ES2308255T3

ES2308255T3 - Piezas unidas adhesivamente a motores y transmisiones.

Info

Publication number: ES2308255T3
Application number: ES04784381T
Authority: ES
Inventors: Gary L. Jialanella; David M. Courter
Original assignee: Dow Global Technologies LLC
Current assignee: Dow Global Technologies LLC
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2008-12-01
Anticipated expiration: 2024-09-17
Also published as: US20050061280A1; WO2005028542A2; JP2007505977A; WO2005028542A3; EP1668063B1; US7556002B2; ATE404610T1; DE602004015815D1; KR20060076305A; EP1668063A2; CN1849360A

Abstract

Un ensamblaje de tapa de válvulas, que comprende una tapa de válvulas que tiene una superficie de contacto adaptada para ser unida a una cabeza de cilindros de un motor de combustión interna, que tiene una gota o capa continua de un adhesivo dispuesta sobre el perímetro de la superficie de contacto de la tapa de válvulas, en donde el adhesivo comprende un poliéter de tiol, que tiene dos o más grupos reactivos capaces de reaccionar con un agente de reticulación, y un agente de reticulación.

Description

Piezas unidas adhesivamente a motores y transmisiones.

Antecedentes de la invención

Esta invención se refiere a piezas unidas a motores y transmisiones. En una realización preferida, se refiere a ensamblajes de tapas de válvulas para motores de combustión interna en los que la tapa de válvulas está unida a la cabeza de cilindros mediante un adhesivo. La invención también se refiere a procedimientos para unir tapas de válvulas a cabezas de cilindros de motores de combustión interna.

Los motores y sistemas de transmisión de automóviles y camiones tienen muchas piezas que están ensambladas. Debido a que muchas de estas conexiones conectan sistemas que implican el flujo de fluidos, en donde la contaminación de los fluidos puede causar daño al motor, es importante tanto unir las piezas como sellar la junta entre las piezas. Las piezas se unen típicamente usando medios de fijación mecánicos y se sellan usando juntas, algunas de las cuales son composiciones que se curan en el lugar. Un sistema representativo es un sistema de componentes de trenes de válvulas. Los motores de automóviles y camiones tienen típicamente sus componentes de trenes de válvulas cubiertos con tapas diseñadas para proteger las válvulas y los componentes internos de diversos contaminantes externos y para contener aceite de motor y gases de combustión dentro del motor para su desecho apropiado. Estas tapas se denominan de diversas formas, como tapas de válvulas, tapas de balancines, tapas de levas y similares. Tradicionalmente, estas tapas de válvulas se han fabricado a partir de materiales metálicos tales como acero, magnesio o aluminio. Recientemente, con el fin de reducir coste y peso, las tapas de válvulas se han fabricado a partir de materiales plásticos termoendurecibles o materiales termoplásticos que pueden resistir el entorno de altas temperaturas existentes bajo el capó, véase por ejemplo, la patente de EE.UU. 5.492.086; la patente de EE.UU. 5.375.569; la patente de EE.UU. 5.746.168 y la patente de EE.UU. 5.363.759, incorporadas en la presente memoria por referencia. Típicamente, las tapas de válvulas se unen al motor fijando con pernos la tapa de válvulas a la cabeza de cilindros. Para sellar los componentes internos del motor del entorno exterior y contener aceite de motor y gases de combustión, está dispuesta una junta entre la tapa de válvulas y la cabeza de cilindros.

Es bien sabido que algunos materiales plásticos fluyen lentamente cuando se exponen a temperaturas altas y presión. Esto causa un problema con el uso de materiales termoplásticos como tapas de válvulas, especialmente, cuando las tapas de válvulas basadas en termoplásticos están fijadas con pernos fuertemente en su lugar. Típicamente, los fijadores mecánicos usados comprimen la tapa de válvulas, y la junta puede contribuir a esta fluencia. La patente de EE.UU. 5.365.901, incorporada en la presente memoria por referencia, describe el uso de un material de baja fluencia como una brida que está sujeta con pernos a la cabeza de cilindros, en donde la tapa de válvulas está mecánica o químicamente sujeta a la brida.

El problema con las tapas de válvulas tradicionales es que el ensamblaje de una tapa de válvulas a un motor requiere mucha mano de obra y requiere dispositivos mecánicos de fijación costosos, tales como pernos y orificios para pernos roscados. La necesidad de usar orificios para pernos roscados también requiere una maquinización y coste significativo. Además, los medios tradicionales de ensamblaje requieren el uso de una junta para sellar entre la tapa de válvulas y la cabeza de cilindros. Esto también requiere un trabajo significativo. Además, las juntas tienden a fluir lentamente y agrietarse con el tiempo, dando como resultado fugas que tienen impacto sobre el rendimiento del motor y requieren reparaciones costosas.

Jones et al, solicitud de patente de EE.UU. 2002-0112684 (incorporada en la presente memoria por referencia) describe una tapa de válvulas unida de manera adhesiva a una cabeza de motor, en la que el adhesivo tiene fuerza suficiente para mantener la tapa de válvulas en su lugar durante las condiciones normales de funcionamiento, véase el párrafo 0007. Los adhesivos descritos como preferibles incluyen una resina epoxi de alta temperatura, una poliimida, un adhesivo híbrido de poliimida/resina epoxi, una silicona, una fluorosilicona, un sistema adhesivo acrílico iniciado por alquilborano, o un adhesivo de novolaca epoxi/caucho de nitrilo, véase el párrafo 0026.

Un problema en la unión de una tapa de válvulas a una cabeza de motor es seleccionar un adhesivo que cumpla los rigurosos requerimientos necesarios para el uso bajo las condiciones de funcionamiento de un vehículo. El adhesivo debe mantener una fuerza suficiente para mantener la tapa de válvulas en su lugar a lo largo de la vida de un vehículo cuando es expuesta a hidrocarburos a elevadas temperaturas, de más de 150ºC, durante periodos de tiempo extensos. Adicionalmente, el adhesivo debe tener suficiente ductilidad para mantener un sello a las bajas temperaturas a las cuales puede estar expuesto el vehículo en inviernos rigurosos. Después del ensamblaje, el motor es expuesto a una prueba de baja presión para asegurar que está apropiadamente sellado. Una ubicación que necesita ser sellada es el empalme entre la tapa de válvulas y la cabeza del motor. Así, el adhesivo necesita formar un sello suficiente en el ensamblaje del motor para sellar contra fugas durante la prueba de baja presión y mantener la tapa de válvulas en su lugar durante la prueba.

Lo que se necesita es un sistema de unión de piezas a un motor o una transmisión en donde el sistema sea capaz de manejar las temperaturas, presiones y exposiciones a diversos productos químicos como los encontrados en motores y sistemas de transmisión de automóviles. Lo que se necesita es una tapa de válvulas unida a una cabeza de motor con un adhesivo que tenga buenas propiedades de fuerza a altas temperaturas, buena resistencia a hidrocarburos a altas temperaturas y buena ductilidad para sellar el empalme entre la tapa de válvulas y la cabeza de motor a un amplio intervalo de temperaturas. Adicionalmente, se necesita un adhesivo que mantenga sus propiedades a lo largo de la esperanza de vida del vehículo y que tenga suficiente fuerza y ductilidad para mantener piezas del motor y transmisión en su lugar y sellar las juntas entre las piezas y el motor o transmisión. Se necesita un adhesivo que tenga también fuerza suficiente poco después del ensamblaje de la tapa de válvulas a la cabeza de motor para proporcionar un sello durante la prueba de fugas a baja presión.

