BR112013018390B1 - Composição promotora de adesão - Google Patents

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Abstract

composição de agente de ligação a presente invenção refere-se a uma composição de agente de ligação, contendo: - pelo menos, uma resina formadora de película; - pelo menos, uma poliisocianato aromático; - pelo menos, um solvente; bem como - pelo menos, um isocianurato específico contendo grupos silano. as composições de agente de ligação, de acordo com a invenção, são adequadas, em particular, para melhorar a adesão de adesivos e selantes ao vidro e a cerâmicas de vidro.

Description

COMPOSIÇÃO PROMOTORA DE ADESÃO
Campo Técnico
A invenção refere-se ao campo de composições promotoras de adesão e sua utilização como primers para adesivos e selantes.
Estado da Técnica
Composições promotoras de adesão têm sido usadas por muito tempo para melhorar a adesão de adesivos e selantes a vários substratos. Especialmente altas demandas de adesão são feitas de ligações na indústria automobilística, de modo que o uso de composições promotoras de adesão é difundido neste campo.
Por exemplo, US 2008/0268261 A1 descreve uma composição promotora de adesão para substratos de vidro que é usada, em particular, na ligação de pára-brisas na engenharia automotiva. Tais composições rendem boas propriedades de adesão de adesivos ou selantes de poliuretano de componente único e de dois componentes em substratos de vidro. No entanto, a desvantagem de tais composições é que, frequentemente, estas possuem deficiências na estabilidade térmica e na estabilidade da ligação adesiva na faixa de baixa temperatura.
Além disso, a WO 2008/087175 A1 descreve as composições promotoras de adesão para substratos de polímero, que não apenas têm excelentes propriedades de adesão, mas também têm boa estabilidade térmica e estabilidade da ligação adesiva na faixa de baixa temperatura. No entanto, tais composições não são adequadas para melhorar a adesão ao vidro e à cerâmica de vidro.
Descrição da Invenção
O objetivo da presente invenção é, portanto, disponibilizar uma composição promotora de adesão que levará a uma melhoria na adesão ao vidro e à cerâmica de vidro e que terá uma boa estabilidade térmica e a estabilidade da ligação adesiva na faixa de baixa temperatura.
Surpreendentemente verificou-se que este objetivo é alcançado por uma composição promotora de adesão, de acordo com a Reivindicação 1.
As composições promotoras de adesão, de acordo com a invenção são surpreendentemente caracterizadas por uma excelente adesão ao vidro e à cerâmica de vidro e, ao mesmo tempo, têm uma estabilidade muito boa da ligação adesiva em temperaturas elevadas e na faixa de baixa temperatura.
2/16
Aspectos adicionais da presente invenção constituem os tópicos das reivindicações independentes adicionais. Modalidades especialmente preferidas da invenção constituem os tópicos das reivindicações dependentes.
Métodos de Implementação da Invenção
A presente invenção refere-se a uma composição promotora de adesão, contendo
- pelo menos, uma resina formadora de película;
- pelo menos, um poliisocianato aromático;
- pelo menos, um solvente; e
- pelo menos, um isocianurato de fórmula (I).
(R1)a
O ^R3—Si—(OR2)3.a / V
R3-N 2=0 (OR2h.a—Si N (Rl)a O R3—Si—(OR2)3.a (R’)a (|)
Os radicais R1 representam, independentemente um do outro, um radical hidrocarboneto monovalente linear ou ramificado com 1 a 12 átomos de carbono, que, opcionalmente, tem uma ou mais ligações múltiplas de C-C e/ou, opcionalmente, componentes cicloalifáticos e/ou aromáticos.
Os radicais R2, independentemente um do outro, representam um radical hidrocarboneto monovalente linear ou ramificado tendo 1 a 12 átomos de carbono, o referido radical, opcionalmente, tendo um ou mais heteroátomos e, opcionalmente, uma ou mais ligações múltiplas de C-C e/ou, opcionalmente, componentes cicloalifáticos e/ou aromáticos.
O índice a representa um valor de 0, 1 ou 2, independentemente um do outro.
Cada radical R3 representa, independentemente um do outro, um radical hidrocarboneto monovalente linear ou ramificado tendo 1 a 12 átomos de carbono, o referido radical, opcionalmente, tendo um ou mais heteroátomos e, opcionalmente, uma ou mais ligações múltiplas de C-C e/ou, opcionalmente, componentes cicloalifáticos e/ou aromáticos.
Os nomes de substâncias que começam com poli, tais como poliol ou poliisocianato no presente documento referem-se às substâncias formalmente
3/16 contendo dois ou mais grupos funcionais que ocorrem em seus nomes por molécula.
O termo polímero no presente documento inclui, por um lado, um grupo de macromoléculas que são quimicamente uniformes, mas diferem no que diz respeito ao grau de polimerização, ao peso molecular e ao comprimento da cadeia, estas macromoléculas tendo sido sintetizadas por uma polirreação (polimerização, poliadição, policondensação). Por outro lado, o termo polímero também inclui derivados de tal grupo de macromoléculas de polirreações, isto é, compostos obtidos por reações como adições ou substituições de grupos funcionais em macromoléculas prédeterminadas e estas podem ser quimicamente uniformes ou quimicamente heterogêneas. Este termo também inclui os chamados pré-polímeros, isto é, pré-adutos oligoméricos reativos cujos grupos funcionais estão envolvidos na síntese das macromoléculas.
