BR112020023620A2 - composição à base de água com reticulação química - Google Patents

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Nestor Failache
Michael Schlumpf
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Abstract

A invenção se refere a um vedante de componente único ou composição adesiva, compreendendo: a) uma dispersão aquosa de polímero compreendendo água e pelo menos um polímero P, dispersível em água, b) pelo menos um reticulador C com função de epóxi ou isocianato disperso em água ou dissolvido em água com uma funcionalidade nominal de epóxi ou isocianato de pelo menos 2, em que o referido pelo menos um polímero disperso em água P tem grupos funcionais selecionados a partir de grupos de ácido carboxílico, grupos amino e grupos hidroxil, e em que o referido reticulador C funcional com epóxi ou isocianato tem um peso molecular de pelo menos 1000 g/mol ou um peso molecular médio numérico Mn, determinado por meio de GPC contra poliestireno como padrão, de pelo menos 1000 g/mol, e em que a composição compreende entre 0,1 e 50, de preferência entre 0,1 e 10 partes em peso do referido reticulador C funcional com epóxi ou isocianato por 100 partes em peso do referido pelo menos um polímero disperso em água P. A composição é altamente adequada como vedante ou adesivo e mostra excelentes propriedades mecânicas e resistência, por exemplo, à imersão em água, mas ao mesmo tempo exibe boa estabilidade de armazenamento.

Description

COMPOSIÇÃO À BASE DE ÁGUA COM RETICULAÇÃO QUÍMICA Campo técnico
[0001] A invenção se refere a vedantes e adesivos aquosos de componente único à base de dispersões de polímero e seu uso. Fundamentos da invenção
[0002] Vedantes de componente único ou adesivos e adesivos baseados em dispersões aquosas de polímeros são comumente usados, por exemplo, na indústria de construção para vedar juntas ou revestir superfícies para formar uma camada protetora ou para vedar juntas ou superfícies contra água e outras influências ambientais.
[0003] Em comparação com os vedantes à base de solventes, os vedantes à base de água têm principalmente a vantagem de não emitirem tantos compostos orgânicos voláteis (VOCs) que são perigosos para a saúde e o meio ambiente. Além disso, eles geralmente têm um odor mais fraco e, portanto, são mais fáceis de usar e adequados para aplicações internas. O seu mecanismo de cura ou de endurecimento para formar um material vedante durável e elástico ou adesivo envolve principalmente a secagem de partes substanciais da água contida na dispersão e o aumento das interações físicas entre os polímeros nela contidos com um teor decrescente de água. Esses vedantes e adesivos baseados em dispersões poliméricas aquosas, portanto, geralmente simplesmente solidificam por evaporação de água. Se a temperatura ambiente exceder a temperatura mínima de formação de filme (MFFT), a água começa a evaporar a uma taxa significativa e as cadeias de polímero se enredam e formam um filme. A coesão de tais materiais é baseada principalmente em interações físicas. Comparáveis aos termoplastos típicos, essas composições secas normalmente sofrem de propriedades mecânicas medíocres, tendência a se arrastar sob cargas estáticas, baixa resistência ao calor e inchaço em muitos meios, como água ou solventes.
[0004] Uma opção para superar essas desvantagens é o uso de reações químicas de reticulação, por exemplo, com isocianatos. Esses sistemas, no entanto, normalmente não são estáveis em armazenamento na forma de sistemas de componente único (1K) e precisam ser formulados pelo menos em sistemas de dois componentes (2K) com armazenamento separado das espécies reativas e a necessidade de mistura antes da aplicação. Outras opções conhecidas de reticulação química envolvem o uso de oxazolinas, ou carbodi-imidas, ou íons multivalentes, como o zircônio. No entanto, também nesses casos, a estabilidade de armazenamento em sistemas 1K é geralmente baixa e o ganho de desempenho mecânico muitas vezes não é comparável aos verdadeiros sistemas 2K.
[0005] O documento EP 3 281 965 A1 (Kaneka Corp.) divulga composições de resinas curáveis compreendendo resinas epóxi com partículas finas de polímero dispersas nelas, bem como compostos de uretano bloqueados. Estas composições não são à base de água e, portanto, não possuem as vantagens das dispersões de polímero à base de água.
[0006] US 2015/0152300 A1 (Auto Chemical Industry) divulga composições adesivas contendo um complexo de poliuretano-poliolefina que pode ser preparado usando uma dispersão de poliuretano à base de água e solvente. No entanto, devido à necessidade de solventes durante a preparação, os benefícios de baixo VOC de uma composição puramente à base de água não são alcançados.
[0007] Há, portanto, uma necessidade de vedantes e adesivos à base de água 1K com fortes propriedades mecânicas e resistência, por exemplo, à imersão em água, que ao mesmo tempo exibam boa estabilidade de armazenamento. Sumário da invenção
[0008] O objetivo da presente invenção é fornecer um vedante ou adesivo à base de água de componente único com excelentes propriedades mecânicas e resistência, por exemplo, à imersão em água, que ao mesmo tempo exiba boa estabilidade de armazenamento.
[0009] A composição de acordo com a presente invenção é especialmente adequada para vedar juntas ou superfícies, mas também pode ser empregue como, em particular, elástico, adesivo.
[0010] Surpreendentemente, foi descoberto que ao adicionar reticuladores funcionais de isocianato ou epóxi de alto peso molecular, em particular polímeros ou pré-polímeros, com uma funcionalidade nominal (f) de pelo menos 2 para vedantes ou adesivos à base de água compreendendo polímeros com grupos funcionais selecionados, este objetivo poderia ser alcançado. Embora os grupos isocianato em princípio possam reagir com a água contida e os grupos funcionais epóxi em princípio possam reagir com grupos funcionais, tais como grupos carboxílicos, no polímero, foi surpreendentemente descoberto que a estabilidade de armazenamento da composição ainda é boa.
[0011] Normalmente, as reações de reticulação resultam em uma maior dureza, força e resistência à água, enquanto a flexibilidade diminui. Surpreendentemente, no entanto, verificou-se que quando os reticuladores peso molecular médio Mn de pelo menos 1000 g/mol foram usados, tanto a força quanto o alongamento aumentaram em comparação com as composições não reticuladas ou composições reticuladas pelos métodos do estado da técnica. Além disso, a resistência à água aumenta significativamente. Surpreendentemente, a dureza Shore permanece semelhante, o que é vantajoso para o uso como vedante. A composição de acordo com a presente invenção possui maior resistência à tração, maior alongamento na ruptura, maior resistência à água e maior estabilidade de armazenamento em comparação com sistemas 1K não inventivos. Ao mesmo tempo, no entanto, a composição inventiva não sofre de aumento de dureza Shore A em comparação com o estado da técnica.
[0012] De acordo com outro aspecto da presente invenção, um método para vedar uma junta ou unir com adesivo dois substratos é fornecido. Descrição detalhada da invenção
[0013] Nomes de substância que começam com "poli", tais como poliamina, poliol ou poli-isocianato, designam substâncias que contém formalmente, por molécula, dois ou mais dos grupos funcionais ocorrendo em seus nomes. Por exemplo, um poliol refere-se a um composto que possui pelo menos dois grupos hidroxil. Um poliéter refere-se a um composto que possui pelo menos dois grupos éter. Uma "poliamina primária" refere-se a um composto com pelo menos dois grupos amino primários.
[0014] O termo "polímero", no presente documento, engloba, por um lado um coletivo de macromoléculas quimicamente uniformes, que, no entanto, diferem no que diz respeito grau de polimerização, de massa molar e do comprimento da cadeia, que em conjunto foi preparado através de uma reação de polimerização
(de adição de crescimento em cadeia de polimerização, poliadição, policondensação via radicais livres). Por outro lado, o termo também abrange os derivados de tal coletivo de macromoléculas a partir de reações de polimerização, em outras palavras, compostos que foram obtidos por meio de reações, tais como adições ou substituições de, por exemplo, grupos funcionais em macromoléculas existentes e que podem ser quimicamente uniformes quimicamente ou quimicamente não uniformes.
[0015] "Peso molecular" refere-se à massa molar (em g/mol) de uma molécula ou um resíduo molecular. "Peso molecular médio" refere-se ao peso molecular médio numérico (Mn) de uma mistura polidispersa de moléculas oligoméricas ou poliméricas ou resíduos moleculares. É tipicamente determinado por meio de cromatografia de permeação em gel (GPC) contra o poliestireno como padrão.
[0016] conformidade, o termo "(met)acrilato" designa metacrilato ou acrilato.
[0017] O termo "polímero poliacrilato" designa polímeros resultantes de polimerização via radicais livres de dois ou mais monômeros de (met)acrilato. Os copolímeros dos monômeros de (met)acrilato e os copolímeros dos monômeros de (met)acrilato com outro grupo vinil contendo monômeros estão também intercambiável.
[0018] O termo "resina epóxi sólida" é muito bem conhecido pelos versados na técnica no setor de epóxido e é usado em contraste com "resina epóxi líquida". A temperatura de transição vítrea T G das resinas epóxi sólidas está acima da temperatura ambiente de 25 °C, ou seja, elas podem ser trituradas à temperatura ambiente para dar partículas derramáveis.
[0019] Um "isocianato aromático" ou "isocianato alifático" refere-se a um isocianato em que os grupos de isocianato estão ligados diretamente a um átomo de carbono aromático ou alifático. Consequentemente, grupos de isocianato deste tipo são referidos como "grupos de isocianato aromático" ou "grupos de isocianato alifático".
[0020] O termo "viscosidade" refere-se à viscosidade dinâmica ou viscosidade de cisalhamento que é determinada pela razão entre a tensão de cisalhamento e a taxa de cisalhamento (gradiente de velocidade) e é determinada conforme DIN EN ISO 3219.
[0021] Uma substância ou composição é referida como "estável em armazenamento" ou "armazenável" quando pode ser mantida em um recipiente adequado à temperatura ambiente ao longo de um período de tempo prolongado, tipicamente pelo menos 3 meses, até 6 meses ou mais, sem qualquer mudança nas suas propriedades de aplicação ou de uso, a um grau de relevância para sua utilização como um resultado do armazenamento.
[0022] qual uma composição adesiva de dispersão foi substancialmente coagulada, separada ou estabilizada de tal modo que não pode ser facilmente aplicada a uma superfície de um substrato como película ou esfera homogênea e uniforme.
[0023] O termo unitário "% em peso" significa a porcentagem em peso, com base no peso da respectiva composição total, se não especificado de outra forma. Os termos "massa" e "peso" são usados indiferentemente neste documento.
[0024] Todas as normas industriais e métodos padrão mencionados neste documento referem-se às respectivas versões atuais no momento do arquivamento.
[0025] uma temperatura de 23 °C.
[0026]
[0027] A presente invenção se refere em um primeiro aspecto da invenção a um vedante de componente único ou composição adesiva, compreendendo: a) uma dispersão aquosa de polímero compreendendo água e pelo menos um polímero P dispersível em água, b) pelo menos um reticulador C com função de epóxi ou isocianato disperso em água ou dissolvido em água com uma funcionalidade nominal de epóxi ou isocianato de pelo menos 2, em que o referido pelo menos um polímero disperso em água P tem grupos funcionais selecionados a partir de grupos de ácido carboxílico, grupos amino e grupos hidroxil, e em que o referido reticulador C funcional com epóxi ou isocianato tem um peso molecular de pelo menos 1000 g/mol ou um peso molecular médio numérico Mn, determinado por meio de GPC contra poliestireno como padrão, de pelo menos 1000 g/mol, e em que a composição compreende entre 0,1 e 50, de preferência entre 0,1 e 10 partes em peso do referido reticulador C funcional com epóxi ou isocianato por 100 partes em peso do referido pelo menos um polímero disperso em água P.
