BR112014020592B1 - Composição à base de polímeros terminados em silano - Google Patents

Abstract

composição à base de polímeros terminados em silano a presente invenção refere-se a uma composição compreendendo a) pelo menos um polímero de silano funcional p, b) pelo menos um composto organoestanho e também c) pelo menos um titanato, em que a proporção de compostos organoestanhos é de 0,01 a 0,15% em peso e a proporção de titanato é de 0,05 a 1%, em peso, com base em cada caso em toda a composição.

Description

Área de tecnologia

A invenção refere-se a composições de cura por umidade à base de polímeros de silano funcionais, que podem ser usados como adesivos, 5 selantes ou revestimentos.

ESTADO DA TÉCNICA

Composições de cura por umidade à base de polímeros de silano funcional são conhecidas e têm sido muito utilizadas como adesivos elásticos, selantes e revestimentos, •s

Compostos organoestanhos em particular são utilizados como sistemas de catalisador ou acelerador para a reticulação de composições contendo polímeros de silano funcionais na presença de água. Também é conhecido o uso de titanatos para esta finalidade.

Verificou-se que sistemas curados com titanatos apresentam 15 propriedades mecânicas superiores em comparação com o sistema com compostos organoestanhos, que geralmente apresentam uma vantagem significativa.

A desvantagem de tais composições, por outro lado, reside no fato de que o uso das titanatos em comparação com os compostos 20 organoestanhos resulta em uma redução distinta de reatividade de cura da composição.

Apresentação da invenção

Portanto, o objetivo da presente invenção é fornecer uma composição de cura por umidade à base de polímeros de silanoTuncionais 25 que propriedades mecânicas melhoradas no estado curado e ao mesmo tempo tem tempo de formação de pele curto durante a cura.

Surpreendentemente foi descoberto agora que composições de acordo com a reivindicação 1 resolvem este problema.

A utilização de compostos organoestanhos e titanatos nas partes 30 exatamente definidas pelo peso torna possível fornecer composições que melhoraram propriedades mecânicas no estado curado sem o tempo de formação da pele, alterando de maneira que exigiria ajustes para a aplicação e processos de transformação.

Método de Execução da Invenção

O objeto da presente invenção é uma composição que compreende a) pelo menos um polímero de silano funcional P, b) pelo menos um composto organoestanho e c) pelo menos um titanato, em que a proporção de compostos organoestanhos é de 0,01 a 0,15% em peso e a proporção de titanato é 0,05 a 1%, em peso, em cada caso com base em toda a composição.

Nomes de substâncias que começam com "poli", tais como poliol ou polisocianato, no presente documento referem-se a substâncias cuja fórmula contém dois ou mais dos grupos funcionais que ocorrem em seu nome, por molécula.

O termo "polímero" do presente documento, por um lado compreende um grupo de macromoléculas quimicamente uniformes que diferem em termos de seu grau de polimerização, peso molecular e comprimento de cadeia e são produzidas por uma polirreação (polimerização, poliadição, policondensação). O termo também abrange os derivados de um grupo de macromoléculas de polirreação, assim, compostos produzidos por reações como adições ou substituições de grupos funcionais em macromoléculas preexistentes, e que podem ser quimicamente uniformes ou quimicamente não-uniformes. Por outro lado, o termo abrange então chamados pré- polímeros, em outras palavras, pré-adutos oligoméricos reativos, os grupos funcionais dos quais estão envolvidos na composição de macromoléculas.

O termo "polímero de poliuretano" compreende todos os polímeros produzidos pelo método chamado diisocianato de poliadição. Isto inclui os polímeros que são praticamente ou totalmente livres de grupos uretano.São exemplos de polímeros de poliuretano poliéter-poliuretanos, poliéster- poliuretanos, poliéteres, poliureias, poliéster-poliureias, poliisocianuratos e policarbodiimidas.

Nos documentos presentes os termos "silano" e "organosilano" significam compostos que, por um lado, tem pelo menos um, geralmente 5 dois ou três, grupos alcóxi ou grupos de acilóxi vinculado ao longo de ligações Si-0 diretamente para o átomo de silício, e por outro lado, um radical orgânico ligado diretamente ao átomo de silício sobre uma ligação Si-C. Tais silanos são também conhecidos por aqueles versados na técnica como organoalcoxissilanos e organoaciloxisilanos.

Correspondentemente o termo "grupo silano" indica o grupo contendo silício ligado ao radical orgânico do silano sobre a ligação Si-C. Os silanos, ou seus grupos silano, têm a característica de hidrólise em contato com a o umidade. Neste processo, a forma de organosilanóis, em outras palavras, compostos organosilício contendo um ou mais silanol (grupos Si-OH) e em 15 reações de condensação subsequentes, organosiloxanos, em outras palavras compostos contendo um ou mais grupos de siloxano (grupos Si-O- Si).

O termo "silano funcional" designa compostos contendo grupos de silano. "Polímeros de silano funcionais", portanto, são polímeros que têm 20 pelo menos um grupo silano.

"Aminosilanos" e "mercaptosilanos" são os termos aplicados a organosilanos onde o resíduo orgânico contém um grupo amino e um grupo de mercapto. "Aminosilanos principais" designam os aminosilanos que têm um grupo amino primário, assim, um grupo NH2 ligado a um radical 25 orgânico. "Aminosilanos secundários" são aminosilanos que têm um grupo amino secundário, assim, um grupo NH, ligado a dois radicais orgânicos.

No presente documento, "peso molecular" é sempre definido como o peso molecular médio Mn (peso-médio).

"Temperatura ambiente" no presente documento entende-se como 30 referindo a uma temperatura de 23 °C.

A composição de acordo com a invenção contém pelo menos um polímero de silano funcional P, que tem especialmente grupos final da fórmula (I).

Aqui, o radical R1 representa um hidrocarboneto radical monovalente linear ou ramificado, com 1 a 8 átomos de C, especialmente um grupo metil ou etil.

O radical R2 representa um radical acil ou radical hidrocarboneto monoídrico linear ou ramificado com 1 a 5 átomos de C, especialmente um grupo metil, etil ou isopropil.

O subscrito a representa um valor de 0 ou 1 ou 2, especialmente um valor de 0.

