BR112021004555B1 - Ligação adesiva entre um material termoplástico e uma composição de elastômero, processo para a produção da ligação adesiva, e uso de uma composição curável para ligação, vedação ou revestimento de substrato termoplástico - Google Patents
Ligação adesiva entre um material termoplástico e uma composição de elastômero, processo para a produção da ligação adesiva, e uso de uma composição curável para ligação, vedação ou revestimento de substrato termoplástico Download PDFInfo
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Abstract
a presente invenção se refere a uma ligação adesiva entre pelo menos um termoplástico e uma composição de elastômero contendo pelo menos um poliéter tendo grupos hidroxila bloqueados como plastificante. com a união adesiva da invenção, é possível unir termoplásticos, como policarbonato ou poliestireno, em particular à composição de elastômero, essencialmente sem fissuras por tensão e, portanto, de forma confiável e permanente.
Description
[0001] A invenção se refere a ligações adesivas entre termoplásticos e composições de elastômero.
[0002] Cada vez mais plásticos estão sendo usados em modos modernos de construção na construção e na manufatura industrial, e estão substituindo materiais convencionais, como vidro ou metais. As vantagens dos plásticos neste documento incluem baixo peso específico, efeito isolante, facilidade de modelagem ou baixo custo. No entanto, o uso de plásticos também traz desafios, principalmente no que diz respeito aos métodos de montagem realizados com os mesmos, como colagem ou revestimento. Por exemplo, muitos dos termoplásticos comumente usados, tais como policarbonato ou poliestireno em particular, são sensíveis à fissuração por tensão (fissuras). As rachaduras de tensão surgem de uma combinação de substâncias que penetram no plástico de fora, que enfraquecem o plástico, e tensões de tração que existem no plástico como tensão intrínseca da produção e atuam externamente no plástico como resultado do método de montagem. Se substratos feitos de tais plásticos são ligados, por exemplo, por meio de adesivos elásticos que são padrão no mercado, à base, por exemplo, de poliuretanos ou polímeros modificados com silano, e são unidos por meio da composição de elastômero formada a partir do adesivo curado, a fissuração por tensão é frequentemente tão significativa que leva à deformação ou à fratura do plástico e/ou à perda de adesão à composição de elastômero e, portanto, à falha da ligação adesiva. A fissura por tensão é geralmente desencadeada por solventes ou plastificantes que estão tipicamente presentes nos adesivos ou composições de elastômero para ajuste de viscosidade e elasticidade. Uma vez que não são incorporados quimicamente à matriz do polímero, os mesmos podem penetrar (migrar) da composição do elastômero para o plástico por difusão e enfraquecê-lo. Embora seja possível que a superfície de plástico seja protegida do contato com substâncias difusas por um pré-tratamento adequado, por exemplo, por meio de um primer, isso muitas vezes não atinge proteção confiável contra rachaduras por estresse, uma vez que o pré-tratamento não é aplicado em uma amplitude suficiente e espessura da camada, ou não é completamente impenetrável a todos os tipos de substâncias difusoras.
[0003] É, portanto, um objetivo da presente invenção fornecer uma ligação adesiva entre um termoplástico e uma composição de elastômero que supera as desvantagens da técnica anterior em relação ao craqueamento por tensão.
[0004] Este objetivo é alcançado por uma ligação adesiva conforme descrito na reivindicação 1. Com a ligação adesiva da invenção, é possível ligar termoplásticos, tais como policarbonato ou poliestireno, em particular, essencialmente sem rachaduras por tensão e, portanto, de forma confiável e permanente à composição de elastômero, especialmente também no caso de pré- tratamento incompleto ou nenhum pré-tratamento da superfície de plástico. Isto é extremamente surpreendente, uma vez que o poliéter com grupos hidroxila bloqueados que está presente como plastificante na composição do elastômero é móvel e altamente elastificante, o que sugere mais rachaduras por tensão. Na ligação adesiva da invenção, quase nenhuma fissura por estresse é formada, mesmo sob estresse externo e sob estresse térmico, enquanto ligações adesivas com composições de elastômero convencionais compreendendo plastificantes comerciais, tais como, em particular, diisononil ftalato (DINP), diisodecil ftalato (DIDP), diisononil ciclohexano-1,2-dicarboxilato (DINCH), dioctil adipato ou di(2- etilhexil)adipato (DOA), acetil tributil citrato (ATBC) ou ésteres de ácidos graxos alifáticos já formam muitas fissuras por estresse após um curto período de tempo, e a profundidade destes pode aumentar significativamente com o tempo a ponto de resultar em falha da ligação adesiva como resultado de fratura de adesão ou fratura de substrato.
[0005] Outros aspectos da invenção são assunto de reivindicações independentes adicionais. Modalidades particularmente preferenciais da invenção são o assunto das reivindicações dependentes.
[0006] A invenção se refere a uma ligação adesiva entre (i) pelo menos um termoplástico e (ii) uma composição de elastômero contendo pelo menos um poliéter tendo grupos hidroxila bloqueados como plastificante.
[0007] "Composição de elastômero" refere-se a um material contendo plástico elasticamente deformável.
[0008] "Composição curável" refere-se a uma composição que compreende macromoléculas polimerizáveis que podem curar por meio de reações de reticulação de seus grupos reativos para dar uma composição de elastômero.
[0009] "Poliéter" refere-se a uma molécula ou um grupo de moléculas oligoméricas e/ou poliméricas que consistem principalmente em unidades alquilenoxi repetidas.
[0010] Um "grupo hidroxila bloqueado" refere-se a um grupo hidroxila convertido por reação química em um grupo não reativo para grupos isocianato.
[0011] "Plastificante" refere-se a substâncias não voláteis que não são quimicamente incorporadas no polímero e exercem um efeito plastificante sobre ele.
[0012] Um "grupo silano" refere-se a um grupo silil ligado a um radical orgânico e tendo um a três, especialmente dois ou três, radicais alcoxi hidrolisáveis no átomo de silício.
[0013] "Silano" refere-se a organoalcoxissilanos com um a três substituintes orgânicos em cada grupo silano e tetraalcoxissilanos. Silanos que carregam um ou mais grupos hidroxila, isocianato, amino ou mercapto além do grupo silano em um radical orgânico são referidos como "hidroxisilano", "isocianatosilano", "aminosilano" e "mercaptosilano", respectivamente.
[0014] Nomes de substâncias começando com "poli", tais como poliamina, poliol ou poliisocianato referem-se a substâncias contendo, sob um ponto de vista formal, dois ou mais dos grupos funcionais que ocorrem em seu nome por molécula.
[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] Uma composição curável referida como "estável em armazenamento" ou "armazenável" é aquela que pode ser armazenada em temperatura ambiente em um recipiente adequado por um período prolongado, normalmente de pelo menos 3 meses a 6 meses ou mais, sem que este armazenamento resulte em qualquer alteração em sua aplicação ou propriedades de uso em uma extensão relevante para seu uso.
[0017] "Temperatura ambiente" refere-se a uma temperatura de 23°C.
[0018] O termoplástico é especialmente o que é chamado de plástico para fissura por tensão, isto é, um plástico com tendência a formar fissuras sob tensão e sob tensão resultante de substâncias penetrantes. Esse processo também é conhecido como fissura por tensão ambiental (ESC).
[0019] O termoplástico é preferencialmente selecionado do grupo que consiste em policarbonato, poliéster, polimetilmetacrilato (PMMA), poliestireno e estireno-acrilonitrila (SAN).
[0020] O termoplástico é especialmente policarbonato ou poliestireno. Esses plásticos são particularmente sensíveis à formação de rachaduras por tensão.
[0021] O mais preferido é o policarbonato, especialmente um policarbonato à base de bisfenol A. Esse plástico é transparente, comparativamente duro, resistente ao impacto e não muito sensível a riscos. É frequentemente usado como uma alternativa ao vidro, e a demanda por composições de elastômero às quais ou com as quais esse plástico pode ser ligado ou revestido é correspondentemente alta.
[0022] Os policarbonatos comerciais podem ser obtidos especialmente sob a marca Makrolon® (da Covestro AG) ou Lexan® (da SABIC).
[0023] O poliéter com grupos hidroxila bloqueados é essencialmente livre de grupos hidroxila não bloqueados. O que se entende aqui por "essencialmente livre" é que 95%, preferencialmente 99%, especialmente 99,9%, mais preferencialmente 100%, dos grupos hidroxila presentes estão bloqueados.
[0024] O poliéter com grupos hidroxila bloqueados está presente como plastificante na composição do elastômero. É, portanto, de preferência livre de grupos reativos que entram em reações de reticulação com a umidade ou com ingredientes presentes na composição. É especialmente livre de grupos isocianato e grupos silano.
[0025] O poliéter com grupos hidroxila bloqueados é especialmente líquido à temperatura ambiente.
[0026] O poliéter com grupos hidroxila bloqueados preferencialmente tem uma viscosidade a 20°C no intervalo de 30 a 5.000 mPa • s, mais preferencialmente 40 a 2.000 mPa • s, especialmente preferencialmente 50 a 1.000 mPas, em particular 50 a 500 mPas. A viscosidade é determinada aqui com um viscosímetro de placa cônica com um diâmetro de cone de 25 mm, ângulo do cone 1°, distância da ponta do cone à placa de 0,05 mm, a uma taxa de escoamento de 10 s-1. Esse poliéter é fácil de manusear e permite composições de elastômero muito flexíveis.
[0027] Os grupos hidroxila bloqueados são preferencialmente selecionados a partir do grupo que consiste em grupos éster, aceto-éster, carbonato e uretano.
[0028] Os grupos uretano também incluem grupos sulfoniluretano.
[0029] Esses grupos éster, aceto-éster, carbonato ou uretano têm de preferência 1 a 15 átomos de carbono.
[0030] É dada preferência particular a grupos éster ou uretano. Os grupos hidroxila podem ser convertidos nesses grupos de uma maneira particularmente simples.
[0031] É dada preferência muito particular a um grupo éster, especialmente um grupo éster com 1 a 8 átomos de carbono.
[0032] O mais preferido é um grupo acetato. Um poliéter com grupos hidroxila bloqueados na forma de grupos acetato é de viscosidade particularmente baixa, pode ser obtido de uma maneira particularmente simples e é particularmente barato.
[0033] Também é preferido um grupo uretano, especialmente um grupo feniluretano ou um grupo p-toluenossulfoniluretano. Um poliéter com tais grupos hidroxila bloqueados tem uma viscosidade controlável e pode ser preparado de uma maneira particularmente simples.
[0034] Um grupo aceto-éster preferido é um grupo aceto-acetato.
[0035] Um grupo carbonato preferido é um grupo carbonato de metil.
[0036] Os mesmos são de baixa viscosidade e podem ser obtidos a partir de matérias-primas de baixo custo.
[0037] As unidades de repetição presentes no poliéter com grupos hidroxila bloqueados são de preferência grupos 1,2-etilenoxi, 1,2-propilenoxi, 1,3- propilenoxi, 1,2-butilenoxi ou 1,4-butilenoxi, especialmente grupos 1,2-propilenoxi.
[0038] De preferência, 70% a 100% em peso, especialmente 80% a 100% em peso, das unidades de repetição consistem em grupos 1,2-propilenoxi e 0% a 30% em peso, especialmente 0% a 20% em peso, das unidades repetidas consistem em grupos 1,2-etilenoxi.
[0039] Mais preferencialmente, as unidades de repetição consistem inteiramente em grupos 1,2-propilenoxi.
