ES2848298T3 - Composición adhesiva de poliuretano de dos componentes - Google Patents

Composición adhesiva de poliuretano de dos componentes Download PDF

Info

Publication number
ES2848298T3
ES2848298T3 ES14193172T ES14193172T ES2848298T3 ES 2848298 T3 ES2848298 T3 ES 2848298T3 ES 14193172 T ES14193172 T ES 14193172T ES 14193172 T ES14193172 T ES 14193172T ES 2848298 T3 ES2848298 T3 ES 2848298T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
component
weight
diazabicyclo
curable composition
polyurethane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES14193172T
Other languages
English (en)
Inventor
Christophe Delajon
Mathieu Kiester
Eric Schmitt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Innovative Properties Co
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
Application granted granted Critical
Publication of ES2848298T3 publication Critical patent/ES2848298T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
    • C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
    • C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/16—Catalysts
    • C08G18/161—Catalysts containing two or more components to be covered by at least two of the groups C08G18/166, C08G18/18 or C08G18/22
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/16—Catalysts
    • C08G18/18—Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof
    • C08G18/20—Heterocyclic amines; Salts thereof
    • C08G18/2045—Heterocyclic amines; Salts thereof containing condensed heterocyclic rings
    • C08G18/2063—Heterocyclic amines; Salts thereof containing condensed heterocyclic rings having two nitrogen atoms in the condensed ring system
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/16—Catalysts
    • C08G18/18—Catalysts containing secondary or tertiary amines or salts thereof
    • C08G18/20—Heterocyclic amines; Salts thereof
    • C08G18/2081—Heterocyclic amines; Salts thereof containing at least two non-condensed heterocyclic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/36—Hydroxylated esters of higher fatty acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/4009—Two or more macromolecular compounds not provided for in one single group of groups C08G18/42 - C08G18/64
    • C08G18/4018—Mixtures of compounds of group C08G18/42 with compounds of group C08G18/48
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/42—Polycondensates having carboxylic or carbonic ester groups in the main chain
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00—Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J175/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00—Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J175/04—Polyurethanes
    • C09J175/06—Polyurethanes from polyesters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00—Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J175/04—Polyurethanes
    • C09J175/08—Polyurethanes from polyethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/265—Calcium, strontium or barium carbonate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

Una composición adhesiva de poliuretano curable de dos componentes que comprende: a) un primer componente C1 que comprende al menos un poliol; b) un segundo componente C2 que comprende al menos un isocianato; c) un sistema catalítico de poliuretano que comprende una primera amina bicíclica y una segunda amina bicíclica; y d) un material de carga en forma de partículas; en donde la cantidad total de sistema catalítico de poliuretano en el componente C1 o en el componente C2 está comprendida entre el 0,2 % en peso y el 1,0 % en peso, basado en el peso total del componente C1 o el componente C2, en donde la cantidad total del material de carga en forma de partículas en el componente C1 o en el componente C2 es superior al 40 % en peso, basado en el peso total del componente C1 o el componente C2, en donde el material de carga en forma de partículas se selecciona del grupo que consiste en carbonatos de calcio que tienen un tamaño de partícula promedio superior a 5 μm cuando se mide por una técnica gravitatoria según la norma ISO 13371-3:2001, y en donde la composición adhesiva curable de poliuretano de dos componentes está exenta de catalizadores metálicos de poliuretano

Description

DESCRIPCIÓN
Composición adhesiva de poliuretano de dos componentes
Campo técnico
La presente descripción se refiere, generalmente, a composiciones adhesivas de poliuretano, más específicamente al campo de composiciones adhesivas de poliuretano curables y curadas de dos componentes. Las composiciones adhesivas de la presente descripción son especialmente adecuadas para la fabricación de paneles de tipo sándwich. La presente descripción también se refiere a un método para fabricar un panel de tipo sándwich y a métodos para utilizar dichas composiciones adhesivas de poliuretano.
Antecedentes
Los paneles de tipo sándwich son bien conocidos en la industria, especialmente en la industria de la construcción y el transporte. Los paneles de tipo sándwich son estructuras laminadas compuestas de objetos alternantes de diferentes materiales. Típicamente, los paneles de tipo sándwich comprenden una estructura de núcleo intercalada entre láminas estructurales externas. Debido a la versatilidad de los materiales utilizados en la fabricación de los paneles de tipo sándwich, se requiere una solución de unión eficaz.
En ese contexto, se han utilizado ampliamente adhesivos epoxi de dos componentes como solución de unión para fabricar paneles de tipo sándwich. Sin embargo, debido a su reactividad, los adhesivos epoxídicos generalmente requieren una elevada temperatura de endurecimiento y/o un tiempo de prensado prolongado, que no son deseables en procesos de producción industrial. Se han utilizado soluciones de unión alternativas utilizando adhesivos de poliuretano, en particular adhesivos de uretano de dos componentes y se sabe que ofrecen la ventaja de una vida útil prolongada a temperatura ambiente en detrimento del tiempo de curado. Para promover el curado, estos sistemas requieren típicamente un catalizador, típicamente, un compuesto organometálico, tal como, p. ej., catalizadores basados en compuestos de organoestaño o compuestos de organobismuto; o una amina o un compuesto de tipo amina. Sin embargo desgraciadamente, el curado o la conversión más rápidos permitidos por estos catalizadores generalmente conlleva el acortamiento de la vida útil.
Los procesos industriales de fabricación de paneles de tipo sándwich requieren típicamente composiciones adhesivas que proporcionen un tiempo de apertura prolongado y un tiempo de prensado mínimo, proporcionando a la vez un tiempo de curado aceptable. Los adhesivos basados en poliuretano reivindicados por proporcionar tanto tiempos de apertura prolongados como curación “a demanda” rápida se describen en el documento WO 95/08579 A1 (Schoener y col.) y en el documento US 2012/0301729 A1 (Schmider y col.). Sin embargo, los sistemas descritos requieren el uso de sistemas catalíticos y/o de curado complejos, lo que a su vez lleva a procesos de producción caros y complejos. Algunos sistemas también utilizan materiales perniciosos reconocidos, tales como compuestos basados en estaño o bismuto, que requieren un etiquetado CLP riguroso. El documento JP 2012 251053 describe una composición adhesiva de resina de uretano que se reivindica por tener alta resistencia, alta elongación y excelente adhesión.
