ES2349850T3 - Composición que contiene silicona. - Google Patents

Abstract

Una composición que contiene silicona que comprende el producto de reacción de: un primer componente seleccionado de uno de un polisiloxano y una resina de silicona y que tiene un grupo funcional unido a carbono seleccionado de uno de un grupo hidroxilo y un grupo amina; un exceso de un componente de isocianato con respecto a dicho primer componente y reactivo con dicho grupo funcional unido a carbono de dicho primer componente, formándose así un compuesto intermedio isocianatado que tiene una pluralidad de grupos funcionales isocianato; y un segundo componente seleccionado del otro de dicho polisiloxano y dicha resina de silicona y que tiene una pluralidad de grupos funcionales unidos a carbono reactivos con dichos grupos funcionales isocianato de dicho compuesto intermedio isocianatado para preparar dicha composición que contiene silicona.

Description

Composición que contiene silicona.

Derechos de licencia del gobierno

El gobierno de EE.UU. tiene una licencia pagada en esta invención y el derecho a requerir en circunstancias limitadas al propietario de la patente que autorice a otros en términos razonables como se proporciona por los términos del número de concesión ZAX-5-33628-02 concedido por el Laboratorio nacional de energías renovables.

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Campo de la invención

La presente invención se refiere a una composición que contiene silicona y más específicamente a una composición que contiene silicona y a un procedimiento de preparación de la composición que contiene silicona.

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Descripción de la técnica relacionada

Los copolímeros son muy conocidos para aquellos expertos en la materia de la ciencia de los polímeros. Los copolímeros se forman cuando dos o más tipos diferentes de unidades de repetición, es decir, monómeros, se unen en una cadena de polímero, a diferencia de un homopolímero en el que sólo una unidad de repetición se usa para formar la cadena de polímero. Como los copolímeros incluyen al menos dos tipos de unidades de repetición, los copolímeros pueden clasificarse basándose en cómo están dispuestas las unidades de repetición en la cadena de polímero. Estas clasificaciones del copolímero incluyen al azar, alternante, de bloque, de injerto, de estrella y de peine.

Los copolímeros de bloque comprenden bloques de diferentes monómeros polimerizados, es decir, bloques químicos. Por ejemplo, el poliestireno-b-poli(metacrilato de metilo), también conocido como PS-b-PMMA, se prepara polimerizando primero estireno y luego polimerizando posteriormente MMA. El PS-b-PMMA es un copolímero dibloque ya que contiene dos bloques químicos diferentes. Los copolímeros tribloque, tetrabloque y pentabloque que incluyen tres, cuatro, y cinco bloques químicos, respectivamente, también puede prepararse de formas similares. Los copolímeros de bloque pueden separar microfases para formar nanoestructuras periódicas. En la separación de microfases, los diferentes bloques químicos se mueven tan lejos entre sí como les permitan los enlaces covalentes entre ellos para formar estructuras de tamaño nanométrico. Estas estructuras de tamaño nanométrico pueden parecer, por ejemplo, esferas de MMA en una matriz de PS o viceversa, o las estructuras podrían ser tiras, es decir, láminas, o cilindros. Los copolímeros de bloque son útiles ya que el copolímero de bloque tiende a incluir propiedades químicas y físicas de los diferentes bloques químicos.

Los copolímeros de bloque que comprenden bloques de silicona y al menos uno de bloques de urea y de uretano, también conocidos como copolímeros orgánicos de silicona o copolímeros de silicona-urea (uretano) segmentados, son muy conocidos en la técnica. Estos copolímeros orgánicos de silicona se preparan normalmente haciendo reaccionar polisiloxanos tales como polidimetilsiloxano con funcionalidad amina con diisocianatos y al menos uno de una amina y un poliol. Los polisiloxanos tienen propiedades muy conocidas en la técnica. Estas propiedades incluyen alta estabilidad térmica, a la luz UV y a la oxidación, baja energía superficial, hidrofobia, alta permeabilidad a gases, propiedades eléctricas aumentadas y biocompatibilidad. Sin embargo, debido a una baja temperatura de transición vítrea (Tg) de aproximadamente menos (-) 123ºC, los polisiloxanos presentan pobres propiedades mecánicas a temperatura ambiente. Combinando el polisiloxano con los bloques de urea y/o de uretano, el copolímero orgánico de silicona formado a partir de ellos tiene propiedades mecánicas mejoradas con respecto al polisiloxano solo. Los bloques de silicona se clasifican normalmente como segmentos blandos debido a un esqueleto inorgánico, y los bloques de urea y de uretano se clasifican normalmente como segmentos duros debido a un esqueleto orgánico. En este contexto, la terminología de segmentos blandos y duros se refiere generalmente a la rigidez y a las temperaturas de transición vítrea de los segmentos.

Para aprovechar adicionalmente las propiedades de los copolímeros orgánicos de silicona descritos anteriormente, diversas compañías preparan composiciones tales como adhesivos sensibles a la presión. Estas composiciones incluyen normalmente el copolímero orgánico de silicona y una resina adherente. La resina adherente es normalmente una resina de silicona tal como una resina MQ que puede incluir hidrógeno unido a silicona, alquenilo unido a silicona y grupos silonal que se describe en la publicación PCT WO 03/052021. Sin embargo, la resina adherente queda normalmente sin reaccionar con el copolímero, que puede conducir a fallo por deslizamiento para aplicaciones que requieren resistencia mecánica.

Sigue existiendo una oportunidad para proporcionar una composición que contenga silicona preparada a partir de un polisiloxano, un componente de isocianato y una resina de silicona. El polisiloxano y la resina de silicona incluyen grupos funcionales unidos a carbono reactivos con el componente de isocianato para preparar la composición que contiene silicona. También sigue existiendo una oportunidad para proporcionar un procedimiento de preparación de la composición que contiene silicona.

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Resumen de la invención y ventajas

La presente invención proporciona una composición que contiene silicona. La composición que contiene silicona comprende el producto de reacción de un primer componente y un exceso de un componente de isocianato con respecto al primer componente para formar un compuesto intermedio isocianatado. El primer componente se selecciona de uno de un polisiloxano y una resina de silicona. El primer componente incluye un grupo funcional unido a carbono seleccionado de uno de un grupo hidroxilo y un grupo amina. El componente de isocianato es reactivo con el grupo funcional unido a carbono del primer componente. Debido al exceso del componente de isocianato, el compuesto intermedio isocianatado incluye una pluralidad de grupos funcionales isocianato. La composición que contiene silicona comprende el otro producto de reacción de un segundo componente. El segundo componente se selecciona del otro del polisiloxano y la resina de silicona. El segundo componente incluye una pluralidad de grupos funcionales unidos a carbono reactivos con los grupos funcionales isocianato del compuesto intermedio isocianatado para preparar la composición que contiene silicona.

La presente invención proporciona además un procedimiento de preparación de la composición que contiene silicona. Para el procedimiento, se proporciona el primer componente y el grupo funcional unido a carbono del primer componente se hace reaccionar con el exceso del componente de isocianato para formar el compuesto intermedio isocianatado. El segundo componente se hace reaccionar con al menos uno de los grupos funcionales isocianato del compuesto intermedio isocianatado para preparar la composición que contiene silicona.

La presente invención proporciona una combinación única del polisiloxano, el componente de isocianato y la resina de silicona para preparar la composición que contiene silicona. La composición que contiene silicona tiene propiedades químicas y físicas mejoradas debido en parte a las propiedades de cada uno de los componentes. Estas propiedades incluyen alta estabilidad térmica, a la luz UV y a la oxidación, baja energía superficial, hidrofobia, alta permeabilidad a gases, propiedades eléctricas aumentadas y biocompatibilidad. Además, la presente invención también proporciona un procedimiento único para preparar la composición que contiene silicona.

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Breve descripción de los dibujos

Otras ventajas de la presente invención serán fácilmente apreciadas ya que las mismas se entienden mejor por referencia a la siguiente descripción detallada cuando se considera a propósito de los dibujos adjuntos en los que:

La Figura 1 es un gráfico de líneas que ilustra el módulo de almacenamiento (G') en función de un cambio en la temperatura de los ejemplos 5, 8 y 14 de composiciones inventivas de la presente invención; y

la Figura 2 es un gráfico de líneas que ilustra tan delta (\delta) en función de un cambio en la temperatura de los ejemplos 5, 8 y 14 de las composiciones inventivas.

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Descripción detallada de la invención

La presente invención proporciona una composición que contiene silicona y un procedimiento de preparación de la composición que contiene silicona, denominada en lo sucesivo la composición. Por "que contiene silicona" se indica que la composición incluye enlaces de silicona-oxígeno de repetición, es decir, un esqueleto de -Si-O-.

La composición puede usarse en cualquier industria y puede comprender cualquier forma. Por ejemplo, la composición puede comprender una película, un recubrimiento, una fibra, un líquido, una espuma, un elastómero, un gránulo, un polvo, etc. Debe tenerse en cuenta que la composición puede prepararse con componentes y relaciones específicos con el fin de preparar la composición adecuada para diversos usos. La composición tiene diversas propiedades. Estas propiedades incluyen, pero no se limitan a, alta estabilidad térmica, estabilidad a la luz UV y estabilidad a la oxidación, baja energía superficial, hidrofobia, alta permeabilidad a gases, propiedades eléctricas aumentadas y excelente biocompatibilidad.

La composición puede usarse para formar un artículo. Si la composición se usa para formar artículos, los artículos pueden formarse mediante cualquier procedimiento conocido en la técnica. Por ejemplo, la composición puede moldearse o extruirse para formar el artículo. Ejemplos de artículos formados a partir de la composición incluyen una parte moldeada termoplástica, una parte moldeada termoestable, una parte de adhesivo termofusible, una junta, un precinto, una junta tórica, un conector, y otros artículos conocidos en la técnica.

En una realización, la composición se usa como un adhesivo, por ejemplo, para formar un artículo que es una capa adhesiva. Por ejemplo, la composición puede usarse como un adhesivo sensible a la presión o usarse para preparar cinta. El adhesivo puede incluir sólo la composición o puede incluir componentes adicionales tales como, pero no se limitan a, un disolvente. La composición puede usarse para fabricar componentes tales como cuando la composición se usa como el adhesivo. Ejemplos de componentes preparados usando la composición como el adhesivo incluyen componentes electrónicos, componentes fotónicos, componentes de amortiguación acústica y otros componentes conocidos en la técnica.

En otra realización, la composición se usa para tratar un artículo preformado tal como, pero no se limita a, textiles y fibras. En esta realización, la composición es un artículo que es una capa de recubrimiento o de tratamiento. Por ejemplo, la composición puede usarse para tratar artículos preformados de forma que repelan el agua, es decir, que sean hidrófobos. La composición puede cubrir y proteger al menos una parte del artículo preformado y/o puede permear al menos una parte del artículo preformado. Si la composición se usa para tratar artículos preformados, los artículos preformados pueden tratarse mediante cualquier procedimiento conocido en la técnica. Por ejemplo, el artículo preformado puede pulverizarse, sumergirse, sellarse o recubrirse en la composición. Debe tenerse en cuenta que la presente invención no se limita a ningún uso particular de la composición. Debe tenerse en cuenta que la composición puede usarse para formar otros artículos conocidos en la técnica que no han sido descritos y ejemplificados anteriormente.

En una realización, la composición no está curada. En otra realización, la composición está curada. Por "curado" se indica que la composición se reticula para ser rígida. Si se cura, la composición puede curarse mediante cualquier procedimiento conocido en la técnica. Ejemplos específicos de procedimientos adecuados para curar la composición incluyen: vulcanización a temperatura ambiente (RTV), curado con radicales libres, curado inducido por radiación y luz que incluye curado UV, curado inducido por humedad, alcoholisis, curado por hidrosililación y reticulación mediante reacciones de cadenas laterales orgánicas (si están presentes), etc.

