ES2389759T3 - Composición de elastómero de silicona curable a temperatura ambiente - Google Patents
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Abstract
Una composición de elastómero de silicona de una parte curable a temperaturaambiente donde la composición sin curar tiene una plasticidad Williams de 80 mm a900 mm y donde la composición es una composición no-adhesiva, comprendiendo lacomposición:del 20 al 60% en peso de polidimetilsiloxano con terminación hidroxi de unaviscosidad mayor a 350.000 mPa s(25°C);del 3 al 66% en peso de un relleno de refuerzo;del 10 al 60% en peso de un relleno que no es de refuerzo;del 2 al 6% en peso de un reticulante, y una cantidad apropiada de uncatalizador de curado.
Description
[0001] La presente invenci6n hace referencia a una novedosa composici6n de elast6mero de silicona curable a temperatura ambiente, que puede utilizarse para diversos prop6sitos, ya sea para la personalizaci6n de herramientas existentes y similares por parte del consumidor final por parte del fabricante para la fabricaci6n de herramientas, etc. con empufaduras/sujeciones personalizables por el consumidor final. [0002] Hemos descubierto recientemente que los materiales vulcanizados curados por humedad (RTV) a temperatura ambiente, formulados con un valor de plasticidad lo suficientemente alto como un material sin curar, pueden utilizarse para permitir que los usuarios finales adapten o personalicen productos y equipos para su comodidad, diversi6n y entusiasmo. [0003] Las composiciones de silicona RTV (vulcanizada a temperatura ambiente) moldeables manualmente son conocidas en la tecnica (por ejemplo US3943091; GB2403723), y comprenden comunmente o una parte de condensaci6n o composiciones de cura adicionales. La composiciones de este tipo han sido formuladas en el pasado principalmente para aplicaciones de fabricaci6n de moldes, donde el elast6mero esta moldeado en un sustrato para formar un molde del objeto, y despues se extrae cuando se cura para proporcionar un molde para duplicar el sustrato. Dichas composiciones se utilizan en aplicaciones como: prototipado rapido; reproducci6n de estatuillas, coleccionables, bisuteria, velas, y artefactos; creaci6n de teclados de goma de silicona para transferir impresi6n, y fabricaci6n arquitect6nica. Las composiciones descritas no han sido utilizas para la personalizaci6n de herramientas y similares. [0004] Los materiales utilizados hasta ahora para permitir a los usuarios finales adaptar o personalizar la forma de los productos han sido o materiales termoplasticos que requieren altas temperaturas ya sea para poder ser moldeables o para su curado (mediante aire caliente o agua caliente), materiales curables a traves de la evaporaci6n del solvente, o materiales que requieren que el usuario mezcle componentes. Asi, todos los materiales que han sido utilizados hasta ahora con este prop6sito han sufrido restricciones tecnicas, que han limitado su potencial comercial. [0005] Por ejemplo, US4696842 describe el uso de una capa de material polimerico para fabricar una empufadura adaptable para instrumentos deportivos, herramientas manuales, etc. Sin embargo, la capa consiste en un poliuretano o un copolimero, como el caucho de estireno-butadieno, en lugar de la silicona utilizada en la presente invenci6n, y se cura de diferente modo. [0006] La patente US5155878 proporciona un material similar al descrito en la patente US4696842, excepto porque es una construcci6n de doble capa disefada para permitir volver a moldear la empufadura para adaptarse a una variedad de individuos diferentes. No se sugiere ningun material especifico para su uso al preparar dichas empufaduras. [0007] US4785495 describe el uso de materiales moldeables por calor como las empufaduras que pueden moldearse en su forma final por el usuario final. El uso de estos materiales ha sido muy limitado para este prop6sito ya que el equipo envuelto y las condiciones requeridas para formar el material, por ejemplo una pistola de calor, son necesarias para hacer el material moldeable. [0008] Del mismo modo, US5431563 y US5536544 requieren el uso de calor para permitir que los materiales utilizados sean moldeables y/o curables. [0009] Ninguno de los materiales arriba descritos puede ser utilizado para la fabricaci6n en masa de productos con partes adaptables, facilmente personalizables por el consumidor a temperatura ambiente. [0010] Se han llevado a cabo varios intentos por algunos fabricantes para proporcionar metodos mediante los que los clientes puedan adaptar o personalizar la forma de sus productos. Estos intentos han consistido con frecuencia en algun tipo de equipo, y de nuevo, el proceso para moldear o personalizar era demasiado engorroso y tardaba demasiado como para interesar a un gran numero de consumidores. [0011] Por ejemplo, US6328494 describe el uso de un material moldeable para proporcionar porta herramientas que el usuario pudiera moldear en su forma final. Al usuario se le proporciona un equipo con dos partes separadas: la herramienta y el material de masilla para moldear. No se define ningun material especifico pero se menciona la arcilla moldeable. Las arcillas moldeables no estan formuladas para utilizarse de este modo, y por lo tanto no poseen propiedades adhesivas o propiedades que las permita actuar como materiales para empufadura. No se describe ningun proceso de imprimaci6n que forme un vinculo adhesivo entre estos materiales moldeables y el sustrato