ES2202918T3 - Adhesivos de cianoacrilato estabilizados. - Google Patents

Adhesivos de cianoacrilato estabilizados.

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Abstract

Adhesivos de cianoacrilato, conteniendo uno o varios ésteres del ácido cianoacrílico en cantidades de un 99, 99 hasta un 90 % en peso, inhibidores contra la polimerización por medio de radicales, contra la polimerización aniónica y, en caso dado, agentes auxiliares habituales empleados en sistemas adhesivos de este tipo, caracterizados porque se contienen contra la polimerización aniónica 2-oxo-1, 3, 2-dioxatiolanos en cantidades de un 50 hasta 5 000 ppm.

Description

Adhesivos de cianoacrilato estabilizados.
La invención se refiere a preparaciones de adhesivos de cianoacrilato, que destacan por un inhibidor particularmente favorable contra la polimerización aniónica.
Los adhesivos de cianoacrilato con adhesivos monómeros. Los mismos basan en ésteres del ácido alfa-cianoacrílico. Estos ésteres pueden polimerizarse bien por medio de radicales como de forma aniónica. En este caso se inicia la polimerización aniónica ya por trazas de humedad, que se encuentra en caso todas las superficies. Los adhesivos de cianoacrilato se endurecen, por consiguiente, muy rápidamente, si se aplican entre dos superficies almacenadas bajo condiciones ambientales.
Bajo el punto de vista técnico del pegado es justamente esta reactividad por un lado y por otro lado la elevada solidez de aglutinación alcanzable, particularmente con substratos polares, la particular ventaja de estas clases de adhesivos. Para la obtención y el almacenaje de estos adhesivos es ciertamente necesario, emplear sistemas estabilizantes. Los sistemas estabilizantes tienen que ajustarse de tal manera, que en el transporte y el almacenaje en el envase cerrado, incluso a temperaturas elevadas y durante intervalos de tiempo prolongados, no tiene lugar la polimerización, teniendo lugar después de la aplicación, sin embargo, una polimerización inmediata.
Además de los inhibidores conocidos para polimerizaciones por medio de radicales, se agregan a los adhesivos de cianoacrilato, por consiguiente, generalmente inhibidores contra la polimerización aniónica.
Así se propone por la solicitud de patente publicada no examinada alemana 2100 026, agregar como inhibidor un intercambiador de cationes con efectos fuertemente ácidos. Preferentemente tienen que emplearse intercambiadores de cationes a base de poliestirenos reticulados, que contienen grupos ácido sulfónico. Un inconveniente en este caso es, que el intercambiador de iones agregado puede impedir fácilmente la salida del adhesivo y que no actúa como producto sólido sobre la totalidad del volumen del adhesivo.
Por la solicitud de patente alemana DE 41 09 105 se propone, modificar los envases, en los cuales se almacenan los adhesivos de cianoacrilato, superficialmente de manera tal, que contengan grupos ácidos. Aunque puede realizarse esta propuesta con éxito, entonces existe también en este caso el problema, que aparece el efecto inhibidor tan solo en vecindad con la pared del envase.
Otra posibilidad del estabilizado de adhesivos de cianoacrilato consiste en el hecho, que se agrega dióxido de azufre como inhibidor. Aunque se aplica esta medida en la práctica con éxito, tiene que tenerse en cuenta, que dióxido de azufre es una substancia gaseosa y una dosificación uniforme es difícil, por lo cual pueden aparecer oscilaciones en la calidad. Puede salirse además el dióxido de azufre durante el almacenaje mediante difusión de los envases de adhesivos.
Independientemente de estos pensamientos se propone por la solicitud de patente europea EP 579 476, agregar a los monómeros de cianoacrilato entre un 0,1 y un 10% en peso de un compuesto sulfúrico o también cíclico. Como compuestos se proponen sulfatos cíclicos y orgánicos, sulfitos, sulfóxidos, sulfinatos, como, por ejemplo, 2-oxo-1,3,2-dioxatiolanos. Según la solicitud de patente europea tienen que aplicarse estos productos en cantidades de un 0,1% en peso (un 1 000 ppm) hasta un 10% en peso. La finalidad del empleo es el aumento de la temperatura tope y por consiguiente una mejora de la estabilidad térmica de los adhesivos. Pensamientos referente al empleo de productos de este tipo para el estabilizado de los adhesivos monómeros contra la polimerización aniónica, no se encuentran en la solicitud de patente europea citada.
Delante de este fondo se han puesto los inventores la tarea, proponer para adhesivos de cianoacrilato monómeros un inhibidor contra la polimerización aniónica. Este inhibidor tendría que ser eficaz particularmente a través de la totalidad del volumen del adhesivo y tendría que poder dosificarse mejor y más sencillamente en comparación con gases.
Otra tarea de la invención es de crear un inhibidor para adhesivos de cianoacrilato que impide, que se prolonga el tiempo de solidificación drásticamente más allá del tiempo de almacenaje. Tienen que evitarse cambios de color de los adhesivos durante el almacenaje.
El objeto de la invención es, por consiguiente, un adhesivo de cianoacrilato, que contiene uno o varios ésteres del ácido cianoacrílico en cantidades de un 99,99 hasta un 90% en peso, inhibidores contra la polimerización por medio de radicales, inhibidores contra la polimerización aniónica y, en caso dado, agentes auxiliares habituales y empleados en sistemas adhesivos de este tipo, caracterizado porque se contienen como inhibidor contra la polimerización aniónica 2-oxo-1,3,2-dioxatiolanos en cantidades de un 50 hasta un 5000 ppm.
Los 2-oxo-1,3,2-dioxatiolanos a emplear según la invención como inhibidores contra la polimerización aniónica son compuestos conocidos, que pueden obtenerse en el comercio. De manera simplificada pueden considerarse como ésteres del ácido sulfúrico con dialcoholes adyacentes. Entre los 2-oxo-1,3,2-dioxatiolanos citados se prefieren aquellos compuestos, que estén substituidos con uno o varios grupos alquilo. Los grupos alquilo adecuados tienen una longitud de cadena de 1 a 8 átomos de carbono. Una substancia particularmente adecuada es 4,5-dimetil-2-oxo-1,3,2-dioxatiolano. En este caso se trata de un líquido con un punto de ebullición de 185ºC.