[0028] O termo "dispersão" refere-se a um estado físico de matéria que inclui pelo menos duas fases distintas, em que uma primeira fase é distribuída em uma segunda fase, com a segunda fase sendo um meio contínuo. Preferencialmente, a dispersão compreende uma fase sólida que é dispersa como partículas sólidas em uma fase líquida contínua.
[0029] -se a uma dispersão polimérica tendo água como o transportador principal. Preferencialmente, o "aquosa" refere-se a um carreador de água a 100%.
[0030] De preferência, a dispersão aquosa de polímero e, consequentemente, o vedante ou a composição adesiva de acordo com a presente invenção estão isentos de solventes orgânicos, em particular isentos de compostos orgânicos voláteis. A dispersão aquosa de polímero e, consequentemente, o vedante ou composição adesiva de acordo com a presente invenção são preferencialmente preparadas e formuladas sem compostos orgânicos voláteis e contêm apenas água como veículo volátil ou fase líquida.
[0031] compostos orgânicos que têm um ponto de ebulição inferior a 250 °C a uma pressão padrão de 101,3 kPa.
[0032] O vedante de componente único ou composição adesiva de acordo com a presente invenção compreende como um primeiro ingrediente essencial uma dispersão de polímero aquosa compreendendo água e pelo menos um polímero P disperso em água, em que o referido pelo menos um polímero disperso em água P tem grupos funcionais selecionados a partir de grupos de ácido carboxílico, grupos amino e grupos hidroxil.
[0033] A quantidade ideal de grupos funcionais selecionados de grupos de ácido carboxílico, grupos amino e grupos hidroxil em pelo menos um polímero P disperso em água é, naturalmente, variável e depende, por exemplo, da quantidade de função cruzada de epóxi ou isocianato o ligante C na composição e a funcionalidade nominal do reticulante funcional de epóxi ou isocianato C. O versado na técnica do campo da química de polímeros e / ou formulação de sistemas de polímeros reativos é capaz de estimar ou determinar por experimentação de rotina uma densidade adequada de grupos funcionais selecionados a partir de grupos de ácido carboxílico, grupos amino e / ou grupos hidroxil, no polímero P. Em geral, a quantidade ou densidade de grupos funcionais selecionados a partir de grupos de ácido carboxílico, grupos amino e / ou grupos hidroxil, no polímero P deve ser suficientemente alta para que uma reticulação química adequada seja possível com o reticulador funcional de epóxi ou isocianato C presente. Por outro lado, a composição é suficientemente robusta que mesmo um desvio significativo de uma razão molar de 1:1 de grupos funcionais no polímero P para grupos funcionais no reticulador C ainda leva a uma composição quimicamente curável útil.
[0034] De preferência, a razão molar de grupos funcionais reativos selecionados a partir de grupos de ácido carboxílico, grupos amino e grupos hidroxil no polímero P para grupos funcionais epóxi ou isocianato no reticulador C na composição está entre 1:10 e 10:1, em particular entre 1:5 e 5:1, mais preferencialmente entre 1:2 e 2:1, especialmente entre 1:1,5 e 1,5:1, mais preferencialmente entre 1:1,1 e 1,1:1.
[0035] Os polímeros P adequados incluem, por exemplo, acetato de polivinil, álcool polivinílico, poliacrilatos, poliuretanos, poliuretano-acrilatos, polímeros de base natural, poliestireno-copolímeros carboxilados ou de outra forma funcionalizados, copolímeros de butadieno-estireno carboxilados ou de outra forma funcionalizados, borrachas de butadieno carboxiladas ou de outra forma funcionalizadas, ou copolímeros de estireno-butadieno funcionalizados, copolímeros de estireno-isopreno carboxilados ou de outro forma funcionalizados, copolímeros de etileno-vinil acetato (EVA), copolímeros de etileno-metacrilato, copolímeros de etileno-etil acrilato, copolímeros de etileno-butil acrilato (EBA), copolímeros de ácido acrílico, copolímeros de etileno-2-etil-hexil acrilato, copolímeros de etileno-éster acrílico e copolímeros de bloco de poliolefina carboxilados ou de outra forma funcionalizados. Os polímeros mencionados acima com base em monômeros de éster de (met)acrilato ou éster de acetato precisam conter uma quantidade suficientemente elevada de monômeros de (met)acrilato ou acetato não esterificados ou outros grupos funcionais conforme detalhado abaixo.
[0036] Os copolímeros mencionados acima, isto é, polímeros feitos a partir de mais do que um tipo de monômero, podem ser copolímeros de tipo de bloco ou copolímeros aleatórios.
[0037] A quantidade do referido pelo menos um polímero disperso em água P compreendido na composição é de preferência entre 10 e 80% em peso, de preferência entre 15 e 60% em peso, em particular entre 20 e 45% em peso, mais preferencialmente entre 25 e 35% em peso, com base no peso total do vedante após secagem ao ar durante 7 dias a 40 °C.
[0038] Em modalidades preferenciais do vedante de componente único ou composição adesiva de acordo com a presente invenção, o pelo menos um polímero disperso em água P é selecionado a partir de polímeros de poliuretano, polímeros de poli (met)acrilato, copolímeros de estireno-(met)acrilato, vinil- copolímeros de acetato-etileno e copolímeros de acetato de vinil-(met)acrilato.
[0039] Os polímeros P devem ser funcionalizados, o que significa que eles contêm outros grupos funcionais selecionados de grupos de ácido carboxílico, grupos amino e grupos hidroxil, mas também podem compreender outros grupos funcionais, tais como anidrido, acrilato, silano e/ou grupos glicidilmetacrilato.
[0040] Em algumas modalidades preferenciais, a dispersão aquosa de polímero compreende um ou mais polímeros P dispersos em água, de preferência polímero(s) polimerizado(s) de forma livre obtida a partir de monômeros etilenicamente insaturados ou polímeros de poliuretano. De preferência, no caso de polímero(s) polimerizado(s) de radical livre, tal(ais) polímero(s) contem(êm) monômeros principais selecionados do grupo que consiste em (met)acrilatos de C1-C20-alquil, ésteres de vinil de ácidos carboxílicos contendo até 20 átomos de carbono, compostos aromáticos de vinil contendo até 20 átomos de carbono, nitrilas etilenicamente insaturadas, halogenetos de vinil, hidrocarbonetos não aromáticos tendo pelo menos duas ligações duplas conjugadas, ou misturas destes monômeros.
[0041] Em particular, os monômeros de éster acrílico incluindo o acrilato de metil, acrilato de etil, acrilato de butil, acrilato de 2-etil-hexil, acrilato de decil, metacrilato de metil, metacrilato de metil, metacrilato de butil, metacrilato de isodecil, acrilato de hidroxietil, metacrilato de hidroxietil e metacrilato de hidroxipropil; acrilamida ou acrilamidas de acetato de vinil; estireno ou estirenos substituídos; butadieno; acetato de vinil ou outros ésteres de vinil; acrilonitril ou metanocrilonitril; e similares, podem ser usados. Os monômeros contendo silicone, tais como, por exemplo, trialcoxissilanos incluindo trimetoxissilano de vinil, trialcoxissilanos de alil, incluindo trimetoxissilano metacriloxipropil, alquildialcoxissilanos de (met)acriloxialquil incluindo metildietoxissilano de metacriloxipropil, silanos de trialcoxi de (met)acriloxialcoxialquil incluindo trimetoxissilano de metacriloxietoxietil e trialcoxissilanos de mercaptoalquil incluindo trimetoxissilano de mercaptopropil podem também ser incorporados, preferivelmente em um nível dentre cerca de 0,01% a cerca de 6% em peso, com base no peso do copolímero de emulsão acrílica. Proporções de ácidos monocarboxílicos etilenicamente insaturados, tais como, por exemplo, de 0 a cerca de 7%, em peso, com base no peso do copolímero de emulsão acrílica, ácido metacrílico ou ácido acrílico, também podem ser preferencialmente usadas.
[0042] Os (met)acrilatos C1-C20-alquil preferenciais para a produção de polímeros à base de (met)acrilato P incluem ésteres alquílicos de ácido (met)acrílico com um radical alquil C1-C12, tal como (met)acrilato de metil, acrilato de n-butil, acrilato de etil e acrilato de 2-etil-hexil. Os polímeros obtidos por polimerização de misturas de ésteres de alquil de ácido acrílico e ésteres de alquil de ácido (met)acrílico podem ser mencionados como polímeros particularmente adequados.
[0043] Ésteres de vinil de ácidos carboxílicos contendo até 20 átomos de carbono adequados incluem, por exemplo, laurato de vinil, estearato de vinil, propionato de vinil, ésteres de vinil de ácidos monocarboxílicos saturados terciários, acetato de vinila e misturas de dois ou mais destes.
[0044] Os compostos de vinil aromáticos adequados incluem, por - -butilestireno, 4-n-butilestireno, 4-n- decilestireno e estireno. Acrilonitril e metacrilonitril são apresentados como exemplos de nitril adequados.
[0045] Os haletos de vinil adequados incluem, por exemplo, compostos etilenicamente insaturados substituídos por cloro, flúor ou bromo, tal como cloreto de vinila ou cloreto de vinilideno e misturas dos mesmos.
[0046] Para a preparação de polímeros P dispersos ou dispersíveis em água, baseados em monômeros acrílicos, e adequados, há hidrocarbonetos não aromáticos adequados adicionais contendo dentre 2 a 8 átomos de carbono e pelo menos duas ligações duplas olefínicas, tais como butadieno, isopreno e cloropreno.
[0047] Monômeros adicionais que podem estar presentes no polímero dispersível em água em uma quantidade de 0 - 40% em peso, preferencialmente dentre 0 a 20% em peso e mais preferencialmente 0,2-10% em peso, são especialmente (met)acrilatos de C1-C10-hidroxialquil, (met)acrilamidas e derivados dos mesmos substituídos no nitrogênio por C1-C4-alquil, ácidos carboxílicos etilenicamente não saturados, ácidos dicarboxílicos, seus semi-ésteres e anidretos, por exemplo, ácido (met)acrílico, ácido maleico, ácido fumárico, anidreto de ácido maleico, ácido maleico e semi-ésteres de ácido fumárico e ácido itacônico.
[0048] Os polímeros P dispersíveis ou dispersos em água adequados preferencialmente têm um peso molecular numérico médio (Mn) na faixa de 5.000 - 200.000 g/mol, preferencialmente 25.000 - 200.000 g/mol, mais preferencialmente 50.000 - 200.000 g/mol. Os polímeros dispersíveis ou dispersos em água adequados P preferivelmente têm um peso molecular médio ponderado (Mw) na faixa de 50.000 - 800.000 g/mol, preferencialmente 100.000 - 800.000 g/mol, mais preferencialmente 150.000 - 800.000 g/mol.
[0049] De preferência, o pelo menos um polímero P disperso ou dispersível em água tem um peso molecular médio numérico (Mn) de não mais do que 200.000 g/mol e um peso molecular médio ponderal (Mw) de pelo menos
100.000 g/mol.
[0050] A média numérica e o peso molecular médio podem ser determinados por cromatografia de permeação em gel usando poliestireno como padrão em uma solução de polímero em tetra-hidrofurano.