O radical R3 representa um hidrocarboneto radical divalente linear ou ramificado, com 1 a 12 átomos de C, que, opcionalmente, tem partes cíclicas e/ou aromáticas e, opcionalmente, um ou mais heteroátomos, 15 especialmente um ou mais átomos de nitrogênio.

Dentro de um grupo silano de fórmula (I), R1 e R2 cada um, independentemente do outro, representa os radicais descritos. Por exemplo, compostos com grupos finais da fórmula (I) que são grupos finais de etoxidimetoxisilano (R2 = metil, R2= metil, R2 = etil) são possíveis.

Em uma primeira modalidade, o polímero de silano funcional P é um polímero de poliuretano silano funcional P1, que pode ser obtido reagindo um silano contendo pelo menos um grupo reativo para grupos isocianato com um polímero de poliuretano contendo grupos isocianato. Esta reação é realizada de preferência em uma relação estequiométrica dos grupos reativos para grupos isocianato para grupos isocianato de 1:1, ou com um ligeiro excesso de reativo para grupos isocianato, grupos para que o polímero de poliuretano silano funcional resultante P1 é inteiramente livre de grupos isocianato.

Na reação dos silanos contendo pelo menos um grupo reativo para grupos isocianato com um polímero de poliuretano que tem grupos isocianato, o silano pode teoricamente, embora não de preferência, ser usado em uma quantidade subestequiométrica, para que seja obtido um polímero de silano funcional que tem grupos silano e grupos isocianato.

O que tem pelo menos um grupo reativo para grupos isocianato, é, por exemplo, um mercaptosilano ou um aminosilano, especialmente um aminosilano.

Preferencialmente o aminosilano é um aminosilano AS da formula(ǁ)

em que R1, R2, R3 e a já foram descritos anteriormente e R3 representa um átomo de hidrogênio ou um hidrocarboneto radical monovalente linear ou ramificado, com 1 a 20 átomos de C, opcionalmente contendo partes cíclicas, ou um radical de fórmula (III).

Aqui os radicais R5 e R6 cada um, independentemente do outro, representa um átomo de hidrogênio ou um radical do grupo consistindo de -R8, -COOR8e-CN.

O radical R7 representa um átomo de hidrogênio ou um radical do grupo constituído por -CH2-COOR8, -COOR8, -CONHR8, -CON(R8)2, -CN, -NO2, -PO(OR8)2, -SO2R8 e -SO2OR8.

O radical R8 representa um hidrocarboneto radical com 1 a 20 átomos de C, opcionalmente, tendo pelo menos um heteroátomo.

Exemplos de aminosilanos apropriados AS são aminosilanos primários tais como 3-aminopropiltrimetoxisilano, 3- aminopropildimetoximetilsilano; aminosilanos secundárias tais como N-butil- 3-aminopropiltrimetoxisilano, N-fenil-3-aminopropiltrimetoxisilano; os produtos da adição do tipo Michael de primário aminosilanos como 3- aminopropiltrimetoxisilano ou 3-aminopropiltrimetoxisilano a aceitadores de Michael como acrilonitrila, ésteres do ácido acrílico (metanfetamina), amidas do ácido acrílico (metanfetamina), diésteres de ácido maleico e ácido fumárico, diésteres de ácido citraconico e diésteres de ácido itacônico, por exemplo, ácido N-(3-trimetoxissilil-propil)-amino succínico dimetil e dietil ésteres; e os análogos do aminosilanos mencionado com grupos etóxi ou isopropóxi em vez dos grupos metóxi no silício. Particularmente adequado como aminosilanos AS são aminosilanos secundários, especialmente aminosilanos AS em que R4 na fórmula (II) é diferente do H. Os adutos tipos Michael, especialmente éster dietílico de ácido N-(3-trimetoxisilil-propil)-aminosuccínico, são preferidos.

O termo "Aceptor de Michael" no presente documento denota compostos que, por causa das ligações duplas que eles contêm, ativado pelos radicais de aceptor de elétrons, são capazes de sofrer reações de adição nucleofílica com grupos aminoácidos primários (grupos NH2) de forma análoga à adição de Michael (hetero adição de Michael).

Exemplos de grupos de isocianato contendo polímeros de poliuretano para produzir um polímero de poliuretano silano funcional P1 incluem polímeros obtidos por reagirem pelo menos um poliol com pelo menos um polisocianato, especialmente um diisocianato. Esta reação pode ocorrer quando o poliol e o poliisocianato são feitas para reagir, os métodos usuais, por exemplo, a temperaturas de 50 °C a 100 °C, opcionalmente, usando catalisadores apropriados, onde o poliisocianato é adicionado a um ritmo tal que os grupos isocianato respectivos estão presentes em excesso estequiométrico em relação os grupos hidroxila do poliol.

Em particular, o excesso de poliisocianato é selecionado tal que após a reação de todos os grupos hidroxila do poliol, o polímero resultante de poliuretano tem um conteúdo de grupo isocianato livre restante de 0,1 a 5% em peso, de preferência 0,1 a 2,5%, em peso, particularmente de 5 preferência 0,2 a 1%, em peso, com base no total do polímero.

Opcionalmente, o polímero de poliuretano pode ser produzido com o uso simultâneo de plastificantes, no qual os plastificantes usados não contêm nenhum grupo reativo para isocianatos.

Polímeros de poliuretano, o teor do grupo isocianato livre 10 mencionado, obtidos a partir da reação de diisocianatos com dióis de alto peso molecular em uma razão de NCO:OH de 1.5: 1 a 2.2:1, são preferidos.

Polióis especialmente adequados para a produção de polímeros de poliuretano são polióis, polióis poliéster e polióis policarbonato, bem como misturas destes polióis.

