadas temperaturas, de forma opcional en presencia de un catalizador. Con el transcurso del tiempo también se formarán grupos hidantoina en condiciones ambientales. Por tanto, la expresión "grupos urea" también se pretende que incluya a otros compuestos que contengan al grupo, N-CO-N, tales como los grupos hidantoina.

En una forma de realización de la invención, la composición de adhesivo, de sellado y/o de recubrimiento de dos componentes incluye;

(i): un primer componente que contiene una porción del uretano con grupo funcional alcoxisilano y agua y

(ii): un segundo componente que contiene la porción restante del uretano con grupo funcional alcoxisilano y un catalizador.

En una forma de realización de la invención, los catalizadores que se pueden usar en ii) incluyen, pero no se limitan a ellos, ésteres de titanato, por ejemplo, aquellos de titanato de tetrabutilo y de titanato de tetrapropilo; compuestos de orgánicos de estaño, por ejemplo, dilaurato de dibutil estaño, maleato de dibutil estaño, diacetato de dibutil estaño, octilato de estaño y naftenato de estaño; octilato de plomo; compuestos basados en amina y sales de estos compuestos y carboxilatos, por ejemplo, butilamina, octilamina, dibutilamina, monoetanolamina, dietanolamina, trietanolamina, dietilenotriamina, trietilenotetramina, oleilamina, octilamina, ciclohexilamina, bencilamina, dietilaminopropilamina, xililenodiamina, trietilenodiamina, guanidina, difenilguanidina, 2,4,6-tris(dimetilaminometil)fenol, morfolina, N-metilformolina y 1,3-diazabiciclo(5,4,6)undeceno-7 (DBU); resinas de poliamida de bajo peso molecular producidas mediante las reacciones entre cantidades en exceso de poliaminas y ácidos polibásicos; productos de las reacciones entre cantidades en exceso de poliaminas y compuestos epoxi y catalizadores de condensación de silanol conocidos, por ejemplo agentes de acoplamiento silanos que contienen el grupo amino (por ejemplo, \gamma-aminopropil trimetoxi silano y N-(\beta-aminoetil)aminopropil metildimetoxi silano). Estos compuestos se pueden usar o de forma individual o en combinación.

En una forma de realización particular, el catalizador usado en ii) es uno o más seleccionado entre ácido paratolueno sulfónico, dilaurato de dibutil estaño, acetoacetonato de dibutil estaño, trietilamina y trietilendiamina.

En una forma de realización de la invención, el uretano con grupos funcionales alcoxisilano está presente en un nivel de al menos el 25%, en algunos casos de al menos el 30% y en otros casos de al menos el 35% en peso del primer componente. Además, el uretano con grupos funcionales alcoxisilano está presente en un nivel de hasta el 75%, en algunos casos de hasta el 70% y en otros casos de hasta el 65% del primer componente. El uretano con grupos funcionales alcoxisilano puede estar presente en el primer componente en cualquier nivel indicado anteriormente y puede variar entre cualquier nivel indicado anteriormente.

En una forma de realización de la invención, el uretano con grupos funcionales alcoxisilano está presente en un nivel de al menos el 25%, en algunos casos de al menos el 30% y en otros casos de al menos el 35% en peso del segundo componente. Además, el uretano con grupos funcionales alcoxisilano está presente en un nivel de hasta el 75%, en algunos casos de hasta el 70% y en otros casos de hasta el 65% en peso del segundo componente. El uretano con grupos funcionales alcoxisilano puede estar presente en el segundo componente en cualquier nivel indicado anteriormente y puede variar entre cualquier nivel indicado anteriormente.

En una forma de realización de la invención, el uretano con grupos funcionales alcoxisilano está presente en un nivel de al menos el 25%, en algunos casos de al menos el 30% y en otros casos de al menos el 35% en peso de la composición de dos componentes. Cuando la cantidad de uretano con grupos funcionales alcoxisilano es demasiado baja, puede dar como resultado un curado insuficiente. Además, el uretano con grupos funcionales alcoxisilano está presente en un nivel de hasta el 75%, en algunos casos de hasta el 70% y en otros casos de hasta el 65% en peso de la composición de dos componentes. Cuando la cantidad de uretano con grupos funcionales alcoxisilano es demasiado alta, la viscosidad de los componentes puede ser demasiado elevada y estará presente una cantidad insuficiente de pigmento, limitando la resistencia a la tracción de la composición curada. El uretano con grupos funcionales alcoxisilano puede estar presente en el segundo componente en cualquier nivel indicado anteriormente y puede variar entre cualquier nivel indicado anteriormente.

En una forma de realización de la invención, el componente i) está presente en un nivel de al menos el 10%, en algunos casos al menos el 15%, en otros casos al menos el 20%, en algunas situaciones al menos el 25% y en otras situaciones al menos el 30% en peso de la composición de dos componentes. Además, el componente i) está presente en un nivel de hasta el 90%, en algunos casos de hasta el 85%, en otros casos de hasta el 80%, en algunas situaciones de hasta el 75% y en otras situaciones de hasta el 70% en peso de la composición de dos componentes. El componente i) puede estar presente en la composición de dos componentes en cualquier nivel indicado anteriormente y puede variar entre cualquier nivel indicado anteriormente.

