ES2807252T3 - Una composición adhesiva curable por humedad y radiación y el uso de la misma - Google Patents

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Abstract

Una composición adhesiva curable por humedad y radiación, que comprende: (a) por lo menos un poliorganosiloxano terminado en mono(met)acriloxi, representado por la fórmula: **(Ver fórmula)** en la que, R1 a R5, R8 y R9 son seleccionados, independientemente cada uno, del grupo consistente en alquilo C1-C20, alcoxilo C1-C20, alquenilo C2-C20, cicloalquilo C3-C20, y aralquilo C7-C22, con la condición de que por lo menos uno de R1 a R5, R8 y R9 sea alcoxilo C1-C20, m es un entero de 1 a 1000, A1 está representado por la fórmula (2): (R10)a(R11)b(R12)cR13 en la que: R10 es alquileno C1-C20, R11 es arileno C6-C21, R12 es alquileno C1-C20, R13 es (met)acriloxi, a es un entero de 0 a 10, b es un entero de 0 a 10, y c es un entero de 0 a 10; (b) por lo menos un poliorganosiloxano terminado en di(met)acriloxi representado por la fórmula: **(Ver fórmula)** en la que: R21 son seleccionados, independientemente cada uno, del grupo consistente en alquilo C1-C20, alcoxilo C1-C20, alquenilo C2-C20, cicloalquilo C3-C20, y aralquilo C7-C22, con la condición de que por lo menos uno de R14 a R17, R20 y R21 sea alcoxilo C1-C20, n es un entero de 1 a 1000, A2 y A3 son representados cada uno independientemente por la fórmula: (R22)d(R23)e(R24)fR25 (4) en la que: R22 es alquileno C1-C20, R23 es arileno C6-C21, R24 es alquileno C1-C20, R25 es (met)acriloxi, d es un entero de 0 a 10, e es un entero de 0 a 10, y f es un entero de 0 a 10; (c) un fotoiniciador; (d) un catalizador que cura con la humedad; (e) opcionalmente, un agente de extensión de cadena; y (f) opcionalmente, un agente de entrecruzamiento por humedad.

Description

DESCRIPCIÓN
Una composición adhesiva curable por humedad y radiación y el uso de la misma
Campo técnico
La presente invención se refiere a una composición adhesiva curable por humedad y radiación y el uso de la misma, en particular, a una composición adhesiva curable por humedad y radiación usada como un adhesivo óptico líquido claro (LOCA) para dispositivo portátil y monitor (HHDD).
Antecedentes
Los adhesivos ópticamente claros fueron usados en la industria de los monitores para llenar las brechas entre diferentes capas de los monitores, con objeto de mejorar la calidad de la imagen y la durabilidad de los monitores. Los problemas actuales cuando se usan adhesivos ópticamente claros convencionales incluyen el efecto Mura, deslaminación, y durabilidad. "Mura" es un término japonés para la "irregularidad", y el efecto es usado para describir un bajo contraste, patrón o región irregular que, bajo ciertas condiciones, causa uniformidad irregular de la pantalla en paneles de monitor. El efecto Mura es generalmente el resultado del desarrollo de la tensión en diferentes capas, debido a la disparidad de diferentes materiales, incluyendo la cobertura de vidrio, adhesivo, LCD, etc., especialmente después de los ciclos térmicos de largo plazo. El desarrollo de tensión causará la falla de la adhesión y a su vez ocurrirá la deslaminación, que deteriorará la calidad de imagen suministrada por los monitores. Para mejorar las propiedades ópticas, es necesario aliviar la tensión en los diferentes sustratos y reducir el desarrollo de la tensión durante los ciclos térmicos. Entre tanto, deberían mantenerse otras propiedades útiles del adhesivo, tales como adhesión y transparencia.
El documento WO 99/67318 describe composiciones adhesivas de silicona fotocurables y curables por humedad, que comprenden un polisiloxano terminado en (met)acriloxialquilalcoxi, que comprende por lo menos un grupo (met)acriloxialquilo y un segundo organopolisiloxano que puede estar cubierto con uno o dos grupos (met)acriloxi. Los polisiloxanos funcionalizados pueden comprender también grupos que curan con la humedad.
El documento US 6 828 355 B está dirigido a composiciones usadas para la preparación de adhesivos y recubrimientos, y que comprenden un organopolisiloxano cubierto en ambos extremos con un grupo (met)acriloxi, una resina de silicona funcionalizada con hidroxilo, un fotoiniciador y un catalizador que cura con la humedad.
El documento WO 2013173976 A1 divulga una composición adhesiva líquida fotocurable que puede reducir significativamente o eliminar el efecto Mura, incluso cuando se impuso tensión al panel del monitor, que comprende: (a) 5 a 30 % en peso de uretano acrilato, (b) 30 a 80 % en peso de plastificante, (c) 0.02 a 5 % en peso de fotoiniciador, y (d) 0 a 30 % en peso monómeros y/u oligómeros de acrilato.
El documento US 20130187144 A1 divulga una composición curable que comprende por lo menos una resina epoxi curable por radiación, por lo menos un antioxidante, y por lo menos una sal de fotoiniciador. Se reporta que el producto de tal composición exhibe baja permeabilidad a la humedad a granel, y así previene un descenso en la calidad del monitor, debida al efecto Mura.
Adicionalmente, el documento US 20130323521 A1 divulga una composición adhesiva que comprende: un éster de alquilo (met)acrilato, en el que el grupo alquilo tiene 4 a 18 átomos de carbono; un monómero hidrofílico copolimerizable; y un iniciador que genera radicales libres; en la que la composición adhesiva mantiene un valor tan delta entre aproximadamente 0.5 y aproximadamente 1.0 a una temperatura entre aproximadamente 25°C y aproximadamente 100°C. Se reporta que el producto de tal composición puede mejorar el alivio de la tensión, como un resultado del proceso de ensamble del módulo de monitor, lo cual es particularmente benéfico para reducir el efecto Mura.
Mientras se han hecho intentos para suministrar adhesivos para reducir o eliminar el efecto Mura, los productos anteriores son ésteres a base de acrilato o a base de epoxi, que tienen inconvenientes tales como menor estabilidad bajo alta temperatura, menor estabilidad bajo elevada humedad, adopción de color amarillo, etc.
Como tal, persiste una necesidad por desarrollar una composición adhesiva mejorada que posea excelentes propiedades, incluyendo dureza, encogimiento, absorción de tensión, estabilidad térmica, adhesión y transmitancia. Resumen de la invención
Un aspecto de la presente invención es una composición adhesiva curable por humedad y radiación, que comprende:
(a) por lo menos un poliorganosiloxano terminado en mono(met)acriloxi, representado por la fórmula:
Figure imgf000003_0001
en la que,
Ri a R5 , R8 y R9 son seleccionados, independientemente cada uno, del grupo consistente en alquilo C1-C20, alcoxilo C1-C20, alquenilo C2-C20, cicloalquilo C3-C20, y aralquilo C7-C22,
con la condición de que por lo menos uno de R1 a R5 , R8 y R9 sea alcoxilo C1-C20,
m es un entero de 1 a 1000,
A1 está representado por la fórmula (2):
(R10)a(Rn)b(R12)cR13 (2)
en la que:
R10 es alquileno C1-C20,
R11 es arileno C6-C21,
R12 es alquileno C1-C20,
R13 es (met)acriloxi,
a es un entero de 0 a 10,
b es un entero de 0 a 10, y
c es un entero de 0 a 10;
(b) por lo menos un poliorganosiloxano terminado en di(met)acriloxi representado por la fórmula:
Figure imgf000003_0002
en la que:
R14 a R17, R20 y R21 son seleccionados, independientemente cada uno, del grupo consistente en alquilo C1-C20, alcoxilo C1-C20, alquenilo C2-C20, cicloalquilo C3-C20, y aralquilo C7-C22,
con la condición de que por lo menos uno de R14 a R17, R20 y R21 sea alcoxilo C1-C20,
n es un entero de 1 a 1000,
A2 y A3 son representados cada uno independientemente por la fórmula:
(R22)d(R23)e(R24)fR25 (4)
en la que:
R22 es alquileno C1-C20,
R23 es arileno C6-C21,
R24 es alquileno C1-C20,
R25 es (met)acriloxi,
d es un entero de 0 a 10,
e es un entero de 0 a 10, y
f es un entero de 0 a 10;
(c) un fotoiniciador;
(d) un catalizador que cura con la humedad;
(e) opcionalmente, un agente de extensión de cadena; y
(f) opcionalmente, un agente de entrecruzamiento por humedad.