[0040] Esses poliéteres estão prontamente disponíveis, são hidrofóbicos e, portanto, são particularmente adequados como constituintes de composições de elastômero com baixa absorção de água e boa estabilidade.
[0041] O poliéter com grupos hidroxila bloqueados preferencialmente tem um peso molecular médio Mn no intervalo de 600 a 12.500 g/mol, mais preferencialmente 700 a 8.500 g/mol, especialmente preferencialmente 800 a 4.500 g/mol, em particular 800 a 2.500 g/mol, determinado por meio de cromatografia de permeação em gel (GPC) contra poliestireno como padrão com tetra-hidrofurano como fase móvel, detector de índice de refração e avaliação de 200 g/mol.
[0042] Tais poliéteres com grupos hidroxila bloqueados têm uma viscosidade que é fácil de manusear e não causam emissão nem odor nas composições de elastômero.
[0043] Em uma modalidade preferida, o peso molecular médio Mn do poliéter com grupos hidroxila bloqueados está na gama de 700 a 2.500 g/mol, de preferência 800 a 2.500 g/mol. Esse poliéter é de viscosidade particularmente baixa e particularmente fácil de manusear, e tem boas propriedades em relação à propensão a fissuras de tensão na ligação adesiva.
[0044] Em uma outra modalidade preferida, o peso molecular médio Mn do poliéter com grupos hidroxila bloqueados está no intervalo de 2.500 a 12.500 g/mol, especialmente 4.000 a 8.500 g/mol. Esse poliéter tem uma viscosidade controlável e permite ligações adesivas onde não ocorrem rachaduras por tensão, mesmo em termoplásticos particularmente sensíveis.
[0045] O poliéter com grupos hidroxila bloqueados é preferencialmente derivado de pelo menos um poliéter hidroxifuncional selecionado do grupo que consiste em - monoóis de polioxipropileno iniciados com álcool, especialmente iniciados com n-butanol, com um número OH no intervalo de 25 a 90 mg KOH/g, de preferência 50 a 80 mg KOH/g, - dióis de polioxipropileno com um número de OH no intervalo de 9 a 155 mg KOH/g, de preferência, 14 a 125 mg KOH/g, - trióis de polioxipropileno iniciados com trimetilolpropano ou especialmente com glicerol, opcionalmente terminados com óxido de etileno tendo uma funcionalidade OH média no intervalo de 2,2 a 3 e um número de OH no intervalo de 20 a 230 mg KOH/g, de preferência 20 a 165 mg KOH/g, e - polióis de polioxipropileno iniciados com álcool de açúcar tendo uma funcionalidade OH média no intervalo de 3 a 6, especialmente com treitol, eritritol, xilitol, manitol ou sorbitol como molécula inicial. Esse poliéter com grupos hidroxila bloqueados está comercialmente disponível como Sanflex® SPX-80 (de Sanyo Chem. Ind.).
[0046] Em uma modalidade da invenção, o poliéter com grupos hidroxila bloqueados é especialmente derivado de um monol de polioxipropileno iniciado com álcool, especialmente iniciado com n-butanol, tendo um número OH no intervalo de 25 a 90 mg KOH/g, de preferência 50 a 80 mg KOH/g, ou um polioxipropileno diol com um índice OH no intervalo de 45 a 125 mg KOH/g. Esses são particularmente baratos e de baixa viscosidade.
[0047] Em uma outra modalidade da invenção, o poliéter com grupos hidroxila bloqueados é especialmente derivado de um polioxipropileno diol com um número OH no intervalo de 14 a 45 mg KOH/g, especialmente 14 a 28 mg KOH/g, ou um trimetilolpropano- ou especialmente triol de polioxipropileno terminado com óxido de etileno, iniciado com glicerol, possuindo um número OH no intervalo de 20 a 56 mg KOH/g. Esse poliéter permite ligações adesivas onde não ocorrem rachaduras por tensão, mesmo em termoplásticos particularmente sensíveis.
[0048] Mais preferencialmente, o poliéter com grupos hidroxila bloqueados é derivado de um polioxipropileno diol com um índice OH no intervalo de 14 a 125 mg KOH/g. Esses são particularmente baratos.
[0049] O poliéter com grupos hidroxila bloqueados é especialmente obtido pela reação de pelo menos um poliéter hidroxifuncional com pelo menos um agente de bloqueio adequado para grupos hidroxila.
[0050] Para a reação, o agente de bloqueio é usado pelo menos estequiometricamente em relação aos grupos hidroxila, de modo que os grupos hidroxila são essencialmente completamente bloqueados e o poliéter obtido está, portanto, essencialmente livre de grupos hidroxila. Para o bloqueio, são utilizados métodos usuais para os respectivos grupos reativos, opcionalmente com o uso adicional de catalisadores ou solventes. Se a reação de bloqueio formar produtos de eliminação, esses serão removidos da mistura de reação por um método adequado, especialmente por meio de destilação.
[0051] Agentes de bloqueio adequados são compostos nucleofílicos que entram em uma reação de adição ou substituição com grupos hidroxila.
[0052] Especialmente adequados são os ácidos carboxílicos, cloretos de carbonila, ésteres carboxílicos ou anidridos carboxílicos, diceteno, 2,2,5-trimetil-4H- 1,3-dioxin-2-ona, alquil aceto-acetatos, dialquil carbonatos, monoisocianatos, (met) acrilamidas, metilenomalonatos ou cianoacrilatos.
[0053] É dada preferência a ácidos carboxílicos, cloretos de carbonila, ésteres carboxílicos ou anidridos carboxílicos, com formação de grupos hidroxila bloqueados na forma de grupos éster. Entre esses, é dada preferência a anidridos carboxílicos ou ésteres carboxílicos, especialmente anidrido acético.
[0054] No caso do anidrido acético como agente bloqueador, a reação libera ácido acético, com formação de grupos hidroxila bloqueados na forma de grupos acetato.
[0055] No caso do acetato de isopropenila como agente bloqueador, a reação libera acetona, da mesma forma com a formação de grupos hidroxila bloqueados na forma de grupos acetato.
[0056] É dada preferência ainda a diceteno, 2,2,5-trimetil-4H-1,3-dioxin-4- ona ou alquil aceto-acetatos estericamente impedidos, tais como, em particular, terc-butil aceto-acetato, com formação de grupos hidroxila bloqueados no forma de grupos de éster aceto.
[0057] É ainda dada preferência a carbonatos de dialquilo, especialmente carbonato de dimetila, com formação de grupos hidroxila bloqueados na forma de grupos carbonato, especialmente grupos carbonato de metil.
[0058] A preferência é ainda dada aos monoisocianatos, com formação de grupos hidroxila bloqueados na forma de grupos uretano. É dada preferência ao isocianato de fenilo ou isocianato de p-toluenossulfonilo.
[0059] Poliéteres hidroxifuncionais adequados são especialmente aqueles que têm uma funcionalidade OH média no intervalo de 1 a 6 e um peso molecular médio Mn no intervalo de 500 a 12.500 g/mol, mais preferencialmente 600 a 8.500 g/mol, especialmente preferencialmente 700 a 4.500 g/mol, em particular 700 a 2.500 g/mol.
[0060] É dada preferência a monoóis de polioxipropileno com um número OH no intervalo de 25 a 90 mg KOH/g, de preferência 50 a 80 mg KOH/g, especialmente monoóis de polioxipropileno iniciados com álcool, especialmente iniciados a partir de metanol, etanol, propanol, isopropanol, n -butanol, isobutanol, terc-butanol, pentanol, hexanol, 2-etilhexanol, álcool laurílico, álcool miristílico, álcool palmitílico, álcool alílico, ciclohexanol, álcool benzílico ou fenol. Entre esses, é dada preferência a monoóis de polioxipropileno iniciados com álcool alquílico, especialmente iniciados a partir de metanol, etanol ou n-butanol. É dada preferência particular a monoóis de polioxipropileno iniciados com n-butanol tendo um peso molecular médio Mn no intervalo de 650 a 2.000 g/mol, especialmente 700 a 1.500 g/mol. Monoóis de polioxipropileno iniciados com n-butanol estão disponíveis comercialmente, por exemplo, como Synalox® 100-20B, Synalox® 100-40B ou Synalox ® 100-85B (todos da DowDuPont Inc.).
[0061] Também são preferidos dióis de polioxipropileno com um índice de OH no intervalo de 9 a 155 mg KOH/g, preferencialmente 14 a 125 mg KOH/g.
[0062] Também são preferidos os trióis de polioxipropileno iniciados com trimetilolpropano ou especialmente com glicerol, opcionalmente terminados com óxido de etileno tendo uma funcionalidade OH média no intervalo de 2,2 a 3 e um número de OH no intervalo de 20 a 230 mg KOH/g, de preferência 20 a 165 mg KOH/g.
[0063] Também são preferidos os polióis de polioxipropileno iniciados com álcool de açúcar tendo uma funcionalidade OH média de pelo menos 3, especialmente no intervalo de 3 a 6, especialmente com treitol, eritritol, xilitol, manitol ou sorbitol como molécula de partida.
[0064] A composição de elastômero compreende preferencialmente pelo menos um polímero de poliuretano curado ou polímero modificado com silano curado.
[0065] A composição de elastômero pode compreender outras substâncias, especialmente as seguintes adições: - enchimentos, especialmente carbonatos de cálcio moídos ou precipitados, opcionalmente revestidos com ácidos graxos, especialmente estearatos, baritas, farinhas de quartzo, areias de quartzo, dolomitas, volastonitas, caulinos, caulinos calcinados, silicatos de folha, tais como mica ou talco, zeólitos, hidróxidos de alumínio, hidróxidos de magnésio, sílicas, incluindo sílicas finamente divididas de processos de pirólise, negros de carbono produzidos industrialmente, grafite, pós metálicos, por exemplo de alumínio, cobre, ferro, prata ou aço, pós de PVC ou grânulos ocos; - Pigmentos inorgânicos ou orgânicos, especialmente dióxido de titânio, óxidos de cromo ou óxidos de ferro; - plastificantes adicionais, especialmente ésteres de ácido carboxílico, tais como ftalatos, especialmente diisononil ftalato (DINP), diisodecil ftalato (DIDP) ou di(2-propilheptil)ftalato (DPHP), ftalatos hidrogenados ou ciclohexano-1,2- dicarboxilatos, especialmente diisononil ftalato hidrogenado ou diisononil ciclohexano-1,2-dicarboxilato (DINCH), tereftalatos, especialmente bis (2-etilhexil) tereftalato (DOTP) ou diisononil tereftalato (DINT), tereftalatos hidrogenados ou ciclo-hexano-1,4-dicarboxilados bis (2-etilhexil) tereftalato ou bis (2-etilhexil) ciclohexano-1,4-dicarboxilato, ou diisononil tereftalato hidrogenado ou diisononil ciclohexano-1,4-dicarboxilato, isoftalatos, trimelitatos, adipatos, especialmente adipato de dioctila, azelatos, sebacatos, benzoatos, éteres de glicol, ésteres de glicol, ésteres de ácido fosfórico ou sulfônico orgânico, polibutenos, poliisobutenos ou plastificantes derivados de óleos ou gorduras naturais, especialmente óleo de soja ou de linhaça epoxidado, mais preferencialmente diisononil ftalato, diisodecil ftalato ou diisononil ciclohexano-1,2-dicarboxilato; - fibras, especialmente fibras de vidro, fibras de carbono, fibras metálicas, fibras de cerâmica ou fibras poliméricas, como fibras de poliamida ou fibras de polietileno ou fibras naturais, tais como lã, celulose, cânhamo ou sisal; - nanopreenchedores como nanotubos de grafeno ou carbono; - corantes; - resinas, gorduras ou óleos naturais; - polímeros não reativos, especialmente, homo- ou copolímeros de monômeros insaturados, especialmente do grupo que compreende etileno, propileno, butileno, isobutileno, isopreno, acetato de vinil e alquil (met)acrilatos, especialmente polietilenos (PE), polipropilenos (PP), poliisobutilenos, copolímeros de acetato de etileno/vinil (EVA) ou poli-a-olefinas atáticas (APAO); - substâncias retardadoras de chama, especialmente os preenchedores de hidróxido de alumínio e hidróxido de magnésio já mencionados e também, especialmente, ésteres de ácidos fosfóricos orgânicos, tais como, especialmente, fosfato de trietila, fosfato de tricresil, fosfato de trifenila, fosfato de difenil cresil, fosfato de isodecil difenil, tris(1,3-dicloro-2-propil)fosfato, tris(2-cloroetil)fosfato, tris(2-etil-hexil)fosfato, tris(cloroisopropil)fosfato, tris(cloropropil) fosfato, fosfato de trifenil isopropilado, fosfatos de mono-, bis- ou tris(isopropilfenil) de diferentes graus de isopropilação, resorcinol bis(difenilfosfato), bisfenol A bis(difenilfosfato) ou polifosfatos de amônia; ou - aditivos, particularmente agentes umectantes, agentes de nivelamento, antiespumantes, desarejadores, estabilizadores contra a oxidação, calor, luz ou radiação UV ou biocidas.