Si se cura, la composición tiene una temperatura de transición física, es decir, transición vítrea (Tg) o transición de fusión, de forma que la composición curada experimenta cambios marcados por una moderación o reducción no lineal en la viscosidad al alcanzar ciertas temperaturas en condiciones de uso. La temperatura de transición física puede desplazarse hacia más arriba o más abajo eligiendo componentes y cantidades específicos de los componentes usados para formar la composición.

La composición comprende el producto de reacción de un primer componente y un exceso de un componente de isocianato con respecto al primer componente. Por "exceso" se indica que una totalidad del primer componente reacciona normalmente con el componente de isocianato. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que alguna cantidad del primer componente y/o alguna cantidad del componente de isocianato puedan quedar sin reaccionar. El primer componente y el componente de isocianato reaccionan para formar un compuesto intermedio isocianatado. El primer componente se selecciona de uno de un polisiloxano y una resina de silicona. En una primera realización, el primer componente es el polisiloxano. En una segunda realización, el primer componente es la resina de silicona. La primera y la segunda realización se describen en mayor detalle más adelante.

El primer componente incluye un grupo funcional unido a carbono. El grupo funcional unido a carbono se selecciona de uno de un grupo hidroxilo y un grupo amina. El grupo funcional unido a carbono del primer componente es normalmente un grupo terminal. Sin embargo, el grupo funcional unido a carbono puede ser un grupo no terminal tal como, pero no se limita a, un grupo lateral. En otras realizaciones, el primer componente puede incluir una pluralidad de grupos funcionales unidos a carbono que incluyen al menos uno del grupo hidroxilo y el grupo amina. En estas realizaciones, al menos uno de los grupos funcionales unidos a carbono puede seleccionarse de otros grupos funcionales conocidos en la técnica tales como, pero no se limitan a, un grupo alcoxi o un grupo hidruro. Además, cada uno de la pluralidad de grupos funcionales unidos a carbono puede ser igual o diferente entre sí. Por ejemplo, el primer componente puede incluir un grupo hidroxilo unido a carbono y un grupo amina unido a carbono, dos grupos hidroxilo unidos a carbono, dos grupos amina unidos a carbono, etc. Debe tenerse en cuenta que si el primer componente incluye la pluralidad de grupos funcionales unidos a carbono son posibles diversas combinaciones de los grupos funcionales unidos a carbono. En otras realizaciones, el primer componente incluye adicionalmente al menos uno de un grupo funcional unido a no carbono que puede ser cualquier grupo funcional conocido en la técnica. Por ejemplo, el grupo funcional unido a no carbono del primer componente puede ser un grupo hidroxilo unido a silicona o un grupo amina unido a silicona.

El primer componente puede estar presente en la composición en cualquier cantidad. En la primera realización, en la que el primer componente es el polisiloxano, el primer componente está normalmente presente en una cantidad de 5,0 a 98, más normalmente de 25 a 95, lo más normalmente de 50 a 95 partes en peso basadas en 100 partes en peso de la composición. En la segunda realización, en la que el primer componente es la resina de silicona, el primer componente está normalmente presente en una cantidad de 5,0 a 70, más normalmente de 10 a 40, lo más normalmente de 20 a 30 partes en peso basadas en 100 partes en peso de la composición.

El componente de isocianato es reactivo con el grupo funcional unido a carbono del primer componente. Debe tenerse en cuenta que el componente de isocianato también puede ser reactivo con otros grupos funcionales del primer componente que incluyen grupos funcionales unidos a carbono y/o unidos a no carbono, si están presentes. El componente de isocianato puede ser cualquier componente de isocianato conocido en la técnica. Ejemplos de componentes de isocianato adecuados para formar la composición incluyen poliisocianatos orgánicos que pueden tener dos o más funcionalidades isocianato e incluyen isocianatos alifáticos, cicloalifáticos, aralifáticos y aromáticos convencionales. El componente de isocianato puede seleccionarse del grupo de difenilmetanodiisocianatos (MDI), difenilmetanodiisocianatos poliméricos (pMDI), toluilendiisocianatos (TDI), hexametilendiisocianatos (HDI), diciclohexilmetanodiisocianatos (HMDI), isoforondiisocianatos (IPDI), ciclohexildiisocianatos (CHDI) y combinaciones de los mismos. En una realización, el componente de isocianato es de fórmula OCN-R-NCO en la que R se selecciona de uno de un resto alquilo, un resto arilo y un resto arilalquilo. En esta realización, el componente de isocianato puede incluir cualquier número de átomos de carbono, normalmente de 4 a 20 átomos de carbono.

Ejemplos específicos de componentes de isocianato adecuados incluyen: alquilendiisocianatos con 4 a 12 carbonos en el radical alquileno tales como 1,12-dodecanodiisocianato, 2-etil-1,4-tetrametilendiisocianato, 2-metil-1,5-pentametilendiisocianato, 1,4-tetrametilendiisocianato y preferentemente 1,6-hexametilendiisocianato; diisocianatos cicloalifáticos tales como 1,3- y 1,4-ciclohexanodiisocianato, además de cualquier mezcla de estos isómeros, 1-isocianato-3,3,5-trimetil-5-isocianatometilciclohexano, 2,4- y 2,6-hexahidrotoluilendiisocianato, además de las mezclas isoméricas correspondientes, 4,4'- 2,2'- y 2,4'-diciclohexilmetanodiisocianato, además de las mezclas isoméricas correspondientes, y diisocianatos y poliisocianatos aromáticos tales como 2,4- y 2,6-toluilendiisocianato y las mezclas isoméricas correspondientes, 4,4'-, 2,4'- y 2,2'-difenilmetanodiisocianato y las mezclas isoméricas correspondientes, mezclas de 4,4'-, 2,4'- y 2,2-difenilmetanodiisocianatos y polifenilen-polimetilen-poliisocianatos, además de mezclas de MDI y toluilendiisocianatos.

El componente de isocianato puede incluir isocianatos multivalentes modificados, es decir, productos obtenidos por la reacción química parcial de diisocianatos y/o poliisocianatos orgánicos. Ejemplos de isocianatos multivalentes modificados adecuados incluyen diisocianatos y/o poliisocianatos que contienen grupos éster, grupos urea, grupos biuret, grupos alofanato, grupos carbodiimida, grupos isocianurato y/o grupos uretano. Ejemplos específicos de isocianatos multivalentes modificados adecuados incluyen poliisocianatos orgánicos que contienen grupos uretano y que tienen un contenido de NCO de 15 a 33,6 partes en peso basadas en el peso total, por ejemplo, con dioles, trioles, dialquilenglicoles, trialquilenglicoles de bajo peso molecular o polioxialquilenglicoles con un peso molecular de hasta 6000; 4,4'-difenilmetanodiisocianato modificado o 2,4- y 2,6-toluilendiisocianato, en los que los ejemplos de di- y polioxialquilenglicoles que pueden usarse individualmente o como mezclas incluyen dietilenglicol, dipropilenglicol, polioxietilenglicol, polioxipropilenglicol, polioxietilenglicol, polioxipropilenglicol y polioxipropilen-polioxietilenglicoles o trioles. También son adecuados prepolímeros que contienen grupos NCO con un contenido de NCO de 3,5 a 29 partes en peso basadas en el peso total del isocianato y producidos a partir de los poliolésteres y/o polioléteres; 4,4'-difenilmetanodiisocianato, mezclas de 2,4'- y 4,4'-difenilmetanodiisocianato, 2,4,- y/o 2,6-toluilendiisocianatos o MDI poliméricos. Además, también pueden ser adecuados poliisocianatos líquidos que contienen grupos carbodiimida que tienen un contenido de NCO de 15 a 33,6 partes en peso basadas en el peso total del componente de isocianato, por ejemplo, basadas en 4,4'- y 2,4'- y/o 2,2'-difenilmetanodiisocianato y/o 2,4'- y/o 2,6-toluilendiisocianato. Los poliisocianatos modificados pueden mezclarse opcionalmente juntos o mezclarse con poliisocianatos orgánicos sin modificar tales como 2,4'- y 4,4'-difenilmetanodiisocianato, MDI polimérico, 2,4'- y/o 2,6-toluilendiisocianato.

En una realización, el componente de isocianato es un diisocianato. Como saben aquellos expertos en la materia, los diisocianatos incluyen dos grupos funcionales isocianato, es decir, dos grupos NCO. En esta realización, uno de los dos grupos funcionales isocianato reacciona con el grupo funcional unido a carbono, es decir, el grupo hidroxilo o grupo amina, del primer componente para formar el compuesto intermedio isocianatado. El otro de los dos grupos funcionales isocianato normalmente queda sin reaccionar con el componente. Alternativamente, el otro de los dos grupos funcionales isocianato puede reaccionar con el grupo funcional unido a carbono de otra molécula del primer componente.

En otra realización, el componente de isocianato es un poliisocianato. Como saben aquellos expertos en la materia, los poliisocianatos incluyen tres o más grupos funcionales isocianato. En esta realización, uno de los grupos funcionales isocianato reacciona con el grupo funcional unido a carbono, es decir, el grupo hidroxilo o grupo amina, del primer componente. Los grupos isocianato restantes quedan normalmente sin reaccionar con el primer componente. Alternativamente, uno o más de los grupos isocianato restantes pueden reaccionar con una o varias moléculas del primer componente.

En otras realizaciones, el componente de isocianato puede incluir una combinación de uno o más diisocianatos y uno o más poliisocianatos. El compuesto intermedio isocianatado incluye una pluralidad de grupos funcionales isocianato. Debe tenerse en cuenta que el número de grupos funcionales isocianato depende del primer componente y/o del componente de isocianato usado para formar el compuesto intermedio isocianatado. Además, una cantidad de los componentes, respectivamente, también afecta el número de grupos funcionales isocianato del compuesto intermedio isocianatado.

Si el componente de isocianato es el diisocianato, el componente de isocianato funciona de agente de extensión de cadena que reacciona con y se extiende a partir del primer componente para formar el compuesto intermedio isocianatado. Si el componente de isocianato es el poliisocianato, el componente de isocianato funciona de agente de ramificación que reacciona con y se extiende a partir del primer componente para formar el compuesto intermedio isocianatado. Debe tenerse en cuenta que diversas cantidades y combinaciones de uno o más de los diisocianatos y uno o más de los poliisocianatos pueden usarse como componente de isocianato para introducir diversas combinaciones de extensión y/o ramificación de cadena para formar el compuesto intermedio isocianatado.

El componente de isocianato puede estar presente en la composición en cualquier cantidad. Normalmente, el componente de isocianato está presente en una cantidad de 1,0 a 50, más normalmente de 1,0 a 10, lo más normalmente de 3,5 a 7,5 partes en peso basadas en 100 partes en peso de la composición.

Si el grupo funcional unido a carbono del primer componente es el grupo hidroxilo, uno de los grupos isocianato del componente de isocianato reacciona con el grupo hidroxilo para formar un enlace de uretano, a la vez que se forma el compuesto intermedio isocianatado. Si el grupo funcional unido a carbono del primer componente es el grupo amina, uno de los grupos isocianato del componente de isocianato reacciona con el grupo amina para formar un enlace de urea, a la vez que se forma el compuesto intermedio isocianatado. El compuesto intermedio isocianatado puede incluir una pluralidad de enlaces de uretano y/o una pluralidad de enlaces de urea. En otras palabras, debe tenerse en cuenta que el compuesto intermedio isocianatado puede incluir diversas combinaciones de enlaces de uretano y/o de urea.

Un ejemplo de formación del compuesto intermedio isocianatado se ilustra a continuación por el Esquema de reacción (I) simplificado.