[0051] Os polímeros / copolímeros dispersos em água com base em monômeros etilenicamente insaturados que são úteis como polímero P podem ser preparados por polimerização de radical livre usando técnicas de polimerização de substância, solução, suspensão ou emulsão, que são conhecidas do especialista na técnica. De preferência, se o polímero P for à base de poliuretano, formando assim uma dispersão de poliuretano (PUD), a referida dispersão de polímero é obtida por dispersão de um polímero de poliuretano funcional NCO em água. De preferência, as dispersões de polímero P à base de (met)acrilato são obtidas por polimerização em emulsão, de modo que as dispersões de polímero aquosas sejam obtidas.
[0052] As dispersões de poliacrilato adequada e o método de preparação das mesmas são descritas, por exemplo, em EP 0490191 A2, DE 19801892 A1 e em EP 0620243.
[0053] Os polímeros dispersáveis adequados ou suas dispersões aquosas prontas para uso estão disponíveis comercialmente, por exemplo, a partir da BASF sob o nome comercial Acronal®, ou a partir da DOW sob o nome comercial Primal®, ou a partir da SYNTHOMER sob os nomes comerciais Plextol ® e Revacryl®.
[0054] Além disso, adequados e preferenciais como polímero P são os polímeros de poliuretano dispersíveis que, na forma dispersa em água, também são designados como dispersões de poliuretano (PUDs). Um requisito importante é que compreendam grupos funcionais selecionados de grupos de ácido carboxílico, grupos amino e grupos hidroxil. Além disso, esses polímeros estão disponíveis comercialmente como polímeros dispersíveis ou dispersões prontas para uso ou podem ser produzidos por métodos conhecidos.
[0055] O vedante de componente único ou composição adesiva de acordo com a presente invenção compreende como um segundo ingrediente essencial pelo menos um agente de reticulação C com função de epóxi ou isocianato disperso em água ou dissolvido em água com uma funcionalidade nominal de epóxi ou isocianato pelo menos 2, em que o referido reticulante C funcional com epóxi ou isocianato tem um peso molecular de pelo menos 1000 g/mol ou um peso molecular médio numérico Mn, determinado por meio de GPC contra poliestireno como padrão, de pelo menos 1000 g/mol, e em que a composição compreende entre 0,1 e 50, de preferência entre 0,1 e 10 partes em peso do referido reticulador C funcional com epóxi ou isocianato por 100 partes em peso do referido pelo menos um polímero disperso em água P.
[0056] O termo "funcionalidade nominal" (f) significa a funcionalidade média ou real de uma determinada substância ou polímero em relação a um grupo funcional específico. Por exemplo, um poliéter diol puro tem uma funcionalidade nominal de hidroxila de f = 2. Da mesma forma, a glicerina tem uma funcionalidade nominal de 3 em relação aos grupos hidroxil.
[0057] Em modalidades preferenciais, o referido reticulador C funcional com epóxi ou isocianato é um polímero ou resina.
[0058] Em modalidades preferenciais, o referido reticulador C funcional com epóxi ou isocianato é um polímero com uma estrutura orgânica selecionada de poliuretano, poliéter, poliéster, polibutadieno, policarbonato ou poliacrilato.
[0059] Na mesma ou em outras modalidades preferenciais, o referido reticulador C funcional com epóxi ou isocianato é um polímero funcional com isocianato com um teor de isocianato inferior a 10% em peso, de preferência inferior a 5% em peso, com base no polímero, em que o polímero é obtido a partir de um poliéter, poliéster, polibutadieno, policarbonato ou poliacrilato poliol e um poliisocianato, de preferência um poliisocianato alifático.
[0060] Um poliisocianato adequado é especialmente um poliisocianato comercialmente disponível, especialmente di- ou triisocianatos aromáticos, preferencialmente difenilmetano 4,4'- ou 2,4'- ou 2,2'-diisocianato ou quaisquer misturas destes isômeros (MDI), tolileno 2,4- ou 2,6-diisocianato ou qualquer misturas destes isômeros (TDI), misturas de homólogos MDI e MDI (MDI ou PMDI polimérico), fenileno 1,3- ou 1,4- diisocianato, 2,3,5,6-tetrametil-1,4-diisocianatobenzeno, naftaleno 1,5-diisocianato (NDI), 3,3'-dimetil-4,4'-diisocianatodifenilo (TODI), diisocianato de dianisidina (DADI), tris (4-isocianatofenil) metano ou tris (4-isocianatofenil) tiofosfato; preferencialmente MDI ou TDI; di- ou triisocianatos alifáticos, cicloalifáticos ou arilalifáticos, preferencialmente 1,4-diisocianato de tetrametileno, 1,5-diisocianato de 2- metilpentametileno, 1,6-diisocianato de hexametileno (HDI), 2,2,4- e / ou 2,4 , 1,6- diisocianato de 4-trimetil-hexametileno (TMDI), 1,10-diisocianato de decametileno, 1,12-diisocianato de dodecametileno, diisocianato de lisina ou diisocianato de éster de lisina, 1,3- ou 1,4-diisocianato de ciclohexano, 1-metil-2,4- e / ou -2,6- diisocianatociclohexano (H6TDI), 1-isocianato-3,3,5-trimetil-5-
isocianatometilciclohexano (IPDI), di-isocianato de perhidro-2,4'- e / ou -4,4'- difenilmetano (H12MDI), 1,3- ou 1,4-bis- (isocianatometil) ciclohexano, diisocianato de m- ou p-xilileno, tetrametilxilileno 1,3- ou 1,4- diisocianato, 1,3,5-tris (isocianatometil) benzeno, bis (1-isocianato-1-metiletil)naftaleno, isocianatos de ácidos graxos dímero ou trímero, tais como, em particular, 3,6-bis (9- isocianatononil)-4,5-di-(1-heptenil)ciclohexeno (dimeril diisocianato); preferencialmente H12MDI ou HDI ou IPDI; oligômeros ou derivados dos di- ou triisocianatos mencionados, especialmente derivados de HDI, IPDI, MDI ou TDI, especialmente oligômeros contendo grupos uretdiona ou isocianurato ou iminooxadiazinodiona ou vários grupos dentre esses; ou derivados di- ou polifuncionais contendo grupos éster ou ureia ou uretano ou biureto ou alofanato ou carbodi-imida ou uretonimina ou oxadiazinotriona ou vários grupos dentre esses. Na prática, poliisocianatos deste tipo são tipicamente misturas de substâncias com diferentes graus de oligomerização e/ou estruturas químicas. Eles têm, especialmente, uma funcionalidade de NCO média de 2,1 a 4,0.
[0061] Um poliisocianato particularmente preferencial é o HDI, IPDI, H12MDI, TDI, MDI ou uma forma de MDI que fica líquida à temperatura ambiente.
[0062] Uma forma de MDI que é líquida à temperatura ambiente é 4,4'-MDI liquefeita por modificação química parcial - especialmente carbodiimidização ou formação de uretonimina ou formação de aduto com polióis - ou é uma mistura de 4,4'-MDI com outro MDI isômeros (2,4' -MDI e / ou 2,2' -MDI), e / ou com oligômeros MDI e / ou homólogos MDI (PMDI), que foram trazidos seletivamente por mistura ou resultam do processo de produção.
[0063] Poliisocianatos preferenciais para a preparação de um polímero de poliuretano contendo grupos isocianato são os poliisocianatos já mencionados, especialmente os diisocianatos, especialmente MDI, TDI, IPDI, HDI ou H 12 MDI. Preferenciais são os alifáticos, tais como isocianatos, em particular IPDI, HDI ou H12MDI. O mais preferencial é o IPDI. Esta preferência se refere ao reticulador C. No caso de um polímero à base de poliuretano P ser usado, ele pode ser baseado em qualquer isocianato mencionado acima, sem limitação ou preferência.
[0064] Um polímero de poliuretano contendo grupos isocianato adequados como reticulante C é em particular obtido a partir da reação de pelo menos um poliol com uma quantidade superestequiométrica de pelo menos um poliisocianato. A reação é preferencialmente conduzida com exclusão de umidade a uma temperatura na gama de 50 a 160 °C, opcionalmente na presença de catalisadores adequados. A razão NCO / OH está preferencialmente na faixa de 1,3 / 1 a 2,5 / 1. O poliisocianato remanescente após a conversão dos grupos OH na mistura de reação, especialmente diisocianato monomérico, pode ser removido se necessário, especialmente por meio de destilação, que é preferível no caso de uma relação NCO / OH elevada. No entanto, quaisquer monômeros de isocianato restantes provavelmente serão extintos quando o pré-polímero for disperso ou dissolvido em água. O polímero de poliuretano obtido preferencialmente tem um teor de grupos isocianato livres no intervalo de 0,5% a 10% em peso, especialmente 1% a 5% em peso, mais preferencialmente 1% a 3% em peso. O polímero de poliuretano pode, opcionalmente, ser preparado com o uso adicional de plastificantes ou solventes, caso em que os plasticizantes ou solventes utilizados não contenham quaisquer grupos reativos com os isocianatos.
[0065] Os polióis adequados para a síntese de polímeros funcionais de isocianato adequados como reticulador C funcional de isocianato são polióis comerciais ou suas misturas, especialmente politéres poliois, especialmente polioxialquilenodiois e/ou polioxialquilenotriois, especialmente produtos de polimerização de óxido de etileno ou óxido de 1,2-propileno ou éter de 1,2- ou 2,3-butileno ou oxetano ou tetra-hidrofurano ou misturas dos mesmos, em que estes podem ter sido polimerizados com a ajuda de uma molécula de partida que possui dois ou mais átomos de hidrogênio ativos, especialmente uma molécula de partida tal como água, amônia ou um composto que tem uma múltiplos grupos OH ou NH, por exemplo 1,2-etanodiol, 1, 2 ou 1, 3-propanodiol, neopentilglicol, dietilenoglicol, trietilenoglicol, dipropileno glicois isoméricos ou tripropilenoglicois, butanodiois isoméricos, pentanodiois, hexanodiois, heptanodiois, octanodiois, nonanodiois, decanodiois, undecanodiois, 1,3 ou-1,4-ciclohexanodimetanol, bisfenol A, bisfenol A hidrogenado, 1,1,1-trimetiloletano, 1,1,1-trimetilolpropano, glicerol ou anilina ou misturas dos compostos acima mencionados. Do mesmo modo são adequados poliéter-polióis com partículas de polímero nela dispersas, especialmente aquelas com partículas de estireno-acrilonitril (SAN) ou partículas de polidrazodicarbonamida ou poliureia (PHD).
[0066] Polióis poliéter preferenciais são polioxipropilenodióis e/ou polioxipropilenotrióis, ou os chamados polioxipropilenodióis ou -trióis terminados em óxido (terminados em EO) polioxipropilenotrióis. Estes últimos são polióis de polioxietileno-polioxipropileno misturados que são especialmente obtidos em que os polioxipropilenodióis ou -trióis, após conclusão da reação de polipropoxilação, são ainda alcoxilados com óxido de etileno e consequentemente têm grupos hidroxilo primários.
