ES2272078T3 - Composicion elastomerica endurecible por uv. - Google Patents
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Abstract
Una composición elastomérica endurecible, térmicamente estable que tiene una viscosidad Money de 1-150 ML 1+4 (100ºC) que consisten en: a) de un 70 a un 99 por ciento en peso de un fluoroelastómero que tiene al menos un lugar de endurecimiento seleccionado de entre el grupo que consiste en 1) olefinas bromadas, olefinas cloradas y olefinas yodadas copolimerizadas; 2) éteres insaturados bromados, éteres insaturados clorados, y éteres insaturados yodados copolimerizados; 3) dienos y trienos no conjugados copolimerizados y 4) átomos de yodo, átomos de bromo y sus combinaciones que estén presentes en posiciones terminales de la cadena del fluoroelastómero; b) del 0.5 al 20 por ciento en peso de un agente de reticulado multifuncional seleccionado de entre el grupo que consiste en agentes de reticulado acrílicos multifuncionales, agentes de reticulado metacrílicos multifuncionales, agentes de reticulado de tipo cianurato multifuncionales, y agentes de reticulado de tipo isocianurato multifuncionales; c) del 0.1 al 10 por ciento en peso de un iniciador UV. d) opcionalmente, no más de 15 partes en peso por 100 partes de polímero de un aglutinante;
Description
Composición elastomérica endurecible por UV.
Esta invención trata sobre composiciones
elastoméricas que se pueden endurecer mediante exposición a
radiación ultravioleta (UV). Además, esta invención trata sobre un
proceso para el endurecimiento rápido de sellados elastoméricos,
donde los sellados se fabrican mediante la aplicación de una
composición de polímero no endurecido sobre un elemento de sellado
o bien sobre la superficie a sellar.
Las composiciones elastoméricas requieren un
paso de vulcanización, es decir de endurecimiento, para que se
desarrolle la estructura de red entrecruzada que confiere unas
cualidades de caucho óptimas a tales composiciones. Típicamente,
los procesos de endurecimiento están basados en el moldeado por
compresión o bien en técnicas de moldeado por transferencia en las
cuales un elastómero, que contiene los agentes de endurecimiento
adecuados u otros aditivos, se introduce en un molde que se
calienta bajo presión. Las temperaturas elevadas que se utilizan
durante el proceso de moldeado provocan la reacción química del
elastómero y de los agentes de endurecimiento, produciendo de esta
forma el producto reticulado.
El elastómero crudo (es decir, no endurecido)
concreto utilizado para la fabricación de un artículo de caucho
sintético se seleccionará según a la aplicación final específica y
el entorno en cual debe funcionar el artículo acabado. Por ejemplo,
se seleccionarán diferentes elastómeros de entre cauchos de
copolímero de etileno alquil acrilato, elastómeros de copolímero de
etileno alfa-olefina, fluoroelastómeros y
elastómeros clorados dependiendo de si el artículo final se
expondrá a aceites, agua, combustibles, ácidos o bases. También
deberá considerarse el rango de temperaturas al cual se someterá el
artículo, y cualquier otro requerimiento especial, como resistencia
a las llamas. Además, deberán considerarse las características de
endurecimiento del polímero y la facilidad con la que se pueden
fabricar partes no defectuosas.
La mayor parte de los sellados elastoméricos
fabricados a escala comercial entrecruzan a altas temperaturas en
el proceso de moldeado. Generalmente, los sellados elastoméricos y
las juntas fabricadas de esta manera se ajustan de forma manual en
el artículo a sellar.
De forma alternativa, a veces se utilizan
adhesivos para unir el miembro de sellado endurecido a un artículo.
Tales técnicas de unión no son completamente satisfactorias en todos
los casos. En particular, los métodos manuales son lentos y los
adhesivos pueden afectar las propiedades físicas del sellado.
Las juntas elastoméricas se utilizan a menudo
como miembros de sellado en piezas estriadas, como las tapas del
balancín y los colectores de entrada de aire, que se utilizan en los
motores de automóviles. Tales juntas deben ser resistentes a los
efectos del calor y el aceite. Tradicionalmente, las composiciones
de elastómero endurecidas y resistentes al aceite, como los cauchos
de copolímero de etileno alquil acrilato, se han introducido de
forma manual en las estrías de una parte metálica. En la actualidad,
muchos componentes de automóvil se fabrican a partir de materiales
termoplásticos de alto rendimiento, antes que a partir de metales.
El ajuste manual de los sellados elastoméricos en estos componentes
es lento, pero el endurecimiento del sellado en el mismo lugar de
aplicación no es práctico, debido a que la temperatura de
endurecimiento o bien, en algunos casos, la temperatura de
post-endurecimiento, es normalmente lo
suficientemente alta como para provocar una deformación del
compuesto termoplástico. Por otro lado, si se reduce la temperatura
de endurecimiento, la velocidad de endurecimiento se vuelve
demasiado lenta como para ser práctica. Así pues, composiciones
elastoméricas resistentes al aceite o al combustible que pudieran
aplicarse de forma inmediata a un artículo o estría en estado no
endurecido y que se adaptaran a técnicas de endurecimiento a baja
temperatura serían especialmente útiles en la fabricación de
artículos termoplásticos que tienen unidos miembros de sellado para
usos automovilísticos o industriales.
Se conocen procesos de endurecimiento a baja
temperatura que son iniciados mediante radiación de alta energía,
como rayos de electrones o radiación \gamma, para su uso con
prácticamente cualquier elastómero, incluyendo los elastómeros de
copolímero etileno acrilato. Por ejemplo, el reticulado mediante
rayo de electrones de composiciones de aislamiento para cables y
alambres, incluyendo composiciones elastoméricas, se revela en E.
Brandt y A. Berejka, Electron Beam Crosslinking of Wire y Cable
Insulation, Rubber World, 49, Nov. 1978. Eldred, en la patente
estadounidense número 3,950,238, revela la utilización de radiación
de rayo de electrones para endurecer polímeros de acrilonitrilo
butadieno y Clarke, en la patente estadounidense número 4,275,180,
revela el endurecimiento por radiación de rayo de electrones de una
mezcla de un caucho de copolímero etileno acrilato y un polímero
termoplástico, por ejemplo para recubrimiento de cable. El
endurecimiento por rayo de electrones tiene el inconveniente de
requerir un equipo bastante complejo y caro para la generación de
las partículas de alta energía. Así pues, sería ventajoso poseer un
proceso de endurecimiento a baja temperatura que no se basara en el
uso de raciación de rayos de electrones. Se revelan diversos
procesos de endurecimiento UV a baja temperatura de diversos
polímeros, incluyendo polímeros de etileno acrilato, en la patente
estadounidense número 4,863,536. Sin embargo, el proceso revelado
comprende la disolución del polímero concreto en un monómero de
acrilato y no es apropiado para la preparación de materiales de
caucho genéricos, como juntas y sellados.
Además de tener un proceso de endurecimiento a
baja temperatura para elastómeros de copolímero de etileno
acrilato, también sería ventajoso poseer unas técnicas de
endurecimiento similares para utilizar con otros elastómeros. Como
en el caso de los copolímeros de etileno acrilato, los procesos de
endurecimiento típicos para los fluoroelastómeros están basados en
moldeado de compresión a alta temperatura o técnicas de moldeado
por transferencia.
Los productos fabricados utilizando tales
procesos incluyen sellados, juntas, tubos y otros objetos de caucho
genéricos. Además, se pueden adquirir comercialmente compuestos
textiles recubiertos con fluoroelastómeros y generalmente se
someten a un proceso de cocido durante su fabricación, como se
revela por ejemplo en U.S. Patent 4,770,927 a Effenberger et
al.
Se conocen procesos de endurecimiento mediante
radiación a baja temperatura para fluoroelastómeros en el campo de
la técnica. Por ejemplo, una composición de fluoroelastómero
protectora resistente a las manchas para su uso en suelos que es
endurecible utilizando radiación UV se revela en la European Patent
Application 570254. Un endurecimiento por UV de copolímeros
fluorados que contienen epoxi se describe en la Japanese Kokai
Patent Application 5-302058. Además, se revelan
procesos de endurecimiento por UV o rayos de electrones de ciertas
composiciones de fluoroelastómeros que normalmente se endurecen
mediante un agente de reticulado de poliamina o poliol en la
Patente Alemana 19642029 y en la Solicitud de Patente Japonesa
61-031411. Se revelan mezclas de fluoroplásticos y
copolímeros de etileno vinil acetato o copolímeros de etileno éster
de ácido acrílico que se endurecen con radiación UV en la Solicitud
de patente Japonesa 5-078539.
Estas composiciones de técnicas anteriores
poseen propiedades interesantes, pero no proporcionan composiciones
que muestren las propiedades de fuerza tensil, módulo y compresión
que se necesitan para muchas de las aplicaciones comerciales, por
ejemplo en colectores de entrada de aire. Así pues, todavía existe
en este campo la necesidad de composiciones de fluoroelastómeros
que puedan ser endurecidas a baja temperatura mediante procesos de
radiación de baja energía y que, una vez endurecidos, muestren unas
propiedades de fuerza tensil, módulo y compresión excelen-
tes.
tes.
De forma similar, elastómeros clorados como
polietileno clorado, polietileno clorosulfonado y caucho de
epiclorhidrina, normalmente se entrecruzan térmicamente mediante
sistemas de endurecimiento iónicos o bien de radicales libres en
moldes de compresión. Una exposición extensa a una temperatura
elevada de las composiciones endurecibles que contienen estos
polímeros puede presentar problemas debido a la tendencia de estos
polímeros a deshidroclorarse. Debido a las altas temperaturas de
endurecimiento requeridas, estos elastómeros son de poca utilidad en
aplicaciones que involucran la formación de artículos compuestos
elastómero/termoplástico que se endurecen en el lugar de
aplicación. Como en los elastómeros de etilen alquil acrilato, la
fabricación de los artículos compuestos elastómero/termoplástico
clorados requiere un elastómero que pueda ser endurecido a una
temperatura lo suficientemente baja para evitar la deformación del
termoplástico. Se conocen procesos de endurecimiento por UV a baja
temperatura de composiciones de recubrimiento de poliolefina
clorada. U.S. 4,880,849 revela una poliolefina clorada endurecible
por UV que posee una excelente adhesión a sustratos plásticos.