Sin negar las ventajas técnicas asociadas con las soluciones adhesivas conocidas en la técnica, sigue existiendo la necesidad de una composición adhesiva estable y económica que proporcione un tiempo de apertura prolongado y una baja toxicidad. Otras ventajas de las composiciones adhesivas y métodos de la descripción resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción.
Resumen
Según un aspecto, la presente descripción se refiere a una composición adhesiva curable de poliuretano de dos componentes que comprende:
a) un primer componente C1 que comprende al menos un poliol;
b) un segundo componente C2 que comprende al menos un isocianato;
c) un sistema catalítico de poliuretano que comprende una primera amina bicíclica y una segunda amina bicíclica; y d) opcionalmente, un material de carga en forma de partículas;
en donde la cantidad total de sistema catalítico de poliuretano en el componente C1 o en el componente C2 está comprendida entre el 0,2 % en peso y el 1,0 % en peso, basado en el peso total del componente C1 o el componente C2, en donde la cantidad total del material de carga en forma de partículas en el componente C1 o en el componente C2 es superior al 40 % en peso, basado en el peso total del componente C1 o el componente C2, en donde el material de carga en forma de partículas se selecciona del grupo que consiste en carbonatos de calcio que tienen un tamaño de partícula promedio superior a 5 pm cuando se mide por una técnica gravitatoria según la norma ISO 13371-3:2001, y en donde la composición adhesiva curable de poliuretano de dos componentes está exenta de catalizadores metálicos de poliuretano.
En otro aspecto, la presente descripción se refiere a un método de fabricación de un panel de tipo sándwich que comprende al menos una capa de núcleo, al menos un primer panel estructural y al menos un segundo panel estructural, en donde el método comprende la etapa de usar una composición curable como se ha descrito anteriormente.
Según otro aspecto más, la presente descripción se refiere a un panel de tipo sándwich que comprende al menos una capa de núcleo, al menos un primer panel estructural y al menos un segundo panel estructural, y que además comprende una composición curada que une el primer panel estructural a un lado de la capa de núcleo y el segundo panel estructural al otro lado de la capa de núcleo, en donde la composición curada se obtiene mezclando el primer componente C1, el segundo componente C2 y el sistema catalítico de poliuretano de una composición curable como se ha descrito anteriormente, seguido del calentamiento de la composición curable por encima de la temperatura de activación del sistema catalítico de poliuretano.
En otro aspecto más, la presente descripción se refiere al uso de una composición curable como se ha descrito anteriormente para fabricar un panel de tipo sándwich que comprende al menos una capa de núcleo, al menos un primer panel estructural y al menos un segundo panel estructural.
Descripción detallada
Según un primer aspecto, la presente descripción se refiere a una composición adhesiva curable de poliuretano de dos componentes que comprende:
a) un primer componente C1 que comprende al menos un poliol;
b) un segundo componente C2 que comprende al menos un isocianato;
c) un sistema catalítico de poliuretano que comprende una primera amina bicíclica y una segunda amina bicíclica; y d) opcionalmente, un material de carga en forma de partículas;
en donde la cantidad total de sistema catalítico de poliuretano en el componente C1 o en el componente C2 está comprendida entre el 0,2 % en peso y el 1,0 % en peso, basado en el peso total del componente C1 o el componente C2, en donde la cantidad total del material de carga en forma de partículas en el componente C1 o en el componente C2 es superior al 40 % en peso, basado en el peso total del componente C1 o el componente C2, en donde el material de carga en forma de partículas se selecciona del grupo que consiste en carbonatos de calcio que tienen un tamaño de partícula promedio superior a 5 pm cuando se mide por una técnica gravitatoria según la norma ISO 13371-3:2001, y en donde la composición adhesiva curable de poliuretano de dos componentes está exenta de catalizadores metálicos de poliuretano.
En el contexto de la presente descripción, se ha descubierto sorprendentemente que una composición adhesiva curable de poliuretano de dos componentes como se ha descrito anteriormente, en particular una composición que comprende un sistema catalítico de poliuretano que comprende una primera amina bicíclica y una segunda amina bicíclica, proporciona excelentes características y rendimiento respecto al tiempo de apertura. Las composiciones adhesivas de poliuretano según la presente descripción pueden alcanzar un tiempo de apertura mayor de 20 minutos, manteniendo al mismo tiempo excelentes características de tiempo de curado, en particular cuando se utilizan para fabricar paneles de tipo sándwich. El tiempo de apertura es un parámetro bien conocido en el campo de la fabricación de paneles de tipo sándwich, y se entiende que se refiere al tiempo máximo después de la aplicación de adhesivo durante el cual es aún posible la recolocación. En el contexto de la presente descripción, el tiempo de apertura se mide según el método de ensayo descrito en la sección experimental.
Además, las composiciones adhesivas curables de poliuretano de dos componentes como se describen en la presente descripción proporcionan una vida útil sorprendentemente buena durante el almacenamiento, ya que de forma típica se proporcionan con una vida útil de más de 9 meses.
Las composiciones adhesivas de poliuretano según la presente descripción también se caracterizan por sus excelentes características y rendimiento en términos de tiempo de prensado. Como el sistema catalítico de poliuretano usado en la presente descripción no comprende ningún compuesto organometálico, tales como p. ej., compuestos de organoestaño o compuestos de organobismuto, las composiciones adhesivas de la presente descripción se caracterizan por su baja toxicidad.
Así, las composiciones adhesivas de poliuretano para adhesivos sensibles según la presente descripción son especialmente adecuadas para la fabricación de paneles de tipo sándwich, ya que proporcionan una solución de unión estable, económica, cómoda y versátil para la fabricación de una amplia variedad de paneles de tipo sándwich que incluyen diferentes capas de núcleo y materiales laminares estructurales.