[0067] Polióis de poliéter preferenciais têm um grau de insaturação inferior a 0,02 meq / g, especialmente inferior a 0,01 meq / g. Poliéster polióis, também chamados de oligoesteróis, preparados por processos conhecidos, especialmente por policondensação de ácidos hidroxicarboxílicos ou lactonas ou policondensação de ácidos policarboxílicos alifáticos ou aromáticos com alcoóis di- ou polihídricos. É dada preferência a poliéster-dióis da reação de álcoois di-hídricos, tais como, em particular, 1,2- etanodiol, dietilenoglicol, 1,2-propanodiol, dipropilenoglicol, 1,4-butanodiol, 1,5- pentanodiol, 1 , 6-hexanodiol, neopentilglicol, glicerol, 1,1,1-trimetilolpropano ou misturas dos alcóois supramencionados, com ácidos dicarboxílicos orgânicos ou os anidridos ou seus ésteres, tais como, em particular, ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido subérico, ácido sebácico, ácido dodecanodicarboxílico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico ou ácido hexahidroftálico ou misturas dos ácidos supramencionados, ou poliéster polióis formados a partir de lactonas, tais como, -caprolactona. Preferência particular é dada aos poliésteres polióis formados a partir do ácido adípico ou ácido sebácico ou ácido dodecanodicarboxílico e hexanodiol ou neopentil glicol. Polióis de policarbonato como se pode obter pela reação, por exemplo, os álcoois acima referidos - usados para formar os polióis de poliéster com carbonatos de dialquil, carbonatos de diaril ou fosgênio. Co-polímeros em bloco tendo pelo menos dois grupos de hidroxil e tendo pelo menos dois blocos diferentes tendo poliéter, estrutura de poliéster e/ou policarbonato do tipo acima descrito, especialmente polióis de poliéster de poliéter.
Polióis de poliacrilato e polióis de polimetacrilato. Gorduras e óleos polihidroxi-funcionais, por exemplo, gorduras e óleos naturais, especialmente óleo de rícino; ou polióis obtidos pela modificação química das gorduras e óleos naturais - os chamados polióis oleoquímicos - por exemplo, epoxipoliésteres ou epoxipoliéteres obtidos pela oxidação de óleos insaturados e subsequente abertura do anel com ácidos carboxílicos ou álcoois, ou polióis obtidos pela hidroformilação e hidrogenação de óleos insaturados; ou polióis obtidos de gorduras e óleos naturais pelo processo de degração, tais como alcoólise ou ozonólise e subsequente ligação química, por exemplo, por transesterificação ou dimerização, dos produtos de degradação ou derivados dos mesmos assim obtidos. Os produtos de degradação adequados de gorduras e óleos naturais são, especialmente, ácidos graxos e alcoóis graxos e também ésteres de ácidos graxos, especialmente, os ésteres metílicos (FAME), que podem ser derivados para ésteres hidroxi de ácido graxos por hidroformilação e hidrogenação. Polióis poli-hidrocarbono, também chamado de oligohidrocarbonóis, por exemplo, poliolefinas polihidroxi-funcionais, poli-isobutilenos, poli-isoprenos; polihidroxi do etileno-propileno funcional, etileno-butileno ou copolímeros de etileno-propileno-dieno, como produzido, por exemplo, por Polímeros Kraton; polímeros de dienos polihidroxi-funcionais, especialmente de 1,3-butadieno, o qual pode também ser espeicalmente preparado por polimerização aniônica em particular; copolímeros polihidroxi de dienos funcionais como 1,3-butadieno ou misturas de dieno e monômeros de vinil como estireno, acrilonitrila, cloreto de vinil, de acetato de vinil, álcool vinil, isobutileno e isopreno, por exemplo copolímeros de acrilonitrila/butadieno de polihidroxi funcional, como preparável, por exemplo, de epóxidos ou amino álcoois e copolímeros de acrilonitrila/butadieno terminados em carboxil (comercialmente disponíveis, por exemplo, sob o nome de Hypro® CTBN ou CTBNX ou ETBN de Emerald Performance Materials); e polihidroxi hidrogenado de polímeros funcionais ou copolímeros de dienos.
[0068] Também especialmente adequadas são misturas de polióis.
[0069] É dada preferência a poliéter-polióis, poliéster-polióis, polióis de policarbonato, polióis de poli (met) acrilato ou polióis de polibutadieno.
[0070] Preferência particular é dada a poliéter polióis, poliéster polióis, especialmente poliéster polióis alifáticos, ou polióis de policarbonato, especialmente polióis de policarbonato alifático.
[0071] Os mais preferenciais são poliéter polióis, especialmente polioxipropilenodiol ou trióis ou polioxipropilenodiol ou trióis terminados em óxido de etileno.
[0072] É dada preferência a polióis tendo um peso molecular médio na gama de 400 a 20.000 g/mol, de preferência de 1.000 a 15.000 g/mol.
[0073] É dada preferência a polióis tendo uma funcionalidade OH média na faixa de 1,6 a 3.
[0074] Preferência é dada aos polióis que são líquidos à temperatura ambiente.
[0075] Na preparação de um polímero de poliuretano contendo grupos isocianato, também é possível usar frações de álcoois di- ou polifuncionais, especialmente 1,2-etanodiol, 1,2-propanodiol, 1,3-propanodiol, 2-metil-1, 3- propanodiol, 1,2-butanodiol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, 1,3-pentanodiol, 1,5- pentanodiol, 3-metil-1,5-pentanodiol, neopentilglicol, dibromoneopentilglicol, 1,2- hexanodiol, 1,6-hexanodiol, 1,7-heptanodiol, 1,2-octanodiol, 1,8-octanodiol, 2-etil- 1,3-hexanodiol, dietilenoglicol, trietilenoglicol, dipropilenoglicol, tripropileno glicol, 1,3- ou 1,4-ciclohexanodimetanol, bisfenol A etoxilado, bisfenol A propoxilado, ciclohexanodiol, bisfenol A hidrogenado, álcoois de ácidos graxos diméricos, 1,1,1-trimetiloletano, 1,1,1-trimetilolpropano, glicerol, pentaeritritol, álcoois de açúcar tais como, em particular, xilitol, sorbitol e manitol, ou açúcares tais como, em particular, sacarose ou derivados alcoxilados dos álcoois mencionados ou misturas dos álcoois mencionados.
[0076] O polímero de poliuretano contendo grupos isocianato adequados como reticulador C p tem preferivelmente um peso molecular médio na faixa de 1'500 a 20.000 g/mol, especialmente 2'000 a 15'000 g/mol.
[0077] É preferivelmente líquido à temperatura ambiente.
[0078] Em modalidades preferenciais, a composição de acordo com a presente invenção compreende, de preferência juntamente com um reticulador Cfuncional com isocianato, uma aldimina de fórmula (I).
(I)
[0079] Na fórmula (I), A é o resto de uma amina após a remoção de n grupos amino primários e m grupos HX; n é 1 ou 2 ou 3 ou 4; m é 0 ou 1 ou 2 ou 3 ou 4, com a previsão de que m + n é 2 ou 3 ou 4; R 1 e R2 são cada um independentemente um radical de hidrocarboneto monovalente com 1 a 12 átomos de C, ou juntos formam um radical de hidrocarboneto divalente com 4 a 12 átomos de C que faz parte de um anel carbocíclico opcionalmente substituído com 5 a 8, de preferência 6, átomos de C; R3 é um átomo de hidrogênio ou um radical alquil-, cicloalquil-, arilalquil- ou alcoxicarbonil com 1 a 12 átomos de C; R4 é um átomo de hidrogênio ou um radical monovalente com 1 a 20 átomos de C selecionados de alquil-, cicloalquil-, arilalquil-, aril-, -OR5 -SR5 NR5 5 que R5 5 juntos formam um radical alquileno que é parte de um anel de 5, 6 ou 7 membros; e X é O ou S ou NR6, em que R6 é um radical de hidrocarboneto com 1 a 20 átomos de C que é opcionalmente substituído por um éster de ácido carbônico, nitrila, nitro, éster de ácido fosfônico, sulfona ou grupo éster de ácido sulfônico.
[0080] De preferência, A é um radical selecionado do grupo que consiste em 2-metil-1,5-pentileno; 1,6-hexileno; 2,2 (4), 4-trimetil-1,6-hexametileno; 1,8- octileno; 1,10-decileno; 1,12-dodecileno; (1,5,5-trimetilciclohexan-1-il) metano-1.3; 1,3-ciclohexileno-bis (metileno); 1,4-ciclohexileno-bis(metileno); 1,3-fenileno- bis(metileno); 2- e / ou 4-metil-1,3-ciclohexileno; 3-oxa-1,5-pentileno; 3,6-dioxa- 1,8-octileno; 4,7-dioxa-1,10-decileno; , -polioxipropileno tendo um peso molecular na faixa de 170 a 450 g/mol; e tris ( -polioxipropileno) iniciado por trimetilolpropano com um peso molecular médio na faixa de 330 a 450 g/mol.
[0081] Em particular e preferencialmente, A é 1,6-hexileno; (1,5,5- trimetilciclohexano-1-il)metano-1,3; 3-oxa-1,5-pentileno; , -polioxipropileno com um peso molecular médio de cerca de 200 g/mol ou trimetilolpropano tris ( polioxipropileno) com um peso molecular médio de cerca de 390 g/mol.
[0082] Mais preferencialmente, A é 1,6-hexileno ou (1,5,5- trimetilciclohexano-1-il)metano-1,3.
[0083] De preferência, R1 e R2 são cada um metil.
[0084] De preferência, R3 é hidrogênio.
[0085] R4 é de preferência um radical alquil linear com 11 a 20 átomos de C, em particular um radical alquil linear com 11 átomos de C.
[0086] Estas aldiminas são de baixa viscosidade e virtualmente inodoras antes, durante e após a ativação hidrolítica e reticulação com isocianatos.
[0087] De preferência, m é 0 e n é 2 ou 3, especialmente 2.
[0088] No caso em que m é 1, n é preferencialmente 1.
[0089] No caso em que m é 1, X é preferencialmente O.
[0090] Uma aldimina da fórmula (I) é obtida em particular a partir da reação de condensação de pelo menos uma amina primária da fórmula (II) com pelo menos um aldeído da fórmula (III).
(II) (III)
[0091] Nas fórmulas (II) e (III), os parâmetros m, n, A, X, R1, R2, R3, e R4 têm os mesmos significados definidos acima.
[0092] Para esta reação de condensação, o aldeído da fórmula (III) é preferencialmente usado estequiometricamente ou mais do que estequiometricamente com base nos grupos amino primários da amina da fórmula (II). A reacção é vantajosamente realizada a uma temperatura na gama de 15 a 120 °C, se apropriado na presença de um solvente ou sem solvente. A água libertada é removida de preferência, por exemplo azeotropicamente por meio de um solvente adequado, ou directamente da mistura reaccional por aplicação de vácuo.
[0093] As aminas preferenciais de fórmula (II) são selecionadas a partir do grupo que consiste em 1,5-diamino-2-metilpentano, 1,6-hexanodiamina, 2,2,4- e 2,4,4-trimetil-hexametilenodiamina, 1, 8-octanodiamina, 1,10-decanodiamina, 1,12-dodecanodiamina, 1-amino-3-aminometil-3,5,5-trimetilciclohexano, 1,3-bis (aminometil) ciclohexano, 1,4-bis (aminometil) ciclohexano, 1,3-bis (aminometil)
benzeno, 2- e / ou 4-metil-1,3-diaminociclohexano, 2- (2-aminoetoxi) etanol, 3,6- dioxaoctano-1,8 diamina, 4,7 -dioxadecano-1,10-diamina e aminas de polioxipropileno com um peso molecular médio na faixa de 200 a 500 g/mol, em particular Jeffamine® D-230, Jeffamine® D-400 e Jeffamine® T-403.
[0094] As aldiminas, conforme descrito acima, são poliaminas latentes e melhoram o desempenho mecânico das composições de acordo com a presente invenção, em particular composições que compreendem um reticulador Cfuncional com isocianato.
[0095] Em algumas modalidades preferenciais do vedante de componente único inventivo ou composição adesiva, o referido reticulador C funcional com epóxi ou isocianato é uma resina com funcionalidade epóxi, de preferência com um peso equivalente de epóxi entre 100 e 3000 g/eq, em particular entre 100 e 1500 g/eq.
