ES2546421T3 - Adhesivos adecuados para su uso en aplicaciones de unión - Google Patents

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Abstract

Un adhesivo que comprende: i) al menos una poliolefina halogenada; ii) al menos un epoxisilano que tiene al menos un grupo alcoxi silano terminal; iii) al menos un bis-silano; y iv) opcionalmente al menos un disolvente orgánico.

Description

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en la que n es un número entero de 1 a 10, m es un número entero de 0 a 14, R1a y R3a independientemente entre sí se seleccionan entre alquilo C1-24, tal como alquilo C1-5, alquenilo C2-24, alcoxilo C1-24 o acilo C3-24, y R2a se selecciona 5 entre alquilo C1-24, tal como alquilo C1-5 o acilo C3-24. De forma deseable, n es 1, 2 o 3 y/o m es 2, 3 o 4, en la que se prefiere en particular que n sea 1 y m sea 3.
Además se prefiere que R1a y R3a de fórmula (II) independientemente entre sí se seleccionen entre alcoxilo C1-5, tal como metoxi, etoxi, n-propoxi o isopropoxi, y/o R2a de fórmula (II) sea alquilo C1-5, tal como metilo, etilo, n-propilo o
10 isopropilo. Más preferentemente R1a y R3a de fórmula (II) se seleccionan ambos entre metoxi, etoxi, n-propoxi o isopropoxi y R2a de fórmula (II) es metilo, etilo, n-propilo o isopropilo.
Otro epoxisilano preferido en particular contemplado para su uso en la práctica de la presente invención está representado por la fórmula (IIa)
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en la que v es un número entero de 1 a 10, R1b y R3b independientemente entre sí se seleccionan entre alquilo C1-24, tal como alquilo C1-5, alquenilo C2-24, alcoxilo C1-24, tal como alcoxilo C1-5 o acilo C3-24, y R2b se selecciona entre
20 alquilo C1-24, tal como alquilo C1-5 o acilo C3-24. De forma deseable, v es 1, 2 o 3.
Además se prefiere que R1b y R3b de fórmula (IIa) independientemente entre sí se seleccionen entre alcoxilo C1-5, tal como metoxi, etoxi, n-propoxi o isopropoxi, y/o R2b de fórmula (IIa) sea alquilo C1-5, tal como metilo, etilo, n-propilo o isopropilo. Más preferentemente R1b y R3b de fórmula (IIa) se seleccionan ambos entre metoxi, etoxi, n-propoxi o
25 isopropoxi y R2a de fórmula (IIa) es metilo, etilo, n-propilo o isopropilo.
En una realización de la presente invención el epoxisilano se selecciona entre 3-glicidiloxipropiltrimetoxisilano (GLYMO), 3-glicidiloxipropiltrietoxisilano (GLYEO), 3-glicidiloxipropiltri-n-propoxisilano, 3-glicidiloxipropiltri-isopropoxisilano, 3-glicidiloxipropiltri-n-butoxisilano, 3-glicidiloxipropiltri-iso-butoxisilano, beta-(3,4-epoxiciclohexil)
30 etiltrimetoxisilano, beta-(3,4-epoxiciclohexil)-etiltrietoxisilano, beta-(3,4-epoxiciclohexil)-etiltri-n-propoxisilano, beta(3,4-epoxiciclohexil)-etiltri-iso-propoxisilano, gamma-(3,4-epoxiciclohexil)-propiltrimetoxisilano, gamma-(3,4epoxiciclohexil)-propiltrietoxisilano, gamma-(3,4-epoxiciclohexil)-propiltri-n-propoxisilano, gamma-(3,4epoxiciclohexil)-propiltri-iso-propoxisilano y sus combinaciones.
35 Los epoxisilanos anteriormente mencionados son conocidos en la técnica y están disponibles en el mercado en diversas empresas, que incluyen Evonik Industries AG, Wacker Chemie AG, Shin-Etsu Chemical y Gelest Inc. En el adhesivo de la presente invención se puede usar un único epoxisilano o una mezcla de dos o más epoxisilanos.
Para garantizar una adhesión suficiente al sustrato, en particular a sustratos metálicos, es deseable que haya
40 presentes uno o más epoxisilanos en una cantidad del 0,2 al 5 % en peso, preferentemente en una cantidad del 0,5 al 2 % en peso, y más preferentemente en una cantidad del 0,75 al 1,25 % en peso, cada una de ellas en base a la cantidad total del adhesivo de la presente invención.
El adhesivo de la presente invención además puede comprender al menos un bis-silano. El término "bis-silano",
45 como se usa en el presente documento, se refiere a compuestos de silano que tienen exactamente dos átomos de silicio por molécula, en el que los dos átomos de silicio están unidos entre sí mediante un grupo de enlace divalente y cada átomo de silicio lleva tres sustituyentes adicionales, en el que al menos uno de los tres sustituyentes adicionales es un resto alquilo o alcoxi. En consecuencia, el bis-silano usado en el adhesivo de la presente invención comprende dos grupos de organosililo terminales. A condición de que el bis-silano contemplado para su uso en el
50 adhesivo de la presente invención comprenda al menos un grupo alcoxi silano terminal, como se ha definido anteriormente, dicho bis-silano no comprende al menos un grupo epoxi.
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en la que r es de 1 a 10, tal como de 1 a 4 y R16a se selecciona entre alquilo C1-4 o acilo C1-4.