[0066] A composição de elastômero contém de preferência 5% a 40%, especialmente 5% a 30%, em peso de poliéteres com grupos hidroxila bloqueados.
[0067] Uma composição de elastômero particularmente preferida compreende - 20% a 80%, especialmente 25% a 70%, em peso de polímero curado, - 10% a 60%, especialmente 20% a 60%, em peso de cargas, e - 5% a 40%, especialmente 5% a 30%, em peso de poliéteres com grupos hidroxila bloqueados.
[0068] A composição de elastômero preferencialmente tem uma resistência à tração de pelo menos 1 MPa, especialmente pelo menos 1,5 MPa, e um alongamento na ruptura de pelo menos 50%, especialmente pelo menos 100%, determinado a 23°C em espécimes de teste em forma de haltere com um espessura de 2 mm, comprimento de 75 mm, comprimento de barra de 30 mm e largura de barra de 4 mm conforme DIN EN 53504.
[0069] A composição de elastômero na ligação adesiva da invenção tem, de preferência, uma espessura de camada no intervalo de 0,5 a 50 mm, de preferência, 1 a 30 mm.
[0070] A ligação adesiva da invenção é preferencialmente obtida a partir de um processo que compreende as etapas de (a) fornecer pelo menos um substrato termoplástico, (b) fornecer uma composição curável compreendendo pelo menos um poliéter com grupos hidroxila bloqueados como plastificante, (c) aplicar a composição curável ao substrato de plástico, (d) curar a composição curável para dar a composição de elastômero.
[0071] A composição curável é especialmente um adesivo, selante ou revestimento. É, de preferência, um adesivo.
[0072] O processo é preferencialmente conduzido à temperatura ambiente, especialmente a uma temperatura no intervalo de cerca de -10 a 50°C, preferencialmente no intervalo de -5 a 45°C, especialmente 0 a 40°C.
[0073] A etapa (a) compreende, de preferência, a limpeza do substrato de plástico para remover a poeira e qualquer sujeira presente, especialmente por meio de um agente de limpeza que não ataque o substrato de plástico.
[0074] A etapa (a) opcionalmente também compreende um pré-tratamento do substrato de plástico com um ativador e/ou primer. Isso é aplicado ao substrato de plástico em uma camada delgada e, em seguida, evaporado. Isso envolve a evaporação do solvente presente no ativador e/ou primer, deixando o substrato plástico pré-tratado. O ativador e/ou primer preferencialmente não contém quaisquer ingredientes que ataquem o substrato plástico.
[0075] A etapa (b), no caso de uma composição curável multicomponente, compreende a mistura dos componentes para dar uma pasta ou líquido macroscopicamente homogêneo.
[0076] A etapa (d) normalmente compreende um tempo de espera à temperatura ambiente no intervalo de uma hora a uma semana. No caso de uma composição de cura por umidade, a composição aplicada está em contato com a umidade do ar. Se desejado, a ligação adesiva pode ser aquecida, por exemplo, a uma temperatura no intervalo de 20 a 120°C.
[0077] No decurso da etapa (d), a composição de cura acumula adesão ao substrato de plástico e, na conclusão da etapa (d), pode ser separada do substrato de plástico apenas com um certo gasto de força, de preferência, apenas com a destruição do composição de elastômero formada.
[0078] A composição curável para a produção da ligação adesiva da invenção preferencialmente tem grupos isocianato e/ou silano, especialmente grupos isocianato.
[0079] A composição curável compreende preferencialmente pelo menos um polímero contendo grupos isocianato e/ou silano. Tal composição cura por meio de umidade do ar ou através da mistura de um componente que normalmente compreende polióis, aminas, agentes de cura latentes ou água ou uma combinação dos mesmos para dar uma composição de elastômero.
[0080] O polímero contendo grupos isocianato e/ou silano é preferencialmente líquido à temperatura ambiente.
[0081] A composição curável é preferencialmente uma composição de um ou dois componentes.
[0082] Uma composição referida como uma composição de "um componente" é aquela em que todos os constituintes da composição estão no mesmo recipiente, que é estável em armazenamento per se e que é curável com umidade.
[0083] Uma composição referida como uma composição de "dois componentes" é aquela em que os constituintes da composição estão em dois componentes diferentes que são armazenados em recipientes separados e não são misturados entre si até pouco antes ou durante a aplicação da composição.
[0084] A composição curável compreende mais preferencialmente pelo menos um polímero contendo grupos isocianato.
[0085] Um polímero adequado contendo grupos isocianato é especialmente obtido a partir da reação de pelo menos um poliol com uma quantidade superstoiquiométrica de pelo menos um diisocianato. A reação é preferencialmente conduzida com exclusão de umidade a uma temperatura no intervalo de 20 a 160°C, especialmente 40 a 140°C, opcionalmente na presença de catalisadores adequados. O polímero é opcionalmente preparado com o uso adicional de plastificantes ou solventes, caso em que os plastificantes ou solventes usados não contêm quaisquer grupos reativos com isocianatos.
[0086] Para uso em uma composição de dois componentes, o excesso de poliisocianato é preferencialmente escolhido de modo a deixar, no polímero contendo grupos isocianato, após a reação de todos os grupos hidroxila, um teor de grupos isocianato no intervalo de 1% a 30% em peso, de preferência 1,5% a 25% em peso, mais preferencialmente 2% a 20% em peso, com base no polímero total.
[0087] Tal polímero contendo grupos isocianato tem preferencialmente um peso molecular médio Mn no intervalo de 350 a 6.000 g/mol.
[0088] Para uso em uma composição de um componente, a razão NCO/OH está preferencialmente no intervalo de 1,3/1 a 10/1. O diisocianato monomérico que permanece na mistura de reação após a reação dos grupos OH pode ser removido, especialmente por meio de destilação.
[0089] Se o excesso de diisocianato monomérico for removido por meio de destilação, a razão NCO/OH na reação está preferencialmente no intervalo de 4/1 a 7/1, e o polímero resultante contendo grupos de isocianato, após a destilação, preferencialmente não contém mais do que 0,5% em peso, mais preferencialmente não mais do que 0,3% em peso, de diisocianato monomérico. O diisocianato monomérico é especialmente removido por meio de destilação de caminho curto sob pressão reduzida.
[0090] Se nenhum diisocianato monomérico em excesso for removido do polímero, a razão NCO/OH na reação está preferencialmente no intervalo de 1,3/1 a 2,5/1.
[0091] O polímero resultante tem preferencialmente um teor de grupos isocianato no intervalo de 0,5% a 10% em peso, especialmente 1% a 5% em peso, mais preferencialmente 1% a 3% em peso, e um peso molecular médio Mn no intervalo de 1.500 a 20.000 g/mol, especialmente 2.000 a 15.000 g/mol.
[0092] É dada preferência a diisocianatos alifáticos, cicloalifáticos ou aromáticos, especialmente hexametileno 1,6-diisocianato (HDI), 1-isocianato-3,3,5- trimetil-5-isocianatometilciclohexano (diisocianato de isoforona ou IPDI), peridro (difenilmetano 2,4 '- e/ou 4,4'-diisocianato) (H12MDI), difenilmetano 4,4'- diisocianato, com ou sem frações de difenilmetano 2,4'- e/ou 2,2'-diisocianato (MDI), ou tolileno 2,4-diisocianato ou suas misturas com tolileno 2,6-diisocianato (TDI).
[0093] É dada preferência particular a HDI, IPDI, MDI ou TDI ou suas misturas.
[0094] Polióis adequados são polióis comerciais ou suas misturas, especialmente - poliéter polióis, especialmente polioxialquilenodióis e/ou polioxialquilenotrióis, especialmente produtos de polimerização de óxido de etileno ou óxido de 1,2-propileno ou óxido de 1,2- ou 2,3-butileno ou oxetano ou tetra- hidrofurano ou misturas dos mesmos, onde estes podem ser polimerizados com o auxílio de uma molécula inicial com dois ou três átomos de hidrogênio ativo, especialmente uma molécula inicial, tal como água, amônia ou um composto com múltiplos grupos OH ou NH, por exemplo etano-1,2-diol, propano-1,2- ou - 1,3-diol, neopentilglicol, dietilenoglicol, trietilenoglicol, dipropilenoglicóis isoméricos ou tripropilenoglicóis, butanodióis isoméricos, pentanodióis, hexanodióis, heptanodióis, octanedióis, nonanodióis, decanodióis, undecanodióis, ciclohexano- 1,3- ou 1,4-dimetanol, bisfenol A, bisfenol A hidrogenado, 1,1,1-trimetiloletano, 1,1,1-trimetilolpropano, glicerol ou anilina, ou misturas dos compostos mencionados acima. Do mesmo modo são adequados os poliéter polióis com partículas de polímero dispersas no mesmo, especialmente aqueles com partículas de estireno/acrilonitrila (SAN) ou partículas de poliureia ou poli- hidrazodicarbonamida (PHD).
[0095] Os poliéter polióis preferidos são polioxipropileno dióis ou polioxipropileno trióis, ou os chamados polioxipropileno dióis ou trióis terminados em óxido de etileno (com cobertura EO ou com ponta EO). 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 hidroxila primários.