[0096] A resina epóxi com mais de um grupo epóxi por molécula em média adequada como reticulador C é de preferência uma resina epóxi líquida ou uma resina epóxi sólida. O termo "resina epóxi sólida" é muito familiar para o especialista na técnica de epóxidos e é usado em contraste com "resinas epóxi líquidas". A temperatura de transição vítrea das resinas sólidas está acima da temperatura ambiente, ou seja, à temperatura ambiente elas podem ser quebradas em partículas de fluxo livre.
[0097] Resinas epóxi sólidas preferenciais tem fórmula (X):
[0098] Aqui, os substituintes R e R representam, cada um, independentemente, H ou CH3. Além disso, o subscrito s representa um número > 1,5, em particular um número de 2 a 12.
[0099] Tais resinas de epóxi sólidas são comercializadas por exemplo pela Dow, Huntsman e Hexion.
[0100] Os compostos de fórmula (X) com um subscrito s entre 1 e 1,5 são designados por resinas epóxi semisólidas pelo especialista na técnica. Para a presente invenção aqui, eles também são considerados como resinas sólidas. No entanto, as resinas epóxi no sentido mais restrito são preferenciais, ou seja, para as quais o subscrito s tem um valor > 1,5.
[0101] As resinas epóxi líquidas preferenciais têm a fórmula (XI):
[0102] Aqui, os substituintes R e R representam, cada um, independentemente, H ou CH3. Além disso, o subscrito r representa um número de 0 a 1. O subscrito r representa preferencialmente um número inferior a 0,2.
[0103] Estes compostos são, portanto, preferencialmente éteres diglicidílicos de bisfenol A (DGEBA), bisfenol F e bisfenol A/F (a designação "A / F" aqui se refere a uma mistura de acetona e formaldeído usada como matéria- prima em sua fabricação). Tais resinas líquidas estão disponíveis, por exemplo, como Araldite® GY 250, Araldite® PY 304, Araldite® GY 282 (Huntsman) ou D.E.R. .E.R.
[0104] Além disso, "novolacs" são adequados como reticulador C. Estes têm em particular a seguinte fórmula: em que R2 = ou CH2, R1 = H ou metil e z = 0 a 7.
[0105] Aqui, podem ser em particular fenol ou novolacs de cresol (R2 = CH2).
[0106] Essas resinas epóxi estão comercialmente disponíveis sob os nomes comerciais EPN ou ECN, bem como Tactix® da Huntsman ou como a linha de produtos D.E.N.
[0107] Os reticuladores funcionais de epóxi C adequados são, em particular: - Éteres glicidílicos de álcoois C2 C30 bifuncionais saturados ou insaturados, ramificados ou não ramificados, cíclicos ou de cadeia aberta, em particular selecionados a partir do grupo que consiste em etilenoglicol glicidil éter, butanodiol glicidil éter, hexanodiol glicidil éter, octanodiol glicidil éter dimetílico, ciclohexanodiol éter diglicidílico e éter diglicidílico neopentilglicol; - Éteres de glicidil de álcoois tri- ou polifuncionais, saturados ou insaturados, ramificados ou não ramificados, cíclicos ou de cadeia aberta, tais como óleo de rícino epoxizado, trimetilolpropano epoxizado, éteres de pentaeritrol ou poliglicidil de polióis alifáticos como sorbitol, glicerol ou trimetilol propano, e similares; - Éteres glicidílicos de compostos fenol e compostos de anilina, em particular N,N-diglicidil anilina e éter p-aminofenil triglicidílico; - Ácidos di- e policarboxílicos epoxidados, em particular éster diglicidílico do ácido ftálico, éster diglicidílico do ácido tetra- e hexa-hidroftálico e ésteres diglicidílicos de ácidos graxos diméricos, bem como éster glicidílico do ácido tereftálico e éster glicidílico do ácido trimelítico; - Os polióis de poliéter epoxidados di- ou difuncionais ou trifuncionais, de peso molecular baixo ou elevado, particularmente: éter de diglicidil de glicol de polietileno ou éter de diglicidil de glicol de polipropileno. - Resinas epóxi, em particular éteres diglicidílicos de bisfenol A e / ou F.
[0108] Éter diglicidílico hexanodiol, éter diglicidílico de polipropilenoglicol e éter diglicidílico de polietilenoglicol são especialmente preferenciais.
[0109] Resina epóxi líquida adequada compreende resinas epáxi técnicas habituais que são fluidas à temperatura ambiente e tem uma temperatura de transição vítrea abaixo de 25 °C. Elas são obtidas convencionalmente a partir da glicidilização de compostos com pelo menos dois átomos de hidrogênio ativo, mais particularmente de polifenóis, polióis ou aminas, por reação com epicloridrina.
[0110] Resinas epóxi alifáticas ou cicloalifáticas, mais particularmente, são adequadas como resina epóxi líquida éteres glicidílicos de alcoóis C2 a C30 di, tri ou tetrafuncionais de cadeia aberta ou cíclica ramificados ou não ramificados saturados ou insaturados, mais particularmente etilenoglicol, propilenoglicol, butilenoglicol, hexanodiol, octanodiol, polipropileno glicóis, dimetilolciclohexano, neopentil glicol, dibromoneopentil glicol, óleo de rícino, trimetilolpropano, trimetiloletano, pentaeritritol, sorbitol ou glicerol ou glicerol alcoxilado ou trimetilolpropano alcoxilado; - éteres de glicidil de resinas de bisfenol hidrogenado A, F ou A/F ou bisfenol líquido hidrogenado em anel A, F ou A/F; - derivados de N-glicidil de hidantoínas, amidas ou bases heterocíclicas de nitrogênio, tais como, em particular, cianurato de triglicidilo ou isocianurato de triglicidilo.
[0111] São preferenciais como resina epóxi líquida as resinas epoxi aromáticas, mais particularmente - éteres de glicidil of polifenóis, mais particularmente de resorcinol, hidroquinona, pirocatecol, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propano (bisfenol A), bis(hidróxifenyl)metano (bisfenol F), bisfenol A/F, bis (4-hidroxi-3- metilfenil)metano, 2,2-bis(4-hidroxi-3-metilfenil)propano (bisfenol C), bis(3,5- dimetil-4-hidroxifenil)metano, 2,2-bis(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)propano, 2,2- bis(3,5-dibromo-4-hidroxifenil)propano, 2,2-bis(4-hidroxi-3-terc-butilfenil)propano, 2,2-bis(4-hidroxifenil)butano (bisfenol B), 3,3-bis(4-hidroxifenil)pentano, 3,4-bis(4- hidroxifenil)hexano, 4,4-bis(4-hidroxifenil)heptano, 2,4-bis(4-hidroxifenil)-2- metilbutano, 2,4-bis(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-2-metilbutano, 1,1-bis(4- hidroxifenil)ciclohexano (bisfenol Z), 1,1-bis(4-hidroxifenil)-3,3,5- trimetilciclohexano (bisfenol TMC), 1,1-bis(4-hidroxifenil)-1-feniletano, 1,4-bis[2-(4- hidroxifenil)-2-propil]benzeno (bisfenol P), 1,3-bis[2-(4-hidroxifenil)-2- propil]benzeno (bisfenol M), 4,4'-di-hidroxibifenil (DOD), 4,4'- dihidroxibenzofenona, bis(2-hidroxinaft-1-il)metano, bis(4-hidroxinaft-1-il)metano, 1,5-di-hidroxinaftaleno, tris(4-hidroxifenil)metano, 1,1,2,2-tetraquis(4- hidroxifenil)etano, éter bis(4-hidroxifenil) ou bis(4-hidroxifenil) sulfona; - Os éteres de glicidil de produtos de condensação de fenóis com aldeídos, obtidos sob condições ácidas, particularmente éteresde glicidil de novolacs de fenol-formaldeído ou de novolacs de cresol-formaldeído; - produtos de glicidilização de aminas aromáticas, mais particularmente de anilina, toluidina, 4-aminofenol, 4,4'-metilenodifenildiamina, 4,4'-metilenodifenildi(N-metil)amina, 4,4'-[1,4-fenilenobis(1- metiletilideno)]bisanilina (bisanilina P) ou 4,4'-[1,3-fenilenobis(1-metiletilideno)] bisanilina (bisanilina M).
[0112] Particularmente preferenciais como resina epóxi líquida são éteres de diglicidilo de bisfenol A ou bisfenol F ou bisfenol A/F, tal como estão disponíveis comercialmente, por exemplo, a partir de Dow, Huntsman ou Momentive. Estas resinas epóxi líquidas têm viscosidade prontamente controlável e permitem elevadas propriedades de resistência resiliência.
[0113] O vedante de componente único à base de água ou composição adesiva inventiva compreende, de preferência, pelo menos um preenchedor.
[0114] O termo "preenchedor" refere-se na presente divulgação a materiais particulados sólidos, que são comumente usados como preenchedores em composições vedantes ou adesivas de componente único à base de água e que, de preferência, têm baixa solubilidade em água. Preferencialmente, o preenchedor tem uma solubilidade em água menor que 0,1 g/100 g de água, mais preferencialmente menor que 0,05 g/100 g de água, ainda mais preferencialmente menor que 0,01 g/100 g de água, a uma temperatura de 20 °C.
[0115] O preenchedor influencia as propriedades reológicas da composição não curada e também as propriedades mecânicas e a natureza da superfície da composição totalmente curada. Os preenchedores adequados são preenchedores inorgânicos e orgânicos, como por exemplo natural, solo ou gizes precipitados (que consistem inteiramente ou principalmente por carbonato de cálcio), e que são opcionalmente revestidos com ácidos graxos, ácido esteárico, mais particularmente; sulfato de bário (BaSO 4, também chamado de bário ou espato pesado), caulim calcinado, óxidos de alumínio, hidróxidos de alumínio, sílicas, especialmente sílicas divididas finamente a partir de processos de pirólise, negros de carbono, especialmente negro de carbono fabricado industrialmente, dióxido de titânio, pós de PVC, ou esferas ocas. Os preenchedores preferenciais são os carbonatos de cálcio, os caulinos calcinados, negro de carbono, sílicas finamente divididas, e filtros retardadores de chama, tais como hidróxidos ou hidratos, especialmente os hidróxidos ou os hidratos de alumínio, de preferência o hidróxido de alumínio.
[0116] É perfeitamente possível e até pode ser uma vantagem usar uma mistura de diferentes cargas.
[0117] Muito preferencial como material de preenchimento para a composição da invenção é giz (carbonato de cálcio). Especialmente preferencial é o giz não revestido, mais preferencialmente não revestido, giz de solo, como por exemplo disponível sob o nome Omyacarb® 40 GU (Omya AG, Suiça).
[0118] O tipo e quantidade de carga não é particularmente limitado na presente invenção. Os exemplos de cargas adequadas incluem carbonato de cálcio, sulfato de cálcio e minerais contendo cálcio, tais como calcário, calcite, calcário, dolomite, volastonite, gesso, apatite, rocha fosfática e misturas dos mesmos.
[0119] Preferencialmente, o preenchedor tem um tamanho de partícula mediano d50 na faixa de 1,0 a 100,0 µm, mais preferencialmente de 1,0 60,0 µm, mais preferencialmente de 2,0 50,0 µm.
[0120] O termo "tamanho de partícula mediano d 50" refere-se, na presente divulgação, a um tamanho de partícula abaixo do qual 50% de todas em volume são menores do que o valor d50 diâmetro esférico equivalente da área de uma partícula. A distribuição de tamanho de partículas pode ser medida por difração a laser de acordo com o método descrito na norma ISO 13320:2009. Um dispositivo Mastersizer 2000 (marca registrada da Malvern Instruments Ltd, GB) pode ser usado na medição da distribuição de tamanho de partículas.
