BRPI0809486B1 - Silano hidrolisável de baixo potencial de geração de voc e composição resinosa contendo o mesmo - Google Patents
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Abstract
silano hidrolisável de baixo potencial de geração de voc e composição resinosa contendo o mesmo de acordo com a presente invenção, um silano hidrolisável de baixo potencial de geração de voc é fornecido, o qual possui: (i) pelo menos um grupo organofuncional, o dito grupo sendo um grupo de remoção de elétron não volumoso e/ou um grupo que interage com uma resina orgânica, o grupo organofuncional sendo ligado a um átomo de silício de um grupo silila hidrolisável através de um grupo ligado em ponte estável; e (ii) pelo menos um grupo hidrolisável ligado ao silício e contendo pelo menos dois heteroátomos selecionados do grupo que consiste de oxigênio, nitrogênio e suas combinações, hidrólise do grupo hidrolisável gerando um composto que tem uma pressão de vapor menor do que 13,33 pa (0,1 mmhg) a 20 °c. além disso, de acordo com a invenção, uma composição resinosa de baixo potencial de geração de voc é fornecida, a qual compreende: a) uma quantidade que realça a propriedade da composição resinosa de pelo menos um silano hidrolisável de baixo potencial de geração de voc que possui: (i) pelo menos um grupo organofuncional, o dito grupo sendo um grupo de remoção de elétron não volumoso e/ou um grupo que interage com uma resina orgânica (b), o grupo organofuncional sendo ligado a um átomo de silício de um grupo silila hidrolisável através de um grupo ligado em ponte estável, e (ii) pelo menos um grupo hidrolisável ligado ao silício e contendo pelo menos dois heteroátomos selecionados do grupo que consiste de oxigênio, nitrogênio e suas combinações, hidrólise do grupo hidrolisável gerando um composto que tem uma pressão de vapor menor do que 13,33 pa (0,1 mmhg) a 20 °c; e, b) pelo menos uma resina orgânica contendo pelo menos um grupo capaz de reagir com o grupo organofuncional (i) do silano hidrolisável (a) e/ou com água.
Description
[001]Esta invenção refere-se a silanos hidrolisáveis que em hidrólise geram subprodutos tendo baixa pressão de vapor (LVP) e a composições resinosas, por exemplo, aderentes, seladores e revestimentos contendo resina orgânica, incorporando tais silanos.
Descrição da Técnica Relacionada [002]Silanos organofuncionais hidrolisáveis convencionais são conhecidos para o uso como promotores de aderência, reticuladores, modificadores de superfície e absorvedores de umidade (dessecantes) nas composições aderentes, seladoras e de revestimento. Estes silanos são caracterizados pelo fato de que possuem um ou mais grupos metóxi ou etóxi hidrolisáveis que, na presença de umidade, sofrem hidrólise e subsequente condensação para formar ligações silício-oxigênio-silício ou silício-oxigênio-metal estáveis. A hidrólise destes silanos organofuncionais hidrolisáveis convencionais gera subprodutos com alta pressão de vapor, tais como metanol ou etanol. Estes subprodutos voláteis são indesejáveis para muitos tipos de produtos de consumo devido à preocupação sobre a exposição dos consumidores aos compostos orgânicos voláteis (VOCs). As emissões de VOC a partir dos produtos de consumo foram, e continuam sendo, o tema de regulação governamental, tal como o State of California Air Resources Board's Regulation para Reduzir Emissões de Compostos Orgânicos Voláteis dos Produtos de Consumo, Ordem de Regulação Final, Subcapítulo 8.5, Produtos de Consumo.
[003]Após a fabricação de resinas curáveis por umidade, é altamente desejável que as resinas sejam protegidas da umidade, de modo a minimizar qualquer hidrólise que possa afetar negativamente a utilidade dos produtos contendo as
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2/30 mesmas. Resinas curáveis por umidade, mesmo quando expostas a pequenas quantidades de umidade em qualquer momento após sua produção e antes do uso dos produtos contendo as mesmas, sofrerão algum grau de cura prematura variando de insignificante a excessivo. A necessidade de se evitar um grau deletério de cura prematura de tais resinas pode ser prontamente avaliada, por exemplo, no caso de um selador curável por umidade que é embalado em um recipiente cilíndrico resistente à umidade. O selador é descarregado do recipiente cilíndrico em um substrato quando e conforme desejado, pela aplicação de força moderada exercida por um êmbolo manualmente acionado. A exposição do selador a pequenas quantidades de umidade enquanto ainda em seu recipiente, por exemplo, as quantidades de umidade que podem estar presentes no selador no momento de seu empacotamento, inicia a cura, resultando em um aumento na viscosidade do selador e exigindo um grau excessivamente alto de força para sua liberação do recipiente. Esta formação da viscosidade do produto, com o passar do tempo, vista como um problema de estabilidade de armazenagem, se não antecipada e adequadamente corrigida, pode ser uma desvantagem principal à aplicação conveniente e bem sucedida destes produtos.
[004]Portanto, tem sido uma prática incluir um absorvedor de umidade em um selador, revestimento, aderente curável por umidade ou componente de resina contendo silano, de modo a reduzir a possibilidade ou extensão de tal hidrólise na armazenagem e subsequente condensação do silano, desse modo conservando ou aumentando sua estabilidade de armazenagem. Entre os absorvedores de umidade conhecidos na técnica estão viniltrimetoxissilano e metiltrimetoxissilano. Estes compostos reagem preferencialmente com umidade, desse modo reduzindo a oportunidade de cura prematura excessiva do componente de resina orgânica contendo silano da composição. Entretanto, sob aplicação da composição contendo silano e resina, um componente de viniltrimetoxissilano ou metiltrimetoxissilano
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3/30 absorvedor de umidade convencional também sofrerá hidrólise e condensação produzindo quantidades significantes de compostos orgânicos voláteis (VOCs), especificamente, monoálcoois, tais como metanol, um perigo para a segurança ambiental que continua a ser o alvo de legislação corretiva e elaboração de regras administrativas.
[005]Uma outra prática comum na fabricação de revestimentos, aderentes e seladores é incorporar em suas formulações uma quantidade que realça a aderência de um silano de peso molecular tipicamente baixo, tal como um aminossilano, ureidossilano ou epoxissilano. Estes silanos organofuncionais hidrolisáveis formam ligações com a resina orgânica e o substrato sobre os quais eles são aplicados. Como no caso de viniltrimetoxissilanos absorvedores de umidade, os silanos promotores de aderência também emitirão quantidades significantes de VOCs, tais como metanol e etanol, quando sofrem hidrólise que ocorre sob a aplicação de composições contendo estes silanos organofuncionais hidrolisáveis ao substrato.
BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO [006]De acordo com a presente invenção, um silano hidrolisável de baixo potencial de geração de VOC é fornecido, o qual possui:
(i) pelo menos um grupo organofuncional, o dito grupo sendo um grupo de remoção de elétron não volumoso e/ou um grupo que é capaz de interagir com uma resina orgânica mutuamente interativa após o contato com a mesma, o grupo organofuncional sendo ligado a um átomo de silício de um grupo silila hidrolisável através de um grupo ligado em ponte estável, e (ii) pelo menos um grupo hidrolisável ligado ao silício e contendo pelo menos dois heteroátomos selecionados do grupo que consiste de oxigênio, nitrogênio e suas combinações, hidrólise do grupo hidrolisável gerando um composto que tem uma pressão de vapor menor do que 13,33 Pa (0,1 mmHg) a 20 °C.
[007]Além disso, de acordo com a invenção, uma composição resinosa de
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4/30 baixo potencial de geração de VOC é fornecida, a qual compreende:
a) uma quantidade que realça a propriedade da composição resinosa de pelo menos um silano hidrolisável que possui:
(i) pelo menos um grupo organofuncional, o dito grupo sendo um grupo de remoção de elétron não volumoso e/ou um grupo que é capaz de interagir com uma resina orgânica mutuamente interativa após o contato com a mesma, o grupo organofuncional sendo ligado a um átomo de silício de um grupo silila hidrolisável através de um grupo ligado em ponte estável, e (ii) pelo menos um grupo hidrolisável ligado ao silício e contendo pelo menos dois heteroátomos selecionados do grupo que consiste de oxigênio, nitrogênio e suas combinações, hidrólise do grupo hidrolisável gerando um composto que tem uma pressão de vapor menor do que 13,33 Pa (0,1 mmHg) a 20 °C; e,
b) pelo menos uma resina orgânica que é interativa com o grupo organofuncional (i) do silano hidrolisável (a) e/ou com água.
[008]O grupo organofuncional (i) do silano hidrolisável (a) confere ao silano a capacidade de realçar uma ou mais das propriedades funcionais de uma composição contendo resina orgânica (b), por exemplo, a estabilidade de armazenagem e/ou resistência de aderência da composição. Embora o silano (a) também sofra hidrólise e condensação sob exposição à umidade que ocorre durante a cura da composição, o grupo hidrolisável (ii) do silano que sofre hidrólise gerará um composto orgânico não volátil (não VOC), ou composto orgânico volátil com baixa pressão de vapor (LVP-VOC), por exemplo, um glicol ou outro álcool polihídrico de ponto de ebulição relativamente alto e/ou baixa pressão de vapor, assim eliminando ou reduzindo as quantidades de VOCs em comparação àquele gerado durante a hidrólise de silanos absorvedores de umidade e silanos promotores de aderência conhecidos.
[009]A expressão “grupo de remoção de elétron não volumoso” deve ser
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5/30 entendida neste relatório para designar um grupo organofuncional e o grupo ligado em ponte ao qual ele é quimicamente ligado possuindo uma σ* (constante do substituinte polar Taft) de 0 ou maior e uma Es (constante do substituinte estérico Taft) de -0,40 ou maior. Veja a este respeito em, “Rates of Equilibrium of Organic Reactions” de John E. Zeffler e Ernest Grunwald, páginas 218 a 231, John Wiley e Sons, Inc., Nova Iorque (1963), os conteúdos integrais do qual são incorporados como referência neste relatório.
[0010]A expressão “grupo que é capaz de interagir com uma resina orgânica mutuamente interativa”, que é uma característica adicional ou alternativa do grupo organofuncional (i) do silano (a), deve ser entendida neste relatório para designar um grupo que forma ligações covalentes ou iônicas com uma resina orgânica mutuamente interativa ou causa emaranhamento físico com a resina como um resultado da ligação de hidrogênio ou interações de van der Waals com a mesma.
[0011]A expressão “composto não VOC ou LVP-VOC” designa um composto químico tendo um ponto de ebulição maior do que 216 °C, conforme determinado pela ASTM D 86-96, ou tendo uma pressão de vapor menor do que 13,33 Pa (0,1 mmHg) a 20 °C, conforme determinado pelo Método ARB 310.
[0012]A expressão “realçando a propriedade da composição resinosa” refere-se a pelo menos uma propriedade de uma composição resinosa da invenção, por exemplo, sua estabilidade de armazenagem, sua resistência de aderência, sua durabilidade, a capacidade de dispersão de seu(s) componente(s) enchedor(es), se presente(s), uma ou mais de suas propriedades mecânicas, por exemplo, resistência à tração, alongamento, resistência ao rompimento, etc., que é realçada ou aperfeiçoada pela presença dentro da composição do silano hidrolisável (a).
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0013]O silano hidrolisável (a) pode ser monomérico ou oligomérico e pode conter numerosas espécies de ambos os tipos.