Otro aspecto es el uso de la composición adhesiva curable por humedad y radiación de acuerdo con la presente invención, para unir o laminar diferentes sustratos, y especialmente en el ensamble de componentes ópticos, o para unir o laminar entre sustratos ópticamente claros o entre un sustrato ópticamente claro y un sustrato opaco.
Todavía otro aspecto es un sustrato recubierto, que está recubierto sobre por lo menos una superficie, con la composición adhesiva de acuerdo con la presente invención curable por humedad y radiación.
Todavía otro aspecto es un producto curado de la composición adhesiva de acuerdo con la invención curable por humedad y radiación.
A continuación se exponen en mayor detalle otros rasgos y aspectos del tema objeto.
Descripción detallada
Alguien de destreza ordinaria en la técnica entiende que la presente discusión es sólo una descripción de realizaciones ejemplares, y no se pretende que limite los aspectos más amplios de la presente invención.
Como se usa en esta memoria, el término "alquilo C1-C20" se refiere a un fragmento monovalente lineal o ramificado, que contiene solamente enlaces sencillos entre átomos de carbono en el fragmento e incluye, por ejemplo, alquilo C1-C18, -C1-C12, -C1-C10, -C1-C8 , -C1-C6 o -C1-C4. Son ejemplos de ellos metilo, etilo, propilo, isopropilo, n-butilo, secbutilo, isobutilo, tert-butilo, n-pentilo, n-hexilo, heptilo, 2,4,4-trimetilpentilo, 2-etilhexilo, n-octilo, n-nonilo, n-decilo, nundecilo, n-dodecilo, n-hexadecilo, n-octadecilo y n-eicosilo.
Como se usa en esta memoria, "grupo alquenilo C2-C20" se refiere a una cadena de hidrocarburo recta o ramificada, que tiene de dos a veinte átomos de carbono, con por lo menos una insaturación, y que incluye, por ejemplo, alquenilo -C2-C18, -C2-C12, -C2-C10, -C2-C8 , -C2-C6 o -C2-C4. Son ejemplos típicos los grupos tales como vinilo, alilo, 1-propen-2-ilo, 1-buten-4-ilo, 2-buten-4-ilo y 1-penten-5-ilo.
Como se usa en esta memoria, el término "alcoxilo C1-C20" se refiere al grupo -O-R en el que R es alquilo C1-C20 como se definió anteriormente, y que incluye por ejemplo, alcoxilo C1-C18, -C1-C12, -C1-C10, -C1-C8, -C1-C6 o -C1-C4. Como se usa en esta memoria, el término "arilo C6-C20" se refiere a un grupo carbocíclico monovalente insaturado o aromático de 6 a 20 átomos de carbono, que tiene un anillo simple (por ejemplo, fenilo) o anillos múltiples condensados (fusionados), en la que por lo menos un anillo es aromático (por ejemplo, naftilo, dihidrofenantrenilo, fluorenilo, o antrilo). los ejemplos preferidos incluyen fenilo, naftilo, fenantrenilo y similares.
Como se usa en esta memoria, el término "alquilarilo C7-C22" se refiere a grupos arilo que tienen de 7 a 22 átomos de carbono y un sustituyente alquilo, incluyendo metilo fenilo, etilo fenilo, metilo naftilo, etilo naftilo, y similares. Como se usa en esta memoria, el término "alquileno C1-C20" se refiere a un fragmento divalente lineal o ramificado que contiene solamente enlaces sencillos entre átomos de carbono en el fragmento, y que incluye, por ejemplo, alquileno C1-C18, -C1-C12, -C1-C10, -C1-C8, -C1-C6 o -C1-C4. Son ejemplos de ellos metileno, etileno, propileno, isopropileno, n-butileno, sec-butileno, isobutileno, tert-butileno, n-pentileno, n-hexileno, n-heptileno, 2,4,4-trimetilpentileno, 2-etilhexileno, n-octileno, n-nonileno, n-decileno, n-undecileno, n-dodecileno, n-hexadecileno, noctadecileno y n-eicosileno.
Como se usa en esta memoria, el término " arileno C6-C20" se refiere a un grupo carbocíclico divalente insaturado o aromático de 6 a 20 átomos de carbono que tiene un anillo simple (por ejemplo, fenileno) o anillos múltiples condensados (fusionados), en la que por lo menos un anillo es aromático (por ejemplo, naftileno, dihidrofenantrenileno, fluorenileno, o antrileno). los ejemplos preferidos incluyen fenileno, naftileno, fenantrenileno y similares.
Como se usa en esta memoria, el término "grupo (met)acriloxi" representa el grupo acriloxi y metacriloxi.
Como se usan en esta memoria, los grupos anteriores pueden ser adicionalmente sustituidos o no sustituidos. Cuando son sustituidos, los átomos de hidrógeno sobre el(los) grupo(s), están reemplazados por grupos sustituyentes que es(son) uno o más grupo(s) seleccionados independientemente de alquilo, alquenilo, alquinilo, cicloalquilo, cicloalquenilo, cicloalquinilo, arilo, heteroarilo, heteroaliciclilo, aralquilo, heteroaralquilo, (heteroaliciclil)alquilo, hidroxi, hidroxilo protegido, alcoxi, ariloxi, acilo, éster, mercapto, alquiltio, ariltio, ciano, halógeno, carbonilo, tiocarbonilo, O-carbamilo, N-carbamilo, O-tiocarbamilo, N-tiocarbamilo, C-amido, N-amido, S-sulfonamido, N-sulfonamido, C-carboxi, C-carboxi protegido, O-carboxi, isocianato, tiocianato, isotiocianato, nitro, sililo, sulfenilo, sulfinilo, sulfonilo, haloalquilo, haloalcoxi, trihalometanosulfonilo, trihalometanosulfonamido, y amino, incluyendo grupos amino mono- y di-sustituidos, y los derivados protegidos de los mismos. En caso que un arilo sea sustituido, los sustituyentes sobre un grupo arilo pueden formar un anillo no aromático fusionado con el grupo arilo, incluyendo un cicloalquilo, cicloalquenilo, cicloalquinilo, y heterociclilo.
Todos los porcentajes, partes y relaciones se basan en el peso total de las composiciones de la presente invención, a menos que se especifique de otro modo. Todos esos pesos, en la medida que pertenezcan a los ingredientes listados, se basan en el nivel activo y, por ello, no incluyen vehículos o subproductos que pueden estar incluidos en materiales disponibles comercialmente.
En un aspecto, la presente divulgación está dirigida en general a una composición adhesiva curable por humedad y radiación, que comprende los siguientes componentes:
(a) por lo menos un poliorganosiloxano terminado en mono(met)acriloxi, representado por la fórmula:
Figure imgf000005_0001
en la que,
R1 a R5 , R8 y R9 son seleccionados, independientemente cada uno, del grupo consistente en alquilo C1-C20, alcoxilo C1-C20, alquenilo C2-C20, cicloalquilo C3-C20, y aralquilo C7-C22,
con la condición de que por lo menos uno de R1 a R5 , R8 y R9 es alcoxilo C1-C20,
m es un entero de 1 a 1000,
A1 está representado por la fórmula (2):
(R10)a(Rn)b(R12)cR13 (2)
en la que:
R10 es alquileno C1-C20,
R11 es arileno C6-C21,
R12 es alquileno C1-C20,
R13 es (met)acriloxi,
a es un entero de 0 a 10,
b es un entero de 0 a 10, y
c es un entero de 0 a 10;
(b) por lo menos un poliorganosiloxano terminado en di(met)acriloxi, representado por la fórmula:
Figure imgf000005_0002
en la que:
R14 a R17, R20 y R21 son seleccionados, independientemente cada uno, del grupo consistente en alquilo C1-C20, alcoxilo C1-C20, alquenilo C2-C20, cicloalquilo C3-C20, y aralquilo C7-C22,
con la condición de que por lo menos uno de R14 a R17, R20 y R21 sea alcoxilo C1-C20, n es un entero de 1 a 1000,
A2 y A3 son cada uno independientemente representados por la fórmula:
(R22)d(R23)e(R24)fR25 (4)
en la que:
R22 es alquileno C1-C20,
R23 es arileno C6-C21,
R24 es alquileno C1-C20,
R25 es (met)acriloxi,
d es un entero de 0 a 10,
e es un entero de 0 a 10, y
f es un entero de 0 a 10;
(c) un fotoiniciador;
(d) un catalizador que cura con la humedad;
(e) opcionalmente, un agente de extensión de cadena; y
(f) un agente de entrecruzamiento por humedad.
