BRPI0807170B1 - Adesivo de dois componentes, seu método de produção. método para ligação de materiais de madeira, uso de um componente a contendo isocianato e um componente contendo amina, interconexão de componentes, e sistema para condição individualizada - Google Patents

Adesivo de dois componentes, seu método de produção. método para ligação de materiais de madeira, uso de um componente a contendo isocianato e um componente contendo amina, interconexão de componentes, e sistema para condição individualizada Download PDF

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BRPI0807170B1
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isocyanate
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BRPI0807170-5A
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Alfred Rasche
Catherine Baron
Fabian Leuthard
Damien Ferrand
Karl Huber
Adrian Schulthess
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Nolax Ag
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Abstract

"adesivo de dois componentes, seu método de produção, método para ligação de materiais de madeira, uso de um componente a contendo isocianato e um componente b contendo amina, interconexão de componentes, e sistema para condição individualizada". adesivo de dois componentes para ligação de materiais de madeira, compreendendo um componente a contendo isocianato e um componente b contendo amina, componente a compreendendo um prepolímero terminado em isocianato apresentando uma funcionalidade de isocianato de 1,7, de preferência de 1,7 < fnco < 3, mais preferivelmente na faixa de 2 a 3; e componente b compreendendo pelo menos uma diamina e/ou poliamina, de preferência uma polieterdiamina e/ou polieter- poliamina. um adesivo deste tipo permite não apenas surpreendentemente vantajosas propriedades na parte da ligação resultante mas também ligações que podem ser realizadas muito rapidamente.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para ADESIVO DE DOIS COMPONENTES, SEU MÉTODO DE PRODUÇÃO, MÉTODO PARA LIGAÇÃO DE MATERIAIS DE MADEIRA, USO DE UM COMPONENTE A CONTENDO ISOCIANATO E UM COMPONENTE B CONTENDO AMINA, INTERCONEXÃO DE COMPONENTES, E SISTEMA PARA CONDIÇÃO INDIVIDUALIZADA.
[001] A invenção se refere a um adesivo de dois componentes para ligação de materiais de madeira.
[002] Em tempos recentes, adesivos de poliuretano têm sido frequentemente usados para a ligação de materiais de madeira, incluindo, mais particularmente, em construção de madeira colada portando carga (construção de madeira de engenharia civil) tal como, por exemplo, para a fabricação de membros de construção (feixes laminados colados, elementos de parede, etc.). Em tais aplicações tanto de dois componentes quanto de um componente, sistemas de curagem de umidade são empregados. No caso dos últimos sistemas, a aplicação do adesivo é seguida por uma reação preliminar entre isocianatos e umidade do ar ambiente ou do substrato: de parte do isocianato usado, com eliminação de dióxido de carbono, a amina correspondente é formada, e subsequentemente reage com isocianato para produzir uma ligação de ureia, eliminando CO2 assim como faz.
[003] A reação de grupos de isocianatos aromáticos e hidroxila (de água ou álcoois) é mais rápida em várias ordens de magnitude do que a correspondente reação de isocianatos alifáticos. No entanto, 0 sistema aromático torna isocianatos aromáticos suscetíveis a oxidação e intrinsecamente menos estável à luz. Em certas aplicações, além do mais, a reação de uretano é ainda não rápida 0 bastante - como, por exemplo, para produção de massa de partes montadas com alta produtividade. Há limites na aceleração no caso de sistemas de um componente em qualquer caso. Primeiro, a difusão das moléculas de água
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2/19 do substrato ou do ar é freqüentemente determinante por taxa. Segundo, formulações altamente aceleradas possuem uma tendência para formar espuma, uma vez que o CO2 formado permaneça confinado. Para numerosas aplicações, particularmente no setor exterior, além do mais, qualidades de resistência a calor elevado e resistência à água são requeridas.
[004] É um objetivo da presente invenção, por esse motivo, evitar as desvantagens da técnica conhecida e desta forma, mais particularmente, fornecer um adesivo de dois componentes para ligação de materiais de madeira que permite as ligações serem realizadas as quais muito rapidamente adquirem uma capacidade de porte de carga, as propriedades de força e resistência da ligação resultante sendo pelo menos similares a, se não, na verdade, melhores do que, aquelas tal como conhecido para os adesivos de poliuretano discutido acima. Além do mais, o adesivo de dois componentes deve ser extremamente estável à luz.
[005] Este objetivo é obtido pelo tema das reivindicações independentes.
[006] Um adesivo de dois componentes da invenção para ligação de materiais de madeira compreende um componente A contendo isocianato e um componente B contendo amina. Componente A aqui compreende um prepolímero terminado em isocianato ou mistura de prepolímero apresentando uma funcionalidade de isocianato de > 1,7, de preferência de 1,7 < ínco < 3, mais preferivelmente na faixa de 2 a
3. Com preferência particular, o prepolímero terminado em isocianato ou mistura de prepolímero é líquido ou pastoso em temperatura ambiente (20Ό), mas não sólido. O conteúdo de isocianato do prepolímero é mais particularmente 6% a 33%, de preferência 8% a 25%, mais preferivelmente 12% a 18% em peso. Componente B compreende pelo menos uma diamina e/ou poliamina, de preferência uma polieterdiami
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3/19 na e/ou polieterpoliamina. Com preferência particular, componente B, mais particularmente a diamina e/ou poliamina, é líquido ou pastoso em temperatura ambiente (20Ό), mas não sólido. Com também preferência, componente B contém substancialmente nenhum grupo de hidroxila.