de las herramientas. Ademas, debido a que las arcillas moldeables, que se establecen con una forma a temperatura ambiente, no estan formuladas para este prop6sito, actuan mal como materiales de empufadura. Poseen una muy baja resistencia a la abrasi6n, al agua, al calor y a las sustancias quimicas y no poseen cualidades de elasticidad, flexibilidad, amortiguaci6n de vibraciones o de tacto suave como si poseen los materiales de la presente invenci6n. Los materiales formulados como materiales moldeables como los descritos en US6328494 nunca serian utilizados por los fabricantes para proporcionar partes adaptables en sus productos debido a estas limitaciones. De los materiales termoendurecibles descritos, existen mas desventajas surgidas por la necesidad de que el consumidor los caliente, y con los materiales de silicona de dos partes descritos, surgen otras dificultades por la necesidad de que el consumidor mezcle los componentes y por la carencia de propiedades adhesivas, lo que significa que poseen muy pocas de las ventajas contenidas en la presente invenci6n. [0012] Por consiguiente, en un primer aspecto de la presente invenci6n se proporciona una composici6n de elast6mero de silicona curable a temperatura ambiente de una parte donde la composici6n sin curar posee una plasticidad Williams de entre 80mm y 900 mm, y donde la composici6n es una composici6n no adhesiva, comprendiendo dicha composici6n:
del 20 al 60% en peso de polidimetilsiloxano con terminaci6n hidroxi de una
viscosidad mayor a 350.000 mPa s(25°e);
del 3 al 66% en peso de un relleno de refuerzo;
del 10 al 60% en peso de un relleno que no es de refuerzo;
del 2 al 6% en peso de un reticulante, y
una cantidad apropiada de catalizador de curado [0013] Los modos de realizaci6n preferidos se describen en las reivindicaciones adjuntas. En un segundo aspecto, la presente invenci6n proporciona una composici6n de elast6mero de silicona de una parte curable a temperatura ambiente donde la composici6n sin curar tiene una plasticidad Williams de entre 80 mm y 9000 mm, y donde la composici6n es una composici6n autoadhesiva, comprendiendo la composici6n una composici6n de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 3 y comprendiendo tambien del 1 al 5% en peso de un promotor de adherencia. [0014] El test de plasticidad Williams aqui utilizado se lleva a cabo de la siguiente manera:
[0015] Una muestra cilindrica de 10mm de longitud y 1cm2 de secci6n transversal se situa entre dos laminas cada una con un area de 1cm2 y comprimida bajo un peso constante de 5kg durante 3 minutos a 21°e. Al finalizar este tiempo, se mide la altura del especimen comprimido. [0016] Los Numeros de Plasticidad equivalen a 100 veces la altura comprimida (ASTM D-926). Basado en esto, un s6lido incompresible (o uno que vuelva
inmediatamente a su forma original) tendria un Numero de "Plasticidad" de 1000. [0017] Todas las composiciones de la tecnica anterior probadas por nosotros tienen una plasticidad sustancialmente por debajo de 80 mm en el estado sin curar, y casi todas son lo demasiado fluidas como para no tener una plasticidad medible. [0018] La presente invenci6n esta basada en una composici6n de silicona RTV de una parte. Las composiciones de este tipo general son conocidas en la tecnica, por ejemplo en EP0816436. Las composiciones de resina RTV de una parte dependen de la penetraci6n de la humedad ambiental para iniciar el curado, y el curado completo solo se puede conseguir en perfiles de productos relativamente finos, normalmente no mas gruesos que 10-20mm. Estos materiales han sido utilizados generalmente como selladores y adhesivos en aplicaciones de ensamblaje industrial y para la producci6n de tapones. Estas aplicaciones comunmente utilizan composiciones que son fluidas a temperatura ambiente para poderse extrudir facilmente en el area de aplicaci6n (por ejemplo, para el acristalamiento y los selladores de construcci6n). Para algunas aplicaciones adhesivas las composiciones pueden comprender alternativamente un material similar a un pegamento no fluido: diversas aplicaciones electr6nicas utilizan composiciones de este tipo. Dichas composiciones no se utilizan convenientemente para elementos de moldeado manual debido a su comparativamente baja viscosidad y/o plasticidad. Sin embargo, hemos descubierto que al preparar las composiciones de silicona RTV de una parte con una alta plasticidad inicial, las formulaciones pueden prepararse para que sea facil y conveniente para los consumidores el moldeado en una variedad de formas, que una vez moldeadas mantienen su forma exacta durante el curado sin disminuir ni fluir. Debido a que el material comprende una composici6n de una parte, no es necesario que el usuario final mezcle los componentes, haciendolo asi facil y rapido de utilizar. El elast6mero curado es un material de elast6mero no pegajoso con un tacto excelente. [0019] En un modo de realizaci6n, los materiales de la presente invenci6n pueden moldearse en productos en el momento de la fabricaci6n, que despues pueden moldearse por el usuario o consumidor final con la forma final. Existen una amplia variedad de razones para ello, por ejemplo, una inserci6n de un material de este tipo puede disefarse en el mango de un producto; permitiendo al usuario final moldear el mango para conseguir la forma mas c6moda para ellos. La alta plasticidad inicial de estas formulaciones permite a los fabricantes moldear facilmente partes de silicona en