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6/30 [0014]Em uma modalidade, o silano hidrolisável (a) é pelo menos um silano monomérico da Fórmula geral (1):
(X1aX2bX3cSiR1)d Z (1) em que:
cada ocorrência de R1 é independentemente uma ligação química entre um átomo de silício e um átomo de carbono do grupo Z; um grupo hidrocarbila de 1 a 10 átomos de carbono; ou um heterocarbila de 1 a 10 átomos de carbono e pelo menos um heteroátomo de nitrogênio ou oxigênio;
cada ocorrência de X1 é um grupo alquila ou arila monovalente de 1 a 6 átomos de carbono ou um grupo heterocarbila monovalente de 2 a 8 átomos de carbono e pelo menos dois heteroátomos selecionados do grupo que consiste de oxigênio e nitrogênio, com a condição de que um heteroátomo é ligado a um átomo de carbono do grupo heterocarbila e ao átomo de silício;
cada ocorrência de X2 é um grupo heterocarbila divalente de 2 a 8 átomos de carbono e pelo menos dois heteroátomos selecionados do grupo que consiste de oxigênio e nitrogênio, com a condição de que dois heteroátomos são ligados a dois átomos de carbono diferentes do grupo heterocarbila e ao mesmo átomo de silício;
cada ocorrência de X3 é um grupo heterocarbila trivalente de cerca de 3 a 8 carbonos e pelo menos três heteroátomos selecionados do grupo que consiste de oxigênio e nitrogênio, com a condição de que três heteroátomos são ligados a três átomos de carbono diferentes do grupo heterocarbila e ao mesmo átomo de silício;
cada Z é um grupo organofuncional monovalente ou polivalente de valência d, selecionado do grupo que consiste de grupos hidrogênio, amino, carbamato, epóxi, ureido e alquenila, contanto que, onde Z não possui um átomo de carbono, R1 não pode ser uma ligação química; e, a, b, c e d são números inteiros, em que a é 0 a 3; b é 0 ou 1; c é 0 ou 1; e d é 1 a 4; com a condição de que quando c é 0, então a + 2b = 3 e quando b é 1,
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7/30 então a = 1 e c = 0.
[0015]Conforme usado neste relatório em relação ao silano hidrolisável (a), o termo, “hidrocarbila”, refere-se a um hidrocarboneto monovalente ou polivalente; “heterocarbila”, refere-se a um grupo hidrocarbila monovalente ou polivalente que contém pelo menos um heteroátomo selecionado do grupo que consiste de nitrogênio e oxigênio; “alquila” inclui grupos alquila de cadeia linear, ramificada e cíclica; “alquenila” inclui qualquer grupo alquenila de cadeia linear, ramificada, ou cíclica contendo uma ou mais ligações duplas carbono-carbono, onde o sítio de substituição pode estar em uma ligação dupla carbono-carbono ou em outra parte no grupo; “arila” inclui qualquer hidrocarboneto aromático a partir do qual um átomo de hidrogênio foi removido; “aralquila” inclui, mas não é limitado a qualquer um dos grupos alquila anteriormente mencionados, em que um ou mais átomos de hidrogênio foi substituído pelo mesmo número de substituintes arila semelhantes e/ou diferentes (conforme definido neste relatório); e “arenila” inclui qualquer um dos grupos arila anteriormente mencionados, em que um ou mais átomos de hidrogênio foi substituído pelo mesmo número de substituintes alquila semelhantes e/ou diferentes (conforme definido neste relatório). O grupo hidrocarbila pode conter insaturação, tal como ligações carbono-carbono duplas ou triplas. O heteroátomo é inserido entre dois átomos de carbono ou entre um átomo de carbono e um átomo de hidrogênio. O grupo heterocarbila pode conter insaturação, tal como ligações duplas carbono-carbono, carbono-nitrogênio ou carbono-oxigênio ou ligações triplas carbono-carbono ou carbono-nitrogênio.
[0016]O grupo X1 pode ser representado por R2, em que R2 é um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono, ou pela Fórmula geral (2):
(HA1)e-1R3(A2-) (2) em que R3 é um grupo hidrocarbila de 2 a 8 átomos de carbono; cada ocorrência de A1 e A2 é um heteroátomo selecionado do grupo que consiste de
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8/30 oxigênio e nitrogênio da estrutura -NR4-, em que cada ocorrência de R4 é um hidrogênio ou um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono; e e é um número inteiro de 2 a 3. O grupo A2 é ligado a um átomo de carbono de R3 e ao átomo de silício da Fórmula (1). A1 é ligado a R3 e a um átomo de hidrogênio. O grupo HA1- representa um grupo hidroxila (-OH) ou amino (-NR4H) livre e, portanto, não é covalentemente ligado diretamente ao átomo de silício.
[0017]O grupo X2 pode ser representado pela Fórmula geral (3):
[0018](HA3)f-2R5(A4-)2 (3)em que R5 é um grupo hidrocarbila de 2 a 8 átomos de carbono; cada ocorrência de A3 e A4 é um heteroátomo selecionado do grupo que consiste de oxigênio e nitrogênio substituído da estrutura NR4-, em que cada ocorrência de R4 é um hidrogênio ou um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono; e f é um número inteiro de 2 a 3. Os dois grupos -A4são ligados a dois átomos de carbono diferentes de R5 e ao mesmo átomo de silício da Fórmula (1) para formar uma estrutura cíclica. A3 é ligado a R5 e a um átomo de hidrogênio. O grupo HA3- representa um grupo hidroxila (-OH) ou amino (-NR4H) livre e, portanto, não é covalentemente ligado diretamente ao átomo de silício.O grupo X3 pode ser representado pela Fórmula geral (4):
R6(A5-)3 (4) em que R6 é um grupo hidrocarbila de 3 a 8 átomos de carbono; cada ocorrência de A5 é um heteroátomo selecionado do grupo que consiste de oxigênio e nitrogênio substituído da estrutura -NR4-, em que cada ocorrência de R4 é um hidrogênio ou um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono. Os três grupos A5- são ligados aos três átomos de carbono diferentes de R6 e ao mesmo átomo de silício da Fórmula (1) para formar uma estrutura bicíclica.
[0019]Os grupos Z podem ser representados por hidrogênio ou pela Fórmula geral (5):
(-)gN(R7)3-g[-R8N(R9)2-h(-)h]i (5)
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9/30 em que cada ocorrência de R7 e R9 é independentemente hidrogênio ou um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono; R8 é um grupo alquileno, aralquileno ou arileno de 2 a 10 átomos de carbono; (-) representa a ligação entre o átomo de nitrogênio e um carbono do grupo R1; g, h e i são números inteiros, em que g é de 0 a 3, h é de 1 a 2 e i é 0 ou 1, com as condições de que (i) g + (i x h) = d; (ii) quando g = 3, então i = 0; e (iii) quando g = 0, então i = 1;
ou pela Fórmula geral (6):
O
R11 R12 (6) em que:
cada ocorrência de R10 é independentemente um hidrogênio ou um grupo alquila contendo de 1 a 6 átomos de carbono;
cada ocorrência de R11 é independentemente um hidrogênio ou um grupo hidrocarbila contendo de 1 a 10 átomos de carbono e, opcionalmente, pelo menos um átomo de oxigênio, selecionado do grupo que consiste de grupos alquila, alquenila, arenila, arila e aralquila monovalentes; grupos alquileno, alquenileno, arenileno, arileno e aralquileno divalentes, em que um átomo de carbono de R11 é covalentemente ligado a um carbono do anel epóxi e o mesmo ou diferente átomo de carbono de R11 é covalentemente ligado a um átomo de carbono de R12 ou R13 para formar uma estrutura alifática cíclica; e hidrocarbila polivalente, em que um átomo de carbono de R11 é covalentemente ligado a um átomo de carbono do anel epóxi e o mesmo e/ou diferente átomo de carbono de R2 forma pelo menos duas ligações covalentes com átomos de carbono de R12 ou R13 ou pelo menos uma ligação covalente com R12 e R13 para formar uma estrutura alifática bicíclica ou policíclica;
cada ocorrência de R12 é independentemente um hidrogênio ou um grupo hidrocarbila contendo de 1 a 10 átomos de carbono e, opcionalmente, pelo menos
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10/30 um átomo de oxigênio, selecionado do grupo que consiste de grupos alquila, alquenila, arenila, arila e aralquila monovalentes; grupos alquileno, alquenileno, arenileno, arileno e aralquileno divalentes, em que um átomo de carbono de R12 é covalentemente ligado a um átomo de carbono do anel epóxi e o mesmo ou diferente átomo de carbono de R12 é covalentemente ligado a um átomo de carbono de R11 ou R13 para formar uma estrutura alifática cíclica; e hidrocarbila polivalente, em que um átomo de carbono de R12 é covalentemente ligado a um átomo de carbono do anel epóxi e os mesmos e/ou diferentes átomos de carbono de R12 formam pelo menos duas ligações covalentes com R11 ou R13 ou pelo menos uma ligação covalente com R11 e R13 para formar uma estrutura alifática bicíclica ou policíclica;
cada ocorrência de R13 é independentemente uma ligação química entre o anel epóxi e R1; um grupo hidrocarbila divalente ou polivalente contendo até 12 átomos de carbono selecionado do grupo que consiste de grupos alquileno, aralquileno, arenileno, arileno e aralquileno divalentes ligando o grupo epóxi a R1 e, opcionalmente, pelo menos um átomo de oxigênio; e grupo hidrocarbila polivalente, em que um átomo de carbono de R13 forma uma ligação covalente com o átomo de carbono do anel epóxi, o mesmo ou diferente átomo de carbono de R13 forma uma ligação com um átomo de carbono de R1, e o mesmo ou diferente átomo de carbono de R13 forma pelo menos uma ligação covalente com um átomo de carbono de R11 ou R12 para formar uma estrutura bicíclica ou policíclica;
ou pela Fórmula geral (7):
(-)jN(R14)2-jC(=O)N(R15)2-k(-)k (7) em que cada ocorrência de R14 e R15 é independentemente um hidrogênio ou um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono; (-) representa a ligação entre o átomo de nitrogênio e um carbono do grupo R1; j e k são números inteiros, em que j é de 1 a 2, k é de 0 a 2, com a condição de que j + k = d;
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11/30 ou pela Fórmula geral (8):
(8) em que cada ocorrência de R16, R17 e R18 é independentemente um hidrogênio ou um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono; e (-) representa a ligação entre o átomo de carbono insaturado e um carbono do grupo R1 ou o átomo de silício;
ou pela Fórmula geral (9):
R19OC(=O)NH- (9) em que R19 é um grupo hidrocarbila de 1 a 8 átomos de carbono.