[007] A invenção fornece, por conseguinte, um adesivo de dois componentes no qual a reticulação do prepolímero contendo isocianato de componente A é realizada por meio de aminas que são fornecidas sistematicamente em componente B. Isto resulta em uma pluralidade de vantagens quando comparado com a técnica anterior: (1.) Em comparação aos sistemas de poliuretano de um componente descritos acima, não há nenhuma necessidade primeiramente de gerar aminas por hidrólise de isocianato em excesso - ao invés, as aminas são fornecidas como tais, que massivamente acelera a reação. Os conteúdos de umidade dos substratos e/ou do ar são por esse motivo não relevantes para o processo de ligação. Como um resultado, é também possível ligar substratos tais como vidro, metais, etc. sem problemas. A ausência de CO2 é também benéfica para a ligação, uma vez que não há nenhuma necessidade de pressão oposta e não há também nenhuma bolha para enfraquecer a coesão da junção. (2.) Em comparação aos sistemas de poliuretano de dois componentes descritos acima, é possível, se firmeza à luz é requerida, usar, apropriadamente, aminas exclusivamente alifáticas, que também resulta em reticulação que tende a ser mais rápida, com a formação de pontes de ureia. Em virtude da presente invenção, por esse motivo, sem uma perda de velocidade no sistema de reação, e ao invés, na verdade, com aceleração, torna-se possível omitir muito largamente - e de preferência completamente - aminas aromáticas, mais particularmente polímeros contendo aminobenzoato. No caso de processamento mecânico, é possível obter tempos de ciclo muito curtos em ligação. Além do mais, não
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4/19 há nenhuma necessidade na totalidade da presença de monoaminas. Surpreendentemente, além disso, ceteris paribus, provavelmente por causa da estabilidade termodinâmica maior da ligação de ureia quando comparado com a ligação de uretano, aumentos na estabilidade térmica e resistência à água são obtidos.
[008] Em modalidades particularmente preferidas, o prepolímero terminado em isocianato ou mistura de prepolímero em componente A é um prepolímero de poliuretano ou poliureia, onde apropriado como uma combinação com isocianatos adicionais, exemplos sendo diisocianatos monoméricos, isocianatos poliméricos, ou isocianatos monofuncionais. Onde apropriado, é também possível fazer totalmente sem a presença de prepolímeros e, ao invés, os correspondentes reagentes (diisocianatos/poliisocianatos por um lado e dióis/polióis e/ou diaminas/poliaminas por outro lado) para a geração de um prepolímero podem estar presentes no componente A. Prepolímeros de poliuretano e/ou misturas de prepolímero de poliuretano são preferidos no contexto da invenção: eles permitem a adesão eficaz, conhecida da técnica anterior acima discutida, de composições de poliuretano a materiais de madeira a serem utilizados mais adiante.
[009] Prepolímeros de poliuretano ou poliureia adequados e sua preparação são conhecidos de per si à pessoa versada. Menção é feita em particular de: ISOCIANATOS [0010] Poliisocianatos são essenciais para a preparação de poliuretanos e poliureias. A fórmula empírica geral de poliisocianatos é R(NCO)n, com n > 2, e com R denotando um grupo aromático ou alifático. Poliisocianatos que reagem com grupos de hidroxila formam poliuretanos; poliisocianatos que reagem com grupos de amina formam poliureias.
[0011] Poliisocianatos usados são de preferência diisocianatos,
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5/19 com preferência particular selecionados do grupo consistindo em 4,4'metilenobis(fenila isocianato) (MDI); diisocianato de tolileno (TDI); diisocianato de m-xilileno (XDI); diisocianato de hexametileno (HDI); metilenobis(4-cicloexila diisocianato) (HDMI); 1,5-diisocianato de naftaleno (NDI); diisocianato de 3,3'-dimetil-4,4'-bifenila (TODI); 1,4diisocianatobenzeno (PPDI), 1,4-diisocianato de fenila; diisocianato de trimetilhexametileno (TMDI); diisocianato de isoforona (IPDI); diisocianato de 1,4-cicloexila (CHDI); 4,4'-diisocianato de éter de difenila; diisocianato de ρ,ρ'-difenila; diisocianato de lisina (LDI); 1,3bis(isocianatometil)cicloexano; isocianato de polimetilpolifenila (PMDI); e isômeros e/ou misturas destes.
[0012] Preferência particular é dada a misturas de MDI e poliMDI. Misturas de poliisocianato de polifenila em ponte com metileno normalmente contêm cerca de 20 a cerca de 100 por cento em peso de isômeros de MDI (tipicamente cerca de 20 a cerca de 95 por cento em peso do que são responsáveis pelo isômero de 4,4'), o restante sendo formado por isocianatos de polimetilenopolifenila de funcionalidade elevada (tipicamente aproximadamente entre 2,1 e 3,5) e peso molecular elevado. Misturas de isocianato deste tipo estão disponíveis comercialmente e/ou podem facilmente ser preparadas de acordo com US 3.362.979.