En una forma de realización de la invención, el componente ii) está presente en un nivel de al menos el 10%, en algunos casos al menos el 15%, en otros casos al menos el 20%, en algunas situaciones al menos el 25% y en otras situaciones al menos el 30% en peso de la composición de dos componentes. Además, el componente ii) está presente en un nivel de hasta el 90%, en algunos casos de hasta el 85%, en otros casos de hasta el 80%, en algunas situaciones de hasta el 75% y en otras situaciones de hasta el 70% en peso de la composición de dos componentes. El componente ii) puede estar presente en la composición de dos componentes en cualquier nivel indicado anteriormente y puede variar entre cualquier nivel indicado anteriormente.

En una forma de realización de la invención, o el primer componente i), o el segundo componente ii) pueden incluir uno o más materiales seleccionados entre niveladores, humectantes, agentes de control de flujo, agentes antiescamación, antiespumantes, cargas, promotores de adhesión, reguladores de la viscosidad, plastificantes, pigmentos, colorantes, compuestos absorbentes de la radiación UV, estabilizantes térmicos, antioxidantes y mezclas de los mismos.

Ejemplos no limitantes de plastificantes que se pueden usar en la presente invención incluyen ftalato de dioctilo (DOP), ftalato de dibutilo (DBP); ftalato de diisodecilo (DIDP); adipato de dioctilo, malonato de isodecilo; dibenzoato de dietilenglicol, éster de pentaeritritol; oleato de butilo, acetilricinoleato de metilo; fosfato de tricresilo y fosfato de trioctilo; adipato de propilenglicol y adipato de polibutilenglicol y similares. Dichos plastificantes se pueden usar solos o en una combinación de dos o más. Cuando se usan plastificantes, se pueden usar para controlar o para obtener una viscosidad deseada en el primer componente, en el segundo componente y/o en la mezcla inicial del primer y segundo componente.

Ejemplos no limitantes de promotores de adhesión que se pueden usar en la presente invención incluyen las resinas epoxi, resinas fenólicas, agentes de acoplamiento silano y amino silano conocidos en la técnica, titanatos de alquilo y/o poliisocianatos aromáticos.

Ejemplos no limitantes de niveladores que se pueden usar en la presente invención incluyen celulosa, por ejemplo, nitrocelulosa y acetato butirato de celulosa.

Ejemplos no limitantes de humectantes que se pueden usar en la presente invención incluyen glicoles, silanos, tensioactivos aniónicos y cualquier otro tipo de humectantes conocidos en la técnica.

Ejemplos no limitantes de agentes de control de flujo que se pueden usar en la presente invención incluyen ésteres poliacrílicos, tensioactivos de ésteres de alquilo fluorados no iónicos, alcoholes de alquilarilpoliéteres no iónicos, siliconas y similares, así como aquellos compuestos disponibles bajo el nombre comercial RESIFLOW® de Estron Chemical, Inc., Parsippany, NJ, aquellos compuestos vendidos bajo el nombre comercial BENZOIN® de DSM, Inc.; aquellos compuestos disponibles bajo el nombre comercial MODAFLOW® de Monsanto y aquellos compuestos disponibles bajo el nombre comercial SURFYNOL® disponible en Air Products, Bethlehem, PA.

Ejemplos no limitantes de agentes antiescamación que se pueden usar en la presente invención incluyen lecitina, oximas, siendo ejemplos no limitantes la butiraldehído oxima y la metil etil cetoxima, las hidroquinonas, siendo ejemplos no limitantes la 2,5-di-t-butil-hidroquinona y los ésteres de metilo de hidroquinona y de antraquinonas.

Ejemplos no limitantes de antiespumantes que se pueden usar en la presente invención incluyen aquellos disponibles bajo el nombre FOAMEX® de la compañía Rohm and Haas Company, Filadelfia, PA, aquellos disponibles bajo el nombre commercial BYK®, disponibles en BYK-Chemie USA, Wallingford, CT y aquellos disponibles bajo el nombre commercial FoamBrake® de BASF Corp., Mount Olive, NJ.

Ejemplos no limitantes de cargas que se pueden usar en la presente invención incluyen sílice pirolítica, sílice compactada, anhídrido silícico, hidrato silícico, talco, negro de carbono, polvo de caliza, carbonato de calcio coloidal recubierto y sin recubrir, carbonado de calcio molido recubierto y sin recubrir, carbonato de calcio precipitado recubierto y sin recubrir, caolín, tierra de diatomeas, arcilla cocida, arcilla, dióxido de titanio, bentonita, bentonita orgánica, óxido férrico, óxido de cinc, blanco de cinc activado y cargas fibrosas tales como fibras o filamentos de vidrio. La carga puede tener cualquier tamaño de partícula adecuado, en una forma de realización de la invención el tamaño de partícula de la carga puede ser de entre 5 nm y 10 \mum, en algunos casos puede ser de entre 10 nm y 5 \mum y en otros casos puede ser de entre 25 nm y 1 \mum. Cuando se usan cargas, éstas se pueden usar para aumentar la resistencia a la tracción del material curado.