O termo polímero de poliuretano inclui todos os polímeros sintetizados pelo chamado processo de poliadição de poliisocianato. Isto inclui também os polímeros que são quase ou totalmente livres de grupos uretanos. Exemplos de polímeros de poliuretano incluem poliéter poliuretanos, poliéster poliuretanos, poliéter poliuréias, poliuréias, poliéster poliuréias, poliisocianuratos e policarbodiimidas.
No presente documento, os termos silano e/ou organosilano referem-se a compostos que têm, por um lado, pelo menos um, mas geralmente dois ou três grupos alcóxi ou grupos acilóxi ligados diretamente ao átomo de silício através de ligações Si-0 e, por outro lado, pelo menos um radical orgânico ligado diretamente ao átomo de silício através de uma ligação Si-C. Aqueles versados na técnica também conhecem tais silanos como organoalcoxisilanos e/ou organoaciloxisilanos.
Os organosilanos também são conhecidos como aminosilanos, mercaptosilanos ou epoxisilanos cujo radical orgânico contém um grupo amino, um grupo mercapto e/ou um grupo epóxi.
O termo peso molecular é sempre entendido no presente documento para se referir ao peso molecular ponderai médio Mn (número médio).
A composição promotora de adesão, de acordo com a invenção compreende, pelo menos, uma resina formadora de película. Resinas adequadas incluem, por exemplo, resinas como poli(met)acrilatos, epóxis, poliésteres, poliésteres de poliéter, cloreto de polivinila, borracha clorada, acetato de etilenovinila e similares, bem como suas combinações.
4/16
A resina formadora de película é uma resina de poliéster em particular. A resina de poliéster tem, preferencialmente, pelo menos um grupo hidroxila. É preferencialmente amorfa e é sólida à temperatura ambiente. O ponto de fusão (fluxo fundido) da resina de poliéster medido pelo método do anel e bola é geralmente superior a 140°C, em particular na faixa entre 150°C e 160°C. Além disso, a resina de poliéster tem, preferencialmente, uma dureza Shore D entre 70 e 85 a 25°C, em particular entre 75 e 85, especialmente entre 77 e 82.
As resinas de poliéster sintetizadas a partir de, pelo menos, um ácido dicarboxílico e, pelo menos, um glicol são adequadas, em particular adequadas como a resina de poliéster. A resina de poliéster tem, preferencialmente, um peso molecular de 3.000 a 100.000 g/mol, em particular 15.000 e 40.000 g/mol.
Em adição, a resina de poliéster tem, preferencialmente, um número médio de OH de 1 a 10 mg KOH/g, em particular 2 a 9 mg KOH/g, preferencialmente 3 a 6 mg KOH/g.
Especialmente preferidas como resinas de poliéster são aquelas que estão disponíveis comercialmente com a linha de produto Vitel® 2000 da empresa Bostik. Em particular, estes incluem Vitel® 2100, Vitel® 2180, Vitel® 2190, Vitel® 2000, Vitel® 2200, Vitel® 2300 e Vitel® 2700. Os especialmente preferidos aqui são Vitel® 2200 e Vitel® 2200B.
Além disso, a composição promotora de adesão também contém, pelo menos, um poliisocianato aromático. Este, em particular, é um diisocianato aromático, tal como 2,4- e 2,6-toluileno diisocianato (TDI), 4,4'-, 2,4’- e 2,2-difenilmetano diisocianato (MDI), 1,3- e 1,4-fenileno diisocianato, 2,3,5,6-tetrametil-1,4diisocianatobenzeno, naftaleno -1,5-diisocianato (NDI) ou 3,3'-dimetil-4,4'diisocianatodifenil (TODI).
Além disso, o poliisocianato aromático pode ser um poliisocianato aromático tendo, pelo menos, um grupo fosfato, tiofosfato ou tiofosfano. O poliisocianato aromático tendo, pelo menos, um grupo fosfato, tiofosfato ou tiofosfano é, em particular tris(p-isocianatofenil) tiofosfato, tal como aquele disponível sob a marca Desmodur® RFE, por exemplo, da empresa Bayer Materialscience.
Por exemplo, oligômeros e polímeros dos poliisocianatos aromáticos mencionados anteriormente, seus biuretos, isocianuratos e/ou seus adutos com álcoois polivalentes ou divalentes de baixo molecular, bem como quaisquer misturas dos poliisocianatos anteriormente mencionados também são adequadas como os poliisocianatos aromáticos.