[0013] Os isocianatos podem certamente ser usados na forma de homólogos elevados, tais como em forma de isocianurato, carbodiimida, alofanato, biureto ou uretidiona, por exemplo.
PREPOLÍMEROS
Prepolímeros de poliuretano [0014] Prepolímeros de poliuretano são preparados por reação de polióis com os isocianatos acima mencionados. Polióis adequados são familiares à pessoa versada. No contexto da invenção eles tipicamente possuem um peso molecular de cerca de 500 a cerca de 6000 e/ou
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6/19 dois a quatro grupos de hidroxila. Polióis particularmente preferidos são poliésteres, poliéteres, politioéteres, poliacetais e policarbonatos apresentando em cada caso dois a quatro grupos de hidroxila. Poliéteres preferidos no contexto da invenção são conhecidos de per si à pessoa versada e podem ser preparados, por exemplo, através de polimerização de epóxidos tais como óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno, tetraidrofurano, óxido de estireno ou epicloroidrina na presença de BF3, ou por adição de epóxidos, mais particularmente de óxido de etileno ou óxido de propileno, a moléculas contendo hidrogênios reativos, tais como água, álcool ou aminas, por exemplo (exemplos sendo peso molecular baixo dióis, trióis ou tetraóis; 4,4'diidroxidifenilpropano; anilina; amônia; etanolamina; etilenodiamina). Polipropileno glicol e politetrametileno glicol (PTMG ou PTMEG) são presentemente preferidos.
[0015] Em preparação de prepolímero, é também possível empregar extensores de cadeia que são conhecidos de per si, mais particularmente dióis/polióis de peso molecular baixo (tipicamente menos do que 400 g/mol). Menção pode ser feita em particular de etileno glicol, propileno glicol, butano glicol, pentano glicol, hexano glicol, benzila glicol, xileno glicol, água, 1,4-butanodiol, 1,3-butanodiol, 2,3-dimetil-2,3butanodiol, dipropileno glicol e tripropileno glicol, dietileno glicol e trietileno glicol, N-N'-bis(2-hidroxipropil)anilina (DHPA), 1,4-di(2hidroxietil)hidroquinona (HQEE), dietanolamina, trietanolamina, trimetilolpropano e glicerol.
[0016] Polialquenilpolióis, polieterpolióis ou poliesterpolióis ou poliesterpolieterpolióis mistos apresentando de preferência 2 ou 3 grupos terminais de hidroxila podem ser reagidos com um excesso bem definido de isocianatos para produzir prepolímeros de uretano terminado em NCO. Eles estão também disponíveis comercialmente, por exemplo por BAYER AG, por exemplo, sob os nomes de marca registrada
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7/19 comerciais Desmodur® E22 ou E23. Produtos destilados, onde a remoção do diisocianato em excesso resulta em ínco = 2, são também conhecidos e podem ser usados.
Prepolímeros de poliureia [0017] Prepolímeros de poliureia são preparados de maneira convencional por reação de poliaminas apresentando > 2 grupos de amina com um excesso bem definido de compostos de isocianato difuncionais ou polifuncionais para produzir prepolímeros de ureia terminado em NCO.
[0018] No contexto da invenção, no entanto, prepolímeros de poliureia são menos preferidos do que prepolímeros de poliuretano, uma vez que eles tendem a gel em temperatura ambiente como um resultado da formação de ligações de hidrogênio.
AM I NAS
Polieterpoliaminas [0019] Como um componente de poliamina polimérica, é possível com preferência usar compostos apresentando uma funcionalidade de 2 a 4, com mais do que 50% dos átomos de hidrogênio ativo, mais particularmente, sendo formados por aminas primárias ou secundárias. Menção pode ser feita em particular do seguinte: polioxialquilenaminas tais como, por exemplo, polioxipropileno-diaminas, polioxietilenodiaminas, diaminas de éter de politetrametileno, polioxipropilenotriaminas, polioxietilenotriaminas (conhecidas sob a marca registrada Jeffamina® por Huntsman); e também, se componentes aromáticos são toleráveis para uma aplicação específica, o seguinte; di(p-aminobenzoato) de polietileno glicol; di(o-aminobenzoato) de polietileno glicol; di(maminobenzoato) de polietileno glicol; di(p-aminobenzoato) de politetrametileno glicol; di(o-aminobenzoato) de politetrametileno glicol, di(m-aminobenzoato) de politetrametileno glicol. Como poliaminas, é possível usar poliéteres de óxido de óxido-polipropileno de polietileno,
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8/19 mais particularmente aqueles apresentando uma funcionalidade de aproximadamente dois a aproximadamente três e/ou apresentando um peso molecular de aproximadamente 200 g/mol a aproximadamente 6000 g/mol (descritos, por exemplo, em US 4.433.067). É também possível certamente usar misturas de poliéteres terminados em amina no contexto da invenção.