Ejemplos no limitantes de reguladores de la viscosidad que se pueden usar en la presente invención incluyen polímeros en emulsión solubles en álcalis, solubles en ácidos y polímeros en emulsión modificados hidrófobamente solubles en álcalis o solubles en ácidos, aquellos disponibles como ACRYSOL® de la compañía Rohm and Haas Company, materiales celulósicos, materiales celulósicos modificados, gomas naturales, tales como goma de xantano y similares.

Ejemplos no limitantes de pigmentos que se pueden usar en la presente invención incluyen sílice, carbonato de calcio, carbonato de magnesio, óxido de titanio, óxido de hierro y átomos de carbono. Los pigmentos pueden tener cualquier tamaño de partícula adecuado, en una forma de realización de la invención el tamaño de partícula de la carga puede ser de entre 5 nm y 10 \mum, en algunos casos puede ser de entre 10 nm y 5 \mum y en otros casos puede ser de entre 25 nm y 1 \mum. Cuando se usan pigmentos, éstos se pueden usar para aumentar la resistencia a la tracción del material curado.

Ejemplos no limitantes de colorantes que se pueden usar en la presente invención incluyen colorantes mordientes, es decir, colorantes preparados a partir de plantas, insectos y algas y colorantes directos, siendo ejemplos no limitantes aquellos colorantes basados en bencidina o en derivados de bencidina.

Ejemplos no limitantes de compuestos absorbentes de la luz ultra violeta (UV) que se pueden usar en la presente invención incluyen compuestos absorbentes de rayos ultravioleta basados en benzotriazol, compuestos absorbentes de rayos ultravioleta basados en salicilato, compuestos absorbentes de rayos ultravioleta basados en benzofenona, estabilizantes a la luz basados en aminas impedidas estéricamente y estabilizantes a la luz basados en níquel.

Ejemplos no limitantes de estabilizantes térmicos que se pueden usar en la presente invención incluyen captores de HCl, siendo un ejemplo no limitante el aceite de soja epoxidizado, ésteres de ácido beta-tiodipropiónico, siendo ejemplos no limitantes los ésteres de laurilo, estearilo, miristilo o tridecilo, mercaptobencimidazol, la sal de cinc de 2-mercaptobencimidazol, dibutil-ditiocarbamato de cinc, disulfuro de dioctadecilo, tetrakis-(beta-dodecilmercapto)-propionato de pentaeritritol y fosfato de plomo.

Ejemplos no limitantes de antioxidantes que se pueden usar en la presente invención incluyen 2,6-di-t-butil fenol, 2,4-di-t-butil fenol, 2,6-di-t-butil-4-metil fenol, 2,5-di-t-butilhidroquinona, n-octadecil-3-(3,5-di-t-butil-4-hidroxifenil)propionato, pentaeritritil-tetrakis[3-(3,5-di-t-butil-4-hidroxifenil) propionato], 2,2'-metilenobis(4-metil-6-t-butil fenol), 4,4'-butilidenobis(3-metil-6-t-butil fenol), 4,4'-tiobis(3-metil-6-t-butil fenol), N,N'-difenil-p-fenilenodiamina, 6-etoxi-2,2,4-trimetil-1,2-dihidroquinolina y los antioxidantes disponibles bajo el nombre comercial IRGANOX® de Ciba Specialty Chemicals, Basilea, Suiza.

En una forma de realización de la invención, las presentes composiciones adhesivas, de sellado y/o de recubrimiento de dos componentes, que incluyen el componente i) y el componente ii), son estables a 50°C. Tal como se usa en esta invención, el término "estable" significa que la composición no gelifica o no desarrolla viscosidad hasta el punto de que ya no fluya libremente.

Las formas de realización de la presente invención también se dirigen hacia un procedimiento para la aplicación de la composición adhesiva, de sellado y/o de recubrimiento de dos componentes descrita anteriormente que incluye la mezcla de componente i) y del componente ii). En estas formas de realización, el procedimiento puede incluir la aplicación de la mezcla a uno o más sustratos.

Una forma de realización de la invención se dirige hacia un procedimiento de unión de un primer sustrato con un segundo sustrato. El procedimiento incluye (a) la combinación del componente i) y del componente ii) para formar una mezcla, la aplicación de un recubrimiento de la mezcla a al menos una de las superficies del primer sustrato o del segundo sustrato y el contacto de una superficie del primer sustrato con una superficie del segundo sustrato, en donde al menos una de las superficies de contacto tiene el recubrimiento aplicado a la misma.