Japanese Kokai Patent Application 63-267517 revela
el endurecimiento por UV de un tubo de caucho de polietileno
clorosulfonado y epiclorohidrina que se pasa primero a través de un
aparato de irradiación UV y a continuación se vulcaniza a
temperatura elevada durante 30-60 minutos. Sin
embargo, en el campo de la técnica anterior no se conocen
composiciones de elastómeros clorados que puedan aplicarse
inmediatamente a una ranura o a un artículo no endurecido y que se
adapten a las técnicas de endurecimiento a baja temperatura.
Así pues, existe la necesidad de un método
mediante el cual se pueda aplicar una composición de sellado
elastomérica a un sustrato de forma eficiente y no adhesiva y
endurecer a baja temperatura para producir un sellado endurecido
que posea un balance excelente en sus propiedades de fuerza tensil,
módulo y compresión.
La presente invención se halla dirigida a
composiciones elastoméricas endurecibles que tienen una viscosidad
Money de 1-150 ML 1+4 (100ºC), que son capaces de
reticular a bajas temperaturas. De forma específica, la presente
invención se halla dirigida a composiciones de elastómero
endurecibles, térmicamente estables que tienen una viscosidad Money
de 1-150 ML 1+4 (100ºC) que consisten en:
a) de un 70 a un 99 por ciento en peso de un
fluoroelastómero que tiene al menos un lugar de endurecimiento
seleccionado de entre el grupo que consiste en 1) olefinas bromadas,
olefinas cloradas y olefinas yodadas copolimerizadas; 2) éteres
insaturados bromados, éteres insaturados clorados, y éteres
insaturados yodados copolimerizados; 3) dienos y trienos no
conjugados copolimerizados y 4) átomos de yodo, átomos de bromo y
sus combinaciones que estén presentes en posiciones terminales de la
cadena del fluoroelastómero;
b) del 0.5 al 20 por ciento en peso de un agente
de reticulado multifuncional seleccionado de entre el grupo que
consiste en agentes de reticulado acrílicos multifuncionales,
agentes de reticulado metacrílicos multifuncionales, agentes de
reticulado de tipo cianurato multifuncionales, y agentes de
reticulado de tipo isocianurato multifuncio-
nales;
nales;
c) del 0.1 al 10 por ciento en peso de un
iniciador UV.
\newpage
d) opcionalmente, no más de 15 partes en peso
por 100 partes de polímero de un aglutinante;
e) opcionalmente, de 0.01 al 2.0 partes en peso
del fluoroelastómero de un hidruro de organoestaño:
f) opcionalmente, menos de 1500 ppm, en base al
peso del agente de reticulado, de inhibidores; y
g) opcionalmente, un agente espumante.
donde los porcentajes en peso de cada uno de los
componentes a), b) y c) están basados en los pesos combinados de
los componentes a), b) y c).
La invención está dirigida además a un proceso
para la aplicación de un sellado a un artículo, que comprende los
pasos de
A) mezclar a una temperatura de entre 25ºC y
250ºC
- a)
- de un 70 a un 99 por ciento en peso de un fluoroelastómero que tenga al menos un lugar de endurecimiento seleccionado de entre el grupo consistente en 1) olefinas bromadas, olefinas cloradas y olefinas yodadas copolimerizadas; 2) éteres insaturados bromados, éteres insaturados clorados, y éteres insaturados yodados copolimerizados; 3) dienos y trienos no conjugados copolimerizados y 4) átomos de yodo, átomos de bromo y sus combinaciones que estén presentes en posiciones terminales de la cadena del fluoroelastómero;
- b)
- de un 0.5 a un 20 por ciento en peso de un agente de reticulado multifuncional seleccionado de entre el grupo que consiste en agentes de reticulado acrílicos multifuncionales, agentes de reticulado metacrílicos multifuncionales, agentes de reticulado de tipo cianurato multifuncionales, y agentes de reticulado de tipo isocianurato multifuncionales; y
- c)
- de un 0.1 a un 10 por ciento en peso de un iniciador UV
donde los porcentajes en peso de cada uno de los
componentes a), b), y c) están basados en los pesos combinados de
los componentes a), b), y c), para formar una composición de
elastómero extruíble, endurecible y térmicamente estable que tiene
una viscosidad Money de 1-150 ML 1+4 (100ºC);
B) deposición de dicha mezcla extruíble sobre
dicho artículo en la forma y grosor deseados para fabricar un
sellado sin endurecer; y
C) irradiación de dicho sellado no endurecido
con radiación UV durante un tiempo suficiente para endurecer dicho
sellado.
La presente invención también está dirigida a un
proceso para la aplicación de un sellado a un artículo que
comprende los pasos de
A) calentamiento de una composición de
elastómero estable térmicamente, endurecible y extruíble desde 25ºC
hasta 250ºC y deposición de la composición de elastómero sobre dicho
artículo en la forma y grosor deseados para fabricar dicho artículo
en la forma y grosor deseados para fabricar una composición de
sellado sin endurecer; y
B) irradiación de dicha composición de sellado
sin endurecer con radiación UV durante un tiempo suficiente para
endurecer dicha composición de sellado no endurecida;
donde la compasión de elastómero estable
térmicamente y endurecible tiene una viscosidad Money de
1-150 ML 1+4 (100ºC), y contiene
- a)
- de un 70 a un 99 por ciento en peso de un fluoroelastómero que tenga al menos un lugar de endurecimiento seleccionado de entre el grupo consistente en 1) olefinas bromadas, olefinas cloradas y olefinas yodadas copolimerizadas; 2) éteres insaturados bromados, éteres insaturados clorados, y éteres insaturados yodados copolimerizados; 3) dienos y trienos no conjugados copolimerizados y 4) átomos de yodo, átomos de bromo y sus combinaciones que estén presentes en posiciones terminales de la cadena del fluoroelastómero;
- b)
- de un 0.5 a un 20 por ciento en peso de un agente de reticulado multifuncional seleccionado de entre el grupo que consiste en agentes de reticulado acrílicos multifuncionales, agentes de reticulado metacrílicos multifuncionales, agentes de reticulado de tipo cianurato multifuncionales, y agentes de reticulado de tipo isocianurato multifuncionales; y
- c)
- de un 0.1 a un 10 por ciento en peso de un iniciador UV
donde los porcentajes en peso de cada uno de los
componentes a), b), y c) están basados en los pesos combinados de
los componentes a), b), y c);
La presente invención también está dirigida a un
proceso para la fabricación de una junta en el mismo lugar de
aplicación que comprende los pasos de
A) calentamiento de una composición de
elastómero estable térmicamente, endurecible y extruíble desde 25ºC
hasta 250ºC, y deposición de la composición de elastómero sobre
dicho artículo para fabricar una junta de la composición sin
endurecer; y
B) irradiación de dicha junta de la composición
sin endurecer con radiación UV durante un tiempo suficiente para
endurecer dicha junta de la composición no endurecida;
donde la compasión de elastómero estable
térmicamente y endurecible tiene una viscosidad Money de
1-150 ML 1+4 (100ºC), y contiene
- a)
- de un 70 a un 99 por ciento en peso de un fluoroelastómero que tenga al menos un lugar de endurecimiento seleccionado de entre el grupo consistente en 1) olefinas bromadas, olefinas cloradas y olefinas yodadas copolimerizadas; 2) éteres insaturados bromados, éteres insaturados clorados, y éteres insaturados yodados copolimerizados; 3) dienos y trienos no conjugados copolimerizados y 4) átomos de yodo, átomos de bromo y sus combinaciones que estén presentes en posiciones terminales de la cadena del fluoroelastómero;
- b)
- de un 0.5 a un 20 por ciento en peso de un agente de reticulado multifuncional seleccionado de entre el grupo que consiste en agentes de reticulado acrílicos multifuncionales, agentes de reticulado metacrílicos multifuncionales, agentes de reticulado de tipo cianurato multifuncionales, y agentes de reticulado de tipo isocianurato multifuncionales; y
- c)
- de un 0.1 a un 10 por ciento en peso de un iniciador UV
donde los porcentajes en peso de cada uno de los
componentes a), b), y c) están basados en los pesos combinados de
los componentes a), b), y c);
La presente invención también está dirigida a un
artículo con forma fabricado a partir de una composición de
elastómero endurecible donde la composición de elastómero
endurecible tiene una viscosidad Money de 1-150 ML
1+4 (100ºC), y contiene
a) de un 70 a un 99 por ciento en peso de un
fluoroelastómero que tenga al menos un lugar de endurecimiento
seleccionado de entre el grupo consistente en 1) olefinas bromadas,
olefinas cloradas y olefinas yodadas copolimerizadas; 2) éteres
insaturados bromados, éteres insaturados clorados, y éteres
insaturados yodados copolimerizados; 3) dienos y trienos no
conjugados copolimerizados y 4) átomos de yodo, átomos de bromo y
sus combinaciones que estén presentes en posiciones terminales de
la cadena del fluoroelastómero;
b) de un 0.5 a un 20 por ciento en peso de un
agente de reticulado multifuncional seleccionado de entre el grupo
que consiste en agentes de reticulado acrílicos multifuncionales,
agentes de reticulado metacrílicos multifuncionales, agentes de
reticulado de
\hbox{tipo cianurato multifuncionales, y agentes
de reticulado de tipo isocianurato multifuncionales; y}
c) de un 0.1 a un 10 por ciento en peso de un
iniciador UV
donde los porcentajes en peso de cada uno de los
componentes a), b), y c) están basados en los pesos combinados de
los componentes a), b), y c);
La invención también está dirigida a los
artículos endurecidos fabricados mediante estos procesos.
Las composiciones endurecibles se utilizan como
materiales iniciales en el proceso de aplicación de un sellado en
un artículo, que es también un ejemplo de realización de la
invención. En los ejemplos de realización preferidos del proceso de
la invención, el elastómero, los agentes de reticulado
multifuncionales y el iniciador UV se hallan presentes como tres
componentes separados. Sin embargo, el iniciador UV puede
incorporarse químicamente en el componente elastomérico en la forma
de un fotoiniciador unido a polímero. Tales fotoiniciadores unidos
a polímero se revelan, por ejemplo, en la patente estadounidense
número 5,128,386 donde se describe que el fotoiniciador está
copolimerizado con un copolímero de tipo acrilato.
