ES2381937T3 - Aditivo para composiciones de imprimación - Google Patents

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Abstract

Un aditivo para una composición de imprimación que comprende el producto de reacción de i) un primer producto de reacción de al menos un isocianato que incluye un tiofosfato y un silano seleccionado de un amino-silano, un mercapto-silano, o una combinación de los mismos; y ii) un segundo producto de reacción que es un prepolímero funcional de isocianato con un contenido de isocianato mayor de 1 % formado por la reacción de un poliol con una funcionalidad mayor de 2 y un peso molecular (Mn) mayor de 300 y un isocianato aromático.

Description

Aditivo para composiciones de imprimaci6n
Esta invenci6n se refiere a la uni6n de sustratos y mas especfficamente a la uni6n de sustratos en aplicaciones de vehfculos automotores, tales como uno o mas sustratos sustancialmente transparentes, adhesivos de poliuretano 5 curado, paneles encapsulados, sustratos revestidos electrostaticamente, sustratos pintados, o similares.
Cuando se instalan sustratos de vidrio debidamente preparados en una abertura en una estructura de vehfculos automotores mediante la aplicaci6n de una o mas capas de imprimaci6n al sustrato de vidrio, sobre la capa de esmalte de ceramica cocida, se aplica un adhesivo entre la imprimaci6n y la estructura del vehfculo y se ubica el sustrato de vidrio dentro de la abertura.
10 A pesar de la disponibilidad comercial de excelentes imprimaciones con una amplia aplicabilidad (por ejemplo, Betaprime™ 5500 y 5404, disponibles de The Dow Chemical Company), existe un deseo de ampliar la idoneidad de tales imprimaciones para aplicaciones adicionales.
Ejemplos de esfuerzos para mejorar el comportamiento de composiciones de imprimaci6n se ilustran en los Documentos de Patente de numeros EP 1382625 A1; WO 2006/042305 A1; y en el Documento de Patente de los
15 EE.UU de numero 6.976.500.
El Documento de Patente de numero WO 00/00530 se refiere a composiciones de imprimaci6n que comprenden un producto de reacci6n de un tiofosfato que contiene isocianato y un aminosilano mezclado con un producto de reacci6n de un poliester (funcionalidad =2) y un isocianatosilano.
La invenci6n satisface tal deseo al proporcionar una composici6n y el metodo para la uni6n. En general, se aplicara
20 al sustrato sera una composici6n de imprimaci6n que incluye un producto de reacci6n de 1) una composici6n de imprimaci6n (y mas especfficamente una imprimaci6n de una sola etapa) que incluye un prepolfmero con un contenido de isocianato libre, que esta al menos parcialmente reaccionado con el hidr6geno activo de un silano organofuncional de un amino-silano con un grupo amino primario o secundario, un mercapto-silano, o una combinaci6n de los mismos, 2) un promotor de la adherencia preparado por la reacci6n de a) al menos un
25 poliisocianato aromatico con el hidr6geno activo de un silano organofuncional seleccionado de un amino-silano con un grupo amino primario o secundario, un mercapto-silano, o una combinaci6n de los mismos; y 3) opcionalmente, un prepolfmero de isocianato funcional con un contenido de isocianato mayor de aproximadamente 1 %, y siendo el producto de reacci6n de un poliol y un poliisocianato aromatico. En un aspecto mas particular, a) el poliisocianato aromatico del compuesto promotor de la adherencia incluye un tiofosfato, un fosfato, un resto tiofosfano o cualquier
30 combinaci6n de los mismos (por ejemplo, el mas particular un tris(p-isocianato-fenil) - tiofosfato; b ) el silano amino funcional de la composici6n de imprimaci6n y el promotor de la adherencia incluye al menos un atomo de silicio, en dos o tres grupos metoxi y/o etoxi, unidos al menos a uno de los atomos de silicio, un grupo amino secundario impedido o cualquier combinaci6n de los mismos; o c) una combinaci6n de a) y b); y/o el prepolfmero de isocianato funcional con un contenido de isocianato mayor de aproximadamente 1 % es el producto de reacci6n de un poliol
35 con una funcionalidad mayor de aproximadamente 2 y un peso molecular (Mn) mayor de aproximadamente 300 y un poliisocianato aromatico.
Otro aspecto de la invenci6n se refiere a un aditivo que se podrfa incorporar a una composici6n de imprimaci6n base que incluye un prepolfmero polimerico con un contenido de isocianato libre, y mas especfficamente, al menos un prepolfmero (derivado de la reacci6n de al menos un poliisocianato alifatico y un poliol), que esta al menos
40 parcialmente reaccionado con un grupo amino de un aminosilano, en donde el aminosilano incluye una pluralidad de grupos alcoxi unidos al atomo de silicio. Cuando se emplea, el aditivo mejora la capacidad de una imprimaci6n a la que se anade para unirse a una variedad de sustratos, y especialmente mejora la adherencia a las superficies de metal, superficies de vidrio, superficies polimericas, sobre cualquier revestimiento u otras formas.
Mas especfficamente, como se indica en la presente invenci6n, la invenci6n se refiere a un metodo para la uni6n de
45 un primer sustrato a un segundo sustrato, que incluye las etapas de (a) aplicar a uno o a ambos de los sustratos (i) una composici6n de imprimaci6n que incluye una promotor de la adherencia, que es un aducto preparado por la reacci6n de al menos un compuesto de poliisocianato aromatico (por ejemplo, un isocianato trifuncional), con un hidr6geno activo de un silano organofuncional; (ii) un prepolfmero que se deriva de la reacci6n de al menos un poliisocianato alifatico y un poliol, y esta al menos parcialmente reaccionado con el hidr6geno activo de un silano
50 organofuncional; y opcionalmente (iii) un disolvente; (b) aplicar un adhesivo en al menos uno de los sustratos y (c) montar los dos sustratos.
En general, tal como se describira, el compuesto de poliisocianato aromatico incluira un tiofosfato, un fosfato, un resto tiofosfano, o cualquier combinaci6n de los mismos. Por ejemplo, el poliisocianato aromatico puede incluir tris- (isocianato-fenil) tiofosfato.
55 Una composici6n particular puede incluir ademas al menos un prepolfmero de isocianato funcional con un contenido de isocianato mayor de aproximadamente 1 %. Por lo general, tal prepolfmero sera el producto de reacci6n de un poliol con una funcionalidad mayor de aproximadamente 2 y un peso molecular (Mn) mayor de aproximadamente 300
y un poliisocianato aromatico. Por ejemplo, puede ser un producto de reacci6n de un triol y un diisocianato que incluye MDl.
En un aspecto particular, uno o mas de los silanos organofuncionales pueden incluir dos o tres grupos metoxi y/o etoxi unidos a cada uno al menos a un atomo de silicio. Puede incluir un grupo mercapto, un grupo amino (por ejemplo, un grupo amino secundario), o una combinaci6n de los mismos.
Las composiciones en la presente invenci6n pueden incluir ademas malonato de dietilo, un acido (por ejemplo, acido fosf6rico), una resina formadora de pelfcula, un pigmento o un catalizador o una combinaci6n de los mismos.
En general, el promotor de la adherencia esta presente en una relaci6n en peso de 1:100 a 2:1 (y mas especfficamente 2:35 a 7:25) partes de promotor de la adherencia a prepolfmero de isocianato alifatico. Cuando se emplea, el prepolfmero de isocianato funcional con un contenido de isocianato mayor de 1 % esta presente en una relaci6n en peso de 1:140 a 1:1 (y mas especfficamente 2:55 a 7:45) partes de promotor de la adherencia a prepolfmero de isocianato funcional. El disolvente puede estar presente en una cantidad de 40 a 80 %, preferentemente 50 a 70 %, en peso. Si se emplea, el malonato de dietilo puede estar presente en una cantidad de 0,1 a 0,5 % en peso; el acido puede estar presente en una cantidad de 0,01 a 0,05 % en peso, o ambos.
La invenci6n tambien contempla ensamblajes preparados segun las etapas anteriormente descritas. Se puede emplear cualquiera de una serie de sustratos, tal como vidrio, esmalte, poliuretano curado, materiales de encapsulaci6n de vidrio, e-revestimientos, revestimientos galvanicos de zinc, aluminio, aceros, pintura, plasticos y vitrificados organicos revestidos duros. La invenci6n tambien contempla kits que incluyen la imprimaci6n descrita en la presente invenci6n y al menos un adhesivo.
