ES2575081T3 - Imprimación negra de silano para mejorar la adhesión de las cintas adhesivas sobre superficies de vidrio - Google Patents

Abstract

Imprimación, que consta de una mezcla disuelta o dispersada en uno o en varios disolventes, formada por: 5 - un copolímero obtenido por copolimerización, con ventaja por copolimerización iniciada con radicales, a partir de la vinilcaprolactama y/o de la vinilpirrolidona y de uno o varios de los siguientes monómeros a) y b): a) un acrilato de un alcohol lineal primario de 2 a 10 átomos de carbono en el resto alquilo del alcohol, b) un acrilato de un alcohol ramificado no cíclico de 4 a 12 átomos de carbono en el resto alquilo del alcohol, - uno o varios silanos organofuncionales de la estructura general (I): (R1O-)xSi(R2)y(R3)z (I), en la que los restos R1 con independencia entre sí significan un resto alquilo C1-C4, un resto alcoxialquilo C2-C6 o un resto acetilo; el resto R2 significa un resto aminoalquilo, un grupo vinilo, un resto metacriloxialquilo, un resto isocianatoalquilo, un resto O-metilcarbamatoalquilo, un resto glicidiloxialquilo o un resto fenilo; los restos R3 con independencia entre sí significan un resto alquilo C1-C18; y x >= 1, 2 ó 3; y >= 0 ó 1 y z >= 4 - x - y; - un material colorante en un porcentaje en peso por lo menos del 80 %, porcentaje referido al copolímero, dicho material colorante es un complejo metálico o un óxido metálico de tipo espinela.

Description

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G’ = τ/γ • cos(δ) (τ = tensión de cizallamiento, γ = deformación, δ = ángulo de fases = desplazamiento de fases entre el vector de tensión de cizallamiento y el vector de deformación).

G” = τ/γ • sen(δ) (τ = tensión de cizallamiento, γ = deformación, δ = ángulo de fases = desplazamiento de fases entre el vector de tensión de cizallamiento y el vector de deformación)

La definición de frecuencia de ángulo es la siguiente: ω = 2π • f (f = frecuencia). La unidad es rad/s.

El grosor de las muestras de copolímero autoadhesivo se situó siempre entre 0,9 y 1,1 mm (1 +/-0,1 mm). Se preparan probetas de copolímero autoadhesivo aplicando por extensión los copolímeros descritos más abajo sobre una lámina de poliéster (forro separador) siliconada por ambas caras, se evapora el disolvente a 70ºC y las capas resultantes de 100 µm de grosor se van apilando una sobre otra hasta alcanzar un grosor aprox. de 1 mm. El diámetro de las probetas se sitúa en cada caso en 25 mm. La tensión (esfuerzo) previa se produce por una carga de 3 N. La tensión (estrés) a que se someten las probetas es de 2500 Pa en todas las mediciones.

Fuerza adhesiva

Se determina la fuerza adhesiva a temperatura ambiente con arreglo a la norma PSTC-101. Por este método se deposita en primer lugar una fina capa de imprimación sobre el sustrato (la base). Esto se lleva a cabo con un pincel que deja una capa de imprimación sobre el sustrato. Una vez evaporado el disolvente se coloca (se pega) la cinta adhesiva a medir sobre la base o sustrato provisto ahora de una imprimación que tiene un grosor de capa aprox. de 3 µm a 10 µm. Para ello se pega una tira de cinta adhesiva de una anchura definida (estándar es 20 mm) sobre la base recubierta con la imprimación que tiene las medidas siguientes: 50 mm x 125 mm x 1,1 mm pasando sobre ella diez veces un rodillo de acero de 5 kg.

El tiempo entre el último paso de rodillo sobre la cinta adhesiva y el arrancado de la misma es de: a) 1 hora, b) 3 días. El ángulo de extracción de la bobina es de 90º en cada caso, la velocidad de desbobinado es de 300 mm/min. La fuerza requerida para el desbobinado es la fuerza adhesiva, que se indica en las unidades N/cm y que, por lo tanto, se refiere a una anchura normalizada de cinta adhesiva de 1 cm. Aparte de la fuerza adhesiva se determina el tipo de fallo de la unión pegada. Las cintas adhesivas medidas están reforzadas por el revés con una lámina de poliéster de 23 µm de grosor, mordentada con ácido tricloroacético. Todas las mediciones se realizan en un recinto climatizado a 23 ºC y un 50 % de humedad relativa del aire.