Polióis particularmente apropriados, também chamados de polioxialquileno polióis ou oligoeteróis, são aquelas que são produtos de polimerização de óxido de etileno, óxido de 1,2-propileno, óxido de 1,2 - ou 2,3-butileno, oxetano, tetraidrofurano ou suas misturas, opcionalmente polimerizado usando uma molécula do acionador de partida com dois ou 20 mais átomos de hidrogênio ativo, por exemplo água, amoníaco ou compostos com grupos de vários OH ou NH como 1,2-etano diol, 1,2 e 1,3- propano diol, neopentil glicol, dietileno glicol, trietileno glicol, os dipropileno isoméricos glicóis e propileno glicóis, o butano isoméricos dióis, dióis pentano, hexano dióis, dióis heptano, octano dióis, nonano dióis, dióis 25 decano, undecano dióis, 1,3- e 1,4-ciclohexanedimetanol, bisfenol A, hidrogenado bisfenol A, 1,1,1-trimetiloletano, 1, 1,1-trimetilolpropano, glicerol, anilina, bem como misturas dos compostos mencionados. Ambos os polióis de polioxialquileno que têm um baixo grau de insaturação (medido de acordo com ASTM D-2849-69 e relatado em miliequivalentes de 30 insaturação por grama poliol (mEq/g)), produzido por exemplo com o auxílio dos então chamados catalisadores de cianeto de metal duplo complexos (catalisadores DMC) e polioxialquileno polióis com um maior grau de insaturação, produzido, por exemplo, com o auxílio de catalisadores aniônicos como NaOH, KOH, CsOH ou alcoolatos álcalis, podem ser utilizados.

São particularmente adequados polioxietileno polióis e polioxipropileno polióis, especialmente polioxietileno dióis, polioxipropileno dióis, polioxietileno trióis e polioxipropileno trióis.

Especialmente apropriados são polioxialquileno dióis ou polioxialquileno trióis com um grau de insaturação de menos de 0,02 mEq/g e com um peso molecular na faixa de 1.000 a 30.000 g/mol, bem como polioxietileno dióis, polioxietileno trióis, polioxipropileno ’ dióis e polioxipropileno trióis com um peso molecular de 400 a 20.000 g/mol. Também particularmente apropriados são os então chamados etileno terminado em óxido ("capeado com EO", capeado com óxido de etileno) polioxipropileno polióis. Estas são polioxipropileno-polioxietileno polióis especiais, obtidos por exemplo em polióis polioxipropileno puro, especialmente polioxipropileno dióis e trióis, após a conclusão da reação de polipropoxilação com óxido de etileno, são ainda mais alcoxilado e assim tem grupos hidroxila primária.São preferidos neste caso polioxipropileno- polioxietileno dióis e polioxipropileno-polioxietileno trióis.

Também apropriados são polibutadieno polióis terminados em grupo hidroxil, por exemplo, aqueles produzidos pela polimerização do butadieno- 1,3 e álcool alílico ou pela oxidação de polibutadieno, bem como a hidrogenação de produtos derivados.

São também adequados polióis poliéter enxertados com acrilonitrila- estireno, por exemplo aqueles comercialmente disponível sob o nome comercial de Lupranol® da Elastogran GmbH, Alemanha.

Especialmente adequados como polióis poliéster são poliésteres que têm pelo menos dois grupos hidroxila ligados e são produzidos por métodos conhecidos, especialmente a policondensação de ácidos hidroxicarboxílicos ou a policondensação de ácidos policarboxílicos aromáticos ou alifáticos com álcoois dihídrico ou poli-hídricos.

Especialmente apropriados são polióis poliéster produzidos a partir de dihídrico para álcoois tri-hídricos tais como etano 1,2 diol, dietileno glicol, 1,2-propano diol, dipropileno glicol, 1,4-butano diol, 1,5-pentano diol, hexano-1,6-diol, neopentil glicol, glicerol, 1,1,1-trimetilolpropano ou misturas de álcoois com ácidos dicarboxílicos orgânicos, anidridos ou ésteres dos mesmos, do acima mencionados por exemplo ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido trimetiladipico , ácido subérico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido dodecano dicarboxílico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido graxo de dímero, ácido ftálico, anidrido de ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, dimetil tereftalato, ácido hexahidroftálico, ácido trimelítico e ácido anidrido trimelítico ou misturas de ácidos acima mencionados, bem como polióis poliéster de lactonas tais como ε-caprolactano.

Particularmente apropriados são poliéster dióis, especialmente aqueles produzidos a partir de ácido adípico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido dodecano dicarboxílico, ácido graxo de dímero, ácido ftálico, ácido isoftálico e ácido tereftálico, como o ácido dicarboxílico ou de lactonas tais como ε-caprolactano e de etileno glicol, dietileno glicol, neopentil glicol, 1,4-butano diol, hexano-1,6-diol, dímero ácido graxo diol e 1,4-ciclohexano dimetanol como o álcool di-hídrico.

Especialmente adequados como polióis policarbonato são aqueles que podem ser obtidos por reação, por exemplo, os álcoois acima mencionados, utilizados para construir os polióis poliéster, com carbonatos de dialquil tais como carbonato de dimetila, diaril carbonatos tal como difenil carbonato ou fosgene. Particularmente apropriado são dióis de policarbonato, especialmente dióis de policarbonato amorfos.

Polióis apropriados adicionais são poli(met)acrilato polióis.Mais adequados são gorduras e óleos polihidróxi funcionais, por exemplo, gorduras naturais e óleos, especialmente o óleo de rícino, ou os assim chamados polióis oleoquímicos obtidos por modificação química das gorduras naturais e óleos, o poliéster epóxi e poliéteres epóxi obtidos por 5 exemplo pela epoxidação de óleos insaturados, seguido pelo anel de abertura com ácidos carboxílieos e álcoois ou polióis obtidos por hidroformilação e hidrogenação de óleos insaturados. São ainda apropriados polióis obtidos de óleos e gorduras naturais por processos de degradação, tais como alcoolização ou ozonólise e posterior ligação 10 química, por exemplo, troca de éster ou dimerização, dos produtos de degradação assim obtidas ou seus derivados. Produtos de degradação apropriado de óleos e gorduras naturais são especialmente ácidos graxos e álcoois graxos, bem como ésteres de ácidos graxos, especialmente os ésteres metílicos (FAME), que podem ser por exemplo derivatizados por 15 hidroformilação e hidrogenação para produzir hidróxi ésteres de ácidos graxos.