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Esquema de reacción (I)

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En el Esquema de reacción (I) anterior, el primer componente incluye el grupo hidroxilo como grupo funcional unido a carbono. El componente de isocianato es el diisocianato, más específicamente el componente de isocianato es HDI. El grupo hidroxilo reacciona con uno de los grupos isocianato del componente de isocianato para formar el compuesto intermedio isocianatado. El compuesto intermedio isocianatado incluye el enlace de uretano formado mediante la reacción entre el primer componente y el componente de isocianato. Cada uno de los grupos R puede ser, por ejemplo, un átomo de hidrógeno o un grupo orgánico. Además, el grupo funcional unido a carbono del primer componente puede incluir al menos un grupo adicional (no mostrado), además del grupo hidroxilo.

Otro ejemplo de formación del compuesto intermedio isocianatado se ilustra a continuación por el Esquema de reacción (II) simplificado.

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Esquema de reacción (II)

2

En el Esquema de reacción (II) anterior, el primer componente incluye el grupo amina como grupo funcional unido a carbono. El componente de isocianato es HDI. El grupo amina reacciona con uno de los grupos isocianato del componente de isocianato para formar el compuesto intermedio isocianatado. El compuesto intermedio isocianatado incluye el enlace de urea formado mediante la reacción entre el primer componente y el componente de isocianato. Cada uno de los grupos R puede ser, por ejemplo, un átomo de hidrógeno o un grupo orgánico. Además, el grupo funcional unido a carbono del primer componente puede incluir al menos un grupo adicional (no mostrado), además del grupo amina.

Otro ejemplo más de formación del compuesto intermedio isocianatado se ilustra a continuación por el Esquema de reacción (III) simplificado.

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Esquema de reacción (III)

3

En el Esquema de reacción (III) anterior, el primer componente incluye el grupo hidroxilo como grupo funcional unido a carbono. El componente de isocianato es el poliisocianato, más específicamente el componente de isocianato es isocianurato de HDI. El grupo hidroxilo reacciona con uno de los grupos isocianato del componente de isocianato para formar el compuesto intermedio isocianatado. El compuesto intermedio isocianatado incluye el enlace de uretano formado mediante la reacción entre el primer componente y el componente de isocianato. Cada uno de los grupos R puede ser, por ejemplo, un átomo de hidrógeno o un grupo orgánico. Además, el grupo funcional unido a carbono del primer componente puede incluir al menos un grupo adicional (no mostrado), además del grupo hidroxilo. En otro Esquema de reacción (no mostrado), el primer componente puede incluir el grupo amina en vez del grupo hidroxilo, de forma que el compuesto intermedio isocianatado del Esquema de reacción (III) incluiría el enlace de urea en vez del enlace de uretano.

Con referencia de nuevo a la composición, la composición comprende el otro producto de reacción de un segundo componente. El segundo componente se selecciona del otro del polisiloxano y la resina de silicona. En otras palabras, y como se hizo referencia a lo anterior, en la primera realización, si el primer componente es el polisiloxano, el segundo componente es la resina de silicona. En cambio, en la segunda realización, si el primer componente es la resina de silicona, el segundo componente es el polisiloxano. Las propiedades finales de la composición pueden cambiarse eligiendo tanto el polisiloxano como la resina de silicona para tanto del primer como el segundo componente, respectivamente, y eligiendo diversas cantidades de cada uno de los componentes el uno con respecto al otro. Por ejemplo, la selección de los componentes es útil para ajustar una combinación deseada de propiedades aparentes y superficiales de la composición tales como velocidad de curado, módulo, energía superficial, estabilidad térmica, resistencia a la humedad, equilibrio hidrófobo y adhesión, aunque sin limitarse a ellas. Debe tenerse en cuenta que algunas de las propiedades anteriormente mencionadas pueden aplicarse antes o después de que la composición se cure, si la composición se cura. El polisiloxano y la resina de silicona se describen en mayor detalle más adelante.

El segundo componente incluye una pluralidad de grupos funcionales unidos a carbono. Los grupos funcionales unidos a carbono del segundo componente son reactivos con los grupos funcionales isocianato del compuesto intermedio isocianatado, formándose así la composición. Los grupos funcionales unidos a carbono del segundo componente pueden ser iguales o diferentes del grupo funcional unido a carbono del primer componente. Los grupos funcionales unidos a carbono del segundo componente son normalmente grupos terminales. Sin embargo, los grupos funcionales unidos a carbono pueden ser grupos no terminales tales como, pero no se limitan a, grupos laterales. Debe tenerse en cuenta que el segundo componente puede incluir una combinación de grupos terminales y laterales. Normalmente, los grupos funcionales unidos a carbono del segundo componente se seleccionan del grupo de grupos hidroxilo, grupos amina y combinaciones de los mismos. Sin embargo, los grupos funcionales unidos a carbono pueden seleccionarse de otros grupos funcionales conocidos en la técnica tales como, pero no se limitan a, un grupo alcoxi o un grupo hidruro. Cada uno de los grupos funcionales unidos a carbono del segundo componente pueden ser iguales o diferentes entre sí. Por ejemplo, el segundo componente puede incluir un grupo hidroxilo unido a carbono y un grupo amina unido a carbono, dos grupos hidroxilo unidos a carbono, dos grupos amina unidos a carbono, etc. Debe tenerse en cuenta que son posibles diversas combinaciones de los grupos funcionales unidos a carbono. En otras realizaciones, el segundo componente incluye al menos un grupo funcional unido a no carbono que puede ser cualquier grupo funcional conocido en la técnica. Por ejemplo, el grupo funcional unido a no carbono del segundo componente puede ser un grupo hidroxilo unido a silicona o un grupo amina unido a silicona.

El segundo componente puede estar presente en la composición en cualquier cantidad. En la primera realización, en la que el segundo componente es la resina de silicona, el segundo componente está normalmente presente en una cantidad de 5,0 a 50, más normalmente de 10 a 40, lo más normalmente de 20 a 30 partes en peso basadas en 100 partes en peso de la composición. En la segunda realización, en la que el segundo componente es el polisiloxano, el segundo componente está normalmente presente en una cantidad de 5,0 a 98, más normalmente de 25 a 95, lo más normalmente de 50 a 95 partes en peso basadas en 100 partes en peso de la composición.

Si uno de los grupos funcionales unidos a carbono del segundo componente es el grupo hidroxilo, uno de los grupos isocianato del compuesto intermedio isocianatado reacciona con el grupo hidroxilo para formar un enlace de uretano. Si uno de los grupos funcionales unidos a carbono del segundo componente es el grupo amina, uno de los grupos isocianato del compuesto intermedio isocianatado reacciona con el grupo amina para formar un enlace de urea. En una realización, la composición incluye una pluralidad de enlaces de uretano. En otra realización, la composición incluye una pluralidad de enlaces de urea. En otras realizaciones, la composición incluye diversas combinaciones de uno de más enlaces de uretano y uno o más enlaces de urea. En una realización, la composición es un copolímero orgánico de silicona lineal. En otra realización, la composición es un copolímero orgánico de silicona ramificado. En estas realizaciones, la composición puede clasificarse como una de un copolímero de silicona-urea, un copolímero de silicona-uretano y un copolímero de silicona-urea/uretano.

Un ejemplo de formación de la composición se ilustra a continuación por el Esquema de reacción (IV) simplificado.

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Esquema de reacción (IV)

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En el Esquema de reacción (IV) anterior, el segundo componente incluye el grupo hidroxilo como uno de los grupos funcionales unidos a carbono. El compuesto intermedio isocianatado es el compuesto intermedio isocianatado del Esquema de reacción (I) anterior. El grupo hidroxilo reacciona con el grupo isocianato del compuesto intermedio isocianatado para formar la composición. La composición incluye un segundo enlace de uretano formado mediante la reacción entre el segundo componente y el compuesto intermedio isocianatado. Cada uno de los grupos R puede ser, por ejemplo, un átomo de hidrógeno o un grupo orgánico. Además, el grupo funcional unido a carbono del segundo componente puede incluir al menos un grupo adicional (no mostrado), además del grupo hidroxilo.

Otro ejemplo de formación de la composición se ilustra a continuación por el Esquema de reacción (V) simplificado.

Esquema de reacción (V)

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En el Esquema de reacción (V) anterior, el segundo componente incluye el grupo amina como uno de los grupos funcionales unidos a carbono. El compuesto intermedio isocianatado es el compuesto intermedio isocianatado del Esquema de reacción (II) anterior. El grupo amina reacciona con el grupo isocianato del compuesto intermedio isocianatado para formar la composición. La composición incluye un segundo enlace de urea formado mediante la reacción entre el segundo componente y el compuesto intermedio isocianatado. Cada uno de los grupos R puede ser, por ejemplo, un átomo de hidrógeno o un grupo orgánico. Además, el grupo funcional unido a carbono del segundo componente puede incluir al menos un grupo adicional (no mostrado), además del grupo amina.

Otro ejemplo más de formación de la composición se ilustra a continuación por el Esquema de reacción (VI) simplificado.

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Esquema de reacción (VI)

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En el Esquema de reacción (VI) anterior, el segundo componente incluye el grupo hidroxilo como uno de los grupos funcionales unidos a carbono. El compuesto intermedio isocianatado es el compuesto intermedio isocianatado del Esquema de reacción (II) anterior. El grupo amina reacciona con el grupo isocianato del compuesto intermedio isocianatado para formar la composición. La composición incluye el enlace de uretano formado mediante la reacción entre el segundo componente y el compuesto intermedio isocianatado. Cada uno de los grupos R puede ser, por ejemplo, un átomo de hidrógeno o un grupo orgánico. Además, el grupo funcional unido a carbono del segundo componente puede incluir al menos un grupo adicional (no mostrado), además del grupo hidroxilo.

Otro ejemplo más de formación de la composición se ilustra a continuación por el Esquema de reacción (VII) simplificado.

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Esquema de reacción (VII)

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En el Esquema de reacción (VII) anterior, el segundo componente incluye el grupo hidroxilo como uno de los grupos funcionales unidos a carbono. El compuesto intermedio isocianatado es el compuesto intermedio isocianatado del Esquema de reacción (III) anterior. El grupo hidroxilo reacciona con uno de los grupos isocianato del compuesto intermedio isocianatado para formar la composición. La composición incluye los enlaces de uretano formados mediante la reacción entre el segundo componente y el compuesto intermedio isocianatado. Cada uno de los grupos R puede ser, por ejemplo, un átomo de hidrógeno o un grupo orgánico. Además, el grupo funcional unido a carbono del segundo componente puede incluir al menos un grupo adicional (no mostrado), además del grupo hidroxilo. Debe tenerse en cuenta que los enlaces de uretano pueden formarse por uno del segundo componente que incluye al menos dos de los grupos funcionales unidos a carbono, o puede formarse por dos de los segundos componentes, incluyendo cada uno al menos uno de los grupos funcionales unidos a carbono.

En otro Esquema de reacción (no mostrado) similar al Esquema de reacción (VII) anterior, el segundo componente incluye el grupo amina en vez del grupo hidroxilo, de forma que la composición del Esquema de reacción (VII) incluiría al menos uno de los enlaces de urea en vez de una totalidad de enlaces de uretano.

En una realización, al menos uno de los grupos isocianato del compuesto intermedio isocianatado queda sin reaccionar. Esto puede producirse controlando una cantidad del segundo componente con respecto al compuesto intermedio isocianatado de forma que el compuesto intermedio isocianatado esté en exceso con respecto al segundo componente. Además, o alternativo a, al menos uno de los grupos funcionales unidos a carbono del primer componente y/o el segundo componente puede quedar sin reaccionar. En otras palabras, la composición puede incluir uno o más grupos funcionales unidos a carbono sin reaccionar. La composición también puede incluir uno o más grupos funcionales unidos a no carbono sin reaccionar, si están presentes. Entonces, los grupos funcionales sin reaccionar de la composición, si están presentes, pueden hacerse reaccionar adicionalmente o quedar sin reaccionar.