Almacenado climatizado

Las uniones constituidas por el sustrato recubierto con la imprimación de la invención y la cinta adhesiva pegada sobre él se someten a un almacenado en las condiciones climáticas seleccionadas con el fin de determinar la resistencia de la unión pegada a dichas condiciones climáticas. Almacenado a): almacenado en un clima de 85 ºC y un 85 % de humedad relativa del aire durante dos semanas.

Almacenado b): almacenado en clima alternante durante dos semanas, con ciclos de -40 ºC durante 4 horas, calentar / enfriar durante 4 horas, 80ºC/80 % de humedad relativa del aire durante 4 horas.

Una vez transcurrido el período de almacenado, las probetas de 23 µm de grosor, reforzadas por el reverso con una lámina de poliéster mordentada con ácido tricloroacético, se someten al ensayo de la fuerza adhesiva tirando de ellas desde un ángulo de desbobinado de 90º en cada caso y con una velocidad de desbobinado de 300 mm/min en un recinto climatizado a 23 ºC y un 50 % de humedad relativa del aire.

Medición de la transmisión en un espectrómetro UV/VIS

La medición de la transmisión de la luz se realiza en un espectrómetro UV/VIS de la marca UVIKON 923 de la empresa Kontron en un intervalo de longitudes de onda de 190 a 850 nm.

Temperatura de transición vítrea estática

La determinación de la temperatura de transición vítrea estática se lleva a cabo por calorimetría diferencial dinámica con arreglo a la norma DIN 53765. Los datos de la temperatura de transición vítrea Tg se refieren al valor de la temperatura de transición vítrea Tg determinado con arreglo a la norma DIN 53765, 1994-03, a menos que en algún caso concreto se indique otra cosa. Las curvas de calentamiento se generan con una velocidad de calentamiento de 10 K/min. Las probetas se analizan en un crisol de Al con tapa agujereada y en atmósfera de nitrógeno. Se evalúa la según curva de calentamiento. La temperatura de transición vítrea se reconoce como punto de inflexión del termograma.

Pesos moleculares

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La determinación del peso molecular MW medio o del peso molecular MN medio y de la polidispersidad D se realiza por cromatografía de permeación a través de gel (GPC). Como eluyente se emplea el THF con un 0,1 % en volumen de ácido trifluoracético. La medición se lleva a cabo a 25 ºC. Se emplea como columna previa PSS-SDV, 5 µm, 103 Å (10-7 m), diámetro interior 8,0 mm x 50 mm. Para la separación se emplean columna de PSS-SDV, 5 µm, 103 Å

5 (10-7 m), 105 Å (10-5 m) y 106 Å (10-4 m) en cada caso con un diámetro interior de 8,0 mm x 300 mm. La concentración de las muestras es de 4 g/l, el caudal es de 1,0 ml por minuto. Las determinaciones se realizan frente a un patrón de PMMA.

Contenido de sólidos

10 El contenido de sólidos es un indicativo de la porción de sólidos no vaporizables de una solución de polímero. Se determina por gravimetría, para ello se pesa la solución, después se evaporan las porciones volátiles a 120 ºC durante 2 horas en la vitrina de secado y finalmente se pesa el residuo.

15 Valor K (según FIKENTSCHER)

El valor K es un índice del tamaño molecular medio de las sustancias de peso molecular elevado. Para la medición se preparan soluciones de polímero al uno por ciento (1 g/100 ml) en tolueno y se determina su viscosidad cinemática con un viscosímetro VOGEL-OSSAG. Después de la normalización con respecto a la viscosidad del

20 tolueno se obtiene la viscosidad relativa, a partir de la cual puede calcularse el valor K según FIKENTSCHER (Polymer 8/1967, 381 y sig.)