Também apropriados são polióis de polihidrocarbono, também chamados de oligohidrocarbonóis, por exemplo, copolímeros de etileno- propileno-, etileno-butileno- ou etileno-propileno-dieno polihidróxi 20 funcionais, como os fabricados por exemplo Kraton Polymers, EUA ou copolímeros polihidróxi funcionais feitos a partir de dienos, como 1,3- butadieno ou misturas de dieno e monômeros de vinil, como estireno, acrilonitrila ou isobutileno ou polióis polibutadieno polihidróxi funcionais, por exemplo, as produziram por copolimerização de 1,3-butadieno e álcool 25 alílico, e eles também podem ser hidrogenados.

São também adequados copolímeros de acrilonitrila/butadieno polihidróxi funcionais, por exemplo, os copolímeros que podem ser produzidos a partir de epóxidos ou aminoácidos álcoois e copolímeros de acrilonitrila/butadieno terminados em carboxila, comercialmente disponíveis 30 sob o nome de Hypro® (anteriormente Hycar®) CTBN da Emerald Performance Materials, LLC, EUA.

Estes polióis mencionados de preferência têm um peso molecular médio de 250 a 30,000 g/mol, especialmente de 1,000 a 30,000 g/mol e uma funcionalidade média de OH na faixa de 1.6 a 3.

Polióis particularmente apropriados são polióis poliéster e polióis, especialmente polioxietileno poliol, polioxipropileno poliol e polioxipropileno polioxietileno poliol, de preferência polioxietileno diol, polioxipropileno diol, triol polioxietileno, polioxipropileno triol, polioxipropileno polioxietileno diol e polioxipropileno polioxietileno triol.

Além destes polióis mencionados, pequenas quantidades de álcoois di-hídricos ou poli-hídricos de baixo peso molecular, tais como 1,2-etano diol, 1,2- e 1,3-propano diol, neopentil glicol, dietileno glicol, trietileno glicol, os dipropileno glicóis isoméricos e propileno glicóis, o butano dióis isoméricos, pentano dióis, hexano dióis, heptano dióis, octano dióis, nonano dióis, decano dióis, undecano dióis, 1,3- e 1,4-ciclohexano dimetanol, hidrogenados bisfenol A, álcoois graxos diméricos, 1,1,1-trimetilol etano, 1,1,1-trimetilol propano, glicerol, pentaeritritol, álcoois de açúcar como xilitol, sorbitol ou manitol, açúcares como a sacarose, outros álcoois mais hídrico elevados, produtos de alcoxilado de baixo peso molecular dos álcoois di-hídrico e poli-hídrico acima mencionados, bem como misturas de álcoois acima mencionados na fabricação de polímeros do poliuretano que têm grupos isocianato terminal que podem ser adicionadas.

Poli-isocianatos comerciais, especialmente di-isocianatos, podem ser usados como poli-isocianatos para a fabricação do polímero do poliuretano.

Exemplos de di-isocianatos apropriados são 1,6-hexametileno di- isocianato(HDI), 2-metil-pentametileno-1,5-di-isocianato, 2,2,4- e 2,4,4- trimetil-1,6-hexametileno di-isocianato (TMDI), 1,12-dodecametileno di-iso- cianato, lisina e di-isocianato de éster de lisina, ciclohexáno-1,3-di- isocianato, ciclohexano-1,4-di-isocianato, 1-isocianato-3,3,5-trimetil-5- isocianatometil-ciclohexano (= isoforona di-isocianato ou IPDI), perhidro- 2,4‘-difenil metano di-isocianato e perhidro-4,4‘-difenilmetano di-isocianato, 1,4-di-isocianato-2,2,6-trimetilciclohexano(TMCDI), 1,3- e 1,4-bis- (isocianatometil)-ciclohexano, m- e p-xilileno di-isocianato (m- e p-XDI), m- e p-tetrametil-1,3-xilileno di-isocianato, m- e p-tetrametil-1,4-xilileno di- isocianato, bis-(1-isocianato-1-metiletil)-naftaleno, 2,4- e 2,6-toluleno di- isocianato (TDI), 4,4-, 2,4'- e 2,2'-difenilmetano di-isocianato (MDI), 1,3- e 1,4-fenileno di-isocianato, 2,3,5,6-tetrametil-1,4-di-isocianatobenzeno, naftaleno-1,5-di-isocianato (N DI),3,3'-dimetil-4,4'-di-isocianatodifenil (TODI), oligômeros e polímeros dos isocianatos acima mencionados, bem como misturas arbitrárias de isocianatos acima mencionados.

Exemplos de polímeros de silano funcionais adequados P1 estão disponíveis comercialmente sob os nomes comerciais de polímero ST, por exemplo, polímero ST50, de Hanse Chemie AG, Alemanha, bem como sob o nome comercial de Desmoseal® da Bayer Materialscience AG, Alemanha.

Em uma segunda modalidade, o polímero de silano funcional P é um polímero do poliuretano silano funcional P2, que pode ser obtido pela reação de um isocianato silano IS com um polímero, que tem que tem grupos finais funcionais reativos para grupos isocianato, especialmente grupos hidroxil, grupos mercapto e/ou grupos aminoácidos. Esta reação ocorre em uma relação estequiométrica dos grupos isocianato aos grupos finais funcionais reativos para grupos isocianato de 1:1, ou com um ligeiro excesso dos grupos finais funcionais reativos para grupos isocianato, por exemplo em temperaturas de 20 °C a 100 °C, opcionalmente, com a adição de catalisadores.

Isocianato silanos adequados IS são compostos de fórmula (IV).

em que R1, R2, R3 e já foram descritas no precedente.

Exemplos dede isocianato silanos apropriados IS de fórmula (IV) são isocianatometil trimetioxisilano, isocianatometil dimetóxi metilsilano, trimetoxisilano 3-isocianatopropil, 3-isocianatopropildimetoximetilsilano e os análogos com grupos etóxi ou isopropóxi, em vez dos grupos metóxi sobre o silício.

Preferencialmente, o polímero tem grupos hidroxil como grupos finais 5 funcionais reativos para grupos isocianato.

Apropriados como polímeros que contêm o grupo hidroxil, por um lado, são polióis de polioxialquileno de elevado peso molecular anteriormente mencionados, de preferência de polioxipropileno dióis com um grau de insaturação de menos de 0,02 mEq/g e com um peso molecular 10 na faixa de 4.000 a 30.000 g/mol, especialmente aqueles com peso molecular na faixa de 8.000 a 30.000 g/mol.