Aunque sin restringirse a ninguna teoría concreta, la unión entre los sustratos se forma usando la innovadora composición basándose en las interacciones interfaciales (por ejemplo energía de mojado y energía superficial) entre la composición y los sustratos y basándose en el desarrollo de enlaces cruzados en el interior o basándose en el curado de la composición. Además, los grupos funcionales alcoxisilano se seleccionan de forma que la velocidad de reacción con el agua sea lo suficientemente lenta como para permitir la mezcla y la aplicación, aunque lo suficientemente rápida como para que el curado se complete en una cantidad de tiempo razonable. Las limitaciones del grupo funcional alcoxisilano se exponen en la descripción de los grupos designados como X en la fórmula I, que representan grupos idénticos o diferentes seleccionados entre grupos alquilo C_{1}-C_{10} lineales o ramificados y grupos alcoxi C_{1}-C_{10} lineales o ramificados, a condición de que al menos dos apariciones de X sean alcoxi y si uno o dos grupos X son metoxi, al menos un grupo X debe ser un grupo alquilo C_{1}-C_{10} lineal o ramificado. La selección de "X" controla de forma eficaz la velocidad de curado.

En la presente invención, uno o ambos de entre el primer sustrato y el segundo sustrato, o cualquiera de los sustratos adicionales, pueden incluir madera, metales, plásticos, papel, tela, cerámica, piedra, vidrio, hormigón y combinaciones de los mismos. El presente procedimiento se puede usar para unir sustratos que contienen materiales iguales o diferentes.

En una forma de realización particular, el metal comprende hierro o aluminio. Además, el plástico se puede seleccionar entre poli(etileno), poli(propileno), tereftalato de poli(etileno) y mezclas de los mismos. Además, la tela puede incluir una o más fibras seleccionadas entre fibras de algodón, fibras de nailon, fibras de poli(etileno), fibras de poli(propileno), fibras de tereftalato de poli(etileno) y mezclas de las mismas.

En una forma de realización de la invención, los sustratos se ponen en contacto a una temperatura suficiente como para promover la capacidad de las composiciones para unir de forma conjunta a los sustratos. Como tales, los sustratos se ponen en contacto a una temperatura de al menos 0°C, en algunos casos de al menos 10°C, en otros casos de al menos 20°C y en algunas situaciones de al menos 25°C. Además, la temperatura de contacto para los sustratos puede ser de hasta 150°C, en algunos casos puede ser de hasta 120°C, en otros casos de hasta 100°C y en algunas situaciones puede ser de hasta 80°C. La temperatura para poner en contacto los sustratos puede estar en cualquier valor o intervalo comprendido entre cualquier valor enumerado anteriormente.

En una forma de realización de la invención, los sustratos se ponen en contacto a una presión suficiente como para promover la capacidad de las composiciones para unir de forma conjunta a los sustratos. Como tales, los sustratos se ponen en contacto a una presión de al menos la presión ambiental o la presión atmosférica, en algunos casos a una presión de al menos 68,95 kPa (10 psi), en otros casos a una presión de al menos 137,90 kPa (20 psi) y en algunas situaciones a al menos 206,84 kPa (30 psi). Además, la presión de contacto para los sustratos puede ser de hasta 3447,38 kPa (500 psi), en algunos casos de hasta 2757,90 (400 psi), en otros casos de hasta 2068,43 kPa (300 psi) y en algunas situaciones de hasta 1723,69 kPa (250 psi). La presión para poner en contacto los sustratos puede estar en cualquier valor o intervalo comprendido entre cualquier valor enumerado anteriormente.

En una forma de realización de la invención y dependiendo de la composición de la presente composición de dos componentes y de la temperatura y de la presión de contacto, los sustratos se ponen en contacto durante un periodo de tiempo suficiente como para promover la capacidad de la composición para unir de forma conjunta a los sustratos. Como tal, el período de tiempo que están en contacto los sustratos es de al menos 30 segundos, en algunos casos es de al menos 1 minuto, en otros casos es de al menos 5 minutos y en algunas situaciones es de al menos 15 minutos. Además, el tiempo de contacto para los sustratos puede ser de hasta 24 horas, en algunos casos puede ser de hasta 12 horas, en otros casos de hasta 8 horas y en algunas situaciones puede ser de hasta 6 horas. El periodo de tiempo para poner en contacto los sustratos puede estar en cualquier valor o intervalo comprendido entre cualquier valor enumerado anteriormente.

La presente invención se dirige además a un ensamblaje hecho de acuerdo con el procedimiento descrito anteriormente que incluye al menos al primer sustrato y al segundo sustrato unidos de forma conjunta.

Las formas de realización de la presente invención proporcionan un procedimiento para el recubrimiento de un sustrato que incluye la aplicación de las composiciones de dos componentes descritas anteriormente a al menos una porción de una superficie de un sustrato. Las composiciones de dos componentes se pueden aplicar a cualquier sustrato que se desee, sustratos tales como madera, plásticos, cuero, papel, productos textiles, vidrio, cerámica, escayola, mampostería, metales y hormigón. Se pueden aplicar mediante procedimientos estándar, tales como recubrimiento por pulverización, recubrimiento por esparcimiento, recubrimiento por inundación, colada, recubrimiento por inmersión y recubrimiento con rodillos. Las composiciones de recubrimiento pueden ser transparentes o con pigmentación.