A menos que se establezca lo contrario (por ejemplo, como una relaci6n en peso), tal como se usa en la presente invenci6n, todas las partes en peso se basan en 100 partes en peso de la composici6n indicada. En el caso de la composici6n resultante, esto significa que los pesos se basan en 100 partes en peso de la composici6n global resultante. Se apreciara que se pueden emplear concentrados o diluciones de las cantidades indicadas en la presente invenci6n. En general, las proporciones relativas de los ingredientes indicados seguiran siendo las mismas. Asf, a modo de ejemplo, si las ensenanzas indican 30 partes en peso de un Componente A, y 10 partes en peso de un Componente B, el experto en la materia reconocera que estas ensenanzas tambien constituyen una ensenanza sobre el uso del Componente A y del Componente B en una relaci6n relativa de 3:1.
En general, las composiciones en la presente invenci6n se basan en la combinaci6n de un promotor de la adherencia con una imprimaci6n base que incluye al menos un prepolfmero derivado de la reacci6n de al menos un poliisocianato y al menos un poliol, y especialmente uno que tendra un contenido de isocianato libre. En un aspecto mas particular, la imprimaci6n base incluye un prepolfmero de isocianato funcional derivado de la reacci6n de un poliisocianato alifatico y un poliol. En una realizaci6n muy especffica, la imprimaci6n base incluye un prepolfmero de isocianato funcional derivado de la reacci6n de un poliisocianato alifatico y un poliol, y esta al menos parcialmente reaccionado con un grupo amino de un silano, y especialmente un aminosilano (por ejemplo, un aminosilano secundario), en donde el aminosilano incluye una pluralidad de grupos alcoxi unidos a uno o mas atomos de silicio (por ejemplo, dos o tres grupos metoxi unidos a silicio, dos o tres grupos etoxi unidos a silicio, una combinaci6n de los mismos o similar). Ejemplos de imprimaciones disponibles en el mercado que se pueden emplear segun la presente ensenanza incluyen, sin limitaci6n, Betaprime™ 5500 o Betaprime™ 5404, disponibles en el mercado de The Dow Chemical Company.
Sin pretender imponer teorfa alguna, se cree que las composiciones en la presente invenci6n hacen un empleo ventajoso de una determinada estructura molecular por la cual al menos una porci6n de la molecula incluye silicio (por ejemplo, esta silanada), y una porci6n de la molecula incluye una funcionalidad, tal como una funcionalidad de isocianato, que es capaz de reticular con una imprimaci6n base tal como a traves de la red molecular de la imprimaci6n base.
En un aspecto especffico, la invenci6n contempla el empleo de una composici6n que incluye un prepolfmero que se deriva de la reacci6n de al menos un poliisocianato alifatico y un poliol, y esta al menos parcialmente reaccionado con el hidr6geno activo de un silano organofuncional. El prepolfmero puede ser parte de una composici6n de imprimaci6n base.
No es necesario que tal composici6n de imprimaci6n base incluya un polfmero. Mas bien, se contempla de manera mas general, que las composiciones en la presente invenci6n incluyan un producto de reacci6n de un isocianato, y un compuesto isocianato-reactivo.
Los isocianatos utiles en la presente invenci6n se pueden seleccionar de diisocianatos, triisocianatos o cualquier combinaci6n de los mismos. lsocianatos adecuados pueden incluir un isocianato alifatico, cicloalifatico, aralifatico, heterocfclico, aromatico, o cualquier combinaci6n de los mismos. Ejemplos especfficos pueden incluir un isocianato seleccionado de diisocianato de hexametileno (HDl, del ingles hexamethylene diisocyanate), diisocianato de isoforona (lPDl, del ingles isophorone diisocyanate), diisocianato de 4,4'-metilen-difenilo (MDl, del ingles 4,4'methylene diphenyl diisocyanate) o cualquier combinaci6n de los mismos, y aun mas especialmente uno seleccionado de diisocianato de isoforona (lPDl), diisocianato de 4,4'-metilen-difenilo (MDl), diisocianato de tolueno
(TDl, del ingles toluene diisocyanate), o cualquier combinaci6n de los mismos. Como se ha senalado, tambien se contemplan los derivados polimericos de cualquiera de los isocianatos en la presente invenci6n.
Los isocianatos pueden tener tfpicamente una cantidad de NCO en porcentaje de hasta 25 %, mas especfficamente hasta 15 %, y aun mas especfficamente hasta 10 %. Por ejemplo, el porcentaje de NCO puede variar de 1 a 10 %, y mas especfficamente 3 a 8 %. Preferentemente, los poliisocianatos usados tienen una funcionalidad de isocianato media de al menos 2,0 y un peso equivalente de al menos 80. Preferentemente, la funcionalidad de isocianato del poliisocianato es al menos 2,0, mas preferentemente al menos 2,2, y es lo mas preferentemente al menos 2,4; y es preferentemente no mayor de 4,0, mas preferentemente no mayor de 3,5, y es lo mas preferentemente no mayor de 3,0. Tambien se puede usar una mayor funcionalidad, pero esto puede causar una reticulaci6n excesiva, y puede hacer que la imprimaci6n curada sea demasiado fragil. Preferentemente, el peso equivalente del poliisocianato es al menos 100, mas preferentemente al menos 110, y es lo mas preferentemente al menos 120; y es preferentemente no mayor de 300, mas preferentemente no mayor de 250, y es lo mas preferentemente no mayor de 200.
Compuestos isocianato-reactivo ejemplares pueden ser un compuesto organico con al menos dos restos isocianatoreactivo, tal como un compuesto que contiene un resto de hidr6geno activo, o un compuesto iminofuncional. A los efectos de esta invenci6n, un resto que contiene "hidr6geno activo" se refiere a un resto que contiene un atomo de hidr6geno que debido a su posici6n en la molecula, muestra una actividad significativa segun el ensayo de Zerewitnoff descrito por Wohler en el Journal of the American Chemical Society, Vol. 49, p. 3181 (1927). Ejemplos de tales restos de hidr6geno activo son -COOH, -OH, -NH2, -NH-, -CONH2, -SH, y -CONH-. Compuestos que contienen hidr6geno activo preferentes incluyen polioles, poliaminas, polimercaptanos y poliacidos. Compuestos imino-funcionales adecuados son aquellos que tienen al menos un grupo imino terminal por molecula, tales como se describen, por ejemplo, en el Documento de Patente de los EE.UU. de numero 4.910.279.
Polioles adecuados pueden incluir, por ejemplo, polioles de polieter, polioles de poliester, polioles de poli(carbonato de alquileno), politioeteres que contienen hidroxilos, polioles polimericos y sus mezclas. Los polioles de polieter pueden incluir, por ejemplo, uno o mas dioles, trioles o tetroles basados en eter de polioxietileno, polioxipropileno, polioxibutileno, y/o politetrametileno. En general, los polioles de polieter se preparan por polimerizaci6n de 6xidos de alquileno en presencia de un compuesto iniciador que contiene hidr6geno activo. Los mas preferentes, sin embargo, son los polioles terminados con 6xido de alquileno.
Preferentemente, el compuesto isocianato-reactivo tiene una funcionalidad de al menos 2,0, mas preferentemente al menos 3,0, y es preferentemente no mayor de 5,0, mas preferentemente no mayor de 4,5, y es lo mas preferentemente no mayor de 4,0. Preferentemente, el peso equivalente del compuesto isocianato-reactivo es al menos 200, mas preferentemente al menos 500, y es mas preferentemente al menos 1.000; y mas preferentemente no mayor de 5.000, mas preferentemente no mayor de 3.000, y es lo mas preferentemente no mayor de 2.500. Un ejemplo particular emplea un compuesto poliol isocianato reactivo que tiene un peso equivalente de desde 100 a 1.500, y mas especfficamente de 300 a 1.000.