[0096] Polióis de poliéter preferenciais têm um nível 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, ácido ciclohexano-1,2-dicarboxílico, ácido ciclohexano-1,3-dicarboxílico ou ácido ciclohexano-1,4-dicarboxílico ou misturas dos ácidos supramencionados, ou poliéster polióis formados a partir de lacto nas, tais como, em particular, ε- caprolactona. Preferência particular é dada aos poliéster 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 OH 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 ou polimetacrilato. - Gorduras ou 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 epoxidação 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 degradação, 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 dos óleos e gorduras naturais são, em particular, ácidos graxos e álcoois graxos, bem como ésteres de ácidos graxos, em especial os ésteres de metil (FAME), que podem ser derivatizados em ésteres de hidroxiácidos graxos, por exemplo, por hidroformilação e hidrogenação. - Polióis poli-hidrocarbono, também chamado de oligohidrocarbonóis, tal como, em particular, 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 especialmente 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 ou isopreno, especialmente copolímeros de acrilonitrila / butadieno com função poli-hidroxi, como podem ser preparados, em particular, 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); ou polihidroxi hidrogenado de polímeros funcionais ou copolímeros de dienos.
[0097] Também especialmente adequadas são misturas de polióis.
[0098] É dada preferência a poliéter-polióis, poliéster-polióis, polióis de policarbonato, polióis de poli (met) acrilato ou polióis de polibutadieno.
[0099] Preferência particular é dada a poliéter polióis, poliéster polióis, especialmente poliéster polióis alifáticos, ou polióis de policarbonato, especialmente polióis de policarbonato alifático.
[0100] Especialmente preferidos são os poliéter polióis, especialmente os polioxialquileno polióis.
[0101] Mais preferidos são os di- ou trióis de polioxipropileno ou di- ou trióis de polioxipropileno terminados em óxido de etileno.
[0102] É dada preferência a polióis tendo um peso molecular médio Mn na gama de 400 a 20.000 g/mol, de preferência de 1.000 a 15.000 g/mol.
[0103] É dada preferência a polióis tendo uma funcionalidade OH média no intervalo de 1,6 a 3.
[0104] Preferência é dada aos polióis que são líquidos à temperatura ambiente.
[0105] Na preparação de um polímero contendo grupos isocianato, também é possível usar frações de álcoois di ou polifuncionais, especialmente etano-1,2- diol, propano-1,2-diol, propano-1,3-diol, 2 -metilpropano-1,3-diol, butano-1,2-diol, butano-1,3-diol, butano-1,4-diol, pentano-1,3-diol, pentano-1,5-diol, 3 -metilpentano-1,5-diol, neopentil glicol, dibromoneopentil glicol, hexano-1,2-diol, hexano-1,6-diol, heptano-1,7-diol, octano-1,2-diol, octano-1,8-diol, 2-etilhexano- 1,3-diol, dietilenoglicol, trietilenoglicol, dipropilenoglicol, tripropilenoglicol, ciclohexano-1,3- ou -1,4-dimetanol, bisfenol A etoxilado, bisfenol A propoxilado, ciclohexanodiol, bisfenol A hidrogenado, álcoois de ácido graxo dímero, 1,1,1- trimetiloletano, 1,1,1-trimetilolpropano, glicerol, pentaeritritol, álcoois de açúcar, tais como especialmente xilitol, sorbitol ou manitol, ou açúcares, tais como, em particular, sacarose ou derivados alcoxilados dos álcoois mencionados ou misturas dos álcoois mencionados.
[0106] O polímero contendo grupos isocianato preferencialmente tem um peso molecular médio Mn no intervalo de 1.500 a 20.000 g/mol, especialmente 2.000 a 15.000 g/mol.
[0107] Além de um polímero contendo grupos isocianato, a composição pode compreender pelo menos um isocianato oligomérico ou uma forma de MDI que é líquido à temperatura ambiente.
[0108] Isocianatos oligoméricos adequados são especialmente biuretos HDI tais como Desmodur® N 100 ou N 3200 (da Covestro AG), Tolonate® HDB ou HDB- LV (da Vencorex Holding SAS) ou Duranate® 24A-100 (da Asahi Kasei Corp.); Isocianuratos de HDI, como Desmodur® N 3300, N 3600 ou N 3790 BA (todos da Covestro AG), Tolonate® HDT, HDT-LV ou HDT-LV2 (da Vencorex Holding SAS), Duranate® TPA-100 ou THA-100 (da Asahi Kasei Corp.) ou Coronate® HX (da Tosoh Corp.); Uretdionas HDI como Desmodur® N 3400 (da Covestro AG); Iminooxadiazinedionas HDI como Desmodur® XP 2410 (da Covestro AG); Alofanatos HDI como Desmodur® VP LS 2102 (da Covestro AG); Isocianuratos IPDI, por exemplo em solução como Desmodur® Z 4470 (da Covestro AG) ou na forma sólida como Vestanat® T1890/100 (da Evonik Industries AG); Oligômeros TDI, tais como Desmodur® IL (da Covestro AG); ou isocianuratos mistos com base em TDI/HDI, como Desmodur® HL (da Covestro AG).
[0109] 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 (MDI ou PMDI polimérico), que foram trazidos seletivamente por mistura ou resultam do processo de produção.
[0110] Além de pelo menos um poliisocianato e/ou polímero contendo grupos isocianato, a composição curável pode compreender pelo menos um agente de cura latente, especialmente uma enamina, cetimina, aldimina ou oxazolidina, mais preferencialmente, uma aldimina ou oxazolidina, mais preferencialmente, um di- ou trialdimina.
[0111] Em uma modalidade preferida, a composição curável é uma composição de poliuretano de um componente e, além do poliéter com grupos amino bloqueados, compreende pelo menos um polímero contendo grupos isocianato e, opcionalmente, pelo menos um agente de cura latente.
[0112] Em outra modalidade preferida, a composição curável é uma composição de poliuretano de dois componentes e consiste em um primeiro componente compreendendo pelo menos um poliol e um segundo componente compreendendo pelo menos um poliisocianato e opcionalmente pelo menos um polímero contendo grupos de isocianato, em que o poliéter tendo grupos amino bloqueados e, opcionalmente, pelo menos um agente de cura latente estão cada um presente em um dos dois ou em ambos os componentes. Os polióis adequados são especialmente os polióis já mencionados como sendo adequados para a preparação de um polímero contendo grupos isocianato.
[0113] Em uma outra modalidade preferida, a composição curável é uma composição de polímero modificado com silano (SMP) e compreende pelo menos um polímero orgânico contendo grupos silano.
[0114] Tal composição curável é preferencialmente uma composição de um componente.
[0115] O polímero orgânico contendo grupos silano, de preferência, tem grupos silano da fórmula em que Ra é um radical hidrocarbil monovalente, linear ou ramificado, com 1 a 5 átomos de carbono, especialmente metil ou etil, Rb é um radical hidrocarbil monovalente, linear ou ramificado, com 1 a 8 átomos de carbono, especialmente metil, e x é 0 ou 1 ou 2, de preferência, 0 ou 1, especialmente 0.
[0116] Os grupos metoxisilano têm a vantagem de serem particularmente reativos. Os grupos etoxisilano têm a vantagem de serem toxicologicamente vantajosos e particularmente estáveis em armazenamento.
[0117] É dada preferência particular a grupos trimetoxissilano, grupos dimetoximetilsilano ou grupos trietoxissilano.
[0118] Mais preferidos são os grupos trimetoxissilano ou grupos trietoxissilano.
[0119] Um polímero orgânico preferido contendo grupos silano é uma poliolefina ou um poliéster ou uma poliamida ou um poli(met)acrilato ou um poliéter ou uma forma mista destes polímeros. Os grupos silano podem estar em posições pendentes na cadeia ou em posições terminais e estão ligados ao polímero orgânico por meio de um átomo de carbono.
[0120] Mais preferivelmente, o polímero orgânico contendo grupos silano é um poliéter contendo grupos silano.
[0121] "Poliéteres contendo grupos silano" referem-se a polímeros orgânicos contendo pelo menos um grupo silano, em que a cadeia de polímero tem principalmente unidades de poliéter, especialmente unidades de 1,2-oxipropileno. Além das unidades poliéter, também é especialmente possível que haja grupos uretano, grupos ureia, grupos tiouretano, grupos éster ou grupos amida.
[0122] O poliéter contendo grupos silano contém preferencialmente pelo menos 50% em peso, especialmente pelo menos 70% em peso, mais preferencialmente pelo menos 80% em peso, de unidades de 1,2-oxipropileno.
[0123] Processos para a preparação de poliéteres adequados contendo grupos silano são conhecidos por aqueles versados na técnica.
[0124] Em um processo preferido, poliéteres contendo grupos silano são obtidos a partir da reação de poliéteres que contêm grupos alil com hidrossilanos, opcionalmente com a extensão de cadeia utilizando di-isocianatos, por exemplo.
[0125] Em um outro processo preferido, poliéteres contendo grupos silano são obtidos a partir da copolimerização de óxidos de alquileno e epoxissilanos, opcionalmente com a extensão de cadeia utilizando di-isocianatos, por exemplo.
[0126] Em um outro processo preferido, poliéteres contendo grupos silano são obtidos a partir da reação dos polióis de poliéter com isocianatossilanos, opcionalmente com a extensão de cadeia utilizando di-isocianatos.
[0127] Em um outro processo preferido, os poliéteres contendo grupos silano podem ser obtidos a partir da reação de poliéteres contendo grupos isocianato com aminossilanos, hidroxisilanos ou mercaptosilanos. Os poliéteres contendo grupos silano desse processo são particularmente preferidos. Esse processo permite o uso de uma variedade de materiais de partida baratos disponíveis comercialmente por meio dos quais diferentes propriedades de polímero são obtidas, especialmente alta extensibilidade, alta resistência, baixo módulo de elasticidade, baixa temperatura de transição vítrea ou alta resistência às intempéries.
[0128] Mais preferencialmente, o poliéter contendo grupos silano pode ser obtido a partir da reação de poliéteres contendo grupos isocianato com aminossilanos e/ou hidroxisilanos e/ou mercaptosilanos.
[0129] Poliéteres adequados contendo grupos isocianato são especialmente obtidos a partir da reação de poliéter polióis, especialmente polioxialquileno dióis ou polioxialquileno trióis, preferencialmente polioxipropileno dióis ou polioxipropileno trióis, com uma quantidade super estequiométrica de poliisocianatos, especialmente diisocianatos.
[0130] É preferível quando a reação entre o poliisocianato e o poliéter poliol é conduzida com exclusão de umidade a uma temperatura de 50°C a 160°C, opcionalmente na presença de catalisadores adequados, em que o poliisocianato foi dosado de modo que os grupos de isocianato destes estão presentes em um excesso estequiométrico em relação aos grupos hidroxila do poliol. Em particular, o excesso de poliisocianato é escolhido de modo a deixar, após a reação de todos os grupos hidroxila, um teor de grupos isocianato livres de 0,1% a 5% em peso, de preferência, 0,2% a 4% em peso, particularmente de preferência 0,3% a 3% em peso, com base no polímero total.
[0131] Os diisocianatos preferidos são aqueles já mencionados acima. É dada maior preferência, em particular, ao IPDI ou TDI. O mais preferencial é o IPDI. Deste modo, são obtidos poliéteres contendo grupos silano com resistência à luz particularmente boa.
[0132] Especialmente adequados como polióis de poliéter são os polioxipropilenodióis com um grau de insaturação inferior a 0,02 meq/g, especialmente inferior a 0,01 meq/g, e um peso molecular médio Mn no intervalo de 400 a 25.000 g/mol, especialmente 1.000 a 20.000 g/mol.
[0133] Além dos polióis de poliéter, também é possível usar proporções de outros polióis, em particular polióis de poliacrilato e dióis ou trióis de baixo peso molecular.