Componente (a)
El por lo menos un poliorganosiloxano terminado en mono(met)acriloxi de la composición adhesiva curable por humedad y radiación incluido en la composición adhesiva curable por humedad y radiación de acuerdo con la presente invención, es representado por la fórmula:
Figure imgf000006_0001
( 1)
En una realización, R1 a R5 , R8 y R9 son seleccionados, independientemente cada uno, del grupo consistente en alquilo C1-C20, alcoxilo C1-C20, alquenilo C2-C20, cicloalquilo C3-C20, y aralquilo C7-C22, con la condición de que por lo menos uno de R1 a R5, R8 y R9 sea C1-C20 alcoxilo.
Preferiblemente, por lo menos uno de R1 a R3, R8 y R9 es C1-C8 alcoxilo, y los otros de R1 a R5, R8 y R9 son seleccionados, independientemente cada uno, del grupo consistente en C1-C8 alquilo, C2-C8 alquenilo, C3-C8 cicloalquilo, y C7-C16 aralquilo. Más preferiblemente, por lo menos uno de R1 a R3, R8 y R9 es alcoxilo C1-C6, y los otros de R1 a R5, R8 y R9 son cada uno independientemente alquilo C1-C6 y alcoxilo C1-C6 , por ejemplo, metilo, etilo, propilo, isopropilo, n-butilo, sec-butilo, isobutilo, tert-butilo, pentilo, hexilo, metoxi, etoxi, propoxi, n-butoxi, sec-butoxi, isobutoxi, tert-butoxi, n-pentoxi, n-hexoxi, etc.
En una realización preferida, R1 a R5 son alquilo C1-C6, preferiblemente metilo, y R8 y R9 son alcoxilo C1-C6, preferiblemente metoxi.
En otra realización, el índice m es un entero de 10 a 1800, preferiblemente de 100 a 800, más preferiblemente de 200 a 600.
En todavía otra realización, respecto a A1 representado por la fórmula (2):
(R10)a(R11)b(R12)cR13 (2)
R10 es alquileno C1-C8 , preferiblemente alquileno C1-C4, más preferiblemente metileno o etileno. R11 es alquileno C6-C9 , preferiblemente fenileno o naftaleno. R12 es alquileno C1-C8, preferiblemente alquileno C1-C4 , más preferiblemente metileno o etileno. R13 es (met)acriloxi. El índice a es un entero de 1 a 5, preferiblemente de 1 a 3, b es un entero de 0 a 5, preferiblemente de0 a 3, y c es un entero de 0 a 5, preferiblemente de 0 a 3.
En una realización preferida, R10 es metileno, a es 3, b y c son 0, y así A1 es un grupo (met)acriloxipropilo, preferiblemente grupo acriloxipropilo.
En otra realización preferida, R10 es etileno, R11 es fenileno, R12 es metileno, a, b y c son 1, y así A1 es grupo (met)acriloximetilfenetilo, preferiblemente grupo acriloximetilfenetilo.
De acuerdo con la presente invención, la composición adhesiva curable por humedad y radiación puede comprender uno o más poliorganosiloxanos terminados en mono(met)acriloxi, representado cada uno por la fórmula (1). Preferiblemente, la composición curable comprende uno o dos poliorganosiloxanos terminados en mono(met)acriloxi, representado cada uno por la fórmula (1).
En la composición adhesiva curable por humedad y radiación de acuerdo con la presente invención, el componente (a) está presente en una cantidad de 40 a 85% en peso, preferiblemente 45 a 80% en peso, sobre la base del peso total de todos los componentes.
El poliorganosiloxano terminado en mono(met)acriloxi de acuerdo con la presente invención es preparado mediante métodos convencionales conocidos en la técnica, por ejemplo como se divulga en el documento US 6140444 A, cuyo contenido es incorporado enteramente como referencia.
Más específicamente, el proceso para la preparación del componente (a), incluye los pasos de formación de una mezcla de un reactivo terminado en monosilanol, un alcoxisilano que tiene grupo (met)acriloxi, y catalizador de organolitio, y reacción de la mezcla con agitación en ausencia de humedad, hasta que ha ocurrido la cantidad deseada de bloqueo de silanol. Cuando se desee el bloqueo sustancialmente completo, la relación equivalente de grupos silanol a alcoxisilano es preferiblemente de aproximadamente 1:0.95 a aproximadamente 1:1.5, y más preferiblemente de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 1:1.2. Cualquier material volátil remanente en la mezcla de reacción después de que el bloqueo ha alcanzado el nivel requerido, puede ser retirado mediante un calentamiento suave bajo presión reducida. Un gas inerte puede pasar a través de la mezcla de reacción durante el retiro de los materiales volátiles.
El reactivo terminado en silanol puede ser virtualmente cualquier material útil terminado en silanol dentro de la fórmula (5):
Figure imgf000007_0001
en la que R26 a R28 son seleccionados, independientemente cada uno, del grupo consistente en alquilo C1-C20, alcoxilo C1-C20, alquenilo C2-C20, cicloalquilo C3-C20, y aralquilo C7-C22; y x es de aproximadamente 1 a aproximadamente 1,200, tal como aproximadamente 10 a aproximadamente 1,000.
Preferiblemente, R26 a R28 son seleccionados, independientemente cada uno, del grupo consistente en alquilo C1-C8 , alcoxilo C1-C8 , alquenilo C2-C8 , cicloalquilo C3-C8 , y aralquilo C7-C16. Más preferiblemente, R26 a R28 son seleccionados, independientemente cada uno, de alquilo C1-C6 y alcoxilo C1-C6, por ejemplo, metilo, etilo, propilo, isopropilo, n-butilo, sec-butilo, isobutilo, tert-butilo, pentilo, hexilo, metoxi, etoxi, propoxi, n-butoxi, sec-butoxi, isobutoxi, tert-butoxi, n-pentoxi, n-hexoxi, etc. Más preferiblemente, R26 a R28 son todos metilo.
Las viscosidades de los organopolisiloxanos terminados en monosilanol están en el intervalo de aproximadamente 1 cps a aproximadamente 150,000 cps, preferiblemente de aproximadamente 100 cps a aproximadamente 10,000 cps, medidas usando un viscosímetro Brookfield, a una temperatura de aproximadamente 25°C (temperatura ambiente). El alcoxisilano que tiene grupo (met)acriloxi incluye un silano que contiene por lo menos dos grupos alcoxi y por lo menos un grupo (met)acriloxi. Más específicamente, el alcoxisilano que tiene grupo (met)acriloxi incluye por lo menos un compuesto de la fórmula (5):
(R29)a(R30)bSi(OR31)4-(a+b) (6)
en la que R29 a R31 es seleccionado, cada uno independientemente, del grupo consistente en alquilo C1-20, alquilo C2-20 y arilo C6-20, preferiblemente alquilo C1-6 alquilo, alquilo C2-6 y arilo C6-14 tal como grupos metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, fenilo, vinilo, y alilo. Por lo menos uno de R29 y R30 es grupo (met)acriloxi, y a es 0, 1 o 2; b es 0, 1 o 2; y a+b es 1 o 2.
Los alcoxisilanos representativos que tienen grupo (met)acriloxi útil en la presente invención incluyen: (y-acriloximetil)fenetiltrimetoxisilano, (Y-acriloximetil)trimetoxisilano, (Y-acriloxipropil)metilbis(trimetilsiloxi)silano, (yacriloxipropil)metildimetoxisilano, (Y-acriloxipropil)metildietoxisilano, (Y-acriloxipropil)trimetoxisilano, (yacriloxipropil)tris(trimetilsiloxi)silano, (Y-metacriloxipropil)bis(trimetilsiloxi)metilsilano, (y-metacriloximetil)bis(trimetilsiloxi)metilsilano, (Y-metacriloximetil)metildimetoxisilano, (y-metacriloximetilfenetil)tris(trimetilsiloxi)silano, (Y-metacriloximetil)tris(trimetilsiloxi)silano, (ymetacriloxipropil)metildimetoxisilano, (Y-metacriloxipropil)metildietoxisilano, (Y-metacriloxipropil)trietoxisilano, (ymetacriloxipropil)triisopropoxisilano, (Y-metacriloxipropil)trimetoxisilano, (Y-metacriloxipropil)tris(metoxietoxi)silano, (ymetacriloxipropil)tris(trimetilsiloxi)silano.
