ES2711930T3 - Elastómero de silicona, composición y elemento de acoplamiento óptico - Google Patents

Elastómero de silicona, composición y elemento de acoplamiento óptico Download PDF

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Abstract

Elastómero de silicona que contiene un componente plastificante formado de aceite o de una mezcla de aceites o un componente plastificante que contiene aceite o una mezcla de aceites, en donde el aceite o al menos un aceite de la mezcla de aceites presentan una viscosidad inferior o igual a 350 mm2/s, determinada a una temperatura de 25 ºC según la norma DIN 53019-1:2008-09, caracterizado por que la proporción en peso del componente plastificante asciende al menos al 30 % del peso total del elastómero de silicona.

Description

DESCRIPCION
Elastomero de silicona, composicion y elemento de acoplamiento optico
La invencion se refiere a un elastomero de silicona, ademas a una composicion y ademas a un elemento de acoplamiento optico para su disposition o dispuesto entre un detector y el lado interno de una luna de vehlculo. Los elementos de acoplamiento opticos del tipo mencionado anteriormente se usan para acoplar opticamente un detector optico, dispuesto en el espacio interior de un vehlculo, con la luna de vehlculo. Para una funcion eficaz del detector es deseable que el Indice de refraction del material usado para el elemento de acoplamiento corresponda al Indice de refraccion de la luna de vehlculo. Ademas se prefiere que la transmision o la permeabilidad del material usado para el elemento de acoplamiento sea lo mas alta posible para luz de las longitudes de onda relevantes. A este respecto, dependiendo del caso de aplicacion, puede tratarse de luz en la region espectral visible o en la region espectral invisible.
Debido a los requerimientos mencionados anteriormente se usan en el estado de la tecnica como materiales para el elemento de acoplamiento materiales de silicona. A este respecto pueden usarse materiales de silicona reticulados de manera mas baja, los denominados geles de silicona, o pueden usarse siliconas mas altamente reticuladas, denominadas a continuation elastomeros de silicona.
Un ejemplo de un gel de silicona esta divulgado en el documento EP 2 181 023 B1. Una denomination comercial para un gel de silicona de este tipo es Silgel 612. Los materiales de este tipo se ofrecen por ejemplo por la empresa Bayer o por la empresa Wacker. Estos geles de silicona de baja reticulation son a modo de gelatina, por tanto no son dimensionalmente estables. Por tanto se preparan tales elementos de acoplamiento “in situ", o sea se introducen como material que puede fluir y que cura despues en un espacio en la carcasa del detector optico. La carcasa del detector se fija a continuacion en la luna, estando en contacto el gel de silicona con la luna. Una preparation de este tipo resulta ser costosa tanto durante el primer montaje como tambien durante la reparation de una luna de vehlculo. Durante la reparacion de una luna de vehlculo o de un detector se agrega como inconveniente que se destruye el elemento de acoplamiento no dimensionalmente estable y por consiguiente no puede usarse de nuevo.
Los geles de silicona tienen sin embargo la ventaja de que sus propiedades opticas permanecen bien de manera constante tambien tras duration de funcionamiento mas larga, tambien cuando el vehlculo esta expuesto a cargas mas altas, por ejemplo una entrada directa de calor irradiado durante un espacio de tiempo mas largo. Ademas estos son intrlnsecamente muy blandos y pueden adaptarse bien debido a ello al contorno de la luna.
Los geles de silicona algo menos blandos se conocen por ejemplo con la denominacion “Semicosil 912” de la empresa Wacker. Estos geles de silicona se preparan igualmente “in situ", tal como se ha descrito anteriormente y tal como se conoce por ejemplo por el documento EP 1027 204 A2. A esto le acompanan los inconvenientes descritos ya anteriormente.
Los elastomeros de silicona mas altamente reticulados pueden facilitarse desviandose de una “preparacion in situ" como piezas moldeadas que pueden manipularse manualmente, que pueden fabricarse por tanto de manera separada de un sitio de incorporation y entonces pueden manipularse manualmente. Tales elementos de acoplamiento se conocen, por ejemplo, por la empresa Precision Replacement Parts Corporation, San Diego, California/EE.UU..