Sumario de la invención

En una realización, la invención es un método de unión de una pieza a un motor o transmisión de automóvil, que comprende poner en contacto un adhesivo, que comprende un poliéter de tiol que tiene dos o más grupos reactivos y un agente de curado para el poliéter de tiol, con una o ambas de las piezas del motor o transmisión de automóvil, poner en contacto la pieza y el motor o transmisión con el adhesivo situado entre las piezas y curar el adhesivo para que la junta entre la pieza y el motor o transmisión se selle. En otra realización, la invención es un ensamblaje de tapa de válvulas que comprende una tapa de válvulas en donde la tapa de válvulas tiene una superficie de contacto, adaptada para ser unida a una cabeza de cilindros de un motor de combustión interna, que tiene una gota o capa continua de adhesivo dispuesta sobre el perímetro de la superficie de contacto, en donde el adhesivo comprende un poliéter de tiol que tiene dos o más grupos reactivos capaces de reaccionar con un agente de reticulación y un agente de reticulación para el poliéter de tiol. Preferiblemente, la tapa de válvulas no tiene orificios para pernos adaptados para servir a la función principal de mantener la tapa de válvulas en su lugar.

En otra realización, la invención es un ensamblaje de motor que comprende una o más tapas de válvulas que preferiblemente no tienen orificios para pernos adaptados para mantener la una o más tapas de válvulas en su lugar, en donde cada tapa de válvulas tiene una superficie de contacto, y una o más cabezas de cilindros, en donde cada cabeza de cilindros tiene superficies de contacto adaptadas para ajustarse a las superficies de contacto de las tapas de válvulas, en donde cada tapa de válvulas se une de manera adhesiva a una cabeza de cilindros a lo largo de tales superficies de contacto, en donde el adhesivo comprende un poliéter de tiol que tiene dos o más grupos reactivos capaces de reaccionar con un agente de curado y un agente de curado para el poliéter de tiol. Está dispuesta una capa continua de adhesivo entre las superficies de contacto de cada tapa de válvulas y la cabeza de cilindros a la cual se une cada tapa de válvulas. La capa continua de adhesivo forma un sello entre la superficie de contacto de cada tapa de válvulas y cabeza de cilindros.

En otra realización preferida, se proporciona un método para unir una pieza a un motor o transmisión de automóvil como se describe anteriormente, en el que la pieza es una tapa de válvulas para ser unida a una cabeza de cilindros, comprendiendo el método

a) aplicar bien a una cabeza de cilindros o bien a una tapa de válvulas, en donde la tapa de válvulas y la cabeza de cilindros tienen cada una superficies de contacto adaptadas para ser emparejadas, una gota continua de adhesivo sobre la superficie de contacto de la cabeza de cilindros o la tapa de válvulas;

b) poner en contacto la superficie de contacto de la tapa de válvulas con la superficie de contacto de la cabeza de cilindros, de tal modo que la gota continua de adhesivo se dispone entre las superficies de contacto de la tapa de válvulas y la cabeza de cilindros; y

c) curar el adhesivo para formar una unión permanente entre las superficies de contacto de la tapa de válvulas y la cabeza de cilindros, en donde el adhesivo forma un sello entre la tapa de válvulas y la cabeza de cilindros; en donde el adhesivo comprende un poliéter de tiol que tiene dos o más grupos reactivos capaces de reaccionar con un agente de curado y un agente de curado para el poliéter de tiol.

La invención proporciona medios de ensamblaje de una pieza tal como una tapa de válvulas a un motor o una transmisión sin la necesidad de medios de unión mecánica caros, la necesidad de una junta y/o la necesidad de preparar especialmente la superficie de contacto de cualquiera de las piezas, tales como una tapa de válvulas o el motor o transmisión, tal como la cabeza del cilindro. La invención permite el ensamblaje de un motor con una reducción significativa en la cantidad de trabajo necesitado para ensamblar el motor. Además, la invención permite el ensamblaje de un motor o transmisión sin la necesidad de ejercer compresión sobre el sello o la pieza para mantenerla en su lugar. El adhesivo proporciona un sello y mantiene la pieza en su lugar bajo diversas condiciones extremas. La composición adhesiva exhibe suficiente fuerza en verde tras la aplicación que es lo bastante fuerte para mantener la tapa de válvulas en su lugar durante la prueba de baja presión y también proporciona suficiente sellado para hacer al ensamblaje resistente a las fugas.

Compendio de las figuras

La Figura 1 muestra una vista en despiece ordenado de un ensamblaje de tapa de válvulas y cabeza de cilindros de la invención.

La Figura 2 muestra una vista en despiece ordenado de una vista en corte de un ensamblaje de tapa de válvulas y cabeza de cilindros.

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La Figura 3 muestra una vista en corte sin despiece ordenado del ensamblaje de tapa de válvulas y cabeza de cilindros.

Descripción detallada de la invención

La composición adhesiva útil en la unión de piezas a motores o transmisiones comprende un poliéter de tiol y un agente de curado para el poliéter de tiol. Un poliéter de tiol comprende un polímero que tiene uno o más éteres de tiol en la cadena principal del polímero, y comprende además dos o más grupos reactivos. Los grupos reactivos son restos que son capaces de reaccionar con otro compuesto capaz de curar el polímero que es un agente de reticulación. El éter de tiol es un átomo de azufre situado entre dos grupos hidrocarbonados. Preferiblemente, los grupos hidrocarbonados son alquileno, cicloalquileno o una mezcla de los mismos. El polímero basado en poliéter de tiol puede contener otros grupos funcionales que no interfieran en su funcionalidad en la invención. Los grupos reactivos son preferiblemente hidroxilo, amino primario o secundario, mercapto, acrilato, isocianato, vinilo o una combinación de los mismos. Los grupos reactivos son preferiblemente hidroxilo, amino primario o secundario, mercapto o una combinación de los mismos. Los grupos reactivos preferidos son grupos mercapto. En una realización preferida, los poliéteres de tiol corresponden a uno de las Fórmulas I a IV.

1

A es una estructura que tiene la fórmula -R^{2} -[-S-(CH_{2})_{2}-O-[-R^{5}-O-]_{m}-(CH_{2})_{2}-S-R^{2}-]_{n}-. B es un residuo z-valente de un agente polifuncionalizante. R^{1} es, separadamente en cada caso, un grupo tiol, un grupo hidroxilo, un grupo amina sin sustituir, un radical monovalente sustituido con al menos un grupo hidroxilo, un grupo amina sin sustituir, o un grupo que es no reactivo en presencia de un catalizador ácido. R^{2} es un resto divalente. R^{3} es, separadamente en cada caso, un enlace simple cuando y es 0 y -S-(CH_{2})_{2}-[-O-R^{5}]_{m}-O- cuando y es 1. R^{4} es -SH ó -S-(CH_{2})_{2}-O-R^{6} cuando y es 0 y -CH_{2}=CH_{2} ó -(CH_{2}-)_{2}-S-R^{6} cuando y es 1. R^{5} es, separadamente en cada caso, metileno, un grupo n-alquilo C_{2-6} divalente, alquilo C_{2-6} ramificado, cicloalquilo C_{6-8} ó alquilcicloalquilo C_{6-10} ó -[(CH_{2})_{p}-X]_{q}-(CH_{2})_{r}-. R^{6} es n-alquilo C_{1-6} que está sin sustituir o sustituido con al menos un grupo -OH ó -NHR^{7}. R^{7} es, separadamente en cada caso, H ó un grupo n-alquilo C _{1-6}. X es, separadamente en cada caso, O, S y -NR^{8}-. R^{8} es, separadamente en cada caso, H ó un grupo alquilo C_{1-6}. m es, separadamente en cada caso, un número racional de entre aproximadamente 0 y aproximadamente 10. n es, separadamente en cada caso, un número entero de entre aproximadamente 1 y aproximadamente 60. p es, separadamente en cada caso, un número entero de entre aproximadamente 2 y aproximadamente 6. q es, separadamente en cada caso, un número entero de entre aproximadamente 1 y aproximadamente 5. r es, separadamente en cada caso, un número entero de entre aproximadamente 2 y aproximadamente 10. y es, separadamente en cada caso, 0 ó 1. z es, separadamente en cada caso, un número entero de entre aproximadamente 3 y aproximadamente 6. Se describen polímeros descritos por estas fórmulas en DeMoss et. al., patente de EE.UU. 5.959.071 y Zook et al, patente de EE.UU. 6.232.401 incorporadas en la presente memoria por referencia.