En una realización de la presente invención el bis-silano se selecciona entre bis-(trimetoxisililetil)amina, bis(trietoxisililetil)amina, bis-(tri-n-propoxisililetil)amina, bis-(tri-iso-propoxisililetil)amina, bis-(trimetoxisililpropil)amina, bis-(trietoxisililpropil)amina, bis-(tri-n-propoxisililpropil)amina, bis-(tri-iso-propoxisililpropil)amina, bis(trimetoxisililetil)urea, bis-(trietoxisililetil)urea, bis-(tri-n-propoxisililetil)urea, bis-(tri-iso-propoxisililetil)urea, bis(trimetoxisililpropil)urea, bis-(trietoxisililpropil)urea, bis-(tri-n-propoxisililpropil)urea, bis-(tri-iso-propoxisililpropil)urea, y/o sus combinaciones. Preferentemente en la presente invención se usan bis-(trimetoxisililpropil)urea y/o bis(trimetoxisililpropil)amina, aunque también se pueden usar otros bis-silanos.
Otros bis-silanos deseables incluyen N,O-bis(trimetilsilil)acetamida, N,O-bis(trietilsilil)acetamida, 1,3bis(trimetilsilil)urea, 1,3-bis(trietilsilil)urea, 1,3-bis(trimetilsilil)tiourea, 1,3-bis(trietilsilil)tiourea, y/o sus mezclas.
Los bis-silanos anteriormente mencionados son conocidos en la técnica y están disponibles en el mercado en diversas empresas, que incluyen Evonik Industries AG, Wacker Chemie AG, Shin-Etsu Chemical y Gelest Inc.
En el adhesivo de la presente invención se puede usar un único bis-silano o una mezcla de dos o más bis-silanos.
Es deseable que haya presente uno o más bis-silanos en una cantidad del 0,1 al 2 % en peso, preferentemente en una cantidad del 0,15 al 1 % en peso, y más preferentemente en una cantidad del 0,2 al 0,4 % en peso, cada una de ellas en base a la cantidad total del adhesivo de la presente invención.
Al usar una combinación de las poliolefinas halogenadas, epoxisilanos y bis-silanos anteriormente mencionados en los adhesivos de la presente invención, las propiedades de unión de elastómero a metal de los adhesivos de la invención se mejoran significativamente sobre una formulación adhesiva comparable de la técnica anterior, que no comprenda dicha combinación sinérgica. Además, se mejoran las propiedades de revestimiento del adhesivo de la presente invención sobre una formulación adhesiva comparable de la técnica anterior. Los adhesivos convencionales normalmente requieren un periodo de secado a temperaturas elevadas después de su aplicación a sustratos, tales como sustratos metálicos. En contraste a esto, los adhesivos de la presente invención se pueden secar a 22 ºC en cortos periodos de tiempo y el revestimiento resultante es duro y no pegajoso. Por lo tanto, es posible pre-revestir y almacenar diferentes sustratos, tales como sustratos metálicos, y usar directamente estos sustratos pre-revestidos posteriormente en operaciones de unión.
El adhesivo de la presente invención puede comprender de forma ventajosa uno o más de los epoxisilanos anteriormente mencionados en una cantidad del 0,2 al 5 % en peso, preferentemente en una cantidad del 0,5 al 2 % en peso, y en particular preferentemente en una cantidad del 0,75 al 1,25 % en peso y uno o más de los bis-silanos anteriormente mencionados en una cantidad del 0,1 al 2 % en peso, preferentemente en una cantidad del 0,15 al 1 % en peso, y en particular preferentemente en una cantidad del 0,2 al 0,4 % en peso, en el que cada cantidad se basa en la cantidad total del adhesivo de la presente invención.
Se forma una unión duradera particular de elastómero a metal mediante el producto curado del adhesivo de la presente invención, cuando dicho adhesivo comprende el epoxisilano y el bis-silano en una relación ponderal de 1:0,2 a 1:0,8, preferentemente en una relación ponderal de 1:0,3 a 1:0,7.
La relación ponderal de epoxisilano a bis-silano, como se usa en el presente documento, se refiere a la relación ponderal de la cantidad total de todos los epoxisilanos a la cantidad total de todos los bis-silanos presentes en el adhesivo de la presente invención.
El rendimiento de unión del adhesivo de la presente invención se puede mejorar adicionalmente mediante el uso de las siguientes combinaciones de epoxisilanos y bis-silanos:
 3-glicidiloxipropiltrimetoxisilano y bis-(trimetoxisililpropil)amina;  3-glicidiloxipropiltrimetoxisilano y bis-(trimetoxisililpropil)urea;  3-glicidiloxipropiltrietoxisilano y bis-(trimetoxisililpropil)amina;  3-glicidiloxipropiltrietoxisilano y bis-(trimetoxisililpropil)urea;  3-glicidiloxipropiltri-n-propoxisilano y bis-(trimetoxisililpropil)amina;  3-glicidiloxipropiltri-n-propoxisilano y bis-(trimetoxisililpropil)urea;  3-glicidiloxipropiltri-iso-propoxisilano y bis-(trimetoxisililpropil)amina;  3-glicidiloxipropiltri-iso-propoxisilano y bis-(trimetoxisililpropil)urea.
Se consiguen rendimientos de unión particularmente buenos cuando las siguientes combinaciones de epoxisilanos y bis-silanos se usan en las cantidades proporcionadas, en las que cada cantidad se basa en la cantidad total del adhesivo de la presente invención:
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