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Con referencia ahora al polisiloxano, el polisiloxano puede ser cualquier polisiloxano conocido en la técnica. El polisiloxano normalmente incluye la estructura general:

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en la que cada uno de los restos R^{1} y R^{2} puede ser cualquier resto conocido en la técnica, y en la que el subíndice n puede ser cualquier número entero. Debe tenerse en cuenta que cada uno de los restos R^{1} y R^{2} puede ser igual o diferente entre sí.

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Ejemplos específicos de restos R^{1} y R^{2} adecuados incluyen grupos funcionales y no funcionales tales como, pero no se limitan a, átomos de hidrógeno, grupos alquilo, grupos alquilenilo, grupos arilo, grupos alcarilo, grupos alcoxi, grupos sustituidos con halógeno que incluyen grupos alquilo y arilo sustituidos con halógeno, grupos aciloxi, grupos cetoximato, grupos mercapto, grupos alqueniloxi y combinaciones de los mismos.

El polisiloxano también puede incluir grupos hidrocarbileno y/o fluorocarbileno como, o además de, los restos R^{1} y R^{2}. Los grupos hidrocarbileno incluyen un resto divalente que incluye un átomo de carbono y un átomo de hidrógeno. Los grupos fluorocarbileno incluyen un resto hidrocarbileno con al menos uno de los átomos de hidrógeno sustituido con al menos un átomo de flúor. Los grupos fluorocarbileno preferidos incluyen grupos alquileno parcialmente o completamente sustituidos con flúor. El polisiloxano también puede incluir restos olefínicos que incluyen, pero no se limitan a, acrilato, metacrilato, vinilo, acetilenilo y combinaciones de los mismos.

El polisiloxano es normalmente un polidiorganosiloxano. En una realización, el polisiloxano es un polidimetilsiloxano. En esta realización, el polisiloxano está normalmente terminado por los grupos funcionales unidos a carbono. Sin embargo, el polisiloxano puede incluir grupos funcionales unidos a carbono laterales, además de o alternativos a los grupos funcionales unidos a carbono terminales. Ejemplos de grupos de hidrocarburo aminofuncional adecuados del polisiloxano incluyen -CH_{2}CH_{2}NH_{2}, -CH_{2}CH_{2}CH_{2}NH_{2}, -CH_{2}CHMeNH_{2}, -CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}NH_{2},
-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}NH_{2}, -CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}NH_{2}, -CH_{2}CH_{2}NHMe, -CH_{2}CH_{2}CH_{2}NHMe, -CH_{2}CHMeCH_{2}
NHMe, -CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}NHMe, -CH_{2}CH_{2}NHCH_{2}CH_{2}NH_{2}, -CH_{2}CH_{2}CH_{2}NHCH_{2}CH_{2}CH_{2}NH_{2}, -CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}
NHCH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}NH_{2}, -CH_{2}CH_{2}NHCH_{2}CH_{2}NHMe, -CH_{2}CH_{2}CH_{2}NHCH_{2}CH_{2}CH_{2}NHMe, -CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}
NHCH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}NHMe, y -CH_{2}CH_{2}NHCH_{2}CH_{2}NHCH_{2}CH_{2}Me en las que Me es un grupo metilo.

El polisiloxano puede ser de cualquier peso molecular. Normalmente, el polisiloxano tiene un peso molecular de 100 a 200.000, más normalmente de 1.000 a 50.000, lo más normalmente de 1.000 a 10.000.

Con referencia ahora a la resina de silicona, la resina de silicona puede ser cualquier resina de silicona conocida en la técnica. La resina de silicona incluye normalmente una o más de las siguientes:

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en las que cada uno de M, D, T y Q representan independientemente una unidad estructural de la resina de silicona. Específicamente, la unidad estructural M representa un grupo monofuncional R3SiO_{1/2}. La unidad estructural D representa un grupo difuncional R_{2}SiO_{2/2}. La unidad estructural T representa un grupo trifuncional RSiO_{3/2}. La unidad estructural Q representa un grupo tetrafuncional SiO_{4/2}.

La resina de silicona puede incluir uno cualquiera de o combinación de las unidades estructurales M, D, T y Q. Por ejemplo, la resina de silicona puede incluir resinas MD que incluyen grupos R^{3}_{3}SiO_{1/2} y grupos R^{3}_{2}SiO_{2/2}, resinas MT que incluyen grupos R^{3}_{3}SiO_{1/2} y grupos R^{3}SiO_{3/2}, resinas MQ que incluyen grupos R^{3}_{3}SiO_{1/2} y grupos SiO_{4/2}, resinas TD que incluyen grupos R^{3}SiO_{3/2} y grupos R^{3}_{2}SiO_{2/2}, resinas MTD que incluyen grupos R^{3}_{3}SiO_{1/2}, grupos R^{3}SiO_{3/2} y grupos R^{3}_{2}SiO_{2/2} y combinaciones de las mismas.

El resto R^{3} puede ser cualquier resto conocido en la técnica. Cada uno de los restos R^{3} puede ser igual o diferente entre sí. Los restos R^{3} pueden ser funcionales, no funcionales o combinaciones de los mismos. Por ejemplo, los restos R^{3} pueden ser grupos de hidrocarburo con funcionalidad amina y/o grupos de hidrocarburo con funcionalidad hidroxilo. Normalmente, cada uno de los restos R^{3} incluye un grupo orgánico monovalente. El resto R^{3} tiene normalmente 1 a 20, más normalmente tiene 1 a 10 átomos de carbono. Ejemplos adecuados de los grupos orgánicos monovalentes incluyen, pero no se limitan a, grupos funcionales acrilato tales como grupos acriloxialquilo, grupos funcionales metacrilato tales como grupos metacriloxialquilo, grupos funcionales ciano y grupos de hidrocarburo monovalente y combinaciones de los mismos. Los grupos de hidrocarburo monovalente pueden incluir grupos alquilo tales como grupos metilo, etilo, propilo, pentilo, octilo, undecilo y octadecilo; grupos cicloalquilo tales como grupos ciclohexilo; grupos alquenilo tales como grupos vinilo, alilo, butenilo y hexenilo; grupos alquinilo tales como grupos etinilo, propinilo y butinilo; grupos arilo tales como grupos fenilo, tolilo, xililo, bencilo y 2-feniletilo; grupos de hidrocarburo halogenado tales como grupos 3,3,3-trifluoropropilo, 3-cloropropilo, diclorofenilo y 6,6,6,5,5,4,4,3,3-nonafluorohexilo; y combinaciones de los mismos. Los grupos funcionales ciano pueden incluir grupos cianoalquilo tales como grupos cianoetilo y cianopropilo y combinaciones de los mismos.

Ejemplos de grupos de hidrocarburo aminofuncional adecuados de la resina de silicona incluyen -CH_{2}CH_{2}NH_{2}, -CH_{2}CH_{2}CH_{2}NH_{2}, -CH_{2}CHMeNH_{2}, -CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}NH_{2}, -CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}NH_{2}, -CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}NH_{2}, -CH_{2}CH_{2}NHMe, -CH_{2}CH_{2}CH_{2}NHMe, -CH_{2}CHMeCH_{2}NHMe, -CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}NHMe, -CH_{2}CH_{2}NHCH_{2}CH_{2}NH_{2}, -CH_{2}CH_{2}CH_{2}NHCH_{2}CH_{2}CH_{2}NH_{2}, -CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}NHCH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}NH_{2}, -CH_{2}CH_{2}NHCH_{2}CH_{2}NHMe, -CH_{2}
CH_{2}CH_{2}NHCH_{2}CH_{2}CH_{2}NHMe, -CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}NHCH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}NHMe y -CH_{2}CH_{2}NHCH_{2}CH_{2}NHCH_{2}CH_{2}
Me.

La resina de silicona es normalmente de la fórmula general:

(M)_{a}(D)_{b}(T)_{c}(Q)_{d}

en la que el subíndice a es de 0 a 0,6, el subíndice b es de 0,1 a 0,9, el subíndice c es de 0,1 a 0,8 y el subíndice d es de 0 a 0,5, y las unidades estructurales M, D, T y Q son las mismas que se describen y se ejemplifican anteriormente. En otra realización, el subíndice a es de 0 a 0,2, el subíndice b es de 0,1 a 0,8, el subíndice c s de 0,1 a 0,4 y el subíndice d es de 0 a 0,2.

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En una realización, la resina de silicona incluye al menos uno de un grupo alquilo, un grupo arilo, un grupo alquenilo y un grupo alquinilo. Debe tenerse en cuenta que la resina de silicona puede incluir diversas combinaciones de los grupos. Por ejemplo, en una realización, la resina de silicona comprende al menos una de las unidades estructurales D que incluyen un grupo arilo y un grupo alquilo, al menos otra de las unidades estructurales D que incluyen al menos uno de un grupo amina, y al menos una de las unidades estructurales T que incluyen un grupo arilo.

En una realización, la resina de silicona es de la fórmula general:

M_{0,075}D^{PhMe}_{0,525}D^{NH2}_{0,10}T^{Ph}_{0,30}

en la que una parte de las unidades estructurales D incluye grupos fenilo (Ph) y metilo (Me) como restos R^{3}, las unidades estructurales D restantes incluyen el grupo funcional unido a carbono, más específicamente el grupo amina, como uno de los restos R^{3}, y las unidades estructurales T incluyen grupos fenilo como resto R^{3}.

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En otra realización, la resina de silicona es de la fórmula general:

D^{PhMe} _{0,60}D^{NH2}_{0,10}T^{Ph}_{0,30}

en la que una parte de las unidades estructurales D incluye grupos fenilo y metilo como restos R^{3}, las unidades estructurales D restantes incluyen el grupo funcional unido a carbono, más específicamente el grupo amina, como uno de los restos R^{3} y las unidades estructurales T incluyen grupos fenilo como resto R^{3}.

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Algunos ejemplos específicos de resinas de silicona adecuadas para formar la composición incluyen: resinas M^{Metacriloximetil}Q, resinas M^{Metacriloxipropil}Q, resina MT^{Metacriloximetil}T, resinas MT^{Metacriloxipropil}T, resinas MDT^{Metacriloximetil}T^{Fenil}T, resinas MDT^{Metacriloxipropil}T^{Fenil}T, resinas M^{Vinil}T^{Fenilo}, resinas TT^{Metacriloximetilo}, resinas TT^{Metacriloxipropilo}, resinas T^{Fenil}
T^{Metacriloximetilo}, resinas T^{Fenil}T^{Metacriloxipropilo}, resinas TT^{Fenil}T^{Metacriloximetilo}, resinas D^{FenilMetil}D^{Amina}T^{Fenilo}, resinas MD^{FenilMetil}
D^{Amino}T^{Fenilo} y resinas TT^{Fenil}T^{Metacriloxipropilo} y combinaciones de las mismas, en las que las unidades estructurales M, D, T y Q son las mismas que se describen y se ejemplifican anteriormente. Debe tenerse en cuenta que la composición puede incluir cualquier número y/o combinación de las resinas de silicona descritas y ejemplificadas en este documento.

En una realización, la resina de silicona es una resina de silicona con funcionalidad carbinol que se describe en la publicación PCT WO2005/037891 a favor de Horstman y col. En otra realización, la resina de silicona es una resina de silicona con funcionalidad amino que se describe en la publicación PCT WO2005/010076 a favor de Gordon y col.

La resina de silicona puede prepararse mediante cualquier procedimiento conocido en la técnica. Por ejemplo, la resina de silicona puede prepararse por una reacción de hidrólisis y condensación de di- y triorganosilanos. Debe tenerse en cuenta que la presente invención no se limita a ningún procedimiento particular de preparación de la resina de silicona.