Preferiblemente R^{2} es un radical divalente seleccionado del grupo que consiste en un grupo n-alquileno C_{2-6}, un grupo alquileno C_{3-6} ramificado, un grupo cicloalquileno C_{6-8}, un grupo alquilcicloalquileno C_{6-10}, un grupo -[(CH_{2})_{p}-
X]_{q}-(CH_{2})_{r}-, un grupo -[(CH_{2})_{p}-X]_{q}-(CH_{2})_{r}- en el que al menos una de las unidades metileno está sustituida con un grupo metilo. Más preferiblemente, R^{2} es un grupo -[(CH_{2})_{p}-X]_{q}-(CH_{2})_{r}-. Preferiblemente R^{4} es SH. Preferiblemente R^{8} es hidrógeno o metilo. X es preferiblemente O ó S y lo más preferiblemente S. Preferiblemente p y q son iguales, y más preferiblemente son 2. Preferiblemente y es 0. Preferiblemente z es 3.

Preferiblemente el poliéter de tiol tiene un peso equivalente suficiente para desarrollar elastómeros de alto peso molecular tras el curado. Preferiblemente, el peso equivalente es aproximadamente 330 o mayor, más preferiblemente aproximadamente 800 o mayor, lo más preferiblemente aproximadamente 1500 o mayor. Preferiblemente el peso equivalente es aproximadamente 10.000 o menor, más preferiblemente aproximadamente 5.000 o menor, lo más preferiblemente aproximadamente 2.000 o menor. Los pesos equivalentes se determinan usando métodos de titulación.

Preferiblemente los poliéteres de tiol tienen una funcionalidad nominal (teórica) que facilita la reticulación. Una funcionalidad que facilita la reticulación es una que permite la formación de una red reticulada curada después del curado del adhesivo. La selección del agente de curado tiene impacto sobre la funcionalidad que se necesita para el poliéter de tiol. De manera general, si el agente de curado tiene una funcionalidad mayor que dos, entonces el poliéter de tiol puede tener una funcionalidad de aproximadamente dos o mayor. Si el agente de reticulación tiene una funcionalidad de aproximadamente 2 entonces el poliéter de tiol debe tener una funcionalidad mayor que 2. Preferiblemente la funcionalidad del poliéter de tiol es aproximadamente 2 o mayor. Preferiblemente la funcionalidad es aproximadamente 2 a aproximadamente 6, más preferiblemente de aproximadamente 2 a aproximadamente 3 y lo más preferiblemente aproximadamente 2. El poliéter de tiol está presente en las composiciones adhesivas en una cantidad suficiente para dar como resultado un adhesivo que cumple las propiedades preferidas definidas en la presente memoria. Las composiciones adhesivas de la invención son composiciones de dos partes. En una parte se encuentra el poliéter de tiol y en la otra parte se encuentra el agente de curado. Preferiblemente el poliéter de tiol está presente en la parte del poliéter de tiol de la composición adhesiva en una cantidad de aproximadamente 60 por ciento en peso o mayor, más preferiblemente aproximadamente 71 por ciento en peso o mayor, y lo más preferiblemente aproximadamente 75 por ciento en peso o mayor. Preferiblemente el poliéter de tiol está presente en la parte del poliéter de tiol de la composición adhesiva en una cantidad de aproximadamente 95 por ciento en peso o menor, más preferiblemente aproximadamente 85 por ciento en peso o menor, y lo más preferiblemente aproximadamente 76 por ciento en peso o menor.

Los éteres de tiol preferidos están disponibles en PRC-Desoto de Glendale, California, bajo la marca registrada PERMAPOL y las designaciones 3.1 e, RW-3810-70, 5645, 5534 y similares.

Los agentes de curado útiles para esta invención incluyen cualquier agente de curado que tenga restos reactivos que reaccionen con los grupos reactivos en el poliéter de tiol y tenga suficiente funcionalidad para formar un sistema polimérico reticulado con el poliéter de tiol. Entre los agentes de curado útiles están compuestos que tienen dos o más grupos funcionales que comprenden grupos hidroxilo, mercapto, amino primario, amino secundario, epoxi (éter de glicidilo), grupos isocianato, grupos acrílicos y grupos vinílicos. Los agentes de curado preferidos son compuestos con dos o más de los grupos entre grupos epoxi (éter de glicidilo), grupos isocianato, grupos acrílicos y grupos vinílicos. Son agentes de curado más preferidos compuestos que tienen dos o más grupos epoxi o isocianato, siendo los grupos epoxi los más preferidos. Preferiblemente, el agente de curado tiene una funcionalidad mayor que dos 2, más preferiblemente de mayor que 2 a aproximadamente 4 y lo más preferiblemente de aproximadamente 3 a aproximadamente 4. Los compuestos de epóxido preferidos son poliepóxidos conocidos como resinas novolaca (productos de condensación epoxidizados de fenol y formaldehído), tales como resinas epoxi DEN®* (Dow Epoxy Novolac) 438 (*DEN es una marca registrada de The Dow Chemical Company, Midland, Michigan), resinas epoxi DEN® 439, resinas epoxi ARALDITE®** ECN y ARALDITE® EPN, tales como resinas epoxi ARALDITE® ECN 1273, y resinas epoxi ARALDITE® EPN 1180 (**ARALDITE es una marca registrada de Vantico Inc.). Otros epóxidos preferidos incluyen la resina epoxi DER® 732, la resina epoxi DER® 331 y las resinas epoxi PERMAPOL®*** bajo las designaciones 5542 y 5534 (*** PERMAPOL es una marca registrada de PRC-Desoto Inc). El agente de curado se usa en cantidad suficiente para curar la composición adhesiva para lograr las propiedades deseadas descritas en la presente memoria. El agente de curado está presente preferiblemente en la parte del agente de curado de la composición adhesiva en una cantidad de aproximadamente 65 por ciento en peso o mayor, más preferiblemente aproximadamente 75 por ciento en peso o mayor, y lo más preferiblemente aproximadamente 80 por ciento en peso o mayor. El agente de curado está presente preferiblemente en una cantidad de aproximadamente 95 por ciento en peso o menor, más preferiblemente aproximadamente 90 por ciento en peso o menor, y lo más preferiblemente aproximadamente 85 por ciento en peso o menor.