productos a temperatura ambiente, que despues se sellan, y los usuarios finales pueden moldearlos opcionalmente con cualquier forma al comprarlos. En este caso, la alta plasticidad de las formulaciones asegura que las partes mantengan su configuraci6n en la forma no curada durante los procesos de fabricaci6n, ensamblaje, envasado y almacenamiento, hasta que llegan al usuario final que las moldea con su forma final. [0020] Segun otro modo de realizaci6n, un material de la presente invenci6n puede suministrarse directamente al consumidor, y ellos pueden utilizarlo para adaptar, personalizar, fijar o crear cosas. Por ejemplo, una composici6n de la presente invenci6n puede utilizarse por el consumidor para cubrir los manillares de una bicicleta, permitiendoles modificar la forma de esta capa de protecci6n para su comodidad y apoyo. Otra composici6n puede utilizarse por el consumidor para tomar cualquier forma y utilizarse como borrador de lapiz. [0021] En otro modo de realizaci6n de la presente invenci6n, las composiciones de la presente invenci6n pueden ser curables parcialmente a temperatura ambiente para formar una piel sobre su superficie y despues envasarse de manera hermetica y al vacio para impedir un curado mayor. [0022] Una ventaja de la invenci6n es que un amplio rango de consumidores podran personalizar y mejorar facilmente sus productos y equipos sin la necesidad de ninguna herramienta ni equipo, suministro de energia, altas temperaturas ni solventes. De hecho, s6lo se necesitan las composiciones de la presente invenci6n y los dedos del usuario. [0023] Otra ventaja de ciertos modos de realizaci6n de la invenci6n es que el consumidor puede eliminar (simplemente cortando y separando) y/o reemplazar las personalizaciones que han llevado a cabo sin dafar la superficie original. Por otra parte, una gran ventaja de la invenci6n es que, combinada con imprimaciones apropiadas que potencien la adherencia puede formar un excelente vinculo adhesivo entre estos materiales y la mayoria de sustratos, especialmente los metales. Esta es, en particular, una gran ventaja de los modos de realizaci6n en los que las composiciones se moldean en los productos por parte de los fabricantes. [0024] Las composiciones son c6modas para manipular a un amplio rango de temperaturas. Pueden formarse y ser curadas a temperatura ambiente, y pueden ser utilizadas para personalizar productos o articulos deportivos para entornos muy calidos o muy frios sin cambiar su estado. [0025] Una ventaja adicional de esta invenci6n es que las composiciones son normalmente resistentes a la temperatura. Pueden aplicarse facilmente por los usuarios sobre superficies que se calientan mucho para su protecci6n y seguridad, por ejemplo en equipos y maquinaria, por ejemplo un equipo de cocina. En condiciones muy frias, la naturaleza resistente a la temperatura de las composiciones de la presente invenci6n se vuelve una ventaja, proporcionandoles a los usuarios la oportunidad de mejorar la viabilidad del equipo en estas condiciones, por ejemplo aplicandolo sobre herramientas de metal pueden utilizarse mas c6modamente sin guantes. [0026] eualquier elast6mero de silicona vulcanizable a temperatura ambiente puede utilizarse en la presente invenci6n, siempre que pueda formularse con los otros componentes para conseguir la plasticidad Williams requerida dentro del rango de entre 80mm y 900 mm. Mas preferiblemente la plasticidad se encuentra en el rango entre 90 y 900 mm, y todavia mas preferiblemente en el rango de entre 400 y 900 mm, y mas preferiblemente entre 440 y 900 mm. [0027] Las composiciones de la presente invenci6n comprenden un reticulante de silano hidrolizable donde los grupos tetrafuncionales son preferiblemente seleccionados de los grupos de alcoxi, grupos de alquenoxi, los grupos de cetoxima y los grupos de aciloxi. Las composiciones pueden contener opcionalmente uno o mas componentes como poliorganosiloxano con terminaci6n de trimetilsilil, aditivos funcionales como los pigmentos, incluyendo los pigmentos ambientalmente sensibles como las tintas termocromaticas o sensibles al pH, o rellenos conductores termica o electricamente, fragancias, etc. Las formulaciones estan disefadas para que las composiciones sin curar tengan una plasticidad Williams de entre 80 mm y 900 mm. [0028] El elast6mero de silicona es preferiblemente un poliorganosiloxano con terminaci6n hidroxi. El poliorganosiloxano es preferiblemente un material con la
f6rmula general HO-(R1R2SiO)n-H, donde R1 y R2, que pueden ser iguales o diferentes la una de la otra, cada una representa un grupo de hidrocarburo monovalente sustituido o sin sustituir, y n es el numero para que la viscosidad del polimero sea mayor que 350.000 mPa.s a 25°e. El valor de n en cualquier material particular no esta generalmente determinado, y dichos materiales se venden comunmente segun su viscosidad. En general, n sera comunmente al menos del orden de miles o de decenas de miles. Los ejemplos de grupos de hidrocarbono que pueden representarse con R1 o R2 incluyen: grupos alquilo de 1 a 8 atomos de
carbono, como los grupos metilo, etilo, propilo, butilo, isobutilo, sec-butilo, t-butilo, pentilo, isopentilo, t-pentilo, hexilo, isohexilo, t-hexilo, heptilo, y octilo; radicales de arilo mononuclear, asi como los grupos fenil y metilfenil; grupos cicloalquilo, asi como el grupo ciclohexilo; los grupos de hidrocarburo monovalente halogenado, asi como el grupo 3,3,3-trifluoro propil.