En una realización, la composición incluye el otro producto de reacción de un extendedor de cadena. El extendedor de cadena normalmente incluye dos grupos funcionales; sin embargo, el extendedor de cadena puede incluir tres o más grupos funcionales de forma que el extendedor de cadena haga de agente de ramificación. Los grupos funcionales pueden ser iguales o diferentes entre sí. Además, los grupos funcionales pueden ser iguales o diferentes de los grupos funcionales del primer componente y/o el segundo componente.

Si se usa para preparar la composición, el extendedor de cadena puede ser cualquier extendedor de cadena conocido en la técnica. Por ejemplo, el extendedor de cadena puede seleccionarse del grupo de polioles que incluyen dioles y trioles, poliaminas que incluyen diaminas y triaminas y combinaciones de los mismos. En una realización, el extendedor de cadena se hace reaccionar con el compuesto intermedio isocianatado antes de que el segundo componente y el compuesto intermedio isocianatado reaccionen parcialmente, es decir, antes de la formación de la composición. En otra realización, el extendedor de cadena se hace reaccionar con al menos algo del componente de isocianato, es decir, el exceso del componente de isocianato, antes de reaccionar con el componente de isocianato y el primer componente. Si se usa el extendedor de cadena para formar la composición, eligiendo una cantidad del extendedor de cadena, y cuando se use el extendedor de cadena, las propiedades finales de la composición pueden cambiar.

Ejemplos específicos de extendedores de cadena adecuados incluyen: 1,6-diaminohexano, 1,4-butanodiol, etilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol, dipropilenglicol, 1,4-ciclohexanodimetanol, éter dihidroxietílico de hidroquinona (HQEE), etanolamina, N-fenildietanolamina, éter bis(hidroxietílico) de bisfenol A, m-fenilendiamina, dietiltoluendiamina (DETDA), etilendiamina, poli(óxido de tetrametileno) (PTMO), glicerol, trimetilolpropano, dietanolamina, trietanolamina, 1,2,4-butanotriol y combinaciones de los mismos.

Si se usa para preparar la composición, el extendedor de cadena puede estar presente en la composición en cualquier cantidad. Normalmente, el extendedor de cadena está presente en una cantidad de 0,1 a 30, más normalmente de 1 a 20, lo más normalmente de 1 a 5 partes en peso basadas en 100 partes en peso de la composición.

Si el extendedor de cadena se usa para preparar la composición e incluye un grupo hidroxilo, uno de los grupos isocianato del compuesto intermedio isocianatado reacciona con el grupo hidroxilo para formar un enlace de uretano adicional. Si el extendedor de cadena se usa para preparar la composición e incluye un grupo amina, uno de los grupos isocianato del compuesto intermedio isocianatado reacciona con el grupo amina para formar un enlace de urea adicional. Debe tenerse en cuenta que el extendedor de cadena puede incluir una combinación de uno o más de los grupos hidroxilo y uno o más de los grupos amina. Como se describe previamente, la composición puede incluir la pluralidad de enlaces de uretano y/o la pluralidad de enlaces de urea. Si ya está presente, el exceso del componente de isocianato puede reaccionar adicionalmente con el extendedor de cadena unido al compuesto intermedio isocianatado. Debe tenerse en cuenta que si se usa para formar la composición, el extendedor de cadena se integra con el compuesto intermedio isocianatado. Entonces, el compuesto intermedio isocianatado con extensión de cadena mediante uno o más de los extendedores de cadena puede reaccionar adicionalmente con el segundo componente para formar la composición.

Un ejemplo de formación del compuesto intermedio isocianatado con extensión de cadena se ilustra a continuación por el Esquema de reacción (VIII) simplificado.

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Esquema de reacción (VIII)

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En el Esquema de reacción (VIII) anterior, el extendedor de cadena es un diol, más específicamente el extendedor de cadena es 1,4-butanodiol. El compuesto intermedio isocianatado es el compuesto intermedio isocianatado del Esquema de reacción (I) anterior. Uno de los grupos hidroxilo del extendedor de cadena reacciona con uno de los grupos isocianato del compuesto intermedio isocianatado. El componente de isocianato reacciona con los otros grupos hidroxilo del extendedor de cadena (el extendedor de cadena ahora está integrado con el compuesto intermedio isocianatado del Esquema de reacción (I)) para formar el compuesto intermedio isocianatado con extensión de cadena. Cada uno de los grupos R puede ser, por ejemplo, un átomo de hidrógeno o un grupo orgánico. Entonces, el compuesto intermedio isocianatado con extensión de cadena puede hacerse reaccionar adicionalmente con otro extendedor de cadena y otro componente de isocianato para extender adicionalmente la cadena del compuesto intermedio isocianatado. Alternativamente, el compuesto intermedio isocianatado con extensión de cadena puede entonces hacerse reaccionar adicionalmente con el segundo componente para formar la composición.

En otro Esquema de reacción (no mostrado) similar al Esquema de reacción (VIII) anterior, después de reaccionar el compuesto intermedio isocianatado y el extendedor de cadena, otro compuesto intermedio isocianatado reacciona con los otros grupos hidroxilo del extendedor de cadena (el extendedor de cadena ahora está integrado con el compuesto intermedio isocianatado) en vez del componente de isocianato. En otras palabras, el extendedor de cadena puede reticular dos o más moléculas de los productos intermedios isocianatados para formar un compuesto intermedio isocianatado más largo.

La composición incluye normalmente una pluralidad de segmentos duros. Los segmentos duros comprenden segmentos orgánicos seleccionados del grupo de enlaces de urea, enlaces de uretano y combinaciones de los mismos. La composición también incluye normalmente una pluralidad de segmentos blandos. Los segmentos blandos comprenden segmentos inorgánicos tales como los enlaces de silicona en el esqueleto de silicona. Aquellos expertos en la materia aprecian que la resina de silicona y el polisiloxano incluyen enlaces de silicona, es decir, enlaces Si-O. La composición puede incluir cualquier relación de los segmentos blandos con respecto a los segmentos duros. En una realización, la composición incluye una relación de segmentos blandos con respecto a segmentos duros que es al menos 1,1:1. Sin ceñirse o limitarse a ninguna teoría particular, se cree que preparando la composición para incluir un número más bajo de los segmentos duros con respecto a los segmentos blandos la composición tiene propiedades mecánicas y térmicas mejoradas. Se cree que esto es debido en parte a los segmentos duros que normalmente son más cortos y más rígidos en comparación con los segmentos blandos más largos y más flexibles. Aquellos expertos en la materia aprecian que la composición pueda clasificarse como un copolímero debido a los segmentos duros y blandos y/o la combinación de la resina de silicona, el polisiloxano, el componente de isocianato y opcionalmente el extendedor de cadena.

En una realización, la composición es curable por humedad. En esta realización, la composición comprende el otro producto de reacción de un componente de curado por humedad que contiene silano. El componente de curado por humedad que contiene silano puede hacerse reaccionar con uno cualquiera de o combinación de los componentes para preparar la composición curable por humedad. Por ejemplo, el componente de curado por humedad que contiene silano puede hacerse reaccionar con uno de los grupos isocianato del compuesto intermedio isocianatado o con uno de los grupos funcionales de uno de los componentes. Debe tenerse en cuenta que el primer y/o segundo componente puede incluir restos curables por humedad de forma que la composición sea curable por humedad sin usar el componente de curado por humedad que contiene silano.

El componente de curado por humedad que contiene silano puede ser cualquier componente de curado por humedad que contenga silano conocido en la técnica. En una realización, el componente de curado por humedad que contiene silano se selecciona del grupo de un organosilano, un organopolisiloxano y combinaciones de los mismos. En esta realización, el organopolisiloxano puede seleccionarse del grupo de, pero no se limita a, un siloxano terminado en silanol, un siloxano terminado en alcoxilsililo y combinaciones de los mismos. En otra realización, el componente de curado por humedad que contiene silano incluye un alcoxisilano y más normalmente incluye trimetoxisilano o trietoxisilano.

Ejemplos específicos de componentes de curado por humedad que contienen silano adecuados incluyen: 3-aminopropiltrietoxisiloxano, 3-aminopropiltrimetoxisiloxano, 3-isocianatopropiltrimetoxisiloxano, 3-isocianatopropiltrietoxisiloxano, N-(2-aminoetil)3-aminopropiltrimetoxisiloxano y combinaciones de los mismos.

Si se usa para preparar la composición, el componente de curado por humedad que contiene silano puede estar presente en la composición en cualquier cantidad. Normalmente, el componente de curado por humedad que contiene silano está presente en una cantidad de 0,1 a 30, más normalmente de 0,5 a 20, lo más normalmente de 0,5 a 5 partes en peso basadas en 100 partes en peso de la composición.

En otra realización, la composición es curable por luz. En esta realización, la composición comprende el otro producto de reacción de un componente de curado por luz. El componente de curado por luz puede hacerse reaccionar con uno cualquiera de o combinación de los componentes para preparar la composición curable por luz. Por ejemplo, el componente de curado por luz puede hacerse reaccionar con uno de los grupos isocianato del compuesto intermedio isocianatado o con uno de los grupos funcionales de uno de los componentes. Debe tenerse en cuenta que el primer y/o segundo componente puede incluir restos curables por luz de forma que la composición sea curable por luz sin usar el componente de curado por luz.

El componente de curado por luz puede ser cualquier componente de curado por luz conocido en la técnica. En una realización, el componente de curado por luz se selecciona del grupo de acrilatos, cinamamidas y combinaciones de los mismos. El componente de curado por luz normalmente incluye un grupo de organosilicio curable por radicales que puede incluir al menos uno de un grupo acrilato y un grupo metacrilato. Alternativamente, el grupo de organosilicio curable por radicales puede incluir un grupo acriloxialquilo tal como un grupo acriloxipropilo, un grupo metacriloxialquilo tal como un grupo metacriloxipropilo y/o un grupo orgánico insaturado que incluye, pero no se limita a, un grupo alquenilo que tiene 2-12 átomos de carbono que incluye grupos vinilo, alilo, butenilo y hexenilo, grupos alquinilo que tienen 2-12 átomos de carbono que incluyen grupos etinilo, propinilo y butinilo y combinaciones de los mismos. El grupo orgánico insaturado puede incluir el grupo polimerizable por radicales en poliéteres oligoméricos y/o poliméricos que incluyen un grupo aliloxipoli(oxialquileno), análogos sustituidos con halógeno del mismo y combinaciones de los mismos.

Si se usa para preparar la composición, el componente de curado por luz puede estar presente en la composición en cualquier cantidad. Normalmente, el componente de curado por luz está presente en una cantidad de 0,1 a 20, más normalmente de 0,5 a 10, lo más normalmente de 0,5 a 5 partes en peso basadas en 100 partes en peso de la composición.

La composición puede comprender adicionalmente un fotoiniciador. La composición normalmente incluye el fotoiniciador si el componente de curado por luz se usa para preparar la composición. El fotoiniciador puede ser cualquier fotoiniciador conocido en la técnica. El fotoiniciador puede seleccionarse del grupo de \alpha-hidroxicetonas, fenilglioxilatos, bencildimetil-cetales, \alpha-aminocetonas, mono-(acilfosfinas), bis-(acilfosfinas), óxidos de fosfina, metalocenos, sales de yodonio y combinaciones de los mismos.

Si se usa para preparar la composición, el fotoiniciador puede estar presente en la composición en cualquier cantidad. Normalmente, el fotoiniciador está presente en una cantidad de 0,05 a 20, más normalmente de 0,1 a 10, lo más normalmente de 0,5 a 5 partes en peso basadas en 100 partes en peso de la composición.