Ya que los elastomeros de silicona no plastificados son demasiado duros para una aplicacion directa, puede anadirse a la formulation de silicona durante la fabrication de los elementos de acoplamiento un aceite como componente plastificante. Mediante esto se mejoran claramente las propiedades de montaje y de aplicacion, ya que las superficies de las piezas moldeadas con sus superficies que estan en contacto con el detector optico y con el lado interno de la luna de vehlculo pueden adaptarse a las correspondientes superficies de contacto del detector optico y el lado interno de la luna de vehlculo. Los elementos de acoplamiento mejorados de esta manera se conocen con la denominacion “SensorTack® Ready” de la parte solicitante.
Ha resultado que los elementos de acoplamiento descritos anteriormente, dimensionalmente estables pueden procesarse de manera especialmente sencilla e incluso pueden reutilizarse, de manera que se simplifica considerablemente la reparacion o el intercambio de una luna de vehlculo o de un detector. En condiciones muy desfavorables, por ejemplo con entrada de calor irradiado durante mas tiempo y intensiva, en particular en climas calidos, puede ocurrir sin embargo que el elemento de acoplamiento separe aceite. Este aceite es visible entonces en la zona interna de la luna de vehlculo. La salida de aceite puede conducir tambien a que el volumen del elemento de acoplamiento encoja, de modo que se modifiquen las propiedades opticas o el acoplamiento del elemento de acoplamiento, lo que puede conducir a una influencia negativa de la funcion del detector optico.
Por el documento EP 0 470 745 A2 y el documento EP 1 160 288 A1 se conocen elastomeros de silicona y composiciones de acuerdo con los preambulos de las reivindicaciones 1 y 6, ascendiendo las respectivas proporciones en peso del componente plastificante a como maximo el 13,8 % o bien a como maximo el 14,8 % del peso total de las composiciones divulgadas en cada caso.
Partiendo de esto, la presente invencion se basa en el objetivo de poder combinar las ventajas de la capacidad de manipulacion de elastomeros de silicona mas altamente reticulados con evitacion de sus inconvenientes con las ventajas de las propiedades opticas buenas de manera inalterada tambien tras duracion de uso mas larga de los geles de silicona reticulados de manera mas baja.
Este objetivo se consigue con un elastomero de silicona o bien una composicion del tipo mencionado anteriormente de manera que la proportion en peso del componente plastificante ascienda al menos al 30 % del peso total del elastomero de silicona o bien al menos al 30 % del peso total de la composicion.
De acuerdo con la invencion se reconocio que es ventajoso conservar un componente plastificante como parte del elastomero de silicona o de una composicion, de modo que el elemento de acoplamiento optico puede adaptarse de manera libre de burbujas y cavidades a las superficies de contacto colindantes del detector optico y el lado interno de la luna de vehlculo. De acuerdo con la invencion, este componente plastificante es o comprende un aceite con una baja viscosidad cinematica (con respecto a 25 °C). De manera sorprendente puede impedirse una salida de aceite indeseada en el caso de elastomeros de silicona mediante el uso de un aceite de baja viscosidad de este tipo. Por ejemplo, el aceite o al menos un aceite de la mezcla de aceites presenta una viscosidad inferior o igual a 350 mm2/s, preferentemente inferior o igual a 200 mm2/s, preferentemente inferior o igual a 100 mm2/s, en particular inferior o igual a 50 mm2/s, en particular preferentemente inferior o igual a 25 mm2/s.
Las viscosidades indicadas se aplican para una temperatura de 25 °C y se determinan segun la norma DIN 53019­ 1:2008-09 con un viscoslmetro de rotation (Malvern Instruments, sistema de medicion de placa/cono 2 °/60, es decir angulo de cono 2 °, diametro 60 mm). Las indicaciones se refieren a la viscosidad cinematica v, que esta relacionada con la viscosidad dinamica h mediante la relation h = v ■ p, en la que p representa la densidad del aceite a la temperatura de medicion. Con una densidad p = 1000 kg/m3 son identicos los valores numericos para la viscosidad cinematica v en mm2/s y la viscosidad dinamica h en mPas.