El primer componente C1 para su uso en la presente memoria comprende un poliol. Se puede usar cualquier poliol comúnmente conocido en la técnica en el contexto de la presente descripción. Así, el poliol para su uso en la presente memoria no está especialmente limitado. Los expertos en la técnica identificarán fácilmente los polioles adecuados para su uso en la presente memoria, a la luz de la presente descripción. Los polioles ilustrativos para su uso en la presente memoria se describen en el documento US-2012/0301729 A1 (Schmider y col.), cuyo contenido se ha integrado adjunto como referencia en su totalidad. Los polioles ilustrativos incluyen, aunque no de forma limitativa, polioles alifáticos, polioles aromáticos y cualesquiera combinaciones de los mismos. Los polioles para su uso en la presente memoria pueden ser dioles, trioles o tetraoles. Los polioles aromáticos adecuados incluyen los que comprenden un resto bisfenol-A o bisfenol-F.
Según un aspecto particular, el poliol para su uso en la presente memoria se selecciona del grupo que consiste en poliéter polioles, poliéster polioles y cualesquiera combinaciones o mezclas de los mismos. Según un aspecto ventajoso de la composición adhesiva de poliuretano curable, el primer componente C1 comprende un poliéter poliol y un poliéster poliol.
En un aspecto típico, la cantidad total de poliol(es) en el componente C1 es de menos del 60 % en peso, menos del 50 % en peso, menos del 40 % en peso, o incluso menos del 30 % en peso, basado en el peso total del componente C1. Según un aspecto ilustrativo, la cantidad total de polioles en el componente C1 está comprendida entre el 10 % en peso y el 60 % en peso, entre el 15 % en peso y el 50 % en peso, entre el 15 % en peso y el 45 % en peso, entre el 20 % en peso y el 40 % en peso, entre el 20 % en peso y el 35 % en peso, o incluso entre el 20 % en peso y el 30 % en peso, basado en el peso total del componente C1.
El segundo componente C2 para su uso en la presente memoria comprende un isocianato. Se puede usar cualquier isocianato comúnmente conocido en la técnica en el contexto de la presente descripción. Así, el isocianato para su uso en la presente memoria no está especialmente limitado. Los expertos en la técnica identificarán fácilmente los isocianatos adecuados para su uso en la presente memoria, a la luz de la presente descripción. Los isocianatos ilustrativos para su uso en la presente memoria se describen en el documento US-2012/0301729 A1 (Schmider y col.), cuyo contenido se ha integrado adjunto como referencia en su totalidad. Los isocianatos ilustrativos incluyen, aunque no de forma limitativa, isocianatos alifáticos, isocianatos aromáticos, y cualesquiera combinaciones de los mismos. Los isocianatos aromáticos adecuados incluyen diisocianato de difenilmetano, diisocianato de tolueno, y cualesquiera polímeros, derivados o mezclas de los mismos. Los isocianatos alifáticos adecuados incluyen diisocianato de metilendiciclohexano, diisocianato de isoforona, diisocianato de hexametileno, y cualesquiera polímeros, derivados o mezclas de los mismos.
En un aspecto particular, el isocianato para usar en el segundo componente C2 puede estar presente al menos parcialmente en una forma polimérica, o en forma de una combinación de isocianatos y poliisocianatos.
La cantidad total de isocianato en el componente C2 se selecciona típicamente de tal manera que la relación entre los grupos isocianato del componente 2 y los grupos reactivos con los grupos isocianato del componente C1 está en el intervalo comprendido entre 0,8 y 1,2, entre 0,9 y 1,1, o incluso aproximadamente 1.
La composición adhesiva de poliuretano curable de dos componentes según la presente descripción comprende además un sistema catalítico de poliuretano que comprende una primera amina bicíclica y una segunda amina bicíclica.
El sistema catalítico de poliuretano para su uso en la presente memoria puede estar comprendido en el componente C1 y/o en el componente C2. En un aspecto ventajoso de la composición curable según la presente descripción, la primera amina bicíclica y la segunda amina bicíclica están ambas comprendidas en el primer componente C1 o en el segundo componente C2. En un aspecto preferido de la presente descripción, la primera amina bicíclica y la segunda amina bicíclica están ambas comprendidas en el primer componente C1. En un aspecto alternativo, la primera amina bicíclica está comprendida en el primer componente C1 y la segunda amina bicíclica está comprendida en el segundo componente C2.
Cualquier amina bicíclica comúnmente conocida en la técnica puede utilizarse en el contexto de la presente descripción siempre que la primera amina bicíclica y una segunda amina bicíclica sean estructuralmente diferentes. Así, las aminas bicíclicas para su uso en la presente memoria no están especialmente limitadas. Los expertos en la técnica identificarán fácilmente las aminas bicíclicas adecuada para su uso en la presente memoria, a la luz de la presente descripción.
Según un aspecto ventajoso, al menos una de la primera amina bicíclica o la segunda amina bicíclica es una amina terciaria bicíclica. En un aspecto preferido, tanto la primera amina terciaria bicíclica como la segunda amina terciaria bicíclica son aminas terciarias bicíclicas.
En otro aspecto preferido del sistema catalítico de poliuretano para su uso en la presente memoria, al menos una de la primera amina bicíclica o la segunda amina bicíclica se selecciona del grupo que consiste en aminas azabicíclicas, aminas terciarias azabicíclicas, aminas diazabicíclicas y aminas terciarias diazabicíclicas. Más preferiblemente, tanto la primera amina bicíclica como la segunda amina bicíclica se seleccionan del grupo que consiste en aminas azabicíclicas, aminas terciarias azabicíclicas, aminas diazabicíclicas y aminas terciarias diazabicíclicas.
Las aminas bicíclicas adecuadas para su uso en la presente memoria se seleccionan preferiblemente del grupo que consiste en 1-azabiciclo[2.2.2]octano; 8-azabiciclo[3.2.1]octano; N-metil-8-azabiciclo[3.2.1]octano; 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano; 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno; 1,5-diazabiciclo[5.4.0]undec-5-eno; 1,5-diazabiciclo[4.3.0]non-5-eno; 3,8-diazabiciclo[3.2.1]octano; 1,4-diazabiciclo[3.2.2]nonano; 3,9-diazabiciclo[3.3.1]non-1 -eno; 7,9-diazabiciclo[4.2.2]decano; 1,4-diazabiciclo[4.4.0]decano; y cualesquiera combinaciones de los mismos.