[0020] Preferência é dada a uso de polioxialquilenodiaminas apresentando um peso molecular médio na faixa de cerca de 150 g/mol a cerca de 7500 g/mol, de preferência na faixa de cerca de 250 g/mol a cerca de 6000 g/mol.
Aminas como extensores de cadeia [0021] No contexto da invenção, é também possível usar extensores de cadeia amínicos, de preferência aqueles apresentando um peso molecular de tipicamente menos do que 400 g/mo. Menção pode ser feita em particular de diaminas alifáticas, tal como descrito por exemplo em US 4.246.363 e US 4.269.945. Adicionalmente, uma diamina alifática de extensão de cadeia pode ser selecionada do grupo consistindo em etilenodiamina; neopentanodiamina; 1, 2- e 1, 3propanodiamina; 1,6-hexametilenodiamina; 1,8-octametilenodiamina; 1,12-dodeca-metilenodiamina; cicloexildiamina; 4,4'-bis(paraaminocicloexil)metano; 2,2'-dimetil-4,3'metilenobis(cicloexilamina)(dimetildiciclano) ; isoforonadiamina; 4,7dioxadecano-1,10-diamina; 4,7,10-trioxadecano-1,13-diamina, tetrarnetiletilenodiamina; pentametildietilenotriamina; dimetilcicloexilamina; tetrametil-1,3-butanodiamina; pentametildipropilenotriamina; diamina de de bis(dimetilaminoetila eter)trietileno glicol; 4,4'-metilenobis(2-etil6-metilcicloexilamina) (M-MECA); 4,4'-metilenobis(2,6-dietila cicloexilamina) (MDECA); 4,4'-bis(sec-butilamino)dicicloexilmetano (disponível comercialmente como Clearlink® 1000) e monômeros destes; 3,3'dimetil-4,4'-bis(sec-butilamino)dicicloexilmetano (disponível comerci
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9/19 almente como Clearlink© 3000) e monômeros destes; N,N'- diisopropilisoforonadiamina (disponível comercialmente como Jefflink© 754); aminas de ácido aspartâmico tal como, por exemplo, Ν,Ν'-dietila maleato-2-metilpentametilenodiamina (disponível comercialmente como Desmophen® NH-1220), maleato-aminodicicloexilmetano de Ν,Ν'dietila (disponível comercialmente como Desmophen© NH-1420), e maleato-aminodimetildicicloexilmetano de Ν,Ν'-dietila (disponível comercialmente como Desmophen© NH-1520).
[0022] Diaminas aromáticas também (tal como descrito por exemplo em US 4.659.747) podem ser usadas como extensores de cadeia no contexto da invenção, sujeitas à condição das exigências de estabilidade à luz acima mencionadas para certas aplicações. O seguinte pode ser mencionado especificamente: dimetilbenzilamina; dietilbenzilamina; 1,2-dimetilimidazol; 2-metilimidazol; 1,2-, 1,3- ou 1,4-bis(secbutilamino)benzeno (disponível comercialmente como Unilink® 4100); 4,4'-bis(sec-butilamino)di-fenilmetano (disponível comercialmente como Unilink® 4200); di(p-aminobenzoato) de trimetileno glicol (disponível comercialmente como Versalink 740M); di(o-aminobenzoato) de trimetileno glicol; di(m-aminobenzoato) de trimetileno glicol; di(paminobenzoato) de polietileno glicol; di(o-aminobenzoato) de polietileno glicol; di(m-aminobenzoato) de polietileno glicol; di(paminobenzoato) de politetrametileno glicol; di(o-aminobenzoato) de politetrametileno glicol; di(m-aminobenzoato) de politetrametileno glicol; diaminas aromáticas tais como, por exemplo, 3,5-dietil-2,4toluenodiamina e 3,5-dietil-2,6-toluenodiamina (disponível comercialmente como Ethacure® 100) e 3,5-dimetiltio-2,4-toluenodiamina e 3,5dimetiltio-2,6-toluenodiamina (disponível comercialmente como Ethacure® 300); 4,4'-metilenobis(2-cloroanilina); dietilenotriaminas; trietilenotetraminas; tetraetilenopentamina; metilenodianilina (MDA); mfenileno-diamina; dietiltoluenodiamina; 4,4'-metilenobis(3-cloro-2,6Petição 870180156983, de 30/11/2018, pág. 12/30
10/19 dietilbenzilamina) (MCDEA); dietiltoluenodiaminas (DETDA); 4,4'metilenobis(2-etil-6-metilanilinas) (NMMEA); 4,4'-metilenobis(2,6dietilanilina) (MDEA); 4,4'-metilenobis(2-isopropil-6-metilanilina) (MMIPA); 4,4'-bis(sec-butilamino)difenilmetanos; fenilenodiaminas; metilenobis-orto-cloroanilina (MBOCA); 4,4'-metilenobis(2-metilanilina) (MMA); 4,4'-metilenobis(2-cloro-6-etilanilina) (MCEA); 1,2-bis(2aminofeniltio)etano; N,N'-dialquil-p-fenilenodiamina; 4,4'metilenobis(2,6-diisopropilanilina) (MDIPA); e dimetiltiotoluenodiamina (isômeros de 2,4 e 2,6) (DMTDA); éster de isobutila de ácido 4-cloro3,5-diaminobenzóico (CDABE), e misturas destes.