Também apropriadas para reação com isocianato silanos IS de fórmula (IV), por outro lado, são hidroxilas que contêm um grupo, especialmente grupo hidroxil terminal, polímero de poliuretano. Tais 15 polímeros poliuretano podem ser obtidos pela reação de pelo menos um poli-isocianato pelo menos um poliol. Esta reação pode ocorrer quando o poliol e o poli-isocianato são feitos para reagir usando métodos habituais, por exemplo, a temperaturas de 50 °C a 100 °C, opcionalmente, com a adição de catalisadores adequados, no qual o poliol é adicionado a um 20 ritmo tal que os grupos hidroxila respectivos estão presentes em excesso estequiométrico em relação os grupos isocianato do poli-isocianatos. De preferência, uma proporção de grupos hidroxila de grupos isocianato de 1.3:1 a 4:1, especialmente de 1.8:1 a 3:1.

Se desejado, o polímero de poliuretano pode ser produzido com o 25 uso adicional de plastificantes, no qual os plastificantes usados não contêm nenhum grupo reativo para isocianatos.

Apropriado para esta reação são os mesmos polióis e poli- isocianatos que foram anteriormente mencionados como adequado para produzir um grupo isocianato contendo polímero de poliuretano que é 30 usado para produzir um polímero de poliuretano silano funcional P1.

Por exemplo, polímeros de silano funcionais adequados P2 estão disponíveis comercialmente sob os nomes comerciais de SPUR+® 1010LM, 1015LM e 1050MM da Momentive Performance Materials Inc., EUA, bem como sob os nomes comerciais Geniosil® STP-E15, STP-10 e STP-E35 da 5 Wacker Chemie AG, Alemanha.

Em uma terceira modalidade, o polímero de silano funcional P é um polímero de silano funcional P3 que é obtido pela reação de hidrossililação de polímeros com terminais ligações duplas, por exemplo, polímeros de acrilato de poli (metanfetamina) ou polímeros de poliéter, especialmente de 10 alilo terminada polioxialquileno polímeros, descritos por exemplo em US 3.971.751 e U.S. 6.207.766, cuja divulgação inteira é incorporada com isto.

Por exemplo, polímeros de silano funcional adequados P3 estão disponíveis comercialmente sob os nomes comerciais de MS Polymer™ 15 S203H, S303H, S227, S810, MA903 e S943, Silyl™ SAX220, SAX350, SAX400 e SAX725, Silyl™ SAT350 e SAT400, bem como XMAP™ SA100S e SA310S da Kaneka Corp., Japão, bem como com os nomes comerciais de Excestar® S2410, S2420, S3430, S3630, W2450 e MSX931, da Asahi Glass Co, Ltd., Japão.

O polímero de silano funcional P está geralmente presente em uma quantidade de10 a 80 % por peso, especialmente em uma quantidade de 15 a 70 % em peso, de preferência 20 a 40 % em peso, com base em toda a composição.

Além disso, a composição de acordo com a invenção inclui pelo 25 menos um composto organoestanho.

Compostos organoestanhos preferenciais são compostos de dialquil estanho como aqueles selecionados do grupo constituído por dimetil- estanho-di-2-etilexanoato, dilaurato de dimetil-estanho, diacetato de di-n- butil-estanho, dicaprilato di-n-butil-estanho-di-2-etilhexanoato, di-n-butil- 30 estanho, dilaurato de di-n-butil-estanhodi-2,2-dimetil-octanoato, di-n-butil- estanho, diestearato de di-n-butil-estanho, dimaleato de di-n-butil-estanho, dioleato de di-n-butil-estanho, diacetato de di-n-butil-estanho, dióxido de di- n-butil-estanho, di-n-octil-estanho-di-2-etilhexanoato, octanoato de di-n- octil-estanho-di-2,2-dimetil, dimaleato de di-n-octil-estanho e dilaurato de di- 5 n-octil-estanho.

Naturalmente, é possível ou mesmo preferível, em alguns casos utilizar misturas de compostos organoestanhos diferentes.

A proporção de compostos os organoestanhos equivale a 0,01 a 0,15% em peso, especialmente de 0,05 a 0,1% em peso, com base na10 composição total.

Além disso, a composição de acordo com a invenção contém pelo menos um titanato.

Titanatos ou organotitanatos são os nomes dados aos compostos que têm pelo menos um ligante ligado ao átomo de titânio sobre um átomo 15 de oxigênio. Ligantes adequados ligados ao átomo de titânio sobre uma ligação oxigênio-titânio incluem aqueles selecionados do grupo constituído grupo alcóxi, grupo sulfonato, grupo carboxilato, grupo de dialquil fosfato, dialquil grupo de pirofosfato, acetoacetato grupo e grupo acetilacetonato. Titanatos preferidos são, por exemplo, titanatos de tetrabutil ou 20 tetraisopropil.

Titanatos particularmente apropriados tem pelo menos um ligante multidentato, também chamado de um ligante quelato.Em particular o ligante multidentato é um ligante bidentado.

Preferêncialmente o ligante bidentado é um ligante de fórmula (V)

Aqui, o radical R1 representa um átomo de hidrogênio ou grupo alquila linear ou ramificado com 1 a 8 átomos de C, especialmente um grupo metil.

O radical R22 representa um átomo de hidrogênio ou um grupo alquila linear ou ramificado com 1 a 8 átomos de C, que opcionalmente contém heteroátomos, especialmente um átomo de hidrogênio.

O radical R23 representa um átomo de hidrogênio ou um grupo alquil com 1 a 8, especialmente de 1 a 3, átomos de C ou um grupo alcóxi linear ou ramificado, com 1 a 8, especialmente de 1 a 3, átomos de C. O titanato é especialmente de preferência um titanato da fórmula (VI).

Os radicais R21, R22 e R23 já foram descritos anteriormente.

O radical R24 representa um radical alquil linear ou ramificado com 2 a 20 átomos de C, especialmente um radical isobutil- ou isopropil. n representa um valor de 1 ou 2, especialmente 2.