El poliéter de tiol y el agente de curado se ponen en contacto generalmente en una relación de equivalentes que permite el curado completo del adhesivo. Preferiblemente la relación de equivalentes de poliéter de tiol a agente de curado es 1,1:1 a aproximadamente 1:1,1, más preferiblemente aproximadamente 1,05:1,0 a aproximadamente 1,0:1,05 y lo más preferiblemente aproximadamente 1:1.

Preferiblemente, la composición adhesiva contiene una carga que mejora la fuerza del adhesivo y que proporciona las características reológicas deseadas del adhesivo sin curar. Es deseable que la composición adhesiva sin curar exhiba una viscosidad suficiente para ser bombeable y para mantener la tapa de válvulas en su lugar hasta que el curado se complete. Más preferiblemente, la viscosidad es lo suficientemente alta para permitir que el adhesivo sin curar mantenga la pieza del motor o transmisión, tal como una tapa de válvulas, en su lugar y mantenga el sello durante la prueba de baja presión del motor antes de arrancar el motor. Preferiblemente la viscosidad del adhesivo final es 45 poise (4,5 N-S/m^{2}) o mayor, más preferiblemente aproximadamente 80 poise (8,0 N-S/m^{2}) o mayor, y lo más preferiblemente aproximadamente 10.000 poise (1000 N-S/m^{2}) o mayor. Preferiblemente la viscosidad del adhesivo final es 1.000.000 poise o menor (100.000 N-s/m^{2}), más preferiblemente aproximadamente 500.000 poise (50.000 N-S/m^{2}) o menor, y lo más preferiblemente aproximadamente 100.000 poise (10,000 N-S/m^{2}) o menor. Se puede usar cualquier carga que consiga estos objetivos. Entre las cargas preferidas están el negro de humo, sílice, talco, mica, arcilla, nanocargas, fibras, wollastonita, polvos metálicos y otras cargas minerales. La carga más preferida es el negro de humo. Preferiblemente el negro de humo usado tiene una estructura superficial irregular. Se prefieren cargas de alta área superficial. Se prefieren los negros de humo con un número de yodo de aproximadamente 75 mg/g o mayor, y son más preferidos los de aproximadamente 82 mg/g o mayor. Preferiblemente, el número de yodo es aproximadamente 95 mg/g o menor y más preferiblemente aproximadamente 90 mg o menor. Preferiblemente el negro de humo tiene un número de absorción de aceite de aproximadamente 100 a aproximadamente 120 g/cm^{3}. La cantidad de carga necesitada para conseguir el objetivo deseado variará dependiendo de la elección de la carga, el poliéter de tiol y el agente de curado. Un experto en la técnica puede ajustar las cantidades relativas que se ajusten a tales elecciones. La carga puede estar presente en cualquier parte de la composición. Se puede usar para ajustar la reología de una o ambas partes de la composición adhesiva. La carga está presente preferiblemente en la parte del poliéter de tiol de la composición adhesiva en una cantidad de aproximadamente 5 por ciento en peso o mayor, más preferiblemente aproximadamente 15 por ciento en peso o mayor, y lo más preferiblemente aproximadamente 20 por ciento en peso o mayor. La carga está presente preferiblemente en la parte del poliéter de tiol de la composición adhesiva en una cantidad de aproximadamente 35 por ciento en peso o menor, más preferiblemente aproximadamente 30 por ciento en peso o menor, y lo más preferiblemente aproximadamente 25 por ciento en peso o menor. La carga está presente preferiblemente en la parte del agente de curado de la composición adhesiva en una cantidad de aproximadamente 5 por ciento en peso o mayor, más preferiblemente aproximadamente 15 por ciento en peso o mayor, y lo más preferiblemente aproximadamente 20 por ciento en peso o mayor. La carga está presente preferiblemente en la parte del agente de curado de la composición adhesiva en una cantidad de aproximadamente 35 por ciento en peso o menor, más preferiblemente aproximadamente 30 por ciento en peso o menor, y lo más preferiblemente aproximadamente 25 por ciento en peso o menor.

En la realización donde en el agente de curado hay una resina de alta funcionalidad tal como una resina novolaca, la resina de alta funcionalidad puede ser sólida o tener una viscosidad muy alta. Para facilitar el uso de cargas, tales como una resina epoxi, en el componente que contiene el endurecedor de las composiciones adhesivas, se puede usar un diluyente o plastificante para hacer que la viscosidad sea manejable. Preferiblemente, el diluyente es un diluyente reactivo. Se prefieren los diluyentes reactivos ya que reaccionan en el adhesivo y no migran de ninguna manera significativa hacia la superficie del adhesivo. Algunos diluyentes no reactivos pueden migrar a las altas temperaturas a las cuales se expone el ensamblaje del motor. Se puede usar cualquier diluyente que sea reactivo con un componente del adhesivo bajo las condiciones de curado. Los diluyentes preferidos son resinas epoxi di- o monofuncionales o una mezcla de las mismas. Se puede usar cualquier resina epoxi monofuncional o difuncional de baja viscosidad. En una realización preferida, el diluyente reactivo es una resina epoxi alifática lineal tal como un poliéter de oxialquileno epoxidado, por ejemplo, la resina epoxi DER® 732 disponible en The Dow Chemical Company. En otra realización, el diluyente reactivo es una mezcla de una resina epoxi líquida basada en bisfenol y una resina epoxi monofuncional, tal como la resina epoxi DER® 331 basada en bisfenol A y la resina epoxi TACTIX® 123, la resina epoxi ARALDITE® GY 50 y la resina epoxi ARALDITE® LY 564. Las resinas epoxi difuncionales lineales preferidas incluyen la resina epoxi de polioxipropileno DER® 732, la resina epoxi de polioxipropileno DER® 736 y la resina epoxi ARALDITE® DY 3601. Las resinas epoxi monofuncionales preferidas incluyen éter de fenilglicidilo, éter de cresolglicidilo y éteres alifáticos de glicidilo, tales como los éteres de glicidilo ARALDITE® DY 023 y ARALDITE®
DY 025.

Para que las composiciones adhesivas de dos partes de la invención sean manejables, cada parte debe cumplir los requerimientos de viscosidad descritos en la presente memoria. Preferiblemente, la viscosidad de cada parte del adhesivo es aproximadamente 1000 poise (100 N-s/m^{2}) o mayor, más preferiblemente aproximadamente 3000 poise (300 N-S/m^{2}) o mayor, y lo más preferiblemente aproximadamente 4000 poise (400 N-S/m^{2}) o mayor. Preferiblemente, la viscosidad de cada parte del adhesivo es aproximadamente 7000 poise (700 N-S/m^{2}) o menor; más preferiblemente aproximadamente 6000 poise (600 N-S/m^{2}) o menor, y lo más preferiblemente aproximadamente 5000 poise (500 N-s/m^{2}) o menor.