Las composiciones se pueden endurecer mediante
la acción de radiación UV. Son térmicamente estables a las
temperaturas utilizadas para procesar formulaciones de elastómero no
endurecidas, por ejemplo en las operaciones de mezclado o
extrusión. Tales temperaturas se hallan generalmente entre 25ºC y
250ºC. Con el término "térmicamente estable" se quiere decir
que las composiciones no formarán de forma espontánea una red
entrecruzada, es decir, no endurecerán o prevulcanizarán de forma
prematura. Es decir, la viscosidad de las composiciones permanece
constante, dentro de un \pm 50% del valor inicial cuando se
calientan a la temperatura de proceso, tal como se indica mediante
la ausencia de un aumento sustancial en la torsión (es decir un
aumento de menos de un dNm) cuando se somete a la temperatura de
procesado durante 30 minutos en un reómetro de boquilla móvil. La
temperatura de procesado dependerá de la temperatura de
descomposición del iniciador UV y el agente de reticulado
multifuncional concretos que se utilicen.
Sin embargo, la temperatura de procesado debe
ser lo suficientemente alta como para que la composición de
elastómero endurecible fluya en el grado que se necesita para el
proceso de producción. Esta temperatura es de 25ºC hasta 250ºC,
preferiblemente de 90ºC hasta 170ºC. Las composiciones, cuando se
calientan o se someten a un trabajo mecánico, como en una extrusora
de tornillo, bomba de engranajes o bomba de pistones, son capaces
de fluír de forma viscoelástica y pueden dosificarse para dar forma
a un artículo, como sellados. Estos artículos pueden endurecerse a
continuación mediante exposición a radiación UV.
El componente elastomérico de las composiciones
estables térmicamente de la invención puede ser cualquier miembro
de los siguientes tipos de polímeros elastoméricos en crudo (es
decir, no endurecidos): fluoroelastómeros que tienen unidades
copolimerizadas de monómeros que endurecen en el lugar de aplicación
yodados, bromados o clorados, fluoroelastómeros que tienen unidades
copolimerizadas de dienos no conjugados y fluoroelastómeros que
tienen átomos de bromo o yodo en posiciones terminales del
fluoroelastómero.
Los fluoroelastómeros apropiados para su uso
como el componente elastomérico de la composición de la invención
incluyen fluoroelastómeros que comprenden unidades copolimerizadas
de uno o más monómeros que contienen flúor, como fluoruro de
vinilideno, hexafluoropropileno,
1-hidropentafluoropropileno,
2-hidropentafluoro-propileno,
tetrafluoroetileno, clorotrifluoroetileno, y perfluoro (alquil
vinil) éter, así como otros monómeros que no contienen flúor, como
etileno, y propileno.
Se describen elastómeros de este tipo en
Logothetis, Chemistry of Fluorocarbon Elastomers, Prog. Polim. Sci.,
Vol. 14,251-296 (1989). Los polímeros pueden
prepararse por polimerización de las mezclas de monómeros apropiadas
con la ayuda de un iniciador generador de radicales libres bien en
la masa de reacción, en solución en un disolvente inerte, en una
emulsión acuosa o en una suspensión acuosa. Las polimerizaciones se
pueden llevar a cabo en procesos contínuos, en lotes o de forma
semicontinua. Los procesos de preparación generales se revelan en
el artículo de Logothetis y en las patentes estadounidenses número
4,281,092; 3,682,872; 4,035,565; 5,824,755; 5,789,509; 3,051,677; y
2,968,649.
Algunos ejemplos específicos de tales
fluoroelastómeros incluyen copolímeros de fluoruro de vinilideno y
hexafluoropropileno y, opcionalmente, tetrafluoroetileno;
copolímeros de fluoruro de vinilideno y clorotrifluoroetileno;
copolímeros de fluoruro de vinilideno, hexafluoropropileno,
tetrafluoroetileno y clorotrifluoroetileno; copolímeros de
tetrafluoroetileno y propileno; y copolímeros de tetrafluoroetileno
y perfluoro (alquil vinil) éter, preferiblemente perfluoro (metil
vinil) éter. Cada uno de los fluoroelastómeros de la composición de
la invención también contiene al menos un lugar de endurecimiento
halogenado o un doble enlace reactivo que resulta de la presencia
de una unidad copolimerizada de un dieno no conjugado. Los lugares
de endurecimiento halogenados pueden ser monómeros que endurecen en
el lugar de aplicación copolimerizados o átomos de halógeno que
están presentes en posiciones terminales de la cadena polimérica de
fluoroelastómero. Los monómeros que endurecen en el lugar de
aplicación, enlaces dobles reactivos o grupos terminales halogenados
pueden reaccionar para formar enlaces reticulados. Los monómeros
que endurecen en el lugar de aplicación se seleccionan de entre el
grupo que consiste en olefinas bromadas, cloradas y yodadas; éteres
insaturados y dienos no conjugados bromados, clorados y yodados.
Los monómeros que endurecen en el lugar de
aplicación bromados pueden contener otros halógenos, preferiblemente
flúor. Algunos ejemplos son bromotrifluoroetileno,
4-bromo-3,3,4,4-tetrafluorobuteno-1
y otros como bromuro de
vinilo,1-bromo-2,2-difluoroetileno,
bromuro de
perfluoroalilo,4-bromo-1,1,2-trifluorobuteno,
4-bromo-1,1,3,3,4,4,-hexafluorobuteno,
4-bromo-3-cloro-1,1,3,4,4-pentafluorobuteno,
6-bromo-5,5,6,6-tetrafluorohexeno,
4-
bromoperfluorobuteno-1 y bromuro de 3,3-difluoroalilo. Algunos monómeros que endurecen en el lugar de aplicación de éteres insaturados bromados de utilidad en la invención incluyen éteres como 2-bromoperfluoroetil perfluorovinil éter y compuestos fluorados del tipo CF_{2}Br-R_{f}- O-CF=CF_{2} como CF_{2}BrCF_{2} O-CF=CF_{2} y fluorovinil éteres del tipo ROCF=CFBr o ROCBr=CF_{2}, donde R es un grupo alquilo menor o un grupo fluoroalquilo, como CH_{3}OCF=CFBr o CF_{3}CH_{2} OCF=CFBr.
bromoperfluorobuteno-1 y bromuro de 3,3-difluoroalilo. Algunos monómeros que endurecen en el lugar de aplicación de éteres insaturados bromados de utilidad en la invención incluyen éteres como 2-bromoperfluoroetil perfluorovinil éter y compuestos fluorados del tipo CF_{2}Br-R_{f}- O-CF=CF_{2} como CF_{2}BrCF_{2} O-CF=CF_{2} y fluorovinil éteres del tipo ROCF=CFBr o ROCBr=CF_{2}, donde R es un grupo alquilo menor o un grupo fluoroalquilo, como CH_{3}OCF=CFBr o CF_{3}CH_{2} OCF=CFBr.
También pueden utilizarse olefinas yodadas como
monómeros que endurecen en el lugar de aplicación. Algunos
monómeros yodados apropiados incluyen olefinas yodadas de fórmula:
CHR=CH-Z-CH_{2}CHR-I,
donde R es-H o -CH_{3}; Z es un radical
(per)fluoroalquileno C_{1}-C_{18}, lienal
o ramificado, que contiene de forma opcional uno o más átomos de
oxígeno de tipo éter, o un radical (per) fluoropolioxialquileno tal
como se revela en la patente estadounidense número 5,674,959. Otros
ejemplos de monómeros que endurecen en el lugar de aplicación
yodados útiles son los éteres insaturados de fórmula:I
(CH_{2}CF_{2}CF_{2})_{n}OCF=CF_{2} y
ICH_{2}CF_{2}O[CF(CF_{3})CF_{2}O]_{n}CF=CF_{2},
y similares, donde n=1-3, como se revela en la
patente estadounidense número 5,717,036. Además, los monómeros que
endurecen en el lugar de aplicación yodados apropiados incluyen
yodoetileno,
4-yodo-3,3,4,4-tetrafluorobuteno-1;
3-cloro-4-yodo-3,4,4-trifluorobuteno;
2-yodo-1,1,2,2-tetrafluoro-1-(viniloxi)
etano;
2-yodo-1-(perfluoroviniloxi)-1,
1,-2,2-tetrafluoroetileno;
1,1,2,3,3,3-hexafluoro-2-yodo-1-(perfluoroviniloxi)
propano; 2-yodoetil vinil éter; y
yodotrifluoroetileno, se revelan en la patente estadounidense número
4,694,045.
Algunos ejemplos de monómeros que endurecen en
el lugar de aplicación de tipo dieno no conjugados incluyen
1,4-pentadieno, 1,5-hexadieno,
1,7-octadieno y otros, como aquellos revelados en la
Canadian Patent 2, 067,891. Un trieno apropiado es el
8-metil-4-etiliden-1,7-octadieno.
De los monómeros que endurecen en el lugar de
aplicación listados anteriormente, los compuestos preferidos
incluyen el
4-bromo-3,3,4,4-tetrafluorobuteno-1;
4-yodo-3,3,4,4-tetrafluorobuteno-1;
y bromotrifluoroetileno.
Adicionalmente, o de modo alternativo, yodo,
bromo sus mezclas pueden hallarse presentes en los finales de las
cadenas de fluoroelastómero como resultado del la utilización de
agentes de regulación de transferencia de cadena o de peso
molecular durante la preparación de los fluoroelastómeros. Tales
agentes incluyen compuestos que contienen yodo que resultan en
yodo unido en uno o en ambos extremos de las moléculas de polímero.
Algunos ejemplos representativos de tales agentes son yoduro de
metileno;
1,4-diyodoperfluoro-n-butano;
y 1,6-diyodo-3,3,4,4,
tetrafluorohexano. Otros agentes de transferencia de cadena yodados
incluyen 1,3-diyodoperfluorobutano,
1,4-diyodoperfluorobutano;
1,6-diyodoperfluorohexano;
1,3-diyodo-2-cloroperfluoropropano;
1,2-di
(yododifluorometil)-perfluorociclobutano;
monoyodoperfluoroetano; monoyodoperfluorobutano;
2-yodo-1-hidroperfluoroetano;
etc. Se prefieren en particular los agentes de transferencia de
cadena diyodados.