[0020]Em uma outra modalidade, o silano (a) é pelo menos um silano oligomérico da Fórmula geral (10):
[(X1 aX2bXbnSiR1 )d Z]m (10) em que:
cada ocorrência de R1 é independentemente uma ligação química; um grupo hidrocarbila de 1 a 10 átomos de carbono; ou um heterocarbila de 1 a 10 átomos de carbono e pelo menos um heteroátomo de nitrogênio ou oxigênio;
cada ocorrência de X1 é um grupo alquila ou arila monovalente de cerca de 1 a 6 átomos de carbono ou um grupo heterocarbila monovalente de cerca de 2 a 8 átomos de carbono e pelo menos dois heteroátomos selecionados do grupo que consiste de oxigênio e nitrogênio, com a condição de que um heteroátomo é ligado a um átomo de carbono do grupo heterocarbila de X1 e ao átomo de silício;
cada ocorrência de X2 é um grupo heterocarbila divalente de cerca de 2 a 8 átomos de carbono e pelo menos dois heteroátomos selecionados do grupo que consiste de oxigênio e nitrogênio, com a condição de que dois heteroátomos são ligados a dois átomos de carbono diferentes do grupo heterocarbila de X2 e ao mesmo átomo de silício para formar uma estrutura cíclica;
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12/30 cada ocorrência de Xb é independentemente pelo menos um grupo heterocarbila divalente de cerca de 2 a cerca de 8 átomos de carbono e pelo menos dois heteroátomos selecionados do grupo que consiste de oxigênio e nitrogênio, com a condição de que um heteroátomo é ligado a um átomo de carbono do grupo heterocarbila de Xb e ao átomo de silício e que o segundo heteroátomo é ligado a um átomo de carbono diferente do grupo heterocarbila de Xb e um átomo de silício diferente; e especificamente Xb é representado pela Fórmula geral (11):
(HA6)2-o R20(A7-)(A8-)o (11) em que:
R20 é um grupo hidrocarbila de 2 a 8 átomos de carbono; cada ocorrência de A6, A7 e A8 é um heteroátomo selecionado do grupo que consiste de oxigênio e nitrogênio substituído da estrutura -NR4-, em que cada ocorrência de R4 é hidrogênio ou um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono; e o é um número inteiro de 1 a 2, com a condição de que A7 e A8 são ligados a átomos de carbono diferentes de R20 e a átomos de silício em unidades monoméricas diferentes;
cada Z é um grupo organofuncional monovalente ou polivalente de valência d selecionado do grupo que consiste de grupos hidrogênio, amino, epóxi, ureido e alquenila; e, cada ocorrência de a, b, d, n, m e o é independentemente um número inteiro, em que a é 0 a 2; b é 0 ou 1; d é 1 a 4; m é 2 a 10, n é 1 a 3; o é 1 a 2; com a condição de que quando b é 1, então a é 0 e n é 1.
[0021]Exemplos de grupos organofuncionais (i) do silano hidrolisável (a) que são grupos de remoção de elétron não volumosos incluem vinila e metila.
[0022]Exemplos de grupos organofuncionais (i) do silano hidrolisável (a) que são interativos com resinas mutuamente interativas (b) incluem amino, carbamato, epóxi, ureido, alquenila, e semelhantes.
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13/30 [0023]Em uma modalidade da presente invenção, o silano (a) é representado pela Fórmula geral (1):
(X1aX2bX3cSiR1)d Z(1) em que:
R1 é um grupo alquileno de cadeia linear de 1 a 3, e preferivelmente 3, átomos de carbono;
X1 é um grupo metila ou um grupo representado pela Fórmula geral (2): (HA1)e-1R3(A2-)(2) em que R3 é um grupo hidrocarbila de 3 a 6 átomos de carbono; cada ocorrência de A1 e A2 é oxigênio e e é 1 ou 2;
o grupo X2 pode ser representado pela Fórmula geral (3): (HA3)f-2R5(A4-)2(3) em que R5 é um grupo hidrocarbila de 3 a 6 átomos de carbono; cada ocorrência de A3 e A4 é oxigênio e f é 2 ou 3;
o grupo X3 pode ser representado pela Fórmula geral (4):
R6(A5-)3(4) em que R6 é um grupo hidrocarbila de 3 a 6 átomos de carbono; cada ocorrência de A5 é oxigênio;
Z é -NH2, -NHR8NH2, em que R8 é etileno, propileno ou butileno, NHC(=O)NH2 ou glicidóxi; e, a, b e c têm os significados estabelecidos acima e d é 1.
[0024]Em uma outra modalidade da presente invenção, o silano (a) é representado pela Fórmula (10):
[(X1 aX2bXbnSiR1 )d Z]m (10) em que:
R1 é um grupo alquileno de cadeia linear de 1 a 3, e preferivelmente 3, átomos de carbono;
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X1 é um grupo metila ou um grupo representado pela Fórmula geral (2):
(HA1)e-1R3(A2-)(2) em que R3 é um grupo hidrocarbila de 3 a 6 átomos de carbono; cada ocorrência de A1 e A2 é oxigênio e e é 1 ou 2;
o grupo X2 pode ser representado pela Fórmula geral (3):
(HA3)f-2R5(A4-)2(3) em que R5 é um grupo hidrocarbila de 3 a 6 átomos de carbono; cada ocorrência de A3 e A4 é oxigênio; e f é 2 ou 3;
o grupo Xb pode ser representado pela Fórmula geral (11):
(HA6)2-o R20(A7-)(A8-)o(11) em que R20 é um grupo hidrocarbila de 3 a 6 átomos de carbono; cada ocorrência de A6, A7 e A8 é oxigênio; e o é um número inteiro de 1 a 2, com a condição de que A7 e A8 são ligados a átomos de carbono diferentes de R20 e a átomos de silício em unidades monoméricas diferentes;
Z é -NH2, -NHR8NH2, em que R8 é etileno, propileno ou butileno, NHC(=O)NH2, e glicidóxi; e, a, b, e n têm os significados estabelecidos acima; d é 1; e m é 2 a 5.
[0025]Ainda em uma outra modalidade, o silano hidrolisável (a) é uma mistura do(s) silano(s) monomérico(s) da Fórmula (1) e silano(s) oligomérico(s) da Fórmula (10), em que a quantidade de monômero(s) pode variar de cerca de 1 a cerca de 50 por cento em peso, preferivelmente de cerca de 5 a cerca de 35 por cento em peso e mais preferivelmente de cerca de 10 a cerca de 25 por cento em peso, e a quantidade de oligômero(s) pode variar de cerca de 50 a cerca de 99 por cento em peso, preferivelmente de cerca de 65 a cerca de 95 por cento em peso e mais preferivelmente de cerca de 75 a cerca de 90 por cento em peso.
[0026]Exemplos representativos não limitantes do silano hidrolisável (a) incluem 3-(2-aminometil-5-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi)-2-metil-propan-1-ol; 3-(2
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15/30 aminopropil-5-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi)-2-metil-propan-1 -ol; C-(2,5-dimetil- [1.3.2] dioxassilinan-2-il)-metilamina; C-(2,5-dimetil-[1,3,2]dioxassilinan-2-il)- propilamina; 4-[2-(3-amino-propil)-4,4,6-trimetil-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi]-2-metilpentan-2-ol; 3-{2-[3-(2-amino-etilamino)-propil]-4-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi}butan-1-ol; C-{2-[3-(2-aminometil-5-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi)-2-metil-propóxi]5-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-il}-metilamina; 3-(2-{3-[2-(3-amino-propil)-5-metil- [1.3.2] dioxassilinan-2-ilóxi]-2-metil-propóxi}-5-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-il)propilamina; {3-[2-(3-hidróxi-1 -metil-propóxi)-4-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-il]-propil}ureia; {3-[2-(3-hidróxi-1 -metil-propóxi)-4-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-il]-propil}-ureia; [2-(3-hidróxi-2-metil-propóxi)-5-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilmetil]-ureia; [3-(5-metil-2{2-metil-3-[5-metil-2-(3-ureido-propil)-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi]-propóxi}- [1.3.2] dioxassilinan-2-il)-propil]-ureia; 2-metil-3-(5-metil-2-vinil-[1,3,2]dioxassilinan-2ilóxi)-propan-1-ol; éster 2-[2-(3-hidróxi-2-metil-propóxi)-5-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2il]-etílico do ácido 2-metil-acrílico; 2-metil-3-[5-metil-2-(2-oxiranilmetóxi-etil)- [1.3.2] dioxassilinan-2-ilóxi]-propan-1 -ol; 2,5-dimetil-2-(2-oxiranilmetóxi-etil)- [1.3.2] dioxassilinano; 2,4,4,6-tetrametil-2-(2-oxiranilmetóxi-etil)-[1,3,2]dioxassilinano; 2,2,4,4,6-pentametil-[1,3,2]dioxassilinano; 2,2,4,4,6-pentametil-[1,3,2]dioxassilinano; 2-[5-metil-2-(6-metil-5-metileno-hept-6-enil)-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi]-propan-1 -ol; e semelhantes.
[0027]Exemplos representativos de misturas do silano hidrolisável (a) incluem o seguinte:
(1) de cerca de 20 a cerca de 30 por cento em peso de 3-(2-aminometil-5metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi)-2-metil-propan-1-ol e, correspondentemente, de cerca de 70 a cerca de 80 por cento em peso de C-{2-[3-(2-aminometil-5-metil- [1.3.2] dioxassilinan-2-ilóxi)-2-metil-propóxi]-5-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-il}metilamina;
(2) de cerca de 10 a cerca de 10 por cento em peso de 3-(2-aminopropil-5
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16/30 metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi)-2-metil-propan-1-ol e, correspondentemente, de cerca de 80 a cerca de 90 por cento em peso de 3-(2-{3-[2-(3-amino-propil)-5-metil- [1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi]-2-metil-propóxi}-5-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-il)propilamina;
(3) de cerca de 40 a cerca de 55 por cento em peso de {3-[2-(3-hidróxi-1metil-propóxi)-4-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-il]-propil}-ureia e, correspondentemente, de cerca de 45 a cerca de 60 por cento em peso de [3-(5-metil-2-{2-metil-3-[5-metil2-(3-ureido-propil)-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi]-propóxi}-[1,3,2]dioxassilinan-2-il)propil]-ureia; e, (4) de cerca de 5 a cerca de 15 por cento em peso de 3-(2-aminometil-5metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi)-2-metil-propan-1-ol e, correspondentemente, de cerca de 85 a 95 por cento em peso de 2,2,4,4,6-pentametil-[1,3,2]dioxassilinano.
[0028]O silano hidrolisável (a) e misturas do mesmo, podem ser prontamente obtidos em rendimento satisfatório pela reação de pelo menos um silano da Fórmula geral (12):
(X4X5X6SiR1)dZ (12) em que, R1, Z e d têm os significados estabelecidos acima;
cada X4 é um grupo monovalente selecionado do grupo que consiste de R2, em que R2 é um grupo alquila ou arila de cerca de 1 a 6 átomos de carbono; halo, incluindo Cl-, Br- ou I-; -NR212, em que cada ocorrência de R21 é hidrogênio ou um grupo alquila de 1 a 6 átomos de carbono ou acilóxi; e R22O-, em que R22 é um grupo alquila de 1 a 6 átomos de carbono; e cada X5 e X6 é um grupo monovalente selecionado do grupo que consiste de halo, incluindo Cl-, Br- ou I-; -NR212, em que cada ocorrência de R21 é hidrogênio ou um grupo alquila de 1 a 6 átomos de carbono ou acilóxi; e R22O-, em que R22 é um grupo alquila de 1 a 6 átomos de carbono;
com pelo menos um reagente da Fórmula geral (13):
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17/30 (HA1)eR3(A2H) (13) [0029]em que R3 é um grupo hidrocarbila de 2 a 8 átomos de carbono; cada ocorrência de A1 e A2 é um heteroátomo selecionado do grupo que consiste de oxigênio e nitrogênio da estrutura -NR4-, em que cada ocorrência de R4 é um hidrogênio ou um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono; e e é um número inteiro de 1 a 2. Esta reação produz uma quantidade de subproduto volátil, por exemplo, cloreto de hidrogênio, dimetilamina ou metanol, que pode ser prontamente recuperada durante a operação de fabricação e, se desejado, usada na síntese, por exemplo, na produção dos silanos da Fórmula (12). Para uma descrição detalhada do processo antecedente para fabricar silano hidrolisável (a), referência pode ser feita à Patente U.S. No 6.489.500 e ao pedido de patente U.S. publicado 2006 0036034, os conteúdos integrais dos quais são incorporados como referência neste relatório.