[0029] Todas las viscosidades presentadas aqui estan medidas a 25°e. [0030] El reticulante hidrolizable es preferiblemente un reticulante de silano hidrolizable de la f6rmula general RmSiX(4-m), en el que R representa un grupo de hidrocarburo monovalente teniendo de 1 a 12 atomos de carbono; X representa un grupo cetoxima, un grupo alcoxi, un grupo alquenoxi o un grupo aciloxi; y m representa 0, 1 o 2, o un producto de hidr6lisis y condensaci6n parcial del mismo. Los ejemplos incluyen: grupos silanos hidrolizables con cetoxima, por ejemplo el dimetildi(butanoxima)silano, metiltri(butanoxima)silano, viniltri(butanoxima)silano, peniltri(butanoxima)silano, propiltri(butanoxima)silano,tetra(butanoxima)silano, 3,3,3trifluoropropiltri(butanoxima)silano, 3-cloropropiltri(butanoxima)silano, metiltri(propanoxima)silano, metiltri(pentanoxima)silano, metiltri(isopentanoxima)silano, viniltri(ciclopentanoxima)silano y metiltri(ciclohexanoxima)silano; grupos silanos hidrolizables con alcoxi, por ejemplo, dimetildimetoxisilano, metiltrimetoxisilano. viniltrimetoxisilano, peniltrimetoxisilano, metiltrietoxisilano, tetrametoxisilano and tetraetoxisilano; grupos silanos hidrolizables con un alquenoxi, por ejemplo, viniltripropenoxisilano y peniltripropenoxisilano; y grupos silanos hidrolizables con aquiloxi, por ejemplo metiltriacetoxisilano, etiltriacetoxisilano, peniltriacetoxisilano, viniltriacetoxisilano and tetraacetoxisilano. [0031] El catalizador de curado puede ser seleccionado de un amplio rango de opciones incluyendo compuestos organometalicos, alcoxisilanos con sustituci6n de aminoalquilo, compuestos de amina, sales del compuesto de amina, sales de amonio cuaternario, sales de metales alcalinos con bajos niveles de acidos grasos, dialquil hidroxilaminas, silanos que contienen un grupo guanidino, o siloxanos que contienen un grupo guanidino, como se conoce bien en la tecnica. En particular, los catalizadores preferidos son compuestos de estafo, por ejemplo el dibutiltin dilaurato. [0032] Los promotores de adherencia pueden ser componentes que contengan al menos un grupo alcoxisililo, amino, epoxi, hidrosililo, acrilico o hidroxisililo, o una mezcla de estos. Los promotores preferidos incluyen trimetoxisilanos como el 3metacriloxipropiltrimetoxisilano, 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano, aminopropiltrimetoxisilano, y alquil o ariltrimetoxisilanos. [0033] El relleno puede comprender un relleno sin refuerzo como el talco, carbonato de calcio, polvo de madera, harina de trigo, o un relleno de refuerzo como silice pir6gena, o negro de carb6n. Mas especificamente, los ejemplos de dichos rellenos incluyen: carbonato de calcio (grados de carbonato de calcio de terreno seco, grados de carbonato de calcio de terreno humedo, grados enriquecidos del carbonato de calcio, grados de precipitado del carbonato de calcio, grados de carbonato de calcio de superficie tratada); caolin y otros minerales basados en arcilla (como arcillas fraccionadas con agua, arcillas de flotaci6n con aire, arcillas laminadas, arcillas calcinadas, arcillas de superficie tratada); talco (como talco de terreno seco, talco enriquecido, talco calcinado, talco de superficie tratada); cuarzo y silice, incluyendo silices naturales (como silice cristalino, silice fundido, silice microcristalino, novaculita microcristalina, silice diatomacea, perlita) o silices sinteticos (como silice pir6gena, silices precipitados); mica (incluyendo grados de mica de terreno, grados de mica blanco, grados de mica de superficie modificada, grados de mica de revestimiento metalico); 6xido metalico y otros compuestos (como el di6xido de titanio, trihidrato de alumina, wollastonita, sulfato de bario, 6xido de antimonio, hidr6xido de magnesio, sulfato de calcio, sulfato de calcio anhidro, sulfato de calcio dihidrato, feldespato y nefelina sienita); microesferas, microesferas s6lidas, microesferas huecas (como los rellenos de microesferas huecas recubiertas, microesferas de aluminio metalite, microesferas de plata metalite, microesferas magnetizables, rellenos de microesferas de compuesto hibrido, mini-microesferas, microesferas de gas poli-encapsuladas); silicatos sinteticos (como silicato de aluminio, mullita, silimanita, cianita, andalucita, aluminosilicatos sinteticos de metal alcalino, silicato de calcio, silicato de magnesio, silicato de circonio); negro de carb6n (como rellenos de negro de horno, rellenos de negro termal); rellenos organicos (como rellenos de bagazo, rellenos de cascara/fibra de coco, relleno de corcho, relleno de mazorca de maiz, rellenos basados en algod6n, rellenos de gilsonita, rellenos de harina de nuez, rellenos de cascara de arroz, rellenos de sisal/cafamo, rellenos de soja, harina de madera); vidrio, metales y cualquier polimero s6lido. [0034] Los rellenos tambien pueden incluir aditivos funcionales como pigmentos, incluyendo pigmentos ecol6gicamente sensibles como los tintes termocromaticos o sensibles al pH, rellenos de aislamiento termico, o rellenos conductores termica o electricamente. eualquier relleno utilizado debe estar seco para evitar un curado prematuro de la composici6n. [0035] Los elast6meros de silicona RTV de una parte similares a aquellos utilizados en la presente invenci6n son conocidos. Sin embargo, aquellos previamente descritos en la tecnica no tienen la suficiente alta plasticidad para ser utilizados en la presente invenci6n ya que han sido formulados para obtener mas materiales fluidos de los necesarios para la presente invenci6n. Los materiales de alta plasticidad descritos en la presente invenci6n se consiguen combinando fluidos poliorganosiloxano con terminaci6n hidroxi con una viscosidad mayor a la utilizada normalmente en estas composiciones junto con cantidades apropiadas de rellenos de acuerdo con las reivindicaciones. La viscosidad precisa del fluido poliorganosiloxano con terminaci6n hidroxi y la cantidad de relleno utilizado en la presente invenci6n variara dependiendo de la naturaleza del relleno y del grado de rigidez o plasticidad requerido. Sin embargo, la viscosidad del fluido sera mayor que 350.000 mPa s, y la cantidad de relleno sera la expuesta. [0036] Debido a que el elast6mero de silicona se cura en presencia de la humedad, los rellenos, al contrario que aquellos de nuestras aplicaciones co-pendientes PeT/GB2006/001926 y PGT/GB2006/001931, deberian estar esencialmente libres de humedad. Preferiblemente, los rellenos contendran no mas del 1% de humedad en peso, y mas preferiblemente contendran mucho menos que eso, apropiadamente lo mas cercano posible a cero humedad. [0037] Dependiendo de la aplicaci6n deseada, la composici6n de silicona RTV de una parte puede formularse para no ser adhesiva de acuerdo con el primer aspecto de la presente invenci6n, o autoadhesiva de acuerdo con el segundo aspecto de la presente invenci6n. De manera opcional, la adherencia de las formulaciones no adhesivas a un amplio de rango de sustratos puede conseguirse utilizando imprimaciones adecuadas. [0038] En la composici6n no adhesiva, el material comprende del 20 al 60% en peso de un poli(dimetilsiloxano) con terminaci6n hidroxi con una viscosidad mayor a