[0134] Os aminossilanos adequados para a reação com um poliéter contendo grupos isocianato são os aminossilanos primários e especialmente os secundários. É dada preferência a 3-aminopropiltrimetoxissilano, 3- aminopropilmetoximetilsilano, 4-aminobutiltrimetoxisilano, 4-amino-3- metilbutiltrimetoxissilano, 4-amino-3,3-dimetilbutiltrimetoxissilano, N-butil-3- aminopropiltrimetoxisilano, N-fenil-3-aminopropiltrimetoxissilano, adutos formados a partir de aminossilanos primários tais como 3-aminopropiltrimetoxissilano, 3- aminopropilmetoximetilsilano ou N- (2-aminoetil) -3-aminopropiltrimetoxissilano e aceitadores de Michael tais como acrilonitril, ésteres (met)acrílicos, (met)acrilamidas, diésteres fumáricos ou maléicos, diésteres citracônicos ou diésteres itacônicos, especialmente dimetil ou dietil N-(3- trimetoxisililpropil)aminossucinatos. Igualmente adequados são os análogos dos aminossilanos citados com grupos etoxi no lugar dos grupos metoxi no silício.
[0135] Hidroxisilanos adequados para a reação com um poliéter contendo grupos isocianato são especialmente obtidos a partir da adição de aminossilanos em lactonas ou em carbonatos cíclicos ou em lactídeos.
[0136] Os hidroxisilanos preferidos que são obtidos desta forma são N-(3- trietoxisililpropil)-2-hidroxipropanamida, N-(3-trimetoxisililpropil)-2-hidroxipropanamida, N-(3-trietoxisililpropil)-4-hidroxipentanamida, N-(3- trietoxisililpropil)-4-hidroxioctanamida, N-(3-trietoxisililpropil)-5-hidroxidecanamida ou N-(3-trietoxisililpropil)-2-hidroxipropil carbamato.
[0137] Além disso, os hidroxissilanos adequados podem ser obtidos a partir da adição de aminossilanos em epóxidos ou a partir da adição de aminas para epoxissilanos.
[0138] Os hidroxissilanos preferidos que são obtidos desse modo são o 2- morfolino-4(5)-(2-trimetoxisililetil)ciclo-hexan-1-ol, 2-morfolino-4(5)-(2-trietoxisililetil)ciclo-hexan-1-ol ou 1-morfolino-3-(3-(trietoxissilil)propoxi)-propan-2- ol.
[0139] Mercaptosilanos adequados para a reação com um poliéter contendo grupos isocianato são especialmente 3-mercaptopropiltrimetoxissilano ou 3- mercaptopropiltrietoxissilano.
[0140] Outros poliéteres adequados contendo grupos silano são produtos comercialmente disponíveis, especialmente os seguintes: MS Polymer™ (da Kaneka Corp.; especialmente os produtos S203H, S303H, S227, S810, MA903 e S943); MS Polymer™ ou Silyl™ (da Kaneka Corp.; especialmente os produtos SAT010, SAT030, SAT200, SAX350, SAX400, SAX725, MAX450, MAX951); Excestar® (da Asahi Glass Co. Ltd.; especialmente os produtos S2410, S2420, S3430, S3630); SPUR + * (da Momentive Performance Materials Inc.; especialmente os produtos 1010LM, 1015LM, 1050MM); Vorasil ™ (da DowDuPont Inc.; especialmente os produtos 602 e 604); Desmoseal® (da Covestro AG; especialmente os produtos S XP 2458, S XP 2636, S XP 2749, S XP 2774 e S XP 2821), TEGOPAC® (da Evonik Industries AG; especialmente os produtos Seal 100, Bond 150, Bond 250), Polímero ST (da Hanse Chemie AG / Evonik Industries AG, especialmente os produtos 47, 48, 61, 61LV, 77, 80, 81); Geniosil® STP (da Wacker Chemie AG; especialmente os produtos E10, E15, E30, E35).
[0141] Mais preferencialmente, o poliéter contendo grupos silano é obtido a partir da reação de pelo menos um poliéter contendo grupos isocianato com pelo menos um aminosilano e/ou hidroxissilano e/ou mercaptosilano.
[0142] De preferência, o aminossilano e/ou hidroxisilano e/ou mercaptosilano é selecionado a partir do grupo que consiste em dimetil N-(3- trimetoxissililpropil) aminosuccinato, dietil N-(3-trimetoxissililpropil)aminosuccinato, dimetil N-(3-trietoxissililpropil)aminosuccinato, dietil N-(3-trietoxissililpropil)aminossuccinato, N-(3-trimetoxissililpropil)-2-hidroxipropanamida, N-(3-trietoxissililpropil)-2-hidroxipropanamida, 3-mercaptopropiltrimetoxissilano e 3-mercaptopropiltrimetoxissilano.
[0143] As modalidades preferidas do polímero orgânico contendo grupos de silano permitem composições com boa estabilidade de armazenamento, cura rápida e propriedades mecânicas particularmente boas, especialmente alta elasticidade e extensibilidade acopladas a boa resistência e alta estabilidade térmica.
[0144] A composição curável preferencialmente compreende adicionalmente um ou mais constituintes adicionais, especialmente selecionados do grupo que consiste em cargas, promotores de adesão, dessecantes, espessantes e catalisadores.
[0145] Enchimentos particularmente adequados são os enchimentos já mencionados.
[0146] Promotores de adesão adequados são especialmente aminossilanos, tais como, em particular, 3-aminopropiltrimetoxissilano, 3- aminopropildimetoximetilsilano, N-(2-aminoetil)-3-aminopropiltrimetoxisilano, N-(2- aminoetil)-3-aminopropildimetoximetilsilano, N-(2-aminoetilsilano)-N'-[3-(trimetoxissilil)propil]etilenodiamina ou seus análogos com etoxi no lugar de grupos metoxi, e também N-fenil-, N-ciclohexil- ou N-alquilaminosilanos, mercaptosilanos, epoxissilanos, (met)acrilosilanos, anidridossilanos, carbamatossilanos, alquilsilanos ou iminossilanos, formas oligoméricas desses silanos, adutos formados a partir de aminossilanos primários com epoxissilanos ou (met)acrilossilanos ou anidridossilanos, alquilsilsesquioxanos amino-funcionais, especialmente metilsilsesquioxano ou propilsilsesquioxano com função amino, ou titanatos.
[0147] Especialmente adequados como promotores de adesão para uma composição contendo grupos de isocianato são epoxissilanos, tais como, em particular, 3-glicidoxipropiltrimetoxissilano ou 3-glicidoxipropiltrietoxissilano, (met)acrilossilanos, anidridossilanos, carbamatossilanos, alquilsilanos ou iminossilanos destes.
[0148] Os dessecantes adequados para composições que compreendem polímeros contendo grupos silano são especialmente tetraetoxissilano, viniltrimetoxissilano, viniltrietoxissilano ou organoalcoxissilanos tendo um grupo funcional na posição α em relação ao grupo silano, especialmente N- (metildimetoxissililmetil)Ometilcarbamato, (metacriloiloximetil)silanos,metoximetilsilanos, ésteres ortofórmicos, óxido de cálcio ou pós de peneira molecular.
[0149] Os dessecantes adequados para composições contendo grupos de isocianato são especialmente pós de peneira molecular, óxido de cálcio, isocianatos altamente reativos, tais como isocianato de p-tosila, diisocianatos monoméricos ou ésteres ortofórmicos.
[0150] Os espessantes adequados são especialmente ureias, silicatos em folha, tais como bentonites, derivados de óleo de rícino, óleo de rícino hidrogenado, poliamidas, poliuretanos ou sílicas fumadas.
[0151] Um espessante preferido é uma pasta que pode ser espalhada à temperatura ambiente e contendo 10% a 25% em peso de compostos de ureia e 75% a 90% em peso dos poliéteres acima descritos com grupos hidroxila bloqueados. Essa pasta é especialmente produzida por reação de um diisocianato, especialmente difenilmetano 4,4'-diisocianato, e uma monoamina, especialmente n-butilamina, no poliéter tendo grupos hidroxila bloqueados.
[0152] Os catalisadores adequados são os catalisadores para a reticulação de grupos silano, especialmente catalisadores metálicos, tais como, em particular, compostos de estanho, titânio, zircónio, alumínio ou zinco e/ou compostos de nitrogênio. É dada preferência a compostos de diorganotina(IV), como, em particular, dibutilestanho(IV) diacetato, dibutilestanho(IV) dilaurato, dibutilestanho(IV) dineodecanoato, dibutilestanho(IV) bis(acetilacetonato) ou dioctilestanho(IV) dilaurato, e também complexos de titânio (IV) ou zircônio (IV) ou alumínio (III) ou zinco (II) com, em particular, ligantes alcoxi, carboxilato, 1,3- dicetonato, 1,3-cetoesterato ou 1,3-cetoamidato, especialmente organotitanatos, e também aminas, amidinas, tais como, em particular, 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec- 7-eno (DBU), 1,5-diazabiciclo[4.3.0]non-5-eno (DBN), 6-dibutilamino-1,8- diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno, 6-dibutilamino-1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno, N,N'-di-n-hexilacetamidina (DHA), 2-metil-1,4,5,6-tetra-hidropirimidina, 1,2-dimetil- 1,4,5,6-tetra-hidropirimidina, 2,5,5-trimetil-1,4,5,6-tetrahidropirimidina, N-(3- trimetoxissililpropil)-4,5-dihidroimidazol, N-(3-trietoxissililpropil)-4,5-dihidroimidazol, 1-(3-dimetilaminopropil)-2-metil-1,4,5,6-tetrahidropirimidina, 1-(3-amino propil)-2- metil-1,4,5,6-tetra-hidropirimidina ou produtos de reação dos mesmos, ou guanidinas, tais como, em particular, 1-butilguanidina, 1,1-dimetilguanidina, 1,3- dimetilguanidina, 1,1,3,3-tetrametilguanidina (TMG), 2- (3- (trimetoxissilil)propil)- 1,1,3,3-tetrametilguanidina, 2-(3-(metildimetoxissilil)propil)-1,1,3,3-tetrametilguanidina, 2-(3-(trietoxissilil)propil)-1,1,3,3-tetrametilguanidina, 1,5,7- triazabiciclo [4.4.0] dec-5-eno (TBD), 7-metil-1,5, 7-triazabiciclo [4.4.0] dec-5-eno, 7-ciclohexil-1,5,7-triazabiciclo [4.4.0] dec-5-eno, 1-fenilguanidina, 1- (o-tolil) guanidina (OTG), 1,3-difenilguanidina, 1,3-di(o-tolil) guanidina, 2- guanidinobenzimidazol ou guanidinas da reação de monoaminas, poliaminas ou aminossilanos com carbodiimidas, especialmente diciclohexilcarbodiimida ou diisopropilcarbodiimida ou imidazóis.
[0153] É dada preferência a organotitanatos, especialmente bis(etilaceto- acetato)diisobutoxititânio (IV) (disponível comercialmente, por exemplo, como Tyzor® IBAY de Dorf Ketal), bis(etilaceto-acetato)diisopropoxititânio (IV) (disponível comercialmente, por exemplo, como Tyzor® DC de Dorf Ketal), bis(acetilacetonato)diisopropoxititânio (IV), bis(acetilacetonato)diisobutoxititânio (IV), tris(oxietil)aminaisopropoxititânio (IV), bis[tris(oxietil)amina]diisopropoxititânio (IV), bis(2-etilhexitano-1,3-dioxi) titânio (IV), tris[2-((2-aminoetil)amino)etoxi]etoxititânio (IV), bis(neopentil(dialil)oxi)dietoxititânio (IV), tetra(isopropoxi)titanato, tetra(n-butoxi)titanato, tetra(2-etilhexiloxi)titanato ou polibutil titanato, especialmente bis(etilaceto-acetato)diisobutoxititânio (IV) ou bis(etilaceto-acetato)diisopropoxititânio (IV).