São preferidos titanatos de fórmula (VI) em que o radical R21 representa um grupo metil, o radical R22 representa um átomo de hidrogênio, o radical R23 representa um grupo metil ou grupo metóxi ou etóxi e o radical R24 representa um radical isobutil- ou isopropil .

Titanatos apropriados são comercialmente disponíveis por exemplo de Dorf Ketal sob os nomes comerciais Tyzor® AA, GBA, GBO, AA-75, AA- 65, AA-105, DC, BEAT, IBAY ou estão comercialmente disponível a partir de Bórica sob os nomes comerciais de Tytan™ PBT, TET, X 85, TAA e ET, S2, S4, S6.

Naturalmente, é possível ou mesmo preferível, em algüns casos utilizar misturas de compostos organoestanhos diferentes.

A proporção da quantidade de titanato chega a 0,05 a 1%, em peso, de preferência 0,1 a 0,6%, em peso, especialmente 0,1 a 0,3%, em peso, com base na composição global.

Além disso, a composição também de preferência contém pelo menos um enchimento. O enchimento influencia as propriedades reológicas da composição não polimerizada, bem como as propriedades mecânicas e textura da superfície da composição curada. Enchimentos apropriados são inorgânicos e orgânicos, por exemplo, carbonatos de cálcio naturais, moídos ou precipitados, opcionalmente, revestidos com ácidos graxos, especialmente ácido esteárico, sulfato de bário ((BaSO4, também conhecido como barita ou spar pesado), caulim calcinado, óxido de alumínio, hidróxido de alumínio, dióxido de silício, Dióxido de silício altamente disperso, especialmente a partir de processos de pirólise, negros de fumo, negro de fumo especialmente produzido industrialmente , pó do PVC ou esferas ocas. Enchimentos preferenciais são carbonato de cálcio, caulim calcinado, negro de fumo, dióxido de silício de alta dispersidade e enchimentos retardadores de chama, como hidróxidos ou hidratos, especialmente hidróxidos ou hidratos de alumínio, de preferência hidróxido de alumínio.

É perfeitamente possível e até pode ser vantajoso usar uma mistura de diferentes cargas.

Uma quantidade apropriada de enchimento cai, por exemplo, na faixa de 20 a 60% em peso, de preferência 30 a 60% em peso, com base em toda a composição.

Além disso, a composição de acordo com a invenção pode conter outros componentes. São exemplos de tais componentes plastificantes como ésteres de ácidos carboxílicos orgânicos ou os anidridos dos mesmos, tais como os ftalatos, por exemplo ftalato de dioctil, ftalato de di- isononil ou ftalato de di-isodeil , adipatos, por exemplo dioctil dipato, azelatos e sebacatos, polióis, por exemplo polioxialquileno polióis ou polióis poliéster, orgânicos ésteres organofosforados e ácido sulfônico ou butanos; solventes; fibras, por exemplo, feitas de polietileno; corantes; pigmentos; modificadores de reologia como espessantes ou agentes tixotrópicos, compostos de ureia por exemplo do tipo descrito como "agente de doação de tixotropia" em WO 02/48228 A2 nas páginas 9 a 11, ceras de poliamida, bentonitas ou pirogênicos dióxidos de silício; adesivos promotores, por exemplo, epoxisilanos, acrilsilanos (metanfetamina), anhidridosilanos ou adutos dos silanos acima com aminosilanos primário, bem como aminosilanos ou ureia silanos; agentes de reticulaçao, por exemplo oligômeros e polímeros de silano funcionais; agentes secos, por exemplo, viniltrimetoxisilanos, silanos a-funcionais, tais como N-(sililmetil)-O-metil- carbamatos, especialmente N-(metildimetoxisililmetil)-O-metil-carbamato, silanos (metacriloximetil), metoximetil silanos, N-fenil-, silanos N-ciclohexil- e N-alquil, ésteres do ácido ortofórmico, óxido de cálcio ou peneiras moleculares; estabilizadores, por exemplo, contra calor, luz e radiação ultravioleta; enchimentos retardadores de chama; substâncias ativas de superfície tais como agentes umectantes, nivelamento de agentes, agentes desareiam ou anti-espumantes; biocidas como algicidas, fungicidas ou o crescimento de fungos, inibindo a substâncias; bem como substâncias adicionais usualmente utilizadas em composições de cura por umidade.

Além disso, os assim chamados diluentes reativos podem ser de uso, que durante a cura da composição estão vinculados na matriz de polímero, especialmente pela reação com os grupos de silano.

É vantajoso para selecionar todos os componentes mencionados como opcionalmente presentes na composição, especialmente o enchimento e o catalisador e acelerador sistemas, tal que o prazo de validade da composição não é negativamente afetado pela presença de um componente de tal, em outras palavras, que as propriedades da composição, especialmente a aplicação e cura Propriedades, não mudar ou apenas mudar ligeiramente durante o armazenamento. Isto significa que as reações que resultam em cura química da composição descrita, especialmente dos grupos silano, não tome lugar de forma significativa durante o armazenamento. Portanto, é especialmente vantajoso para os constituintes nomeados para conter não ou no máximo vestígios de água ou liberar tais durante o armazenamento. Portanto, pode ser aconselhável secar determinados constituintes quimicamente ou fisicamente antes de misturá-los para a composição.

A composição acima descrita é de preferência produzida e armazenada sob exclusão de umidade. Normalmente a composição é estável ao armazenamento, em outras palavras, que pode ser armazenado por vários meses a um ano ou mais sob a exclusão da umidade em um pacote adequado ou arranjo, como um tambor, um saco ou um cartucho sem suas propriedades do aplicativo ou suas propriedades após a cura a mudar de forma relevante para a sua utilização. Geralmente a estabilidade do armazenamento é determinada medindo-se a viscosidade ou a força de push-out.

Durante a aplicação da composição descrita para pelo menos um sólido ou artigo, os grupos de silano contidos na composição vem em contato com a humidade. Os grupos silano têm a característica de hidrólise em contato com a humidade. No presente processo, forma organosilanos e reações de condensação em seguida, mas subsequentes, organosiloxanos. Como resultado destas reações, que podem ser aceleradas através do uso de catalisadores ou aceleradores. A composição finalmente cura completamente. Esse processo também é conhecido como reticulação.