Algunos ejemplos de agentes de transferencia de
cadena bromados incluyen
1-bromo-2-yodoperfluoroetano;
1-bromo-3-yodoperfluoropropane;
1-yodo-2-bromo-1,1-difluoroetano
y otros tal como se revela en la patente estadounidense número
5,151,492.
Los copolímeros de etileno, tetrafluoroetileno,
perfluoro (alquil vinil) éter y un monómero que endurece en el
lugar de aplicación que contiene bromo, como los revelados por
Moore, en la patente estadounidense número 4,694,045 son apropiados
para su uso en la presente invención. También pueden utilizarse los
copolímeros de tetrafluoroetileno y perfluoro (alquil vinil) éter
que comúnmente contienen lugares de endurecimiento de nitrilo
fluorado, por ejemplo perfluoro
(8-ciano-5-metil-3,6-dioxa-1-octeno)
y otros revelados en la patente estadounidense número 4,983,697.
Otros fluoroelastómeros útiles que contienen monómeros que endurecen
en el lugar de aplicación de olefina bromada o yodada se describen
en las patentes estadounidenses número 4,035,565; 4,564,662;
4,745,165; 4,694,045; 4,948,852; y 4,973,633.
Cada uno de estos tipos de copolímeros incluye
dipolímeros o copolímeros de mayor orden que poseen unidades
copolimerizadas de otros co-monómeros.
Se ha descubierto que los fluoroelastómeros no
endurecidos que tienen viscosidades Mooney en el rango de
5-150, ML 1+4 (121ºC), preferiblemente
10-70, ML1+4 (121ºC), son particularmente útiles en
la composición de la presente invención. Aquellas composiciones en
las cuales el fluoroelastómero tiene una viscosidad Mooney dentro
del rango preferido muestra un balance óptimo entre su
procesabilidad y sus propiedades tensiles.
También se ha descubierto que las composiciones
que contienen fluoroelastómeros que tienen niveles de unidades del
monómero que endurece en el lugar de aplicación en el rango del
0.05-10.0% en peso muestran un estado endurecido
mejorado.
El componente elastomérico de la composición
utilizado en los procesos de la invención para proporcionar
productos con forma endurecidos de acuerdo con la invención pueden
ser una mezcla de elastómeros así como un solo elastómero. Las
mezclas pueden ser mezclas de polímeros del mismo tipo, por ejemplo,
un fluoroelastómero bromado y un fluoroelastómero yodado, o pueden
ser mezclas de más de un tipo de elastómero. También se contemplan
las mezclas en las cuales sólo uno de los elastómeros es capaz de
endurecer mediante la exposición a radiación UV. Las mezclas son
particularmente útilies para equilibrar las propiedades físicas. Por
ejemplo, sería deseable equilibrar el estado del endurecimiento con
la resistencia a combustibles mediante la mezcla de los
fluoroelastómeros con cauchos de epiclorhidrina. En otras
circustancias, las mezclas de polímeros costosos con polímeros más
baratos resulta a menudo en una combinación de propiedades que son
adecuadoas para aplicaciones menos exigentes. En este contexto, las
mezclas de fluoroelastómeros y cauchos de nitrilo o de
fluoroelastómeros y elastómeros de copolímero de acrilato de
etileno serían apropiadas para su uso con el componente elastomérico
de la composición de la
invención.
invención.
Las viscosidades Mooney de las mezclas estarán
en el rango de 1-150 debido a que dentro de este
rango las mezclas serán apropiadas para su utilización en el
proceso de la presente invención para la fabricación de artículos
de caucho de tipo general, como artículos de sellado.
Además del componente elastomérico, las
composiciones endurecibles de la invención también incluyen al menos
un agente de reticulado multifuncional. Preferiblemente el agente
de reticulado multifuncional será un agente de reticulado acrílico
o metacrílico. Además, puede ser un cianurato multifuncional o un
isocianuraato multifuncional, como un isocianurato de trialilo o un
cianurato de trialilo. Por agente de reticulado multifuncional
acrílico o metacrílico se quiere decir un éster que es un producto
de reacción de un compuesto polihidroxílico, generalmente un
alcohol polihidroxílico, y ácido acrílico o ácido metacrílico, donde
el agente de reticulado tiene al menos dos enlaces dobles
carbono-carbono. En el campo de la técnica, tales
composiciones reciben comúnmente el nombre de acrilatos
multifuncionales o metacrilatos multifuncionales. Los acrilatos y
metacrilatos multifuncionales típicos tienen un peso molecular de
150 a 1,000 y contienen al menos dos grupos insaturados
polimerizables por molécula.
Entre los agentes de reticulado acrílicos
multifuncionales representativos se incluyen acrilatos y
metacrilatos como etilen glicol diacrilato; etilen glicol
dimetacrilato; 1,6-hexanediol diacrilato;
1,6-hexanediol dimetacrilato;
1,4-butanodiol diacrilato; pentaeritritol
triacrilato; pentaeritritol tetraacrilato; dipentaeritritol
pentaacrilato,metoxi-1,6-hexanediolpentaeritritol
triacrilato; trimetilolpropano triacrilato; tetraetilen glicol
diacrilato; polimetacrilatouretanos; epoxi acrilatos; monómeros de
poliéster acrilato y oligómeros; trimetilolpropano propoxilato
triacrilato; poli-n-butilenóxido
glicol diacrilatos; y diacrilatos de aductos de bisfenol A alquilen
óxido. Se prefieren el trimetilolpropano triacrilato y el
trimetilolpropano trimetacrilato como agentes de reticulado debido a
que se puede disponer de estos compuestos de forma inmediata.
Además, las propiedades de compresión y la densidad de reticulado
están mejoradas en las composiciones que contienen estos agentes de
reticulado en comparación a las composiciones que contienen
acrilatos difuncionales, como dietilen glicol dimetacrilato.
Los agentes de reticulado multifuncionales
acrílicos y metacrílicos pueden homopolimerizar cuando son
irradiados. De este modo, cuando las composiciones endurecibles de
ala invención que contienen acrilatos o metacrilatos
multifuncionales se exponen a radiación UV, ocurren dos reacciones
simultáneamente. El agente de reticulado multifuncional reacciona
con el componente polimérico elastomérico para formar reticulados
entre cadenas y dentro de la misma cadena, resultando en una matriz
de caucho. Además, un exceso de agente de reticulado multifuncional
homopolimerizará y formará una red interpenetrante que actúa para
reforzar la matriz de caucho, de forma similar a como los agentes
de relleno refuerzan los elastómeros. Así pues es posible controlar
la dureza del producto endurecido final mediante el ajuste de la
proporción del agente de reticulado multifuncional presente en la
composición endurecible. En general, los acrilatos y metacrilatos
difuncionales son agentes de reticulado menos eficientes que sus
análogos que poseen funcionalidades más altas. Así pues, se
prefieren para los propósitos de esta invención los tipos de
agentes de agentes de reticulado que poseen un grado de
funcionalidad más alto.
Los materiales elastoméricos fabricados y
endurecidos de acuerdo con los métodos utilizados normalmente en la
tecnología de procesado del caucho generalmente contienen negro de
carbono o materiales de relleno minerales como agentes reforzantes.
El refuerzo se refleja en las propiedades como la dureza, el módulo
y la fuerza tensil. Generalmente, los elastómeros reforzados se
caracterizan por tener una dependencia tensión/deformación no
lineal. Por el contrario, las composiciones de elastómero no
reforzados se caracterizan por un incremento de la tensión inicial
a un grado bajo de deformación que no aumenta de forma sustancial a
una mayor deformación. Además, las composiciones de elastómero no
reforzado tienden a romperse a una fuerza tensil final
relativamente
baja.
baja.
Normalmente se esperaría que la utilización de
compuestos de relleno en reacciones iniciadas por UV interfiriera
con el proceso de endurecimiento por UV. Sin embargo, el presente
proceso permite el endurecimiento de composiciones translúcidas.
Así pues, las composiciones de la presente invención puede contener
una cantidad limiatada de compuestos de relleno, generalmente no
más de 15 partes en peso por 100 partes de polímero: El refuerzo se
lleva a cabo de forma simultánea por el reticulado por formación de
una red interpenetrante. El producto resultante muestra un
comportamiento tensión/deformación que es más lineal que el de los
elastómeros tradicionales que contienen compuestos de relleno que
no están unidos químicamente a la matriz de elastómero.
La cantidad de agentes de reticulado
multifuncionales presentes en las composiciones de la invención
dependerá del elastómero particular utilizado. La cantidad varía
desde 0.5 a 20 por ciento en peso, en base al peso combinado del
polímero, agente de reticulado multifuncional, e iniciador UV.
El tercer componente de las composiciones
endurecibles de la invención es un iniciador UV. Se puede
seleccionar de entre aquellos compuestos químicos orgánicos
utilizados de forma convencional para promover la formación
iniciada por UV de radicales bien mediante una rotura de enlace
hemolítica intramolecular o mediante abstracción de hidrógeno
intermolecular. Tales agentes incluyen compuestos orgánicos que
poseen un aril carbonilo o grupos amino terciarios. Entre los
compuestos apropiados para su uso se incluyen benzofenona;
acetofenona; bencilo; benzaldehído;
o-clorobenzaldehído; xantona; tioxantona;
9,10-antraquinona;
1-hidroxiciclohexil fenil cetona;
2,2-dietoxiacetofenona; dimetoxifenilacetofenona;
metil dietanolamina;
dimetilaminobenzoato;2-hidroxi-2-metil-1-fenilpropano-1-ona;
2,2-di-secbutoxiacetofenona;
2,2-dimetoxi-1,2-difeniletan-1-ona;
bencil dimetoxicetal; benzoín metil éter; y fenil glioxal. Frente a
la exposición a radiación UV, pueden ocurrir una serie de
transformaciones fotoquímicas, por ejemplo, el iniciador UV puede
formar fragmentos reactivos de tipo radical libre que reaccionan con
los grupos terminales acrilato del agente de reticulado acrílico o
metacrílico. Ello inicia el reticulado del polímero así como la
homopolimerización del agente de reticulado acrílico o metacrílico.