En una forma de realización de la invención, la composición de dos componentes se usa para recubrir sustratos metálicos.

Los recubrimientos que incluyen las composiciones de dos componentes se pueden curar a temperatura ambiente o a temperaturas elevadas. En una forma de realización de la invención, las composiciones de dos componentes se curan a temperatura ambiente. En otras formas de realización, se aplica calor durante el curado de forma tal que la temperatura sea de entre 60° y 120°C, en algunos casos de entre 80° y 100°C.

Dependiendo de la composición específica de dos componentes y de la temperatura de curado, la composición de recubrimiento de dos componentes se cura durante un periodo de entre 20 minutos y 30 días, en algunos casos entre 20 minutos y 10 días, en otros casos entre 20 minutos y 24 horas, en algunas situaciones entre 20 minutos y 12 horas, en otras situaciones entre 20 minutos y 6 horas y en ciertas situaciones entre 20 minutos y 4 horas.

La presente invención se describe de forma más específica en los siguientes ejemplos, que se pretende que sean solo a título ilustrativo, ya que para los expertos en la técnica serán obvias numerosas modificaciones y variaciones en la misma. A menos que se especifique lo contrario, todas las partes y porcentajes son en peso.

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplos Ejemplo 1

El ejemplo demuestra la preparación de un aspartato con grupo funcional silano de acuerdo con la invención. La resina de aspartato se preparó de acuerdo con la patente de EE.UU. Nº 4.364.955 de Kramer y col. A un matraz de 5 litros, equipado con agitador, termopar, entrada para nitrógeno, embudo de adición y condensador se añadieron 439,4 g (1,99 equivalentes (eq.)) de 3-aminopropiltrietoxisilano seguido por 341,6 g (1,99 eq.) de maleato de dietilo durante un periodo de dos horas a 25°C y se mantuvo a esa temperatura durante cinco horas. La cifra de insaturación, determinada mediante valoración con yodo, fue de 0,6, lo que indicó que la reacción se había completado aproximadamente al 99%. El número de amina era de 140,6 mg de KOH/g de resina. La viscosidad fue de 0,011 Pa·s (11 cps) y se midió usando un Viscosímetro Digital Brookfield®, Modelo DV-II+, Brookfield Engineering, Inc., Middleboro, MA, husillo 52, 100 rpm a 25°C.

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo 2

Se preparó una resina de aspartato comparativa de acuerdo con el procedimiento seguido en el ejemplo 1, excepto que se usaron 356 g (1,99 eq.) de 3-aminopropil-trimetoxisilano.

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo 3

Preparación de un poliuretano con un grupo silano terminal (STP) denominado SPT-1, de acuerdo con la invención. A un matraz de fondo redondeado de 2 litros equipado con un agitador, entrada para nitrógeno, calentador, embudo de adición y condensador se añadieron 988 g (0,18 eq.) ACCLAIM® 12200 (polioxipropileno diol disponible en Bayer Polymers LLC, Pittsburgh, PA). El matraz se calentó a 105°C y se aplicó un vacío de 4,0 kPa (30 torr) durante 30 minutos para eliminar el agua disuelta. Se eliminó el vacío y el matraz se enfrió a 30°C y se añadieron 32 g (0,36 eq.) de toluilendiisocianato (TDI). La mezcla se calentó a 60°C y se mantuvo a esa temperatura durante 36 horas, tiempo tras el cual se alcanzó un contenido de grupos NCO del 0,75% en peso determinado mediante valoración de los grupos NCO (contenido teórico = 0,74%). A continuación se añadió el aspartato con grupos funcionales silano del ejemplo 1, 72,15 g (0,181 eq.) y la mezcla se calentó a 60°C, temperatura a la que se mantuvo la mezcla durante una hora. Mediante IR no se observó contenido de grupos NCO. A continuación se añadieron 5,5 g de vinil trimetoxisilano como captor de humedad. La viscosidad fue de 31,5 Pa·s (31.500 cps) a 25°C y la densidad fue de 1006,5 kg/m^{3} (8,4 Ibs/gal (US)).