[0023] A relação de mistura dos extensores de cadeia acima mencionados com as poliaminas pode facilmente ser harmonizada em testes de rotina pelo trabalhador versado à desejada proporção de segmentos duros e segmentos macios. Neste caso, consideração deveria ser tomada das exigências técnicas costumeiras no que diz respeito à miscibilidade dos componentes.
[0024] As poliaminas primárias acima mencionadas podem ser modificadas também no contexto da invenção de uma maneira que é costumeiro na técnica, tal como, por exemplo, com epóxidos (US 6.723.821), com acrilatos (por meio de uma adição de Michael, tal como descrito, por exemplo, em US 5.359.123 e US 5.192.814), ou então com alcoxisilanos (de preferência com aminossilanos, tal como descrito, por exemplo, em WO 02059224), e também com isocianatosilanos, epoxisilanos ou acrilatossilanos.
[0025] Por meio da incorporação dos compostos de alcoxissilila no componente de isocianato e/ou componente de amina, é possível obter estes adesivos de poliureia de 2K com um perfil melhorado de propriedades em termos de adesão, resistência à água ou resistência à ácido.
[0026] Aminas particularmente preferidas em componente B são
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11/19 polioxipropilenodiaminas, de preferência aquelas apresentando um peso molecular médio de cerca de 2000 g/mol (disponível comercialmente, por exemplo, sob a marca registrada Jeffamina© D-2000 de acordo com CAS 9046-10-0; Huntsman Corporation, Houston, Texas); polietertriaminas ramificadas primárias, de preferência apresentando um peso molecular médio de cerca de 5000 g/mol (disponível comercialmente, por exemplo, sob a marca registrada Jeffamina© T-5000 de acordo com CAS 64852-22-8; Huntsman Corporation, Houston, Texas (USA)); diaminas mais particularmente aromáticas substituídas tais como, por exemplo, dietiltoluenodiamina (disponível comercialmente sob a marca registrada Hãrter DT ou Hãrter VP LS 2214; Bayer AG, Leverkusen (DE)) ou Ν,Ν'-dialquilaminodifenilmetano ( disponível comercialmente sob a marca registrada Unilink™ 4200 Diamina; UOP GmbH, Erkrath (DE)).
[0027] A funcionalidade dos prepolímeros terminados em NCO, mais particularmente dos prepolímeros de uretano, é > 1,7, de preferência 1,7 < ínco < 3, mais preferivelmente na faixa de 2 a 3. Funcionalidades > 2 são explicadas não apenas por isocianatos livres adicionalmente presentes mas também por grupos de alofanato, que podem chegar próximo por meio de reação de grupos de uretano com unidades de NCO adicionais; prepolímeros deste tipo são por esse motivo freqüentemente referidos na técnica como quasi-prepolímeros. No curso da reação adicional de componente B, grupos de alofanato em componente A são clivados novamente em um uretano e isocianato livre.
[0028] Em modalidades preferidas, a relação estequiométrica de grupos de isocianato em componente A para grupos de amina em componente B é cerca de 0,5 a cerca de 2, de preferência cerca de 0,9 a cerca de 1,2, mais preferivelmente cerca de 1.
[0029] A título da seleção e, onde apropriado, combinação de dia
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12/19 minas ou poliaminas diferentes é facilmente possível para a pessoa versada, em testes de rotina, ajustar propriedades chave do adesivo de dois componentes exclusivamente a título de componente B, tal como, por exemplo, a elasticidade, resistência à água, taxa de reação, etc.; componente A, em contraste, pode ser retido, o que permite considerável flexibilidade tanto do ponto de vista de produção, para o fabricante, quanto em condição também, para o usuário (sistema com componentes B diferentes; veja abaixo).
[0030] As composições da invenção podem certamente compreender os aditivos adicionais costumeiros na técnica, do tipo geralmente costumeiro na indústria de poliuretano/poliureia. Por exemplo: plastificantes, exemplos sendo ésteres de ácidos carboxílicos orgânicos ou seus anidridos, ftalatos tais como ftalato de dioctila ou ftalato de diisodecila, por exemplo, adipatos, tais como adipato de dioctila, por exemplo, sebacatos, ésteres fosfóricos e sulfônicos orgânicos, polibutenos e outros compostos que não reagem com isocianatos; solventes; cargas orgânicas e inorgânicas, tais como, por exemplo, carbonatos de cálcio moídos ou precipitados, que se apropriado eram revestidos com estearatos, ou negros de fumo, caulins, aluminas, sílicas e pós de PVC; fibras, feitas de polietileno ou de poliamida, por exemplo; pigmentos; modificadores de reologia tais como, por exemplo, espessantes, exemplos sendo compostos de ureia, poliamida ceras, bentonitas ou sílicas fumadas; promotores de adesão, mais particularmente silanos tais como vinilsilanos, isocianatosilanos no componente de isocianato e aminossilanos, reagidos com aldeídos para formar aldiminossilanos, no componente de amina; secativos tais como, por exemplo, isocianato de p-tosila e outros monoisocianatos reativos, viniltrimetóxi-silano, ésteres ortofórmicos, óxido de cálcio ou peneiras moleculares (por exemplo, zeólitos); estabilizantes de radiação de calor, luz e UV; retardantes de chama; substâncias tensoativas tais como, por exemplo,
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13/19 agentes umectantes, agentes de controle de fluxo, desvolatizantes ou desespumantes; fungicidas ou inibidores de crescimento fúngico; e também outras substâncias comumente empregadas na indústria de poliuretano.