350.000 mPa s; del 3 al 66% en peso de un relleno de refuerzo como silice pir6gena, que puede haber sido tratado con un silano, como hexametildisilazano o dimetildiclorosilano, del 10 al 60% en peso de un relleno no reforzado como el silicato de magnesio, del 2 al 6% en peso de un reticulante y una cantidad adecuada de un catalizador de curado. Los materiales autoadhesivos son similares, excepto porque tambien se incluye del 1 al 5% en peso de un potenciador de la adherencia. [0039] La cantidad de catalizador de curado deberia ser suficiente para conseguir el curado dentro de un periodo de tiempo razonable, unos pocos dias. Esta cantidad variara dependiendo de muchos factores bien conocidos por aquellos especialistas en la tecnica, incluyendo la naturaleza del catalizador, las condiciones ambientales, el grosor del material que debe ser curado y similares. En el caso de catalizadores de estafo y similares, una cantidad minima para conseguir una velocidad de curado razonable es 0,05%, mas preferiblemente 0,1% en peso de la composici6n. Donde no se requiere formar una piel preliminar en el producto antes de envasarlo, este minimo sera suficiente, por ejemplo del 0,05% al 0,2% mas preferiblemente del 0,1% al 0,2% en peso de la composici6n. En el modo de realizaci6n donde una piel preliminar se forma en el producto antes de envasarlo, es preferible utilizar una cantidad mayor de catalizador, preferiblemente al menos el 0,2% en peso de la composici6n y mas preferiblemente del 0,2% al 2,0% en peso. Sin embargo, deberia prestarse atenci6n a que, dentro de lo razonable, mayores cantidades de catalizador no tienen efectos adversos, y por lo tanto pueden utilizarse mayores cantidades a las maximas recomendadas, si se desea. [0040] El elast6mero de silicona de una parte vulcanizado a temperatura ambiente, puede ser envasado y enviado al consumidor de diversas formas directas y de facil utilizaci6n, siempre que el envase este disefado para ser hermetico sin aire ni humedad para prevenir un curado prematuro. [0041] Por lo tanto, puede comprobarse que existen muchas ventajas y oportunidades comerciales al proporcionar a los consumidores partes de productos personalizables, que pueden formarse por el individuo para su comodidad, seguridad, diversi6n o entusiasmo, y que los intentos de hacer esto han sido inaccesibles a un gran numero de usuarios. Siguiendo las condiciones preferibles arriba descritas, es posible proporcionar un metodo de personalizar los productos que es
- •
- Mas sencillo que cualquiera de los metodos existentes para los no expertos.
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- Una parte -No requiere ningun mezclado por parte del usuario final simplemente se aplica la presi6n necesaria y se deja curar
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- No requiere un cambio de temperatura para darle forma
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- No requiere ninguna herramienta especial para darle forma
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- No requiere un cambio de temperatura para su curado
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- Se le da forma y es curable a temperatura ambiente
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- Puede incorporarse facilmente a productos en un proceso industrial de moldeado
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- Tiene suficiente plasticidad para que el material sin curar no disminuya o se hunda
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- Tiene suficiente plasticidad para que el material sin curar no se deforme en las fases de ensamblaje, envasado y almacenaje, anteriores a la formaci6n por el usuario final
- •
- Tiene suficiente plasticidad para que el material sin curar pueda ser moldeado facil y placenteramente con la mano, y una superficie lisa que pueda mantenerse o conseguirse con su tratamiento y alisado
- •
- Las formulaciones sin curar pueden ser opcionalmente autoadhesivas, para que se pueda conseguir el pegado aplicandolas directamente sobre los sustratos
- •
- Las formulaciones sin curar pueden aplicarse de manera alternativa a un
sustrato imprimado para conseguir un fuerte vinculo adhesivo que supondra una ventaja para productos manufacturados de manera industrial con partes materiales de la presente invenci6n
- •
- Al curarse es un producto final elastico duro, que puede ser impermeable y
c6modo a temperaturas extremas de hasta 250°. [0042] Las composiciones sin curar de la presente invenci6n estan envasadas con un envase hermetico contra la humedad antes de permitirle su curado el usuario final. [0043] Donde la composici6n de la presente invenci6n esta moldeada de manera industrial como parte de otro producto, este envasado puede describirse mas como un sellado. Puede consistir en un material de sellado que se aplica de manera industrial como un liquido ya sea al hundirlo, rociarlo o pincelarlo. Tambien puede ser de un material como el plastico metalizado o de aluminio, que se sella como una barrera contra la humedad alrededor de la composici6n de la invenci6n. eomo otra alternativa, el producto entero puede envasarse en un material a prueba de humedad, por ejemplo una caja hermetica contra la humedad. [0044] Donde la composici6n de la presente invenci6n se le proporciona directamente a los usuarios independientemente de otros