La composición puede comprender adicionalmente un catalizador. En una realización, la composición incluye el componente de curado por humedad que contiene silano y el catalizador. En otra realización, la composición incluye el componente de curado por luz y el catalizador. Normalmente, esta realización con el componente de curado por luz y el catalizador también incluye el fotoiniciador para iniciar el curado por luz de la composición. Debe tenerse en cuenta que el catalizador puede usarse para preparar la composición en cualquiera de las realizaciones de la presente invención.

El catalizador puede ser cualquier catalizador conocido en la técnica. El catalizador puede comprender ésteres de ácido titánico tales como titanato de tetrabutilo, titanato de tetrapropilo, compuestos de organotitanio y organocirconio parcialmente quelados tales como di(etilacetoacetonato) de diisopropoxititanio y di(etilacetoacetonato) de di(n-propoxi)circonio, compuestos de organoestaño tales como dilaurato de dibutilestaño, diacetato de dibutilestaño y octoato estannoso, compuestos de organoaluminio tales como trisacetilacetonato de aluminio, trisetilacetonato de aluminio, etilacetonato de diisopropoxialuminio, sales de bismuto y ácidos carboxílicos orgánicos tales como tris(2-etilhexoato) de bismuto, tris(neodecanoato) de bismuto, compuestos de quelatos tales como tetraacetilacetonato de circonio, tetraacetilacetonato de titanio, compuestos de organoplomo tales como octilato de plomo, compuestos de organovanadio, compuestos de amina tales como butilamina, octilamina, dibutilamina, monoetanolamina, dietanolamina, trietanolamina, dietilentriamina, trietilentetramina, oleilamina, ciclohexilamina, bencilamina, dietilaminopropilamina, xililendiamina, trietilendiamina, guanidina, difenilguanidina, 2,4,6-tris(dimetilaminometil)fenol, morfolina, N-metilmorfolina, 2-etil-4-metilimidazol, 1,1-diazabiciclo(5,4,0)undec-7-eno (DBU) y sus sales con ácido carboxílico, resinas de poliamida de bajo peso molecular obtenidas a partir de poliaminas en exceso y ácidos polibásicos, productos de reacción de poliaminas en exceso y compuestos epoxídicos y combinaciones de los mismos.

Además, el catalizador puede incluir un compuesto organometálico. El compuesto organometálico puede incluir titanio, circonio, estaño y combinaciones de los mismos. En una realización, el catalizador incluye un compuesto de estaño. El compuesto de estaño puede incluir sales de dialquilestaño (IV) de ácidos carboxílicos orgánicos tales como diacetato de dibutilestaño, dilaurato de dimetilestaño, dilaurato de dibutilestaño, maleato de dibutilestaño y diacetato de dioctilestaño, carboxilatos de estaño tales como octilato de estaño o naftenato de estaño, productos de reacción de óxidos de dialquilestaño y ésteres de ácido ftálico o alcanodionas, diacetilacetonatos de dialquilestaño tales como diacetilacetonato de dibutilestaño (acetilacetonato de dibutiltestaño), óxidos de dialquilestaño tales como óxido de dibutilestaño, sales de estaño (II) de ácidos carboxílicos orgánicos tales como diacetato de estaño (II), dioctanoato de estaño (II), dietilhexanoato de estaño (II) o dilaurato de estaño (II), dihaluros de dialquilestaño (IV) tales como dicloruro de dimetilestaño, sales estannosas de ácidos carboxílicos tales como octoato estannoso, oleato estannoso, acetato estannoso o laurato estannoso y combinaciones de los mismos. En otra realización, el catalizador se selecciona del grupo de diacetato de dibutilestaño, dilaurato de dibutilestaño y combinaciones de los mismos. Se contempla que pueda usarse un único catalizador o pueda usarse una pluralidad de catalizadores. Normalmente, el catalizador incluye diacetato de dibutilestaño y/o dilaurato de dibutilestaño. En una realización, el catalizador incluye diacetato de dibutilestaño.

Si se usa para preparar la composición, el catalizador puede estar presente en la composición en cualquier cantidad. Normalmente, el catalizador está presente en una cantidad de 0,1 a 20, más normalmente de 0,1 a 10, lo más normalmente de 0,1 a 5 partes en peso basadas en 100 partes en peso de la composición.

La composición puede incluir adicionalmente un aditivo. El aditivo puede comprender cualquier aditivo conocido en la técnica. El aditivo puede ser reactivo o puede ser inerte. El aditivo puede seleccionarse del grupo de un promotor de la adhesión, un polímero de extensión, un polímero suavizante, un polímero de refuerzo, un polímero de endurecimiento, un modificador de la viscosidad, un modificador de la volatilidad, una carga de extensión, una carga de refuerzo, una carga conductora, un separador, un colorante, un pigmento, un comonómero, sales inorgánicas, complejos organometálicos, un absorbente de luz UV, un estabilizador de la luz de aminas impedidas, un estabilizador de aziridina, un agente reductor de vacío, un modificador del curado, un iniciador por radicales libres, un diluyente, un modificador de la reología, un aceptor de ácido, un antioxidante, un estabilizador del calor, un agente ignífugo, un agente de sililación, un estabilizador de espumas, un agente generador de gases, un tensioactivo, un agente humectante, un disolvente, un plastificante, un agente de flujo, un agente químico reactivo con funcionalidad tal como un ácido carboxílico, aldehído o cetona, un desecante y combinaciones de los mismos. En una realización, la composición incluye adicionalmente al menos un aditivo químico que es reactivo cuando se expone a ciertos agentes biológicos.

Ejemplos específicos de promotores de la adhesión adecuados, si se usan como aditivo, incluyen: los organosilanos alcoxifuncionales descritos anteriormente tales como (3-glicidilpropil)trimetoxisiloxano, glicidoximetiltrimetoxisilano, metacriloxipropiltrimetoxisilano, metacriloximetiltrimetoxisilano, (acriloxipropil)trimetoxisiloxano, acriloximetiltrimetoxisilano y organopolisiloxanos tales como copolímero de (metacriloxipropil)metilsiloxano-dimetilsiloxano, polidimetilsiloxano terminado con metacriloximetilo, polidimetilsiloxano terminado con metacriloxipropilo, copolímero de (acriloxipropil)metilsiloxano-dimetilsiloxano y combinaciones de los mismos.

Si se usa para preparar la composición, el aditivo puede estar presente en la composición en cualquier cantidad. Normalmente, el aditivo está presente en una cantidad de 0,1 a 90, más normalmente de 0,1 a 50, lo más normalmente de 0,1 a 10 partes en peso basadas en 100 partes en peso de la composición. En ciertas realizaciones, el aditivo comprende la carga conductora. Si se usa, la carga conductora comprende generalmente un metal. Ejemplos de cargas conductoras adecuadas incluyen, pero no se limitan a, plata, óxido de aluminio y combinaciones de los mismos. La carga conductora puede ser de diversas formas tales como un polvo. Si se usa para preparar la composición, la carga conductora está normalmente presente en una cantidad de 50 a 90, más normalmente de 50 a 70, lo más normalmente de 60 a 70 partes en peso basadas en 100 partes en peso de la composición.

Para el procedimiento de preparación de la composición se proporciona el primer componente. El grupo funcional unido a carbono del primer componente se hace reaccionar con el exceso del componente de isocianato para formar el compuesto intermedio isocianatado. El segundo componente se hace reaccionar con al menos uno de los grupos funcionales isocianato del compuesto intermedio isocianatado para preparar la composición que contiene silicona. La composición puede prepararse en cualquier aparato conocido en la técnica y opcionalmente puede prepararse en una pluralidad de aparatos. Por ejemplo, la composición puede prepararse en un recipiente de reacción. En una realización, la composición se prepara bajo una purga de nitrógeno. Cada uno de los componentes puede estar presente en cualquier cantidad para preparar la composición.

En una realización, al menos uno de los componentes se disuelve en un disolvente orgánico. Esta realización puede ser útil si al menos uno de los componentes es sólido o viscoso. Además, el disolvente orgánico también puede ser útil para facilitar la reacción entre los componentes usados para preparar la composición. El disolvente orgánico puede estar presente en cualquier cantidad. Por ejemplo, después de prepararse la composición, la composición puede estar presente en una cantidad de 10 a 50 partes en peso basadas en 100 partes en peso de la composición y el disolvente orgánico combinados. El disolvente orgánico puede ser cualquier disolvente orgánico conocido en la técnica. El disolvente orgánico puede seleccionarse del grupo de tetrahidrofurano (THF), tolueno y combinaciones de los mismos. Si el disolvente orgánico se usa para preparar la composición, el disolvente orgánico puede eliminarse para obtener la composición después de prepararse la composición. El disolvente orgánico puede eliminarse mediante cualquier procedimiento conocido en la técnica tal como, pero no se limita a, evaporación mediante presión reducida.

La composición puede prepararse a cualquier temperatura. En ciertas realizaciones, el exceso del componente de isocianato se hace reaccionar con el primer componente y el segundo componente se hace reaccionar con el compuesto intermedio isocianatado a una temperatura de 55ºC a 75ºC. Debe tenerse en cuenta que la temperatura puede mantenerse relativamente constante o puede variarse mientras se prepara la composición. En otras palabras, la preparación de la composición puede realizarse a diversas temperaturas.

En una realización, una cantidad del componente de isocianato se analiza para determinar un grado de reacción entre el componente de isocianato y al menos uno de los componentes tales como, pero no se limitan a, el primer componente. Analizando el grado de la reacción, otros componentes pueden añadirse a grados de reacción predeterminados del componente de isocianato para preparar la composición. Por ejemplo, el grado de reacción puede analizarse para determinar si el compuesto intermedio isocianatado se ha formado completamente. El grado de reacción puede analizarse mediante cualquier procedimiento conocido en la técnica. Por ejemplo, el grado de reacción puede analizarse por espectroscopia IR.

En una realización, el extendedor de cadena se hace reaccionar con uno de los grupos funcionales isocianato del compuesto intermedio isocianatado o de la composición, si están presentes con la composición, formándose así al menos uno de los segmentos duros. En otra realización, el componente de curado por humedad que contiene silano se hace reaccionar con al menos uno de los grupos funcionales isocianato del compuesto intermedio isocianatado o de la composición, si están presentes con la composición, de forma que la composición sea curable por humedad. En otras realizaciones, el componente de curado por humedad que contiene silano se hace reaccionar con otros grupos funcionales que incluyen, pero no se limitan a, los grupos funcionales unidos a carbono y/o unidos a no carbono, si están presentes y sin reaccionar. En otra realización, el componente de curado por luz se hace reaccionar con al menos uno de los grupos funcionales isocianato del compuesto intermedio isocianatado o de la composición, si están presentes con la composición, de forma que la composición sea curable por luz. En otras realizaciones, el componente de curado por luz puede hacerse reaccionar con otros grupos funcionales que incluyen, pero no se limitan a, los grupos funcionales unidos a carbono y/o unidos a no carbono, si están presentes y sin reaccionar. Debe tenerse en cuenta que cualquier combinación de las realizaciones descritas en este documento puede usarse para preparar la composición.

Los siguientes ejemplos, que ilustran las composiciones y procedimientos de la presente invención, pretenden ilustrar y no limitar la presente invención.

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Ejemplos Resinas de silicona

Se preparan ejemplos inventivos de resina de silicona que incluyen una pluralidad de grupos funcionales unidos a carbono, más específicamente grupos amina unidos a carbono.

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Resina de silicona 1

Para preparar un primer ejemplo de la resina de silicona, una mezcla se hace reaccionar bajo purga de nitrógeno en un recipiente. El recipiente usado en diversos ejemplos en lo sucesivo es un matraz redondo de 3 bocas de 1 litro (l) que está equipado con una barra de agitación magnética, un termómetro, un condensador y una trampa de Dean-Stark.