5/16
Por exemplo, álcoois polivalentes ou divalentes de baixo molecular adequados incluem 1,2-etanodiol, 1,2-e 1,3-propanodiol, neopentil glicol, dietileno glicol, tri-etileno glicol, os dipropileno glicóis e propileno glicóis isoméricos, os butanodióis isoméricos, pentanodióis, hexanodióis, heptanodiois, octanodióis, nonanodióis, decanodióis, undecanodióis, 1,3- e 1,4-ciclohexanodimetanol, bisfenol A hidrogenado, álcoois graxos diméricos, 1,1,1-trimetiloletano, 1,1,1-trimetilolpropano, glicerol, pentaeritritol, álcoois de açúcar como xilitol, sorbitol ou manitol, açúcares como sacarose, outros álcoois de valência superior, produtos de alcoxilação de baixo molecular dos álcoois polivalentes e divalentes, bem como as misturas dos álcoois mencionados. Outros álcoois polivantes ou divalentes de baixo molecular adequados incluem polióis como poliéteres, poliésteres, policarbonatos, polióis de poliolefina com uma funcionalidade de 2 a 10, em particular de 2 a 4 e um peso molecular de 50 a 2500 g/mol em particular.
Os adutos preferidos dos poliisocianatos aromáticos com álcoois polivalentes ou divalentes de baixo molecular têm, em particular, um peso molecular na faixa de 300 a 30.000 g/mol, preferencialmente de 500 a 5000 g/mol, mais preferencialmente de 500 a 3000 g/mol.
Por exemplo, tais poliisocianatos aromáticos são comercialmente disponíveis sob as marcas Echelon™ MP100 e tipos de produtos MP400 da Dow Chemical Company, Desmodur® E14, E15, E21, E22, E23, bem como os produtos tipo-L da Bayer Materialscience e Adiprene® LF, LFM e produtos LFP da Chemtura Corporation.
A quantidade de poliisocianato aromático como usado na composição promotora de adesão, de acordo com a invenção na produção do mesmo é preferencialmente 0,01 a 40% em peso, em particular 0,1 a 30% em peso, preferencialmente 1 a 20%, em peso, com base na composição total do agente de ligação.
Em uma modalidade preferida, a composição promotora de adesão compreende, pelo menos, dois poliisocianatos aromáticos, pelo menos um dos quais é um poliisocianato aromático tendo, pelo menos, um grupo fosfato, tiofosfato ou tiofosfano.
Se a composição promotora de adesão compreende, pelo menos, dois poliisocianatos aromáticos, pelo menos um dos quais é um poliisocianato aromático que tem, pelo menos, um grupo fosfato, tiofosfato ou tiofosfano, então a quantidade de poliisocianato aromático tendo, pelo menos, um grupo fosfato, tiofosfato ou tiofosfano, como aqueles usados na composição promotora de
6/16 adesão, de acordo com a invenção na produção do mesmo, preferencialmente equivale a 0,01 a 20% em peso, em particular 0,1 a 12% em peso, preferencialmente 1 a 8% em peso, com base na composição total do agente de ligação.
Além disso, a composição promotora de adesão também pode conter, pelo menos, um poliisocianato alifático. Em particular, trata-se de um diisocianato alifático como o 1,6-hexametileno diisocianato (HDI), 2-metilpentametileno 1,5diisocianato, 2,2,4- e 2,4,4-trimetil-1,6-hexametileno diisocianato (TMDI), 1,12dodecametileno diisocianato, lisina e diisocianato de éster de lisina, ciclohexano
1,3-diisocianato, ciclohexano-1,4-diisocianato, 1-isocianato-3,3,5-trimetil-5isocianatometil-ciclohexano (= isoforona diisocianato ou IPDI), perhidro-2,4‘difenilmetanodiisocianato e perhidro-4,4‘-difenilmetanodiisocianato, 1,4-diisocianato-2,2,6-trimetilciclohexano (TMCDI), 1,3- e 1,4-bis-(isocianatometil)ciclohexano, m- e p-xilileno diisocianato (m- e p-XDI), m- e p-tetrametil-1,3-xilileno diisocianato, m- e p-tetrametil-1,4-xilileno diisocianato, bis-(1-isocianato-1metiletil)-naftaleni, os oligômeros e polímeros dos poliisocianatos listados acima, seus biuretos ou isocianuratos, bem como quaisquer misturas dos poliisocianatos mencionados anteriormente.
Por exemplo, os adutos dos poliisocianatos alifáticos mencionados com álcoois polivalentes ou divalentes de baixo molecular, tais como aqueles descritos acima, bem como quaisquer misturas dos poliisocianatos acima são adequadas como os poliisocianatos alifáticos.
Os adutos preferenciais dos poliisocianatos alifáticos com álcoois polivalentes ou divalentes de baixo molecular têm, em particular, um peso molecular na faixa de 300 a 30.000 g/mol, preferencialmente 500 a 5000 g/mol, mais preferencialmente 500 a 3000 g/mol.
Por exemplo, tais poliisocianatos alifáticos são comercialmente disponíveis sob as marcas Desmodur® XP2617, XP2599 e E305 da Bayer Materialscience, produtos Adiprene® LFH da Chemtura Corporation e produtos Incorez 700 da Incorez.
A proporção do poliisocianato alifático, como usado na síntese da composição promotora de adesão, de acordo com a invenção, preferencialmente equivale a 0 a 20% em peso, em particular 0,1 a 20% em peso, preferencialmente 1 a 10% em peso, com base na composição total do agente de ligação.