[0154] É dada preferência ainda a amidinas ou guanidinas, especialmente DBU, 1-(3-dimetilaminopropil)-2-metil-1,4,5,6-tetra-hidropirimidina, 1-(3- aminopropil)-2-metil-1,4, 5,6-tetra-hidropirimidina ou seus produtos de reação, ou guanidinas da reação de monoaminas, poliaminas ou aminossilanos com diciclohexilcarbodiimida ou diisopropilcarbodiimida.
[0155] É dada preferência ainda a combinações destes catalisadores, especialmente combinações de pelo menos um organotitanato e pelo menos uma amidina ou guanidina.
[0156] Catalisadores adequados são também catalisadores para a aceleração da reação de grupos de isocianato, especialmente compostos organoestanho (IV) tais como, especialmente, diacetato de dibutilestanho, dilaurato de dibutilestanho, dicloreto de dibutilestanho, diacetilacetonato de dibutilestanho, dilaurato de dimetilestanho, diacetato de dioctilestanho, dilaurato de dioctilestanho ou diacetilacetonato de dioctilestianho, complexos de bismuto (III) ou zircônio (IV), especialmente com ligantes selecionados a partir de alcóxidos, carboxilatos, 1,3- dicetonatos, oxinato, 1,3-cetoesteratos e 1,3-cetoamidatos, ou compostos contendo grupos amino terciários, tais como, especialmente, éter 2,2'- dimorfolinodietílico (DMDEE).
[0157] Os catalisadores adequados também são catalisadores para a hidrólise de agentes de cura latentes, especialmente ácidos carboxílicos, como ácido 2-etilhexanóico, ácido láurico, ácido esteárico, ácido neodecanóico, ácido benzóico, ácido salicílico ou ácido 2-nitrobenzóico, anidridos carboxílicos orgânicos, ésteres de silil de ácidos carboxílicos, ácidos sulfônicos orgânicos, ésteres sulfônicos, outros ácidos orgânicos ou inorgânicos, ou misturas dos ácidos ou ésteres acima mencionados. É dada preferência a ácidos carboxílicos aromáticos, como ácido benzóico, ácido 2-nitrobenzóico ou especialmente ácido salicílico.
[0158] A composição curável pode compreender adições adicionais, especialmente aqueles já mencionados, e também - catalisadores adicionais que aceleram a reação dos grupos isocianato e/ou grupos silano, especialmente sais, sabões ou complexos de estanho (II), ferro, alumínio, molibdênio, dioxomolibdênio ou potássio, especialmente lactato de alumínio, oleato de alumínio ou acetato de potássio; compostos contendo grupos amino terciários, especialmente N-etildiisopropilamina, N,N,N',N'- tetrametilalquilenodiaminas, pentametilalquilenotriaminas e homólogos superiores dos mesmos, bis(N,N-dietilaminoetil)adipato, tris(3-dimetilaminopropil) amina, 1,4- diazabiciclo[2.2.2]octano (DABCO), N-alquilmorfolinas, N,N'-dimetilpiperazina; compostos de azoto aromáticos, tais como 4-dimetilaminopiridina, N-metilimidazol, N-vinilimidazol ou 1,2-dimetilimidazol; compostos orgânicos de amónio, tais como hidróxido de benziltrimetilamónio ou aminas terciárias alcoxiladas; e os chamados catalisadores de "ação retardada", que são modificações de catalisadores de metal ou amina conhecidos; - agentes modificadores da reologia, compostos de especialmente ureia, os silicatos laminares, com bentonitas, derivados de óleo de rícino, óleo de rícino hidrogenado, poliamidas, poliuretanos, sílicas fumadas e éteres de celulose e polioxietilenos hidrofobicamente modificados; ou - aditivos, especialmente agentes umectantes, agentes de nivelamento, antiespumantes, desarejadores, estabilizadores contra a oxidação, calor, luz ou radiação UV, ou biocidas; ou outras substâncias habitualmente utilizadas em composições curáveis.
[0159] Pode ser aconselhável secar quimicamente ou fisicamente determinadas substâncias antes de misturá-las na composição.
[0160] Uma composição curável preferida compreende - 20% a 80% em peso de um polímero contendo grupos isocianato e/ou silano ou - no caso de uma composição de poliuretano de dois componentes - da soma total de polióis, aminas, agentes de cura latente, poliisocianatos e polímeros contendo grupos isocianato, - 10% a 60% em peso de enchimentos, e - 5% a 40% em peso de poliéter com grupos hidroxila bloqueados.
[0161] A composição curável é especialmente produzida com exclusão de umidade e armazenada à temperatura ambiente em recipientes à prova de umidade. Um recipiente adequado à prova de umidade consiste especialmente de um metal e/ou plástico opcionalmente revestido e é especialmente um tambor, uma caixa de transporte, um barril, um balde, um recipiente, uma lata, um saco, um saco tubular, um cartucho ou um tubo.
[0162] A composição curável pode ser formulada de modo a ter uma consistência pastosa com um alto ponto de escoamento, especialmente para uso como um adesivo ou vedante. Tal composição pode ser aplicada por espátula ou sob pressão por meio de um dispositivo adequado, por exemplo, por meio de uma pistola de cartucho ou uma bomba de tambor ou um robô de aplicação, em que a composição é especialmente descarregada na forma de um grânulo tendo essencialmente um área transversal redonda ou triangular.
[0163] A composição curável também pode ser formulada de modo que seja fluida e "autonivelante" ou apenas ligeiramente tixotrópica, especialmente para uso como composto de vedação ou revestimento. Essa composição pode ser aplicada vertendo-a ou com uma espátula. Na forma de um revestimento, pode, então, ser distribuído sobre uma área para dar a espessura de camada desejada, por exemplo, por meio de um rolo, lâmina raspadora, espátula dentada ou rodo de borracha. Em uma operação, normalmente é aplicada uma espessura de camada no intervalo de 0,5 a 5 mm, especialmente de 1 a 3 mm.
[0164] O processo de cura começa no decorrer da aplicação da composição curável, formando a composição de elastômero descrita.
[0165] No caso de uma composição de cura por umidade de um componente, ela é aplicada como está e depois começa a curar sob a influência de umidade ou água. Para aceleração da cura, um componente acelerador que contém ou libera água e/ou um catalisador pode ser misturado na composição na aplicação, ou a composição, após sua aplicação, pode ser colocada em contato com este componente acelerador.
[0166] No caso de uma composição de dois componentes, ela é aplicada após a mistura dos dois componentes e começa a curar por reação interna, e a cura pode ser completada pela ação da umidade externa. Os dois componentes podem ser misturados continuamente ou em lotes com misturadores dinâmicos ou misturadores estáticos.
[0167] No decurso da cura, os grupos isocianato presentes reagem sob a influência da humidade uns com os outros e/ou com quaisquer outros grupos reativos presentes na composição, especialmente grupos hidroxila ou grupos amino. Além disso, os grupos de isocianato presentes reagem com grupos reativos de hidrólise de quaisquer agentes de cura latentes presentes. Os grupos de silano presentes reagem uns com os outros sob a influência da umidade durante a cura. Os mesmos podem ser hidrolisados em contato com a umidade para render os grupos silanol (grupos Si-OH). Os grupos silano presentes podem condensar com os grupos silanol presentes para render grupos siloxano (grupos Si-O-Si).
[0168] Como resultado dessas reações, a composição cura e desenvolve adesão ao substrato termoplástico, dando origem à ligação adesiva da invenção.
[0169] A umidade necessária para a cura de uma composição de cura por umidade entra preferencialmente na composição através da difusão do ar (umidade do ar). No processo, uma camada sólida de composição curada (película) é formada nas superfícies da composição que entram em contato com o ar. A cura continua na direção da difusão de fora para dentro, tornando a película cada vez mais espessa e, por fim, abrangendo toda a composição aplicada. A umidade também pode entrar na composição adicionalmente ou inteiramente a partir de um ou mais substrato(s) nos quais a composição foi aplicada e/ou pode vir de um componente acelerador que é misturado na composição na aplicação ou entra em contato com a mesma após a aplicação, por exemplo, pintando ou pulverizando.
[0170] A ligação adesiva da invenção é, de preferência, uma ligação ou uma vedação ou um revestimento.
[0171] Se a ligação adesiva for uma ligação ou vedação, a composição de elastômero será tipicamente disposta entre dois ou mais substratos aos quais adere. Pelo menos um dos substratos é o substrato termoplástico. O substrato adicional presente pode ser o mesmo substrato termoplástico, ou um substrato termoplástico diferente pode estar presente, ou o substrato pode ser qualquer outro substrato.
[0172] Outros substratos adequados são - vidro, vitrocerâmica, betão, argamassa, fibrocimento, especialmente placas de fibrocimento, tijolo, azulejo, gesso, especialmente placas de gesso, ou pedra natural tal como granito ou mármore; - compostos de reparo ou nivelamento à base de PCC (argamassa de cimento modificada com polímeros) ou ECC (argamassa de cimento modificada com resina epóxi); - metais ou ligas, como alumínio, cobre, ferro, aço, metais não ferrosos, incluindo metais ou ligas com acabamento de superfície, como metais revestidos com zinco ou cromo; - asfalto ou betume; - couro, têxteis, papel, madeira, materiais de madeira aglomerados com resinas, tais como resinas fenólicas, de melamina ou epóxi, resinas/compostos têxteis ou outros materiais denominados compostos poliméricos; - plásticos como PVC rígido e flexível, policarbonato, poliestireno, poliéster, poliamida, PMMA, ABS, SAN, resinas epoxi, resinas fenólicas, PUR, POM, TPO, PE, PP, EPM ou EPDM, em cada caso não tratado ou superficial tratado, por exemplo, por meio de plasma, coroa ou chamas; - plásticos reforçados com fibra, como plásticos reforçados com fibra de carbono (CFP), plásticos reforçados com fibra de vidro (GFP) ou compostos de moldagem em folha (SMC); - espumas de isolamento, especialmente feitas de EPS, XPS, PUR, PIR, lã de rocha, lã de vidro ou espuma de vidro; - substratos revestidos ou pintados, especialmente telhas pintadas, concreto revestido, metais ou ligas revestidas com pó ou chapas de metal pintadas; - tintas ou vernizes.
[0173] Se necessário, os substratos podem ser pré-tratados antes da aplicação, especialmente por métodos de limpeza físicos e/ou químicos ou pela aplicação de um ativador ou de um primer.
[0174] A ligação adesiva da invenção é especialmente parte de um artigo ligado ou vedado ou revestido com a composição de elastômero. Esse artigo pode ser uma estrutura construída acima ou abaixo do solo ou parte dela, ou pode ser um bem industrial ou de consumo, especialmente uma janela, um cano, um eletrodoméstico ou um meio de transporte, tal como, em particular, um automóvel, ônibus, caminhão, veículo ferroviário, navio, aeronave ou helicóptero, ou um componente instalável do mesmo.