[0030]Quando sofre hidrólise, o silano (a) liberará espécie orgânica não volátil (HA1)eR3(A2H), supra, assim reduzindo consideravelmente ou ainda eliminando a evolução de monoálcoois voláteis, tais como metanol ou etanol, e, desta forma, reduzirá ou eliminará os riscos ambientais associados com tais VOCs.
[0031 ]A resina orgânica (b) na composição da invenção é mutuamente interativa com o grupo organofuncional (i) do silano hidrolisável (a) e/ou com umidade. Resinas orgânicas representativas (b) incluem aqueles polímeros contendo um grupo organofuncional reativo selecionado do grupo que consiste de grupos hidroxila (-OH), carboxila (-C(=O)OH), isocianato (-N=C=O), tioisocianato (N=C=S), carbamato (-C(=O)NH-), ureido (-NHC(=O)NH-), amido (-C(=O)NH-), halo o S /\ /\ —c---c— —c--c— (Cl-, Br- e I-), epóxi (I I ), epissulfeto (I I ), amino (-NH-), mercapto (SH) e silila hidrolisável da fórmula -SÍX7X8X9, em que X7 é independentemente selecionado do grupo que consiste de R23O-, R23C(=O)O-, R232C=NO-, R232C=CR23O- e R232NO-, em que cada R23 é independentemente selecionado
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18/30 do grupo que consiste de hidrogênio e grupos alquila, alquenila, arenila, arila e aralquila de até 18 átomos de carbono, opcionalmente contendo pelo menos um átomo de oxigênio ou enxofre; e cada ocorrência de X8 e X9 é independentemente selecionada do grupo que consiste de R23O-, R23C(=O)O-, R232C=NO-, R232NO-, R232C=CR23O- e R23, em que R23 tem a definição estabelecida acima.
[0032]Exemplos representativos de resina orgânica (b) incluem resina fenólica, epóxi, tal como resina epóxi curada por anidrido e resina epóxi curada por amina, poliéster, poliamida, poliuretano, sulfeto de polifenileno, policarbonato, poliacrilato, polimetacrilato, álcool polivinílico, poliacrilamida, polimetacrilamida, cloreto de polivinila, cloreto de polivinilideno, poliol de terminação silano, tal como aquele derivado de poliéteres polióis, poliésteres polióis e polialcadieno dióis hidrogenados e não hidrogenados, poliuretano de terminação silano, poliolefina sililada e resinas de poliestireno e resinas obtidas da copolimerização de dois ou mais monômeros etilenicamente insaturados, tais como acrilatos, metacrilatos, álcool vinílico, acetato de vinila, alcenos, estireno, cloreto de vinila, cloreto de vinilideno, acroleína, acrilonitrila, ácido acrílico, ácido metacrílico, silanos etilenicamente insaturados, e semelhantes.
[0033]Para uma composição de baixo potencial de geração de VOC da presente invenção, a qual contém uma resina orgânica curável por umidade (b), a composição pode conter uma quantidade absorvedora de umidade de pelo menos um silano (a) que aumenta sua autoestabilidade. Resinas curáveis por umidade adequadas (b) incluem resinas contendo silano, cianoacrilatos, poliuretanos de terminação isocianato, resinas iônicas e resinas epóxi, todos citados acima são conhecidos para o uso em aderentes, seladores e/ou revestimentos. Grupos organofuncionais particularmente úteis (i) do silano (a) são metila e vinila.
[0034]De acordo com a invenção, resinas contendo silano são especialmente úteis para formular composições aderentes, seladoras ou de revestimento.
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Ilustrativos de tais resinas são polissiloxanos contendo silano, resinas sililadas e copolímeros contendo silano derivados da copolimerização de pelo menos um silano etilenicamente insaturado e pelo menos um outro comonômero etilenicamente insaturado.
[0035]Resinas orgânicas contendo silano (b) incluem polidimetilsiloxanos de terminação silano, polióis sililados, poliéteres sililados, resinas de poliuretano sililadas e copolímeros contendo silano derivados da copolimerização de um ou mais silanos etilenicamente insaturados, tais como vinilsilanos, alilsilanos e metalilsilanos, acriloxialquilsilano, metacriloxialquilsilanos e um ou mais monômeros etilenicamente insaturados, tais como hidrocarbonetos olefínicos, ácido acrílico, ácido metacrílico, éster acrilato, éster metacrilato, ácidos dicarboxílicos etilenicamente insaturados e/ou seus anidridos, oligômeros e/ou polímeros possuindo insaturação etilênica, e semelhantes.
[0036]Polióis sililados úteis incluem aqueles preparados pela reação de um poliol, preferivelmente um diol ou triol polimérico, e um isocianatossilano. O poliol pode ser, por exemplo, um poliol poliéter, poliol poliéster, poliol polieteréster, poliol poliesteréter ou polibutadieno de terminação hidroxila, em particular, um polibutadienodiol hidrogenado, ou misturas dos mesmos. Especialmente preferidos são dióis poliéteres possuindo baixa insaturação terminal, por exemplo, na ordem de cerca de 0,018 a cerca de 0,20 meq/g, e pesos moleculares numéricos médios de cerca de 5.000 a cerca de 100.000, obtidos pela oxialquilação de um iniciador difuncional com óxido de etileno, óxido de propileno ou misturas dos mesmos, utilizando um catalisador cianeto de metal duplo (DMC). Isocianatossilanos úteis para sililar estes e outros polióis incluem isocianatopropiltrimetoxissilano, isocianatoisopropiltrimetoxissilano, isocianato-n-butiltrimetoxissilano, isocianato-tbutiltrimetoxissilano, isocianatopropiltrietoxissilano, isocianatoisopropiltrietoxissilano, isocianato-n-butiltrietoxissilano, isocianato-t-butiltrietoxissilano,
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20/30 isocianatometaniltrimetoxissilano; isocianatometaniltrietoxissilano, isocianatometanilmetildimetoxissilano, isocianatometanilmetildietoxissilano, e semelhantes, assim como misturas dos mesmos.
[0037]Resinas de poliuretano sililadas úteis incluem aquelas obtidas do capeamento (“end-capping”) de pré-polímeros de poliuretano de terminação isocianato e pré-polímeros de poliuretano de terminação hidroxila com grupos silila hidrolisáveis.
[0038]O primeiro tipo de resina de poliuretano sililada pode ser produzido reagindo-se um pré-polímero de poliuretano de terminação isocianato, por si só obtido da reação de um excesso estequiométrico de poli-isocianato orgânico com um poliol, tal como quaisquer daqueles anteriormente mencionados, e preferivelmente da reação de um di-isocianato, tal como di-isocianato de isoforona (IPDI) com um diol poliéter, tal como quaisquer daqueles anteriormente mencionados, com um silano possuindo funcionalidade que é reativa para o grupo isocianato, em particular, funcionalidade amina secundária ou mercapto. Silanos úteis incluem aminossilanos secundários, tais como Nmetilaminopropiltrimetoxissilano, N-etilaminopropiltrimetoxissilano, Nmetilaminoisobutiltrimetoxissilano, N-metilaminopropiltrimetoxissilano, Nmetilaminobutiltrietoxissilano, N-metilaminopropilmetoxidietoxissilano, Nmetilaminopropildimetilmetoxissilano, N-metilaminobutiletildietoxissilano; Nmetilaminobutildietiletoxissilano, N,N-bis[3-trimetoxisilil)propil]amina, N,N-bis[3trietoxisilil)propil]amina, N,N-bis[3-trietoxisilil)butil]-amina, e semelhantes, e mercaptossilanos, tais como gama-mercaptopropilmetildimetoxissilano, gamamercaptopropiltrimetoxissilano, gama-mercaptopropilmetildietoxissilano, gamamercaptopropiltrietoxissilano, gama-mercaptopropiletildimetoxissilano, gamamercaptopropiletildietoxissilano, beta-mercaptopropildimetilmetoxissilano, beta mercaptoetilmetildimetoxissilano, beta-mercaptoetiltrietoxissilano, e semelhantes.
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Misturas destes e de silanos similares, certamente, também podem ser utilizadas como reagentes sililantes.
[0039]Polímeros contendo silano de baixo VOC são divulgados no Pedido de Patente U.S., Série No 11/290045, depositado em 1 de Dezembro de 2005, os conteúdos integrais do qual são incorporados neste relatório.
[0040]O segundo tipo de resina de poliuretano sililada pode ser produzido reagindo-se um pré-polímero de poliuretano de terminação hidroxila, por si só obtido da reação de um excesso estequiométrico de poliol com um poli-isocianato, e vantajosamente da reação de um diol poliéter, tal como quaisquer daqueles anteriormente mencionados com um di-isocianato, tal como di-isocianato de isoforona, com um isocianatosilano, tal como quaisquer daqueles mencionados acima.
[0041]Ainda um outro tipo de resina contendo silano que é útil como resina (b) na composição da invenção é representado pela Fórmula geral (14):
(14) em que:
R24 é um fragmento de polímero orgânico monovalente ou polivalente tendo um peso molecular numérico médio de cerca de 500 a cerca de 25.000 gramas/mol;
cada ocorrência de R25 é independentemente um grupo hidrocarbila divalente contendo de 1 a 12 átomos de carbono selecionado do grupo que consiste de alquileno, alquenileno, arenileno, arileno e aralquileno divalentes, e, opcionalmente, contém pelo menos um heteroátomo selecionado do grupo que consiste de oxigênio, nitrogênio e enxofre;
cada ocorrência de A9 é independentemente selecionada de oxigênio (-O-), enxofre (-S-) ou nitrogênio substituído divalente da estrutura (-)2NR26, em que R26
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22/30 é um grupo hidrogênio, alquila, alquenila, arenila, arila, aralquila ou -R25SÍX7X8X9, em que cada R3, exceto hidrogênio, contém de 1 a 18 átomos de carbono, e com as condições de que quando A9 é oxigênio ou enxofre, então A10 é (-)2NR26 e quando p é 0, então A9 é oxigênio;
cada ocorrência de A10 é independentemente selecionada de oxigênio (-O-), enxofre (-S-) ou nitrogênio substituído divalente da estrutura (-)2NR26, em que R26 é um grupo hidrogênio, alquila, alquenila, arenila, arila, aralquila ou -R25SiX7X8X9, em que cada R26, exceto hidrogênio, contém de 1 a 18 átomos de carbono, e com as condições de que quando A10 é oxigênio ou enxofre, então A9 é (-)2NR26;
cada ocorrência de X7 é independentemente selecionada do grupo que consiste de R23O-, R23C(=O)O-, R232C=NO-, R232C=CR23O- e R232NO-, em que cada R23 é independentemente selecionado do grupo que consiste de grupos hidrogênio, alquila, alquenila, arenila, arila, e aralquila, em que cada R23, exceto hidrogênio, contém de 1 a 18 átomos de carbono, e, opcionalmente, contém pelo menos um átomo de oxigênio ou enxofre;
cada ocorrência de X8 e X9 é independentemente selecionada do grupo que consiste de R23O, R23C(=O)O-, R232C=NO-, R232C=CR23O-, R232NO- e R23, em que cada R23 é independentemente selecionado do grupo que consiste de grupos hidrogênio, alquila, alquenila, arenila, arila, e aralquila, em que cada R23, exceto hidrogênio, contém de 1 a 18 átomos de carbono e, opcionalmente, contém pelo menos um átomo de oxigênio ou enxofre; e, cada ocorrência dos subscritos p e q é independentemente um número inteiro, em que p é 0 ou 1 e q é 1 a 6.