Preferiblemente, el alcoxisilano que tiene grupo (met)acriloxi es seleccionado de (yacriloximetil)fenetiltrimetoxisilano, (Y-acriloxipropil)trimetoxisilano, (Y-acriloximetil)trimetoxisilano, y combinación de ellos.
El reactivo de organolitio es preferiblemente un alquil litio, tal como metil-, n-butil-, sec-butil-, t-butil-, n-hexil-, 2-etilhexil- y n-octil litio. Otros catalizadores útiles incluyen fenil litio, vinil litio, litio fenilacetilida, litio (trimetilsilil) acetilida, silanolatos de litio y siloxanolatos de litio. El grupo orgánico puede ser también un grupo que contiene amina, tal como dimetilamina, dietilamina, diisopropilamina o diciclohexilamina, o un grupo que contiene silicona. Generalmente, la cantidad de litio en la mezcla de reacción es de 1 ppm a aproximadamente 1000 ppm, preferiblemente de aproximadamente 5 ppm a aproximadamente 500 ppm, tal como de aproximadamente 8 ppm a aproximadamente 200 ppm, sobre la base del peso de los reactivos.
La cantidad de catalizador de organolitio usado en el sistema de catalizador depende de la reactividad del reactivo que contiene grupo silanol y de la reactividad del alcoxisilano que contiene el grupo polimerizable etilénicamente insaturado. La cantidad elegida puede ser determinada fácilmente por aquellas personas expertas en la técnica. Después de la reacción, el catalizador de organolitio puede reaccionar con dióxido de carbono, precipitar como carbonato de litio y ser retirado de la mezcla de reacción por medios de separación líquido-sólido, tales como centrifugación, filtración y similares. Las hidroxilaminas de bajo peso molecular y otros materiales de bajo punto de ebullición pueden ser separados mediante calentamiento de la mezcla de reacción, bajo presión reducida.
El proceso puede ser llevado a cabo a temperaturas de aproximadamente temperatura ambiente (aproximadamente 25°C) a aproximadamente 150°C. La temperatura a la cual se conduce el proceso depende de los reactivos particulares elegidos, la identidad y cantidad de los constituyentes del sistema catalizador y la longitud de tiempo en que puede proceder la reacción.
Componente (b)
El por lo menos un poliorganosiloxano terminado en di(met)acriloxi de la composición adhesiva curable por humedad y radiación incluido en la composición adhesiva curable por humedad y radiación de acuerdo con la presente invención, es representado por la fórmula:
Figure imgf000008_0001
En una realización, R14 a R17, R20 y R21 son seleccionados, independientemente cada uno, del grupo consistente en alquilo C1-C20, alcoxilo C1-C20, alquenilo C2-C20, cicloalquilo C3-C20, y aralquilo C7-C22, con la condición de que por lo menos uno de R14 a R17, R20 y R21 sea C1-C20 alcoxilo.
Preferiblemente, por lo menos uno de R14, R15, R20 y R21 es alcoxilo C1-C8 , y los otros de R14 a R17, R20 y R21 son preferiblemente seleccionados cada uno independientemente, del grupo consistente en alquilo C1-C8 , alquenilo C2-C8, cicloalquilo C3-C8 , y aralquilo C7-C16. Más preferiblemente, por lo menos uno de R14, R15, R20 y R21 es alcoxilo C1-C6, y los otros de R14 a R17, R20 y R21 son cada uno independientemente alquilo C1-C6 y alcoxilo C1-C6, por ejemplo, metilo, etilo, propilo, isopropilo, n-butilo, sec-butilo, isobutilo, tert-butilo, pentilo, hexilo, metoxi, etoxi, propoxi, nbutoxi, sec-butoxi, isobutoxi, tert-butoxi, n-pentoxi, n-hexoxi, etc.
En una realización preferida, R16 y R17 son alquilo C1-C6 , preferiblemente metilo, y R14, R15, R20 y R21 son alcoxilo C1-C6, preferiblemente metoxi.
En otra realización, el índice n es un entero de 10 a 1800, preferiblemente de 100 a 800, más preferiblemente de 200 a 600.
En todavía otra realización, respecto a A2 y A3 cada uno representado independientemente por la fórmula (7):
(R32)d(R33)e(R34)fR35 (7),
R32 es alquileno C1-C8 , preferiblemente alquileno C1-C4, más preferiblemente metileno o etileno. R33 es alquileno C6-Cg, preferiblemente fenileno o naftaleno. R34 es alquileno C1-C8, preferiblemente alquileno C1-C4 , más preferiblemente metileno o etileno. R35 es (met)acriloxi. El índice d es un entero de 1 a 5, preferiblemente de 1 a 3, e es un entero de 0 a 5, preferiblemente de 0 a 3, y f es un entero de 0 a 5, preferiblemente de 0 a 3.
En una realización preferida, R32 es metileno, d es 3, e y f son 0, y así por lo menos uno de A2 y A3 es un grupo (met)acriloxipropilo, preferiblemente un grupo acriloxipropilo.
En otra realización preferida, R32 es etileno, R33 es fenileno, R34 es metileno, d, e y f son 1, y así por lo menos uno de A2 y A3 es un grupo (met)acriloximetilfenetilo, preferiblemente grupo acriloximetilfenetilo.
De acuerdo con la presente invención, la composición adhesiva curable por humedad y radiación puede comprender uno o más poliorganosiloxanos terminados en di(met)acriloxi, cada uno representado por la fórmula (2). Preferiblemente, la composición curable comprende uno o dos poliorganosiloxanos terminados en di(met)acriloxi, cada uno representado por la fórmula (1).
En la composición adhesiva curable por humedad y radiación de acuerdo con la presente invención, el componente (b) está presente en una cantidad de 10 a 50% en peso, preferiblemente 15 a 45% en peso, sobre la base del peso total de todos los componentes.
El procedimiento de preparación de poliorganosiloxano terminado en di(met)acriloxi puede ser similar al de poliorganosiloxano terminado en mono(met)acriloxi, como se describió anteriormente, mediante reemplazo del reactivo terminado en monosilanol con reactivo terminado en disilanol, representado por la fórmula (8):
Figure imgf000009_0001
en la que, R36 y R37 son seleccionados, independientemente cada uno, del grupo consistente en alquilo C1-C20, alcoxilo C1-C20, alquenilo C2-C20, cicloalquilo C3-C20, y aralquilo C7-C22 ; y y es de aproximadamente 1 a aproximadamente 1,200, tal como aproximadamente 10 a aproximadamente 1,000.
Preferiblemente, R36 y R37 son seleccionados, independientemente cada uno, del grupo consistente en alquilo C-i-Ca, alcoxilo C-i-Ca, alquenilo C2-C8, cicloalquilo C3-C8 , y aralquilo C7-C16. Más preferiblemente, R36 y R37 son seleccionados, independientemente cada uno, de alquilo C1-C6 y alcoxilo C1-C6, por ejemplo, metilo, etilo, propilo, isopropilo, n-butilo, sec-butilo, isobutilo, tert-butilo, pentilo, hexilo, metoxi, etoxi, propoxi, n-butoxi, sec-butoxi, isobutoxi, tert-butoxi, n-pentoxi, n-hexoxi, etc. Más preferiblemente, R32 y R33 son todos metilo.
Las viscosidades de los organopolisiloxanos terminados en monosilanol están dentro del intervalo de aproximadamente 1 cps a aproximadamente 150,000 cps, preferiblemente de aproximadamente 100 cps a aproximadamente 10,000 cps, medidas usando un viscosímetro Brookfield, a una temperatura de aproximadamente 25°C.
Componente (c)
La composición adhesiva curable por humedad y radiación comprende además un fotoiniciador para iniciar el curado por radiación, preferiblemente curado por UV de la composición por recepción de suficiente radiación UV.
No existe limitación particular para el fotoiniciador útil en la presente invención. Los fotoiniciadores adecuados incluyen, pero no están limitados a, peróxidos orgánicos, compuestos azo, quinonas, benzofenonas, compuestos nitrosos, haluros de acrilo, hidrazonas, compuestos mercapto, compuestos de pirilio, triacrilimidazoles, bisimidazoles, cloroalquiltriazinas, ésteres de benzoina, cetales de bencilo, tioxantonas, acetofenonas, óxidos de acilfosfina, alpha hidroxil cetonas, alpha amino cetonas, derivados de los compuestos mencionados anteriormente, y mezclas de ellos.