El isocianato y el compuesto isocianato-reactivo se pueden hacer reaccionar en presencia de un catalizador adecuado. Los catalizadores para su uso en la presente invenci6n pueden incluir, por ejemplo, un complejo de metal tal como un compuesto estannoso o estannico. Los ejemplos incluyen una sal estannosa de un acido carboxflico (por ejemplo, octoato estannoso, oleato estannoso, acetato estannoso, y laurato estannoso), un 6xido de trialquilestano, un dicarboxilato de dialquilestano (por ejemplo, dilaurato de dibutilestano, diacetato de dibutilestano, diacetato de dietilestano, y diacetato de dihexilestano), un dihaluro de dialquilestano, o un 6xido de dialquilestano, tal como el 6xido de di-2-etilhexilestano o di6xido de dioctilestano, una amina terciaria, o un mercaptido de estano. Tambien se pueden usar otros catalizadores. Por ejemplo, los catalizadores de aminas terciarias incluyen trialquilaminas (por ejemplo, trimetilamina, trietilamina), aminas heterocfclicas, tales como N-alquilmorfolinas (por ejemplo, N-metilmorfolina, N-etilmorfolina, dimetildiaminodietil ethel, etc.), 1,4-dimetilpiperazina, trietilendiamina, etc. Tambien se pueden usar como catalizadores poliaminas alifaticas, tales como la N,N,N',N'-tetrametil-1,3butanediamina. Un catalizador altamente preferente incluye un compuesto de dibutilestano y, mas especfficamente, incluye o consiste esencialmente en dilaurato de dibutilestano.
El isocianato y el compuesto isocianato-reactivo se pueden hacer reaccionar tambien en presencia de un silano adecuado (por ejemplo, un aminosilano) para introducir el atomo de silicio en la imprimaci6n base.
Las composiciones en la presente invenci6n pueden incluir uno o mas ingredientes, tales como un disolvente, un agente estabilizante, un formador de pelfcula, un colorante (por ejemplo, negro de humo, por ejemplo, Raven 420), un material de relleno, un protector de ultravioleta, o cualquier combinaci6n de los mismos.
A modo de ejemplo, el componente disolvente de la composici6n de imprimaci6n en general es volatil, y es preferentemente un disolvente que disolvera y/o dispersara los componentes a una temperatura en el intervalo de desde -10 cC a 100 cC, mas preferentemente de 0 °C a 40 cC. El disolvente es preferentemente anhidro con el fin de ayudar a prevenir que el isocianato reaccione con el agua de forma prematura. Ejemplos de tales disolventes incluyen xileno, etilbenceno, tolueno, acetato de etilo, acetato de propilo, acetato de butilo, butanol, propanol, isopropanol, etanol, butoxilo, 2-butoxietanol, 3-metoxibutilacetato, NMP, n-heptano, derivados del petr6leo, acetato de butilo, acetona, y metil etil cetona, o cualquier combinaci6n de los mismos, y es preferentemente butoxilo, metil
etil cetona o una mezcla de los mismos. El disolvente comprendera el resto de cualquiera de las composiciones resultantes o intermedias y se usa preferentemente en una cantidad de al menos 50 %, mas preferentemente al menos 55 %, y lo mas preferentemente al menos 60 %; y es preferentemente no mayor de 90 %, mas preferentemente no mayor de 85 %, y lo mas preferentemente no mayor de 80 %, en base al peso de la composici6n total de imprimaci6n.
Las composiciones en la presente invenci6n pueden incluir una o mas resinas formadoras de pelfcula, que contienen uno o mas restos capaces de polimerizar, que curan para formar un revestimiento continuo y que es resistente a muchas fuerzas ambientales. En una realizaci6n preferente, la resina formadora de pelfcula preferentemente se polimeriza cuando se expone a radicales libres o a condiciones de reacci6n cati6nica. En un aspecto especffico, la resina formadora de pelfcula es una resina curable por exposici6n a la radiaci6n, tal como la radiaci6n UV o a un haz de electrones. La resina formadora de pelfcula puede contener grupos funcionales que polimerizan cuando se exponen a radicales libres, tales como restos que contienen vinilo, acrilato, estirenico, dieno, metacrilato, alilo, tioleno, vinil eter, ester insaturado, imida, N-vinilo, acrilamida, mezclas de los mismos o similares. En una realizaci6n mas preferente, los grupos funcionales de la resina formadora de pelfcula son restos acrflicos y/o metacrilatos. En muchas realizaciones, la resina formadora de pelfcula es un olig6mero o prepolfmero con los restos funcionales descritos. Entre los tipos preferentes de olig6meros y prepolfmeros estan los acrilatos de uretano, tales como acrilatos de uretano alifatico y aromatico, acrilatos epoxi, acrilatos de melamina, acrilatos de poliester, acrilatos de polieter, acrilatos de silicona, acrilatos dendrfticos, acrilatos de polibutadieno, acrilatos de amina, acrilatos acrflicos, esteres de carbonato amido y orto espiro o sus mezclas. Una clase especffica de olig6meros y prepolfmeros incluye los acrilatos de uretano alifatico.
Un ejemplo de un formador de pelfcula adecuado disponible en el mercado es Paraloid® B48N, disponible de The Rohm and Haas Company.
La resina formadora de pelfcula puede estar presente en cualquier cantidad adecuada. Por ejemplo, puede estar presente en una cantidad de 0,1 partes en peso, 1 parte en peso, 5 partes en peso, o incluso 10 partes en peso o mas, en base al peso de la composici6n de imprimaci6n. Preferentemente, la resina formadora de pelfcula esta presente en la composici6n en una cantidad de 70 partes en peso o menos en base al peso de la composici6n de imprimaci6n y mas preferentemente 60 partes en peso o menos, mas preferentemente 50 partes en peso o menos, y lo mas preferentemente 40 partes en peso o menos de la composici6n de imprimaci6n.
Las composiciones en la presente invenci6n pueden incluir opcionalmente uno o mas ingredientes, tales como uno o mas agentes estabilizantes para ayudar a proteger la composici6n del adhesivo de la humedad, para de ese modo inhibir el progreso y prevenir la reticulaci6n prematura de los isocianatos en la formulaci6n del adhesivo. En la presente invenci6n se pueden usar preferentemente agentes estabilizantes conocidos por el experto de la tecnica para los adhesivos de curado por humedad. Entre dichos agentes estabilizantes se incluyen malonato de dietilo, alquilatos de alquilfenol, isocianatos de paratoluen sulf6nico, cloruro de benzoilo, formiatos de orthoalquilo o cualquier combinaci6n de los mismos. Tales agentes estabilizantes se usan preferentemente en una cantidad de 0,1 partes en peso o mas en base al peso total de la composici6n intermedia o resultante, preferentemente 0,5 partes en peso o mas, y mas preferentemente 0,8 partes en peso o mas. Tales agente estabilizantes se usan en una cantidad de 5,0 partes en peso o menos en base al peso de la composici6n intermedia o resultante, mas preferentemente 2,0 partes en peso o menos y lo mas preferentemente 1,4 partes en peso o menos de la composici6n intermedia o resultante. Por ejemplo, una opci6n es emplear malonato de dietilo en una cantidad de hasta 2 partes en peso, y mas especfficamente 0,1 a 1 parte en peso (por ejemplo, 0,1 a 0,3 partes en peso). Tambien es posible emplear opcionalmente un acido adecuado, tal como acido fosf6rico, por ejemplo, en una cantidad de hasta 0,2 partes en peso, y mas especfficamente hasta 0,1 partes en peso (por ejemplo, aproximadamente 0,01 a 0,05 partes en peso).
Como se ha indicado, la presente invenci6n hace uso particular de un promotor de la adherencia que por lo general es un producto de reacci6n de un silano organofuncional y un isocianato. Mas especfficamente, como se abordara, el promotor de la adherencia incluye al menos un poliisocianato aromatico, que incluye mas especialmente f6sforo.