[0042]Para outros detalhes com respeito à resina contendo silano da Fórmula (14), referência pode ser feita ao pedido de patente U.S. Série No 11/715000 provisório comumente concedido por Huang et al., depositado em 7 de Março de 2007, intitulado “Moisture-Curable Silylated Polymer Resin Composition”, os
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23/30 conteúdos integrais do qual são incorporados como referência neste relatório.
[0043]Quando formulada como um aderente, selador ou revestimento, a composição da presente invenção adicionalmente pode conter um ou mais componentes opcionais que são conhecidos na técnica, tais como, por exemplo, enchedores, estabilizadores de UV, antioxidantes, catalisadores, aceleradores de cura, agentes tixotrópicos, plastificantes, pigmentos, corantes, tensoativos, solventes e biocidas.
[0044]O silano (a) é adicionado à resina orgânica (b) e outros componentes adicionais usando processos de mistura conhecidos na técnica e incluindo mistura com um misturador planetário, um homogeneizador, agitador mecânico, extrusora e semelhantes. Geralmente, o silano (a) é adicionado à resina orgânica (b), antes que os outros componentes adicionais sejam adicionados, especialmente se a resina orgânica (b) é reativa com água. O silano (a) removeu qualquer excesso de água da resina orgânica (b) e dos componentes adicionais à medida que eles foram subsequentemente adicionados, e desse modo aumentou a estabilidade para armazenagem da composição aderente, seladora e de revestimento formulada. O silano (a) também auxilia na dispersão dos enchedores, pigmentos e outros componentes particulados.
[0045]Do peso total do silano hidrolisável (a) e da resina orgânica (b) na composição resinosa da invenção, o silano (a), por exemplo, pode estar presente em um nível de cerca de 0,05 a cerca de 5 por cento em peso, preferivelmente de cerca de 0,1 a cerca de 3 por cento em peso, e mais preferivelmente de cerca de 0,5 a cerca de 1,5 por cento em peso, com a resina orgânica (b) representando o equilíbrio do peso combinado destes dois materiais.
[0046]Enchedores típicos adequados para a presente invenção incluem, por exemplo, enchedores de reforço, tais como sílica fumê, sílica precipitada e carbonatos de cálcio e semelhantes. Os plastificantes adequados para a presente
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24/30 invenção podem modificar as propriedades e facilitar o uso de níveis enchedores superiores. Plastificantes exemplares incluem ftalatos, dibenzoatos de dipropileno e dietileno glicol, alquilsulfonato de fenóis, fenantros de alquila, fosfatos de alquila/diarila e misturas dos mesmos e semelhantes. A composição aderente, seladora ou de revestimento da presente invenção pode incluir vários agentes tixotrópicos ou antidescaimento. Várias ceras de mamona, sílica fumê, argilas tratadas e poliamidas tipificam esta classe de aditivos. Estabilizadores podem ser incorporados na composição desta invenção e incluem, por exemplo, amina e dialquildidroxiamina impedidas. Catalisadores de cura adequados para a cura conveniente (reticulação) da composição de resina orgânica contendo silano podem ser obtidos com o uso de vários complexos metálicos de estanho, titânio, zircônio e semelhantes.
[0047]A composição de resina orgânica contendo silano da presente invenção pode incluir outros aditivos tipicamente utilizados para aplicações de revestimento, aderentes e seladoras. Estes aditivos incluem solventes, pigmentos ou outros corantes, pigmentos, tensoativos, fungicidas e biocidas. Tais componentes podem ser utilizados em quantidades convencionais. Formulações de revestimento incluem aditivos, conforme descritos para composição de resina polimérica sililada curável por umidade, ainda que em proporções diferentes do que as formulações seladoras ou aderentes, e tipicamente incluem solventes e antiespumantes como exemplos.
[0048]Uma melhor compreensão da presente invenção e de suas várias vantagens será obtida através das referências aos exemplos específicos seguintes, fornecidos por via de ilustração.
Exemplo 1 [0049]Este exemplo ilustra a preparação de um silano (a) ou mistura do mesmo, útil como um absorvedor de umidade, pela transesterificação de viniltrietoxissilano com 2-metil-1,3-propanodiol.
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25/30 [0050]Em um frasco de fundo redondo de 500 mL equipado com uma coluna de dez placas Oldershaw e cabeça de destilação foram adicionados 150 gramas de viniltrietoxissilano (Silquest A-151, Momentive Performance Materials Inc.), 149 gramas de 2-metil-1,3-propanodiol e 0,15 grama de ácido p-toluenossulfônico.
[0051]A mistura de reação foi agitada com um agitador magnético e aquecida a 55 °C durante uma hora. A mistura foi deixada esfriar a 40 °C e depois colocada sob um vácuo de 57,33 KPa (430 torr) para remover o etanol desenvolvido (103,2 gramas) que foi coletado no recipiente. A mistura substancialmente livre de etanol foi neutralizada com 0,39 grama de 21 por cento em peso de solução de etóxido de sódio etanólica e filtrada.
Exemplo 2 [0052]Este exemplo ilustra a preparação de um silano (a) ou mistura do mesmo, útil como um promotor de aderência, pela transesterificação de 3aminopropiltrietoxissilano com 2-metil-1,3-propanodiol.
[0053]Em um frasco de fundo redondo de 3 litros equipado com uma coluna de 2 polegadas Vigreaux e cabeça de destilação foram adicionados 1222 gramas de 3aminopropiltrietoxissilano (Silquest A-1100, Momentive Performance Materials Inc.), 995 gramas de 2-metil-1,3-propanodiol e 11 gramas de 21 por cento em peso de solução de etóxido de sódio etanólica. A mistura foi agitada com um agitador magnético e aquecida a 50 °C sob um vácuo de 29,33 KPa (220 torr). O etanol desenvolvido (738 gramas) foi coletado no recipiente.
Exemplos 3 e 4 e Exemplo Comparativo 1 [0054]Uma composição seladora curável por umidade foi preparada contendo silano (a) do Exemplo 1 como um absorvedor de umidade (Exemplo 3) e silano (a) do Exemplo 2 como um promotor de aderência (Exemplo 4). Para comparação com os silanos a partir dos quais os silanos (a) dos Exemplos 1 e 2 foram preparados, uma composição seladora foi preparada contendo viniltrietoxissilano como um
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26/30 absorvedor de umidade e 3-aminopropiltrietoxissilano como um promotor de aderência (Exemplos Comparativos 1 e 2, respectivamente).
[0055]A formulação seladora de base usada nos Exemplos 3 e 4 e nos
Exemplos Comparativos 1 e 2 é apresentada na Tabela 1, como segue:
Tabela 1: Composição Seladora de Base Curável por Umidade
| Componente | Peso, g |
| SPUR 1015 LM (Momentive Performance Materials Inc.), resina de poliuretano sililada curável por umidade | 114,7 |
| Ftalato de diisodecila (plastificante) | 91,75 |
| Ultra Pflex (Specialty Minerals Inc.), carbonato de cálcio precipitado, um enchedor (0,07 mícron) | 165,15 |
| Hi Pflex (Specialty Minerals Inc.), carbonato de cálcio precipitado, um enchedor (3,5 mícron) | 110,1 |
| Tinuvin 213 (Ciba Specialty Chemicals), um estabilizador de UV | 1,15 |
| Tinuvin 622L (Ciba Specialty Chemicals), um estabilizador de UV | 1,15 |
| TS-720 (Degussa) um agente tixotrópico | 5,575 |
| Ti Pure (DuPont), pasta fluida de dióxido de titânio, um pigmento | 5,75 |
| Foamrez SUL-4 (Chemtura), dilaurato de dibutilestanho, um catalisador de cura | ,015 |
[0056]À composição seladora de base antecedente foram adicionadas as quantidades dos silanos indicados na Tabela 2, como segue:
Tabela 2: Peso do Aditivo de Silano na Formulação
| Exemplo | Aditivos de Silano | Peso, g |
| Exemplo 3 | silano (b) do Exemplo 1 como absorvedor de umidade | 2,75 |
| Exemplo 4 | silano (b) do Exemplo 2 como promotor de | 3,5 |
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| aderência | ||
| Exemplo Comparativo 1 | viniltrietoxissilano como absorvedor de umidade | 1,7 |
| Exemplo Comparativo 1 | 3-aminopropiltrietoxissilano como promotor de aderência | 2,85 |
[0057]A preparação da composição seladora de base da Tabela 1 e a adição dos silanos da Tabela 2 a esta, foi como segue (todos os enchedores e componentes de sílica foram usados sem pré-secagem):
[0058]Etapa 1: Em um Misturador Ross de um litro, adicionar SPUR 1015 LM, o absorvedor de umidade de silano, e Tinuvins 213 e 622 L e misturar durante 15 minutos a 38 °C (100 °F).
[0059]Etapa 2: Adicionar sílica e misturar durante 30 minutos sob vácuo de 635 a 711 mm (Hg 25 a 28 inHg).
[0060]Etapa 3: Adicionar a metade do carbonato de cálcio e misturar durante 1 hora sob vácuo. Elevar a temperatura a 93 °C (200 °F).
[0061]Etapa 4: Adicionar o carbonato de cálcio remanescente, plastificante, e Ti Pure e misturar durante um adicional de 1 a 2 horas sob as condições de vácuo e temperatura estabelecidas acima.
[0062]Etapa 5: Adicionar o promotor de aderência de silano e misturar durante 15 minutos sob as mesmas condições.
[0063]Etapa 6: Esfriar a 38 °C (100 °F), depois adicionar Foamrez SUL-4 e misturar durante 15 minutos sob vácuo a desgaseificação.
[0064]A efetividade dos absorvedores de umidade de silano foi determinada pela medição do teor de umidade das amostras tomadas em etapas diferentes da preparação das composições seladoras. Os resultados das determinações são apresentados na Tabela 3 abaixo:
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Tabela 3: Efetividade dos Absorvedores de Umidade de Silano
| Composição Seladora | Amostra Tomada | Água, ppm |
| Exemplo 3 | Durante a Etapa 4, após a adição de todos os enchedores Antes da Etapa 5 Antes da Etapa 6 | 460 417 0 |
| Exemplo Comparativo 1 | Durante a Etapa 4, após a adição de todos os enchedores Antes da Etapa 5 Antes da Etapa 6 | 642 219 200 |
[0065]Estes dados mostram que o silano (a) do Exemplo 1 também se apresentou como um absorvedor de umidade com o nível de umidade diminuindo ainda mais rápido após a adição do promotor de aderência de silano na Etapa 5 do procedimento usado para preparar a composição seladora do Exemplo 3, em comparação com a taxa de redução de umidade após a adição do promotor de aderência de silano na Etapa 5 da preparação da composição seladora do Exemplo Comparativo 1.