Son fotoiniciadores ejemplares cetales de bencilo tales como 2,2-dimetoxi-2-fenil acetofenona (disponible de Ciba Specialty Chemicals bajo la marca registrada Irgacure 651); derivados de acetofenona tales como 2,2-dietoxiacetofenona ("DEAp", disponible de First Chemical Corporation); 2-hidroxi-2-metil-1-fenil-propano-1-ona ("HMPP", disponible de Ciba Specialty Chemicals bajo la marca registrada Darocur 1173); 1 -hidroxi-ciclohexil-fenil cetona (disponible de Ciba Specialty Chemicals bajo el nombre Irgacure 184); 2-bencil-2-N, N-dimetilamino-1-(4-morfolinofenil)-1-butanona (disponible de Ciba Specialty Chemicals bajo la marca registrada Irgacure 369); 2-metil-1-(4-(metiltio)fenil)-2-morfolinopropano-1-ona (disponible de Ciba Specialty Chemicals bajo la marca registrada Irgacure 907); o óxidos de acilfosfina oxides tales como óxido de 2,4,6-trimetilbenzoil difenilfosfina ("TPO", disponible de Ciba Specialty Chemicals en mezclas 50/50 % en peso con HMPP (como Irgacure 4265)), óxido de bis(2,6-dimetoxibenzoil)-2,4,4-trimetilpentilfosfina (disponible de Ciba Specialty Chemicals en la forma de mezclas con otras cetonas incluyendo: mezcla 25/75 % en peso con HMPP como Irgacure 1700, y 1-hidroxi-ciclohexil-fenil-cetona, (o HCPK) como un Irgacure 1850 o 1800, dependiendo de las proporciones), u óxido de bis(2,4,6-trimetilbenzoil)-fenilfosfina (disponible de Ciba Specialty Chemicals bajo la marca registrada Irgacure 819).
En una realización preferida, el fotoiniciador útil en la presente invención es seleccionado del grupo consistente en 2-hidroxi-2-metil-1-fenil-propan-1-ona, óxido de bis(2,4,6-trimetilbenzoil)-fenilfosfina, 1-hidroxi-ciclohexil-fenil cetona, óxido de 2,4,6-trimetilbenzoil difenilfosfina, y la combinación de ellos. Más preferiblemente, el fotoiniciador es 2-hidroxi-2-metil-1-fenil-propan-1-ona.
En la composición adhesiva curable por humedad y radiación de acuerdo con la presente invención, el componente (d) está presente en una cantidad de 0.1 a 5% en peso, preferiblemente 1 a 3% en peso, sobre la base del peso total de todos los componentes.
Componente (d)
La composición adhesiva curable por humedad y radiación comprende además un catalizador de curado por humedad, que inicia el curado por humedad de la composición en presencia de humedad.
Los catalizadores de curado por humedad usados típicamente en las composiciones adhesivas curables por humedad y radiación de esta invención incluyen aquellos conocidos por su utilidad para facilitar curado por humedad. Los catalizadores incluyen catalizadores metálicos y no metálicos. Ejemplos de la porción metálica de los catalizadores metálicos útiles en la presente invención incluyen compuestos de estaño, titanio, zirconio, plomo, hierro, cobalto, antimonio, manganeso, bismuto y zinc.
En una realización, los compuestos de estaño útiles para facilitar el curado por humedad de la composición, incluyen, pero no están limitados a, dimetildineodecanoato de estaño (disponible de Momentive Performance Materials Inc. bajo el nombre comercial de FOMREZ UL-28 A), dibutil estaño dilaurato, dibutil estaño diacetato, dibutil estaño dimetóxido, estaño octoato, isobutil estaño triceroato, óxido de dibutil estaño, óxido solubilizado de dibutil estaño, dibutil estaño bisdiisooctilftalato, bis-tripropoxisilil dioctil estaño, dibutil estaño bis-acetilacetona, dióxido sililado de dibutil estaño, carbometoxifenil estaño tris-uberato, isobutil estaño triceroato, dimetil estaño dibutirato, dimetil estaño di-neodecanoato, trietil estaño tartrato, dibutil estaño dibenzoato, estaño oleato, estaño naftenato, butil estaño tri-2-etilhexilhexoato, estaño butirato, dioctil estaño didecilmercaptida, bis(neodecanoiloxi)dioctil estannano, dimetilbis(oleoiloxi) estannano.
En una realización preferida, el catalizador de curado por humedad es seleccionado del grupo consistente en dimetildineodecanoato estaño (disponible de Momentive Performance Materials Inc. bajo el nombre comercial de FOMREZ UL-28), dioctil estaño didecilmercaptida (disponible de Momentive Performance Materials Inc. bajo el nombre comercial de FOMREZ UL-32), bis(neodecanoiloxi)dioctil estannano (disponible de Momentive Performance Materials Inc. bajo el nombre comercial de FOMREZ UL-38), dimetilbis(oleoiloxi) estannano (disponible de Momentive Performance Materials Inc. bajo el nombre comercial de FOMREZ UL-50), y combinación de ellos. Más preferiblemente, catalizador de curado por humedad es FOMREZ UL-28.
En la composición adhesiva curable por humedad y radiación de acuerdo con la presente invención, el componente (d) está presente en una cantidad de 0.05 a 1% en peso, preferiblemente 0.1 a 0.5% en peso, sobre la base del peso total de todos los componentes.
Componente (e)
La composición adhesiva curable por humedad y radiación puede comprender opcionalmente un agente de extensión de cadena.
No existe limitación particular para el agente de extensión de cadena útil en la presente invención, e incluye, pero no está limitado a, polidimetilsiloxanos terminados en metoxi-, etoxi-, trietoxisililetilo, etc. Son ejemplos de agentes extensores de cadena polidimetilsiloxanos terminados en metoxi tales como DMS-XM11 (disponible de Gelest, Inc., Morrisville, Pa.), polidimetilsiloxanos terminados en dimetoxi(epoxipropoxipropilo) tales como DMS-EX21 (disponible de Gelest, Inc., Morrisville, Pa.), dimetilsiloxanos terminados en etoxi tales como DMS-XE11 (disponible de Gelest, Inc., Morrisville, Pa.), y polidimetilsiloxanos terminados en trietoxisililetilo tales como DMS XT11 (disponible de Gelest, Inc., Morrisville, Pa.).
El componente (e) está presente en una cantidad de 0 a 30% en peso, preferiblemente 0 a 25% en peso, sobre la base del peso total de todos los componentes de la composición adhesiva curable por humedad y radiación, de acuerdo con la presente invención.
Componente (f)
La composición adhesiva curable por humedad y radiación puede comprender opcionalmente un agente de entrecruzamiento por humedad.
Son ejemplos de agentes de entrecruzamiento por humedad viniltriclorosilano, viniltrimetoxisilano, viniltrietoxisilano, (3-(3,4-epoxiciclohexil)etiltrimetoxisilano, Y-glicidoxipropiltrimetoxisilano, Y-glicidoxipropilmetildietoxisilano, Y-glicidoxipropiltrietoxisilano, Y-metacriloxipropilmetildimetoxisilano, p-estiriltrimetoxisilano, Y-metacriloxipropiltrimetoxisilano, Y-metacriloxipropilmetildietoxisilano, Y-metacriloxipropiltrietoxisilano, Y-acriloxipropiltrimetoxisilano, N-(p-aminoetil)-Y-aminopropilmetildimetoxisilano, N-(p-aminoetil)-Y-aminopropiltrimetoxisilano, N-(p-aminoetil)-Y-aminopropiltrietoxisilano, Y-aminopropiltrimetoxisilano, Y-aminopropiltrietoxisilano, N-fenil-Y-aminopropiltrimetoxisilano, N-2-(aminoetil)-Y-aminopropiltrietoxisilano, Y-mercaptopropiltrimetoxisilano, Y-mercaptopropiltrietoxisilano, mercaptometiltrimetoxisilano, dimetoxi-3-mercaptopropilmetilsilano, 2-(2-aminoetiltioetil)dietoximetilsilano, 3-(2-acetoxietiltiopropil)dimetoximetilsilano, 2-(2-aminoetiltioetil)trietoxisilano, dimetoximetil-3-(3-fenoxipropiltiopropil)silano, bis(trietoxisililpropil)disulfuro, bis(trietoxisililpropil)tetrasulfuro, 1,4-bis(trietoxisilil)benceno, bis(trietoxisilil)etano, 1,6-bis(trimetoxisilil)hexano, 1,8 bis(trietoxisilil)octano, 1,2-bis(trimetoxisilil)decano, bis(trietoxisililpropil)amina, bis(trimetoxisililpropil)urea, tris-(3-trimetoxisililpropil)isocianurato, Y-cloropropiltrimetoxisilano, Y-ureidopropiltrietoxisilano, trimetilsilanol, difenilsilanodiol, trifenilsilanol, Y-trietoxisililpropil(met)acrilato, y hexiltrimetoxisilano.