productos, el envasado tambien es hermetico contra la humedad, y puede ser un tubo metalico u otro recipiente, o plastico metalizado o aluminio, o la composici6n puede ser hundida, rociada o pincelada con un sellado de barrera contra la humedad como arriba. eomo otra alternativa preferible, la composici6n puede estar revestida con una cubierta flexible a prueba de humedad que tiene la forma de la composici6n contenida, como la piel de una salchicha. [0045] La composici6n de la invenci6n puede proporcionarse al consumidor final en paquetes de un unico uso, extrudidos como una cinta, una almohadilla, o una pepita. [0046] La composici6n puede estar envasada de cualquier manera que evite la introducci6n de humedad ambiental. Esto incluye el envasado en recipientes de plastico preformado o de metal siempre que el medio de cerrado sea hermetico y que el material del cual esta hecho el recipiente proporcione una barrera contra la humedad apropiada incluso en condiciones ambientales calidas o humedas (preferentemente hasta un 100% de humedad y 40°e). [0047] De manera alternativa, la composici6n de la presente invenci6n puede envasarse de manera no hermetica en un plastico o una bolsa o un embalaje con burbujas siempre que el metodo de sellado (comunmente un sellado por calor o un sellado adhesivo) y el material de construcci6n del plastico o bolsa proporcionen una barrera contra la humedad apropiada incluso en condiciones ambientales calidas y humedas. Dichos materiales apropiados pueden ser construcciones de una pelicula de poliester o de una pelicula laminada o peliculas tratadas con un revestimiento especifico de barrera contra la humedad (por ejemplo ciertos silanos) o materiales que combinan mas de una de estas opciones. Dichos materiales estan ampliamente disponibles en el mercado para su uso en la conservaci6n de comida y otros materiales sensibles a la humedad. De manera opcional, en todos los casos de envasado no hermetico, un agente de absorci6n de humedad, como un gel de silice activado o un tamiz molecular, puede incorporarse dentro del envase, comunmente en la forma de una bolsita de tejido/plastico/papel perforada que contiene el agente de secado. [0048] Ademas del envase no hermetico, donde los materiales del envase son flexibles, puede utilizarse el envasado al vacio o con film transparente. Para todas las opciones de envasado que incluyen el envasado al vacio o con film transparente la composici6n de la presente invenci6n puede estar tener una forma previa deseada antes de que se produzca el envasado. [0049] La composici6n de la presente invenci6n tambien puede estar envasada de manera que se pre-aplica sobre un sustrato en su forma sin curar (por ejemplo para manejar un instrumento) siempre que el instrumento revestido sea de una forma y tamafo apropiados para poder ser envasado al vacio o con film transparente por completo con una pelicula que actua como barrera contra la humedad apropiada para el envasado. De manera alternativa, en todos los casos en los que el envasado al vacio o con film transparente puede utilizarse, el material puede ser cubierto con una sustancia liquida que se cura/seca/enfria para formar una capa apropiada impermeable a la humedad o al vapor. Dichas sustancias pueden ser polimeros fundidos o ceras fundidas; los polimeros o ceras aplicadas desde una soluci6n o dispersi6n de solvente, o las mezclas de componentes polimerizables que reaccionan tras su aplicaci6n para formar una capa continua impermeable a la humedad o al vapor. Dicha capa puede ser rigida o flexible. Los revestimientos flexibles tienen la ventaja de permitir que el material sin curar se forme tambien antes de extraer el envase. Los revestimientos rigidos tienen la ventaja de ayudar a prevenir la deformaci6n durante su ensamblaje, envasado, almacenamiento y venta. [0050] En un modo de realizaci6n en el que las composiciones de la presente invenci6n estan formadas en los productos en el momento de su fabricaci6n, tras su moldeado, los materiales pueden estar expuestos a la humedad durante un tiempo limitado para permitir que s6lo la superficie se cure, formandose asi una piel. El curado puede detenerse mediante el sellado y envasado de la parte moldeada con un
material que actue como suficiente barrera contra la humedad.
[0051] La ventaja de curar la superficie en el momento de fabricaci6n puede ser
permitir que se forme un vinculo adhesivo entre la parte moldeable y el sustrato en
ciertas areas, o reducir la potencial deformaci6n de la parte por error ya sea durante el
ensamblaje, envasado, venta o despues de la compra del usuario al darle forma.
Mientras que la superficie se cura, bajo esta superficie curada, la composici6n todavia
es moldeable, y, si unicamente se permite el curado de un area superficial de la
superficie inicialmente, la parte moldeable permanecera esencialmente moldeable por
el usuario final.
[0052] Otra ventaja de curar la superficie de la parte moldeable en el momento de
fabricaci6n es que permite moldear texturas, disefos, relieves o impresiones en la
parte de manera permanente, mientras todavia permite el moldeado de la forma
general de la parte a formar en una etapa posterior, quizas por el usuario final.
[0053] La invenci6n tambien esta ilustrada por los siguientes ejemplos no limitadores:
EJEMPLOS
[0054] El procedimiento general para los Ejemplos del 1-7 de abajo es el siguiente:
El poli(dimetilsiloxano) con terminaci6n hidroxi y los rellenos fueron mezclados bajo condiciones ambientales de temperatura y humedad. Esta premezcla fue transferida entonces a un entorno seco ( 20% de humedad) y se mezcl6 el reticulante, seguido por el catalizador y otros componentes. Una vez completada la mezcla, la composici6n mezclada se devolvi6 a las condiciones ambientales de humedad y temperatura donde se observ6 el comportamiento del curado. El curado se consider6 completo cuando el polimero formado ya no podia volver a moldearse y habia alcanzado una rigidez consistente.
[0055] Las muestras preparadas para evaluar la plasticidad Williams fueron preparadas omitiendo el reticulante y el catalizador para evitar el curado durante la medici6n. No se considera que la omisi6n de estos componentes tenga un impacto significativo sobre la plasticidad medida.