Según un aspecto ventajoso, al menos una de la primera amina bicíclica o la segunda amina bicíclica es una amina terciaria diazabicíclica. Preferiblemente, tanto la primera amina bicíclica como la segunda amina bicíclica son aminas terciarias diazabicíclicas.
En un aspecto ventajoso más, la amina terciaria diazabicíclica para su uso en la presente memoria se selecciona del grupo que consiste en 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano; 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno; 1,5-diazabiciclo[5.4.0]undec-5-eno; 1,5-diazabiciclo[4.3.0]non-5-eno; 1,4-diazabiciclo[3.2.2]nonano; 1,4-diazabiciclo[4.4.0]decano; y cualesquiera combinaciones o mezclas de los mismos.
Según un aspecto especialmente preferido, la amina terciaria diazabicíclica para su uso en la presente memoria se selecciona del grupo que consiste en 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano; 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undeceno-7; y cualesquiera combinaciones o mezclas de los mismos.
Según un aspecto especialmente preferido más, la primera amina bicíclica se selecciona para que sea 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno y la segunda amina bicíclica se selecciona para que sea 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano. En un aspecto preferido alternativo, la primera amina bicíclica se selecciona para que sea 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano y la segunda amina bicíclica se selecciona para que sea 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno.
En algunos aspectos de la composición adhesiva curable de poliuretano de dos componentes según la presente descripción, el sistema catalítico de poliuretano consiste en la primera amina bicíclica y la segunda amina bicíclica como se ha descrito anteriormente.
El sistema catalítico de poliuretano puede estar presente en la composición adhesiva de poliuretano según la presente descripción en cualquier cantidad adecuada. Sin embargo, en un aspecto típico, la cantidad total de sistema catalítico de poliuretano es de menos del 3,0 % en peso, menos del 2,5 % en peso, menos del 2,0 % en peso, menos del 1,5 % en peso, o incluso menos del 1,0 % en peso, basado en el peso total de la composición curable. Según un aspecto ilustrativo, la cantidad total de sistema catalítico de poliuretano está comprendida entre el 0,05 % en peso y el 3 % en peso, entre el 0,15 % en peso y el 2,0 % en peso, entre el 0,3 % en peso y el 1,5 % en peso, entre el 0,45 % en peso y el 1,5 % en peso, entre el 0,7 % en peso y el 1,5 % en peso, o incluso entre el 0,85 % en peso y el 1,5 % en peso, basado en el peso total de la composición curable.
En un aspecto típico de la composición curable, la cantidad total de sistema catalítico de poliuretano en el componente C1 o en el componente C2 es de menos del 2,0 % en peso, menos del 1,5 % en peso, o incluso menos del 1,0 % en peso, basado en el peso total del componente C1 o el componente C2 según corresponda. De forma aún más típica, la cantidad total de sistema catalítico de poliuretano en el componente C1 o en el componente C2 es superior al 0,1 % en peso, superior al 0,2 % en peso, superior al 0,4 %, en peso, superior al 0,5 % en peso, superior al 0,6 % en peso, basado en el peso total del componente C1 o el componente C2, según corresponda.
Según la descripción, la cantidad total de sistema catalítico de poliuretano presente en el componente C1 o en el componente C2 está comprendida entre el 0,2 % en peso y el 1,0 % en peso, basado en el peso total del componente C1 o el componente C2, según corresponda.
Según un aspecto ventajoso, la cantidad total de sistema catalítico de poliuretano presente en el componente C1 o en el componente C2 está comprendida entre el 0,3 % en peso y el 1,0 % en peso, entre el 0,5 % en peso y el 1,0 % en peso, o incluso entre el 0,6 % en peso y el 1,0 % en peso, basado en el peso total del componente C1 o el componente C2, según corresponda.
En un aspecto ventajoso de la composición curable según la presente descripción, el sistema catalítico de poliuretano está comprendido en el componente C1.
Según un aspecto ilustrativo, la relación de peso de la primera amina bicíclica a la segunda amina bicíclica presente en la composición curable está comprendida en el intervalo de 2,5:1 a 1:2,5, de 2:1 a 1:2, de 1,5:1 a 1:1,5, de 1,2:1 a 1:1,2, de 1,15:1 a 1:1,15, o incluso de 1,1:1 a 1:1,1.
La composición adhesiva de poliuretano curable de dos componentes de la presente descripción puede comprender cualquier ingrediente adicional conocido comúnmente en la técnica. Los ingredientes ilustrativos incluyen, aunque no de forma limitativa, cargas inorgánicas u orgánicas, pigmentos, agentes dispersantes, modificadores de la reología, sílice, plastificantes, fibras, disolventes, agentes espumantes, catalizadores que aceleran la reacción de los grupos isocianato, agentes desecantes, agentes de acoplamiento, promotores de la adhesión, estabilizantes térmicos, estabilizantes del UV, estabilizantes de la luz, agentes ignífugos, biocidas, agentes desespumantes, agentes humectantes, tensioactivos, y cualesquiera combinaciones o mezclas de los mismos.
Según un aspecto ventajoso, la composición adhesiva de poliuretano curable de dos componentes de la presente descripción comprende además un material de carga, en particular un material de carga en forma de partículas.
En un aspecto típico, este material de carga está comprendido en el componente C1 o en el componente C2. Según un aspecto ilustrativo, la cantidad total de material de carga en forma de partículas en el componente C1 o en el componente C2 es superior al 40 % en peso, basado en el peso total del componente C1 o el componente C2, según corresponda.
En un aspecto típico la cantidad total de material de carga en forma de partículas en el componente C1 o en el componente C2 es superior al 45 % en peso, superior al 50 % en peso, superior al 55 % en peso, superior al 60 % en peso, o incluso superior al 65 % en peso, basado en el peso total del componente C1 o el componente C2, según corresponda. De forma ventajosa, la cantidad total de material de carga en forma de partículas en el componente C1 o en el componente C2 está comprendida entre el 40 % en peso y el 85 % en peso, entre el 45 % en peso y el 85 % en peso, entre el 50 % en peso y el 80 % en peso, entre el 55 % en peso y el 80 % en peso, entre el 60 % en peso y el 75 % en peso, o incluso entre el 65 % en peso y el 75 % en peso, basado en el peso total del componente C1 o el componente C2.