Preferiblemente, la composición adhesiva curable por humedad y radiación contiene un agente de entrecruzamiento por humedad, y el agente de entrecruzamiento por humedad es seleccionado del grupo consistente en viniltrimetoxisilano, 1,6-bis(trimetoxisilil)hexano, 1,8-bis(trimetoxisilil)octano, Y-(met)acriloxipropiltrimetoxisilano, y combinación de ellos. Más preferiblemente, el agente de entrecruzamiento por humedad es viniltrimetoxisilano disponible de Evonik bajo el nombre comercial de Dynasilan VTMO.
El componente (f) está presente en una cantidad de 0 a 1% en peso, preferiblemente 0 a 0.5% en peso sobre la base del peso total de todos los componentes.
En una realización, la presente invención suministra una composición adhesiva curable por humedad y radiación, que comprende:
40 a 85% en peso, preferiblemente 45 a 80% en peso de componente (a);
10 a 50% en peso, preferiblemente 15 a 45% en peso de componente (b);
0.1 a 5% en peso, preferiblemente 1 a 3% en peso de componente (c);
0.05 a 1% en peso, preferiblemente 0.1 a 0.5% en peso de componente (d);
1 a 30% en peso, preferiblemente 3 a 25% en peso de componente (e); and
0.05 a 1% en peso, preferiblemente 0.1 a 0.5% en peso de componente (f),
en la que, los porcentajes en peso están sobre la base del peso total de todos los componentes.
Otros componentes
La composición adhesiva curable por humedad y radiación puede comprender además uno o más aditivos opcionales, componentes de resina y similares, para mejorar o modificar propiedades de la composición sellante, tales como fluidez, propiedad de dispensación, estabilidad al almacenamiento, propiedad de curado y propiedad física del producto curado.
Los componentes que pueden estar presentes en la composición sellante según se requiera, incluyen, pero no están limitados a, por ejemplo, agente de relleno orgánico o inorgánico, agente tixotrópico, diluyente, modificador, agentes colorantes tales como pigmento y tinte, conservante, estabilizante, plastificante, lubricante, antiespumante, agente de nivelación y similares.
Los agentes de relleno adecuados, que pueden ser usados opcionalmente en la presente invención incluyen, pero no están limitados a, agentes inorgánicos de relleno tales como sílice, tierra de diatomáceas, alúmina, óxido de zinc, óxido de hierro, óxido de magnesio, óxido de estaño, óxido de titanio, hidróxido de magnesio, hidróxido de aluminio, carbonato de magnesio, sulfato de bario, yeso, silicato de calcio, talco, esferas de vidrio, tierra blanca activada con sericita, bentonita, nitruro de aluminio, nitruro de silicio, y similares; agentes orgánicos de relleno, tales como polimetil metacrilato, polietil metacrilato, polipropil metacrilato, polibutil metacrilato, poli acrilonitrilo, poliestireno, polibutadieno, polipentadieno, poliisopreno, poliisopropileno, y similares. El agente de relleno puede ser usado sólo o en combinación de ellos.
Los agentes tixotrópicos adecuados, que pueden ser usados opcionalmente en la presente invención incluyen, pero no están limitados a, talco, sílice pirógena, carbonato de calcio superfino con tratamiento superficial, alúmina de partícula fina, alúmina en forma de discos; compuestos en capas tales como montmorillonita, compuestos espiculares tales como cristales de borato de aluminio, y similares. Los agentes tixotrópicos preferidos son talco, sílice pirógena y alúmina fina.
La composición adhesiva curable por humedad y radiación
La composición adhesiva curable por humedad y radiación de la presente invención está en la forma de líquido, y la viscosidad Brookfield es preferiblemente aproximadamente 50 cps a aproximadamente 40,000 cps a 25°C. La composición adhesiva líquida en tal intervalo de viscosidad tiene una buena propiedad de fluidez, que hace fácil su aplicación o inyección sobre un sustrato. La viscosidad Brookfield es medida en este caso usando un viscosímetro Brookfield rotacional (viscosímetro Brookfield digital, DV-II+, disponible de BROOKFIELD, EEUU) con agujas a 25°C de acuerdo con ASTM D1084-1997. La selección de la aguja para la prueba dependerá del nivel de viscosidad de la composición adhesiva.
Preparación de la composición adhesiva curable por humedad y radiación
Se carga un mezclador equipado con un agitador mecánico, condensador, termómetro, manta de calentamiento, entrada de nitrógeno y un embudo adicional, con los componentes (a) y (b), y se calienta hasta 80 °C. Se mezclan los contenidos a 120 rpm bajo vacío por 3 horas, luego se enfría bajo vacío hasta temperatura ambiente. Se añaden luego al mezclador bajo vacío el componente (c), el componente (d) y opcionalmente componentes (e) y (f). Se rompe el vacío con nitrógeno después de 1 hora de mezcla para todos los componentes.
Proceso de unión de los sustratos
Otro aspecto de la presente invención suministra un proceso para la unión de sustratos, que comprende,
(i) aplicación de la composición adhesiva curable por humedad y radiación de acuerdo con la presente invención, sobre el sustrato que va a ser unido;
(ii) laminación o apilamiento del sustrato que va a ser unido, para formar un ensamble;
(iii) fotoirradiación del ensamble; y
(iv) colocación del ensamble bajo condiciones ambiente.
Específicamente, la composición adhesiva de acuerdo con la presente invención puede ser aplicada bajo presión sobre la superficie del sustrato, siguiendo la ruta predeterminada por medio del cilindro de aguja de un sistema de dispensación automático. A continuación, se lamina otro sustrato sobre el adhesivo, y mediante un dispensador se controla la diferencia de altura entre los dos sustratos, por ejemplo, Dispenser KAR03, manufacturado por IINUMA-GAUGE MFG LTD. Una vez el adhesivo se ha nivelado a sí mismo sobre la totalidad del área de unión, se conduce la fotoirradiación desde arriba hacia abajo, para el curado. Para la fotoirradiación pueden usarse en este caso fuentes de luz (tales como luz ultravioleta y luz visible) y rayos de alta energía (tales como haz de electrones, rayos a, rayos y y rayos X), dándose preferencia a la luz ultravioleta con el intervalo de longitud de onda de aproximadamente 200 nm a aproximadamente 400 nm. La dosificación de energía es 3000 mJ/cm2 o más, la intensidad de potencia es de aproximadamente 50 a aproximadamente 100 mW/cm2. La lámpara UV usada puede ser una tal como Loctite UVALOc 1000, y el tiempo de irradiación puede ser generalmente de aproximadamente 5 s a aproximadamente 120 s. Dado que las áreas marginales están dentro de la parte no transparente, no pueden ser curadas por irradiación UV. Las partes unidas pueden ser curadas completamente mediante almacenamiento de las partes a temperatura ambiente por aproximadamente 24 horas, de acuerdo con el carácter curable por humedad de la composición adhesiva presente, sin ninguna necesidad de equipamiento y proceso adicional.
El producto adhesivo curado
Otro aspecto de la presente invención suministra también un producto adhesivo curado producido a partir de la composición adhesiva curable por humedad y radiación.
De manera sorprendente, el producto adhesivo curado de la composición adhesiva de acuerdo con la presente invención, es muy suave y específicamente exhibió una menor dureza Shore 00 y elongación mejorada, manteniendo entretanto excelentes propiedades, incluyendo buena estabilidad bajo elevadas temperatura y humedad, y elevada transparencia. Como tal, el producto adhesivo curado es adecuado para ser usado y en paneles de monitor, paneles táctiles y dispositivos ópticos, y puede disminuir significativamente el encogimiento y absorbe la tensión desarrollada en el sustrato, que es conocida como la causa del efecto Mura.