EJEMPLO 1 Composicion no adhesiva [0056] Se utilizaron los siguientes componentes: -
10.0 g Fluido poli(dimetilsiloxano) con terminaci6n hidroxi, 350,000 mPa s de viscosidad (Silopren e350 de GE Bayer Silicones)
11.0 g Talco (200 Mesh Magsil de Univar) (Seco)
0.75 g Metiltris(Metiletilcetoxima)Silano, de Fluorochem
5 0.15 g Pigmento (Holcosil NS Red, Holland eolours)
[0057] Tras su composici6n, el elast6mero fue formado en dos pequefas esferas de 15mm de diametro, y su curado fue monitorizado. Se descubri6 entonces que el material proporciona buenas propiedades cualitativas fisicas, concretamente el tacto
10 de la superficie y de todo el material, la textura, el tiempo de empleo y el tiempo total de curado, la elasticidad, la resistencia al rasgado y a la abrasi6n. [0058] Se descubri6 que el material sin curar deja ligeramente demasiado residuo sobre las manos al moldear la muestra con la mano, esta muestra esta en el extremo bajo del rango aceptable de plasticidad del material sin curar.
15 [0059] Las propiedades del material eran las mostradas en la Tabla 1. Tabla 1
- Tiempo de empleo (hasta que la superficie se convierte en una piel)
- 15 minutos
- La muestra era elastica hasta las
- 5 horas
- Tiempo de curado (curado total)
- 24 horas
- Analisis cualitativo del material sin curar
- Liso, facil de moldear y de conseguir detalles, demuestra alguna disminuci6n durante el curado.
- Analisis cualitativo del material curado
- Elastico, duro y fuerte.
[0060] Las muestras curadas de la misma formulaci6n fueron examinadas para las propiedades fisicas. Se observ6 una excelente dureza del material, adherencia y resistencia a la abrasi6n mostradas en la siguiente Tabla 2: La adherencia se
20 examin6 sobre un sustrato de aluminio. La lamina de aluminio fue imprimada con un silano promotor de la adherencia (SS 4004P, GE Bayer Silicones) La fuerza de pelado se examin6 y los resultados se muestran en la siguiente Tabla 2.
Tabla 2
- Test de propiedades fisicas
- Resultado
- Fuerza tensil
- 1.96 MPa
- M6dulo 100
- 1.95 %
- Alargamiento a la rotura
- 125 %
- Fuerza media de pelado
- 1.86 N/mm
- Abrasi6n DIN
- 298
EJEMPLO 2
Composicion Autoadhesiva
[0061] Se utilizaron los siguientes componentes:
10.0 g Fluido poli(dimetilsiloxano) con terminaci6n hidroxi, 350,000 mPa s de 5 viscosidad (Silopren e350 de GE Bayer Silicones)
11.0 g Talco (200 Mesh Magsil de Univar) (Seco)
0.75 g Metiltris(Metiletilcetoxima)Silano, de Fluorochem
0.03 g Dibutiltin Dilaurato, 95% de Aldrich 10 0,15 g Pigmento (Holcosil NS Red, Holland eolours)
[0062] Las muestras fueron formadas como en el Ejemplo 1. Se observ6 el
comportamiento de curado y el analisis cualitativo y los resultados se muestran en la 15 Tabla 3.
Tabla 3
- Tiempo de empleo (hasta que la superficie se convierte en una piel)
- 12 minutos
- La muestra era elastica hasta las
- 5 horas
- Tiempo de curado (curado total)
- 24 horas
- Analisis cualitativo del material sin curar
- Liso, facil de moldear y de conseguir detalles, demuestra alguna disminuci6n durante el curado.
- Analisis cualitativo del material curado
- Elastico, duro y fuerte.
[0063] Las muestras se formaron como en el Ejemplo 1 para probar la autoadherencia. Las muestras se aplicaron inmediatamente despues de terminar de
20 mezclarse sobre las siguientes superficies sin imprimar y se observ6 la adherencia a los 150 minutos y 17 horas. Se observaron una buena adherencia al cristal, acero inoxidable y aluminio tras 150 minutos y se observ6 una excelente adherencia al cristal, acero inoxidable, madera y aluminio tras 17 horas.
EJEMPLOS 3-5
25 [0064] Estas formulaciones fueron preparadas omitiendo el catalizador y el reticulante con tal de medir la plasticidad Williams. Los resultados se muestran en la siguiente Tabla 4:
Tabla 4
- Peso del PDMS- OH (g)
- Viscosidad del PDMS OH (mPa s) Peso del silice (g) Peso del talco (g) Plasticidad Williams a 25°e (mm)
- E�EMPLO 3
- 10,0 320.000 1,0 10,0 89
- E�EMPLO 4
- 10,0 1.000.000 5,0 10,0 287
- Referencia E�EMPLO 5
- 10,0 1.000.000 6,3 0,0 445
[0065] Los materiales usados fueron los mismos que en los Ejemplos 1 y 2 excepto porque el fluido de silicona utilizado en los Ejemplos 4 y 5 era Rhodia 48V. La 5 plasticidad del Ejemplo 3 se considera que esta en el extremo inferior de lo que es aceptable para la aplicaci6n.
EJEMPLO 6 Composicion no adhesiva [0066] La composici6n de este Ejemplo es similar a la del Ejemplo 4, con la adici6n de
10 0,75g de Metiltris(Metuiletilcetoxima)Silano y 0,03g Dibutiltin Dilaurato. El comportamiento de curado y las caracteristicas de curado del material se observaron y se muestran en la Tabla 5.