[0031] Com relação a tais aditivos, referência é feita a Polyurethane Handbook 2nd edition, Glinter Oertel (Editor), Hanser Publishers Munich 1994, pages 98 to 128, cujo conteúdo de descrição com relação a aditivos comuns na técnica é por meio deste incluído através de referência como parte do conteúdo de descrição da presente invenção. [0032] Com adesivos de dois componentes acima mencionados, é facilmente possível alcançar várias especificações padrões em construção de madeira como, por exemplo, no contexto do processamento de faia; por exemplo:
- uma força de ligação C1 a DIN EN 12765 (junção de ajuste preciso) de > 10N/mm2, de preferência de > 12N/mm2; e/ou
- uma força de ligação C1 a DIN EN 12765 (junção de 0,5mm) de > 7,5N/mm2, de preferência de > 9N/mm2; e/ou
- uma resistência à água C3 (seqüência 3 de condicionamento) a DIN EN 12765 (junção de ajuste preciso) de > 4N/mm2, de preferência de > 5/mm2; e/ou
- uma resistência à água C3 a DIN EN 12765 (junção de 0,5mm) de > 3N/mm2, de preferência de > 4N/mm2; e/ou
- uma resistência a calor a DIN EN 14257 (junção de ajuste preciso) de > 7N/mm2, de preferência de > 9N/mm2.
[0033] A invenção também se refere a um método de ligação de materiais de madeira, mais particularmente em construção de madeira estrutural, compreendendo aplicação de um adesivo de dois componentes acima descrito a pelo menos um dos substratos a ser ligado. Substratos adicionais adequados incluem primariamente o seguinte: metais, vidro, cerâmica, plásticos, tecidos. Com vantagem particular, é
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14/19 possível usar as composições da invenção para ligar vidro, tal como estabelecido acima, uma vez que quando constituintes aromáticos não são usados muito em grande quantidade, e mais particularmente não na totalidade, é possível obter firmeza à luz excelente, com aceleração adicional da reação quando comparado com sistemas de poliuretano conhecidos.
[0034] Um aspecto adicional da presente invenção se refere a um método de produção de um adesivo de dois componentes compreendendo um componente A contendo isocianato e um componente B contendo amina,
- componente A compreendendo um prepolímero terminado em isocianato apresentando uma funcionalidade de isocianato de > 1,7, de preferência de 1,7 < ínco < 3, mais preferivelmente na faixa de 2 a 3; e
- componente B compreendendo pelo menos uma diamina e/ou poliamina, de preferência uma polieterdiamina e/ou polieterpoliamina, e onde a relação estequiométrica de grupos de isocianato em componente A para grupos de amina em componente B é determinada a cerca de 0,5 a cerca de 2, de preferência cerca de 0,9 a cerca de 1,2, mais preferivelmente cerca de 1.
[0035] A invenção, por conseguinte, se refere em um aspecto adicional ao uso de um componente A contendo isocianato e um componente B contendo amina, componente A, compreendendo um prepolímero terminado em isocianato apresentando pelo menos dois grupos de isocianato, em particular um prepolímero de poliuretano; e componente B compreendendo pelo menos uma diamina e/ou poliamina, de preferência uma polieterdiamina e/ou polieterpoliamina, como um adesivo de dois componentes mais particularmente
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15/19 para a ligação de materiais de madeira. Nenhum dos tais usos para estes dois componentes foi até agora proposto na técnica; as propriedades vantajosas surpreendentes no contexto de seu uso como um adesivo de dois componentes, mais particularmente na ligação de materiais de madeira, foram descritas acima.
[0036] A invenção também se refere a uma montagem de componentes, mais particularmente membros de construção para construção de madeira estrutural, a montagem tendo sido produzida substancialmente por meio de um adesivo de dois componentes tal como descrito acima.
[0037] Além disso, em um aspecto adicional, a invenção se refere a um sistema para a condição individualizada de um adesivo de dois componentes mais particularmente para a ligação de materiais de madeira, compreendendopelo menos um componente A, compreendendo um prepolímero terminado em isocianato (ou uma mistura de prepolímeros) apresentando uma funcionalidade de isocianato de > 1,7, de preferência de 1,7 < ínco < 3, mais preferivelmente na faixa de 2 a 3; e pelo menos dois componentes B alternativos, cada um compreendendo pelo menos uma diamina e/ou poliamina diferente, de preferência uma polieterdiamina e/ou polieterpoliamina.