El adhesivo puede comprender además un acelerador para el curado del poliéter de tiol con el agente de curado. El acelerador puede ser cualquier acelerador bien conocido para la reacción entre los grupos reactivos específicos en el poliéter de tiol y el agente de curado. En una realización preferida, el agente de curado es un poliepóxido y el acelerador es cualquier acelerador bien conocido para el curado a temperatura ambiente de composiciones que contienen poliepóxido. Entre las clases preferidas de aceleradores están aminas alifáticas primarias, secundarias y terciarias y aminas aromáticas. Los aceleradores más preferidos incluyen aminas alifáticas primarias, secundarias y terciarias. Un acelerador particularmente útil es el catalizador DABCO® 33LV, una disolución al 33 por ciento de trietilendiamina en dipropilenglicol. El acelerador se usa en cantidad suficiente para facilitar el curado de la composición adhesiva hasta el grado deseado bajo condiciones ambientales. Condiciones ambientales significa las condiciones bajo las cuales se aplica el adhesivo a la tapa de válvulas. El acelerador está presente preferiblemente en la parte del agente de curado de la composición adhesiva en una cantidad de aproximadamente 0,5 por ciento en peso o mayor, más preferiblemente aproximadamente 1,0 por ciento en peso o mayor, y lo más preferiblemente aproximadamente 1,5 por ciento en peso o mayor. El acelerador está presente preferiblemente en la parte del agente de curado en una cantidad de aproximadamente 5 por ciento en peso o menor, más preferiblemente aproximadamente 4 por ciento en peso o menor, y lo más preferiblemente aproximadamente 2,5 por ciento en peso o menor.

Los adhesivos de la invención pueden contener otros componentes convencionales útiles en composiciones adhesivas, tales como plastificantes, promotores de la adhesión, estabilizantes para los UV, estabilizantes para el calor, tixotropos, inhibidores y similares.

Curado completo significa en la presente memoria que las propiedades del adhesivo ya no cambian de una manera significativa, tales como resistencia al cizallamiento de solape y alargamiento. Los adhesivos de la invención muestran preferiblemente una resistencia al cizallamiento de solape después del curado completo y exposición a aceite de motor caliente (5W30) durante 1000 horas a 150ºC de aproximadamente 1,03 MPa (150 psi) o mayor según ASTM 1002, más preferiblemente aproximadamente 1,38 MPa (200 psi) o mayor y lo más preferiblemente aproximadamente 1,72 MPa (250 psi) o mayor. Preferiblemente, el adhesivo exhibe una naturaleza elastomérica después del curado. Esto es indicado por exhibir un alargamiento a la rotura significativo según ASTM D638. Preferiblemente los adhesivos de la invención exhiben un alargamiento a la rotura después del curado completo de aproximadamente 20 por ciento o mayor, más preferiblemente aproximadamente 40 por ciento o mayor y lo más preferiblemente aproximadamente 50 por ciento o mayor. Preferiblemente, tal adhesivo no se descompone o deslamina a temperaturas de hasta aproximadamente 138ºC (280ºF), más preferiblemente hasta aproximadamente 143ºC (290ºF) y lo más preferiblemente hasta aproximadamente 150ºC (300ºF). Además, el adhesivo debe ser capaz de resistir la exposición a materiales hidrocarbonados, aceite de motor, cloruro de calcio, fluido de frenos, refrigerantes de glicol, disolventes lavadores de parabrisas y similares, a las temperaturas mencionadas anteriormente y las presiones que alcanza internamente el motor de combustión interna. El adhesivo debe ser capaz de unirse al material usado para fabricar la tapa de válvulas y al material a partir del cual se fabrican las cabezas de cilindro, tal como hierro colado, aluminio y magnesio. El adhesivo usado es un adhesivo estructural, el cual es un adhesivo que tiene suficiente fuerza para mantener la tapa de válvulas en su lugar durante las condiciones de funcionamiento normales.

Las composiciones adhesivas se pueden usar para unir piezas de un motor entre sí o unir piezas a un motor y a otros componentes del tren transmisor de potencia. Los ejemplos de piezas que se pueden unir a un motor incluyen tapas de depósitos de aceite, tapas de cadenas de distribución, tapas de válvulas y similares. El adhesivo también se puede usar para sellar cualquier componente que contiene fluidos del tren transmisor de potencia de un vehículo, tal como piezas del sistema de transmisión y el sistema "transaxle".

Como se emplea en la presente memoria, el término tapa de válvulas incluye los siguientes términos: tapas de válvulas, tapas de levas, tapas de balancines y tapas de cabezas de cilindro. Una tapa de válvulas se refiere a la tapa que se pone sobre una cabeza de cilindros para proteger las válvulas y los componentes internos del motor del daño debido a la exposición a elementos exteriores y para contener aceite de motor y gases de escape en el motor. Las tapas de válvulas que son útiles en esta invención pueden ser de cualquier forma o tamaño que realice la función deseada. La tapa de válvulas se puede fabricar a partir de cualquier material convencional usado comúnmente para tapas de válvulas, por ejemplo un metal, un plástico o un material compuesto basado en plástico. Los metales preferidos incluyen acero, aluminio y magnesio. Las materiales basados en plástico pueden ser plásticos termoendurecibles y materiales termoplásticos. Los materiales basados en plástico se pueden reforzar con materiales de refuerzo comunes tales como fibras de vidrio y similares. Entre los materiales termoendurecibles útiles están los basados en resinas epoxi, de poliéster, de divinilbencenos y de diciclopentadieno. Entre los materiales termoplásticos preferidos están el poli(tereftalato de butileno), polieterimidas, resinas de polifenilen-éter/poliamida, resinas de poliéter-sulfona, resinas de poliéter-éter cetona, polímeros de cristal líquido, resinas de poliarilsulfona, resinas de poliamidaimida, resinas de poliftalimida, resinas de nylon 6, 6 y nylon 6 poliamida, polipropileno, poliestireno sindiotáctico, y mezclas de los mismos. Preferiblemente, el material termoplástico es una mezcla de nylon 6, 6 o nylon 6 con poliestireno sindiotáctico. Tales como los descritos en la solicitud de patente de EE.UU. cedida en común Nº 60/263.954, presentada el 24 de enero de 2001, titulada Toughened Polymer Blends With Improved Properties, publicada como WO 02/059197, incorporada en la presente memoria por referencia. En las resinas se pueden incluir aditivos comunes tales como fibras de vidrio, minerales, modificadores del impacto y similares. Desde un punto de vista del equilibrio de propiedades y rendimiento de costes, las resinas termoplásticas preferidas son las resinas de nylon 6, 6 y nylon 6 poliamida, el poliestireno sindiotáctico y mezclas de los mismos. De las clases de materiales útiles en la fabricación de tapas de válvula, se prefieren los materiales plásticos porque los materiales plásticos son generalmente más ligeros que los metales y proporcionan mayor flexibilidad de diseño frente a los metales.

La tapa de válvulas se puede diseñar de cualquier manera que sea adecuada para realizar su función. Una tapa de válvulas útil en la invención tiene una superficie de contacto que está adaptada para ser emparejada a una superficie de contacto de una cabeza de cilindros de tal modo que las dos superficies de contacto pueden formar un sello hermético entre ellas con la ayuda del adhesivo. Se puede usar cualquier diseño adecuado de las superficies de contacto. Por ejemplo, las dos superficies de contacto pueden ser planas a todo lo largo de las superficies a ser emparejadas, pueden formar una junta de solape, una junta biselada, una junta de ranura y lengüeta o similares.