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo 4

Preparación de un poliuretano con un grupo silano terminal (STP) denominado SPT-2, ejemplo comparativo. A un matraz de fondo redondeado de 5 litros equipado con un agitador, entrada para nitrógeno, calentador, embudo de adición y condensador se añadieron 2.700 (0,49 eq.) ACCLAIM® 12200. El matraz se calentó a 105°C y se aplicó un vacío de 4,0 kPa (30 torr) durante 30 minutos para eliminar el agua disuelta. Se eliminó el vacío, el matraz se enfrió a 30°C y se añadieron 110,3 g (0,36 eq.) de isoforonadiisocianato (IPDI). La mezcla se calentó a 60°C y se mantuvo a esa temperatura durante 36 horas, tiempo tras el cual se alcanzó un contenido de grupos NCO del 0,64% en peso determinado mediante valoración de los grupos NCO (contenido teórico = 0,74%). A continuación se añadió el aspartato con grupos funcionales silano del ejemplo 2, 181,6 g (0,49 eq.) y la mezcla se calentó a 60°C, temperatura a la que se mantuvo la mezcla durante 15 horas. Mediante IR no se observó contenido de grupos NCO. A continuación se añadieron 5,5 g de vinil trimetoxisilano como captor de humedad. La viscosidad fue de 72,2 Pa·s (72.200 cps) a 25°C y la densidad fue de 1006,5 kg/m^{3} (8,4 Ibs/gal (US)).

\newpage

Ejemplo 5

Pruebas de estabilidad de muestras STP. Se mezclaron 50 g de cada muestra y 0,5 g y se almacenaron a 23°C y a 50°C. Las viscosidades se midieron usando un Viscosímetro Digital Brookfield®, Modelo DV-I+, LV husillo #4 a 12 rpm y a 23°C y 50°C, respectivamente. Los resultados se muestran en la tabla que sigue a continuación, todas las entradas son viscosidad en Pa·s (cps).

Condiciones	STP-1 @ 23°C	STP-1 @ 50°C	STP-2 @ 23°C	STP-2 @ 50°C
Edad de la muestra
	31,500		72,200
\hskip3cm Inicial		- -		--
	(31.500)		(72.200)
	31,600	7,650	130,800
\hskip3cm 2 días				Gelificó
	(31.600)	(7.650)	(130.800)
	34,350	9,850
\hskip3cm 7 días			Gelificó	Gelificó
	(34.350)	(9.850)

Los datos demuestran la superior estabilidad y vida útil de las composiciones de la presente invención.

Ejemplo 6

Este ejemplo ilustra la velocidad de curado del compuesto STP-1. Se preparó un sistema de un componente mediante la mezcla de 100 g de STP-1, 1 g de un diaminosilano disponible como SILQUEST® A-1120 disponible en OSi Specialties, Inc., Danbury CT y 2 g de un silano organofuncional disponible como SILQUEST® A-171 disponible en OSi Specialties y 1 g de bis-acetonato de di-(n-butil) estaño disponible como METATIN® 740 de Rohm and Haas Inc., Filadelfia, PA. La velocidad de curado se determinó mediante la aplicación de una película húmeda con un espesor de 1,14 x 10^{-3} m (45 mil) en un medidor del tiempo de secado Gardner (BYK-Gardner EE.UU., Columbia, MD) tal como se describe en los manuales de instrucciones DG-9600 y DG-9300 de Pacific Scientific. El medidor del tiempo de secado tiene una aguja que se desliza a través de la película húmeda. Cuando la aguja se sobrepone por encima de la película semi curada, se determina que se ha alcanzado una superficie seca al tacto. La aguja aún dejará huella en ese punto de curado. Cuando no tenga lugar el rayado de la superficie, se juzga que se ha alcanzado el curado completo. A temperatura ambiente la formulación tenía la superficie seca al tacto después de 4,25 horas y el curado completo se alcanzó a las 11,75 horas.

Ejemplo 7

Este ejemplo ilustra la formulación de un adhesivo de dos componentes. El componente A se formuló con un catalizador de estaño y el componente B se formuló con agua.

\vskip1.000000\baselineskip

Formulación	Transparente	Con Pigmentación

Componente A

\hskip0,3cm STP 1	50,0	50,0
\hskip0,3cm Negro de carbono^{1}		25,0
\hskip0,3cm Ftalato de diisodecilo	10,0	25,0
\hskip0,3cm Silquest A-1120	0,5	0,5
\hskip0,3cm Silquest A-171	0,25	0,25
\hskip0,3cm bis-acetonato de di-(n-butil) estaño^{2}	0,5	0,5

^{1} \begin{minipage}[t]{158mm} MONARCH\registrado 120 disponible en Cabot Corporation, Billerica, MA, marca comercial registrada de Cabot.\end{minipage}
^{2} \begin{minipage}[t]{158mm} METATIN\registrado 740 disponible en Rohm and Haas Inc., Filadelfia, PA, marca comercial registrada de Rohm and Haas.\end{minipage}

Componente B

\hskip0,3cm STP 1	50,0	50,0
\hskip0,3cm Negro de carbono^{1}		25,0
\hskip0,3cm Ftalato de diisodecilo	10,0	25,0
\hskip0,3cm Agua desionizada	1,0	0,5

^{1} \begin{minipage}[t]{158mm} MONARCH\registrado 120 disponible en Cabot Corporation, Billerica, MA, marca comercial registrada de Cabot.\end{minipage}