Un iniciador UV preferido es la 1-hidroxiciclohexil
fenil cetona debido a la rapidez con la que se generan los radicales
libres cuando se exponen a radiación UV. También se pueden utilizar
mezclas de iniciadores UV. Ello es a menudo es deseable ya que
proporciona una producción más eficiente de radicales en ciertos
casos. El iniciador UV estará presente en una cantidad del 0.1 al
10.0 por ciento en peso, en base al peso total de polímero, agente
de reticulado multifuncional, e iniciador UV. Sin embargo, es
preferible utilizar entre el 0.5-2.5 por ciento en
peso de iniciador UV, más preferiblemente 0.5-1.0
por ciento en peso de iniciador UV, en base al peso total de
polímero, agente de reticulado e iniciador UV, debido a que los
altos niveles de fotoiniciador tienden a iterferir con la
penetración y no contribuyen sustancialmente a la densidad de
reticulado total. En los rangos revelados aquí, hay un nivel óptimo
de fotoiniciador para cada combinación particular de elastómero de
goma no endurecida y agente de reticulado. Estos niveles óptimos
pueden ser determinados de forma inmediata por cualquiera con
experiencia en el campo de la técnica. Por ejemplo, el caucho de
nitrilo hidrogenado generalmente requerirá un nivel más alto de
fotoiniciador que un copolímero de etileno, metil acrilato, y etil
hidrógeno maleato. Niveles más altos de fotoiniciador aumentarán la
densidad de entrecruzamiento en la superficie de la composición
endurecida. Bajos niveles de fotoiniciadores pueden resultar en unas
mejores (es decir, más bajas) propiedades de compresión de las
muestras que tienen un grosor de varios
milímetros.
milímetros.
Además, para los propósitos de la presente
invención, la temperatura de procesado no debe exceder la
temperatura a la cual ocurre la degradación térmica del iniciador
UV. En algunos casos, tal degradación resultaría en composiciones
prevulcanizadas debido a la formación de radicales libres. Ello
ocurre debido a que una fragmentación inducida térmicamente del
iniciador en el equipamiento del proceso resulta en un reticulado
prematuro del elastómero. En otros casos, resultarán composiciones
de endurecimiento lento debido a la inactivación del iniciador. Las
temperaturas de degradación diferirán para cada iniciador UV
particular. Dependiendo del tipo de caucho y de la cantidad de
aditivos, la temperatura de procesado estará entre 25 y 250ºC. Es un
objeto de la invención proporcionar composiciones elastoméricas
estables que se pueden aplicar a un sustrato a temperaturas hasta
250ºC. Otra limitación práctica en la temperatura de procesado es
que la temperatura no debe exceder el punto de ablandamiento del
sustrato al cual se aplica.
El componente elastomérico, el componente de
agente de reticulado multifuncional, y el componente iniciador UV
están presentes en las composiciones de la presente invención en
razones relativas específicas. El elastómero está presente en una
cantidad del 70-99 por ciento en peso, basado en el
peso total del elastómero, agente de reticulado, e iniciador UV. El
agente de reticulado multifuncional está presente en una cantidad
del 0.5-20 por ciento en peso, basado en el peso
total del elastómero, agente de reticulado, e iniciador UV.
Finalmente, el iniciador UV está presente en una cantidad del
0.1-10 por ciento en peso basado en el peso total
del elastómero, agente de reticulado, e iniciador UV.
Preferiblemente, el componente elastomérico estará presente en una
cantidad del 75-95 por ciento en peso, basado en el
peso total del elastómero, agente de reticulado, e iniciador UV. El
nivel de agente de reticulado determina las propiedades de
resistencia a la compresión y dureza en la composición endurecible
de la invención. Preferiblemente, el agente de reticulado
multifuncional está presente en una cantidad del
4-15 por ciento en peso en base al peso del
elastómero, agente de reticulado e iniciador UV. Si menos de
alrededor de un 4 por ciento en peso del agente de reticulado está
presente, se forma una composición que tiene una dureza bastante
baja y unas propiedades de resistencia a la compresión relativamente
alta.
Un porcentaje mayor de alrededor del 15 por
ciento en peso de agente de reticulado resulta en una composición
endurecida de alto módulo, baja elongación en el punto de rotura, y
una baja compresibilidad de la composición endurecida. Tales
composiciones son menos deseables para su uso en aplicaciones de
sellado, especialmente la fabricación de juntas. De esta forma, el
rango de componentes particular seleccionado dependerá del uso
final específico contemplado.
Se pueden incorporar diversos aditivos
utilizados comúnmente en la fabricación de compuestos de caucho en
las composiciones de la presente invención para modificarlas,
estabilizarlas y reforzarlas. Preferiblemente, tales aditivos se
utilizarán en cantidades que no interferirán de forma sustancial con
la reacción de reticulado del componente polimérico no endurecido.
Por ejemplo, se se utilizan grandes cantidades de compuestos de
relleno que son opacos a la luz UV, las composiciones rellenadas no
endurecerán de forma uniforme en toda su extensión, o sólo
endurecerá la superficie de la composición. Normalmente, se pueden
utilizar compuestos de relleno en cantidades de hasta 15 partes por
cien partes de elastómero. Algunos ejemplos típicos incluyen
rellenos distintos de los rellenos negros, como minerales o fibras
de vidrio. También se pueden utilizar rellenos poliméricos de alta
eficiencia reforzante, como politetrafluoroetileno y fibras de
aramida, generalmente a bajos niveles. Es preferible que la
presencia de aditivos no aumente la viscosidad de la composición
endurecible utilizada en el proceso de la invención por encima de
ML 1+4(100ºC) de 150 o la disminuya por debajo de ML
1+4(100ºC) de 1. Las composiciones fuera de este rango no son
apropiadas para el proceso de fabricación de la junta en el lugar
de aplicación que se muestra en la
invención.
invención.
Las composiciones endurecibles preferidas de la
presente invención incluirán 0.01-2.0 partes en peso
por cien partes en peso del fluoroelastómero de un hidruro de
organoestaño. Las composiciones en las cuales este aditivo se halla
presente muestran excelentes perfiles de endurecimiento. Es decir,
la razón de endurecimiento aumenta rápidamente después de la
iniciación y el estado endurecido permanece alto durante el proceso
de endurecimiento. Preferiblemente se utilizarán
0.1-1 partes en peso del hidruro de organoestaño por
100 partes en peso del fluoroelastómero. Se prefiere el hidruro de
tri-n-butilestaño.
También pueden haber presentes pequeñas
cantidades de inhibidores en la composición de la invención como
resultado de la presencia de estos aditivos en muestras comerciales
de agentes de reticulado acrílicos o metacrílicos. Los inhibidores
están generalmente presentes en pequeñas cantidades, por ejemplo por
debajo de 1500 ppm (partes por millón, en base al peso del agente
de reticulado). Estos compuestos actúan previniendo la
polimerización inducida térmicamente de los agentes de reticulado
durante el almacenamiento y el transporte.
Las composiciones de la invención son
particularmente apropiadas para la fabricación de sellados
elastoméricos y juntas in situ utilizando una técnica a la
cual nos referimos aquí como fabricación de juntas en el lugar de
aplicación. De acuerdo con esta técnica, una composición
elastomérica endurecible se calienta a una temperatura de
25ºC-250ºC, preferiblemente
90ºC-170ºC. La composición calentada se dosifica
sobre un sustrato para formar un sellado no endurecido del grosor
deseado que a continuación se endurece. Así pués, el sellado se
forma directamente sobre el objeto a sellar, en lugar de en una
etapa de moldeado a parte. Típicamente, los sellados no endurecidos
se fabrican en grosores de 1-15 mm, preferiblemente
en grosores de 2-8 mm.
Se puede utilizar equipo de aplicación en
caliente robotizado para aplicar las juntas en el lugar de
aplicación. En uno de los ejemplos de realización del proceso de la
presente invención, una composición endurecible que comprende un
componente elastomérico de baja densidad, un agente de reticulado
multifuncional, y un iniciador UV, se introduce en un tambor que
tiene una plancha y un pistón calentados. La composición, cuando se
caliente, se vuelve blanda y extraíble. Se expulsa del tambor
mediante la acción del pistón, generalmente a presiones
relativamente bajas, típicamente menores de 5.0 bares (es decir, 0.5
MPa). A continuación la composición es alimentada mediante una
bomba de engranajes o de pistón a través de un sistema de tubos
calentados a una pistola de aplicación ajustada a un robot
industrial multidimensional capaz de una dosificación rápida y
precisa. De esta manera, la composición se puede introducir en una
ranura de una pieza como un artículo termoplástico que se acaba de
fabricar, por ejemplo, mediante un proceso de moldeado. El
elastómero sin solidificar vertido en la ranura solidifica
rápidamente mientras se enfría y forma un elemento de sellado no
endurecido. La ranura puede estar fabricada también en parte de
otros materiales, incluyendo, pero sin estar limitado a, metales.
De forma alternativa, la composición puede depositarse en el
exterior de un objeto para forma un sellado. Este método de
aplicación en caliente se prefiere4 para elastómeros de baja
viscosidad, generalmente de una viscosidad Mooney de
1-20 ML1+4 (100ºC). El método permite la extrusión
desde un tambor utilizando presiones relativamente bajas. Los
procesos de alimentación continua y las bombas de dosificación son
capaces de manejar composiciones de la invención con viscosidades
de hasta 1000 Pa.s. Se puede utilizar equipamiento de aplicación en
caliente para composiciones que poseen viscosidades algo mayores,
por ejemplo de ML 1+4 (100ºC) de 70, empleando una extrusora para
introducir la composición en el sistema de tubos calentados. De esta
forma la viscosidad disminuye, permitiendo la formación de sellados
a partir de composiciones de viscosidad más alta.
En otro ejemplo de realización del proceso de la
invención, composiciones de viscosidad relativamente alta o
composiciones de resistencia al calor relativamente baja pueden
convertirse en sellados no endurecidos mediante la técnica de la
formación de juntas en el lugar de aplicación. En lugar de utilizar
equipamiento de aplicación en caliente, se utilizan exclusivamente
extrusoras de husillo para llevar la composición elastomérica hasta
el artículo a sellar. Esta técnica es particularmente útil cuando se
utilizan fluoroelastómeros y elastómeros clorados de Una viscosidad
Mooney de 10-90 [ML 1+ 10(121ºC)] como
componente elastomérico de la invención. Se prefiere en concreto
una extrusora utilizada en combinación con un brazo flexible para
aplicar una porción del elastómero no endurecido en la ranura para
tales procesos de fabricación de juntas en el lugar de aplicación.