Los 2-oxo-1,3,2-dioxatiolanos a emplear según la invención se emplean en cantidades de un 50 hasta un 5 000 ppm. Preferentemente tiene que emplearse de un 100 hasta un 1 000 ppm, particularmente de un 200 hasta un 700 ppm. En este caso va en función la cantidad empleada particularmente según la necesidad del estabilizado a conseguir, es decir, por ejemplo, según el tamaño del envase, según la necesidad también de poder almacenar envases iniciados y similares.
Los adhesivos de cianoacrilato según la invención consisten en la mayoría en uno o varios ésteres del ácido alfa-cianoacrílico. Estos ésteres tienen la fórmula general de H_{2}C=C(CN)-COOR, en la cual significa R un grupo alquilo, alquenilo, cicloalquilo, arilo, alcoxialquilo, aralquilo o haloalquilo, particularmente un grupo metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, pentilo, hexilo, alilo, metalilo, crotilo, propargilo, neopentilo, ciclohexilo, bencilo, fenilo, cresilo, 2-cloroetilo, 3-cloropropilo, 2-clorobutilo, triflúoretilo, 2-metoxietilo, 3-metoxibutilo y 2-etoxietilo. El experto de adhesivos conoce los cianoacrilatos anteriormente citados, véase Ullmann Encyclopedia of Industrial Chemistry, tomo AI, página 240, Verlag Chemie Weinheim (1985) así como US-PS 3,254,111 y US-PS 3,654, 340. Los monómeros preferentes son éster metoxietílico, etoxietílico, metílico, etílico, propílico o butílico del ácido 2-cianoacrílico.
Los ésteres del ácido cianoacrílico citados se contienen en los adhesivos en cantidades de un 99,99 hasta un 90% en peso. Se prefieren ésteres del ácido cianoacrílico, cuyo resto alcohol se deriva de alcoholes con 1 a 10 átomos de carbono, que pueden ser también cíclicos, ramificados o perfluorados.
Los adhesivos de cianoacrilato según la invención pueden contener además un inhibidor para la polimerización por medio de radicales. Los inhibidores de este tipo son, por ejemplo, quinonas, hidroquinonas, p-metoxifenol, pero también fenoles estéricamente impedidos, fenotiazina y similares.
Como demás productos auxiliares pueden contener los adhesivos de cianoacrilato según la invención también espesantes. Esto se desea particularmente entonces, si tienen que pegarse materiales porosos, que absorben, en caso contrario, fácilmente el adhesivo de baja viscosidad. Como espesantes pueden emplearse muchos tipos de polímeros, así, por ejemplo, polimetilmetacrilato, otros copolímeros de metacrilato, caucho acrílico, derivados de celulosa, acetato de polivinilo o polialfacianoacrilato. Una cantidad habitual de espesante es generalmente de forma aproximada un 20% en peso o menos, referido a la totalidad del adhesivo. Además o en lugar de los espesantes pueden contener los adhesivos de cianoacrilato según la invención también todavía reforzantes. Los ejemplos de tales reforzantes son elastómeros acrílicos, copolímeros de acrilonitrilo, elastómeros o elastómeros de flúor. Pueden emplearse también aditivos inorgánicos, como, por ejemplo, silicatos con una elevada superficie, que estén recubiertos, preferentemente, de polidialquilsiloxanos. Además o en lugar de estos productos auxiliares pueden emplearse además aceleradores de solidificación. En este caso se emplean, por ejemplo, éteres corona o calixarenos.
Los adhesivos de cianoacrilato según la invención pueden contener además productos para el aumento de la estabilidad térmica. En este caso pueden emplearse, por ejemplo, los compuestos de azufre citados por la EP 579 476.
Además o en lugar de los aditivos citados pueden contener los adhesivos de cianoacrilato según la invención también todavía plastificantes. Los mismos sirven para la protección de las uniones de pegado obtenidas contra la fragilidad. Los plastificantes de este tipo son en este caso, por ejemplo, ésteres alquílicos con 1 a 10 átomos de carbono de ácidos bibásicos, particularmente del ácido sebácico, ácido ftálico o del ácido malónico. Otros plastificantes son diariléteres y poliuretanos y similares. Finalmente pueden contener las preparaciones de adhesivos según la invención también todavía colorantes, pigmentos, productos aromáticos y similares.
Mediante los inhibidores propuestos contra la polimerización aniónica pueden crearse preparaciones adhesivas de cianoacrilato, que están protegidos incluso bajo condiciones desfavorables contra un endurecimiento prematuro.
Ejemplos
Se hizo reaccionar éster etílico del ácido 2-cianoacrílico con un 400 ppm de hidroquinona como inhibidor contra la polimerización por medio de radicales. Se agregaron además como inhibidores contra la polimerización aniónica:
Ensayo 1
Un 5 ppm de dióxido de azufre.
Ensayo 2
Un 25 ppm de dióxido de azufre.
Ensayo 3
Un 200 ppm de 4,5-dimetil-2-oxo-1,3,2-dioxatiolano.
Se determinaron de los tres adhesivos los tiempos de solidificación. La medición se repitió después de 8 meses. Después de la obtención de las muestras se situó el tiempo de solidificación por debajo de las condiciones normalizadas entre 2 y 4 segundos. Después del almacenaje se situó el tiempo de solidificación en 5 segundos para el ensayo 1, en 18 segundos para el ensayo 2 y en 3 a 4 segundos para el ensayo 3 (según la invención). La viscosidad de las muestras de adhesivos se situó en todos los casos en un intervalo aceptable.
Resultado del ensayo
Las concentraciones de SO_{2} empleadas condujeron durante un tiempo prolongado a un drástico alargamiento del tiempo de fijación por presión. Por el contrario no existe prácticamente este efecto en las muestras estabilizadas según la invención con 4,5-dimetil-2-oxo-1,3,2-dioxatiolano. En este caso es comparable el efecto inhibidor, determinado mediante el aumento de la viscosidad, con el de dióxido de azufre y la viscosidad queda constante.