Los componentes A y B se mezclaron por separado en una mezcladora Hauschild SPEED MIXER® disponible en FlackTek Inc., Landrum, SC, durante 1 minuto. En el momento de su aplicación, los componentes A y B se mezclaron de forma conjunta para la evaluación. La mezcla se arrastró con un espesor de 1,27 x 10^{-3} m (50 mils) sobre un tablero de TEFLON® (marca comercial registrada a nombre de E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE) para preparar películas, que se permitió que se curasen durante 1 semana a 22°C (72°F), 50% HR. Se determinaron la resistencia a la tracción, el alargamiento de rotura y el módulo sobre muestras de 0,013 m (0,5 pulgadas) troqueladas en forma de mariposa a una velocidad de deformación de 7,9 cm/min (20,0 pulgadas/min) en un aparato de ensayo electromecánico universal disponible en Instron Corp., Canton, MA. Los tiempos de secado se determinaron tal como se describió anteriormente.

Tiempos de secado

\hskip0,3cm Seco al tacto (horas)	2,4	2,1
\hskip0,3cm Secado absoluto (horas)	8,5	8,5

Propiedades de tracción

\hskip0,3cm Elongación, %	133	157
\hskip0,3cm Resistencia a la tracción kPa (psi)	592,95 (86)	2171,85 (315)
\hskip0,3cm Módulo al 100%	71	179
\hskip0,3cm Resistencia al desgarro N/m (pli)	1225,91 (7)	3502,6 (20)

El ejemplo anterior demuestra que la formulación de dos componentes cura más rápido que la formulación de un componente y que la pigmentación aumenta las propiedades de tracción.

Aunque la invención se ha descrito con detalle en lo anterior para el propósito de ilustración, se da por sentado que dicho detalle es únicamente para ese propósito y que se pueden hacer variaciones en ésta por los expertos en la técnica sin salirse del espíritu y del alcance de la invención excepto como puede estar limitado por las reivindicaciones.

Claims

1. Una composición adhesiva, de sellado o de recubrimiento de dos componentes que comprende un uretano con grupos funcionales alcoxisilano que comprende el producto de reacción de

b): un compuesto que se corresponde con la fórmula I:

(I)R_{5}OOC --- CHR_{3} ---

\uelm{C}{\uelm{\para}{COOR _{2} }}

R_{4} --- NH --- Y ---Si --- (X)_{3}

en la que

Y: representa un grupo alquileno C_{1}-C_{8} lineal o ramificado,

R_{3} y R_{4} son idénticos o diferentes y representan hidrógeno o grupos orgánicos que son inertes frente a grupos isocianato a una temperatura de 100°C o menos,

en el que la composición de dos componentes comprende

(i): un primer componente que comprende una porción del uretano con grupo funcional alcoxisilano y agua y

(ii): un segundo componente que comprende la porción restante del uretano con grupo funcional alcoxisilano y un catalizador.

2. La composición de la reivindicación 1, en la que el compuesto con grupos funcionales hidroxi en a) es un poliol.

3. La composición de la reivindicación 1, en la que el compuesto con grupos funcionales hidroxi en a) es un diol.

4. La composición de la reivindicación 1, en la que el compuesto con grupos funcionales hidroxi se selecciona entre el grupo constituido por poliésteres derivados de monoles, dioles, polioles y mezclas de los mismos, monoles, dioles y polioles (met)acrílicos y mezclas de los mismos, poliéteres derivados de monoles, dioles, polioles y mezclas de los mismos, hidrocarburos derivados de monoles, dioles, polioles y mezclas de los mismos, y mezclas de los mismos.

5. La composición de la reivindicación 1, en la que el compuesto de fórmula I es el producto de reacción de una N-(trialcoxisililalquil) amina y un maleato de dialquilo.

6. La composición de la reivindicación 5, en la que la N-(trialcoxisililalquil) amina tiene una estructura de acuerdo con la fórmula (II):

(II)NH_{2}-R^{1}-Si(-O-R^{6})_{3}

en la que R^{1} es un grupo alquileno C_{1}-C_{8} lineal o ramificado y R^{6} se selecciona de forma independiente entre alquilos C_{2}-C_{10} lineales o ramificados.

7. La composición de la reivindicación 1, en la que el poliisocianato contiene entre 2 y 6 grupos isocianato.

8. La composición de la reivindicación 1, en la que el poliisocianato tiene una estructura de acuerdo con la fórmula (III):