A água necessária para a cura também pode vir do ar (umidade atmosférica), ou a composição descrita anteriormente pode ser posta em contato com um componente contendo água, por exemplo, por pintura, por exemplo, no caso de um agente de alisamento, ou por pulverização, ou um componente contendo água pode ser adicionado à composição durante a aplicação, por exemplo sob a forma de uma pasta contendo água, que é misturada em, por exemplo, usando um misturador estático. A cura com a umidade atmosférica, a composição cura de fora para dentro. A taxa de cura é determinada aqui por vários fatores, tais como a taxa de difusão da água, que a temperatura, a umidade e a geometria da ligação e como 5 regra, diminui no decorrer da cura.

Além disso, a presente invenção compreende o uso de pelo menos um organoestanhos composto juntamente com pelo menos um titanato como um sistema de catalisador ou acelerador para a reticulação de composições contendo polímeros silano funcional na presença de água, 10 onde a proporção dos montantes de compostos organoestanhos para 0,01 a 0,15% em peso e a proporção de titanato de 0,05 a 1% em peso, em cada caso com base em toda a composição.

Esta utilização de um sistema específico de catalisador ou acelerador tem a vantagem de uma composição contendo polímeros de silano 15 funcionais no estado curado melhorou as propriedades mecânicas e, no entanto, tem um tempo de formação de pele curto durante a cura.

Tipicamente uma composição de acordo com a invenção do estado curado, ou seja, neste caso após a cura da composição por 7 dias a 23 °C e umidade relativa de 50%, tem uma força elástica de > 2 MPa, um 20 alongamento na ruptura de > 450%, especialmente de > 500% e resistência ao cisalhamento de tração de > 1,5 MPa. Durante a cura nas condições indicadas, o tempo de formação de pele é geralmente menos de 2 horas, especialmente menos de 1 hora.

Os métodos de medição para os valores indicados são descritos no 25 âmbito das modalidades.

Além disso, a presente invenção compreende o uso de uma composição descrita anteriormente como uma cura por umidade adesiva, selante ou revestimento, especialmente como um selante de construção. O uso como um selante de construção de-módulo baixo para juntas de 30 expansão ou conexão.

A composição de acordo com a invenção é especialmente usada em um método de ligação de dois substratos S1 e S2, que compreende as etapas: i)Aplicação de uma composição de acordo com a descrição anterior a um substrato S1 e/ou um substrato S2;, ii)Trazendo o substrato S1 e S2 em contato sobre a composição aplicada dentro do momento de abertura da composição; iii)Curando a composição com água; em que os substratos S1 e S2 são os mesmos ou diferentes um do outro.

Além disso, a composição de acordo com a invenção, também pode ser usada em um método de selagem ou revestimento que compreende as etapas: i) Aplicação de uma composição de acordo com a descrição anterior a um substrato S1 e/ou entre dois substratos S1 e S2; ii) Curando a composição com água, especialmente na forma de umidade; em que os substratos S1 e S2 são os mesmos ou diferentes um do outro.

Especialmente adequados como substratos S1 e/ou S2 são substratos selecionados do grupo constituído por concreto, argamassa, tijolo, azulejo, gesso, uma pedra natural, tal como o granito ou mármore, vidro, vidro-cerâmico, metal ou liga metálica, madeira, plástico e laca.

A composição de acordo com a invenção, de preferência, tem uma consistência pastosa com propriedades estruturalmente viscosas. Uma composição desse tipo é aplicada ao substrato usando um dispositivo apropriado, de preferência sob a forma de um talão, no qual este vantajoso tem uma área secional transversal essencialmente redonda ou triangular. Métodos adequados para a aplicação da composição são, por exemplo, aplicação de cartuchos comercialmente disponíveis, operados

manualmente ou usando ar comprimido, ou de um tambor ou balde usando uma bomba de entrega ou uma extrusora, opcionalmente, por meio de um robô de aplicação. Uma composição de acordo com a invenção com propriedades de boa aplicação tem uma elevada estabilidade sob carga e cadeia curta. Em outras palavras, depois que a aplicação permanece sob a forma aplicada, assim não flui e após o levantamento do dispositivo de aplicação, nenhuma cadeia ou apenas uma muito curta cadeia é produzida, de modo a que o substrato não torne sujo.

A composição de acordo com a invenção é especialmente aplicada em um intervalo de temperatura entre 5 e 45 °C, de preferência no intervalo de temperatura e cura, mesmo sob estas condições.

Além disso, a invenção refere-se a uma composição curada que pode ser obtida de uma composição, conforme descrito anteriormente após a cura com água, especialmente na forma de umidade atmosférica.

Os artigos ligados, selado ou revestido com uma composição de acordo com a invenção são especialmente edifícios, especialmente um edifício acima do solo ou abaixo do solo, um produto ‘ fabricado industrialmente ou um produto de consumo, especialmente uma janela, um eletrodoméstico, um meio de transporte ou um acessório para um meio de transporte.

Exemplos

As modalidades são apresentadas abaixo para explicar melhor a invenção descrita. Naturalmente, a invenção não está limitada a essas modalidades descritas.

Método de teste

A resistência de tração, o alongamento na ruptura, e o módulo de elasticidade no alongamento de 0 a 5% foram determinadas de acordo com DIN 53504 (velocidade de druzeta: 200 mm/min) em películas com uma camada de espessura de 2 mm curados por 7 dias a 23 °C e 50% de umidade relativa.

A resistência ao cisalhamento de tração foi determinada de acordo com ISO 4587/DIN EN 1465 em um Zwick/Roell Z005, onde em cada caso, dois substratos de vidro idênticos foram ligados (superfície de colagem: 12x25 mm; espessura: 4,0 mm; velocidade de medição: 20 mm/min; temperatura: 23 °C (salvo indicação em contrário). A cura das composições foi realizada por 7 dias em 23 °C e umidade relativa de 50%.

A dureza Shore foi determinada de acordo com DIN 53505 em provetas com uma espessura de 6 mm curados por 7 dias a 23 ° C e 50% de umidade relativa.