La mezcla incluye:

118,98 gramos de feniltrimetoxisilano (PhSi(OMe)_{3});

191,40 gramos de fenilmetildimetoxisilano (PhMeSi(OMe)_{2});

38,26 gramos de d-aminopropiltrietoxisilano (APTS; ((OEt)_{2}MeSi(PrNH_{2}))); y

174,85 gramos de tolueno.

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La mezcla se agita y se hace reaccionar a una temperatura de 60ºC durante 120 minutos. La mezcla se hidroliza con 38,73 gramos de agua desionizada (DI). Entonces, la mezcla se hace reaccionar con 26,61 gramos de trimetiletoxisilano (EtOSiMe_{3}). Se añaden tolueno y agua DI adicionales, si se requiere. La mezcla se cataliza con 4,89 gramos de hidróxido potásico acuoso (KOH). Después de 120 minutos, el agua DI se elimina de la mezcla mediante destilación azeotrópica. El KOH en la mezcla se neutraliza con 5,01 gramos de ácido clorhídrico acuoso (HCl). El tolueno se elimina de la mezcla mediante presión reducida, dejando el primer ejemplo de la resina de silicona. El primer ejemplo de la resina de silicona se elimina del recipiente, se filtra y se aclara para eliminar impurezas, si están presentes.

El primer ejemplo de la resina de silicona es de la fórmula general:

M_{0,075}D^{PhMe}_{0,525}D^{NH2}_{0,10}T^{Ph}_{0,30}

en la que 0,075, 0,525, 0,10 y 0,30 son promedios de cada una de las unidades estructurales M, D y T respectivas por 1 unidad de la resina de silicona. Las unidades estructurales D y T incluyen los grupos Me, NH_{2} y Ph respectivos.

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Resina de silicona 2

Para preparar un segundo ejemplo de la resina de silicona, una segunda mezcla se hace reaccionar bajo purga de nitrógeno en el recipiente.

La segunda mezcla incluye:

46,12 gramos de feniltrimetoxisilano;

84,77 gramos de fenilmetildimetoxisilano;

14,83 gramos de d-aminopropiltrietoxisilano; y

68,32 gramos de tolueno.

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La segunda mezcla se agita y se hace reaccionar a una temperatura de 60ºC durante 120 minutos. La segunda mezcla se hidroliza con 32,16 gramos de agua DI. La segunda mezcla se cataliza con 1,90 gramos de KOH acuoso. Después de 120 minutos, el agua DI se elimina de la primera mezcla mediante destilación azeotrópica. El KOH en la segunda mezcla se neutraliza con 1,95 gramos de HCl acuoso. El tolueno se elimina de la segunda mezcla mediante presión reducida, dejando el segundo ejemplo de la resina de silicona. El segundo ejemplo de la resina de silicona se elimina del recipiente, se filtra y se aclara para eliminar impurezas, si están presentes.

El segundo ejemplo de la resina de silicona es de la fórmula general:

D^{PhMe} _{0,60}D^{NH2}_{0,10}T^{Ph}_{0,30}

en la que 0,60, 0,10 y 0,30 son promedios de cada una de las unidades estructurales D y T respectivas por 1 unidad de la resina de silicona. Las unidades estructurales D y T incluyen los grupos Me, NH_{2} y Ph respectivos.

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Composiciones

Se combinan un primer componente, un componente de isocianato, un segundo componente y opcionalmente al menos uno de un extendedor de cadena, un componente de curado por humedad que contiene silano, un componente de curado por luz, un fotoiniciador, un catalizador y un disolvente orgánico en un recipiente para preparar las composiciones de la presente invención. El recipiente usado en diversos ejemplos en lo sucesivo es un matraz redondo de 3 bocas de 1 l que está equipado con una barra de agitación magnética, un termómetro y un condensador.

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Composición 1

La composición se prepara bajo purga de nitrógeno en el recipiente. La composición incluye silicona y enlaces de urea. Se preparan una primera mezcla, una segunda mezcla y una tercera mezcla. La primera mezcla es 2,0 gramos de hexametilendiisocianato (HDI) en 200 mililitros (ml) de tetrahidrofurano seco (THF). La segunda mezcla es 12,0 gramos de una resina de silicona disuelta en THF. La resina de silicona es la resina de silicona 1, como se describe anteriormente. La resina de silicona está presente en una cantidad de 12 partes en peso basadas en 100 partes en peso de la composición. La tercera mezcla es 83,0 gramos de un polisiloxano disuelto en THF. El polisiloxano es un polidimetilsiloxano terminado con aminopropilo disponible comercialmente como DMS-A15 de Gelest, Inc. de Morrisville, PA. El polisiloxano está presente en una cantidad de 86 partes en peso basadas en 100 partes en peso de la composición. La primera y segunda mezcla se introducen al recipiente. Las mezclas se agitan y se hacen reaccionar a una temperatura de 65ºC durante 15 minutos para formar un compuesto intermedio isocianatado. Entonces, la tercera mezcla se introduce al recipiente y se agita y se hace reaccionar con el compuesto intermedio isocianatado a una temperatura de 65ºC durante 120 minutos para formar la composición. El THF se elimina del recipiente mediante presión reducida, dejando la composición. La composición se coloca en un papel antiadherente en una estufa para eliminar cualquier THF restante, si está presente.

Las características mecánicas de la composición se prueban por análisis mecánico dinámico (DMA). Las características mecánicas probadas incluyen módulo de almacenamiento (G'), módulo de pérdida (G'') y tan delta (\delta), cada uno frente a un cambio en la temperatura de la composición. También se determina un intervalo de temperatura de transición vítrea (Tg) y el punto de fusión del elastómero de la composición. Se examinan las características morfológicas de la composición por microscopía de fuerza atómica (AFM). Las características morfológicas incluyen características de separación de fases de la composición.

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Composiciones 2-14

Se preparan trece ejemplos inventivos adicionales de la composición, Composiciones 2 a 14, como se describe a continuación. Las composiciones incluyen silicona y enlaces de urea. La cantidad y el tipo de cada componente usado para formar las composiciones se indican en la Tabla I a continuación con todos los valores en partes aproximadas en peso basadas en 100 partes en peso de la composición, a menos que se indique lo contrario.

TABLA I

11

En las composiciones 2 a 14, el primer componente es una mezcla de una resina de silicona en THF. La resina de silicona es la resina de silicona 2. La resina de silicona está presente en una cantidad de 5 a 40 partes en peso basadas en 100 partes en peso de la composición. En las composiciones 2 a 7, el componente de isocianato es HDI. En las composiciones 8 a 14, el componente de isocianato es isoforondiisocianato (IPDI). En las composiciones 2 a 14, el segundo componente es una mezcla de un polisiloxano en THF. El polisiloxano es el polidimetilsiloxano terminado con aminopropilo. El polisiloxano está presente en una cantidad de 56,5 a 93 partes en peso basadas en 100 partes en peso de la composición.

Cada una de las composiciones se prepara individualmente bajo purga de nitrógeno en el recipiente. El primer componente y el componente de isocianato se introducen al recipiente. Los componentes se agitan y se hacen reaccionar a una temperatura de 65ºC durante 15 minutos para formar el compuesto intermedio isocianatado. Entonces, el segundo componente se introduce al recipiente y se agita y se hace reaccionar con el compuesto intermedio isocianatado a una temperatura de 65ºC durante 120 minutos para formar la composición. El THF se elimina del recipiente mediante presión reducida, dejando la composición. La composición se coloca en un papel antiadherente en una estufa para eliminar cualquier THF restante, si está presente. Las características mecánicas de las composiciones se prueban por DMA. Las características morfológicas de las composiciones se examinan por AFM. Con referencia ahora a la Figura 1 puede apreciarse mejor G' frente a un cambio en la temperatura en grados Celsius de la composición, es decir, en los números de ejemplo 5, 8 y 14. En la Figura 2 también puede apreciarse mejor tan \delta frente a un cambio en la temperatura en grados Celsius de los números de composición 5, 8 y 14. Como se muestra en las figuras, las características mecánicas de las composiciones varían dependiendo de la cantidad del primer componente usado para preparar las composiciones.

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Composición 15

La composición se prepara bajo purga de nitrógeno en el recipiente. La composición es curable por luz e incluye silicona y enlaces de urea. Se preparan una primera mezcla, una segunda mezcla y una tercera mezcla. La primera mezcla es 2,0 gramos de HDI en 200 ml de THF seco. La segunda mezcla es 12,0 gramos de una resina de silicona disuelta en THF. La resina de silicona es la resina de silicona 2, como se describe anteriormente. La resina de silicona está presente en una cantidad de 12 partes en peso basadas en 100 partes en peso de la composición. La tercera mezcla es 83,0 gramos de un polisiloxano disuelto en THF. El polisiloxano es el polidimetilsiloxano terminado con aminopropilo. El polisiloxano está presente en una cantidad de 86 partes en peso basadas en 100 partes en peso de la composición. La primera y segunda mezcla se introducen al recipiente. Las mezclas se agitan y se hacen reaccionar a una temperatura de 65ºC durante 15 minutos para formar el compuesto intermedio isocianatado. Entonces, la tercera mezcla se introduce al recipiente y se agita y se hace reaccionar con el compuesto intermedio isocianatado a una temperatura de 65ºC durante 120 minutos para formar una mezcla de reacción. Un exceso de HDI se monitoriza por espectroscopia IR para determinar el grado de reacción de la mezcla de reacción. El recipiente y la mezcla de reacción se enfrían hasta temperatura ambiente (\sim25ºC). A continuación se añaden 0,8 gramos de un componente de curado por luz, más específicamente metacrilato de 2-hidroxietilo, al recipiente y se hace reaccionar con la mezcla de reacción. La mezcla de reacción se cataliza con 0,05 gramos de un catalizador, más específicamente dilaurato de dibutilestaño. La mezcla de reacción se mezcla a temperatura ambiente durante 180 minutos. El THF se elimina del recipiente mediante presión reducida, dejando una composición curable por luz. La composición curable por luz se coloca en un papel antiadherente en una estufa a una temperatura de 60ºC para eliminar cualquier THF restante, si está presente. Las características mecánicas de la composición curable por luz se prueban por DMA. Las características morfológicas de la composición curable por luz se examinan por AFM.

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Composición 16

La composición se prepara bajo purga de nitrógeno en el recipiente. La composición es curable por humedad e incluye silicona y enlaces de urea. Se preparan una primera mezcla y una segunda mezcla. La primera mezcla es 1,55 gramos de HDI en 200 ml de THF seco. La segunda mezcla es 14,0 gramos de un polisiloxano y 2,0 gramos de una resina de silicona. El polisiloxano incluye grupos amina terminales y tiene un peso molecular de aproximadamente 3000. La resina de silicona incluye grupos amina. La primera y segunda mezcla se introducen al recipiente. Las mezclas se agitan y se hacen reaccionar a una temperatura de 60ºC durante 120 minutos para formar una mezcla de reacción. El recipiente y la mezcla de reacción se enfrían hasta temperatura ambiente. A continuación se añaden 0,5 gramos de un componente de curado por humedad que contiene silano, más específicamente 3-aminopropiltrimetoxisilano, al recipiente. La mezcla de reacción se cataliza con 0,05 gramos de dilaurato de dibutilestaño. La mezcla de reacción se mezcla a temperatura ambiente durante 180 minutos. El THF se elimina del recipiente mediante presión reducida, dejando una composición curable por humedad. Las características mecánicas de la composición curable por humedad se prueban por DMA. Las características morfológicas de la composición curable por humedad se examinan por AFM.