Las propiedades opticas especialmente buenas y constantes durante una duracion de uso mas larga pueden conseguirse debido a que el aceite o al menos un aceite de la mezcla de aceites es o contiene un aceite de silicona. Preferentemente esta previsto como componente plastificante exclusivamente aceite de silicona. De acuerdo con la invencion se encuentra una proporcion en peso sumamente alta del componente plastificante, concretamente al menos el 30 % del peso total del elastomero de silicona o bien de la composicion. Las proporciones en peso mas preferentes son al menos el 40 % o al menos el 50 % o al menos el 60 %. Es especialmente ventajoso que una viscosidad de aceite especialmente baja incluso con las proporciones en peso del aceite inusualmente altas, mencionadas en ultimo lugar provoque una proteccion eficaz frente a la salida de aceite indeseada. Esto permite la fabrication de elementos de acoplamiento que pueden manipularse manualmente a partir de elastomeros de silicona con una dureza suficientemente baja con al mismo tiempo estabilidad frente a la temperatura claramente mejorada en relacion con la salida de aceite.
En caso de un elemento de acoplamiento optico del tipo mencionado anteriormente se consigue el objetivo mencionado anteriormente debido a que el elemento de acoplamiento optico esta configurado como pieza moldeable que puede manipularse manualmente y contiene elastomero de silicona descrito anteriormente, en particular esta constituido por un elastomero de silicona descrito anteriormente, y/o debido a que el elemento de acoplamiento optico puede prepararse o esta preparado a partir de una composicion descrita anteriormente.
Un ejemplo de una composicion que puede curarse para dar un elastomero de silicona, que contiene un componente de caucho de silicona, un componente de agente reticulador y un catalizador de reticulation, es el sistema “Neukasil RTV 27 “ de la empresa Altropol Kunststoff GmbH, Stockelsdorf, Alemania. Este sistema comprende un caucho de silicona RTV-2 que reticula con adicion “Neukasil RTV 27” y un agente reticulador “Neukasil A 108” y puede reticularse para dar un elastomero de silicona, que se ha mezclado con un componente plastificante en forma de un aceite. En el caso de un aceite de este tipo puede tratarse de aceites de silicona que pueden obtenerse por la empresa Carl Roth, Karlsruhe, Alemania, con las denominaciones “Silikonol M 350”, “Silikonol M 200” etc., indication la denomination tipo al mismo tiempo la viscosidad cinematica en mm2/s.
Ejemplo 1:
Se pesan 100 g de “Neukasil RTV 27” (componente A) y 10 g de “Neukasil 108” (componente B), que se homogeneizaron previamente de manera individual mediante agitation. El componente B se introduce mediante agitation despues rapidamente en el componente A, hasta que se obtiene una mezcla homogenea con relacion de mezcla A:B = 10:1, entrando a ser posible poco aire en la mezcla. La mezcla se desgasifica a vaclo (5 minutos con 20 mbar). A continuation se introducen mediante agitacion 165 g de “Silikonol M 20” (viscosidad de 20 mm2/s) en la mezcla, hasta que se produce una composicion homogenea que presenta una proporcion de aceite de silicona del 60 % en peso.
Un molde de aluminio en forma de olla con un diametro de 43 mm y una altura de 12 mm se llena con la composicion. Para un elemento de acoplamiento para la medicion de la estabilidad frente a la temperatura se selecciona una altura de llenado de 2 mm a 3 mm. Para un elemento de acoplamiento para la medicion de la dureza segun Shore D o Shore 00 se selecciona una altura de llenado de 6 mm.
Tras un tiempo de reticulacion de 24 horas a temperatura ambiente se saca del molde el elemento de acoplamiento de elastomero de silicona reticulado. La dureza Shore se mide 24 horas tras la extraccion del molde segun la norma DIN 53505 (Shore A) o de acuerdo con esta norma (Shore 00) (espesor de muestra aprox. 6 mm).
El elemento de acoplamiento as! obtenido es claro, transparente y puede manipularse manualmente y tiene una dureza de 30 Shore 00. Segun Shore A ya no puede medirse esta baja dureza.
Para la prueba de la estabilidad frente a la temperatura se coloca el elemento de acoplamiento (espesor de 2 mm a 3 mm) de manera plana sobre una placa de vidrio y se almacena durante 6 horas a 105 °C, posicionandose la placa de vidrio en posicion de 45 ° con respecto a la horizontal. Tras almacenamiento a temperatura y quitar el elemento de acoplamiento de la luna de vidrio no puede distinguirse ninguna pellcula de aceite sobre la luna de vidrio o sobre el elemento de acoplamiento.