[0121] De preferência, um ou mais preenchedores estão presentes no vedante de componente único ou composição adesiva em uma quantidade total de 10,0 - 60,0% em peso, de preferência 15,0 - 50,0% em peso, mais preferencialmente 20,0 - 45,0% em peso, com base no peso total do vedante de componente único ou composição adesiva.
[0122] Em modalidades preferenciais, a composição vedante de acordo com a presente invenção compreende pelo menos um preenchedor selecionado dentre carbonato de cálcio e/ou dióxido de titânio.
[0123] De acordo com uma ou mais modalidades, em que o uso pretendido do vedante de componente único ou composições adesivas é um revestimento, o teor de água do vedante de componente único ou composição adesiva é de 10,0 - 70,0% em volume, de preferência 25,0 - 60,0% por volume, mais preferencialmente 35,0 - 50,0% em volume, com base no volume total do vedante de componente único ou composição adesiva.
[0124] De acordo com uma ou mais modalidades, em que o uso pretendido do vedante de componente único ou composições adesivas é vedante de junta ou adesivo, o teor de água do vedante de componente único ou composição adesiva é de 15,0 - 45,0% em volume, de preferência 20,0 - 35,0% em volume, mais preferencialmente 24,0 - 30,0% em volume, com base no volume total do vedante de componente único ou composição adesiva.
[0125] De acordo com uma ou mais modalidades, a quantidade de dispersão aquosa de polímero é de 10,0 - 70,0% em peso, de preferência 20,0 - 60,0% em peso, mais preferencialmente 25,0 - 40,0% em peso, com base no peso total do vedante de componente único ou composição adesiva.
[0126] De acordo com uma ou mais modalidades, o vedante de componente único ou composição adesiva tem um teor de sólidos de 40-90% em peso, de preferência 50-88% em peso, mais preferencialmente 65-85% em peso.
[0127] O teor de sólidos, conforme usado neste documento, refere-se à porção da composição adesiva de dispersão aquosa que, quando aquecida a uma temperatura de 105 °C durante uma hora a uma atmosfera, a pressão não volatiliza. Portanto, o teor de sólidos refere-se a materiais poliméricos, plastificantes não voláteis, sólidos inorgânicos e materiais orgânicos não voláteis, em que a porção não sólida é geralmente constituída por água e quaisquer materiais orgânicos são rapidamente volatilizados a 105 °C.
[0128] De acordo com uma ou mais modalidades, a dispersão de polímero aquosa tem um teor de sólidos de 40 a 80% em peso, preferencialmente 50 a 75% em peso, mais preferencialmente 55 a 70% em peso.
[0129] De acordo com uma ou mais modalidades, a razão em peso de água para polímero P no vedante de componente único ou composição adesiva está entre 3:2 e 1:4, de preferência entre 1:1 e 1:3, mais preferencialmente entre 9:11 e 3:7.
[0130] De acordo com uma ou mais modalidades, os polímeros dispersos em água P estão presentes no vedante de componente único ou na composição adesiva em uma quantidade total de 5,0 - 65,0% em peso, de preferência 10,0 -
55,0% em peso, mais preferencialmente 15,0 - 45,0% em peso, com base no peso total do vedante de componente único ou composição adesiva antes da secagem.
[0131] O vedante de um único componente ou composição adesiva compreende preferencialmente o referido pelo menos um polímero P disperso em água com uma quantidade entre 10 e 40% em peso, de preferência entre 12 e 30% em peso, mais preferencialmente entre 15 e 25% em peso -%, com base no peso total da composição antes da secagem.
[0132] O vedante de componente único ou composição adesiva contém preferencialmente uma base em uma quantidade que torna o pH da composição entre > 7 e 10, de preferência entre 8 e 9. O uso de uma base ajuda a melhorar o prazo de validade da composição e facilita a preparação.
[0133] Todos os disponíveis comercialmente, de preferência solúveis em água, podem ser usados em uma quantidade que torne a composição alcalina, de preferência dentro dos limites especificados acima. Por exemplo adequadas são as bases inorgânicas, tais como NaOH, KOH ou LiOH, ou bases orgânicas, em particular aminas.
[0134] Em modalidades preferenciais, a referida base é um composto de amina volátil. O termo "volátil" significa, neste contexto, que a base é móvel e pode evaporar sob condições padrão da composição após a cura / secagem.
[0135] O vedante de componente único ou composição adesiva de acordo com a presente invenção pode conter, além disso, pelo menos um aditivo selecionado da lista que consiste em um agente de tixotropia, um dispersante, um preenchedor, um plastificante, um emulgador, um pigmento e um biocida. Além disso, a composição inventiva pode compreender um plastificante.
[0136] O vedante de componente único ou composição adesiva contém ainda opcionalmente um ou mais plastificantes, de preferência tendo pelo menos um grupo éster ou éter. O uso de um plastificante depende da aplicação pretendida e do polímero P usado. Polímeros muito macios P com uma Tg muito baixa, como, por exemplo -60 °C, não requerem necessariamente a adição de um plastificante. Além disso, se o vedante de componente único ou composição adesiva se destina a ser usado como um adesivo elástico, o plastificante também pode ser minimizado ou omitido na composição. Para usos em que um vedante de junta mole (com baixa dureza Shore A) ou um revestimento é necessário, e / ou quando se usa um polímero P com uma Tg mais alta, como por exemplo -10 °C, o uso de um plastificante é recomendado.
[0137] O termo "temperatura de transição vítrea" (abreviado como "Tg")refere-se à temperatura medida por calorimetria de varredura diferencial (DSC) de acordo com o padrão ISO 11357 acima do qual a temperatura de um componente de polímero se torna suave ou flexível e abaixo do qual se torna duro e vítreo. As medições podem ser realizadas com um dispositivo Mettler Toledo 822e a uma taxa de aquecimento de 2 °C/min. Os valores de T g podem ser determinados a partir da curva DSC medida com a ajuda do software DSC.
[0138] Os plastificantes adequados são substâncias orgânicas inertes, líquidas ou sólidas, com baixa pressão de vapor, de preferência com um ponto de ebulição superior a 200 °C, medido a pressão padrão. Os plastificantes podem ser selecionados dentre o grupo que consiste em plastificantes de ácido adípico e sebácico, plastificantes de ácido fosfórico, plastificantes de ácido cítrico, ésteres de ácidos graxos e ésteres de ácidos graxos epoxidados, polipropilenoglicol, polietilenoglicol, benzoatos e ftalatos ou ésteres de 1,2-dicarboxi ciclo-hexano.
[0139] Ésteres de ácidos graxos adequados incluem ésteres de alquil de ácidos graxos contendo mais de cerca de 14 ou mais de cerca de 16 átomos de carbono, por exemplo os ésteres de alquil de ácido láurico, mirístico, esteárico, araquínico e beênico e misturas dos mesmos. Adequados como álcoois graxos são os álcoois dos ácidos graxos mencionados acima, tais como os que podem ser obtidos a partir dos ácidos graxos ou ésteres dos mesmos através do uso de processos conhecidos pelos versados na técnica.
[0140] Os um ou mais plastificantes de preferência tendo pelo menos um grupo éster ou éter podem estar presentes no vedante de componente único ou na composição adesiva com uma quantidade total de 0,5 - 30,0% em peso, por exemplo 1,0 - 20% em peso, em particular 2,5 - 15,0% em peso, com base no peso total do vedante de componente único ou composição adesiva.
[0141] Em modalidades preferenciais do vedante de componente único ou composição adesiva de acordo com a presente invenção, o plastificante preferencialmente tendo pelo menos um grupo éster ou éter é selecionado a partir de ésteres de ftalato, ésteres de ciclohexano ou ésteres de benzoato.
[0142] O vedante de componente único ou composição adesiva pode compreender ainda um ou mais agentes de aderência. Os exemplos de taquificantes adequados podem incluir resinas de hidrocarbonetos ou seus produtos hidrogenados, resinas ou produtos hidrogenados destes, ésteres de colofônia ou seus produtos hidrogenados, resinas terpênicas ou seus produtos hidrogenados, resinas fenólicas de terpeno ou seus produtos hidrogenados e resinas polimerizadas ou ésteres de colofônia polimerizados ou acrílicos resinas líquidas.
[0143] O vedante de componente único ou composição adesiva também pode conter um ou mais aditivos adicionais, tais como agentes molhantes, agentes de dispersão (dispersantes), surfactantes, emulsionantes, espessantes, antiespumantes, retardadores de chama, estabilizantes, corantes, antioxidantes, absorvedores de UV e/ou biocidas. Tais aditivos adicionais comumente usados em aditivos de dispersão à base de água são conhecidos por um versado na técnica.
[0144] Antiespumantes adequados são preferencialmente compostos à base de óleos minerais ou silicones. Os espessantes adequados incluem compostos que são à base de copolímeros de ácido (met)acrílico, derivados de celulose, espessantes minerais tais como argilas, sílica ou misturas dos mesmos.
[0145] Os biocidas (conservantes) podem ser adicionados às composições vedantes de acordo com a presente invenção em uma quantidade entre 0% e 2% em peso, preferencialmente entre 0,2% e 1,8% em peso, mais preferencialmente entre 0,4% e 1,5% em peso, em relação à composição total, de um biocida.
[0146] Em geral, qualquer tipo conhecido de biocida, também designado como conservante, pode ser usado na composição da presente invenção.
[0147] São adequados como conservantes os conservantes habituais, por exemplo benzisotiazolinona (BIT), metilisotiazolinona (MIT), octilisotiazolinona (OIT), clorometil isotiazolinona (CMIT) e similares.
[0148] Os surfactantes são além disso úteis e preferenciais para as composições de acordo com a presente invenção. Os surfactantes adequados incluem surfactantes aniônicos, não aniônicos, catiônicos ou anfotéricos, mas preferencialmente um surfactante não iônico ou aniônico é empregado. Geralmente, a quantidade de surfactante empregada variará entre cerca de 0,1 e
5% em peso, com base no peso total da composição vedante.
[0149] Os surfactantes não iônicos adequados incluem etoxilatos de ácido graxo, etoxilatos de álcool graxo, condensados de óxido de polietileno de alquilfenóis, derivados de polioxialquileno de propilenoglicol, condensados de óxido de etileno e o produto da reação de óxido de propileno e etileno diamina, condensados de óxido de etileno de álcoois alifáticos, óxidos de amina terciária de cadeia longa, fosfina terciária de cadeia longa óxidos, sulfóxidos de dialquil de cadeia longa e similares. Os surfactantes aniônicos úteis incluem aqueles obtidos por alquilação de núcleos aromáticos, sulfonação dos hidrocarbonetos aromáticos alquilados resultantes e neutralização dos produtos da sulfonação. Os sulfonatos de alquil benzeno, tais como o dodecilbenzenossulfonato são típicos desta classe. Os sulfatos de álcool graxo são também úteis como agentes ativos de superfície.
[0150] De acordo com uma ou mais modalidades, a quantidade total dos aditivos adicionais é de preferência 0,1 - 15,0% em peso, mais preferencialmente 0,5 - 10,0% em peso, com base no peso total do vedante de componente único ou composição adesiva.
[0151] O vedante de componente único ou composição adesiva pode ser preparado misturando os ingredientes uns com os outros à temperatura ambiente. Qualquer aparelho de mistura adequado pode ser usado para a preparação da composição adesiva sem quaisquer restrições especiais.