En una realizaci6n, un ingrediente del promotor de la adherencia puede incluir un amino-silano, y mas particularmente un segundo amino-silano secundario. Un silano atractivo incluye al menos dos grupos sililo, con tres grupos metoxi unidos a cada uno de los grupos amino secundario impedidos por el silano o cualquier combinaci6n de los mismos. Un ejemplo de uno de estos amino-silano disponible en el mercado es el bis-(trimetoxisililpropil)amina, tal como Silquest A-1170, de GE Advanced Materials-Silicones. lnformaci6n adicional acerca de materiales de silano adecuados para el uso como promotor de la adherencia se encuentra en el Documento de Patente de los EE.UU. de numero 4.374.237. Otros ejemplos de silanos incluyen, sin limitaci6n, (solos o en combinaci6n con la bis(trimetoxisililpropil)-amina, silanos con una funcionalidad hidroxilo, una funcionalidad mercapto, o ambas, tales como el 3-aminopropiltrimetoxisilano, 3-aminopropiltrietoxisilano, 3-aminopropiltrismetoxi -etoxietoxisilano, 3-aminopropilmetil-dietoxisilano, N-metil-3-aminopropiltrimetoxisilano, N-butil-3-aminopropiltrimetoxisilano, 3mercaptopropiltrimetoxisilano, 3-mercaptopropiltrietoxisilano, 3-mercaptopropil-metil-dimetoxisilano, (Nciclohexilaminometi) metildi-etoxisilano, (N-ciclohexilaminometil) trietoxisilano, (N-fenilaminometil) metildimetoxisilano, (N-fenilaminometil) trimetoxisilano, N-etil-aminoisobutiltrimetoxisilano, 4-amino-3 ,3dimetilbutiltrimetoxisilano, o cualquier combinaci6n de los mismos.
El promotor de la adherencia tambien incluye como uno de sus ingredientes un isocianato aromatico, y especialmente un isocianato trifuncional. En una realizaci6n particular preferente el promotor de la adherencia incluye al menos un isocianato que incluye f6sforo. Un ejemplo de tal isocianato se describe en general en el Documento de Patente de los EE.UU. de numero 6.974.500; y esta representado por la siguiente �6rmula 1:
�6rmula 1
Un isocianato posible es el tris(p-isocianato) tiofosfano. Un isocianato particularmente preferente es un tiofosfato con un grupo isocianato tal como una disoluci6n de tris(p-isocianato-fenil) -tiofosfato en acetato de etilo vendido bajo el nombre comercial DESMODUR R�E y disponible en el mercado de Bayer Corporation, Pittsburgh, Pa. Otros ejemplos de posibles isocianatos (que se pueden emplear solos o en combinaci6n con el tris (p-isocianato-fenil)tiofosfato incluyen los isocianatos trifuncionales, que pueden ser aromaticos o alifaticos (por ejemplo, un poliisocianato alifatico basado en HDl, y posiblemente con un contenido de isocianato de 15 a 25 %). Ejemplos de isocianatos trifuncionales adecuados incluyen los disponibles en el mercado bajo las denominaciones Desmodur N 100, Desmodur N 3300, o Tolonate HDT.
En general, el promotor de la adherencia se prepara mezclando silano con el isocianato, especialmente en una cantidad de 1 mol de isocianato con 1 a 3 moles de silano (por ejemplo, amino-silano, mercapto silano, o combinaci6n de los mismos), y mas especfficamente un mol de isocianato con aproximadamente 2,3 moles de silano (por ejemplo, amino-silano, mercapto silano, o una combinaci6n de los mismos).
Un enfoque particular para fabricar el promotor de la adherencia es hacer reaccionar al menos parcialmente un poliisocianato aromatico con una funcionalidad mayor de 2 con un silano (por ejemplo, amino-silano (tal como un silano funcional amino secundario), silano mercapto, o una combinaci6n de los mismos) en el que el silano incluye una pluralidad de grupos alcoxi unidos al atomo de silicio (por ejemplo, dos o tres grupos metoxi unidos al atomo de silicio, dos o tres grupos etoxi unidos al atomo de silicio, una combinaci6n de los mismos o similar).
El prepolfmero de isocianato funcional con un contenido de isocianato mayor de 1 % en general, es el producto de reacci6n de un poliol con una funcionalidad mayor de aproximadamente 2 y un peso molecular (Mn) mayor de 300 y un isocianato, y mas especfficamente un poliisocianato aromatico. El segundo prepolfmero en la presente invenci6n en general sera un prepolfmero de isocianato y especialmente un producto de reacci6n de un isocianato y un poliol. En un aspecto especffico, el isocianato preferente sera un diisocianato, tal como uno con una funcionalidad de al menos 2 (por ejemplo, un diisocianato trifuncional). Por ejemplo, el diisocianato puede ser un diisocianato aromatico, tal como un seleccionado de TDl, MDl o una combinaci6n de los mismos. Un diisocianato especffico preferente incluye MDl o un prepolfmero del mismo, tal como uno que incluye aproximadamente 97 % de diisocianato de 4,4'difenil-metano y 3 % de diisocianato de 2,4'-difenil-metano. Un ejemplo disponible en el mercado de tal isocianato es lsonate® M125 MDl, disponible a traves de The Dow Chemical Company. Aunque se pueden seleccionar otros polioles, uno particularmente preferente sera un triol, y especialmente uno con un fndice de hidroxilo de al menos aproximadamente 200. Un ejemplo de tal poliol esta disponible de The Dow Chemical Company, bajo la denominaci6n VORANOL ™ CP260.
Por lo general, el promotor de la adherencia se empleara en una cantidad de 0,5 a 20 % en peso de la composici6n total, y mas especfficamente 1 a 10 % en peso, y aun mas especfficamente 2 a 7 % en de peso. El experto en la tecnica apreciara, especialmente con respecto a las cantidades de los promotores de la adherencia empleadas en la presente invenci6n, que se pueden emplear cantidades mayores o menores. Por ejemplo, un promotor de la adherencia que no emplea disolvente alguno se puede emplear en una cantidad menor que un promotor de la adherencia que emplea un disolvente.
La imprimaci6n base, a su vez, por lo general se empleara en una cantidad de aproximadamente 30 a aproximadamente 90 % en peso de la composici6n total, mas especfficamente 40 a 80 % en peso, y aun mas especfficamente 55 a 65 % en peso.
El prepolfmero de isocianato funcional con un contenido de isocianato mayor de 1 % a su vez, por lo general se empleara en una cantidad de 10 a 60 % en peso de la composici6n total, mas especfficamente 20 a 50 % en peso, y aun mas especfficamente 30 a 40 % en peso.
En general, el promotor de la adherencia esta presente en una relaci6n en peso de 1:100 a 2:1 (y mas especfficamente 2:35 a 7:25) partes de promotor de la adherencia a prepolfmero de isocianato alifatico. Cuando se emplea, el prepolfmero de isocianato funcional con un contenido de isocianato mayor de 1 % esta presente en una
relaci6n en peso de 1:140 a 1:1 (y mas especfficamente 2:55 a 7:45) partes de promotor de la adherencia a prepolfmero de isocianato funcional.
Una composici6n preferente particular incluye la imprimaci6n base, el promotor de la adherencia, el prepolfmero de isocianato funcional con un contenido de isocianato mayor de 1 %, un agente estabilizante y un acido. Mas especfficamente, el agente estabilizante incluira malonato de dietilo, el acido incluira acido fosf6rico, o ambos. Por ejemplo, la imprimaci6n base puede estar presente en una cantidad de 50 a 65 % en peso y mas especfficamente 55 a 60 % en peso (por ejemplo, aproximadamente 57,9 % en peso). El promotor de la adherencia estara presente en una cantidad de 2 a 7 % en peso, y mas especfficamente de 4 a 6 % en peso (por ejemplo, aproximadamente 5,2 % en peso). El prepolfmero de isocianato funcional con un contenido de isocianato mayor de 1 % estara presente en una cantidad de 30 a 40 % en peso, y mas especfficamente 33 a 38 % en peso (por ejemplo, aproximadamente 36,6 % en peso). La composici6n tambien puede incluir 0,1 a 0,5 % en peso de malonato de dietilo (por ejemplo, aproximadamente 0,25 %) y 0,01 a 0,05 % en peso de acido fosf6rico (por ejemplo, aproximadamente 0,03 % en peso).