Tabla 5
- Tiempo de empleo (hasta que la superficie se convierte en una piel)
- 10 minutos
- La muestra era elastica hasta las
- 5 horas
- Tiempo de curado (curado completo)
- 24 horas
- Analisis cualitativo del material sin curar
- eonsistencia lisa, facil de moldear, no deja residuo en las manos al formarse y no muestra disminuci6n durante su curado.
- Analisis cualitativo del material curado
- Elastico, suave y flexible.
15 EJEMPLO 7 [0067] Una formulacion en la �ue la muestra se moldeo con una forma� la superficie fue curada al e�ponerla a la humedad ambiental� � despu�s se detuvo el curado envasando la muestra con un material �ue proporcione la suficiente barrera contra la humedad. 20 [0068] Se utilizaron los siguientes componentes: 10,0 g Fluido poli(dimetilsiloxano) con terminaci6n hidroxi, 350,000 mPas de viscosidad (Silopren e350 de GE Bayer Silicones)
8.0 g Talco de Diamante Magsil
1.4 g Metiltris(Metiletilcetoxima)Silano, de Fluorochem
0.1 g Dibutiltin Dilaurato, 95% de Aldrich
[0069] Tras su composici6n, el elast6mero fue formado en seis pequefas pastillas de 20mm de diametro, y expuestas a una humedad ambiental del 50%, a 21°e durante 2 horas. Tras 2 horas, se descubri6 que la piel tenia un grosor de 1,3mm, y era dura y elastica. Bajo esa piel, se descubri6 que el material permanecia sin curar, y que esa muestra podia moldearse en una variedad de formas, limitadas por la forma curada de la piel exterior. 5 de las muestras se envasaron en una pelicula de polimero sellado por
calor (con una barrera contra la humedad de 0.1 g/M2/24Hrs a 25°e 75%RH). Estas fueron abiertas a intervalos semanales y mas largos, y se hall6 que la piel no se espes6 despues de que las muestras fueran envasadas. [0070] euando cada muestra fue expuesta a la humedad ambiental (de media 50% humedad, 21°e), las muestras se curaron a una profundidad de 3 -5 mm en 24 horas. Se observaron las propiedades fisicas de las muestras curadas, y se hallaron una excelente fuerza del material y resistencia a la abrasi6n. [0071] 6 muestras de la misma formulaci6n se probaron para la adherencia al aluminio: Se aplic6 sobre 6 laminas de aluminio una capa de imprimaci6n de un promotor de adherencia (SS 4004P, GE Bayer Silicones). Las muestras se formaron en la superficie de las laminas de aluminio con una medida de 1mm de profundidad en el borde exterior, y de 3mm de profundidad en el centro de la muestra. Se expusieron las muestras a la humedad ambiental (50% humedad, 21°e), durante un periodo de 2 horas, tras el cual 3 de las muestras se envasaron con una pelicula de
polimero selladas por calor (con una barrera contra la humedad de 0.1 g/M2/24Hrs a 25°e 75%RH) Se observ6 la adherencia de una muestra inmediatamente, y se descubri6 que la adherencia era excelente en el borde donde la muestra tenia 1mm de profundidad de curado. Las 5 muestras restantes se observaron a lo largo del tiempo, y la piel no pareci6 desarrollarse mas tras su envasado. La adherencia de las muestras totalmente curadas a las laminas de aluminio fue excelente.
Claims (10)
- REIVINDICACIONES
- 1.
- Una composici6n de elast6mero de silicona de una parte curable a temperatura ambiente donde la composici6n sin curar tiene una plasticidad Williams de 80 mm a 900 mm y donde la composici6n es una composici6n no-adhesiva, comprendiendo la composici6n:
del 20 al 60% en peso de polidimetilsiloxano con terminaci6n hidroxi de una viscosidad mayor a 350.000 mPa s(25°e); del 3 al 66% en peso de un relleno de refuerzo; del 10 al 60% en peso de un relleno que no es de refuerzo; del 2 al 6% en peso de un reticulante, y una cantidad apropiada de un catalizador de curado. -
- 2.
- Una composici6n de acuerdo con la Reivindicaci6n 1, en la que el relleno de refuerzo comprende silice pir6gena, que ha sido tratado con silano, como hexametildisilazano o dimetildiclorosilano.
-
- 3.
- Una composici6n de acuerdo con la Reivindicaci6n 1 o 2, en la que el relleno que no es de refuerzo comprende silicato de magnesio.
-
- 4.
- Una composici6n de elast6mero de silicona de una parte curable a temperatura ambiente cuando la composici6n sin curar tiene una plasticidad Williams de 80 mm a 900 mm y donde la composici6n es una composici6n autoadhesiva, comprendiendo la composici6n una composici6n de acuerdo con las reivindicaciones de la 1 a la 3 y comprendiendo tambien del 1 al 5% en peso de un promotor de adherencia.
-
- 5.
- Una composici6n de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la plasticidad es de 90 a 900 mm.
-
- 6.
- Una composici6n de acuerdo con la reivindicaci6n 5, en la que la plasticidad es de 400 a 900 mm.
-
- 7.
- Una composici6n de acuerdo con la reivindicaci6n 6, en la que la plasticidad es de 440 a 900 mm.
-
- 8.
- Una composici6n de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
envasada en un envase esencialmente libre de humedad. -
- 9.
- Una composici6n de acuerdo con la reivindicaci6n 8, que esta cubierta con una capa a prueba de humedad con la forma de la composici6n que contiene.
5 10. Un producto con una empufadura formada con la composici6n de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 11, manteniendo al menos la empufadura en una condici6n esencialmente libre de humedad. - 11. Un proceso para producir un producto moldeable, en el que una composici6n de10 acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 7 que se cura parcialmente en el ambiente y forma una capa sobre su superficie y se envasa despues en un envase hermetico y al vacio para evitar un mayor curado.
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