En una realización, el producto curado de reacción de la composición tiene una dureza Shore 00 de 1 a 30, preferiblemente 5 a 25, después de 7 días a partir del curado, a 25°C, según se mide de acuerdo con ASTM D2240. En otra realización, el producto curado de reacción de la composición tiene una elongación de 100% a 300%, preferiblemente 110% a 250%, después de 7 días a partir del curado, a 25°C, según se midió de acuerdo con ASTM D412.
Uso de la composición adhesiva curable por humedad y radiación
La composición adhesiva curable por humedad y radiación de la presente invención puede ser usada como un adhesivo claro óptico líquido (LOCA) para dispositivo portátil y monitor (HHDD), especialmente para unión o laminación de diferentes elementos en la manufactura de paneles de monitor, paneles táctiles y dispositivos ópticos. Por ejemplo, la composición adhesiva curable por humedad y radiación de la presente invención puede ser usada en la unión o laminación de un sustrato transparente con otro sustrato trasparente, o unión o laminación de un sustrato transparente con un sustrato no transparente. El sustrato transparente comprende vidrio y plástico transparente, etc., y el sustrato no transparente comprende metal, plástico no transparente, cerámica, piedra, cuero y madera, etc. El plástico puede ser por ejemplo poli(metil metacrilato) (PMMA), policarbonato (PC) o poliéster (PET) etc.
Ejemplo
Síntesis de MDMA-1000
Se cargó un matraz de fondo redondo de 5 litros, de 4 cuellos, equipado con agitador magnético, manta de calentamiento, tubo de inyección y termómetro, con 2425 g de un polidimetilsiloxano terminado en u>-hidroxilo (que tiene una viscosidad de 1000 cps, disponible comercialmente de AB Specialty Silicones bajo el nombre comercial de MOH 1000). Se calentó el fluido hasta una temperatura de 60 °C y se inyectó nitrógeno por un periodo de tiempo de 30 minutos, seguido por vacío por otros 30 minutos para retirar todos los componentes volátiles tales como agua y dióxido de carbono. Se añadieron al reactor secuencialmente Y-acriloxipropiltrimetoxisilano ("APTMS", 36 g, disponible comercialmente de Gelest) y n-butil litio en solución de hexano (1.6M; 1.89 ml, disponible comercialmente de Sigma-Aldrich). Se mantuvo la mezcla a una temperatura de 60 °C bajo vacío por un período de tiempo de 3 horas. Se añadió luego hielo seco (1 g) a la mezcla de reacción para apagar el catalizador. Se hizo arrastre bajo vacío a la mezcla para retirar los componentes volátiles. El producto final es un PDMS terminado en monoacriloxipropildimetoxisililo, y designado como MDMA-1000 en la presente invención.
Síntesis de MDMA-100
Se cargó un reactor de 1 galón equipado con agitador mecánico, chaqueta de calentamiento/enfriamiento, con 2500 g de un polidimetilsiloxano terminado en u>-hidroxilo (que tiene una viscosidad de 100 cps, disponible comercialmente de AB Specialty Silicones bajo el nombre comercial de MOH 100). Se calentó el fluido a una temperatura de 80 °C y se aplicó vacío por 60 minutos para retirar cualesquier componentes volátiles tales como agua y dióxido de carbono. Se añadieron secuencialmente al reactor APTMS (111 g, disponible comercialmente de Gelest) y n-butil litio en solución de hexano (1.6M; 2.0 ml, disponible comercialmente de Sigma-Aldrich). Se mantuvo la mezcla a una temperatura de 80 °C bajo vacío por un periodo de tiempo de 3 horas. Se añadió luego hielo seco (1 g) a la mezcla de reacción para apagar el catalizador. Se aplicó arrastre al vacío a la mezcla para retirar los componentes volátiles. El producto final es un PDMS terminado en monoacriloxipropildimetoxisililo, y designado como MDMA-100 en la presente invención.
Síntesis de DMA-4000
Se cargó un reactor de 1 galón equipado con agitador mecánico, chaqueta de calentamiento/enfriamiento, con 2300 g de un polidimetilsiloxano terminado en a,w-hidroxilo (que tiene una viscosidad de 4000 cps, disponible comercialmente de Emerald Performance Materials bajo el nombre comercial de Masil SFR 3500). Se calentó el fluido a una temperatura de 60 °C y se aplicó vacío por 60 minutos para retirar cualesquier componentes volátiles tales como agua y dióxido de carbono. Se añadieron al reactor secuencialmente APTMS (65 g, disponible comercialmente de Gelest) y n-butil litio en solución de hexano (1.6M; 1.8 ml, disponible comercialmente de Sigma-Aldrich). Se mantuvo la mezcla a una temperatura de 60 °C bajo vacío por un periodo de tiempo de 3 horas. Se añadió luego hielo seco (1 g) a la mezcla de reacción para apagar el catalizador. Se aplicó arrastre al vacío a la mezcla para retirar los componentes volátiles. El producto final es un PDMS terminado en diacriloxipropildimetoxisililo, y designado como DMA-4000 en la presente invención.
Síntesis de DMA-6000
Se cargó un reactor de 2 galones equipado con agitador mecánico, chaqueta de calentamiento/enfriamiento, con 4932.5 g de un polidimetilsiloxano terminado en a,w-hidroxilo (que tiene una viscosidad de 6000 cps, disponible comercialmente de Emerald Performance Materials bajo el nombre comercial de Masil SFR 6000). Se calentó el fluido a una temperatura de 50 °C y se aplicó vacío por 60 minutos para retirar cualesquier componentes volátiles tales como agua y dióxido de carbono. Se añadieron al reactor secuencialmente APTMS (65 g, disponible comercialmente de Gelest) y n-butil litio en solución de hexano (1.6M; 3.9 ml, disponible comercialmente de Sigma-Aldrich). Se mantuvo la mezcla a una temperatura de 50 °C bajo vacío por un periodo de tiempo de 4 horas. Se añadió luego hielo seco (1 g) a la mezcla de reacción para apagar el catalizador. Se aplicó arrastre al vacío a la mezcla para retirar los componentes volátiles. El producto final es un PDMS terminado en diacriloxipropildimetoxisililo, y designado como DMA-6000 en la presente invención.
Síntesis de agente de extensión de cadena
Se cargó un reactor de 2 galones equipado con agitador mecánico, chaqueta de calentamiento/enfriamiento, con 4400 g de un polidimetilsiloxano terminado en a,w-hidroxilo (que tiene una viscosidad de 70 cps, disponible comercialmente de Emerald Performance Materials bajo el nombre comercial de Masil SFR 70). Se calentó el fluido a una temperatura de 60 °C y se aplicó vacío por 60 minutos para retirar cualesquier componentes volátiles tales como agua y dióxido de carbono. Se añadieron al reactor secuencialmente dimetildimetoxisilano (320 g, disponible comercialmente de Gelest) y n-butil litio en solución en hexano (1.6M; 3.64 ml, disponible comercialmente de Sigma-Aldrich). Se mantuvo la mezcla a una temperatura de 60 °C bajo protección con nitrógeno, por un periodo de tiempo de 3 horas. Se añadió luego hielo seco (1 g) a la mezcla de reacción para apagar el catalizador. Se aplicó arrastre al vacío a la mezcla para retirar los componentes volátiles. El producto final será usado como el agente de extensión de cadena en los ejemplos.
A continuación del anterior proceso de preparación, se obtuvieron composiciones adhesivas de acuerdo con la presente invención y un ejemplo comparativo. En la Tabla 1 se listan nombres y cantidades de los componentes.
Tabla 1. Las composiciones de los Ejemplos A a G (Ej. A a Ej. G)
Figure imgf000014_0001
Para todas las pruebas, todos los componentes (con una cantidad total de aproximadamente 50 gramos) fueron añadidos a una jarra plástica que fue luego hecha girar 3 veces en un mezclador de velocidad a 3000 rpm por 30 segundos cada vez. Se colocaron 32 gramos del material dentro de un marco metálico de 6 pulgadas x 6 pulgadas con una película de polietileno y una pieza de vidrio en cada lado, seguido por una exposición de 60 segundos a UV desde ambos lados, con intensidad de UVA a 75 mW/cm2. Las películas de polietileno fueron peladas y los productos curados que estaban en prueba fueron luego mantenidos en una cámara a 25 °C, 50% de humedad relativa por 7 días.
En la Tabla 2 se listan la dureza de acuerdo con ASTM D2240 y la elongación de acuerdo con ASTM D412, de los productos curados de las composiciones de la Tabla 1.