A composição promotora de adesão compreende, preferencialmente, uma resina de poliéster como a resina formadora de película tendo, pelo menos, um
7/16 grupo hidroxila, tal que ela está presente na composição promotora de adesão em particular, de modo que, pelo menos, um grupo hidroxila tenha reagido com um grupo isocianato de um componente contendo grupos isocianato na composição promotora de adesão. Em particular, pelo menos um grupo hidroxila da resina poliéster preferencial está presente na composição promotora de adesão com um grupo isocianato de um poliisocianato aromático, preferencialmente um poliisocianato aromático tendo, pelo menos, um grupo fosfato, tiofosfato ou tiofosfano.
A proporção de resina de poliéster usada na síntese da composição promotora de adesão, de acordo com a invenção é preferencialmente 1 a 30% em peso, em particular 2 a 20% em peso, preferencialmente 7 a 10% em peso, com base na composição total do agente de ligação.
Além disso, a presente invenção compreende, pelo menos, um isocianurato de fórmula (I) como descrito acima.
O isocianurato de fórmula (I) é preferencialmente um, no qual o índice representa um valor de 0 e/ou no qual cada radical R2 representa um grupo metila, etila ou isopropila, independentemente um do outro. Além disso, R2 pode representar um grupo acila. Em particular, a representa 0 e R2 representa um grupo metil.
Isocianuratos adequados podem ser sintetizados, por exemplo, a partir da reação de um isocianurato de um poliisocianato, em particular, um diisocianato com um silano tendo, pelo menos, um grupo funcional que é reativo com grupos isocianato. Este é um aminosilano ou um mercaptosilano em particular.
Os isocianuratos preferenciais são isocianuratos de isocianatosilanos. Estes são, preferencialmente, isocianatosilanos alifáticos lineares, para que isocianuratos de fórmula (I) sejam obtidos, nos quais o radical R3 representa um radical alquileno linear com 1 a 6 átomos de carbono.
O radical R3 representa, preferencialmente, um radical alquileno linear com 3 átomos de carbono.
Isocianuratos de 3-isocianatopropil trialcoxisilanos, como 3-isocianatopropil trimetoxisilano são os mais preferidos.
As matérias-primas preferidas para a síntese dos isocianuratos de fórmula (I) são os 3-isocianatopropil trialcoxisilanos, porque eles são menos reativos e, assim, são mais fáceis de manusear em comparação com os isocianatosilanos tendo um radical alquileno menor, isto é, α-isocianatosilanos, por exemplo. A vantagem, em comparação com o os isocianatosilanos tendo um radical alquileno
8/16 de mais de 3 átomos de carbono consiste na disponibilidade comercial do 3isocianatopropil trialcoxisilanos.
A vantagem dos isocia nu ratos obtidos a partir dos isocianatosilanos, em comparação com aqueles a partir de diisocianatos e um aminosilano, por exemplo, consiste, entre outras coisas, no fato de que os primeiros são simples de sintetizar. Um isocianurato proveniente de isocianatosilanos é normalmente sintetizado em temperaturas elevadas e na presença de catalisadores específicos. Aqueles versados na técnica estão familiarizados com tais processos de síntese.
Por exemplo, um isocianurato de fórmula (I) especialmente preferido está disponível comercialmente sob a marca Silquest® A-Link 597 da Momentive Performance Materiais.
A proporção de isocianurato de fórmula (I) é, preferencialmente, 0,1 a 10% em peso, em particular 1% a 10% em peso, preferencialmente 3% a 6% em peso da composição total do agente de ligação.
A composição promotora de adesão contém, adicionalmente, pelo menos, um solvente. Os solventes utilizados incluem, em particular, éteres, cetonas, ésteres ou hidrocarbonetos, preferencialmente dietil éter, tetrahidrofurano, metil etil cetona, acetona, xileno, tolueno ou acetatos, em particular acetato de metila, acetato de etila, acetato de butila, acetato de metoxibutila ou acetato de metoxipropila.
É perfeitamente possível e pode até ser vantajoso usar uma mistura de solventes diferentes.
A proporção do solvente é, em particular, de 10 a 90% em peso, preferencialmente de 40 a 80% em peso da composição total do agente de ligação.
A composição promotora de adesão também contém, preferencialmente, pelo menos um silano da fórmula R4—Si(R1)a(OR2)3.a.
Os radicais R1 e R2, bem como o índice a, independentemente um do outro, representam radicais e/ou um valor, como já descrito acima.
O radical R4 representa um radical alquila tendo, pelo menos, um grupo funcional, que é opcionalmente um grupo funcional que é reativo com os grupos isocianato. O grupo funcional é, em particular, um grupo epóxi, um grupo éster de (met)acrilato, um grupo amina, um grupo mercapto ou um grupo vinila.
A proporção do silano de fórmula R4—Si(R1)a(OR2)3.a, como é usado na síntese da composição promotora de adesão, de acordo com a invenção, equivale
9/16 preferencialmente a 0 a 5% em peso, em particular 0,1 a 3% em peso, preferencialmente 0,5% a 1,5% em peso, com base na composição total do agente de ligação.
Se o grupo funcional for reativo com os grupos isocianato, então este é opcionalmente reagido com um grupo isocianato de um poliisocianato aromático ou alifático presente na composição promotora de adesão para formar um aduto.