Las composiciones de imprimaci6n en la presente invenci6n se pueden emplear en cualquiera de una serie de aplicaciones. Un enfoque particular es aplicar la composici6n de imprimaci6n (por ejemplo, como una composici6n de una parte), usando las tecnicas descritas, a un sustrato para su uso en un parabrisas de vehfculos automotores, iluminaci6n trasera, ventanilla lateral, techo solar, ventana arquitect6nica, lucernario, ojo de buey, apertura de puertas, vitrina, lente u otras formas. Otra aplicaci6n util es para la impresi6n de etiquetas, envases, recipientes (por ejemplo, botellas de bebidas), u otras formas. Una aplicaci6n preferente es el uso de las composiciones de imprimaci6n en la presente invenci6n para hacer ensamblajes de paneles sustancialmente transparentes. Los ensamblajes en la presente invenci6n se pueden adaptar para el montaje temporal o permanente a una estructura. Los ensamblajes se pueden adaptar para abrir, cerrar, o trasladar de otra forma, por ejemplo, por deslizamiento, mediante articulaci6n, giro, doblado, o cualquier combinaci6n de los mismos. Los ensamblajes de ese modo se pueden emplear en una o mas aplicaciones tales como las luces traseras de los vehfculos automotores, ventanillas laterales, techos solares, ventanas arquitect6nicas, lucernarios, ojos de buey, aperturas de puertas, vitrinas, u otras formas. Las composiciones y los metodos en la presente invenci6n tambien son particularmente utiles cuando se emplean en combinaci6n con los sistemas de adhesivos pre-aplicados, sobre un sustrato imprimado electrostaticamente (es decir, un sustrato e-revestido), un sustrato pintado o cualquier combinaci6n de los mismos.
Por lo general, los sustratos seran sustancialmente planos o conformados, por ejemplo, definiendo una superficie curva. En general, los sustratos seran paneles que son transparentes a traves de al menos una superficie, y especialmente a traves de ambas superficies opuestas, sobre al menos 25 % del area de la superficie, y mas especfficamente, en al menos la mayorfa (por ejemplo, al menos 60 %, 75 % o incluso el 90 % del area de la superficie). Los sustratos en la presente invenci6n por lo general se hacen a partir de un material sustancialmente amorfo, y especialmente a partir de un material ceramico amorfo (tal como vidrio), un plastico o una combinaci6n de los mismos. Sin limitaci6n, ejemplos de materiales sustrato adecuados incluyen poli(met)acrilatos, policarbonatos, vinilos (por ejemplo, poli cloruros de vinilo), poliesteres (por ejemplo, poliesteres orientados), poliimidas, poliolefinas, poliamidas, vidrio, cualquier combinaci6n de los mismos (por ejemplo, un vidrio laminado), o similares. En un ejemplo particular, los sustratos incluyen o incluso consisten esencialmente en un material seleccionado de vidrio, poli(met)acrilatos, policarbonatos o cualquier combinaci6n de los mismos. Los sustratos pueden tener una capa de laminado, una capa de color o cualquier combinaci6n de las mismas. Los sustratos tambien pueden ser un plastico moldeado por inyecci6n de reacci6n. Los ensamblajes que incluyen piezas moldeadas por inyecci6n de reacci6n que encapsulan un panel, tales como un panel sustancialmente transparente, se pueden unir segun las ensenanzas en la presente invenci6n. Un ejemplo de un posible enfoque para la fabricaci6n de paneles de encapsulado se describe en la Solicitud de Patente de los EE.UU. de Numero de Serie 60/870.643 (titulada: "ENCAPSULATED PANEL ASSEMBLlES AND METHODS �OR MA�lNG SAME"). Las composiciones en la presente invenci6n tambien se pueden emplear para unir una superficie de un montaje de carrocerfa.
A pesar de que algunas aplicaciones pueden requerir el revestimiento de sustancialmente toda una superficie de un sustrato con la composici6n en la presente invenci6n, normalmente las composiciones se aplicaran a los sustratos de forma selectiva, segun un patr6n predeterminado (por ejemplo, sustancialmente a lo largo de una porci6n del borde del sustrato, en la periferia del sustrato, u otra forma). Por ejemplo, un enfoque es aplicar la composici6n desde el borde hacia el interior de la parte central del sustrato en una anchura de 2, 5, 8 o incluso 12 cm o mas. Tambien es posible que la composici6n se pueda aplicar definiendo una o mas lfneas, curvas, puntos, u otras configuraciones geometricas que comprenden segmentos de altura, anchura, longitud u otra dimensi6n constante o variable.
Se puede aplicar cualquiera de una variedad patrones descritos en la tecnica. La composici6n de imprimaci6n se puede aplicar a un sustrato (por ejemplo, vidrio o plastico revestido) usando cualquier medio descrito en la tecnica, tal como el uso de una brocha, rodillo, rociado sobre la superficie, impresi6n por chorro de tinta, serigraffa, etc. Se puede aplicar usando dispositivos de aplicaci6n por robot descritos en la tecnica (por ejemplo, con al menos dos ejes de movimiento). Despues de la aplicaci6n de la composici6n a la superficie del sustrato, esta se expone a las condiciones de polimerizaci6n.
Los sustratos en la presente invenci6n incluiran al menos una superficie sobre la cual se aplica la composici6n. La superficie se puede tratar opcionalmente para mejorar la resistencia de la uni6n de la composici6n sobre el sustrato, por ejemplo mediante una imprimaci6n, una pulverizaci6n por llama, un tratamiento de corona, un tratamiento de plasma, o algun otro tratamiento de superficie. Sin embargo, en un ejemplo especffico, la superficie externa esta sustancialmente libre de cualquier tratamiento superficial. En consecuencia, por aplicaci6n, la composici6n esta en contacto directo fntimo con el sustrato, y especialmente en ausencia substancial de cualquier capa interfaz intermedia. Por supuesto, despues de aplicar la composici6n al sustrato tambien es posible aplicar una capa adicional (por ejemplo, una silicona, un acrflico, un poliuretano, u otra forma para realizar una capa sobre-protectora) sobre algo o la totalidad de uno o de ambos de la composici6n y del sustrato. Tambien es posible que la composici6n en la presente invenci6n se pueda emplear sobre, por debajo y/o al lado de una frita mineral u organica (por ejemplo, una frita del tipo mostrada en el Documento de Patente de Numero EP-A-7904539 (prioridad 20 de Junio de 2005)), por Baikerikar et al.
Cuando se aplica, la composici6n en la presente invenci6n en general tendra un espesor de hasta 250 micr6metros
o mas. Lo mas comun sera menor de 150 micr6metros menor de 100 micr6metros o incluso menor de 50 micr6metros (por ejemplo, 10 a 30 micr6metros o menos).
Ejemplos de adhesivos y sellantes adecuados para su uso en combinaci6n con las composiciones de imprimaci6n en la presente invenci6n incluyen, sin limitaci6n, composiciones de uretanos de un componente o de dos componentes, que a su vez pueden ser curables por humedad. Uretanos particularmente preferentes se basan en MDl, HMDl, o en una combinaci6n de los mismos. Ejemplos de adhesivos disponibles en el mercado incluyen, sin limitaci6n, los que estan disponibles de The Dow Chemical Company bajo la denominaci6n BETASEAL™ tal como uno o mas de numeros de grado 1759, 1841, 1843, 1965, 2002, 6 2002 LVRP.
La invenci6n tambien contempla kits que incluyen una composici6n de adhesivo o sellante y una o mas composiciones de imprimaci6n. Por ejemplo, un kit puede incluir una o mas composiciones de imprimaci6n, segun la presente invenci6n, con o sin la composici6n de adhesivo o sellante (por ejemplo, un uretano de un componente o un adhesivo de uretano de dos componentes). Tambien puede incluir uno o mas limpiadores, aplicadores, cintas, herramientas o cualquier combinaci6n de los mismos. Las composiciones en la presente invenci6n se pueden proporcionar en un cartucho, un paquete de papel de aluminio o en ambos.
Las composiciones en la presente invenci6n proporcionan, por lo general, un revestimiento resistente a la abrasi6n y duro. Tambien se espera que las composiciones exhiban un excelente comportamiento de adherencia y de resistencia a la intemperie. Los materiales de imprimaci6n resultantes recien preparados segun las ensenanzas en la presente invenci6n tambien se espera que tengan buena estabilidad de almacenamiento.