Ello difiere de la tecnología de extrusión convencional en tanto que
la extrusora no se utiliza para fabricar la pieza final. En lugar
de ello, bombea la composición elastomérica no endurecida a una
cabeza de aplicación robotizada que dosifica la composición y la
deposita en el lugar a ser sellado. La utilización de extrusoras de
husillo resulta en una entrada de energía relativamente alta al
polímero en comparación con los procesos que utilizan equipamiento
de aplicación en caliente. Para minimizar la degradación del
elastómero en la extrusora, el proceso de extrusión no debe hacer
que la temperatura del compuesto aumente por encima de los 250ºC.
Ello generalmente requiere bajas velocidades de extrusión. En
consecuencia, los procesos de extrusión son generalmente métodos
más lentos de fabricación. Además, tal equipamiento requiere altos
costes de inversión. Aquellas personas con experiencia en el campo
de la técnica reconocerán que la temperatura de extrusión apropiada
dependerá de la viscosidad del elastómero no endurecido, el peso
molecular del elastómerno no endurecido, el nivel del agente de
reticulado, la temperatura de descomposición del fotoiniciador y la
temperatura de volatilización del agente de reticulado y
seleccionará un valor en el rango de 25ºC-250ºC que
es óptimo para las circunstancias particulares.
El proceso de fabricación de juntas de la
presente invención puede utilizarse para la fabricación de sellados
y juntas utilizando las composiciones de la presente invención u
otras composiciones elastoméricas endurecibles. El componente
elastomérico se presentará en una cantidad de 70-99
partes en peso, el agente de reticulado multifuncional estará
presente en una cantidad de 0.5-20 partes en peso, y
el iniciador UV estará presente en una cantidad de
0.1-10 partes en peso, estando todas las cantidades
basadas en el peso combinado del elastómero, agente de reticulado e
iniciador UV.
La proporción de elastómero, agente de
reticulado multifuncional e iniciador UV preferiblemente estará en
una razón de peso de 70-99:
0.5-19.5: 0.1-10, respectivamente,
cuando el elastómero es un fluoroelastómero.
Para optimizar las propiedades elastoméricas de
sellados fabricados mediante el proceso descrito anteriormente,
deben haber sufrido un proceso de reticulado, es decir, endurecido.
No sería práctico utilizar un sistema de endurecido activado por
calor para conseguir una reacción de reticulado rápida en tales
procesos. Se correría el riesgo de convertir la composición
endurecible utilizada para fabricar los sellados en un material no
tratable, reticulado durante el paso de dosificación.
Específicamente, mientras la composición endurecible se calentaba o
se sometía a una elevación de temperatura provocada por el trabajo
mecánico, se iniciaría la reacción de reticulado. Sería difícil
controlar una gelificación prematura (es decir, prevulcanización)
durante la dosificación. Debido a que las composiciones reticuladas
no fluyen fácilmente, los procesos que resultan en productos
prevulcanizados no son deseables. En consecuencia, los sistemas de
endurecido heterolíticos, que se basan en reacciones de reticulado
inducidas térmicamente, no son apropiadas para el presente proceso.
Además, los procesos de endurecimiento más comunes, es decir de
radicales libres, que dependen de la descomposición térmica de
peróxidos, tampoco son apropiados para su utilización en el presente
proceso. Sin embargo, se ha encontrado que las composiciones
endurecibles que utilizan el proceso de la invención pueden
endurecerse de forma eficaz mediante procesos de radicales libres
inducidos por
UV.
UV.
El endurecido por UV de las composiciones
elastoméricas que utilizan el proceso de la invención se puede
realizar a temperatura ambiente o a temperaturas más altas. Por
ejemplo, en ciertas circunstancias en las cuales la composición
elastomérica se utilizará como sellador, puede ser deseable llevar a
cabo un proceso de fotoendurecido inmediatamente después de la
aplicación de la composición no endurecida sobre el objeto a ser
sellado. En este punto, la temperatura de la composición puede ser
tan alta como 250ºC. Sin embargo, el calentamiento de la
composición endurecible no es ni necesario ni particularmente
deseable para un proceso de fotoendurecido eficaz. Además, cuando
las composiciones se utilizan para formar sellos mediante la técnica
de la fabricación de juntas en el lugar de aplicación sobre
artículos termoplásticos, una baja temperatura de endurecimiento
minimiza cualquier posibilidad de degradación o de distorsión
térmica del termoplástico. Además, no es necesario realizar la
irradiación UV en una atmósfera inerte. La reacción de endurecido
puede llevarse a cabo bajo condiciones atmosféricas sin efectos
deletéreos. Además, también se ha encontrado que en algunos casos,
en particular cuando se endurecen poliolefinas cloradas o
clorosulfonadas, se prefiere endurecer la composición bajo agua
para minimizar el aumento del calor. Ello minimiza la tendencia de
estos polímeros a deshidroclorar, un proceso que puede provocar la
degradación del polímero y la decoloración y que inhibe el proceso
de endurecimiento por UV.
Para los propósitos del proceso de esta
invención, el espectro de longitud de onda de la radiación utilizada
para llevar a cabo la reacción de endurecimiento corresponde
típicamente al máximo de absorción del iniciador UV. Típicamente,
esto es alrededor de 200-400 nanómetros.
Las fuentes de radiación UV apropiadas incluyen
lámparas de vapor de mercurio de presión media, lámparas sin
electrodos, lámparas de pulso de xenón, y lámparas de vapor de
xenon/mercurio híbridas. Uno de los montajes preferidos comprende
una o más lámparas junto con un reflector, que difunde la radiación
de forma uniforme sobre la superficie a irradiar. La dosis de
radiación debe ser suficiente para endurecer la composición
polimérica, es decir para fabricar una composición endurecida que
posee un valor de compresión de 90 o menor, preferiblemente 50 o
menor, y una elongacion en el punto de rotura de al menos el 100%.
Una dosificación de al menos alrededor de 10 julios por centímetro
cuadrado, y preferiblemente 20 julios es normalmente suficiente para
un endurecido óptimo. La dosificación es función del tiempo de
exposición a la radiación UV, la distancia de la fuente de
radiación UV y el nivel de potencia de la fuente de radiación. La
dosis de radiación que se necesita puede determinarse de forma
inmediata mediante el endurecido de pequeñas muestras de la
composición endurecible y midiendo las propiedades físicas, como la
fuerza tensil, el valor de la compresión y la elonación, después
del endurecimiento. En la mayoría de los casos, se puede obtener
unible de endurecido aceptable mediante exposiciones de
30-300 segundos utilizando una lámpara de unos 80
W/cm.
Se pueden hacer los ajustes apropiados
dependiendo de la potencia de la lámpara,la distribución de la
salida sobre el rango UV, el grosor de la muestra así como del
componente polimérico, en nivel de agente de reticulado presente, y
el nivel de material de relleno presente. Por ejemplo, un caucho
copolimérico de acrilato de etileno que contiene material de
relleno necesitaría un tiempo de endurecimiento más largo que la
misma composición sin material de relleno.
Se pueden incorporar agentes espumantes en la
composición endurecible de la presente invención. En tales
circustancias se formará una estructura en celdas mediante la
exposición de la composición endurecible a radiación UV como
resultado de la descomposición térmica del agente espumante inducido
mediante el calentamiento simultáneo que ocurre durante la
exposición a luz UV. Este fenómeno de calentamiento puede aumentarse
y controlarse mediante la aplicación externa adicional de calor.
Algunos de los agentes espumantes típicos que se pueden utilizar
incluyen p, p'-oxibisbencenosulfonil hidrazida,
azodicarbon-amidas,
p-toluenesulfonll semicarbazidas, y
dinitrosopentametileno tetramina.
De forma alternativa, la reacción de endurecido
por UV puede llevarse a cabo con enfriamiento, de tal forma que el
endurecimiento y el el proceso de espumado ocurren de forma
secuencial, en lugar de simultáneamente. Es decir, la composición
endurecible se expone a radiación UV con enfriamiento, y la
composición endurecible se pasa a continuación a través de un túnel
de aire caliente para provocar el espumado. Mediante tales procesos
pueden prepararse estructuras de celda cerrada de baja gravedad
específica. Por ejemplo, se pueden obtener estructuras con
gravedades específicas de 0.25-6.0 g/cm^{3}.
Las composiciones elastoméricas endurecibles de
la presente invención son útiles en la fabricación de compuestos de
caucho generales, composiciones de recubrimiento, espumas y
recubrimiento de cables. Sin embargo, se utilizan de forma más
ventajosa en la preparación de sellados y juntas para artículos
termoplásticos en particular aquellos empleados en aplicaciones
automovilísticas.
La invención se ilustra mediante los siguientes
ejemplos de realización específicos donde todas las partes son en
peso a menos que se indique de otra forma.
\vskip1.000000\baselineskip
Una composición elastomérica endurecible de la
invención, la Muestra 1A, se preparó mezclando los siguientes
componentes en una moledora de caucho: 94 partes de un copolímero de
fluoruro de vinilideno (VF_{2}), perfluorometil perfluorovinil
éter (PMVE), tetrafluoroetileno (TFE), y
4-bromo-3,3,4,4-tetrafluorobuteno-1
(BTFB) (razón en peso VF_{2}: TFE: PMVE: BTFB 54: 10: 35: 1.2),
6.0 partes de trimetilolpropano triacrilato, y 0.5 parets de
fotoiniciador Irgacure1800®. A la composición molida se le dió la
forma de bloques no endurecidos de 2 mm de grosor por moldeado en
un molde recubierto con resina de fluoropolímero Teflón®. Se expuso
uno de los bloques no endurecidos durante un minuto a radiación UV
de una lámpara de mercurio de presión media que emite radiación de
una longitud de onda de aproximadamente 250-400 nm a
80 watts/cm. La distancia de las muestras a la lámpara era de 10
cm. Las muestras endurecidas exhibieron las propiedades que se
muestran en la Tabla I. Se prepararon dos muestras adicionales, 1B
y 1C, esencialmente de la misma manera excepto en que la Muestra 1B
contenía 8 partes de trimetilolpropano triacrilato y la Muestra 16C
contenía 0.5 partes de hidruro de
tri-n-butilestaño además de 6
partes de trimetilolpropano triacrilato. Las muestras 1B y 1C fueron
endurecidas esencialmente de la misma forma que la Muestra 1A. Las
propiedades físicas de los bloques endurecidos se muestran en la
Tabla I.