O de tempo de formação de pele ("tempo de tack-free") foi determinada a 23 °C e 50% de umidade relativa. Para determinar o tempo de formação de pele, uma pequena porção do adesivo à temperatura ambiente foi aplicada em uma espessura de camada de aproximadamente ca. 2 mm ao papelão e o tempo necessário até que pela primeira vez, 15 quando uma pipeta de PEBD for aproveitada levemente sobre a superfície do adesivo, nenhum resíduo permaneceu sobre o pette p.

A resistência de propagação do rasgo foi determinada de acordo com DIN 53515, em películas curadas por 7 dias a 23 °C e 50% de umidade relativa, com uma espessura de 2 mm.

Produção do polímero de poliuretano silano funcional SH

Sob uma atmosfera de nitrogênio, 1000 g do poliol Acclaim® 12200 (Bayer Materialscience AG, Alemanha; polioxipropileno diol com baixo teor de monol; número OH 11,0 mg KOH/g; teor de água de aproximadamente 0,02% em peso), 46,17 g di-isocianato de isoforona (Vestanat® IPDI), 25 261,72 g de ftalato de di-isodecil (Palatinol® Z) e 0,14 g dilaurato de di-n- butil-estanho (Metatin® K712, Acima AG, Suíça) foi aquecido a 90 °C, agitando constantemente e mantida nesta temperatura. Após uma hora de tempo de reação, chegou-se um teor de grupo isocianato livre de 0,70% em peso (titulação). Em seguida, 69,88 g de éster dietílico de ácido N-(3- 30 trimetoxisilil-propil)-amino-succínico foram adicionados e a agitaçãocontinuou ainda por 2 a 3 horas a 90 °C. A reação foi interrompida assim que isocianato livre não mais pode ser determinada por espectroscopia de IR (2275 - 2230 cm’1). O produto foi arrefecido à temperatura ambiente (23 °C) e armazenado sob exclusão de umidade (teor de polímero teórica = 5 90%). O polímero de poliuretano silano funcional SH produzido desta forma é líquido à temperatura ambiente.

Éster dietílico de ácido N-(3-trimethoxisilil-propil)-amino-succínico foi produzido como segue: 51,0 g de 3-aminopropil-trimetoxisilano (Silquest®A- 1110, Momentive Performance Materials Inc., EUA) foram colocados em um 10 recipiente. Sob boa agitação, 49,0 g de éster dietílico de ácido maleico (Fluka Chemie GmbH, Suíça) foram adicionados lentamente à temperatura ambiente e a mistura agitada por 2 horas a temperatura ambiente.

Produção dos adesivos

Num misturador a vácuo, correspondente às partes em peso dado 15 em Tabelas de 1 a 3, o polímero de silano funcional SH, di-isodecil ftalato (DIDP) e viniltrimetoxisilano (agente de secagem, Silquest®A-171 da Momentive Performance Materials Inc., EUA) misturavam-se bem por 5 minutos. Depois de seco, giz precipitado (Socai® U1S2, Solvay SA, Bélgica) foi massageado por 15 minutos a 60 °C. O aquecedor foi desligado e N-(2- 20 aminoetil)-(3-aminopropil)trimetóxi silano (promotor de aderência, Silquest®A-1120 da Momentive Performance Materials Inc.), dilaurato de di- n-butil-estanho (DBTDL, Metatin ® K712, adicionado como solução a 10% em DIDP) e/ou titanato (Tyzor® IBAY de Dorf Ketal) foram trabalhados sob vácuo por 10 minutos formar uma pasta homogênea. Este foi então 25 embalado em um alumínio envernizado internamente expandindo o cartucho de êmbolo.

Tabela 1: Composições adesivas em partes pelo peso e resultados

Tabela 2: Composições adesivas em partes pelo peso e resultados

Tabela 3: Composições adesivas em partes pelo peso e resultados

Claims (10)

1.Composição, caracterizada pelo fato de que compreende a.pelo menos um polímero de silano funcional P, b.pelo menos um composto de organoestanho e c.pelo menos um titanato, em que a proporção de composto de organoestanho é de 0,01 a 0,15% em peso e a proporção de titanato é de 0,05 a 1% em peso, em cada caso com base no peso total da composição.

2.Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o polímero de silano funcional P é selecionado a partir de -um polímero de poliuretano silano funcional P1, que pode ser obtido reagindo pelo menos um silano com pelo menos um grupo reativo para grupos isocianato com um polímero de poliuretano, contendo grupos isocianato, -um polímero de poliuretano ou silano funcional P2, que pode ser obtido reagindo um isocianato silano IS com um polímero contendo grupos finais funcionais reativos para grupos isocianato, ou -um polímero de silano funcional P3, que pode ser obtido por uma reação de hidrossililação de polímeros com ligações duplas terminais.

3.Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o composto organoestanho é um dialquil estanho composto.

4.Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a proporção de compostos de organoestanho é de 0,05 a 0,1% em peso, com base no peso total da composição.

5.Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a proporção de titanato é de 0,1 a 0,6% em peso, especialmente de 0,1 a 0,3% em peso, com base no peso total da composição.

6.Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o titanato tem pelo menos um ligante multidentado.

7.Composição, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o titanato é um titanato da fórmula (VI)

onde R21 representa um átomo de hidrogênio ou grupo alquil linear ou ramificado com 1 a 8 átomos de C; R22 representa um átomo de hidrogênio ou um grupo alquil linear ou ramificado com 1 a 8 átomos de C, que opcionalmente contém heteroátomos, R23 representa um átomo de hidrogênio ou um grupo alquil com 1 a 8 átomos de C ou um grupo alcóxi linear ou ramificado com 1 a 8 átomos de C, R24 representa um radical alquil linear ou ramificado com 2 a 20 átomos de C; e n representa um valor de 1 ou 2, especialmente 2.

8.Uso de pelo menos um composto organoestanho, em conjunto com pelo menos um titanato, como sistema de catalisador ou acelerador para a reticulação de composições contendo polímeros de silano funcionais na presença de água, caracterizado pelo fato de que a proporção da quantidade de compostos de organoestanho é de 0,01 a 0,15% em peso e a proporção de titanato é de 0,05 a 1% em peso, em cada caso com base no peso total da composição.

9.Uso de uma composição conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de ser como um adesivo, selante ou revestimento.

10.Composição curada, caracterizada pelo fato de ser obtida a 5 partir de uma composição conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, após a cura com água.