[0066]As propriedades mecânicas das composições seladoras do Exemplo 3 e do Exemplo Comparativo 1 após a cura durante duas semanas a 23°/50 % de umidade relativa foram medidas pela ASTM D 412 quanto à resistência à tração e alongamento e pela ASTM C661 quanto à dureza. Os dados de medição são apresentados na Tabela 4, como segue:
Tabela 4: Resistência à Tração, Alongamento e Dureza das Composições Seladoras Curadas
| Composição | Resistência | Módulo de | 100% | Alongamento | Dureza |
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| Seladora Curada | à tração (MPa) (psi) | Young (MPa) (psi) | Módulo (MPa) (psi) | (MPa) (psi) | Shore A |
| Exemplo 4 | 1,67 (243) | 1,54 (223) | 1,05 (153) | 2,10 (305) | 39 |
| Exemplo Comparativo 2 | 1,79 (261) | 1,03 (149) | 0,99 (145) | 1,87 (271) | 36 |
[0067]Para a avaliação das propriedades de aderência das composições seladoras, as composições não curadas foram aplicadas como revestimentos em cada um dos três substratos, isto é, vidro, alumínio e cloreto de polivinila (PVC). Em placas de teste, os revestimentos foram curados durante 2 semanas a 23 °C/50 % de umidade relativa, as placas de teste revestidas depois foram imersas em água durante sete dias e depois disso medidas quanto à aderência em umidade pela ASTM C 794. Os dados de medição são apresentados na Tabela 5, como segue:
| Tabela 5. | Aderência de Composições Se | adoras em Substratos Diferentes | ||
| Composição | Seladora | Vidro | Alumínio | PVC |
| Curada | lbs/in (falha) | lbs/in (falha) | lbs/in (falha) | |
| Placa de Teste do Exemplo 4 | 30,2 (100 % CF) | 19,6 (100 % CF) | 16,7 (100 % CF) | |
| Placa de Teste do Exemplo | 28,1 (100 % | 18,5 (100 % | 30,0 (100 % | |
| Comparativo 2 | CF) | CF) | CF) |
[0068]Os resultados de teste mostraram que o selador contendo silano do Exemplo 2, como promotor de aderência, tem as propriedades mecânicas e características de aderência essencialmente ao Exemplo Comparativo 2 quando do carregamento de nível com base na equivalência em mol.
[0069]Embora o processo da invenção tenha sido descrito com referência a
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30/30 certas modalidades, será entendido por aqueles habilitados na técnica que várias mudanças podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos no lugar de elementos dos mesmos sem divergir do escopo da invenção. Além disso, várias modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material particular aos ensinamentos da invenção sem divergir do escopo essencial da mesma. Portanto, é intencionado que a invenção não seja limitada à modalidade particular divulgada como o melhor modo considerado para realizar o processo da invenção, porém que a invenção inclua todas as modalidades que estão inseridas dentro do escopo das reivindicações anexas.
Claims (19)
1. Silano hidrolisável de baixo potencial de geração de VOC CARACTERIZADO pelo fato de que é selecionado a partir do grupo consistindo em um silano monomérico da Fórmula geral (1):
(X1aX2bX3cSiR1)d Z (1) e silano oligomérico da Fórmula geral (10):
[(X1aX2bXbnSiR1)d Z]m (10), em que:
cada ocorrência de R1 é independentemente uma ligação química entre um átomo de silício e um átomo de carbono do grupo Z; um grupo hidrocarbila de 1 a 10 átomos de carbono; ou uma heterocarbila de 1 a 10 átomos de carbono e pelo menos um heteroátomo de nitrogênio ou oxigênio;
cada ocorrência de X1 é um grupo alquila ou arila monovalente de 1 a 6 átomos de carbono ou um grupo heterocarbila monovalente de 2 a 8 átomos de carbono e pelo menos dois heteroátomos selecionados do grupo que consiste em oxigênio e nitrogênio, com a condição de que um heteroátomo é ligado a um átomo de carbono do grupo heterocarbila e ao átomo de silício;
cada ocorrência de X2 é um grupo heterocarbila divalente de 2 a 8 átomos de carbono e pelo menos dois heteroátomos selecionados do grupo que consiste em oxigênio e nitrogênio, com a condição de que dois heteroátomos são ligados a dois átomos de carbono diferentes do grupo heterocarbila e ao mesmo átomo de silício;
cada ocorrência de X3 é um grupo heterocarbila trivalente de 3 a 8 carbonos e pelo menos três heteroátomos selecionados do grupo que consiste em oxigênio e nitrogênio, com a condição de que três heteroátomos são ligados a três átomos de carbono diferentes do grupo heterocarbila e ao mesmo átomo de silício;
cada ocorrência de Xb é independentemente representada pela Fórmula geral (11):
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2/17 (HA6)2-o R20(A7-)(A8-)o (11) em que R20 é um grupo hidrocarbila de 2 a 8 átomos de carbono; cada ocorrência de A6, A7 e A8 é um heteroátomo selecionado do grupo que consiste em oxigênio e nitrogênio substituído da estrutura -NR4-, em que cada ocorrência de R4 é hidrogênio ou um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono; e o é um número inteiro de 1 a 2, com a condição de que A7 e A8 são ligados aos átomos de carbono diferentes de R20 e aos átomos de silício em unidades monoméricas diferentes;
cada Z é um grupo organofuncional monovalente ou polivalente de valência d selecionado do grupo que consiste em hidrogênio, amino, carbamato, epóxi, ureido e grupos alquenila, com a condição de que, onde Z não possui um átomo de carbono, R1 não pode ser uma ligação química; e, cada ocorrência de a, b, c, d, n e m é independentemente um número inteiro, em que a é 0 a 3; b é 0 ou 1; c é 0 ou 1; e d é 1 a 4; m é 2 a 10, n é 1 a 3; com as condições de que (i) quando c é 0 na Fórmula (1), então a + 2b = 3;
(ii) quando b é 1 na Fórmula (1), então a = 1 e c = 0; e (iii) quando b é 1 na Fórmula (10), então a é 0 e n é 1.
2. Silano hidrolisável, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que:
X1 é R2, em que R2 é um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono, ou um grupo da Fórmula geral (2):
(HA1)e-1R3(A2-) (2) em que R3 é um grupo hidrocarbila de 2 a 8 átomos de carbono; cada ocorrência de A1 e A2 é um heteroátomo selecionado do grupo que consiste em oxigênio e nitrogênio da estrutura -NR4-, em que cada ocorrência de R4 é um hidrogênio ou um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono; e e é um
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3/17 número inteiro de 2 a 3, com a condição de que o grupo A2 é ligado a um átomo de carbono de R3 e ao átomo de silício da Fórmula (1); o A1 é ligado a R3 e a um átomo de hidrogênio; e o grupo HA1- representa um grupo amino (-NR4H) ou hidroxila (-OH) livre e, portanto, não é covalentemente ligado diretamente ao átomo de silício;
X2 é um grupo da Fórmula geral (3):
(HA3)f-2R5(A4-)2 (3) em que R5 é um grupo hidrocarbila de 2 a 8 átomos de carbono; cada ocorrência de A3 e A4 é um heteroátomo selecionado do grupo que consiste em oxigênio e nitrogênio substituído da estrutura -NR4-, em que cada ocorrência de R4 é um hidrogênio ou um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono; e f é um número inteiro de 2 a 3, com as condições de que os dois grupos -A4- são ligados a dois átomos de carbono diferentes de R5 e ao mesmo átomo de silício da Fórmula (1) para formar uma estrutura cíclica; o A3 é ligado a R5 e a um átomo de hidrogênio; e o grupo HA3- representa um grupo amino (-NR4H) ou hidroxila (-OH) livre e, portanto, não é covalentemente ligado diretamente ao átomo de silício;
X3 é um grupo da Fórmula geral (4):
r6(A5-)3 (4) em que R6 é um grupo hidrocarbila de 3 a 8 átomos de carbono; cada ocorrência de A5 é um heteroátomo selecionado do grupo que consiste em oxigênio e nitrogênio substituído da estrutura -NR4-, em que cada ocorrência de R4 é um hidrogênio ou um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono, com a condição de que os três grupos -A5- são ligados aos três átomos de carbono diferentes de R6 e ao mesmo átomo de silício da Fórmula (1) para formar uma estrutura bicíclica;
o grupo Z é hidrogênio, ou um grupo da Fórmula geral (5):
(-)gN(R7)3-g[-R8N(R9)2-h(-)h]i (5)
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4/17 em que cada ocorrência de R7 e R9 é independentemente hidrogênio ou um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono; R8 é um grupo alquileno, aralquileno ou arileno de 2 a 10 átomos de carbono; (-) representa a ligação entre o átomo de nitrogênio e um carbono do grupo R1; cada g, h e i são números inteiros, em que g é de 1 a 3, h é de 1 a 2 e i é 0 ou 1, com as condições de que (i) g + (i x h) = d; (ii) quando g = 3, então i = 0; e (iii) quando g = 0, então i = 1;
ou um grupo da Fórmula geral (6):
O
R11 R12 (6) em que:
cada ocorrência de R10 é independentemente um hidrogênio ou um grupo alquila contendo de 1 a 6 átomos de carbono;
cada ocorrência de R11 é independentemente um hidrogênio ou um grupo hidrocarbila contendo de 1 a 10 átomos de carbono e, opcionalmente, pelo menos um átomo de oxigênio, selecionado do grupo que consiste em grupos alquila, alquenila, arenila, arila e aralquila monovalentes; grupos alquileno, alquenileno, arenileno, arileno e aralquileno divalentes, em que um átomo de carbono de R11 é covalentemente ligado a um carbono do anel epóxi e o mesmo ou diferente átomo de carbono de R11 é covalentemente ligado a um átomo de carbono de R12 ou R13 para formar uma estrutura alifática cíclica; e hidrocarbila polivalente, em que um átomo de carbono de R11 é covalentemente ligado a um átomo de carbono do anel epóxi e o mesmo e/ou diferente átomo de carbono de R2 forma pelo menos duas ligações covalentes com átomos de carbono de R12 ou R13 ou pelo menos uma ligação covalente com ambos R12 e R13 para formar uma estrutura alifática bicíclica ou policíclica;
cada ocorrência de R12 é independentemente um hidrogênio ou um grupo hidrocarbila contendo de 1 a 10 átomos de carbono e, opcionalmente, pelo menos
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5/17 um átomo de oxigênio, selecionado do grupo que consiste em grupos alquila, alquenila, arenila, arila e aralquila monovalentes; grupos alquileno, alquenileno, arenileno, arileno e aralquileno divalentes, em que um átomo de carbono de R12 é covalentemente ligado a um átomo de carbono do anel epóxi e o mesmo ou diferente átomo de carbono de R12 é covalentemente ligado a um átomo de carbono de R11 ou R13 para formar uma estrutura alifática cíclica; e hidrocarbila polivalente, em que um átomo de carbono de R12 é covalentemente ligado a um átomo de carbono do anel epóxi e os mesmos e/ou diferentes átomos de carbono de R12 formam pelo menos duas ligações covalentes com R11 ou R13 ou pelo menos uma ligação covalente com ambos R11 e R13 para formar uma estrutura alifática bicíclica ou policíclica;
cada ocorrência de R13 é independentemente uma ligação química entre o anel epóxi e R1; um grupo hidrocarbila divalente ou polivalente contendo até 12 átomos de carbono selecionado do grupo que consiste em grupos alquileno, aralquileno, arenileno, arileno e aralquileno divalentes ligando o grupo epóxi a R1 e, opcionalmente, pelo menos um átomo de oxigênio; e grupo hidrocarbila polivalente, em que um átomo de carbono de R13 forma uma ligação covalente com o átomo de carbono do anel epóxi, o mesmo ou diferente átomo de carbono de R13 forma uma ligação com um átomo de carbono de R1, e o mesmo ou diferente átomo de carbono de R13 forma pelo menos uma ligação covalente com um átomo de carbono de R11 ou R12 para formar uma estrutura bicíclica ou policíclica;
ou um grupo da Fórmula geral (7):
(-)jN(R14)2-jC(=O)N(R15)2-k(-)k (7) em que cada ocorrência de R14 e R15 é independentemente um hidrogênio ou um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono; (-) representa a ligação entre o átomo de nitrogênio e um carbono do grupo R1; j e k são números inteiros, em que j é de 1 a 2, k é de 0 a 2, com a condição de que j + k = d;
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6/17 ou um grupo da Fórmula geral (8): r16 r18
R17 (-) (8) em que cada ocorrência de R16, R17 e R18 é independentemente um hidrogênio ou um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono; e (-) representa a ligação entre o átomo de carbono insaturado e um carbono do grupo R1 ou o átomo de silício;
ou um grupo da Fórmula geral (9):
R19OC(=O)NH- (9) em que:
R19 é um grupo hidrocarbila de 1 a 8 átomos de carbono.