[0175] Com a ligação adesiva da invenção, é possível mesmo ligar plásticos com uma tendência marcada para fissuras por tensão, como o policarbonato em particular, essencialmente sem fendas por tensão e, portanto, de forma confiável e permanente à composição de elastômero. Isso é especialmente habilitado pela presença do poliéter com grupos hidroxila bloqueados na composição de elastômero, o que não prejudica a estabilidade de armazenamento da composição de elastômero não curado e a dilui de forma eficiente, de modo que tenha boa aplicabilidade e mostra alta ação elastificante no composição de elastômero e, portanto, permite propriedades marcadamente elásticas da composição, como normalmente exigido na ligação de termoplásticos.
[0176] A invenção fornece ainda o uso de uma composição curável compreendendo pelo menos um polímero contendo grupos isocianato e/ou grupos silano e pelo menos um poliéter com grupos hidroxila bloqueados, como descrito acima, para ligação, vedação ou revestimento de pelo menos um substrato termoplástico, como descrito acima.
[0177] Exemplos operacionais são aqui apresentados a seguir, que pretendem elucidar a invenção descrita. Certamente, a invenção não se limita a estes exemplos funcionais descritos.
[0178] "Condições climáticas p adrão" (“SCC”) referem-se a uma temperatura de 23 ± 1°C e uma umidade relativa do ar de 50 ± 5%.
[0179] Salvo indicação em contrário, os produtos químicos utilizados são da Sigma-Aldrich Chemie GmbH.
[0180] A viscosidade foi medida com um viscosímetro de cone-placa com termostato Rheotec RC30 (diâmetro de cone 25 mm, ângulo de cone de 1°, distância de ponta-placa de cone 0,05 mm, taxa de cisalhamento de 10 s-1).
[0181] Os espectros de infravermelho (FT-IR) foram medidos como películas não diluídas em um instrumento Nicolet iS5 FT-IR da Thermo Scientific equipado com uma unidade de medição ATR horizontal com um cristal de diamante. As bandas de absorção são relatadas em números de onda (cm 1).
[0182] Os espectros de RMN de 1H foram medidos em um espectrômetro do tipo Broker Ascend 400 a 400,14 MHz; os desvios químicos δ são relatados em ppm em relação ao tetrametilsilano (TMS). Nenhuma distinção foi feita entre os padrões de acoplamento verdadeiro e os de pseudo-acoplamento.
[0183] Poliéter-1: monol PPG acetilado iniciado com n-butanol peso molecular médio de cerca de 800 g/mol
[0184] 120,00 g de monol de polioxipropileno iniciado com n-butanol (Synalox ® 100-20B, peso molecular médio de cerca de 750 g/mol; da DowDuPont Inc.) e 18,74 g de anidrido acético foram inicialmente carregados em um frasco de fundo redondo com acessório de destilação sob uma atmosfera de nitrogênio. Em seguida, a mistura de reação foi agitada sob uma corrente suave de nitrogênio a 130°C, com coleta de ácido acético como destilado. Posteriormente, os constituintes voláteis foram removidos da mistura de reação a 80°C e uma pressão reduzida de 10 mbar. Foi obtido um líquido límpido e incolor com uma viscosidade de 75 mPa • s a 20°C.FT-IR: 2970, 2931, 2867, 1738, 1454, 1372, 1345, 1296, 1241, 1098, 1014, 959, 925, 866, 827.1H NMR (CDCIs): 5,02 (hept., 1 H, CH2(CH3)CH-OAc), 3,75 - 3,34 (2 x m, ca. 39 H, OCH2CH(CH3)O), 3,33 - 3,28 (m, 2 H, CH3CH2CH2CH2O), 2,04 (s, 3 H, O(CO)CH3), 1,55 (quint., 2 H, CH3CH2CH2CH2O), 1,36 (sext., 2 H, CH3CH2CH2CH2O), 1,22 (d, 3 H, CH2(CH3)CH-OAc), 1,17 - 1,10 (m, ca. 36 H, OCH2CH(CH3)O), 0,91 (t, 3 H, CH3CH2CH2CH2O).
[0185] Poliéter-2: PPG dioI diacetiIado com peso moIecuIar médio de cerca de 1.100 g/moI
[0186] 80,00 g de poIioxipropiIeno dioI (VoranoI® P 1010, número OH 110 mg KOH/g; da DowDuPont Inc.) e 18,74 g de anidrido acético foram convertidos como descrito para Poliéter-1. Foi obtido um Iíquido Iímpido e incoIor com uma viscosidade de 145 mPa • s a 20°C.
[0187] Poliéter-3: PPG dioI diacetiIado com peso moIecuIar médio de cerca de 2.100 g/moI
[0188] 160,00 g de poIioxipropiIeno dioI (VoranoI ® 2000 L, número OH 56 mg KOH/g; da DowDuPont Inc.) e 18,74 g de anidrido acético foram convertidos como descrito para Poliéter-1. Foi obtido um Iíquido Iímpido e incoIor com uma viscosidade de 400 mPa • s a 20°C.
[0189] Poliéter-4: PPG diol diacetilado com peso molecular médio de cerca de 4.100 g/mol
[0190] 600,0 g de polioxipropileno diol (Acclaim® 4200, OH número 28 mg KOH/g; de Covestro AG) e 33,7 g de anidrido acético foram convertidos conforme descrito para o Poliéter-1. Foi obtido um líquido límpido e incolor com uma viscosidade de 1.150 mPa • s a 20°C.
[0191] Poliéter-5: PPG diol diacetilado com peso molecular médio de cerca de 8.100 g/mol
[0192] 600,0 g de polioxipropileno diol (Acclaim® 8200, OH número 14 mg KOH/g; de Covestro AG) e 16,8 g de anidrido acético foram convertidos conforme descrito para o Poliéter-1. Foi obtido um líquido límpido e incolor com uma viscosidade de 3.800 mPa • s a 20°C.
[0193] Poliéter-6: PPG diol com dois grupos terminais p-toluenossulfoniluretano e peso molecular médio de cerca de 12.400 g/mol
[0194] 600,0 g de polioxipropileno diol (Acclaim® 12200, da Covestro AG; peso molecular médio de cerca de 12.000 g/mol) e 13,5 g de isocianato de p- toluenossulfonil foram inicialmente carregados em um frasco de fundo redondo com acessório de destilação sob uma atmosfera de nitrogênio. Em seguida, a mistura de reação foi agitada a 130°C sob uma corrente suave de nitrogênio durante 3 horas. Posteriormente, os constituintes voláteis foram removidos da mistura de reação a 80°C e uma pressão reduzida de 10 mbar. Foi obtido um líquido límpido e incolor com uma viscosidade de 12.700 mPa • s a 20°C. Substâncias Comerciais Usadas: DINP: diisononil ftalato (Palatinol® N, junto a BASF SE) DIDP: diisodecil ftalato (Palatinol® 10-P, junto a BASF SE) DINCH: diisononil ciclohexano-1,2-dicarboxilato (Hexamoll® DINCH, junto a BASF SE) DOA: di(2-etilhexil)adipato (Adimoll® DO, junto a Lanxess AG) ATBC: citrato de acetil tributil FAE: éster de ácido graxo alifático (Sovermol® 1058, junto a BASF SE) Giz: Omyacarb® 5-GU (junto a Omya AG) Negro de Monarch® 570 (junto a Cabot Corp.) fumo: Sílica Aerosil® R 972 (junto a Evonik Industries AG) pirogênica: DMDEE 2,2'-dimorfolinodietil éter pTSI Isocianato de p-toluenossulfonil
[0195] 727,0 g de polioxipropileno diol (Acclaim® 4200, junto a Covestro AG; OH número 28,5 mg KOH/g) e 273,0 g de difenilmetano 4,4'-diisocianato (Desmodur® 44 MC L, junto a Covestro AG) foram convertidos por um método conhecido em 80°C para um polímero com um teor de grupo isocianato de 7,6% em peso, uma viscosidade de 5,2 Pa • s a 20°C e um teor de difenilmetano monomérico 4,4'-diisocianato de cerca de 18% em peso. Posteriormente, os constituintes voláteis, especialmente uma maioria do difenilmetano 4,4'- diisocianato monomérico, foram removidos por destilação em um evaporador de caminho curto (temperatura da camisa 180°C, pressão 0,1 a 0,005 mbar, temperatura de condensação 47°C). O polímero assim obtido tinha um teor de grupo isocianato de 1,8% em peso, uma viscosidade de 15,2 Pa • s a 20°C e um teor de difenilmetano 4,4'-diisocianato monomérico de 0,08% em peso.
[0196] 725,0 g de polioxipropileno triol terminado por óxido de etileno (Desmophen® 5031 BT, junto a Covestro AG; OH número 28 mg KOH/g) e 275 g de difenilmetano 4,4'-diisocianato (Desmodur® 44 MC L, junto a Covestro AG) foram convertidos por um método conhecido a 80°C a um polímero com um teor de grupo isocianato de 7,6% em peso, uma viscosidade de 6,5 Pa • s a 20°C e um teor de difenilmetano monomérico 4,4'-diisocianato de cerca de 20% em peso. Posteriormente, os constituintes voláteis, especialmente uma maioria do difenilmetano 4,4'-diisocianato monomérico, foram removidos por destilação em um evaporador de caminho curto (temperatura da camisa 180°C, pressão 0,1 a 0,005 mbar, temperatura de condensação 47°C). O polímero assim obtido tinha um teor de grupo isocianato de 1,7% em peso, uma viscosidade de 19 Pa • s a 20°C e um teor de difenilmetano monomérico 4,4'-diisocianato de 0,04% em peso.
[0197] 724,0 g de polioxipropileno diol (Acclaim® 6300, junto a Covestro AG; OH número 28 mg KOH/g) e 276,0 g de difenilmetano 4,4'-diisocianato (Desmodur® 44 MC L, junto a Covestro AG) foram convertidos por um método conhecido em 80°C para um polímero com um teor de grupo isocianato de 7,5% em peso, uma viscosidade de 9,9 Pa • s a 20°C e um teor de difenilmetano monomérico 4,4'- diisocianato de cerca de 20% em peso. Posteriormente, os constituintes voláteis, especialmente uma maioria do difenilmetano 4,4'-diisocianato monomérico, foram removidos por destilação em um evaporador de caminho curto (temperatura da camisa 180°C, pressão 0,1 a 0,005 mbar, temperatura de condensação 47°C). O polímero assim obtido tinha um teor de grupo isocianato de 1,7% em peso, uma viscosidade de 34,7 Pa • s a 20°C e um teor de difenilmetano 4,4'-diisocianato monomérico de 0,06% em peso.
[0198] Para cada exemplo, o primeiro componente ("componente 1") usado foi o componente comercial A especificado nas tabelas 1 e 2 (SikaForce®- 7777 L05, adesivo estrutural de PU de dois componentes com componente A baseado em poliol, preenchido, cinza; ou SikaForce®-7584, adesivo PU flexível de dois componentes com componente A à base de poliol, preenchido, preto, ambos da Sika Schweiz AG).
[0199] O segundo componente ("componente 2") utilizado foram misturas de 80 partes em peso de Adiprene® LFM E730 (polímero de poliuretano à base de poliéter terminado com MDI, bifuncional, com teor de NCO de 7,35% em peso e um baixo teor de MDI monomérico, de Lanxess AG) e 20 partes em peso do respectivo plastificante especificado nas tabelas 1 e 2; as misturas foram produzidas por meio de um misturador centrífugo (SpeedMixer ™ DAC 150, FlackTek Inc.) com exclusão de umidade e armazenadas.