\vskip1.000000\baselineskip
| Composición de la Muestra | 1A | 1B | 1C |
| Polímero | 94 | 92 | 94 |
| Trimetilolpropano triacrilato | 6 | 8 | 6 |
| Fotoiniciador Irgacure®1800 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| Tri-n-butilestaño hidruro | - - - | - - - | 0.5 |
| Propiedades físicas | |||
| Dureza, Shore A (pts) | 59 | 70 | - - - |
| Superficie expuesta en la radiación | |||
| TB (MPa) | 9.1 | 10.9 | 13.8 |
| Mloo (MPa) 3.1 5.4 7 | |||
| EB (%) | 450 | 339 | 273 |
| Propiedades de compresión (%) | 69 | - - - | 36 |
| 22 horas, 150 C, 25% | |||
| deflexión, exposición UV de | |||
| 2 minutos |
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
2
Una composición elastomérica endurecible de la
invención, la Muestra 2A, se preparó mezclando los siguientes
componentes en una moledora de caucho: 94 partes de un copolímero
yodado VF_{2}, PMVE, TFE, y BTFB (razón en peso VF_{2}: TFE:
PMVE: BTFB 54: 10: 35: 0.6; preparado en presencia de un agente de
transferencia de cadena y que tiene un contenido en yodo de 0.18),
6.0 partes de trimetilolpropano triacrilato, y 1 parte de
fotoiniciador Irgacure1800®. A la composición molida se le dió la
forma de bloques no endurecidos de 2 mm de grosor por moldeado en
un molde recubierto con resina de fluoropolímero Teflon®. Se expuso
uno de los bloques no endurecidos durante un minuto a radiación UV
de una lámpara de mercurio de presión media que emitía radiación de
longitud de onda de aproximadamente 250-400 nm a 80
watts/cm. La distancia de las muestras a la lámpara era de 10 cm.
Las muestras endurecidas exhibieron las propiedades que se muestran
en la Tabla II. Se prepararon tres muestras adicionales, 2B, 2C, y
2D, esencialmente de la misma forma excepto que cada una contenía
0.5 partes de Irgacure 1800, Muestra 2B contenía 94 partes de un
copolímero libre de yodo de VF_{2}, PMVE, TFE, y BTFB con una
razón de monómeros de 54: 10: 35: 1.2; la Muestra 2C contenía 94
partes de un copolímero libre de yodo VF_{2}, PMVE, TFE, y BTFB
con una razón de monómeros de 52.9: 10.2: 34.9: 2.2; y la Muestra
2D contenía 94 partes de un copolímero libre de yodo VF_{2},
PMVE, TFE, y BTFB con una razón de monómeros de 53.5: 10: 34.4:
2.2. Las Muestras 2B-2D fueron endurecidas
esencialmente de la misma forma que la Muestra 2A. Las propiedades
físicas de los bloques endurecidos se muestran en la Tabla II.
\vskip1.000000\baselineskip
| Composición de la muestra | 2A | 2B | 2C | 2D |
| Polímero | 94 | 94 | 94 | 94 |
| Trimetilolpropano triacrilato | 6 | 6 | 6 | 6 |
| Fotoiniciador Irgacure®1800 | 1 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| Propiedades físicas | ||||
| Dureza, Shore A (pts) | 49 | 59 | 60 | - - - |
| Composición de la muestra | 2A | 2B | 2C | 2D |
| Superficie expuesta en la radiación | ||||
| TB (MPa) | 2 | 9.1 | 7.5 | 9.9 |
| M_{100} (MPa) | 1.4 | 3.1 | 3.3 | 3.8 |
| EB (%) | 537 | 450 | 346 | 431 |
| Propiedades de compresión (%) | - - - | 69 | 75.3 | 76.2 |
| 22 horas, 150ºC, 25% | ||||
| deflexión, exposición UV | ||||
| de 2 minutos |
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
3
Una composición elastomérica endurecible de la
invención, la Muestra 3A, se preparó mezclando los siguientes
componentes en una moledora de caucho: 92 partes de un copolímero
VF_{2}, PMVE, TFE, y BTFB (razón en peso VF2: TFE: PMVE: BTFB
52.9: 10.2 : 34.9: 2.0), 8.0 partes de trimetilolpropano
triacrilato, y 0.5 partes de fotoiniciador Irgacure®1800.
A la composición molida se le dió la forma de
bloques no endurecidos de 2 mm de grosor por moldeado en un molde
recubierto con resina de fluoropolímero Teflon®. Se expuso uno de
los bloques no endurecidos durante un minuto a radiación UV de una
lámpara de mercurio de presión media que emitía radiación de
longitud de onda de aproximadamente 250-400 nm a
80 watts/cm. La distancia de las muestras a la lámpara era de 10 cm.
Las muestras endurecidas exhibieron las propiedades que se muestran
en la Tabla III. Una muestra adicional, 3B, se preparó
esencialmente de la misma forma. Sin embargo, la Muestra 3B contenía
100 partes de polímero y además contenía 0.5 partes de hidruro de
tri-n-butilestaño. La Muestra 3B se
hizo endurecer esencialmente de la misma forma que la Muestra 3A.
Las propiedades físicas de los bloques endurecidos se muestran en la
Tabla III.
\vskip1.000000\baselineskip
| Composición de la muestra | 3A | 3B |
| Polímero | 92 | 100 |
| Trimetilolpropano triacrilato | 8 | 8 |
| Fotoiniciador Irgacure®1800 | 0.5 | 0.5 |
| Hidruro de tri-n-butilestaño | - - - | 0.5 |
| Propiedades físicas | ||
| Dureza, Shore A (pts) | - - - | 68 |
| Superficie expuesta en la radiación | ||
| TB (MPa) | 10 | 11.8 |
| M_{100} (MPa) | 6 | 6.3 |
| EB (%) | 284 | 239 |
| Propiedades de compresión | 74.4 | 35.4 |
| 22 horas, 120ºC, 25% | ||
| deflexión, exposición UV | ||
| de 2 minutos |
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
4
Una composición elastomérica endurecible de la
invención, la Muestra 4A, se preparó mezclando los siguientes
componentes en una moledora de caucho: 92 partes de un copolímero
VF_{2}, PMVE, TFE, y BTFB (razón en peso VF_{2}: TFE: PMVE:
BTFB 53.5: 10: 34.4:2.2), 8.0 partes de trimetilolpropano
triacrilato, y 0.5 partes de fotoiniciador Irgacure®1800. A la
composición molida se le dió la forma de bloques no endurecidos de 2
mm de grosor por moldeado en un molde recubierto con resina de
fluoropolímero Teflon®. Se expuso uno de los bloques no endurecidos
durante un minuto a radiación UV de una lámpara de mercurio de
presión media que emitía radiación de longitud de onda de
aproximadamente 250-400 nm a 80 watts/cm. La
distancia de las muestras a la lámpara era de 10 cm. Las muestras
endurecidas exhibieron las propiedades que se muestran en la Tabla
IV. Una muestra adicional, 4B, se preparó esencialmente de la misma
forma. Sin embargo, la Muestra 4B contenía 100 partes de polímero,1
parte de fotoiniciador Irgacure®1800 y además contenía 1 parte de
hidruro de tri-n-butilestaño. La
Muestra 4B se hizo endurecer esencialmente de la misma forma que la
Muestra 4A.
Las propiedades físicas de los bloques
endurecidos se muestran en la Tabla IV.
| Composición de la muestra | 4A | 4B |
| Polímero | 92 | 100 |
| Trimetilolpropano triacrilato | 8 | 8 |
| Fotoiniciador Irgacure®1800 | 0.5 | 1.0 |
| Hidruro de tri-n-butilestaño | - - - | 0. 5 |
| Propiedades físicas | ||
| Dureza, Shore A (pts) | 61 | 71 |
| Superficie expuesta en la radiación | ||
| TB (MPa) | 9.9 | 11.8 |
| M_{100} (MPa) | 5.7 | 7.3 |
| EB(%) | 356 | 215 |
| Propiedades de compresión | 71.5 | 43. 3 |
| 22 horas, 150ºC, 25% | ||
| deflexión, exposición UV | ||
| de 2 minutos |
Claims (28)
1. Una composición elastomérica
endurecible, térmicamente estable que tiene una viscosidad Money de
1-150 ML 1+4 (100ºC) que consisten en:
a) de un 70 a un 99 por ciento en peso de un
fluoroelastómero que tiene al menos un lugar de endurecimiento
seleccionado de entre el grupo que consiste en 1) olefinas bromadas,
olefinas cloradas y olefinas yodadas copolimerizadas; 2) éteres
insaturados bromados, éteres insaturados clorados, y éteres
insaturados yodados copolimerizados; 3) dienos y trienos no
conjugados copolimerizados y 4) átomos de yodo, átomos de bromo y
sus combinaciones que estén presentes en posiciones terminales de la
cadena del fluoroelastómero;
b) del 0.5 al 20 por ciento en peso de un agente
de reticulado multifuncional seleccionado de entre el grupo que
consiste en agentes de reticulado acrílicos multifuncionales,
agentes de reticulado metacrílicos multifuncionales, agentes de
reticulado de tipo cianurato multifuncionales, y agentes de
reticulado de tipo isocianurato multifuncio-
nales;
nales;
c) del 0.1 al 10 por ciento en peso de un
iniciador UV.
d) opcionalmente, no más de 15 partes en peso
por 100 partes de polímero de un aglutinante;
e) opcionalmente, de 0.01 al 2.0 partes en peso
del fluoroelastómero de un hidruro de organoestaño;
f) opcionalmente, menos de 1500 ppm, en base al
peso del agente de reticulado, de inhibidores; y
g) opcionalmente, un agente espumante.
donde los porcentajes en peso de cada uno de los
componentes a), b) y c) están basados en los pesos combinados de
los componentes a), b) y c).