Según un aspecto particular de la presente descripción, el material de carga en forma de partículas está totalmente comprendido en el componente C1.
Según la descripción, el material de carga en forma de partículas se selecciona del grupo que consiste en carbonatos de calcio triturados o precipitados, opcionalmente recubiertos con, p. ej., ácidos grasos o ásteres grasos; negro de carbón; sílice de pirólisis; sílice; caolín; PVC; óxido de aluminio; fibras; y cualesquiera combinaciones o mezclas de los mismos.
Preferiblemente, el material de carga en forma de partículas se selecciona del grupo que consiste en carbonatos de calcio, en particular carbonatos de calcio triturados tratados con ácidos grasos o ásteres grasos tales como, p. ej., estearato de calcio.
Según la descripción, el material de carga en forma de partículas tiene un tamaño de partícula promedio superior a 5 pm, superior a 6 pm, superior a 8 pm, o incluso superior a 10 pm. Preferiblemente, el material de carga en forma de partículas tiene un tamaño de partícula promedio comprendido entre 5 pm y 8 pm. El tamaño de partícula promedio se mide de forma típica mediante técnica gravitatoria según el método de ensayo ISO 13317-3:2001.
Según un aspecto ventajoso de la presente descripción, la composición curable se encuentra prácticamente exenta de catalizadores metálicos de poliuretano, en particular prácticamente exenta de catalizadores de poliuretano basados en compuestos de organoestaño, compuestos de organobismuto, compuestos de organocinc o compuestos de organocirconio. En el contexto de la presente descripción, la expresión “prácticamente exento” se entiende que designa una cantidad del compuesto relevante que es típicamente menor del 1 % en peso, menor del 0,5 % en peso, o incluso menor del 0,1 % en peso.
En otro aspecto más ventajoso, la composición curable según la presente descripción es una composición no espumable o no espumada.
La composición adhesiva de poliuretano curable de dos componentes de la presente descripción puede prepararse según los procesos conocidos por los expertos en la técnica. De forma ventajosa, los diferentes ingredientes de la composición curable son anhidros o al menos están secos antes de usarse para preparar la composición curable. La preparación se realiza típicamente en un entorno protector, utilizando un gas inerte tal como nitrógeno. Preferiblemente, los componentes C1 y C2 se preparan y almacenan en recipientes separados sellados contra la humedad.
La composición adhesiva de poliuretano de dos componentes de la presente descripción se cura tras mezclar los componentes C1 y C2. La cantidad de componente C2 que se mezcla con el componente C1 se selecciona preferiblemente para que la relación entre los grupos isocianato del componente C2 y los grupos reactivos con los grupos isocianato del componente C1 está comprendida en el intervalo entre 0,8 y 1,2, entre 0,9 y 1,1, o incluso aproximadamente 1. La operación de mezclado puede realizarse con mezcladores estáticos o dinámicos.
La relación de mezclado en peso entre el primer componente C1 y el segundo componente C2 está típicamente comprendida en el intervalo de 1:1 a 10:1, de 1,5:1 a 8:1, de 1,5:1 a 6:1, o incluso de 2:1 a 5:1.
Según un aspecto ventajoso, la composición curable según la presente descripción tiene un tiempo de apertura superior a 5 minutos, superior a 10 minutos, superior a 15 minutos, o incluso superior a 20 minutos, al medirla a 20 0C y una humedad relativa del 65 % según el método de ensayo descrito en la sección experimental.
El tiempo de apertura relativamente largo proporcionado por la composición adhesiva de poliuretano curable de dos componentes de la presente descripción la convierte en especialmente adecuada para la fabricación de paneles de tipo sándwich. Un tiempo de apertura largo permite una mayor tolerancia de errores y mayor flexibilidad en las operaciones de producción de paneles de tipo sándwich. Esto es especialmente ventajoso cuando se producen paneles de tipo sándwich que implican piezas relativamente grandes.
Según otro aspecto ventajoso, la composición curable según la presente descripción tiene un tiempo de prensado de menos de 20 minutos, menos de 15 minutos, menos de 12 minutos, menos de 10 minutos, o incluso menos de 8 minutos, cuando se mide a 40 0C según el método de ensayo descrito en la sección experimental. El tiempo de prensado es un parámetro bien conocido en el campo de la fabricación de paneles de tipo sándwich y se refiere al tiempo necesario para que la composición adhesiva curable polimerice durante la operación de prensado en caliente. En el contexto de la presente descripción, el tiempo de prensado se mide según el método de ensayo descrito en la sección experimental. Un tiempo de prensado mínimo es muy favorable en las operaciones de producción de paneles de tipo sándwich, ya que esto permite una producción más rápida y más económica.
Según otro aspecto ventajoso más, la composición curable según la presente descripción tiene una vida útil de más de 3 meses, más de 6 meses, o incluso más de 9 meses, cuando se determina tras el almacenamiento a 20 °C y una humedad relativa del 50 % según el método de ensayo descrito en la sección experimental.
En otro aspecto, la presente descripción se refiere a un método de fabricación de un panel de tipo sándwich que comprende al menos una capa de núcleo, al menos un primer panel estructural y al menos un segundo panel estructural, en donde el método comprende la etapa de usar una composición adhesiva de poliuretano curable de dos componentes como se ha descrito anteriormente.
Según un aspecto particular, el método de fabricación de un panel de tipo sándwich comprende las etapas de:
a) mezclar el primer componente C1, el segundo componente C2 y el sistema catalítico de poliuretano para formar de esta manera una composición curable, en donde el sistema catalítico de poliuretano se activa a temperaturas mayores de una temperatura umbral;
b) aplicar la composición curable obtenida en la etapa a) al primer panel estructural;
c) poner en contacto la capa de núcleo con la composición curable aplicada al primer panel estructural;
d) aplicar la composición curable obtenida en la etapa a) al segundo panel estructural;
e) poner en contacto la capa de núcleo con la composición curable aplicada al segundo panel estructural, formando de esta manera una unidad multicapa; y
f) calentar la unidad multicapa obtenida en la etapa e) a una temperatura superior a la temperatura umbral.