Em particular, um aduto está presente na composição promotora de adesão, o qual é o produto de reação de um silano tendo um grupo funcional que é reativo com os grupos isocianato e tendo um poliisocianato alifático, conforme já descrito acima.
A composição promotora de adesão, de preferência, contém adicionalmente pelo menos um excipiente. Excipientes adequados incluem excipientes orgânicos e inorgânicos, por exemplo, carbonatos de cálcio natural ou precipitado, que são opcionalmente revestidos com ácidos graxos, em particular o ácido esteárico, sulfato de bário, caulins calcinados, óxidos de alumínio, hidróxidos de alumínio, ácidos silícicos, em particular ácidos silícicos altamente dispersos dos processos de pirólise, negros de fumo, em particular negro de fumo produzido industrialmente, pó de PVC ou grânulos ocos. É perfeitamente possível e pode até ser vantajoso usar uma mistura de diversas excipientes. A composição promotora de adesão mais preferencial contém negro de fumo como um excipiente.
A proporção de excipiente é de 0 a 20% em peso, em particular, preferencialmente de 1 a 15% em peso da composição total do agente de ligação.
Além disso, a composição promotora de adesão, de acordo com a invenção também contém, preferencialmente, pelo menos um catalisador que acelera a reação dos grupos isocianato. Catalisadores adequados incluem, por exemplo, os compostos organoestânicos como dilaurato de dibutilestanho, dicloreto de dibutilestanho, diacetil acetonato de dibutilestanho, compostos orgânicos de bismuto ou complexos de bismuto ou compostos contendo grupos amina como, por exemplo, 2,2’-dimorfolino dietil éter ou 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano ou outros catalisadores que são geralmente usados em química de poliuretano.
A proporção do catalisador é de 0,01 a 1% em peso da composição total do agente de ligação em particular.
Adicionalmente, a composição promotora de adesão, de acordo com a invenção também pode conter, pelo menos, um agente de cura latente para a
10/16 reticulação dos componentes contendo grupos isocianato na composição promotora de adesão. Estas são, em particular, agentes de cura latentes à base de polialdimina ou à base de oxazolidinas, de preferência uma polialdimina, que é descrita como polialdimina na WO 2009/080731 A1, por exemplo, o conteúdo total da divulgação, o qual está incluído aqui para referência.
A vantagem do uso de agentes de cura latentes na composição promotora de adesão é que o aumento da adesão na composição promotora de adesão pode ser acelerado em comparação com aquela sem os agentes de cura latentes. Por um lado, isto tem a vantagem de que o tempo de evaporação da composição promotora de adesão até a aplicação do adesivo ou selante pode ser reduzido, enquanto que, por outro lado, permite o uso da composição promotora de adesão mesmo em temperaturas mais baixas na faixa de aproximadamente 0 a 20°C e/ou em uma umidade atmosférica relativa baixa de 20% a 50%.
Esta propriedade é muito vantajosa, em particular, em conjunto com a estabilidade da ligação adesiva na faixa de baixa temperatura, como descrito acima.
A composição promotora de adesão também pode conter componentes adicionais, como dessecantes, agentes de tixotropia, dispersantes, agentes umectantes, inibidores de corrosão, outros agentes de ligação, estabilizantes de UV e de calor, pigmentos, agentes de coloração e indicadores de UV.
A composição promotora de adesão é preferencialmente produzida, iniciando-se com a resina formadora de película, normalmente dissolvida num solvente e, em seguida, adicionando os compostos que contêm os grupos isocianato. Se vários compostos contendo grupos isocianato são utilizados, isto é, por exemplo, um poliisocianato aromático tendo um grupo tiofosfato e um poliisocianato alifático podem, então, ser adicionados à resina dissolvida sob a forma de uma pré-mistura ou, individualmente, um após o outro.
Um processo de produção alternativo envolve o início com o(s) composto(s) contendo os grupos isocianato e, em seguida, adicionando a resina formadora de película.
A preparação da composição promotora de adesão, de acordo com a invenção depende de quais adutos dos ingredientes são desejados, em particular no que se refere à ordem em que os componentes individuais são combinados.
Por exemplo, se um aduto da resina de poliéster tendo um grupo hidroxila com o poliisocianato aromático tendo, pelo menos, um grupo fosfato, tiofosfato ou tiofosfano for desejado, então, esses dois componentes são combinados em uma
11/16 primeira etapa antes de adicionar os outros componentes contendo o grupo isocianato.
A mesma coisa também é verdadeira se os adutos dos poliisocianatos alifáticos com um silano, por exemplo, que tem um grupo funcional que é reativo com grupos isocianato, forem desejados.
Tais adutos podem ser produzidos em uma temperatura elevada, usando os catalisadores descritos acima.
Além disso, a presente invenção refere-se ao uso de uma composição promotora de adesão, tal como descrito acima, para melhorar a adesão de adesivos e selantes, em particular, de adesivos e selantes de poliuretano para vidro e cerâmica de vidro. Em particular, a composição promotora de adesão, de acordo com a invenção, é adequada para o uso com um tempo pequeno de evaporação, isto é, menos de 15 minutos.