Las composiciones resultantes tienen i) un contenido en s6lidos en el intervalo de 30 a 50 %, y mas especfficamente 37 a 43 % (por ejemplo, aproximadamente 40,4 %) (medido segun la norma lSO 3251); ii) un contenido de isocianato de 1 a 7 %, y mas especfficamente 3,0 a 3,6 % (por ejemplo, aproximadamente 3,26 %) (medido segun la norma lSO 11909); iii) una densidad de 0,92 a 0,95 y mas especfficamente 0,934 a 0,944 g/cm3 (por ejemplo, aproximadamente 0,939 g/cm3) (medido segun la norma lSO 2811); iv) un contenido de silano (por ejemplo, trimetoxisilano) de 1 a 5 %, mas especfficamente 2,4 a 3,0 % (y aun mas especfficamente, cuando se emplea un grupo trimetoxisilano, estara presente en una cantidad de aproximadamente 2,71 %) (medido segun la norma ASTM D6843-02, ASTM D6844-02, o ambas); 6 v) cualquier combinaci6n de i) a iv).
Las muestras resultantes demuestran 100 % de fallo cohesivo despues de envejecer 7 dfas a temperatura ambiente, mas preferentemente, tambien despues de envejecer 7 dfas adicionales sometidas a inmersi6n en agua; aun mas preferentemente, tambien despues de envejecer 7 dfas adicionales a 90c C; aun mas preferentemente, tambien despues de 7 dfas adicionales en ciclos de emplasto. Tambien es posible que las composiciones en la presente invenci6n muestren 100 % de fallo cohesivo despues aun incluso de 14 dfas adicionales en ciclos en emplasto.
En general, para los ciclos en emplasto, las muestras se almacenan directamente en una camara climatica a 70 cC, 100 % de humedad relativa, durante 7 dfas, o envueltas en tejido de algod6n, humedecido con suficiente agua y selladas en una bolsa de polietileno para seguidamente colocarlas en un horno a 70 °C durante 7 dfas. A continuaci6n, las muestras se colocan en un congelador durante 16 horas a -20 °C, despues de lo cual la muestra se deja reposar a temperatura ambiente durante 2 horas. El ciclo se repite varias veces, despues de lo cual se extraen las muestras de la bolsa y se las someten al ensayo rapido de adherencia con cuchillo. De manera deseable, no hay formaci6n de ampollas en la capa de imprimaci6n y el fallo es de tipo cohesivo en la capa de sellante.
La invenci6n incluye dentro de su alcance las siguientes realizaciones especfficas: -
Realizaci6n � 1 :-Un metodo para unir un primer sustrato a un segundo sustrato, que comprende las etapas de:
aplicar a uno o ambos de los sustratos una composici6n de imprimaci6n que incluye un promotor de la adherencia, que es un aducto preparado por la reacci6n de al menos un compuesto de poliisocianato aromatico, con un resto que contiene un �hidr6geno activo� de un silano organofuncional, un prepolfmero derivado de la reacci6n de al menos un poliisocianato alifatico y un poliol, y esta al menos parcialmente
reaccionado con un resto de contiene hidr6geno activo de un silano organofuncional; y opcionalmente, un disolvente; aplicar un adhesivo en al menos uno de los sustratos y
ensamblar los dos sustratos. Realizaci6n � 2 :-El metodo de la Realizaci6n � 1, en donde el al menos unico compuesto de poliisocianato aromatico incluye un tiofosfato, un fosfato, un resto de tiofosfano o cualquier combinaci6n de los mismos.
Realizaci6n � 3 :-El metodo de la Realizaci6n � 1, en donde el al menos unico poliisocianato aromatico es
trifuncional. Realizaci6n � 4 :-El metodo de la Realizaci6n � 2, en donde el al menos unico poliisocianato aromatico incluye tri (isocianatofenil) tiofosfato.
Realizaci6n � 5 :-El metodo de cualquiera de las Realizaciones � 1 a � 4, en donde la composici6n de imprimaci6n incluye al menos un prepolfmero de isocianato funcional con un contenido de isocianato mayor de 1 % que es el producto de reacci6n de un poliol con una funcionalidad mayor de 2 y un peso molecular (Mn) mayor de 300 y un poliisocianato aromatico;
Realizaci6n � 6 :-El metodo de cualquiera de las Realizaciones � 1 a � 5, en donde el silano organofuncional
incluye al menos dos o tres grupos metoxi, grupos etoxi, o ambos unidos entre sf por al menos un atomo de silicio. Realizaci6n � 7 :-El metodo de cualquiera de las Realizaciones � 1 a � 6, en donde el grupo organofuncional es un grupo mercapto, un grupo amino, o una combinaci6n de los mismos.
Realizaci6n � 8 :-El metodo de la Realizaci6n � 7, en donde aproximadamente 1 mol del poliisocianato se hace reaccionar con 1 a 3 moles de amino-silano, mercapto-silano, o una combinaci6n de los mismos, siempre que la relaci6n molar de grupos de hidr6geno activo a grupos de isocianato sea menor de 1,0.
Realizaci6n � 9 :-El metodo de la Realizaci6n � 5, en donde al menos un prepolfmero de isocianato funcional con
un contenido de isocianato mayor de 1 % es un producto de reacci6n de un triol y un diisocianato que incluye MDl. Realizaci6n � 10 :-El metodo de cualquiera de las Realizaciones � 1 a � 9, en donde la composici6n de imprimaci6n incluye ademas malonato de dietilo.
Realizaci6n � 11 :-El metodo de cualquiera de las Realizaciones � 1 a � 10, en donde la composici6n de imprimaci6n incluye ademas un acido.
Realizaci6n � 12 :-El metodo de la Realizaci6n � 11, en donde el acido es acido fosf6rico. Realizaci6n � 13:-El metodo de cualquiera de las Realizaciones � 1 a � 12, en donde la imprimaci6n incluye una resina formadora de pelfcula.
Realizaci6n � 14:-El metodo de cualquiera de las Realizaciones � 1 a � 13, en donde
i) el aducto esta presente en una cantidad de 0,5 a 20 % en peso;
ii) el prepolfmero alifatico esta presente en una cantidad de 10 a 50 % en peso;
iii) el prepolfmero de isocianato aromatico funcional con un contenido de isocianato mayor de aproximadamente
1 % estara presente en una cantidad de 20 a 70 % en peso; el disolvente esta presente en una cantidad de 40 a 80 % en peso; iv) el malonato de dietilo esta presente en una cantidad de 0,1 a 0,5 % en peso; v) el acido esta presente en una cantidad de 0,01 a 0,05 % en peso; o
vi) cualquier combinaci6n de i) a vi). Realizaci6n � 15:-El metodo de cualquiera de las Realizaciones � 1 a � 14, en donde la composici6n de imprimaci6n incluye al menos un formador de pelfcula, un pigmento o un catalizador, o una combinaci6n de los mismos.
Realizaci6n � 16:-Un ensamblaje preparado segun el metodo de cualquiera de las Realizaciones � 1 a � 15. Realizaci6n � 17:-Un ensamblaje preparado segun el metodo de cualquiera de las Realizaciones � 1 a � 16, en donde los sustratos se seleccionan de vidrio, esmalte, poliuretano curado, materiales de encapsulaci6n de vidrio,
e-revestimiento, revestimientos galvanizados de zinc, aluminio, aceros, pinturas, plasticos, vitrificados organicos revestidos duros, o cualquier combinaci6n de los mismos.
Realizaci6n � 18:-Un kit para usar en el metodo de cualquiera de las Realizaciones � 1 a � 16, que comprende una composici6n de imprimaci6n y al menos un adhesivo.
Los siguientes ejemplos ilustran las ensenanzas en la presente invenci6n. Se cree que son posibles resultados similares para las composiciones en las que las cantidades de los ingredientes varfan dentro de aproximadamente 10 6 incluso aproximadamente 25 % de las cantidades indicadas. De ese modo, los ejemplos tambien ensenan un intervalo de concentraciones que caerfan dentro de esa variaci6n.
Ejemp.os
Se prepara una composici6n de imprimaci6n ejemplo haciendo reaccionar: a) aproximadamente 57,9 % en peso BETAPRlME™ 5500; b) aproximadamente 36,6 % en peso del producto de reacci6n de VORANOL™ CP260 y un diisocianato aromatico (por ejemplo, lsonate® M125 MDl); c) aproximadamente 5,2 % en peso del producto de reacci6n de Demodur® R�E y Silquest® A1170; aproximadamente 0,25 % en peso de malonato de dietilo; y aproximadamente 0,03 % en peso de acido fosf6rico.