[0038] Por meio de um tal sistema (no sentido de uma condição ordenada para uso comum (kit de partes)) é possível para um adesivo de dois componentes da invenção ser fornecido de um modo individualizado, surpreendentemente simplesmente e flexivelmente, exclusivamente por meio do componente B a ser escolhido na parte do usuário de uma maneira específica à aplicação.
[0039] A invenção é elucidada em maior detalhe abaixo com referência a exemplos de trabalho, sem o tema da invenção sendo restrito a estas modalidades.
[0040] Como componente A, Desmodur© E23 por Bayer AG (LePetição 870180156983, de 30/11/2018, pág. 18/30
16/19 verkusen, DE) foi usado.
[0041] Nas composições descritas em maiores detalhes abaixo, as seguintes misturas foram usadas como componentes B (viscosidade, Brookfield, 20Ό: aproximadamente 250 mPa*s)
Código de identificação: M 3 M 320 M323
Jeffamina D-2000 21,25 21,25 21,25
Jeffamina T-5000 3,75 3,75 3,75
Unilink4200 75 65 70
Harter DT - 10 5
Total 100,00 100,00 100,00
(Todas as figuras em g)
Os seguintes adesivos de dois componentes foram produzidos
Exemplo 1:
Desmodur® E23 + M3
Relação de mistura: (Vol.) 100 : 74,2, (wt.) 100 : 65,7
Potlife de 20 g da mistura no laboratório: 2 min
Potlife com mistura mecânica: 1 min 15 seg
Exemplo 2:
Desmodur® E23 + M323
Relação de mistura: (Vol.) 100 : 71,0, (wt.) 100 : 62,8
Potlife de 20 g da mistura no laboratório: 1 min 05 seg
Potlife com mistura mecânica: 30 a 35 seg
Exemplo 3:
Desmodur® E23 + M320
Relação de mistura: (Vol.) 100 : 67,9, (wt.) 100 : 60,1
Potlife de 20g da mistura no laboratório: 1 min
Potlife com mistura mecânica: 20 a 25 seg
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17/19 [0042] As seguintes ligações (faia) foram implementadas usando os adesivos de dois componentes acima mencionados e em seguida analisadas:
Ex. 1 Ex. 2 Ex. 3
C1 EN 12765 (Alvo > 10 N/mm2) aiuste preciso valor na auebra aspecto na quebra 0,5 mm de iuncão valor na auebra aspecto na quebra 12,7 N/mm2 100% MF 8,8 N/mm2 100% MF 13,1 N/m2 100% MF 9,2 N/mm2 100% MF 11,6 N/mm2 100% MF Não determinado
C3 EN 12765 (Alvo > 4 N/mm2) aiuste preciso valor na auebra aspecto na quebra 0,5 mm de iuncão valor na auebra aspecto na quebra 4,6 N/mm2 100% MF 5,42 N/mm2 100% MF 4,4 N/m2 100% MF 2,96 N/mm2 100% MF 3,8 N/mm2 100% MF Não determinado
EN 14257 (Alvo > 7 N/mm2) 1 h em 80Ό valor na quebra aspecto na quebra 8,3 N/mm2 95% AF 5% MF 9,2 N/mm2 40% AF 60% MF 9,0 N/mm2 70% AF 30% MF
Armazenagem a frio 24h em 20Ό, gelado quebrado valor na quebra aspecto na quebra 11,2 N/mm2 95% AF 5% MF 12,1 N/mm2 85% AF 15% MF 12,0 N/mm2 100% MF
HDF - HDF C1 EN 12765 Aiuste preciso valor na auebra aspecto na quebra 0,5 mm de iuncão valor n 3,6 N/mm2 100% MF 3,9 N/mm2 100% MF Não determinado
Chave:
HDF: placa de fibra de madeira de alta densidade (Pavatex Homadur, ambos os lados lixados de 5 mm não tratados);
EN 14257: DIN EN 14257, versão de setembro de 2006;
EN 12765: DIN EN 12765, versão de setembro de 2001;
MF: fratura em material;
CF: fratura coesiva da camada adesiva;
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AF: fratura adesiva entre adesivo e substrato.