A vantagem da composição promotora de adesão, de acordo com a invenção, consiste do fato de que ela tem uma boa estabilidade térmica e estabilidade da ligação adesiva na faixa de baixa temperatura, em comparação com o estado da técnica, tendo também uma adesão ao vidro e à cerâmica de vidro equivalente ou melhorada.
A composição promotora de adesão pode ser aplicada por meio de pano, feltro, rolo, pulverização, esponja, pincel, imersão ou similares e pode ser feita manualmente ou em um processo automatizado.
Em adição, a presente invenção refere-se a um substrato revestido com uma composição promotora de adesão, tal como descrito acima. Este substrato é, em particular, vidro ou cerâmica de vidro. Em particular, é o vidro ou a cerâmica de vidro, como aquele normalmente usado em pára-brisas de automóveis e janelas e/ou aplicado na área da margem de pára-brisas de automóveis e janelas. O design e a produção de tais substratos são familiares àqueles versados na técnica.
Fundamentalmente, qualquer adesivo de componente único ou de componentes múltiplos pode ser usado como o adesivo ou selante. Um adesivo ou selante de cura por umidade é preferencialmente usado, em particular, um que seja curado por meio de umidade atmosférica. Estes são normalmente adesivos ou selantes à base de polímeros de silano ou grupo terminal de isocianato.
As melhorias vantajosas na adesão foram expressas, especialmente, com adesivos de selantes de poliuretano, em particular com adesivos de poliuretano que contêm polímeros de poliuretano tendo grupos isocianato. Tais adesivos de
12/16 poliuretano são amplamente disponíveis comercialmente, por exemplo, sob as marcas de Sikaflex® ou SikaTack® da Sika Schweiz AG.
Adesivos adequados à base de polímeros de poliuretano com grupo isocianato terminal são, também, entendidos como sendo adesivos de poliuretano com dois componentes, no qual o primeiro componente é uma amina ou um poliol e o segundo componente é um polímero de poliuretano contendo grupos isocianato ou um poliisocianato. Exemplos de tais adesivos de poliuretano com dois componentes que se curam à temperatura ambiente incluem aqueles da linha de produtos da SikaForce®, que são disponíveis comercialmente pela Sika Schweiz AG.
Adesivos adequados à base de polímeros com grupo isocianato terminal também são entendidos como incluindo adesivos de poliuretano de colagem quente reativos, que contêm um polímero termoplástico e um polímero com grupo isocianato terminal ou um polímero termoplástico com grupo isocianato terminal. Tais adesivos de poliuretano de colagem quente reativos são derretidos e solidificam em resfriamento, por um lado, enquanto que reticulam por meio de uma reação com umidade atmosférica, por outro lado. Por exemplo, esses adesivos de poliuretano de colagem quente reativos são disponíveis comercialmente sob a marca SikaMelt® da Sika Schweiz AG.
Além disso, a presente invenção também inclui artigos ligados ou selados, que são obtidos através da aplicação de uma composição promotora de adesão, como já descrito acima, a um substrato, em seguida, aplicando um adesivo ou selante após a evaporação e fazendo o mesmo entrar em contato com um segundo substrato, que também é opcionalmente fornecido com uma composição promotora de adesão e/ou com um adesivo ou selante.
Estes artigos são preferencialmente o pára-brisas e as janelas dos meios de transporte, em especial, o pára-brisas e as janelas de automóveis e caminhões.
Exemplos
Exemplos de modalidades, que devem ilustrar a invenção em maiores detalhes, são descritos abaixo. A presente invenção, claro, não está limitada às modalidades exemplares descritas aqui.
Produção das composições do agente de ligação
De acordo com as guantidades listadas na Tabela 1, Vitel® 2200 B foi primeiramente colocado em metil etil cetona. Em seguida, Desmodur® RFE, Voranate® M580, Desmodur® N 3300 e/ou Silquest® A-Link 597 foram
13/16 adicionados, um após o outro, sob atmosfera de nitrogênio enquanto agitava-se continuamente, e a mistura foi agitada por uma hora a 30°C. A próxima mistura foi aquecida a 40°C e agitada até que o conteúdo de NCO ficasse constante. O negro de fumo foi adicionado em seguida. A composição foi misturada com grânulos de vidro em um recipiente de metal firmemente selável, então selada e misturada por uma hora com a ajuda de um misturador Red Devil.
Ref.1 Ref. 2 1
Vitel® 2200 B 9.24 8.8 8.8
Desmodur® RFE 16.7 13.59 13.59
Voranate® M580 3.38 2.93 2.93
Desmodur® N 3300 4
Silquest® A-Link 597 a) 4
Metil etil cetona 61.68 61.68 61.68
Negro de fumo 9.0 9.0 9.0
Tabelai: Composições do agente de ligação em peso percentual a) Tris(3-(trimetoxisilil)propil) isocianurato
Aplicação e cura
As composições do agente de ligação foram, cada uma, aplicadas a vários substratos, usando um pincel. Após um tempo de evaporação de 10 minutos, os adesivos foram aplicados como uma gota redonda aos substratos revestidos com a composição promotora de adesão como uma gota redonda, usando uma prensa de cartucho e um bocal. Os adesivos foram aplicados em temperatura ambiente (23°C).