2. La composición de la Reivindicación 1
donde el fluoroelastómero es un copolímero que contienen unidades
copolimerizadas de fluoruro de vinilideno.
3. La composición de la Reivindicación 1
donde el fluoroelastómero es un copolímero que contiene unidades
copolimerizadas de tetrafluoroetileno.
4. La composición de la Reivindicación 1
donde al menos un lugar de endurecimiento se selecciona de entre el
grupo consistente en olefinas bromadas, olefinas cloradas y olefinas
yodadas copolimerizadas.
5. La composición de la Reivindicación 1
donde al menos un lugar de endurecimiento se selecciona de entre el
grupo consistente en éteres insaturados bromados, éteres insaturados
clorados y éteres insaturados yodados copolimerizados.
6. La composición de la Reivindicación 1
donde al menos un lugar de endurecimiento se selecciona de entre el
grupo que consiste en dienos no conjugados copolimerizados.
7. La composición de la Reivindicación 1
donde al menos un lugar de endurecimiento se selecciona de entre el
grupo que consiste en átomos de yodo y átomos de bromo y mezclas de
ellos que están presentes en posiciones terminales de la cadena de
fluoroelastómero.
8. La composición de la Reivindicación 4
donde el lugar de endurecimiento es una olefina bromada
copolimeri-
zada.
zada.
9. La composición de la Reivindicación 8
donde el lugar de endurecimiento es
4-bromo-3,3,4,4-tetrafluorobuteno-1.
10. La composición de la Reivindicación 1
donde el agente de reticulado multifuncional es un agente de
reticulado acrílico multifuncional.
11. La composición de la Reivindicación 1
donde el agente de reticulado multifuncional es un agente de
reticulado metacrílico multifuncional.
12. La composición de la Reivindicación 1
donde el iniciador UV es una cetona.
13. Un proceso para la la aplicación de un
sellado a un artículo, que comprende los pasos de
A) mezclar a una temperatura de entre 25ºC y
250ºC
\newpage
- a)
- de un 70 a un 99 por ciento en peso de un fluoroelastómero que tenga al menos un lugar de endurecimiento seleccionado de entre el grupo consistente en 1) olefinas bromadas, olefinas cloradas y olefinas yodadas copolimerizadas; 2) éteres insaturados bromados, éteres insaturados clorados, y éteres insaturados yodados copolimerizados; 3) dienos y trienos no conjugados copolimerizados y 4) átomos de yodo, átomos de bromo y sus combinaciones que estén presentes en posiciones terminales de la cadena del fluoroelastómero;
- b)
- de un 0.5 a un 20 por ciento en peso de un agente de reticulado multifuncional seleccionado de entre el grupo que consiste en agentes de reticulado acrílicos multifuncionales, agentes de reticulado metacrílicos multifuncionales, agentes de reticulado de tipo cianurato multifuncionales, y agentes de reticulado de tipo isocianurato multifuncionales; y
- c)
- de un 0.1 a un 10 por ciento en peso de un iniciador UV
donde los porcentajes en peso de cada uno de los
componentes a), b), y c) están basados en los pesos combinados de
los componentes a), b), y c), para formar una composición de
elastómero extruíble, endurecible y térmicamente estable que tiene
una viscosidad Money de 1-150 ML 1+4 (100ºC);
B) deposición de dicha mezcla extruíble sobre
dicho artículo en la forma y grosor deseado para fabricar un
sellado sin endurecer; y
C) irradiación de dicho sellado no endurecido
con radiación UV durante un tiempo suficiente para endurecer dicho
sellado.
14. Un proceso para la aplicación de un
sellado a un artículo que comprende los pasos de
A) calentamiento de una composición de
elastómero estable térmicamente, endurecible y extruíble desde 25ºC
hasta 250ºC y deposición de la composición de elastómero sobre dicho
artículo en la forma y grosor deseado para fabricar dicho artículo
en la forma y grosor deseados para fabricar una composición de
sellado sin endurecer; y
B) irradiación de dicha composición de sellado
sin endurecer con radiación UV durante un tiempo suficiente para
endurecer dicha composición de sellado no endurecida;
donde la compasión de elastómero estable
térmicamente y endurecible tiene una viscosidad Money de
1-150 ML 1+4 (100ºC), y contiene
- a)
- de un 70 a un 99 por ciento en peso de un fluoroelastómero que tenga al menos un lugar de endurecimiento seleccionado de entre el grupo consistente en 1) olefinas bromadas, olefinas cloradas y olefinas yodadas copolimerizadas; 2) éteres insaturados bromados, éteres insaturados clorados, y éteres insaturados yodados copolimerizados; 3) dienos y trienos no conjugados copolimerizados y 4) átomos de yodo, átomos de bromo y sus combinaciones que estén presentes en posiciones terminales de la cadena del fluoroelastómero;
- b)
- de un 0.5 a un 20 por ciento en peso de un agente de reticulado multifuncional seleccionado de entre el grupo que consiste en agentes de reticulado acrílicos multifuncionales, agentes de reticulado metacrílicos multifuncionales, agentes de reticulado de tipo cianurato multifuncionales, y agentes de reticulado de tipo isocianurato multifuncionales; y
- c)
- de un 0.1 a un 10 por ciento en peso de un iniciador UV
donde los porcentajes en peso de cada uno de los
componentes a), b), y c) están basados en los pesos combinados de
los componentes a), b), y c).
15. Un proceso para la fabricación de una
junta en el mismo lugar de aplicación que comprende los pasos
de
A) calentamiento de una composición de
elastómero estable térmicamente, endurecible y extruíble desde 25ºC
hasta 250ºC, y deposición de la composición de elastómero sobre
dicho artículo para fabricar una junta de la composición sin
endurecer; y
B) irradiación de dicha junta de la composición
sin endurecer con radiación UV durante un tiempo suficiente para
endurecer dicha junta de la composición no endurecida;
donde la compasión de elastómero estable
térmicamente y endurecible tiene una viscosidad Money de
1-150 ML 1+4 (100ºC), y contiene
- a)
- de un 70 a un 99 por ciento en peso de un fluoroelastómero que tenga al menos un lugar de endurecimiento seleccionado de entre el grupo consistente en 1) olefinas bromadas, olefinas cloradas y olefinas yodadas copolimerizadas; 2) éteres insaturados bromados, éteres insaturados clorados, y éteres insaturados yodados copolimerizados; 3) dienos y trienos no conjugados copolimerizados y 4) átomos de yodo, átomos de bromo y sus combinaciones que estén presentes en posiciones terminales de la cadena del fluoroelastómero;
- b)
- de un 0.5 a un 20 por ciento en peso de un agente de reticulado multifuncional seleccionado de entre el grupo que consiste en agentes de reticulado acrílicos multifuncionales, agentes de reticulado metacrílicos multifuncionales, agentes de reticulado de tipo cianurato multifuncionales, y agentes de reticulado de tipo isocianurato multifuncionales; y
- c)
- de un 0.1 a un 10 por ciento en peso de un iniciador UV
donde los porcentajes en peso de cada uno de los
componentes a), b), y c) están basados en los pesos combinados de
los componentes a), b), y c).
16. El proceso de la Reivindicación 13, 14
o 15 donde el fluoroelastómero es un copolímero que contiene
unidades copolimerizadas de fluoruro de vinilideno.
17. El proceso de la Reivindicación 13, 14
o 15 donde el fluoroelastómero es un copolímero que contiene
unidades copolimerizadas de tetrafluoroetileno.
18. El proceso de la Reivindicación 13, 14
o 15 donde la composición endurecible se calienta a una temperatura
de 90ºC-170ºC en el paso A).
19. El proceso de la Reivindicación 13, 14
o 15 donde el artículo está fabricado a partir de un material
termoplástico.
20. El proceso de la Reivindicación 13, 14
o 15 donde el agente de reticulado multifuncional es un agente de
reticulado acrílico multifuncional.
21. El proceso de la Reivindicación 13, 14
o 15 donde el agente de reticulado multifuncional es un agente de
reticulado metacrílico multifuncional.
22. El proceso de la Reivindicación 13, 14
o 15 donde el fluoroelastómero tiene una viscosidad Money de
10-90 ML 1+4 (121ºC).
23. El proceso de la Reivindicación 13, 14
o 15 donde dicho artículo está fabricado de metal.
24. El proceso de la Reivindicación 13, 14
o 15 donde el agente de reticulado multifuncional es un agente de
reticulado cianurato multifuncional.
25. El proceso de la Reivindicación 13, 14
o 15 donde el agente de reticulado multifuncional es un agente de
reticulado isocianurato multifuncional.
26. El proceso de la Reivindicación 13, 14
o 15 donde dicha composición elastomérica extraíble se dosifica a
través de una extrusora antes de ser depositada sobre dicho
artículo.
27. Una artículo endurecido producido
mediante el proceso de la Reivindicación 13, 14 o 15.
28. Un artículo con forma fabricado a
partir de una composición de elastómero endurecible donde la
composición de elastómero endurecible tiene una viscosidad Money de
1-150 ML 1+4 (100ºC), y contiene
a) de un 70 a un 99 por ciento en peso de un
fluoroelastómero que tenga al menos un lugar de endurecimiento
seleccionado de entre el grupo consistente en 1) olefinas bromadas,
olefinas cloradas y olefinas yodadas copolimerizadas; 2) éteres
insaturados bromados, éteres insaturados clorados, y éteres
insaturados yodados copolimerizados; 3) dienos y trienos no
conjugados copolimerizados y 4) átomos de yodo, átomos de bromo y
sus combinaciones que estén presentes en posiciones terminales de
la cadena del fluoroelastómero;
b) de un 0.5 a un 20 por ciento en peso de un
agente de reticulado multifuncional seleccionado de entre el grupo
que consiste en agentes de reticulado acrílicos multifuncionales,
agentes de reticulado metacrílicos multifuncionales, agentes de
reticulado de tipo cianurato multifuncionales, y agentes de
reticulado de tipo isocianurato multifuncionales; y
c) de un 0.1 a un 10 por ciento en peso de un
iniciador UV
donde los porcentajes en peso de cada uno de los
componentes a), b), y c) están basados en los pesos combinados de
los componentes a), b), y c).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/US1999/016003 WO2001005885A1 (en) | 1999-07-15 | 1999-07-15 | Uv curable elastomer composition |
Publications (1)
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