En una realización, la invención es una tapa de válvulas que tiene dispuesta sobre su superficie de contacto una gota o película continua de adhesivo. Como se emplea en la presente memoria, gota o película continua de adhesivo significa una gota o película de adhesivo que está dispuesta alrededor de la periferia de la superficie de contacto, y el extremo de la gota o película de adhesivo conecta con el principio de la gota o película de adhesivo. La gota o película continua de adhesivo, tras el curado, es capaz de formar un sello hermético frente al aire y líquidos entre la tapa de válvulas y la cabeza de cilindros. Esta función permite a la gota o película de adhesivo sustituir a las juntas como medio sellante entre las tapas de válvulas y las cabezas de cilindros. El adhesivo se puede aplicar a la tapa de válvulas en la vecindad inmediata de la ubicación donde la tapa de válvulas va a contactar con la cabeza de cilindros, o se puede aplicar en una ubicación remota al lugar donde la tapa de válvulas y una cabeza de cilindros van a contactar. Remota, como se emplea en la presente memoria, se refiere a una o ambos entre tiempo y ubicación.

En una realización, la tapa de válvulas puede contener un medio de sujeción mecánica integral que está adaptado para mantener la tapa de válvulas en su lugar sobre la cabeza de cilindros hasta que el adhesivo se cura. Tal medio de sujeción mecánica integral, como se emplea en la presente memoria, significa un medio simple para mantener juntas la tapa de válvulas y la cabeza de cilindros durante un periodo de tiempo relativamente corto mientras el adhesivo se cura. Tal medio no está diseñado para mantener las piezas juntas durante el funcionamiento de un motor. Por integral se quiere decir que el medio de sujeción es parte de la tapa de válvulas, la cabeza de cilindros o ambas. Los ejemplos de tales medios de sujeción incluyen pinzas de resorte integrales, mecanismos de broches a presión, tornillos, pernos y similares. Tales medios de sujeción pueden estar situados de manera estratégica a lo largo de la interfaz de la tapa de válvulas y la cabeza de cilindros, o pueden estar situados a lo largo de la interfaz entera de la cabeza de cilindros y la tapa de válvulas. En una realización preferida, el medio de sujeción mecánica es un medio de broche a presión. Preferiblemente el medio de sujeción mecánica está situado en la parte interior de la tapa de válvulas y la cabeza de cilindros, en donde parte interior se refiere al interior del motor y la tapa de válvulas. Esto se prefiere porque el medio de sujeción no se puede ver desde el exterior del motor. En otra realización, la tapa de válvulas puede tener, sobresaliendo de su superficie de contacto, un saliente o protrusión adaptado para guiar la tapa de válvulas o mantener la tapa de válvulas a lo largo de su superficie de contacto en una relación apropiada a la cabeza de cilindros. En algunas realizaciones, la cabeza de cilindros puede tener una indentación de contacto o ranura adaptada para funcionar con el saliente o protrusión para ayudar a mantener la tapa de válvulas y cabeza de cilindros en alineación apropiada. En otra realización, pueden estar incluidos uno o más pernos y orificios para pernos en la tapa de válvulas para un fin distinto a los fines de unión, tales como fines de alineación o para unir otros elementos a la tapa de válvulas. En algunas realizaciones, tal perno o tornillo puede tener un receptáculo hembra roscado de emparejamiento en la cabeza de cilindros. La función principal de tales pernos o tornillos es unir elementos periféricos a la tapa de válvulas.

En otra realización, la invención es un ensamblaje de motor en el que la tapa de válvulas descrita en la presente memoria está unida a una cabeza de cilindros con el adhesivo dispuesto entre la tapa de válvulas y la cabeza de cilindros. El adhesivo está en la forma de una gota o película continua de tal modo que forma un sello a lo largo del empalme entero entre la tapa de válvulas y la cabeza de cilindros. Tal ensamblaje de motor, en virtud del uso de la unión con adhesivo y tapas de válvulas de plástico, permite el uso de la tapa de válvulas de una manera multifuncional, de tal modo que pueden ser incorporadas otras piezas y funciones en la tapa de válvulas y el ensamblaje de motor.

En la preparación del ensamblaje de motor, el adhesivo se aplica a la tapa de válvulas o la cabeza de cilindros poniendo en contacto el adhesivo de un modo convencional con la superficie de contacto para formar una gota o película continua. El adhesivo puede ser revestido, extruido, aplicado con cepillo o similar, sobre la superficie. Preferiblemente, el adhesivo se aplica a la superficie de contacto de la tapa de válvulas. En una realización preferida, el adhesivo se aplica como una gota o película continua a lo largo de la superficie de contacto de la tapa de válvulas. El adhesivo se puede aplicar inmediatamente antes de poner en contacto la tapa de válvulas con la cabeza de cilindros o se puede aplicar en una ubicación remota a la ubicación donde la tapa de válvulas se une a la cabeza de cilindros o en un momento más temprano con respecto a la operación de unión. En la realización donde el adhesivo se aplica justo antes de poner en contacto la tapa de válvulas y la cabeza de cilindros, se puede usar cualquier adhesivo que cumpla los criterios de rendimiento definidos anteriormente. En la realización donde el adhesivo se aplica en una ubicación remota o en un momento remoto, se puede usar un adhesivo de curado en demanda apropiado. Un adhesivo de curado en demanda se expone a condiciones tales que se curará y de este modo unirá la tapa de válvulas a la cabeza de cilindros y formará un sello entre ellas. Tales condiciones se pueden aplicar antes de poner en contacto la cabeza de cilindros con la tapa de válvulas o después de tal contacto. Está dentro del nivel medio de experiencia en la técnica determinar qué operación se puede usar para curar el adhesivo y cuándo se debe realizar. En una realización la operación puede ser una operación que sea inherente en el ensamblaje de un automóvil o en el rodaje de un automóvil.

En la realización donde se usa un adhesivo de dos partes, las dos partes se ponen en contacto antes de la aplicación a la tapa de válvulas o la cabeza de motor. El contacto se alcanza preferiblemente en una cabeza mezcladora de un aparato de extrusión. Este contacto ocurre generalmente justo antes de la extrusión sobre la superficie del substrato. La extrusión y la aplicación se pueden realizar con un dispositivo manual como una pistola de calafateo que tiene dos reservorios y una cámara de mezcla. Alternativamente, el adhesivo se puede aplicar usando un equipo de extrusión con alimentación y extrusión automáticas. Tales aparatos son bien conocidos en la técnica. Cuando se usa un adhesivo de dos partes, el adhesivo preferiblemente pasa por dos etapas de curado. Primero, el adhesivo pasa por una "fase B" tras la mezcla a temperatura ambiente. Este paso por la fase B dura usualmente un corto periodo de tiempo durante el cual la composición adhesiva puede ser trabajada. Esto se denomina a menudo tiempo de operación. El tiempo de operación no debe ser tan corto como para inhibir la capacidad de un instalador de aplicar eficazmente el adhesivo y poner en contacto los substratos, y no tan largo como para requerir etapas adicionales para sujetar los substratos en su lugar mientras tiene lugar el curado. Preferiblemente el tiempo de operación es aproximadamente 20 segundos o mayor y más preferiblemente aproximadamente 2 minutos o mayor. Preferiblemente, el tiempo de operación es 10 minutos o menor y más preferiblemente 5 minutos o menor. La segunda etapa de curado, que comunica a la composición adhesiva su alta fuerza final, alta resistencia a los hidrocarburos y estabilidad a alta temperatura, requiere la exposición a altas temperaturas. El ensamblaje de motor puede ser calentado por cualquier medio convencional, usando una fuente de calor externa bien conocida en la técnica. Preferiblemente el calor generado por el motor es suficiente para curar el adhesivo para la segunda etapa de curado. Preferiblemente el curado se consigue calentando el adhesivo a una temperatura de aproximadamente 120ºC o mayor, y lo más preferiblemente aproximadamente 130ºC. Preferiblemente el curado se consigue calentando el adhesivo a una temperatura de aproximadamente 150ºC o menor. El área del ensamblaje donde está ubicado el adhesivo se calienta a tales temperaturas durante un periodo de tiempo suficiente para dar como resultado el curado, evidenciado por el logro de las propiedades adhesivas deseadas descritas en la presente memoria. Preferiblemente el curado se consigue calentando el adhesivo a tales temperaturas durante un periodo de tiempo de aproximadamente 60 minutos o menor, más preferiblemente aproximadamente 45 minutos o menor y lo más preferiblemente aproximadamente 15 minutos o menor.