Según un aspecto preferido del método, la etapa de mezclar el primer componente C1, el segundo componente C2 y el sistema catalítico de poliuretano se realiza inmediatamente antes de la etapa de aplicar la composición curable obtenida en la etapa a) al primer panel estructural.
En un aspecto ilustrativo, la etapa de calentar la unidad multicapa se lleva a cabo, preferiblemente mediante prensado en caliente, a una temperatura comprendida entre 30 0C y 100 0C, entre 30 0C y 80 0C, entre 30 0C y 70 0C, entre 35 0C y 60 0C entre 35 0C y 55 0C, o incluso entre 35 0C y 50 0C.
El método según la presente descripción es adecuado para fabricar cualesquiera paneles de tipo sándwich comúnmente conocidos en la técnica. Los expertos en la técnica pueden identificar fácilmente las estructuras de tipo sándwich ilustrativas para su uso en la presente memoria a la luz de la presente descripción.
Las estructuras de tipo sándwich para su uso en la presente memoria incluyen, aunque no de forma limitativa, las que comprenden una capa de núcleo seleccionada del grupo que consiste en núcleos fibrosos (tales como, p. ej., lanas inorgánicas o minerales), espumas estructuradas de celda abierta y cerrada (tales como, p. ej., poli(cloruro de vinilo), poliuretano, poliolefina, poliestireno, poliésteres o espumas metálicas), espumas expandidas o extruidas (tales como, p. ej., espumas de polímero -de poliuretano, epoxídicas, espumas metálicas -de aluminio), espumas sintácticas, núcleos sólidos (tales como, p. ej., madera -de balsa; polímero -núcleos de epoxi), estructuras de tipo panal de abeja (tales como, p. ej., de metal -aluminio, acero; Nomex - estructuras de tipo panal de abeja de fibras de aramida sumergidas en resina (epoxi, fenólico o poliamida)), y cualesquiera combinaciones de las mismas.
Los paneles estructurales ilustrativos (primero y segundo) usados en la presente descripción incluyen, aunque no de forma limitativa, los que comprenden un material seleccionado del grupo que consiste en FRP (polímero de fibra reforzada -termoplástico y termoendurecible), polímeros, madera, corteza de aramida, metales (tales como p. ej. aluminio, titanio, acero), materiales cerámicos, estratificados de polímeros termoplásticos o termoendurecibles reforzados con fibra de vidrio o carbono (tales como, p. ej., poliésteres insaturados o resinas epoxídicas), y cualesquiera combinaciones de los mismos.
Según un aspecto ventajoso del método de fabricación de un panel de tipo sándwich, el núcleo central está hecho de un material seleccionado del grupo que consiste en lana mineral, en particular lana de roca y lana de vidrio; poliolefinas; poliéster; poliestirenos; metales; madera; cauchos; materiales no tejidos; y cualesquiera combinaciones o mezclas de los mismos.
De forma ventajosa, la capa de núcleo es una capa de espuma, en particular una capa de espuma de polietileno, una capa de espuma de poliéster o una capa de espuma de poliuretano. Alternativamente, la capa de núcleo comprende una estructura de tipo panal de abeja.
Según otro aspecto ventajoso del método de fabricación de un panel de tipo sándwich, el primer panel estructural y/o el segundo panel estructural se fabrican con un material seleccionado del grupo que consiste en metales, en particular, aluminio, aleaciones de aluminio, acero inoxidable; madera; poliolefinas; y cualesquiera combinaciones o mezclas de los mismos.
Según otro aspecto, la presente descripción se refiere a un método para curar una composición curable, que comprende las etapas de:
a) proporcionar una composición de dos componentes (termo)curable que comprende un primer componente C1 que comprende al menos un poliol, un segundo componente C2 que comprende al menos un isocianato; y opcionalmente, un material de carga en forma de partículas;
b) proporcionar un sistema catalítico de poliuretano (activado por calor) que comprende una primera amina bicíclica y una segunda amina bicíclica, en donde el sistema catalítico de poliuretano se activa a temperaturas superiores a una temperatura umbral; y
c) calentar la composición curable a una temperatura superior a la temperatura umbral para efectuar su curado activando el sistema catalítico de poliuretano.
Según otro aspecto más, la presente descripción se refiere a un panel de tipo sándwich que comprende al menos una capa de núcleo, al menos un primer panel estructural y al menos un segundo panel estructural, y que además comprende una composición curada que une el primer panel estructural a un lado de la capa de núcleo y el segundo panel estructural al otro lado de la capa de núcleo, en donde la composición curada se obtiene mezclando el primer componente C1, el segundo componente C2 y el sistema catalítico de poliuretano de una composición curable como se ha descrito anteriormente, seguido del calentamiento de la composición curable por encima de la temperatura de activación del sistema catalítico de poliuretano.
Según un aspecto ventajoso del panel de tipo sándwich, el núcleo central está hecho de un material seleccionado del grupo que consiste en lana mineral, en particular lana de roca y lana de vidrio; poliolefinas; poliéster; poliestirenos; metales; madera; cauchos; materiales no tejidos; y cualesquiera combinaciones de los mismos.
De forma ventajosa, la capa de núcleo es una capa de espuma, en particular una capa de espuma de polietileno, una capa de espuma de poliéster o una capa de espuma de poliuretano. Alternativamente, la capa de núcleo comprende una estructura de tipo panal de abeja.
Según otro aspecto ventajoso del panel de tipo sándwich, el primer panel estructural y/o el segundo panel estructural se fabrican con un material seleccionado del grupo que consiste en metales, en particular, aluminio, aleaciones de aluminio, acero inoxidable; madera; poliolefinas; y cualesquiera combinaciones o mezclas de los mismos.
En otro aspecto más de la presente descripción, se proporciona un sistema catalítico de poliuretano que comprende una primera amina bicíclica y una segunda amina bicíclica como se ha descrito anteriormente. En un aspecto particular, el sistema catalítico de poliuretano consiste en una primera amina bicíclica y una segunda amina bicíclica como se ha descrito anteriormente.
La presente descripción se refiere además al uso de una composición adhesiva de poliuretano curable de dos componentes como se ha descrito anteriormente para fabricar un panel de tipo sándwich que comprende al menos una capa de núcleo, al menos un primer panel estructural y al menos un segundo panel estructural.