[0152] A composição adesiva ou vedante de componente único é especialmente adequada para vedar juntas ou revestir substratos de madeira, plástico, tal como PVC ou metal, substratos minerais tais como revestimento de gesso, pedra natural, concreto, compostos de nivelamento cimentícios ou compostos de nivelamento à base de gesso.
[0153] A composição de componente único de acordo com a presente invenção, quando destinada a ser usada como um vedante, preferencialmente tem uma dureza Shore A após a secagem ao ar durante 28d a 23 °C com uma umidade relativa de 50% entre 5 e 50, de preferência entre 10 e 40, mais preferencialmente entre 15 e 30.
[0154] A composição de componente único de acordo com a presente invenção, quando destinada a ser usada como um adesivo, preferencialmente tem uma dureza Shore A após secagem ao ar durante 28d a 23 °C com uma umidade relativa de 50% de pelo menos 35, de preferência pelo menos 50, mais preferencialmente pelo menos 60.
[0155] De acordo com outro aspecto da presente invenção, um método para vedar uma junta entre dois substratos é fornecido, o método compreendendo as etapas de: i) Aplicar a composição vedante de componente único de acordo com a presente invenção na junta entre dois substratos, ii) Expor o vedante úmido na junta preenchida ao ar até que o vedante de junta esteja seco e / ou curado.
[0156] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecido um método para unir adesivamente dois substratos, o método compreendendo etapas de: i) Aplicar a composição adesiva de componente único de acordo com a presente invenção a um primeiro substrato para formar uma camada úmida de vedante no primeiro substrato, ou aplicar o adesivo de componente único de acordo com a presente invenção a um primeiro substrato e a um segundo substrato para formar uma camada úmida de adesivo em ambos os substratos, ii) Expondo a camada úmida ao ar, iii) Unir um segundo substrato ao primeiro substrato, de tal modo que a película úmida no primeiro substrato esteja em contato com o segundo substrato, ou de tal modo que ambas as películas úmidas em ambos os substratos estejam em contato umas com as outras, para efetuar a ligação entre elas.
[0157] O vedante de um único componente ou composição adesiva pode ser aplicado na superfície do substrato usando, por exemplo, uma talocha dentada ou um rolo.
[0158] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecida a utilização do vedante de componente único ou composição adesiva da presente invenção para vedar uma junta entre dois substratos e / ou para unir com adesivo dois substratos.
[0159] Ainda outro aspecto da presente invenção é um vedante de componente único seco e / ou curado ou composição adesiva de acordo com a presente invenção. Exemplos
[0160] A invenção é adicionalmente explicada na parte experimental a seguir que, contudo, não deve ser interpretada como limitante do escopo da invenção. As proporções e porcentagens indicadas são em peso, salvo indicação em contrário. De acordo ambiente ou temperatura ambiente e descreve uma temperatura de 23 °C. A abreviatura "rh" ou "% rh" significa umidade relativa (em %) do ar ambiente em um determinado exemplo ou método de teste. Métodos de teste
[0161] A resistência à tração, o alongamento na ruptura e o módulo de elasticidade em 0-100% de alongamento foram determinados de acordo com DIN 53504 (velocidade de tração: 200 mm / min) em filmes com uma espessura de camada de 2 mm, curados por 14 dias em 23 °C e 50% de umidade relativa.
[0162] A dureza Shore A foi determinada de acordo com DIN 53505 em amostras com uma espessura de camada de 6 mm, curadas por 7 dias, 14 dias e 28 dias a 23 °C (RT) e 50% de umidade relativa, ou por 7 dias a 40 °C. Além disso, várias amostras foram medidas após cura durante 7 dias a 40°C, seguido de imersão em água durante 7 dias. A absorção de água (em % em peso) foi determinada por uma balança de laboratório antes e depois da imersão em água com essas amostras. A estabilidade da vida útil foi avaliada comparando a estabilidade da dispersão em termos de homogeneidade e viscosidade aparente após armazenamento 7d (RT) e armazenamento 28d (RT) em um recipiente fechado com uma amostra fresca. Se não houvesse mudanças aparentes que apontassem para reticulação preliminar ou mudanças irreversíveis de propriedades, a amostra recebia Matérias-primas
[0163] As matérias-primas e sua descrição em relação às propriedades importantes que foram usadas para as composições vedantes exemplificativas são mostradas na Tabela 1.
Matéria-Prima Descrição Emulsificante Sulfato de éter de poliglicol de álcool graxo de alto peso molecular
Dispersante Agente de dispersão polimérico com base em sal de sódio de ácido acrílico Plastificante Di-isononilftalato (DINP) Preenchedor Carbonato de cálcio natural moído (mármore); tamanho médio de partícula (d50): 5 µm Pigmento Dióxido de titânio (TiO2) Espessante Atapulgita em pó inerte ((Mg, Al)5Si8O20 ·4 H2O) Inorgânico Espessante Solução de poliuretano em água (Rheovis PU 1190) Orgânico Tabela 1: Matérias-primas usadas para as composições de exemplo. Preparação de reticulantes C e alidiminas funcionais de poliuretano Reticulador funcional de poliuretano PU1
[0164] 590 g de polioxipropileno diol (Acclaim ® 4200, de Covestro, OH número 28,5 mg KOH / g), 1180 g de polioxipropileno polioxietileno triol (Caradol ® MD34-02, da Shell, OH número 35,0 mg KOH / g) e 230 g de diisocianato de isoforona (Vestanat® IPDI, Degussa) foram feitos reagir por um método conhecido a 80 °C a um líquido de polímero de poliuretano terminado em NCO à temperatura ambiente com um conteúdo de grupos isocianato livres de 2,1% em peso. Reticulador funcional de poliuretano PU2
[0165] 3,080 g de polioxipropileno diol (Acclaim ® 4200, de Covestro, OH número 28,5 mg KOH / g), 1540 g de polioxipropileno polioxietileno triol (Caradol ® MD34-02, de Shell, OH número 35,0 mg KOH / g) e 385 g de diisocianato de toluileno (Desmodur® T 80 P, Covestro) foram feitos reagir a 80 °C por um método conhecido a um líquido de polímero de poliuretano terminado em NCO à temperatura ambiente com um conteúdo de grupos isocianato livres de 1,5% em peso. Aldimina LH: N,N'-bis (2,2-dimetil-3-lauroiloxipropiliden)-hexametileno-1,6- diamina
[0166] 622 g (2,2 mol) de 2,2-dimetil-3-lauroiloxipropanal foram colocados em um frasco de fundo redondo sob uma atmosfera de nitrogênio. Enquanto se agitava, foi adicionado 166,0 g (1 mol) de solução de hexametileno-1,6-diamina
(70% em peso em água) e, em seguida, os constituintes voláteis foram removidos a 80 °C e sob vácuo de 10 mbar. Foram obtidos 702 g de um líquido quase incolor com um teor de amina de 2,85 mmol N / g, que corresponde a um peso equivalente calculado de cerca de 351 g / Eq. Aldimina LI: N,N'-Bis(2,2-dimetil-3-lauroiloxipropiliden)-3-aminometil-3,5,5- trimetilciclohexilamina
[0167] Conforme descrito para Aldimine LH, 598 g (2,1 mol) de 2,2-dimetil- 3-lauroiloxi-propanal e 170,3 g (1 mol) de 3-aminometil-3,5,5- trimetilciclohexilamina (Vestamin®® IPD da Evonik) foram reagidos. Obtiveram-se 732 g de um líquido quase incolor com um teor de amina de 2,73 mmol N / g, que corresponde a um peso equivalente calculado de cerca de 367 g / Eq. Preparação da dispersão de polímero P (50% em peso de sólidos em água).
[0168] Um polímero à base de poliuretano P com funções de ácido carboxílico foi preparado por m 86,9 partes em peso de um polioxipropileno diol (Mn 4000 g/mol) com 2 partes em peso de ácido dimetilol propiônico a 100 °C, seguido pela adição de 11,1 partes em peso de toluilendiisocianato sob nitrogênio até a reação estar completa.
[0169] Uma dispersão aquosa (50% de sólidos) do polímero acima foi preparada misturando 49,29 partes em peso de água com 0,94 partes em peso de trietilamina, 0,25 partes em peso de um antiespumante e 0,25 partes em peso de um emulsionante não iônico, até que uma mistura homogênea fosse obtida. A esta mistura, 49,29 partes em peso do polímero P acima foram lentamente adicionadas e a mistura foi misturada durante 1 h a 40 °C sob vácuo. O resultado foi uma dispersão de polímero P (50% em peso de sólidos em água) que foi subsequentemente usado nas composições de exemplo. Composições de exemplo C1 a C28
[0170] Várias composições inventivas e não inventivas (de referência) foram preparadas a partir das matérias-primas na Tabela 1 usando o seguinte procedimento de mistura. Formulação de Base Ingrediente Quantidade (partes de peso)
Dispersão de polímero P (50% em 50,0 peso de sólidos em água).
Reticulador C 0 - 10 (ver Tabela 3 para o respectivo valor) Emulsificante 0,5 Dispersante 0,5 Plastificante 19,0 Preenchedor 26,0 Pigmento 2,0 Espessante Inorgânico 1,0 Espessante Orgânico 1,0 Tabela 2: Matérias-primas usadas para as composições de exemplo. Procedimento de mistura
[0171] Todas as composições dos exemplos foram preparadas em um misturador de laboratório usando o seguinte procedimento: a) Ajuste da dispersão do polímero P (50% de sólidos) para pH 8 usando trietilamina. b) Adição das matérias-primas líquidas, exceto o espessante orgânico. c) Adição das matérias-primas em pó em várias etapas, cada uma interrompida por agitação. Após a adição de todos os pós, a dispersão dos pós durante 10 min. d) Adição do espessante orgânico. e) Mistura sob vácuo e preenchimento das preparações em cartuchos. f) Armazenar os cartuchos por, pelo menos, 24 h a 23°C e 50% rh antes de iniciar o procedimento de teste. Detalhes das composições exemplificativas
[0172] Várias referências não inventivas (denotadas como "Ref.") e composições de exemplo inventivas foram feitas a partir das matérias-primas na Tabela 1 usando a formulação de base na Tabela 2 e pela adição de reticulador C conforme detalhado na Tabela 3 de acordo com o procedimento de mistura descrito acima.
Composição Tipo (nome comercial) de Funcionalidade Quantidade de exemplo reticulador C / Química (partes de peso) C1 (Ref.) Nenhum - 0 C2 AncarezTM AR 555 (Air Epóxi 1 Products); resina epóxi sólida C3 à base de água com 55% de 4 sólidos, EEW = 550 g / eq. C4 10 C5 Vinnapas® LL 5921 (Wacker); Epóxi 1 resina epóxi sólida dispersível, EEW = 1075 g / eq.