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Composición 17

La composición se prepara bajo purga de nitrógeno en el recipiente. La composición es curable por luz e incluye silicona y enlaces de urea. Se prepara una primera mezcla. La primera mezcla es 1,6 gramos de HDI en 200 ml de THF seco. La primera mezcla y 16,0 gramos de un polisiloxano se añaden al recipiente y se hacen reaccionar a una temperatura de 70ºC durante 120 minutos para formar un compuesto intermedio isocianatado. El polisiloxano es el polidimetilsiloxano terminado con aminopropilo. El recipiente y el compuesto intermedio isocianatado se enfrían hasta temperatura ambiente. A continuación se añaden 0,3 gramos de un componente de curado por luz, más específicamente metacrilato de 2-hidroximetilo, al recipiente y se hace reaccionar con el compuesto intermedio isocianatado para formar una mezcla de reacción. La mezcla de reacción se cataliza con 0,05 gramos de dilaurato de dibutilestaño. La mezcla de reacción se mezcla a temperatura ambiente durante 240 minutos. Un exceso de HDI se monitoriza mediante espectroscopia IR para determinar el grado de reacción de la mezcla de reacción. El THF se elimina del recipiente mediante presión reducida, dejando una composición curable por luz.

A continuación, 5,0 gramos de la composición curable por luz se disuelven en 17 ml de THF junto con 0,01 gramos de un fotoiniciador para formar una disolución. El fotoiniciador es Darocur 1173, comercialmente disponible de Ciba Specialty Chemicals, Inc. de Tarrytown, NY. La disolución se vacía en un papel antiadherente y se coloca en una estufa a una temperatura de 60ºC para evaporar el THF, formándose así una película de la composición curable por luz. La película se expone a luz UV, a 256 nanómetros de longitud de onda, para curar la película. Las características mecánicas de la película se prueban por DMA. Las características morfológicas de la película se examinan por AFM.

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Composiciones 18-20

Se preparan tres ejemplos inventivos adicionales de la composición, Composiciones 18 a 20, según la presente invención. Las composiciones incluyen silicona y enlaces de urea y son curables, más específicamente son curables por humedad o por luz. La cantidad y el tipo de cada componente usado para formar las composiciones se indica en la Tabla II a continuación con todos los valores en partes aproximadas en peso basadas en 100 partes en peso de la composición, a menos que se indique lo contrario.

TABLA II

12

El primer componente es una mezcla de una resina de silicona en THF. La resina de silicona es la resina de silicona 2, como se ha descrito anteriormente. La resina de silicona está presente en una cantidad de aproximadamente 11 partes en peso basadas en 100 partes en peso de la composición. El componente de isocianato es HDI. El segundo componente es una mezcla de un polisiloxano en THF. El polisiloxano es el polidimetilsiloxano terminado con aminopropilo, como se describe anteriormente. El polisiloxano está presente en una cantidad de aproximadamente 76 partes en peso basadas en 100 partes en peso de la mezcla. En la composición 18, el componente de curado es un componente de curado por humedad que contiene silano, más específicamente 3-aminopropiltrimetoxisilano (APTS). En las composiciones 19 y 20, los componentes de curado son componentes de curado por luz, más específicamente un cinamato y un metacrilato, respectivamente.

Cada una de las composiciones se prepara individualmente bajo purga de nitrógeno en el recipiente. El primer componente y el componente de isocianato se introducen al recipiente. Los componentes se agitan y se hacen reaccionar a una temperatura de 65ºC durante 15 minutos para formar el compuesto intermedio isocianatado. Entonces, el segundo componente se introduce al recipiente y se agita y se hace reaccionar con el compuesto intermedio isocianatado a una temperatura de 65ºC durante 120 minutos para formar una mezcla de reacción. El recipiente y la mezcla de reacción se enfrían hasta temperatura ambiente. El componente de curado se añade al recipiente y se hace reaccionar con la mezcla de reacción para formar la composición. La mezcla de reacción se cataliza con 0,05 gramos de dilaurato de dibutilestaño. La mezcla de reacción se mezcla a temperatura ambiente durante 240 minutos. Un exceso de HDI se monitoriza por espectroscopía IR hasta que ha desaparecido, es decir, ha reaccionado completamente. El THF se elimina del recipiente mediante presión reducida, dejando la composición curable. El THF se elimina del recipiente mediante presión reducida, dejando la composición curable.

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Composición 21

Se prepara un ejemplo inventivo de la composición que incluye silicona, uretano y enlaces de urea bajo purga de nitrógeno en el recipiente. Se prepara una primera mezcla, una segunda mezcla y una tercera mezcla. La primera mezcla es 1,4 gramos de HDI en 200 ml de THF seco. La segunda mezcla es 4,0 gramos de una resina de silicona disuelta en THF. La resina de silicona es la resina de silicona 2, como se describe anteriormente. La resina de silicona está presente en una cantidad de 17 partes en peso basadas en 100 partes en peso de la composición. La tercera mezcla es 14 gramos de un polisiloxano disuelto en THF. La tercera mezcla incluye adicionalmente 4,0 gramos de un poliol, más específicamente 1,4-butanodiol. El polisiloxano es el polidimetilsiloxano terminado con aminopropilo. El polisiloxano está presente en una cantidad de 56 partes en peso y el poliol está presente en una cantidad de 17 partes en peso, cada uno basado en 100 partes en peso de la composición. La primera y segunda mezcla se introducen al recipiente. Las mezclas se agitan y se hacen reaccionar a una temperatura de 65ºC durante 15 minutos para formar un compuesto intermedio isocianatado. Entonces, la tercera mezcla se introduce al recipiente y se agita y se hace reaccionar con el compuesto intermedio isocianatado a una temperatura de 65ºC durante 120 minutos para formar la composición. El THF se elimina del recipiente mediante presión reducida, dejando la composición. La composición se coloca en un papel antiadherente en una estufa a una temperatura de 60ºC para eliminar cualquier THF restante, si está presente. Las características mecánicas de la película se prueban por DMA. Las características morfológicas de la película se examinan por AFM.

La invención se ha descrito de un modo ilustrativo, y debe entenderse que la terminología que se ha usado está prevista para estar en la naturaleza de palabras de descripción en vez de limitación. Son posibles muchas modificaciones y variaciones de la presente invención en vista de las enseñanzas anteriores, y la invención puede ponerse en práctica de otro modo distinto al específicamente descrito.

Claims (15)

1. Una composición que contiene silicona que comprende el producto de reacción de:

un primer componente seleccionado de uno de un polisiloxano y una resina de silicona y que tiene un grupo funcional unido a carbono seleccionado de uno de un grupo hidroxilo y un grupo amina;

un exceso de un componente de isocianato con respecto a dicho primer componente y reactivo con dicho grupo funcional unido a carbono de dicho primer componente, formándose así un compuesto intermedio isocianatado que tiene una pluralidad de grupos funcionales isocianato; y

un segundo componente seleccionado del otro de dicho polisiloxano y dicha resina de silicona y que tiene una pluralidad de grupos funcionales unidos a carbono reactivos con dichos grupos funcionales isocianato de dicho compuesto intermedio isocianatado para preparar dicha composición que contiene silicona.

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2. Una composición que contiene silicona como se expone en la reivindicación 1, en la que dichos grupos funcionales unidos a carbono de dicho segundo componente se seleccionan del grupo de grupos hidroxilo, grupos amina y combinaciones de los mismos.

3. Una composición que contiene silicona como se expone en la reivindicación 1 ó 2, en la que dicha resina de silicona es de fórmula (M)_{a}(D)_{b}(T)_{c}(Q)_{d} y el subíndice a es de 0 a 0,6, el subíndice b es de 0,1 a 0,9, el subíndice c es de 0,1 a 0,8 y el subíndice d es de 0 a 0,5, dicha resina de silicona comprende además al menos uno de un grupo alquilo, un grupo arilo, un grupo alquenilo y un grupo alquinilo, y dicho polisiloxano es un polidimetilsiloxano.

4. Una composición que contiene silicona como se expone en cualquier reivindicación precedente que es curable por humedad y comprende el otro producto de reacción de un componente de curado por humedad que contiene silano o que es curable por luz y comprende el otro producto de reacción de un componente de curado por luz seleccionado del grupo de acrilatos, cinamamidas y combinaciones de los mismos.

5. Una composición que contiene silicona como se expone en cualquier reivindicación precedente que comprende el otro producto de reacción de un extendedor de cadena reactivo con dichos componentes y dicho componente de isocianato, formándose así un segmento duro.

6. Una composición que contiene silicona como se expone en cualquier reivindicación precedente que comprende además segmentos duros definidos como al menos uno de los enlaces de urea y los enlaces de uretano y que comprende además segmentos blandos definidos como enlaces de silicona, en la que una relación de dichos segmentos blandos con respecto a dichos segmentos duros es al menos 1,1:1.

7. Una composición que contiene silicona como se expone en cualquier reivindicación precedente, en la que al menos uno de dichos grupos funcionales unidos a carbono de dichos componentes y dichos grupos funcionales isocianato está sin reaccionar.

8. Una composición que contiene silicona como se expone en la reivindicación 3, en la que dicha resina de silicona comprende al menos una de dichas unidades estructurales D que incluyen un grupo arilo y un grupo alquilo y al menos otra de dichas unidades estructurales D que incluyen al menos uno de un grupo amina y al menos una de dichas unidades estructurales T que incluyen un grupo arilo.

9. Un artículo formado a partir de dicha composición que contiene silicona como se expone en cualquier reivindicación precedente.

10. Una composición que contiene silicona como se expone en cualquier reivindicación precedente que comprende además un aditivo, en la que dicho aditivo comprende una carga conductora.

11. Un procedimiento de preparación de una composición que contiene silicona que comprende las etapas de:

(A)

proporcionar un primer componente seleccionado de uno de un polisiloxano y una resina de silicona y que tiene un grupo funcional unido a carbono seleccionado de uno de un grupo hidroxilo y un grupo amina;

(B)

hacer reaccionar un exceso de un componente de isocianato con respecto al primer componente con el grupo funcional unido a carbono del primer componente, formándose así un compuesto intermedio isocianatado que tiene una pluralidad de grupos funcionales isocianato; y

(C)

hacer reaccionar un segundo componente que tiene una pluralidad de grupos funcionales unidos a carbono y seleccionados del otro del polisiloxano y la resina de silicona, con al menos uno de los grupos funcionales isocianato del compuesto intermedio isocianatado.

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12. Un procedimiento como se expone en la reivindicación 11, en el que los grupos funcionales unidos a carbono del segundo componente se seleccionan del grupo de grupos hidroxilo, grupos amina y combinaciones de los mismos.

13. Un procedimiento como se expone en la reivindicación 11 ó 12, en el que la resina de silicona es de fórmula (M)_{a}(D)_{b}(T)_{c}(Q)_{d} y el subíndice a es de 0 a 0,6, el subíndice b es de 0,1 a 0,9, el subíndice c es de 0,1 a 0,8 y el subíndice d es de 0 a 0,5, la resina de silicona comprende además al menos uno de un grupo alquilo, un grupo arilo, un grupo alquenilo y un grupo alquinilo, y el polisiloxano es un polidimetilsiloxano.

14. Un procedimiento como se expone en la reivindicación 11, 12 ó 13 que comprende además la etapa de hacer reaccionar un extendedor de cadena con uno de los grupos funcionales isocianato del compuesto intermedio isocianatado, formándose así un segmento duro.

15. Un procedimiento como se expone en la reivindicación 11, 12 ó 13 que comprende además la etapa de hacer reaccionar un componente de curado por humedad que contiene silano con al menos uno de los grupos funcionales isocianato de forma que dicha composición que contiene silicona sea curable por humedad o la etapa de hacer reaccionar un componente de curado por luz seleccionado del grupo de acrilatos, cinamamidas y combinaciones de los mismos con al menos uno de los grupos funcionales isocianato de forma que dicha composición que contiene silicona sea curable por luz.