(III)OCN-R^{7}-NCO

\newpage

9. La composición de la reivindicación 1, en la que el poliisocianato se selecciona entre el grupo constituido por 1,4-tetrametilendiisocianato, 1,6-hexametilendiisocianato, 2,2,4-trimetil-hexametilen-1,6-diisocianato, 1,12-dodecametilendiisocianato, 1,3- y 1,4-ciclohexanodiisocianato, 1-isocianato-2-isocianatometil ciclopentano, 1-isocianato-3-isocianatometil-3,5,5-trimetil-ciclohexano, bis-(4-isocianatociclohexil)-metano, 2,4'-diciclohexil-metanodiisocianato, 1,3- y 1,4-bis-(isocianatometil)-ciclohexano, bis-(4-isocianato-3-metil-ciclohexil)-metano, \alpha,\alpha,\alpha',\alpha'-tetrametil-1,3-diisocianato, \alpha,\alpha,\alpha',\alpha'-xililen-1,4-diisocianato, 1-isocianato-1-metil-4(3)-isocianatometil ciclohexano, 2,4-hexahidrotoluilendiisocianato, 2,6-hexahidrotoluilendiisocianato, 1,3-fenilendiisocianato, 1,4-fenilendiisocianato, 2,4-toluilendiisocianato, 2,6-toluilendiisocianato, 2,4-difenil-metanodiisocianato, 4,4'-difenil-metanodiisocianato, 1,5-naftalendiisocianato y mezclas de los mismos.

10. La composición de la reivindicación 1, que además comprende en uno o en ambos de I) y ii), uno o más materiales seleccionados entre el grupo constituido por niveladores, humectantes, agentes de control de flujo, agentes antiescamación, antiespumantes, cargas, promotores de adhesión, reguladores de la viscosidad, plastificantes, pigmentos, colorantes, compuestos absorbentes de la radiación UV, estabilizantes térmicos, antioxidantes y mezclas de los mismos.

11. La composición de la reivindicación 1, en la que los grupos reactivos silano del compuesto que se corresponde con la fórmula I se incorporan como el producto de reacción de un grupo isocianato y del grupo -NH- de la fórmula I.

12. La composición de la reivindicación 1, en la que el catalizador en ii) es uno o más de los compuestos seleccionados entre el grupo constituido por ácido paratolueno sulfónico, dilaurato de dibutil estaño, acetoacetonato de dibutil estaño, trietilamina y trietilendiamina.

13. La composición de la reivindicación 1, en la que el componente i) y el componente ii) son ambos estables a 50°C.

14. La composición de la reivindicación 1, en la que la proporción de equivalentes de grupos hidroxilo en el compuesto con grupos funcionales hidroxi a grupos isocianato en el poliisocianato en a) está entre 1:10 y 1:1.

15. La composición de la reivindicación 1, en la que el producto de reacción a) está presente a entre el 50 y el 99 por ciento en peso y el aspartato con grupos funcionales amina b) está presente a entre el 1 y el 50 por ciento en peso del uretano con grupos funcionales alcoxisilano.

16. La composición de la reivindicación 1, en la que el componente i) está presente a entre el 10 y el 90 por ciento en peso y el componente ii) está presente a entre el 10 y el 90 por ciento en peso de la composición.

17. La composición de la reivindicación 4, en la que el poliéter tiene un peso molecular medio numérico de entre 500 y 15.000.

18. Un procedimiento de aplicación de una composición a un sustrato que comprende la mezcla del componente i) y del componente ii) de la reivindicación 1.

19. Un procedimiento de unión de un primer sustrato a un segundo sustrato que comprende

la combinación del componente i) y del componente ii) de la reivindicación 1 para formar una mezcla,

la aplicación de un recubrimiento de la mezcla a al menos una superficie del primer sustrato o del segundo sustrato y

poner en contacto una superficie del primer sustrato con una superficie del segundo sustrato, en el que al menos una de las superficies de contacto tiene el recubrimiento aplicado a la misma.

20. El procedimiento de la reivindicación 19, en el que uno o ambos del primer sustrato y el segundo sustrato comprende un sustrato seleccionado entre el grupo constituido por madera, metales, plásticos, papel, tela, cerámica, piedra, vidrio y hormigón.

21. El procedimiento de la reivindicación 20, en el que el metal comprende hierro o aluminio.

22. El procedimiento de la reivindicación 20, en el que el plástico se selecciona entre el grupo constituido por poli(etileno), poli(propileno), tereftalato de poli(etileno) y entre mezclas de los mismos.

23. El procedimiento de la reivindicación 20, en el que la tela comprende una o más fibras seleccionadas entre el grupo constituido por fibras de algodón, fibras de nailon, fibras de poli(etileno), fibras de poli(propileno), fibras de tereftalato de poli(etileno) y mezclas de las mismas.

24. El procedimiento de la reivindicación 19, en el que el primer sustrato y el segundo sustrato se ponen en contacto a una temperatura de entre 0°C y 150°C.

25. El procedimiento de la reivindicación 19, en el que el primer sustrato y el segundo sustrato se ponen en contacto a una presión comprendida entre la presión atmosférica y 6,90 kPa.

26. Un ensamblaje fabricado según la reivindicación 19 que comprende al menos al primer sustrato y al segundo sustrato unidos de forma conjunta.

27. Un procedimiento de recubrimiento de un sustrato que comprende la aplicación de la composición de la reivindicación 1 a al menos una porción de una superficie del sustrato.

28. Un sustrato recubierto preparado de acuerdo con el procedimiento de la reivindicación 27.