Ejemplo 2:
Otro ejemplo de realizacion 2 sigue el modo de procedimiento explicado ya anteriormente para el ejemplo de realizacion 1 y se diferencia de este unicamente con respecto a la viscosidad y cantidad del aceite de silicona anadido como plastificante. Las particularidades y los resultados estan descritos en la tabla 1 junto con las indicaciones con respecto al ejemplo de realizacion 1.
Tabla 1
Figure imgf000004_0001
Otras variaciones de las formulaciones descritas a modo de ejemplo son posibles. Asl, mediante ligera subdosificacion del componente de agente reticulador B puede conseguirse una densidad de reticulacion mas baja, ajustandose por ejemplo relaciones de mezcla A:B de 10:0,95 o 10:0,9 o 10:0,85. Se encontro que esta medida eleva adicionalmente la estabilidad frente a la temperatura con respecto a la salida de aceite o - en caso de estabilidad frente a la temperatura constante - permite un aumento adicional de la cantidad de aceite. De esta manera puede reducirse adicionalmente la dureza del elastomero de silicona, de modo que puedan fabricarse elementos de acoplamiento mas blandos.
De acuerdo con la invention, por tanto en un elastomero de silicona o bien en una composition para un elemento de acoplamiento optico no se usan aceites con una viscosidad mas alta de mas de 1000 mm2/s con una proportion en peso inferior al 20 %, sino aceites de baja viscosidad con una proporcion en peso mas alta de al menos el 30 %.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Elastomero de silicona que contiene un componente plastificante formado de aceite o de una mezcla de aceites o un componente plastificante que contiene aceite o una mezcla de aceites, en donde el aceite o al menos un aceite de la mezcla de aceites presentan una viscosidad inferior o igual a 350 mm2/s, determinada a una temperatura de 25 °C segun la norma DIN 53019-1:2008-09, caracterizado por que la proporcion en peso del componente plastificante asciende al menos al 30 % del peso total del elastomero de silicona.
2. Elastomero de silicona segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el aceite o al menos un aceite de la mezcla de aceites es un aceite de silicona.
3. Elastomero de silicona segun las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la proporcion en peso del componente plastificante asciende al menos al 40 % del peso total del elastomero de silicona.
4. Elastomero de silicona segun las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la proporcion en peso del componente plastificante asciende al menos al 50 % del peso total del elastomero de silicona.
5. Elastomero de silicona segun las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la proporcion en peso del componente plastificante asciende al menos al 60 % del peso total del elastomero de silicona.
6. Composicion que puede curarse para dar un elastomero de silicona, que contiene componente de caucho de silicona, componente de agente reticulador, catalizador de reticulacion y componente plastificante, en donde el componente plastificante es o contiene un aceite o una mezcla de aceites, en donde el aceite o al menos un aceite de la mezcla de aceites presenta una viscosidad inferior o igual a 350 mm2/s, determinada a una temperatura de 25 °C segun la norma DIN 53019-1:2008-09, caracterizada por que la proporcion en peso del componente plastificante asciende al menos al 30 % del peso total de la composicion.
7. Composicion segun la reivindicacion 6, caracterizada por que el componente plastificante es o contiene un aceite de silicona.
8. Composicion segun las reivindicaciones 6 o 7, caracterizada por que la proporcion en peso del componente plastificante asciende al menos al 40 % del peso total de la composicion.
9. Composicion segun las reivindicaciones 6 o 7, caracterizada por que la proporcion en peso del componente plastificante asciende al menos al 50 % del peso total de la composicion.
10. Composicion segun las reivindicaciones 6 o 7, caracterizada por que la proporcion en peso del componente plastificante asciende al menos al 60 % del peso total de la composicion.
11. Elemento de acoplamiento optico para su disposicion entre un detector y el lado interno de una luna de vehlculo, configurado como pieza moldeada que puede manipularse manualmente y que contiene elastomero de silicona segun una de las reivindicaciones 1 a 5 y/o que puede fabricarse o esta fabricado a partir de una composicion segun una de las reivindicaciones 6 a 10.
12. Elemento de acoplamiento optico, dispuesto entre un detector y el lado interno de una luna de vehlculo, configurado como pieza moldeada que puede manipularse manualmente y que contiene elastomero de silicona segun una de las reivindicaciones 1 a 5 y/o que puede fabricarse o esta fabricado a partir de una composicion segun una de las reivindicaciones 6 a 10.
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