Tabla 2. Resultados de prueba de los ejemplos
Figure imgf000014_0002
Como se muestra en la tabla 1, los ejemplos A a F son ejemplos de la invención de composiciones adhesivas que tienen por lo menos un poliorganosiloxano terminado en mono(met)acriloxi y por lo menos un poliorganosiloxano terminado en di(met)acriloxi. El Ejemplo G comprende solamente un poliorganosiloxano terminado en di(met)acriloxi, y es listado como un ejemplo comparativo que es un ejemplo típico de formulaciones adhesivas tradicionales.
Como se demuestra en la Tabla 2, los resultados de dureza Shore 00 de los productos curados de los Ejemplos A a F están en el intervalo de 5 a 25, que es significativamente menor que el intervalo (50 a 70) de adhesivos tradicionales a base de silicona que curan por UV y humedad, por ejemplo Ejemplo G.
También es claro en la Tabla 2 que los resultados de elongación de los productos curados de los Ejemplos A a F son mucho mayores que los del Ejemplo G, lo cual indica que las composiciones adhesivas de la invención son mucho más blandas que las formulaciones tradicionales.
Se cree que tales excelentes resultados son debidos a la suposición de que la combinación de siliconas con diferentes densidades de curado trae consigo el volumen libre en el polímero, lo cual permite que la cadena de polímero se mueva incluso después de que el curado dual se ha completado. Por ello, la tensión desarrollada en los sustratos durante el ensamble y ciclos térmicos de largo plazo, puede ser absorbida y disminuida grandemente por los adhesivos de la invención, y a su vez puede evitarse el efecto Mura. Adicionalmente, el adhesivo más blando puede ser usado en monitores como un material que absorbe choques, para aumentar la durabilidad de los dispositivos.
Adicionalmente, los adhesivos de la invención también exhibieron propiedades que incluyen buena adhesión a diferentes sustratos, buena transmitancia, buena estabilidad bajo temperatura ambiente, elevada temperatura y elevada humedad.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Una composición adhesiva curable por humedad y radiación, que comprende:
    (a) por lo menos un poliorganosiloxano terminado en mono(met)acriloxi, representado por la fórmula:
    Figure imgf000016_0001
    en la que,
    R1 a R5 , R8 y R9 son seleccionados, independientemente cada uno, del grupo consistente en alquilo C1-C20, alcoxilo C1-C20, alquenilo C2-C20, cicloalquilo C3-C20, y aralquilo C7-C22, con la condición de que por lo menos uno de R1 a R5, R8 y R9 sea alcoxilo C1-C20,
    m es un entero de 1 a 1000,
    A1 está representado por la fórmula (2):
    (R10)a(Rn)b(R12)cR13 (2)
    en la que:
    R10 es alquileno C1-C20,
    R11 es arileno C6-C21,
    R12 es alquileno C1-C20,
    R13 es (met)acriloxi,
    a es un entero de 0 a 10,
    b es un entero de 0 a 10, y
    c es un entero de 0 a 10;
    (b) por lo menos un poliorganosiloxano terminado en di(met)acriloxi representado por la fórmula:
    Figure imgf000016_0002
    en la que:
    R14 a R17, R20 y R21 son seleccionados, independientemente cada uno, del grupo consistente en alquilo C1-C20, alcoxilo C1-C20, alquenilo C2-C20, cicloalquilo C3-C20, y aralquilo C7-C22,
    con la condición de que por lo menos uno de R14 a R17, R20 y R21 sea alcoxilo C1-C20,
    n es un entero de 1 a 1000,
    A2 y A3 son representados cada uno independientemente por la fórmula:
    (R22)d(R23)e(R24)fR25 (4)
    en la que:
    R22 es alquileno C1-C20,
    R23 es arileno C6-C21,
    R24 es alquileno C1-C20,
    R25 es (met)acriloxi,
    d es un entero de 0 a 10,
    e es un entero de 0 a 10, y
    f es un entero de 0 a 10;
    (c) un fotoiniciador;
    (d) un catalizador que cura con la humedad;
    (e) opcionalmente, un agente de extensión de cadena; y
    (f) opcionalmente, un agente de entrecruzamiento por humedad.
    2. La composición adhesiva curable por humedad y radiación de acuerdo con la reivindicación 1, en la que Ri a R5, R8 y R9 son seleccionados, independientemente cada uno, del grupo consistente en alquilo C1-C8, alcoxilo C1-C8, alquenilo C2-C8, cicloalquilo C3-C8, y aralquilo C7-C16.
    3. La composición adhesiva curable por humedad y radiación de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en la que R10 es alquileno C1-C8, preferiblemente alquileno C1-C4, más preferiblemente metileno o etileno; y/o R11 es alquileno C6-C9, preferiblemente fenileno o naftaleno; y/o R12 es alquileno C1-C8 , preferiblemente alquileno C1-C4 , más preferiblemente metileno o etileno.
    4. La composición adhesiva curable por humedad y radiación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que a es un entero de 1 a 5, preferiblemente de 1 a 3, b es un entero de 0 a 5, preferiblemente de 0 a 3, y c es un entero de 0 a 5, preferiblemente de 0 a 3.
    5. La composición adhesiva curable por humedad y radiación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que R14 a R17, R20 y R21 son seleccionados, independientemente cada uno, del grupo consistente en alquilo C1-C8, alcoxilo C1-C8 , alquenilo C2-C8 , cicloalquilo C3-C8, y aralquilo C7-C16 y son preferiblemente, cada uno independiente, seleccionado de alquilo C1-C6 y alcoxilo C1-C6 .
    6. La composición adhesiva curable por humedad y radiación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que R22 es alquileno C1-C8 , preferiblemente alquileno C1-C4, más preferiblemente metilo o etilo; y/o R23 es alquileno C6-C9, preferiblemente fenileno o naftaleno; y/o R24 es alquileno C1-C8 , preferiblemente alquileno C1-C4 , más preferiblemente metilo o etilo.
    7. La composición adhesiva curable por humedad y radiación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que d es un entero de 1 a 5, preferiblemente de 1 a 3, e es un entero de 0 a 5, preferiblemente de 0 a 3, y f es un entero de 0 a 5, preferiblemente de 0 a 3.
    8. La composición adhesiva curable por humedad y radiación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que el componente (a) está presente en una cantidad de 40 a 85% en peso, preferiblemente 45 a 80% en peso, sobre la base del peso total de todos los componentes.
    9. La composición adhesiva curable por humedad y radiación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que el componente (b) está presente en una cantidad de 10 a 50% en peso, preferiblemente 15 a 45% en peso, sobre la base del peso total de todos los componentes.
    10. La composición adhesiva curable por humedad y radiación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que el componente (e) está presente en una cantidad de 1 a 30% en peso, preferiblemente 3 a 25% en peso sobre la base del peso total de todos los componentes.
    11. La composición adhesiva curable por humedad y radiación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que el producto curado de reacción de la composición tiene una dureza Shore 00 de 1 a 30, preferiblemente de 5 a 25, después de 7 días a partir del curado, a 25°C, según se mide de acuerdo con ASTM D2240; y/o una elongación de 100% a 300%, preferiblemente 110% a 250%, después de 7 días a partir del curado, a 25°C, según se mide de acuerdo con ASTM D412.
    12. La composición adhesiva curable por humedad y radiación de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende: 40 a 85% en peso, preferiblemente 45 a 80% en peso de componente (a);
    10 a 50% en peso, preferiblemente 15 a 45% en peso de componente (b);
    0.1 a 5% en peso, preferiblemente 1 a 3% en peso de componente (c);
    0.05 a 1% en peso, preferiblemente 0.1 a 0.5% en peso de componente (d);
    1 a 30% en peso, preferiblemente 3 a 25% en peso de componente (e); and
    0.05 a 1% en peso, preferiblemente 0.1 a 0.5% en peso de componente (f),
    en la que, los porcentajes en peso están sobre la base del peso total de todos los componentes.
    13. Un producto curado de la composición adhesiva curable por humedad y radiación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.
    14. Un sustrato recubierto que está recubierto sobre por lo menos una superficie, con la composición adhesiva curable por humedad y radiación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 o el producto curado de acuerdo con la reivindicación 13.
    15. El uso de la composición adhesiva curable por humedad y radiación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 o el producto curado de acuerdo con la reivindicación 13, en la manufactura de paneles de monitor, paneles táctiles o dispositivos ópticos.
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