Se proporcionan varios parabrisas comerciales de diferentes fabricantes, con una frita ceramica aplicada a los mismos. Se aplica Betaclean™ 3300 (disponible de The Dow Chemical Company) para limpiar los parabrisas, y se deja evaporar durante aproximadamente 2 minutos a aproximadamente 23 °C y aproximadamente 50 % de humedad relativa. Se aplica la composici6n de imprimaci6n ejemplo y despues de un tiempo abierto de aproximadamente 15 minutos, se aplica un cord6n de adhesivo (Betaseal™ 1965 (disponible de The Dow Chemical Company)) y las muestras estan preparadas para el ensayo de pelado tal como se describe en la presente invenci6n. Despues de siete dfas de envejecimiento a temperatura ambiente se espera que las muestras exhiban al menos 75 % de fallo cohesivo, y mas especfficamente al menos 100 % de fallo cohesivo para cada una. Al menos tambien se espera que una mayorfa de las muestras sea capaz de soportar con un 100 % de fallo cohesivo despues de ciclos en emplaste durante 7 dfas adicionales.
La composici6n de imprimaci6n ejemplo se analiza por la tensi6n de pelado en las muestras usando un sustrato de poliuretano de moldeo por inyecci6n de reacci6n como el que se puede encontrar en un ensamblaje de ventanas encapsuladas. Para efectos de comparaci6n, el promotor de la adherencia en la presente invenci6n se mezcla con las imprimaciones disponibles en el mercado (indicadas como lmprimaci6n 1 e lmprimaci6n 2) de diferentes fabricantes, y se emplea con sellantes disponibles en el mercado (indicados como Adhesivo 1, Adhesivo 2, y Adhesivo 3). Primero los sustratos se limpian con Betaclean™ 3900. Se aplica la imprimaci6n y se deja evaporar durante 15 minutos a 23 °C y 50 % de humedad relativa, antes de aplicar el sellante. A continuaci6n se ensayan las muestras. Se espera que las muestras exhiban los resultados de la siguiente Tabla. BM 7120 se refiere a Betamate™ 7120, disponible de The Dow Chemical Company, BM 2700 se refiere a Betamate™ 2700, disponible de The Dow Chemical Company, BS X 1502 se refiere a Betaseal™ X1502, disponible de The Dow Chemical Company, BP 5504 se refiere a Betaprime™ 5504 modificado segun las ensenanzas en la presente invenci6n. Se espera que el Betaprime™ 5504 modificado segun las ensenanzas en la presente invenci6n (BP 5504) permita a la imprimaci6n lograr el 100 % de fallo cohesivo cuando se une a los sellantes disponibles en el mercado de un fabricante diferente a The Dow Chemical Company, cuando se envejece 7 dfas a temperatura ambiente, 7 dfas adicionales en inmersi6n en agua (a 23 cC), 7 dfas adicionales a 90 °C, y 7 dfas adicionales en ciclos de emplaste. La Tabla 1 que sigue ilustra los resultados esperados cuando se emplean las imprimaciones sin modificar disponibles en el mercado (lmprimaci6n 1 e lmprimaci6n 2) de un fabricante diferente a The Dow Chemical Company.
Tabla 1: Resultados Esperados. 5
Limpiador
Imprimacion Adhesivo 7d.�TA +7d.��2O +7d.�90�°C +7d.�Emp.�
BC 3900
BP 5504 Adhesivo 1 5 5 5 5
BC 3900
BP 5504 Adhesivo 2 5 5 5 5
BC 3900
BP 5504 Adhesivo 3 5 5 5 5
BC 3900
BP 5504 BS X 1502 5 4 -5a 5 4 -5a
BC 3900
BP 5504 BM 7120 5 5 5 5
BC 3900
BP 5504 BM 2700 5 5 5 5
BC 3900
lmprimaci6n 1 BS X 1502 1 -a 1 -a 1 -a 1 a
BC 3900
lmprimaci6n 1 BM 7120 1 -a 1 -a 3 a 1 a
BC 3900
lmprimaci6n 1 BM 2700 1b 2 -a 3 a 1 -2a
Limpiador
Imprimacion Adhesivo 7d. TA +7d.��2O +7d. 90 °C +7d.�Emp..
BC 3900
lmprimaci6n 1 Adhesivo 1 5 3 -4a 4 -5b 5
BC 3900
lmprimaci6n 1 Adhesivo 2 5 3 -4ab 5 4 -5a
BC 3900
lmprimaci6n 1 Adhesivo 3 5 2a 3b 3b
BC 3900
lmprimaci6n 2 BS X 1502 2 -3a 2 -3a 1 a 1 -a
BC 3900
lmprimaci6n 2 BM 7120 2 -3a 2 -3a 2 -a 1 -a
BC 3900
lmprimaci6n 2 BM 2700 2 -a 2 -3a 2 -a 1 -a
La composici6n de imprimaci6n ejemplo se compara con otros sistemas adhesivos disponibles en el mercado (por ejemplo, Betaseal™ 2002 y 2002 LVRP) para su comportamiento y se espera que exhiba 100 % de fallo cohesivo despues de 7 dfas de envejecimiento a temperatura ambiente (50 % de humedad relativa), siete dfas adicionales sometida a inmersi6n en agua (a 23 cC), 7 dfas adicionales a 90 °C, y 7 dfas adicionales en ciclos de emplaste.
Para el analisis del comportamiento de las imprimaciones en la presente invenci6n con los sistemas adhesivos preaplicados, se proporcionan sustratos de acero al cromo y se limpian con Betaclean™ 3350 (disponible de The Dow Chemical Company), y se dejan evaporar durante 2 minutos a aproximadamente 23 °C y aproximadamente 50 % de humedad relativa. A partir de entonces, los sustratos se impriman con Betaprime™ 1707 (disponible de The Dow Chemical Company). Despues de un tiempo de evaporaci6n de treinta minutos, se aplica un adhesivo pre-aplicado sobre el Betaprime™ 1707 (por ejemplo, un adhesivo tal como el adhesivo pre-aplicado HV3, disponible de The Dow Chemical Company). Luego las muestras se envejecen 10 semanas a 32 °C y aproximadamente 80 % de humedad relativa. Para el adhesivo pre-aplicado, entonces se aplica la composici6n de imprimaci6n ejemplo, seguido por un cord6n de Betalseal™ 1965 (disponible de The Dow Chemical Company). Las muestras se preparan y se someten al ensayo de pelado tal como se describe a continuaci6n, y tambien se mide la resistencia al pelado con un medidor de tensi6n Zwick / Roell ZWART.PRO. Muestras que emplean la composici6n de imprimaci6n ejemplo se espera que exhiban 100 % de fallo cohesivo despues de 7 dfas de envejecimiento a temperatura ambiente. Tambien se espera que exhiban 100 % de fallo cohesivo despues de 7 dfas adicionales de envejecimiento por ciclos en emplaste tal como se describe en la presente invenci6n. Tambien se espera que exhiban tensi6n al pelado de al menos aproximadamente 19 a aproximadamente 23 N/cm despues de 7 dfas de envejecimiento a temperatura ambiente. Tambien se espera que exhiban resistencias al pelado de al menos aproximadamente 16 a aproximadamente 21 N/cm despues de 7 dfas adicionales de envejecimiento en ciclos de emplaste tal como se describe en la presente invenci6n. A modo de comparaci6n, se sustituye una imprimaci6n sin modificar disponible en el mercado (Betaprime™ 5404) por la composici6n de imprimaci6n ejemplo. Se espera que exhiba resistencias al pelado despues de 7 dfas de envejecimiento a temperatura ambiente de aproximadamente 15 a aproximadamente 23 N/cm, y aproximadamente 11 a aproximadamente 19 despues de 7 dfas adicionales de envejecimiento en ciclos de emplaste tal como se describe en la presente invenci6n. Ademas, el adhesivo no modificado disponible en el mercado se espera que exhiba de aproximadamente 25 a aproximadamente 75 % de fallo cohesivo despues de 7 dfas de envejecimiento a temperatura ambiente, y cero % de fallo cohesivo despues de 7 dfas adicionales de envejecimiento en ciclos de emplaste tal como se describe en la presente invenci6n.