Como sustrato (soporte, sobre el que aplica la imprimación en primer lugar y después se pega la cinta adhesiva sobre él) se emplean probetas de vidrio de la empresa Rocholl GmbH: las cintas adhesivas (cintas adhesivas de

25 ensayo), con las que se comprueba la imprimación, se basan en autoadhesivos de poliacrilato. Para la fabricación de estos autoadhesivos de poliacrilato se emplean las materias primas siguientes.

compuesto químico

nombre comercial fabricante o suministrador nº CAS

peroxidicarbonato de bis-(4-tert-butilciclohexilo)

Perkadox® 16 Akzo Nobel 15520-11-3

2,2’-azobis(2-metilpropionitrilo), AIBN

Vazo® 64 DuPont 78-67-1

2,2’-azobis(2-metilbutironitrilo)

Vazo® 67 DuPont 13472-08-7

tetraglicidiléter de pentaeritrita

Polypox® R16 UPPC AG 3126-63-4

3,4-epoxiciclohexanocarboxilato de 3,4-epoxiciclohexilmetilo

Uvacure® 1500 Cytec Industries Inc. 2386-87-0

trietilenotetramina

Epikure® 925 Hexion Speciality Chemicals 112-24-3

microesferas (MB), (microesferas expandidas en seco, diámetro: de 9 a 15 µm, temperatura inicial de la expansión: de 106 a 11 ºC, densidad en TMA ≤ 25 kg/m3)

Expancel® 051 DU 40 Expancel Nobel Industries

resina terpeno-fenólica (punto de reblandecimiento: 110 ºC; PM = de 500 a 800 g/mol; D = 1,50)

Dertophene® T110 DRT Resins 25359-84-6

acrilato de n-butilo

acrilato de n-butilo

Rohm & Haas 141-32-2

ácido acrílico

ácido acrílico puro BASF 79-10-7

acrilato de 2-etilhexilo

Brenntag 103-11-7

acrilato de metilo

BASF 96-33-3

La capacidad de expansión de las microesferas puede describirse con la determinación de la densidad en TMA

30 [kg/m3] (Stare Thermal Analysis System de la empresa Mettler Toledo; velocidad de calentamiento: 20 ºC/min). La densidad TMA es la densidad mínima alcanzable a una temperatura Tmáx determinada a presión normal, antes de que las microesferas se colapsen.

La determinación del punto de reblandecimiento de las resinas se realiza con arreglo a la norma DIN ISO 4625. Se

35 emplean los disolventes siguientes para preparar los autoadhesivos de poliacrilato contenidos en las cintas adhesivas de ensayo:

denominación

nº CAS fabricante

bencina especial 60/95 o nafta (petróleo) ligera tratada con hidrógeno

64742-49-0 Shell, Exxon

acetona

67-64-1 Shell

isopropanol

67-63-0 Shell

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materia prima / componente

porcentaje en peso

autoadhesivo imprimación 4 (34,9 por ciento en peso de sólidos)

10,5

GENIOSIL® GF 80

1,0

Neozapon® Black X55

5,0

isopropanol

83,5

La imprimación se prueba en cintas adhesivas de ensayo del modo siguiente, obteniéndose los resultados siguientes.

cinta adhesiva de ensayo

sustrato fuerza adhesiva (300 mm/min) (N/cm) fuerza adhesiva después de almacenado climatizado (300 mm/min) (N/cm)

después de 1 hora

después de 3 d a) 2 semanas 85ºC / 85 % humedad rel. b) 2 semanas con cambios de clima

1

vidrio 9 (A) 15 (A) 25 (A) 20 (10 % de K)

2

vidrio 3 (A) 10 (A) 22 (10 % de K) 10 (A)

K = separación cohesiva de la cinta adhesiva (el porcentaje indicado se refiere a la porción cohesiva. La porción no cohesiva es la porción adhesiva). A = separación adhesiva de la cinta adhesiva de la imprimación o de la imprimación del sustrato

Una capa de 10 µm de grosor de esta imprimación sobre vidrio es opaca. La transmisión en el intervalo de longitudes de onda entre 300 nm y 650 nm es el 0 %.

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Claims (1)

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