C6 Poliéter poliuretano terminado Isocianato 1 em isocianato PU1 (alifático) C7 4 C8 10 C9 Poliéter poliuretano terminado Isocianato 1 em isocianato PU2 (aromático) C10 4 C11 10 C12 90% em peso de poliéter Isocianato 1 poliuretano terminado em (alifático) C13 isocianato PU1 e 10% em 4 peso de aldimina LH C14 10 C15 90% em peso de poliéter Isocianato 1 poliuretano terminado em (aromático) C16 isocianato PU2 e 10% em 4 peso de aldimina LI C17 (Ref.) Tyzor® 212 (Dorf Ketal); Zirconato 0,5 Quelato de Zr com 52% de C18 (Ref.) ingrediente ativo em 1- 3 propanol C19 (Ref.) Tytan® AQ33 (Borica); Lactato Titanato 0,39 de titânio amônio C20 (Ref.) 2,37
C21 (Ref.) Epocros® WS-300 (Nippon Oxazolina 2 Shokubai); copolímero reativo funcionalizado com oxazolina à base de acrílico C22 (Ref.) Epocros® K-2010 (Nippon Oxazolina 2 Shokubai); copolímero reativo C23 (Ref.) funcionalizado de oxazolina à 10 base de estireno / acrílico C24 (Ref.) Picassian® XL-702 (Stahl Carbodiimida 5 Polymers); Oligocarbodiimida C25 (Ref.) Desmodur® XP 2802 Carbodiimida 1 (Covestro); dispersão à base C26 (Ref.) de água de uma carbodiimida 5 polifuncional modificada hidrofilicamente C27 (Ref.) Tyzor® TEAZ (Dorf Ketal); Zirconato 0,5 complexo de etanolamina C28 (Ref.) zircônio 3 Tabela 3: Composições de exemplo de acordo com a formulação de base e com tipos e quantidades variáveis de reticulador C. Resultados do Teste
[0173] Os resultados dos métodos de teste usados em cada composição exemplificativa estão detalhados nas Tabelas 4 a 7.
Condições de C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 método de teste (Ref.) [unidade] Prazo de validade OK / OK / OK / OK / OK / OK / OK / OK / 7d RT / 28d RT OK OK OK OK OK OK OK OK Resistência à 1,5 3,0 2,8 3,0 2,7 2,8 2,8 2,3 tração DIN 53504 [MPa] Alongamento na 478 693 469 504 750 663 732 597 ruptura DIN 53504 [%] 50% do módulo DIN 0,78 0,99 1,01 1,11 1,00 1,08 0,92 0,77 53504 [MPa] Shore A 7d RT 41 39 40 41 38 43 40 38
Shore A 14d RT 43 45 45 47 44 46 46 45
Shore A 28d RT 46 46 47 50 47 49 48 47
Shore A 7d 40 °C 48 48 50 50 49 50 48 44
Shore A 7d 40 °C + 9 24 28 31 18 16 18 22 7d H2O
Shore A 7d 40 °C + 45 50 51 52 50 52 50 42 7d H2O + 7d 40 °C
Absorção de H2O 10,5 4,8 4,1 3,8 7,3 9,4 9,3 8,2 7d H2O [peso %] Tabela 4: Resultados do teste (testes mecânicos, vida útil e consumo de água)
Condições de C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 método de teste [unidade]
Prazo de validade OK / OK / OK / OK / OK / OK / OK / OK / 7d RT / 28d RT OK OK OK OK OK OK OK OK
Resistência à 1,9 2,0 2,0 2,1 2,7 3,1 1,8 1,8 tração DIN 53504 [MPa]
Alongamento na 575 604 525 558 722 792 590 535 ruptura DIN 53504 [%]
50% do módulo DIN 0,88 0,84 0,82 0,90 0,96 0,81 0,85 0,89 53504 [MPa]
Shore A 7d RT 39 41 41 41 41 39 39 41
Shore A 14d RT 44 44 43 43 43 41 42 42
Shore A 28d RT 47 47 46 48 49 47 47 47
Shore A 7d 40 °C 49 46 44 48 47 45 48 46
Shore A 7d 40 °C + 13 11 12 16 18 20 13 14 7d H2O
Shore A 7d 40 °C + 51 45 42 38 49 46 49 46 7d H2O + 7d 40 °C
Absorção de H2O 10,4 11,6 13,1 8,4 7,9 7,8 9,2 9,0 7d H2O [peso %] Tabela 5: Resultados do teste (testes mecânicos, vida útil e consumo de água)
[0174] Os resultados da Tabela 4 e 5 mostram que as composições de vedante inventivas C2 a C16 mostram resistência à tração melhorada e ao mesmo tempo alongamento na ruptura melhorado em comparação com a referência C1 (sem cura química). Ao mesmo tempo, na maioria dos casos, a absorção de água é significativamente menor nos exemplos inventivos. A dureza Shore A final é para todas as amostras comparáveis ao exemplo de referência de cura não química C1.
Condições de C17 C18 C19 C20 C21 C22 C23 método de teste (Ref.) (Ref.) (Ref.) (Ref.) (Ref.) (Ref.) (Ref.) [unidade] Prazo de OK / OK / OK / OK / OK / OK / OK / validade 7d RT / OK OK OK OK OK OK OK 28d RT Resistência à 1,6 1,6 1,5 1,3 1,8 1,9 2,2 tração DIN 53504 [MPa] Alongamento na 265 208 502 277 473 372 308 ruptura DIN 53504 [%] 50% do módulo 0,89 0,95 0,82 0,73 0,89 0,98 1,02 DIN 53504 [MPa] Shore A 7d RT 43 45 42 42 39 38 37 Shore A 14d RT 46 47 46 47 45 42 44 Shore A 28d RT 49 49 48 50 47 47 46 Shore A 7d 40 49 50 51 50 50 46 47 °C Shore A 7d 40 13 18 10 11 16 14 21 °C + 7d H2O Shore A 7d 40 48 47 46 48 47 52 47 °C + 7d H2O + 7d
40 °C Absorção de 8,7 10,8 11,3 9,9 9,2 9,5 6,8 H2O 7d H2O [peso %] Tabela 6: Resultados do teste (testes mecânicos, vida útil e consumo de água)
[0175] Os exemplos de referência não inventivos C17 a C28 que também compreendem um sistema de cura química (com base em oxazolinas, carbodiimidas ou íons metálicos) geralmente mostram um alongamento mais pobre na ruptura do que o exemplo de referência de cura não química C1 e, mais proeminentemente, do que os exemplos inventivos. Além disso, alguns exemplos de referência (C20 e C28) mostram aumento da absorção de água ou baixa resistência à tração (C28).
Condições de C24 C25 C26 C27 C28 método de teste (Ref.) (Ref.) (Ref.) (Ref.) (Ref.) [unidade] Prazo de OK / OK / OK / OK / OK / validade 7d RT / OK OK OK OK OK 28d RT Resistência à 2,1 2,1 2,2 1,7 0,9 tração DIN 53504 [MPa] Alongamento na 227 442 270 498 564 ruptura DIN 53504 [%] 50% do módulo 1,14 0,97 1,17 0,87 0,54 DIN 53504 [MPa] Shore A 7d RT 46 45 50 40 36 Shore A 14d RT 55 47 56 46 39 Shore A 28d RT 57 48 56 46 40 Shore A 7d 40 57 51 57 47 40 °C Shore A 7d 40 32 17 33 14 15 °C + 7d H2O
Shore A 7d 40 52 52 57 48 48 °C + 7d H2O + 7d 40 °C Absorção de 7,0 9,5 7,7 10,7 13,9 H2O 7d H2O [peso %] Tabela 7: Resultados do teste (testes mecânicos, vida útil e consumo de água)
[0176] Apenas as composições de exemplo inventivas são capazes de aumentar a resistência à tração e o alongamento na ruptura, enquanto ao mesmo tempo exibem baixa absorção de água e uma dureza Shore A que não é significativamente maior do que um sistema de cura não químico.

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES
1. Vedante de componente único ou composição adesiva, caracterizado pelo fato de que compreende: a) uma dispersão aquosa de polímero compreendendo água e pelo menos um polímero P, dispersível em água, b) pelo menos um reticulador C com função de epóxi ou isocianato disperso em água ou dissolvido em água com uma funcionalidade nominal de epóxi ou isocianato de pelo menos 2, em que o referido pelo menos um polímero disperso em água P tem grupos funcionais selecionados a partir de grupos de ácido carboxílico, grupos amino e grupos hidroxil, e em que o referido reticulador C funcional com epóxi ou isocianato tem um peso molecular de pelo menos 1000 g/mol ou um peso molecular médio numérico Mn, determinado por meio de GPC contra poliestireno como padrão, de pelo menos 1000 g/mol, e em que a composição compreende entre 0,1 e 50, de preferência entre 0,1 e 10 partes em peso do referido reticulador C funcional com epóxi ou isocianato por 100 partes em peso do referido pelo menos um polímero disperso em água P.
2. Vedante de um único componente ou composição adesiva de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido reticulador C funcional com epóxi ou isocianato é um polímero ou resina.
3. Vedante de componente único ou composição adesiva, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o referido reticulador C funcional com epóxi ou isocianato é um polímero com uma estrutura orgânica selecionada de poliuretano, poliéter, poliéster, polibutadieno, policarbonato ou poliacrilato.
4. Vedante de um único componente ou composição adesiva, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o referido reticulador C funcional com epóxi ou isocianato é um polímero funcional com isocianato com um teor de isocianato inferior a 10% em peso, de preferência inferior a 5% em peso, com base no polímero, em que o polímero é obtido a partir de um poliéter, poliéster, polibutadieno, policarbonato ou poliol poliacrilato e um poliisocianato, preferencialmente um poliisocianato alifático.
5. Vedante de um único componente ou composição adesiva de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o referido poliisocianato é um poliisocianato alifático.
6. Vedante de componente único ou composição adesiva, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o referido reticulador C funcional com epóxi ou isocianato é uma resina com funcionalidade epóxi, de preferência com um peso equivalente de epóxi entre 100 e 3000 g / eq, em particular entre 100 e 1500 g / eq.
7. Vedante de componente único ou composição adesiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o referido pelo menos um polímero disperso em água P é selecionado a partir de polímeros de poliuretano, polímeros de poli (met)acrilato, copolímeros de estireno- (met)acrilato, copolímeros de vinil-acetato-etileno e copolímeros de acetato de vinil-(met)acrilato.
8. Vedante de um único componente ou composição adesiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a quantidade do referido pelo menos um polímero P disperso em água compreendido na composição está entre 10 e 80% em peso, de preferência entre 15 e 60% em peso -%, mais preferencialmente entre 25 e 35% em peso, com base no peso total da composição antes da secagem ao ar durante 7 dias a 40 °C.
9. Vedante de componente único ou composição adesiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a composição contém uma base em uma quantidade que torna o pH da composição entre > 7 e 10, de preferência entre 8 e 9.
10. Vedante de componente único ou composição adesiva de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a referida base é um composto de amina volátil.
11. Vedante de componente único ou composição adesiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a composição contém, além disso, pelo menos um aditivo selecionado da lista que consiste em um agente de tixotropia, um dispersante, um preenchedor, um plastificante, um emulgador, um pigmento, e um biocida.
12. Método para vedar uma junta entre dois substratos, o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: i) Aplicação da composição vedante de componente único, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, na junta entre dois substratos, ii) Exposição do vedante úmido na junta preenchida ao ar até que o vedante de junta esteja seco e / ou curado.
13. Método para unir adesivamente dois substratos, o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: i) Aplicação da composição adesiva de componente único, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-11, a um primeiro substrato para formar uma camada úmida de vedante no primeiro substrato, ou aplicação do adesivo de componente único, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-11, a um primeiro substrato e a um segundo substrato para formar uma camada úmida de adesivo em ambos os substratos, ii) Exposição da camada úmida ao ar, iii) Unir um segundo substrato ao primeiro substrato, de tal modo que a película úmida no primeiro substrato esteja em contato com o segundo substrato, ou de tal modo que ambas as películas úmidas em ambos os substratos estejam em contato umas com as outras, para efetuar a ligação entre elas.
14. Uso do vedante de componente único ou composição adesiva de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-11 caracterizado pelo fato de que é para vedar uma junta entre dois substratos e / ou para unir adesivamente dois substratos.
15. Vedante de componente único ou composição adesiva caracterizado pelo fato de que é seco e/ou curado conforme qualquer qualquer uma das reivindicações 1-11.
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