Claims (5)

1. Adhesivos de cianoacrilato, conteniendo uno o varios ésteres del ácido cianoacrílico en cantidades de un 99,99 hasta un 90% en peso, inhibidores contra la polimerización por medio de radicales, contra la polimerización aniónica y, en caso dado, agentes auxiliares habituales empleados en sistemas adhesivos de este tipo, caracterizados porque se contienen contra la polimerización aniónica 2-oxo-1,3,2-dioxatiolanos en cantidades de un 50 hasta 5 000 ppm.
2. Adhesivos de cianoacrilato según la reivindicación 1, caracterizados porque se emplean 2-oxo-1,3,2-dioxatiolanos, que están substituidos en posición 4 ó 5 con grupos alquilo inferiores, particularmente con 4,5-dimetil-2-oxo-1,3,2-dioxatiolano.
3. Adhesivos de cianoacrilato según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizados porque se emplean los 2-oxo-1,3,2-dioxatiolanos en cantidades de un 100 hasta un 1000 ppm y preferentemente de un 200 hasta un 700 ppm.
4. Adhesivos de cianoacrilato según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizados porque se emplean como ésteres 2-cianoacrílicos aquellos ésteres, que se derivan de alcoholes con 1 a 10 átomos de carbono, que pueden ser también cíclicos o ramificados o perfluorados.
5. Adhesivos de cianoacrilato según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizados porque se pueden emplear como demás productos auxiliares espesantes, colorantes, catalizadores de transferencias de fases, agentes contra el aumento de la temperatura tope o similares.
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