Se lleva a cabo un ensayo de adherencia por pelado, mediante el cual se aplica un cord6n de adhesivo de aproximadamente 10 a aproximadamente 15 mm de altura y aproximadamente 100 a aproximadamente 150 mm de largo sobre un sustrato imprimado (especfficamente un vidrio flotado imprimado con las composiciones de imprimaci6n resultantes en la presente invenci6n usando un aplicador de fieltro) dentro de aproximadamente 3 minutos de la aplicaci6n de la imprimaci6n. El adhesivo se alisa a una altura de aproximadamente 4 a 6 mm con una espatula, y luego se envejece en una camara climatica durante aproximadamente 7 dfas a aproximadamente 23 °C y aproximadamente 50 % de humedad relativa. El ensamblaje se cura durante un tiempo determinado en las condiciones deseadas. A partir de entonces se arranca el cord6n por pelado usando unos alicates de punta, agarrando y tirando del cord6n mientras se gira en un angulo de aproximadamente 90°. Entonces se corta el cord6n curado con una cuchilla de afeitar a traves de la superficie imprimada, con cortes a intervalos de aproximadamente 1 cm. Se examina el modo de fallo y se caracteriza la superficie de delaminaci6n. Se estima el area del fallo cohesivo sobre la base del porcentaje del area total analizada. El grado de adherencia se evalua como fallo adhesivo y/o fallo cohesivo. En el caso de fallo adhesivo, el cord6n curado se puede separar de la superficie imprimada, mientras que en el fallo cohesivo, la separaci6n se produce dentro del cord6n del sellante como resultado de cortar y tirar. En la observaci6n del modo de fallo, se senala sobre que porci6n del area de la superficie de interfaz se observa el modo de fallo. Se considera que ha ocurrido el fallo de la imprimaci6n si la imprimaci6n se delamina del sustrato (por ejemplo, vidrio) al que se aplica.
Las explicaciones e ilustraciones presentadas en la presente invenci6n pretenden dar a conocer la invenci6n, sus principios y su aplicaci6n practica a otros expertos en la tecnica. Estos expertos en la tecnica pueden adaptar y aplicar la invenci6n en sus diversas formas, como puede ser la mas adecuada a las exigencias de un uso particular. En consecuencia, las realizaciones especfficas en la presente invenci6n tal como se establecen no tienen la intenci6n de ser exhaustivas ni limitativas de la invenci6n. El alcance de la invenci6n no debe, por tanto,
determinarse con referencia a la descripci6n anterior, sino que debe determinarse en relaci6n con las reivindicaciones adjuntas, junto con todo el alcance de los equivalentes a los que tales reivindicaciones tienen derecho. Las referencias a un acrflico o (met)acrflico (o terminos derivados, tales como "acrilato") contemplan metacrflicos y acrflicos (y sus correspondientes terminos derivados). Los ingredientes mencionados en la presente
5 invenci6n pueden formar parte de la composici6n resultante. Sin embargo, tambien pueden formar parte de un aditivo para la composici6n resultante. Por ejemplo, es posible que el promotor de la adherencia sea un vehfculo para la inclusi6n de un ingrediente en un aditivo para formar la composici6n resultante. A menos que se indique lo contrario, las referencias a "adhesivo" o "sellante" son intercambiables. Por lo tanto, la menci6n de un adhesivo de una determinada composici6n tambien incluye un sellante de tal composici6n.
10 Aunque por lo general se describe en la presente invenci6n en el contexto del uso para una composici6n de imprimaci6n de un solo paso, en la presente invenci6n no estan limitados los promotores de la adherencia. Tambien se pueden emplear como parte de un sistema de imprimaci6n que incluye multiples componentes, y se pueden anadir a cualquiera o a todos los componentes. Por ejemplo, el promotor de la adherencia se podrfa incorporar a una composici6n de activador de uretano, a una composici6n de preparaci6n de fritas, a una composici6n de
15 imprimaci6n de fritas, a una imprimaci6n de PVC, a una imprimaci6n de carrocerfa, o a otras formas, tales como a uno o mas productos de The Dow Chemical Company que se han vendido bajo la denominaci6n U-413, U-555, U4000, U-401, U-402 o similares.
Las ensenanzas en la presente invenci6n se pueden emplear adecuadamente en combinaci6n con el Documento de Patente de numero WO 2008/13411.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Un aditivo para una composici6n de imprimaci6n que comprende el producto de reacci6n de i) un primer producto de reacci6n de al menos un isocianato que incluye un tiofosfato y un silano seleccionado de un amino-silano, un mercapto-silano, o una combinaci6n de los mismos; y ii) un segundo producto de reacci6n que es un prepolfmero funcional de isocianato con un contenido de isocianato mayor de 1 % formado por la reacci6n de un poliol con una funcionalidad mayor de 2 y un peso molecular (Mn) mayor de 300 y un isocianato aromatico.
  2. 2.
    El aditivo de la reivindicaci6n 1, en donde el primer producto de reacci6n es un resultado de hacer reaccionar 1 mol del isocianato con 1 a 3 moles de amino-silano, mercapto-silano, o una combinaci6n de los mismos.
  3. 3.
    El aditivo de la reivindicaci6n 1 6 2, en donde el primer producto de reacci6n es un resultado de hacer reaccionar aproximadamente 1 mol del isocianato con aproximadamente 2,3 moles de amino-silano, mercapto-silano, o una combinaci6n de los mismos.
  4. 4.
    El aditivo de cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 3, en donde el isocianato del primer producto de reacci6n incluye tris(p-isocianato-fenil)-tiofosfato.
  5. 5.
    Un metodo de mejorar el comportamiento de una composici6n de imprimaci6n, que comprende la etapa de mezclar el aditivo de cualquiera de las reivindicaciones recedentes 1 a 4 con una composici6n de imprimaci6n base para formar una composici6n de imprimaci6n resultante.
  6. 6.
    El metodo de la reivindicaci6n 5, en donde el aditivo se mezcla en una cantidad de 1 a 20 partes en peso a 99 a 80 partes en peso de la composici6n de imprimaci6n.
  7. 7.
    El metodo de la reivindicaci6n 5 6 6, en donde la imprimaci6n incluye al menos un prepolfmero derivado de la reacci6n de al menos un poliisocianato aromatico y un poliol, y esta al menos parcialmente reaccionado con un grupo amino de un aminosilano, en donde el aminosilano incluye una pluralidad de grupos alcoxi unidos al atomo de silicio.
  8. 8.
    El metodo de cualquiera de la reivindicaciones precedentes 5 a 7, que ademas comprende poner en contacto un sustrato con la composici6n de imprimaci6n resultante.
  9. 9.
    Una composici6n preparada por la reacci6n del aditivo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 con al menos una composici6n de imprimaci6n base que incluye un prepolfmero derivado de la reacci6n de al menos un poliisocianato alifatico y un poliol, y esta al menos parcialmente reaccionado con un grupo amino de un aminosilano, en donde el aminosilano incluye una pluralidad de grupos alcoxi unidos al atomo de silicio.
  10. 10.
    La composici6n de la reivindicaci6n 9, en donde el segundo producto de reacci6n es un producto de reacci6n de un triol y un diisocianato.
  11. 11.
    La composici6n de cualquiera de la reivindicaciones precedentes 9 a 10, en donde la composici6n de imprimaci6n ademas comprende un acido.
  12. 12.
    La composici6n de la reivindicaci6n 11, en donde el acido esta presente en una cantidad menor de aproximadamente 0,2 % en peso de la composici6n de imprimaci6n.
  13. 13.
    La composici6n de cualquiera de las reivindicaciones precedentes 9 a 12, en donde en la composici6n de imprimaci6n, i) la imprimaci6n base esta presente en una cantidad de 50 % a 65 % en peso; ii) el promotor de la adherencia esta presente en una cantidad de 2 a 7 % en peso; iii) el prepolfmero de isocianato funcional con un contenido de isocianato mayor de 1 % estara presente en una cantidad de 30 a 40 % en peso; iv) el acido esta presente en una cantidad de 0,01 a 0,05 en peso.
  14. 14.
    La composici6n de cualquiera de las reivindicaciones precedentes 9 a 13, en donde la composici6n de imprimaci6n incluye un formador de pelfcula, un colorante o una combinaci6n de los mismos.
  15. 15.
    Un kit que comprende una composici6n de imprimaci6n segun una cualquiera de las Reivindicaciones 9 a 14 y al menos un adhesivo.
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