En otro aspecto, la presente descripción se refiere al uso de una combinación de una primera amina bicíclica y una segunda amina bicíclica como se ha descrito anteriormente para preparar una composición de poliuretano curable, en particular una composición adhesiva de poliuretano curable de dos componentes.
En otro aspecto más, la presente descripción se refiere al uso de una combinación de una primera amina bicíclica y una segunda amina bicíclica como se ha descrito anteriormente, como un sistema catalítico de poliuretano, en particular como un sistema catalítico promotor de uretano, más en particular como aceleradores de la reacción de los grupos isocianato.
En otro aspecto más, la presente descripción se refiere al uso de un panel de tipo sándwich como se ha descrito anteriormente para aplicaciones industriales, en particular para aplicaciones en el mercado de transporte, en particular aplicaciones en automoción y aeroespaciales, o para aplicaciones en el mercado de construcción.
Ejemplos
La presente descripción se ilustra adicionalmente mediante los siguientes ejemplos. Estos ejemplos son meramente para fines ilustrativos, y no está previsto que sean limitantes del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Métodos y procedimientos de ensayo:
Tiempo de apertura
En una sala climatizada (20 °C y 65 % de humedad relativa), la muestra de composición adhesiva de poliuretano curable de dos componentes se aplica en múltiples tiras con una jeringa regular a una lámina de acero inoxidable de 100 mm x 100 mm que tiene un espesor de 0,6 mm y que comprende un tratamiento superficial que proporciona una energía superficial superior a 36 dinas por centímetro. Las tiras tienen una longitud de aproximadamente 100 mm, una anchura de aproximadamente 3 mm y están separadas entre sí por una distancia de 10 mm. Directamente después de la aplicación, se inicia un cronómetro. Una pieza de Styrofoam™ (espuma de poliestireno expandido) comercializada por The Dow Chemical Company y que tiene la siguiente dimensión: 30 mm x 50 mm x 25 mm, se coloca sobre el sustrato que contiene las tiras a lo largo de la dirección longitudinal de las tiras. Se presiona una pieza de espuma de poliestireno expandido contra el sustrato usando una presión suave del dedo cada 30 segundos y se comprueba la correcta humectación de la pieza de Styrofoam™. La correcta humectación de la pieza de espuma de poliestireno expandido por la muestra adhesiva se asegura cuando tras presionar la pieza de espuma de poliestireno sobre las tiras de muestra y la retirada inmediata, la transferencia de la composición a la superficie de la pieza de espuma de poliestireno se produce sin encordar (sin cordones). Se registra el tiempo para el cual deja de garantizarse la correcta humectación de la pieza de espuma de poliestireno por la composición a la superficie. La muestra de la composición se ensaya 3 veces y los resultados se expresan en segundos y representan el promedio de las tres mediciones.
Tiempo de prensado
En una sala climatizada (20 °C y 65 % de humedad relativa), la muestra de composición adhesiva de poliuretano curable de dos componentes se aplica a una lámina de acero inoxidable de 100 mm x 100 mm que tiene un espesor de 0,6 mm y que comprende un tratamiento superficial que proporciona una energía superficial superior a 36 dinas/ por centímetro. La composición de muestra se aplica en nueve tiras con una jeringa regular y a lo largo de toda la longitud del sustrato. Las tiras tienen una longitud de aproximadamente 100 mm, una anchura de aproximadamente 3 mm y están separadas entre sí por una distancia de aproximadamente 10 mm. Una capa de núcleo de poliestireno extruido (XPS) comercializada por The Dow Chemical Company con el nombre comercial Styrofoam™ y que tiene la siguiente dimensión: 10 cm x 10 cm y 10 cm de espesor se coloca sobre la lámina de acero inoxidable que contiene las tiras y se prensa utilizando presión manual. Se prepara una segunda lámina de acero inoxidable tratada superficialmente similar (dimensión de 10 cm x 10 cm y 1 cm de espesor) utilizando exactamente el mismo procedimiento como se ha descrito anteriormente y utilizando exactamente la misma cantidad de composición adhesiva de poliuretano curable de dos componentes. La segunda lámina de acero inoxidable tratada superficialmente preparada de esta manera se coloca lavada sobre la superficie expuesta de la capa de núcleo de poliestireno extruido (XPS) y se prensa utilizando presión manual, obteniendo de esta manera un panel de tipo sándwich de ensayo. El panel de tipo sándwich de ensayo se coloca a continuación y se prensa en una prensa automática (Fontijne LabEcon serie 300, comercializada por Fontijne Grotnes) a 40 °C y utilizando una presión de 10 kN. Al mismo tiempo, se inicia un cronómetro. La muestra prensada se retira de la prensa automática, se comprueba cada 30 segundos, y se comprueba el modo de fallo. El tiempo de prensado se considera suficiente y el modo de fallo correcto cuando se observa desgarro superficial dentro de la capa de núcleo (en oposición al fallo adhesivo en la interfase entre la capa de núcleo y el sustrato de cartón plano) después de abrir el panel de tipo sándwich de ensayo tirando de uno de los sustratos de cartón plano externos usando fuerza manual. Se registra el tiempo para el que se observa el fallo correcto. La composición de muestra se ensaya 3 veces y los resultados se expresan en segundos y representan el promedio de las tres mediciones.
Vida útil
La vida útil de las composiciones curables según la presente descripción se determina durante el almacenamiento en condiciones ambientales (20 0C y 50 % de humedad relativa) según los siguientes criterios: se comprueban el aspecto visual, la reactividad y la viscosidad tras el mezclado, y deben permanecer sin cambios.
Materiales empleados:
VORANOL RN 490: Poliéter poliol, comercializado por The Dow Chemical Company, EE. UU.
CASTOR OIL FSG: Poliéster poliol, comercializado por Loiret Haetjens, Francia.
HOLCOFLEX negro 216D: Pigmento, comercializado por Holcoflex, Países Bajos.
ANTI-TERRA U: Agente dispersante, comercializado por Byk Additives, Alemania.
BYK 9076: Agente dispersante, comercializado por Byk Additives, Alemania.