[0043] Os adesivos de dois componentes da invenção exibem excelentes propriedades adesivas não apenas na madeira. Em vidro e alumínio, também, forças elevadas são obtidas, tal como mostrado pelos seguintes exemplos:
Código de identificação: M16 M16b M6 M7
Jeffamina D-2000 21,25 11,58 21,25 12,50
Jeffamina T-5000 3,75 12,50
Unilink4200 37,50 20,44 37,50 75,00
Hãrter DT 37,50 20,44 37,50
Jeffamina T-403 3,75 2,04
Aerosil R 202 0,50
Siliporita SA 1720 5,00
Milicarbe 40,00
onde (a não ser que já indicado anteriormente acima):
Desmodur® E 305: prepolímero de NCO largamente linear com base em diisocianato de hexametileno e um diol de éter, Bayer;
Jeffamina® T-403: polioxipropilenotriamina (CAS 39423-51-3),
Huntsman;
Aerosil® R 202: dióxido de silício hidrofóbico sintético,
Degussa; Siliporita® SA1720: peneira molecular (aluminossilicato de metal
de álcali e metal alcalino terroso; zeólito do tipo A), CECA, Grupo Arkema;
Milicarbe®-OG: CaCO3 muito fino e facilmente dispersível natural em forma de pó, preparado de um limestone branco puro, Omya AG
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Comp. A Desmodur E305 Desmodur E305 Desmodur E305 Desmodur E23
Comp. B M 16 M 16b M 6 M 7
Relação de mistura em peso 40:39,20 41:11,80 40:40,50 41:06,10
Relação de mistura em peso 40:42,70 41:18,30 40:44,10 41:14,70
Potlife aprox. 2 min 30 aprox. 2 min 25 aprox. 2 min aprox. 2 min 30
Força de cisalhamento tênsil Al 21d 12,8; AF 18,2; 30% CF 11,8; AF 7,9; AF
Força de cisalhamento tênsil Vidro 21 d > 6; MF 5,1; AF > 6; MF > 6; MF
Força de cisalhamento tênsil Madeira 21 d 13,2; 75% de W 10,3; 100% de W 12,7; 70% de W 12,6; 60% de W
Dados de força em MPa
W: Quebra em madeira [0044] Equipamento de teste: Máquina de teste tênsil Instron 5567; taxa de separação de jawde 50 mm/minuto.
[0045] Estes testes mostram que a visão comum de que ligações adesivas suficientemente robustas não podem ser produzidas usando adesivos que reagem extremamente rapidamente não é correta. Surpreendentemente, os padrões relevantes são alcançados - e, em alguns casos, significantemente excedidos -pelos adesivos de dois componentes da invenção.

Claims (9)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Adesivo de dois componentes para ligação de materiais de madeira, compreendendo um componente A contendo isocianato e um componente B contendo amina, em que
    - o componente A compreende um prepolímero terminado em isocianato apresentando uma funcionalidade de isocianato de > 1,7; e
    - o componente B compreende pelo menos uma diamina e/ou poliamina;
    o referido adesivo sendo caracterizado pelo fato de que a relação estequiométrica dos grupos isocianato no componente A em relação aos grupos amina no componente B é de 0,9 a 1,2.
  2. 2. Adesivo de dois componentes, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o prepolímero terminado em isocianato em componente A é um prepolímero de poliuretano.
  3. 3. Adesivo de dois componentes, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um ou mais aditivos selecionados do grupo consistindo em plastificantes, solventes, cargas orgânicas e inorgânicas, fibras, pigmentos, modificadores de reologia, secativos, estabilizantes de radiação de calor, luz e UV, retardantes de chama, agentes umectantes, agentes de controle de fluxo, desvolatilizantes, desespumantes, fungicidas ou inibidores de crescimento fúngico, e misturas destes.
  4. 4. Adesivo de dois componentes, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que, no contexto da junção de madeira, é possível obter:
    uma força de ligação C1 a DIN EN 12765 (junção de ajuste preciso) de > 10N/mm2; e/ou uma força de ligação C1 a DIN EN 12765 (junção de
    0,5mm) de
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    2/3 > 7,5N/mm2; e/ou uma resistência à água C3 (sequência 3 de condicionamento) a DIN EN 12765 (junção de ajuste preciso) de > 4N/mm2; e/ou uma resistência à água C3 a DIN EN 12765 (junção de 0,5mm) de > 3N/mm2; e/ou uma resistência a calor a DIN EN 14257 (junção de ajuste preciso) de > 7N/mm2.
  5. 5. Método para ligação de materiais de madeira, caracterizado pelo fato de que compreende a aplicação de um adesivo de dois componentes, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, à pelo menos um dos substratos a serem ligados
  6. 6. Método para produção de um adesivo de dois componentes compreendendo um componente A contendo isocianato e um componente B contendo amina, sendo que:
    - o componente A compreende um prepolímero terminado em isocianato apresentando uma funcionalidade de isocianato de > 1,7; e
    - o componente B compreende pelo menos uma diamina e/ou poliamina, o referido método sendo caracterizado pelo fato de que a relação estequiométrica de grupos de isocianato no componente A em relação aos grupos de amina no componente B é fixada em 0,9 a 1,2.
  7. 7. Uso de um componente A contendo isocianato e um componente B contendo amina, como definidos na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é como um adesivo de dois componentes, como definido na reivindicação 1, para ligação de materiais de madeira, metais, vidro, cerâmicas, plásticos, tecidos, de preferência materiais de madeira.
  8. 8. Interconexão de componentes, caracterizada pelo fato de que foi produzida substancialmente por meio de um adesivo de dois
    Petição 870180156983, de 30/11/2018, pág. 24/30
    3/3 componentes, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a
    4.
  9. 9. Sistema para condição individualizada de um adesivo de dois componentes, caracterizado pelo fato de que compreende:
    pelo menos um componente A, compreendendo um prepolímero terminado em isocianato apresentando uma funcionalidade de isocianato de > 1,7; e pelo menos dois componentes B alternativos, cada um compreendendo pelo menos uma diamina e/ou poliamina diferente, sendo que, no referido sistema, a relação estequiométrica dos grupos isocianato no componente A em relação aos grupos amina no componente B é de 0,9 a 1,2.
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