Preferiblemente se aplica un imprimador a cada substrato antes de poner en contacto el adhesivo con los substratos. Los imprimadores facilitan la adhesión a las superficies. El imprimador usado comprende una resina formadora de película (por ejemplo la resina de poliéster VITEL®2300 BU), un reticulador para la resina formadora de película (por ejemplo los isocianatos DESMODUR® N-100 o RFE) y uno o más agentes de acoplamiento de silano que incluyen agentes de acoplamiento de mercapto, amino o epoxisilano (por ejemplo el silano SILQUEST® A-189, el silano SILQUEST® A-187 o el silano SELQUEST® A1100).

En otra realización, la pieza del motor, tal como una tapa de válvulas, puede incluir un sistema de manejo acústico integrado, diseñado para impedir que el ruido inherente al funcionamiento de un motor de combustión interna escape del compartimiento del motor. En una realización, una tapa de válvulas puede comprender dos partes, siendo una una carcasa externa y siendo la otra una carcasa interna adaptada de tal modo que la carcasa interna está situada dentro de la carcasa externa, de tal modo que hay un hueco entre las dos. El hueco puede contener simplemente aire, que puede atenuar ciertas ondas sonoras, reduciendo de este modo el ruido que se puede oír desde fuera del motor. Alternativamente, el hueco puede llenarse con un material amortiguador del sonido tal como almohadilla de lana, alfombrilla no tejida, material elastomérico o material de espuma. En otra realización, la tapa de válvulas puede tener unido a su superficie interna un material atenuador del sonido tal como el elastómero o espuma.

En otra realización, las piezas usadas en la invención, tales como una tapa de válvulas, pueden comprender un revestimiento o película sobre el exterior o interior que tiene la función de mejorar las propiedades de barrera de la tapa de válvulas frente a los hidrocarburos. Tal revestimiento o película puede reducir la emisión de fugas de hidrocarburos de un automóvil. Se puede usar cualquier revestimiento o película que impida la transmisión de hidrocarburos a través de la pieza del motor. Un revestimiento preferido es un revestimiento depositado por plasma basado en carbono-sílice como el descrito en la patente de EE.UU. 5.298.587; la patente de EE.UU. 5.320.875; la patente de EE.UU. 5.433.786 y la patente de EE.UU. 5.494.712, incorporadas en la presente memoria por referencia.

Para ilustrar la invención se describen las figuras a continuación. Las figuras se proporcionan para ayudar a ilustrar la invención, y no pretenden limitar el alcance de las reivindicaciones posteriores. La Figura 1 muestra una vista en despiece ordenado de un ensamblaje de tapa de válvulas y cabeza de cilindros. La figura muestra una cabeza (20) de cilindros y una tapa (21) de válvulas que tiene una gota continua de adhesivo (22) situada entre ellas. La tapa (21) de válvulas tiene broches (23) a presión integrales adaptados para mantener la tapa (21) de válvulas en su lugar sobre la cabeza (20) de cilindros mientras se cura la gota de adhesivo (22). La cabeza (20) de cilindros tiene indentaciones (24) emparejadoras que casan con los broches (23) a presión, que reciben los broches (23) y tienen la función de sujetar la tapa (21) de válvulas en su lugar. También está visible en la figura la superficie (25) de contacto de la cabeza de cilindros adaptada para entrar en contacto con la correspondiente superficie de contacto de la tapa de válvulas (no mostrada).

La Figura 2 muestra una vista en despiece ordenado de una vista en corte de un ensamblaje de tapa (21) de válvulas y cabeza (20) de cilindros. La vista en despiece ordenado muestra el corte de una cabeza (20) de cilindros, una tapa (21) de válvulas, y situada entre ellas hay una gota de adhesivo (22). La gota de adhesivo (22) está situada entre la superficie (25) de contacto de la cabeza de cilindros y la superficie (26) de contacto de la tapa de válvulas. La cabeza (20) de cilindros tiene una indentación (24) adaptada para casar con los broches (23) a presión de la tapa (21) de válvulas.

La Figura 3 muestra una vista en corte sin despiece ordenado del ensamblaje de tapa (21) de válvulas y cabeza (20) de cilindros. Se muestra una cabeza (20) de cilindros con una tapa (21) de válvulas, unidas de manera adhesiva entre sí por una gota continua de adhesivo (22) a lo largo de la superficie (25) de contacto de la cabeza de cilindros y la superficie (26) de contacto de la tapa de válvulas. También se muestra un broche (23) a presión integrado con la tapa (21) de válvulas y casado con la cabeza (20) de cilindros mediante la indentación (24) adaptada para mantener el broche (23) a presión en su lugar. Los broches (23) a presión están situados en el interior del ensamblaje tapa (20) de válvulas y cabeza (20) de cilindros. Esto es deseable por razones cosméticas.

Realizaciones específicas

Los siguientes ejemplos se incluyen sólo para fines ilustrativos y no pretenden limitar el ámbito de las reivindicaciones. A no ser que se indique lo contrario, todas las partes y porcentajes se dan en peso.

Ingredientes

Se usaron los siguientes ingredientes en los ejemplos proporcionados a continuación:

Politioéter terminado en tiol (mercaptano) PERMAPOL® 3.1e que tiene un peso molecular de 3260 (peso equivalente 1630), disponible en PRC-Desoto, Glendale, California.

Negro de humo CABOT® 652A, disponible en Cabot Corporation, Boston, Massachusetts.

Trietilendiamina al 33 por ciento en dipropilenglicol DABCO® 33LV, disponible en Air Products.

Resina epoxi novolaca DEN® 438 que tiene un peso equivalente de 179, disponible en The Dow Chemical Company, Midland Michigan.

Diepóxido de polioxipropileno DER® 732 que tiene un peso equivalente de 320, disponible en The Dow Chemical Company, Midland Michigan.

Procedimiento de preparación del adhesivo

Una parte se preparó cargando el poliéter de tiol, tiol (mercaptano) funcional, PERMAPOL® 3.1e y el catalizador DABCO 33LV en un mezclador Speedmixer de Hauschild y mezclando durante 17 segundos. Se añadió la mitad del negro de humo y la mezcla resultante se mezcló dos veces consecutivamente durante duraciones de 17 segundos. Se añadió la cantidad restante de negro de humo y la mezcla se mezcló dos veces consecutivamente durante duraciones de 17 segundos. La viscosidad fue 8.000 poise (800 N-S/m^{2}). Después se retiró el tubo de resina del mezclador Speedmixer. La segunda parte se preparó cargando el diepóxido de polioxipropileno DER® 732 y la novolaca epoxi DEN® 438 en una mezcla 30/70 por ciento en peso en el mezclador Speedmixer con negro de humo y mezclándola dos veces consecutivamente durante duraciones de 17 segundos. Se retiró el tubo de resina de la mezcla. La viscosidad fue 4000 poise (400 N-S/m^{2}).