Em seguida, o adesivo foi curado por sete dias a 23°C e 50% de umidade relativa (7d RT) e um terço da gota foi testada pelo teste de descamação descrito abaixo. Depois, a amostra foi colocada em água a 23°C (7d WL) por mais sete dias. Então, a adesão foi testada pelo teste de descamação para outro terço da gota. Seguido a isso, os substratos foram expostos a um clima cataplásmico de 100% de umidade relativa e a 70°C (7d CL) por mais sete dias, e, então, a adesão do último terço da gota foi determinado.
Paralelo a isso, começando-se a partir da conservação (7d RT) e de um teste de adesão no primeiro terço de uma gota, uma amostra foi armazenada por um dia a 120°C (1d 120°C), após o qual a adesão foi testada em outro terço da
14/16 gota. Após a conservação repetida da mesma amostra sob as mesmas condições, a adesão foi testada no último terço da gota.
O vidro comum (lado externo) e a cerâmica ESG Ferro 14 251, cada um comercialmente disponível pela Rocholl, foram usados como os substratos.
Sikaflex® 250 HMA-3 e Sikaflex® 250 DP-2 da Sika Schweiz AG foram usados como os adesivos.
Métodos de teste
A adesão do adesivo foi testada à temperatura ambiente e a 50% de umidade relativa por meio do “teste de descamação”. Na extremidade da gota, foi feita uma incisão logo acima da superfície adesiva. A extremidade cortada da gota é presa com pinças de ponta redonda e afastada do substrato. Isso é feito pelo rolamento cauteloso da gota na ponta das pinças e fazendo-se uma incisão abaixo substrato exposto perpendicular à direção de atração da gota. A taxa de descamação da gota é deve ser selecionada, de modo que um corte deva ser feito uma vez a cada três segundos. O segmento de teste deve ter, pelo menos, 8 cm de comprimento. O adesivo restante sobre o substrato, após puxar a gota, é avaliado (fratura coesiva). As propriedades de adesão são avaliadas, estimandose o componente coesivo da área adesiva:
> 95% de fratura coesiva = 75 - 95% de fratura coesiva = 25 - 75% de fratura coesiva < 25% de fratura coesiva = 0% de fratura coesiva (fratura coesiva pura)
P, na avaliação, denota a separação do primer do substrato. Os resultados do teste com valores de fratura coesiva menores que 75% são considerados inadequados.
A resistência à tração de cisalhamento foi determinada em uma máquina de teste de tração Zwick/Roell Z005, de acordo com ISO 4587/DIN EN 1465, onde um substrato (vidro comum (lado externo) 100 x 40 x 6 mm) foi ligado a um substrato (vidro comum (lado externo) 75 x 25 x 6 mm) (superfície adesiva: 12 x 25 mm; espessura da camada adesiva: 4 a 5 mm; taxa de medição: 20 mm/min; temperatura: -40°C). A composição promotora de adesão foi aplicada à superfície adesiva de ambos os substratos, usando um pincel. Os substratos ligados foram condicionados por cerca de 20 minutos a -40°C antes da medição.
15/16
Adesivo 7d RT 7d WL 7d CL
Vidro comum (lado externo)
Ref. 1 Sikaflex® 250 HMA-3 1 5P 5P
Sikaflex® 250 DP-2 1 5P 5P
Ref. 2 Sikaflex® 250 HMA-3 1 5P 5P
Sikaflex® 250 DP-2 1 5P 5P
1 Sikaflex® 250 HMA-3 1 1 1
Sikaflex® 250 DP-2 1 1 2P
Cerâmica ESG Ferro 14 251
Ref. 1 Sikaflex® 250 HMA-3 1 5P 5P
Sikaflex® 250 DP-2 1 5P 5P
Ref. 2 Sikaflex® 250 HMA-3 1 3P 5P
Sikaflex® 250 DP-2 1 3P 4P
1 Sikaflex® 250 HMA-3 1 1 1
Sikaflex® 250 DP-2 1 1 1
Tabela 2: Resultados da adesão após diferentes tipos de conservação
WL = conservação de água; CL = conservação de clima cataplásmico
Adesivo 7d RT 1d 120°C 1d 120°C
Vidro comum (lado externo)
Ref. 1 Sikaflex® 250 HMA-3 1 1 1
Sikaflex® 250 DP-2 1 1 1
Ref. 2 Sikaflex® 250 HMA-3 1 1 1P
Sikaflex® 250 DP-2 1 1 1
1 Sikaflex® 250 HMA-3 1 1 1
Sikaflex® 250 DP-2 1 1 1
Tabela 3: Resultados da adesão após diferentes tipos de conservação
Adesivo ZSF [MPa] Padrão de fratura
16/16
Ligação adesiva de vidro comum (lado externo) a vidro comum
(lado externo)
Ref. 1 Sikaflex® 250 HMA-3 10.6 100% de fratura coesiva ou fratura de vidro
Ref. 2 Sikaflex® 250 HMA-3 9.4 100% de fratura coesiva ou fratura de vidro
1 Sikaflex® 250 HMA-3 11.8 100% de fratura coesiva ou fratura de vidro
Tabela 4: Resultados da medição da resistência à tração de cisalhamento TSS a -40°C (média de seis medições) e do padrão de fratura determinado por observação visual

Claims (3)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Composição promotora de adesão caracterizada pelo fato de que compreende:
    - pelo menos, uma resina formadora de película;
    - pelo menos, um poliisocianato aromático;
    pelo menos, um solvente; bem como
    - pelo menos, um isocianurato da fórmula (I)
    Figure BR112013018390B1_C0001
    (OR2.— Si (R1)a
    Figure BR112013018390B1_C0002
    (R1)a _R-S|-.OR·2)3-a
    N
    Figure BR112013018390B1_C0003
    N \^S^(OR2)3_a (R1)a (I) em que