3. Silano hidrolisável, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que:
R1 é um grupo alquileno de cadeia linear de 1 a 3 átomos de carbono;
X1 é um grupo metila ou um grupo representado pela Fórmula geral (2):
(HA1)e-1R3(A2-) (2) em que R3 é um grupo hidrocarbila de 3 a 6 átomos de carbono; cada ocorrência de A1 e A2 é oxigênio e e é 1 ou 2;
o grupo X2 pode ser representado pela Fórmula geral (3):
(HA3)f-2R5(A4-)2 (3) em que R5 é um grupo hidrocarbila de 3 a 6 átomos de carbono; cada ocorrência de A3 e A4 é oxigênio e f é 2 ou 3;
o grupo X3 pode ser representado pela Fórmula geral (4):
R6(A5-)3 (4) em que R6 é um grupo hidrocarbila de 3 a 6 átomos de carbono; cada ocorrência de A5 é oxigênio;
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7/17
Z é -NH2, -NHR8NH2, em que R8 é etileno, propileno ou butileno, NHC(=O)NH2 ou glicidóxi; e, d é 1.
4. Silano hidrolisável, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que é pelo menos um silano selecionado do grupo que consiste em 3(2-aminometil-5-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi)-2-metil-propan-1-ol; 3-(2aminopropil-5-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi)-2-metil-propan-1 -ol; C-(2,5-dimetil- [1.3.2] dioxassilinan-2-il)-metilamina; C-(2,5-dimetil-[1,3,2]dioxassilinan-2-il)- propilamina; 4-[2-(3-amino-propil)-4,4,6-trimetil-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi]-2-metilpentan-2-ol; 3-{2-[3-(2-amino-etilamino)-propil]-4-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi}butan-1-ol; C-{2-[3-(2-aminometil-5-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi)-2-metil-propóxi]5-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-il}-metilamina; 3-(2-{3-[2-(3-amino-propil)-5-metil- [1.3.2] dioxassilinan-2-ilóxi]-2-metil-propóxi}-5-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-il)propilamina; {3-[2-(3-hidróxi-1 -metil-propóxi)-4-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-il]-propil}ureia; {3-[2-(3-hidróxi-1 -metil-propóxi)-4-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-il]-propil}-ureia; [2-(3-hidróxi-2-metil-propóxi)-5-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilmetil]-ureia; [3-(5-metil-2{2-metil-3-[5-metil-2-(3-ureido-propil)-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi]-propóxi}- [1.3.2] dioxassilinan-2-il)-propil]-ureia; 2-metil-3-(5-metil-2-vinil-[1,3,2]dioxassilinan-2ilóxi)-propan-1-ol; éster 2-[2-(3-hidróxi-2-metil-propóxi)-5-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2il]-etílico do ácido 2-metil-acrílico; 2-metil-3-[5-metil-2-(2-oxiranilmetóxi-etil)- [1.3.2] dioxassilinan-2-ilóxi]-propan-1 -ol; 2,5-dimetil-2-(2-oxiranilmetóxi-etil)- [1.3.2] dioxassilinano; 2,4,4,6-tetrametil-2-(2-oxiranilmetóxi-etil)-[1,3,2]dioxassilinano; 2,2,4,4,6-pentametil-[1,3,2]dioxassilinano; 2,2,4,4,6-pentametil-[1,3,2]dioxassilinano; e 2-[5-metil-2-(6-metil-5-metileno-hept-6-enil)-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi]-propan-1 -ol.
5. Composição resinosa de baixo potencial de geração de VOC CARACTERIZADA pelo fato de que compreende:
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a) pelo menos um silano hidrolisável de baixo potencial de geração de VOC selecionado a partir do grupo consistindo em um silano monomérico da Fórmula geral (1):
(X1aX2bX3cSiR1)d Z (1) e silano oligomérico da Fórmula geral (10):
[(X1aX2bXbnSiR1)d Z]m (10), em que:
cada ocorrência de R1 é independentemente uma ligação química entre um átomo de silício e um átomo de carbono do grupo Z; um grupo hidrocarbila de 1 a 10 átomos de carbono; ou uma heterocarbila de 1 a 10 átomos de carbono e pelo menos um heteroátomo de nitrogênio ou oxigênio;
cada ocorrência de X1 é um grupo alquila ou arila monovalente de 1 a 6 átomos de carbono ou um grupo heterocarbila monovalente de 2 a 8 átomos de carbono e pelo menos dois heteroátomos selecionados do grupo que consiste em oxigênio e nitrogênio, com a condição de que um heteroátomo é ligado a um átomo de carbono do grupo heterocarbila e ao átomo de silício;
cada ocorrência de X2 é um grupo heterocarbila divalente de 2 a 8 átomos de carbono e pelo menos dois heteroátomos selecionados do grupo que consiste em oxigênio e nitrogênio, com a condição de que dois heteroátomos são ligados a dois átomos de carbono diferentes do grupo heterocarbila e ao mesmo átomo de silício;
cada ocorrência de X3 é um grupo heterocarbila trivalente de cerca de 3 a 8 carbonos e pelo menos três heteroátomos selecionados do grupo que consiste em oxigênio e nitrogênio, com a condição de que três heteroátomos são ligados a três átomos de carbono diferentes do grupo heterocarbila e ao mesmo átomo de silício;
cada ocorrência de Xb é independentemente representada pela Fórmula geral (11):
(HA6)2-o R20(A7-)(A8-)o (11)
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9/17 em que R20 é um grupo hidrocarbila de 2 a 8 átomos de carbono; cada ocorrência de A6, A7 e A8 é um heteroátomo selecionado do grupo que consiste em oxigênio e nitrogênio substituído da estrutura -NR4-, em que cada ocorrência de R4 é hidrogênio ou um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono; e o é um número inteiro de 1 a 2, com a condição de que A7 e A8 são ligados aos átomos de carbono diferentes de R20 e aos átomos de silício em unidades monoméricas diferentes;
cada Z é um grupo organofuncional monovalente ou polivalente de valência d selecionado do grupo que consiste em amino, carbamato, epóxi, ureido e grupos alquenila, com a condição de que, onde Z não possui um átomo de carbono, R1 não pode ser uma ligação química; e, cada ocorrência de a, b, c, d, n e m é independentemente um número inteiro, em que a é 0 a 3; b é 0 ou 1; c é 0 ou 1; e d é 1 a 4; m é 2 a 10, n é 1 a 3; com as condições de que (i) quando c é 0 na Fórmula (1), então a + 2b = 3;
(ii) quando b é 1 na Fórmula (1), então a = 1 e c = 0; e (iii) quando b é 1 na Fórmula (10), então a é 0 e n é 1; e
b) pelo menos uma resina orgânica que é interativa com o grupo organofuncional Z do silano hidrolisável (a) e/ou com água.