Los componentes de la composición resultante se enumeran a continuación en la Tabla 1.

TABLA 1

2

Las composiciones adhesivas descritas anteriormente se ensayaron usando el siguiente procedimiento. Todas las muestras fueron unidas con nylon a aluminio con un solapamiento de 2,54 centímetros. Las muestras se pusieron en el aceite (aceite de motor 5W30) a 150ºC durante el tiempo descrito a continuación. Las muestras se ensayaron según ASTM1002. El substrato usado en la construcción para cizallamiento de solape fue la mezcla de poliestireno sindiotáctico/nylon QUESTRA® y tiras de aluminio. Las áreas de solapamiento de 2,54 centímetros de las tiras de aluminio fueron lijadas en una lijadora de mesa, restregadas con etanol, limpiadas con acetona y después restregadas con etanol. Las superficies de los cizallamientos de solape fueron imprimadas, usando una composición como las descritas antes. Se dejaron endurecer los especimenes durante sesenta minutos para permitir que los disolventes en el imprimador se evaporasen. Se aplicó adhesivo como el descrito en los ejemplos a las superficies de los cizallamientos de solape usando bolas de vidrio de 30 mil (0,076 cm) como espaciadores. Se unieron tiras de aluminio a tiras de nylon y se sujetaron en su lugar usando pinzas de mariposa. Las muestras se pusieron en una estufa inmediatamente después de la unión y se cocieron durante 1 hora a 149ºC (300ºF). Después de retirarlas de la estufa, las muestras se dejaron enfriar durante 24 horas antes del ensayo. Las muestras se pusieron en un recipiente de aceite que posteriormente se puso en una estufa a 150ºC. Estas muestras se retiraron a diversos intervalos; algunas fueron ensayadas inmediatamente; después de retirarlas, otras se dejaron enfriar durante 24 horas y después se ensayaron. Las muestras se pusieron en las crucetas de un Instrom (separación de 7 pulgadas (17,8 cm)) y se estiraron a una velocidad de 5 pulg/min (12,7 cm/min) hasta la rotura. Los resultados se compilan en la Tabla 2.

Se ensayaron tres muestras bajo cada condición. Los resultados se compilan junto con la media de las tres muestras bajo cada condición. El tiempo en la Tabla se refiere a la cantidad de tiempo que cada muestra permaneció en aceite a 150ºC.

3

4

Claims

1. Un ensamblaje de tapa de válvulas, que comprende una tapa de válvulas que tiene una superficie de contacto adaptada para ser unida a una cabeza de cilindros de un motor de combustión interna, que tiene una gota o capa continua de un adhesivo dispuesta sobre el perímetro de la superficie de contacto de la tapa de válvulas, en donde el adhesivo comprende un poliéter de tiol, que tiene dos o más grupos reactivos capaces de reaccionar con un agente de reticulación, y un agente de reticulación.

2. Un ensamblaje de tapa de válvulas según la reivindicación 1, en donde la tapa de válvulas no tiene orificios para pernos que tengan una función principal de sujetar la tapa de válvulas a la cabeza de cilindros.

3. Un ensamblaje de tapa de válvulas según la reivindicación 1, en donde el adhesivo es un adhesivo de dos partes que comprende en una parte un poliéter de tiol que tiene dos o más grupos reactivos y en otra parte un agente de curado para el poliéter de tiol y un acelerador para el curado del poliéter de tiol.

4. Un ensamblaje de tapa de válvulas según la reivindicación 3, en donde los grupos reactivos son uno o más entre grupos hidroxilo, amino primario o secundario, mercapto.

5. Un ensamblaje de tapa de válvulas según la reivindicación 3, en donde el agente de curado es uno o más entre poliepóxidos, isocianatos, acrilatos o compuestos que contienen vinilo.

6. Un ensamblaje de tapa de válvulas según la reivindicación 4, en donde la composición adhesiva comprende además una carga.

7. Un ensamblaje de tapa de válvulas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el adhesivo es una composición que comprende

A) en una parte

i): un poliéter de tiol que tiene dos o más grupos reactivos y un peso equivalente de aproximadamente 600 a aproximadamente 5000;

ii): un acelerador del curado a temperatura ambiente para la reacción del poliéter de tiol con un agente de curado;

B) en una segunda parte

iii): un agente de curado para el poliéter de tiol;

iv): un diluyente reactivo, reactivo con el poliéter de tiol o el agente de curado; y

v): un negro de humo que tiene un número de yodo de aproximadamente 82 a aproximadamente 92 mg/g y un número de absorción de aceite de aproximadamente 100 a aproximadamente 110 g/cm^{3}.

8. Un ensamblaje de motor, que comprende una o más tapas de válvulas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, una o más cabezas de cilindros que tienen superficies de contacto adaptadas para ajustarse a las superficies de contacto de las tapas de válvulas, en donde cada tapa de válvulas está unida de manera adhesiva a una cabeza de cilindros, en donde está dispuesta una gota o capa continua de adhesivo entre las superficies de contacto de cada tapa de válvulas y la cabeza de cilindros a la cual está unida cada tapa de válvulas, en donde la gota o capa continua de adhesivo forma un sello entre la superficie de contacto de cada par tapa de válvulas y cabeza de cilindros de tal modo que la transmisión de gases y líquidos entre cada par tapa de válvulas y cabeza de cilindros donde las superficies de contacto están en contacto es significativamente reducida o impedida.

9. Un ensamblaje de motor según la reivindicación 8, en el que la composición adhesiva exhibe una resistencia al cizallamiento de solape de aproximadamente 1,38 MPa (200 psi) o mayor 20 minutos después del ensamblaje.

10. Un método de unión de una pieza a un motor o transmisión de un automóvil, que comprende poner en contacto un adhesivo que comprende un poliéter de tiol que tiene dos o más grupos reactivos y un agente de curado para el poliéter de tiol con uno o ambos entre la pieza y el motor o transmisión del automóvil, poner en contacto la pieza y el motor o transmisión con el adhesivo situado entre las piezas y curar el adhesivo para que la junta entre la pieza y el motor o transmisión se selle.

11. Un método de unión de una pieza a un motor o transmisión de un automóvil de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la pieza es una tapa de válvulas para ser unida a una cabeza de cilindros, comprendiendo el método

(a): aplicar a la tapa de válvulas o la cabeza de cilindros, en donde la tapa de válvulas tiene una superficie de contacto adaptada para ser puesta en contacto con una superficie de contacto de una cabeza de cilindros, una gota o película continua del adhesivo a lo largo de la superficie de contacto entera de la tapa de válvulas o la cabeza de cilindros;

(b): poner en contacto la superficie de contacto de la tapa de válvulas con la superficie de contacto de la cabeza de cilindros de tal modo que la gota o película continua de adhesivo se disponga entre las superficies de contacto de la tapa de válvulas y la cabeza de cilindros;

(c): curar el adhesivo para formar una unión permanente entre las superficies de contacto de la tapa de válvulas y la cabeza de cilindros, en donde el adhesivo forma un sello entre la tapa de válvulas y la cabeza de cilindros,

en donde el adhesivo tiene suficiente fuerza después de su aplicación para mantener la tapa de válvulas en su lugar.