    R1, independentemente dos outros, representa um radical de hidrocarboneto monovalente linear ou ramificado tendo 1 a 12 átomos de carbono, que, opcionalmente, tem uma ou mais ligações múltiplas C-C e/ou, opcionalmente, componentes aromáticos e/ou cicloalifáticos;
    R2, independentemente dos outros, representa um radical de hidrocarboneto monovalente linear ou ramificado tendo 1 a 12 átomos de carbono, tendo, opcionalmente, um ou mais heteroátomos e, opcionalmente, uma ou mais ligações múltiplas C-C e/ou, opcionalmente, componentes aromáticos e/ou cicloalifáticos;
    a representa um valor de 0,1 ou 2;
    R3, independentemente dos outros, s representa um radical de hidrocarboneto divalente linear ou ramificado tendo 1 a 12 átomos de carbono, tendo, opcionalmente, um ou mais heteroátomos e, opcionalmente, uma ou mais ligações múltiplas C-C e/ou, opcionalmente, componentes aromáticos e/ou cicloalifáticos.
    2. Composição promotora de adesão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a resina formadora de película é uma resina de poliéster. 3. Composição promotora de adesão, de acordo com a
    reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a resina de poliéster tem,
    Petição 870190121711, de 22/11/2019, pág. 9/11
  2. 2/3 pelo menos, um grupo hidroxila, que foi reagido com um grupo isocianato de um poliisocianato aromático na composição promotora de adesão.
    4. Composição promotora de adesão, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 e 3, caracterizada pelo fato de que a resina de poliéster tem um peso molecular de 3000 a 100.000 g/mol e um número médio de OH de 1 a 10 mg KOH/g.
    5. Composição promotora de adesão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que, pelo menos, um poliisocianato aromático é um poliisocianato aromático, que tem pelo menos um grupo fosfato, tiofosfato ou tiofosfano.
    6. Composição promotora de adesão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o poliisocianato aromático que tem pelo menos um grupo fosfato, tiofosfato ou tiofosfano é o tris(p-isocianatofenil) tiofosfato.
    7. Composição promotora de adesão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a composição promotora de adesão compreende, pelo menos, dois poliisocianatos aromáticos, pelo menos um dos quais é um poliisocianato aromático, que tem pelo menos um grupo fosfato, tiofosfato ou tiofosfano.
    8. Composição promotora de adesão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que no isocianurato da fórmula (I) a representa um valor de 0; e/ou
    R2, independentemente dos outros, representa um grupo metila, etila ou isopropila.
    9. Composição promotora de adesão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que R3, no isocianurato da fórmula (I), representa um radical alquileno linear tendo de um a seis átomos de carbono.
    10. Composição promotora de adesão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a composição promotora de adesão contém, adicionalmente, pelo menos um poliisocianato alifático.
    11. Composição promotora de adesão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a
    Petição 870190121711, de 22/11/2019, pág. 10/11
  3. 3/3 composição promotora de adesão contém, adicionalmente, pelo menos um silano da fórmula R4—Si(R1)a(OR2)3-a, em que
    R4 representa um radical alquila tendo, pelo menos, um grupo funcional, que é opcionalmente um grupo funcional que é reativo com os grupos isocianato; e em que o grupo funcional do silano foi reagido, opcionalmente, com um grupo isocianato de um poliisocianato aromático ou alifático presente na composição promotora de adesão para formar um aduto.
    12. Composição promotora de adesão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a quantidade de solvente é 10 a 90% em peso, com base no peso total da composição promotora de adesão.
    13. Composição promotora de adesão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a composição promotora de adesão conte, adicionalmente, pelo menos um excipiente.
    14. Composição promotora de adesão, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a quantidade de
    - resina formadora de película é 1 a 30% em peso;
    - poliisocianato aromático é 0,01 a 40% em peso;
    - solvente é 10 a 90% em peso;
    - isocianurato de fórmula (I) é 0,1 bis 10% em peso;
    - poliisocianato alifático é 0 a 20% em peso;
    - silano da fórmula R4—Si(R1)a(OR2)3-a é 0 a 5% em peso;
    - excipiente é 0 a 20% em peso;
    com base no peso total da composição promotora de adesão.
    15. Utilização de uma composição promotora de adesão, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizada pelo fato de melhorar a adesão de adesivos e selantes ao vidro ou à cerâmica de vidro.
    16. Substrato, caracterizado pelo fato de que é revestido com uma composição promotora de adesão, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 14.
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