[0200] Os dois componentes foram processados com exclusão de umidade na proporção de mistura especificada nas tabelas 1 e 2 por meio do misturador centrífugo para dar uma pasta homogênea, e esta foi imediatamente utilizada ou testada da seguinte forma:
[0201] Cada composição foi usada para produzir ligações adesivas múltiplas ao policarbonato. Para tanto, a pasta foi aplicada em cada caso sobre uma placa de policarbonato PC1 desengordurada com isopropanol (=Makrolon® GP Clear 099, da Covestro AG) de tamanho 150 x 30 x 2 mm no meio sobre uma área de 30 x 30 mm em uma espessura de camada de 2 mm, e armazenado/curado em condições climáticas padrão por 7 dias. Várias ligações adesivas deste tipo foram então fixadas através de uma peça redonda de madeira com um diâmetro de 35 mm que tinha sido montada sobre uma placa e fixada nas extremidades de modo que cada ligação adesiva fosse fixada em uma posição curva. Esse arranjo foi armazenado em um forno de circulação de ar a 80°C por 24 h ou 7 dias e, em seguida, após o condicionamento em condições climáticas padrão por 24 h, avaliado visualmente quanto à extensão em que a placa persistia no estado curvo e se o estresse rachaduras eram visíveis no policarbonato. Os resultados são relatados nas tabelas 1 e 2 como "Dobramento de PC1" e "Fissura de PC1".
[0202] Para as fissuras, os números significam: 0: sem rachaduras 1: poucas rachaduras superficiais curtas nas bordas da composição 2: algumas rachaduras superficiais curtas nas bordas da composição 3: algumas rachaduras mais profundas em toda a largura da placa 4: muitas rachaduras mais profundas em toda a largura da placa 5: muitas rachaduras mais profundas em toda a largura da placa As composições marcadas com "(Ref.)" são exemplos comparativos.
Tabela 1: Composição (em partes por peso) de Z1 a Z6 e propriedades das ligações adesivas com os mesmos. "M. grave" quer dizer "muito grave" 1 em partes em peso do componente 1/componente 2 Tabela 2: Composição (em partes em peso) de Z7 a Z12 e propriedades das ligações adesivas com os mesmos. 1em partes em peso do componente 1/componente 2
[0203] Para cada composição, os ingredientes especificados na tabela 3 foram misturados nas quantidades especificadas (em partes em peso) por meio de um misturador centrífugo (SpeedMixer ™ DAC 150, FlackTek Inc.) com exclusão de umidade a 3000 rpm por um minuto.
[0204] Foi produzida uma ligação adesiva de cada composição ao policarbonato. Para tanto, a composição foi aplicada sobre uma placa de policarbonato PC1 (=Makrolon®GP Clear 099, junto a Covestro AG) de tamanho 150 x 30 x 2 mm no meio na forma de um cordão sobre uma área de 10 x 30 mm em uma espessura de camada de cerca de 2 mm, e armazenado/curado em condições climáticas padrão por 7 dias. A ligação adesiva foi então fixada através de uma peça redonda de madeira com um diâmetro de 35 mm que tinha sido montada sobre uma placa e fixada nas extremidades de modo que a ligação adesiva fosse fixada em uma posição curva. Esse arranjo foi armazenado em um forno de circulação de ar a 80°C por 24 h e, em seguida, após o condicionamento em condições climáticas padrão por 24 h, avaliado visualmente na escala especificada para a composição Z1 quanto a se as rachaduras por tensão eram visíveis no policarbonato. O resultado é relatado como "Fissura de PC1".
[0205] Para determinar as propriedades mecânicas, cada composição foi aplicada a um filme revestido de PTFE para dar um filme de 2 mm de espessura, a película foi armazenada em condições climáticas padrão por 14 dias, e alguns halteres tendo um comprimento de 75 mm com uma barra comprimento de 30 mm e largura de barra de 4 mm foram puncionados para fora do filme e estes foram testados de acordo com DIN EN 53504 a uma taxa de deformação de 200 mm/min para Resistência à tração (força de ruptura), Alongamento na ruptura, Módulo elasticidade de 5% (a 0,5% -5% de alongamento) e Módulo de elasticidade de 50% (a 0,5% -50% de alongamento).
[0206] Para determinar a resistência de uma ligação, a resistência ao cisalhamento das juntas (LSS) foi determinada no vidro. Para tanto, corpos-de- prova compostos foram produzidos através da colagem de duas placas de vidro desengraxadas com isopropanol e pré-tratadas com Sika® Primer 207 (junto a Sika Schweiz AG) de forma que a união adesiva sobreposta tivesse dimensões de 12 x 25 mm e um espessura de 4 mm e as placas de vidro salientes nas extremidades superiores. Após os espécimes compostos terem sido armazenados em condições climáticas padrão por 7 d, a resistência ao cisalhamento foi testada de acordo com a DIN EN 1465 a uma taxa de deformação de 20 mm/min.
[0207] A dureza Shore A foi determinada de acordo com a DIN 53505 em corpos de prova curados em condições climáticas padrão por 7 d.
[0208] Os resultados são apresentados na tabela 3.
[0209] As composições marcadas com "(Ref.)" são exemplos comparativos.Tabela 3: Composição (em partes por peso) e propriedades de Z13 a Z16.
[0210] Para cada composição, os ingredientes especificados na tabela 4 foram misturados nas quantidades especificadas (em partes em peso) por meio de um misturador centrífugo (SpeedMixer ™ DAC 150, FlackTek Inc.) com exclusão de umidade a 3000 rpm por um minuto.
[0211] Foi produzida uma ligação adesiva de cada composição ao policarbonato. Para tanto, a composição foi aplicada sobre uma placa de policarbonato PC2 (=Makrolon® AL2447, junto a Covestro AG) de tamanho 150 x 70 x 5 mm no meio na forma de um cordão sobre uma área de 10 x 100 mm em uma espessura de camada de cerca de 2 mm e armazenada/curada sob condições climáticas padrão por 7 dias. A ligação adesiva foi então fixada através de uma peça redonda de madeira com um diâmetro de 35 mm que tinha sido montada sobre uma placa e fixada nas extremidades de modo que a ligação adesiva fosse fixada em uma posição curva. Esse arranjo foi armazenado em um forno de circulação de ar a 80°C por 24 h e, em seguida, após o condicionamento em condições climáticas padrão por 24 h, avaliado visualmente quanto à extensão em que a placa persistia no estado curvo e se o estresse rachaduras eram visíveis no policarbonato. Os resultados são relatados como “Dobramento de PC2 e “Fissura de PC2”. Para a fissura, foi usada a escala especificada para a composição Z1 .
[0212] As propriedades mecânicas de resistência à tração, alongamento na ruptura, módulo de elasticidade de 5% e módulo de elasticidade de 50% foram testadas conforme descrito para a composição Z13.
[0213] Os resultados são apresentados na tabela 4.
Tabela 4: Composição (em partes por peso) e propriedades de Z17 a Z20. “n.d." significa "não determinado"
Claims (15)
1. Ligação adesiva entre (i) pelo menos um termoplástico e (ii) uma composição de elastômero caracterizada pelo fato de que contém pelo menos um poliéter tendo grupos hidroxila bloqueados como plastificante, em que o poliéter tendo grupos hidroxila bloqueados está livre de grupos reativos que entram em reações de reticulação com umidade ou com ingredientes presentes na composição.
2. Ligação adesiva, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o termoplástico é um policarbonato ou poliestireno.
3. Ligação adesiva, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que os grupos hidroxila bloqueados são selecionados no grupo constituído pelos grupos éster, aceto-éster, carbonato e uretano.
4. Ligação adesiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que 70% a 100% em peso das unidades de repetição no poliéter consistem em grupos 1,2-propilenoxi e 0% a 30% em peso da repetição em unidades de grupos 1,2-etilenoxi.
5. Ligação adesiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o poliéter com grupos hidroxila bloqueados tem um peso molecular médio Mn no intervalo de 600 a 12.500 g/mol, determinado por meio de cromatografia de permeação em gel (GPC) versus padrão de poliestireno com tetraidrofurano como fase móvel, detector de índice de refração e avaliação de 200 g/mol.
6. Ligação adesiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o poliéter com grupos hidroxila bloqueados é derivado de pelo menos um poliéter hidroxifuncional selecionado do grupo que consiste em: - monoóis de polioxipropileno iniciados com álcool, particularmente iniciados com n-butanol, com um número -OH no intervalo de 25 a 90 mg de KOH/g; - dióis de polioxipropileno com um número de -OH no intervalo de 9 a 155 mg de KOH/g; - trióis de polioxipropileno iniciados com trimetilolpropano ou, particularmente, com glicerol, opcionalmente terminados com óxido de etileno, tendo uma funcionalidade de -OH média no intervalo de 2,2 a 3 e um número de OH no intervalo de 20 a 230 mg KOH/g; e - polióis de polioxipropileno iniciados com álcool de açúcar tendo uma funcionalidade de -OH média no intervalo de 3 a 6, particularmente com treitol, eritritol, xilitol, manitol ou sorbitol como molécula inicial.
7. Ligação adesiva, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o poliéter com grupos hidroxila bloqueados é derivado de um monol de polioxipropileno iniciado com álcool, particularmente iniciado com n-butanol com um índice de -OH no intervalo de 25 a 90 mg de KOH/g, ou um polioxipropileno diol com um índice de -OH no intervalo de 45 a 125 mg de KOH/g.
8. Ligação adesiva, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o poliéter com grupos hidroxila bloqueados é derivado de um polioxipropileno diol com um número de -OH no intervalo de 14 a 45 mg de KOH/g ou um polioxipropileno triol particularmente iniciado por trimetilolpropano ou glicerol, opcionalmente terminado por óxido de etileno tendo um número de -OH no intervalo de 20 a 56 mg de KOH/g.
9. Ligação adesiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que a composição de elastômero compreende pelo menos um polímero de poliuretano curado ou um polímero modificado com silano curado.
10. Ligação adesiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que a composição de elastômero contém 5% a 40% em peso de poliéteres com grupos hidroxila bloqueados.
11. Ligação adesiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que a composição de elastômero tem uma resistência à tração de pelo menos 1 MPa e um alongamento à ruptura de pelo menos 50%, determinado a 23°C em corpos de prova em forma de haltere tendo uma espessura de 2 mm, um comprimento de 75 mm, um comprimento de barra de 30 mm e uma largura de barra de 4 mm de acordo com DIN EN 53504.
12. Ligação Adesiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que faz parte de um artigo ligado, vedado ou revestido com a composição elastomérica.
13. Processo para a produção da ligação adesiva, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: (a) fornecer pelo menos um substrato termoplástico; (b) fornecer uma composição curável compreendendo pelo menos um poliéter com grupos hidroxila bloqueados como plastificante; (c) aplicar a composição curável ao substrato de plástico; e (d) curar a composição curável para dar a composição de elastômero.
14. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a composição curável compreende pelo menos um polímero contendo grupos isocianato e/ou silano.
15. Uso de uma composição curável caracterizado pelo fato de que é para ligação, vedação ou revestimento de pelo menos um substrato termoplástico, em que a composição curável compreende pelo menos um polímero contendo grupos isocianato e/ou silano e pelo menos um poliéter tendo grupos hidroxila bloqueados, e em que o poliéter tendo grupos hidroxila bloqueados está livre de grupos reativos que entram em reações de reticulação com umidade ou com ingredientes presentes na composição.
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