CARACTERIZADA pelo fato de que:
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10/17
X1 é R2, em que R2 é um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono, ou um grupo da Fórmula geral (2):
(HA1)e-1R3(A2-) (2) em que R3 é um grupo hidrocarbila de 2 a 8 átomos de carbono; cada ocorrência de A1 e A2 é um heteroátomo selecionado do grupo que consiste em oxigênio e nitrogênio da estrutura -NR4-, em que cada ocorrência de R4 é um hidrogênio ou um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono; e e é um número inteiro de 2 a 3, com as condições de que o grupo A2 é ligado a um átomo de carbono de R3 e ao átomo de silício da Fórmula (1); o A1 é ligado a R3 e a um átomo de hidrogênio; e o grupo HA1- representa um grupo amino (-NR4H) ou hidroxila (-OH) livre e, portanto, não é covalentemente ligado diretamente ao átomo de silício;
X2 é um grupo da Fórmula geral (3):
(HA3)f-2R5(A4-)2 (3) em que R5 é um grupo hidrocarbila de 2 a 8 átomos de carbono; cada ocorrência de A3 e A4 é um heteroátomo selecionado do grupo que consiste em oxigênio e nitrogênio substituído da estrutura -NR4-, em que cada ocorrência de R4 é um hidrogênio ou um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono; e f é um número inteiro de 2 a 3, com as condições de que os dois grupos -A4- são ligados aos dois átomos de carbono diferentes de R5 e ao mesmo átomo de silício da Fórmula (1) para formar uma estrutura cíclica; o A3 é ligado a R5 e a um átomo de hidrogênio; e o grupo HA3- representa um grupo amino (-NR4H) ou hidroxila (-OH) livre e, portanto, não é covalentemente ligado diretamente ao átomo de silício;
X3 é um grupo da Fórmula geral (4):
R6(A5-)3 (4) em que R6 é um grupo hidrocarbila de 3 a 8 átomos de carbono; cada ocorrência de A5 é um heteroátomo selecionado do grupo que consiste em oxigênio
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11/17 e nitrogênio substituído da estrutura -NR4-, em que cada ocorrência de R4 é um hidrogênio ou um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono, com a condição de que os três grupos -A5- são ligados aos três átomos de carbono diferentes de R6 e ao mesmo átomo de silício da Fórmula (1) para formar uma estrutura bicíclica;
o grupo Z é hidrogênio;
ou um grupo da Fórmula geral (5):
(-)gN(R7)3-g[-R8N(R9)2-h(-)h]i (5) em que cada ocorrência de R7 e R9 é independentemente hidrogênio ou um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono; R8 é um grupo alquileno, aralquileno ou arileno de 2 a 10 átomos de carbono; (-) representa a ligação entre o átomo de nitrogênio e um carbono do grupo R1; cada g, h e i são números inteiros, em que g é de 0 a 3, h é de 1 a 2 e i é 0 ou 1, com as condições de que (i) g + (i x h) = d; (ii) quando g = 3, então i = 0; e (iii) quando g = 0, então i = 1;
ou um grujoo da Fórmula geral (6):
R11 R12 (6) em que:
cada ocorrência de R10 é independentemente um hidrogênio ou um grupo alquila contendo de 1 a 6 átomos de carbono;
cada ocorrência de R11 é independentemente um hidrogênio ou um grupo hidrocarbila contendo de 1 a 10 átomos de carbono e, opcionalmente, pelo menos um átomo de oxigênio, selecionado do grupo que consiste em grupos alquila, alquenila, arenila, arila e aralquila monovalentes; grupos alquileno, alquenileno, arenileno, arileno e aralquileno divalentes, em que um átomo de carbono de R11 é covalentemente ligado a um carbono do anel epóxi e o mesmo ou diferente átomo de carbono de R11 é covalentemente ligado a um átomo de carbono de R12 ou R13 para formar uma estrutura alifática cíclica; e hidrocarbila polivalente, em que um
Petição 870190055763, de 17/06/2019, pág. 52/59
12/17 átomo de carbono de R11 é covalentemente ligado a um átomo de carbono do anel epóxi e o mesmo e/ou diferente átomo de carbono de R2 forma pelo menos duas ligações covalentes com átomos de carbono de R12 ou R13 ou pelo menos uma ligação covalente com R12 e R13 para formar uma estrutura alifática bicíclica ou policíclica;
cada ocorrência de R12 é independentemente um hidrogênio ou um grupo hidrocarbila contendo de 1 a 10 átomos de carbono e, opcionalmente, pelo menos um átomo de oxigênio, selecionado do grupo que consiste em grupos alquila, alquenila, arenila, arila e aralquila monovalentes; grupos alquileno, alquenileno, arenileno, arileno e aralquileno divalentes, em que um átomo de carbono de R12 é covalentemente ligado a um átomo de carbono do anel epóxi e o mesmo ou diferente átomo de carbono de R12 é covalentemente ligado a um átomo de carbono de R11 ou R13 para formar uma estrutura alifática cíclica; e hidrocarbila polivalente, em que um átomo de carbono de R12 é covalentemente ligado a um átomo de carbono do anel epóxi e os mesmos e/ou diferentes átomos de carbono de R12 formam pelo menos duas ligações covalentes com R11 ou R13 ou pelo menos uma ligação covalente com ambos R11 e R13 para formar uma estrutura alifática bicíclica ou policíclica;
cada ocorrência de R13 é independentemente uma ligação química entre o anel epóxi e R1; um grupo hidrocarbila divalente ou polivalente contendo até 12 átomos de carbono selecionado do grupo que consiste em grupos alquileno, aralquileno, arenileno, arileno e aralquileno divalentes ligando o grupo epóxi a R1 e, opcionalmente, pelo menos um átomo de oxigênio; e grupo hidrocarbila polivalente, em que um átomo de carbono de R13 forma uma ligação covalente com o átomo de carbono do anel epóxi, o mesmo ou diferente átomo de carbono de R13 forma uma ligação com um átomo de carbono de R1, e o mesmo ou diferente átomo de carbono
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13/17 de R13 forma pelo menos uma ligação covalente com um átomo de carbono de R11 ou R12 para formar um estrutura bicíclica ou policíclica;
ou um grupo da Fórmula geral (7):
(-)jN(R14)2-jC(=O)N(R15)2-k(-)k (7) em que cada ocorrência de R14 e R15 é independentemente um hidrogênio ou um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono; (-) representa a ligação entre o átomo de nitrogênio e um carbono do grupo R1; j e k são números inteiros, em que j é de 1 a 2, k é de 0 a 2, com a condição de que j + k = d;
ou um grupo da Fórmula geral (8):
R18^ R18
R17 (-) (8) em que cada ocorrência de R16, R17 e R18 é independentemente um hidrogênio ou um grupo alquila ou arila de 1 a 6 átomos de carbono; e (-) representa a ligação entre o átomo de carbono insaturado e um carbono do grupo R1 ou o átomo de silício;
ou um grupo da Fórmula geral (9):
R19OC(=O)NH- (9) em que:
R19 é um grupo hidrocarbila de 1 a 8 átomos de carbono.
9. Composição resinosa, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de que:
R1 é um grupo alquileno de cadeia linear de 1 a 3 átomos de carbono;
X1 é um grupo metila ou um grupo representado pela Fórmula geral (2):
(HA1)e-1R3(A2-) (2) em que R3 é um grupo hidrocarbila de 3 a 6 átomos de carbono; cada ocorrência de A1 e A2 é oxigênio e e é 1 ou 2;
o grupo X2 pode ser representado pela Fórmula geral (3):
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14/17 (HA3)f-2R5(A4-)2 (3) em que R5 é um grupo hidrocarbila de 3 a 6 átomos de carbono; cada ocorrência de A3 e A4 é oxigênio e f é 2 ou 3;
o grupo X3 pode ser representado pela Fórmula geral (4):
r6(A5-)3 (4) em que R6 é um grupo hidrocarbila de 3 a 6 átomos de carbono; cada ocorrência de A5 é oxigênio;
Z é -NH2, -NHR8NH2 em que R8 é etileno, propileno ou butileno, NHC(=O)NH2 ou glicidóxi; e d é 1.
10. Composição resinosa, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de que o silano hidrolisável (a) é pelo menos um silano selecionado do grupo que consiste em 3-(2-aminometil-5-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2ilóxi)-2-metil-propan-1-ol; 3-(2-aminopropil-5-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi)-2-metilpropan-1 -ol; C-(2,5-dimetil-[1,3,2]dioxassilinan-2-il)-metilamina; C-(2,5-dimetil- [1.3.2] dioxassilinan-2-il)-propilamina; 4-[2-(3-amino-propil)-4,4,6-trimetil- [1.3.2] dioxassilinan-2-ilóxi]-2-metil-pentan-2-ol; 3-{2-[3-(2-amino-etilamino)-propil]-4- metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi}-butan-1 -ol; C-{2-[3-(2-aminometil-5-metil- [1.3.2] dioxassilinan-2-ilóxi)-2-metil-propóxi]-5-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-il}- metilamina; 3-(2-{3-[2-(3-amino-propil)-5-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi]-2-metilpropóxi}-5-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-il)-propilamina; {3-[2-(3-hidróxi-1-metilpropóxi)-4-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-il]-propil}-ureia; {3-[2-(3-hidróxi-1 -metilpropóxi)-4-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-il]-propil}-ureia; [2-(3-hidróxi-2-metil-propóxi)-5metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilmetil]-ureia; [3-(5-metil-2-{2-metil-3-[5-metil-2-(3-ureidopropil)-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi]-propóxi}-[1,3,2]dioxassilinan-2-il)-propil]-ureia; 2metil-3-(5-metil-2-vinil-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi)-propan-1-ol; éster 2-[2-(3-hidróxi-2metil-propóxi)-5-metil-[1,3,2]dioxassilinan-2-il]-etílico do ácido 2-metil-acrílico; 2Petição 870190055763, de 17/06/2019, pág. 55/59
15/17 metil-3-[5-metil-2-(2-oxiranilmetóxi-etil)-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi]-propan-1-ol; 2,5dimetil-2-(2-oxiranilmetóxi-etil)-[1,3,2]dioxassilinano; 2,4,4,6-tetrametil-2-(2oxiranilmetóxi-etil)-[1,3,2]dioxassilinano; 2,2,4,4,6-pentametil-[1,3,2]dioxassilinano; 2,2,4,4,6-pentametil-[1,3,2]dioxassilinano; e 2-[5-metil-2-(6-metil-5-metileno-hept-6enil)-[1,3,2]dioxassilinan-2-ilóxi]-propan-1 -ol.
11. Composição resinosa, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de que a resina orgânica mutuamente interativa (b) é pelo menos uma resina que possui um ou mais grupos organofuncionais selecionados do grupo que consiste em hidroxila, carboxila, isocianato, tioisocianato, carbamato, ureído, amido, halo, epóxi, epissulfeto, amino, mercapto e silila hidrolisável.
12. Composição resinosa, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de que a resina orgânica mutuamente interativa (b) é pelo menos uma resina selecionada do grupo que consiste em fenólico, epóxi, poliéster, poliamida, poliuretano, sulfeto de polifenileno, policarbonato, poliacrilato, polimetacrilato, álcool polivinílico, poliacrilamida, polimetacrilamida, cloreto de polivinila, cloreto de polivinilideno, poliol de terminação silano, poliuretano de terminação silano, poliolefina sililada e estirenos de poliestireno e resinas obtidas da copolimerização de dois ou mais monômeros etilenicamente insaturados.
13. Composição resinosa, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de que contém pelo menos um componente adicional selecionado do grupo que consiste em agente de carga, plastificante, agente tixotrópico, estabilizador, catalisador de cura, solvente, corante, tensoativo e biocida.
14. Composição resinosa, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que a resina orgânica mutuamente interativa (b) é pelo menos uma resina que possui um ou mais grupos organofuncionais selecionados do grupo que consiste em hidroxila, carboxila, isocianato, tioisocianato,
Petição 870190055763, de 17/06/2019, pág. 56/59
16/17 carbamato, ureido, amido, halo, epóxi, epissulfeto, amino, mercapto e silila hidrolisável.
15. Composição resinosa, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADA pelo fato de que a resina orgânica mutuamente interativa (b) é pelo menos uma resina selecionada do grupo que consiste em fenólico, epóxi, poliéster, poliamida, poliuretano, sulfeto de polifenileno, policarbonato, poliacrilato, polimetacrilato, álcool polivinílico, poliacrilamida, polimetacrilamida, cloreto de polivinila, cloreto de polivinilideno, poliol de terminação silano, poliuretano de terminação silano, poliolefina sililada e resinas de poliestireno e resinas obtidas da copolimerização de dois ou mais monômeros etilenicamente insaturados.
16. Composição resinosa, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADA pelo fato de que a resina orgânica mutuamente interativa (b) é pelo menos uma resina que possui um ou mais grupos organofuncionais selecionados do grupo que consiste em hidroxila, carboxila, isocianato, tioisocianato, carbamato, ureido, amido, halo, epóxi, epissulfeto, amino, mercapto e silila hidrolisável.
17. Composição resinosa, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADA pelo fato de que a resina orgânica mutuamente interativa (b) é pelo menos uma resina selecionada do grupo que consiste em fenólico, epóxi, poliéster, poliamida, poliuretano, sulfeto de polifenileno, policarbonato, poliacrilato, polimetacrilato, álcool polivinílico, poliacrilamida, polimetacrilamida, cloreto de polivinila, cloreto de polivinilideno, poliol de terminação silano, poliuretano de terminação silano, poliolefina sililada e resinas de poliestireno e resinas obtidas da copolimerização de dois ou mais monômeros etilenicamente insaturados.
18. Composição resinosa, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADA pelo fato de que a resina orgânica mutuamente interativa (b) é pelo menos uma resina que possui um ou mais grupos organofuncionais
Petição 870190055763, de 17/06/2019, pág. 57/59
17/17 selecionados do grupo que consiste em hidroxila, carboxila, isocianato, tioisocianato, carbamato, ureido, amido, halo, epóxi, epissulfeto, amino, mercapto e silila hidrolisável.
19. Composição resinosa, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADA pelo fato de que a resina orgânica mutuamente interativa (b) é pelo menos uma resina selecionada do grupo que consiste em fenólico, epóxi, poliéster, poliamida, poliuretano, sulfeto de polifenileno, policarbonato, poliacrilato, polimetacrilato, álcool polivinílico, poliacrilamida, polimetacrilamida, cloreto de polivinila, cloreto de polivinilideno, poliol de terminação silano, poliuretano de terminação silano, poliolefina sililada e resinas de poliestireno e resinas obtidas da copolimerização de dois ou mais monômeros etilenicamente insaturados.
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