BENTONE 38: Modificador de la reología, comercializado por Elementis plc, R.U.
CALCIT MX20: carga de carbonato de calcio, comercializado por SH minerals GmbH, Alemania.
OMYA BLH: carga de carbonato de calcio, comercializado por Omya, Francia.
EXXSOL D80: disolvente de hidrocarburo, comercializado por Exxonmobil, Francia.
CATALYST A-33: catalizador de poliuretano basado en 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano, comercializado por Momentive, EE. UU.
TIB KAT 318: catalizador de poliuretano basado en estaño, comercializado por TIB Chemicals, Alemania.
TIB KAT 716: catalizador de poliuretano basado en bismuto, comercializado por TIB Chemicals, Alemania.
ALCHEM DBU: catalizador de poliuretano basado en 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno, comercializado por Air Products, Francia.
DABCO 8154: catalizador de poliuretano basado en 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano, comercializado por Air Products, Francia.
VORAMER MN 2115: MDI polimérico, comercializado por The Dow Company, EE. UU.
Preparación de las composiciones adhesivas de poliuretano de dos partes:
Las composiciones adhesivas de poliuretano de dos partes del ejemplo 1 y de los ejemplos comparativos C-1 a C-3 se preparan según el procedimiento general que se ha reseñado para el ejemplo 1:
Preparación del primer componente C1 (Poliol):
El componente C1 se prepara mezclando polioles, pigmento, agentes dispersantes en un mezclador (Dispermat VE10M con una hoja de teflón y placa dispersante adicionales) durante 15 min a 800 rpm. Después se añade el material de carga y se mezcla a 1000 rpm durante al menos 2 horas. Cuando la temperatura es inferior a 45 0C, se añaden finalmente el disolvente y el sistema catalítico, y el mezclado se mantiene durante 30 min.
Segundo componente C2 (isocianato de MDI):
El MDI polimérico se utiliza según se adquirió de The Dow Company con el nombre comercial VORAMER MN 2115.
Mezcla del componente C1 y del componente C2:
El mezclado de las partes C1 y C2 se realiza mediante un mezclado manual. El componente C1 y componente C2 se mezclan según una relación de mezcla en peso del primer componente C1 al segundo componente C2 de 100/25 (o 4:1).
Ejemplos:
Ejemplo 1 y ejemplos comparativos C-1 a C-3
En el ejemplo 1, una composición adhesiva de poliuretano curable de dos componentes se prepara mezclando los componentes C1 y C2, en donde el componente C1 comprende un sistema catalítico de poliuretano según la presente descripción, es decir, que comprende una primera amina bicíclica (DBU) y una segunda amina bicíclica (DABCO). El ejemplo comparativo C-1 se prepara mezclando los componentes C1 y C2, en donde el componente C1 comprende un sistema catalítico de poliuretano que no es según la presente descripción, es decir, que comprende solo una amina bicíclica (DABCO). El ejemplo comparativo C-2 se prepara mezclando los componentes C1 y C2, en donde el componente C1 comprende un sistema catalítico de poliuretano que no es según la presente descripción, es decir, que comprende una amina bicíclica (DABCO) y un catalizador de poliuretano basado en estaño. El ejemplo comparativo C-3 se prepara mezclando los componentes C1 y C2, en donde el componente C1 comprende un sistema catalítico de poliuretano que no es según la presente descripción, es decir, que comprende una amina bicíclica (DABCO) y un catalizador de poliuretano basado en bismuto. Los ingredientes y sus cantidades en los componentes C1 y C2 se indican en las Tablas 1 y 2. Las composiciones curables se preparan mezclando manualmente los componentes C1 y C2 respectivos en una copa desechable. La extrusión, curación y examen de las muestras se llevan a cabo según los procedimientos generales proporcionados anteriormente. Los resultados de la evaluación se muestran en la Tabla 3.
Tabla 1: Composición del componente C1.
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000011_0001
Tabla 2: Composición del componente C2.
Figure imgf000011_0002
Tabla 3: Propiedades de las composiciones adhesivas de poliuretano curadas.
Figure imgf000011_0003
Nota: (*) Medida como se describe en la sección de métodos de ensayo.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Una composición adhesiva de poliuretano curable de dos componentes que comprende:
    a) un primer componente C1 que comprende al menos un poliol;
    b) un segundo componente C2 que comprende al menos un isocianato;
    c) un sistema catalítico de poliuretano que comprende una primera amina bicíclica y una segunda amina bicíclica; y
    d) un material de carga en forma de partículas;
    en donde la cantidad total de sistema catalítico de poliuretano en el componente C1 o en el componente C2 está comprendida entre el 0,2 % en peso y el 1,0 % en peso, basado en el peso total del componente C1 o el componente C2, en donde la cantidad total del material de carga en forma de partículas en el componente C1 o en el componente C2 es superior al 40 % en peso, basado en el peso total del componente C1 o el componente C2, en donde el material de carga en forma de partículas se selecciona del grupo que consiste en carbonatos de calcio que tienen un tamaño de partícula promedio superior a 5 pm cuando se mide por una técnica gravitatoria según la norma ISO 13371-3:2001, y en donde la composición adhesiva curable de poliuretano de dos componentes está exenta de catalizadores metálicos de poliuretano.
  2. 2. Una composición curable según la reivindicación 1, en donde al menos una de la primera amina bicíclica o la segunda amina bicíclica es una amina terciaria bicíclica.
  3. 3. Una composición curable según cualquiera de la reivindicación 1 o 2, en donde al menos una de la primera amina bicíclica o la segunda amina bicíclica se selecciona del grupo que consiste en aminas azabicíclicas, aminas terciarias azabicíclicas, aminas diazabicíclicas y aminas terciarias diazabicíclicas.
  4. 4. Una composición curable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera amina bicíclica y la segunda amina bicíclica se seleccionan del grupo que consiste en 1-azabiciclo [2.2.2] octano; 8-azabiciclo[3.2.1]octano; N-metil-8-azabiciclo[3.2.1]octano; 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano; 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno; 1,5-diazabiciclo[5.4.0]undec-5-eno; 1,5-diazabiciclo[4.3.0]non-5-eno; 3,8-diazabiciclo[3.2.1]octano; 1,4-diazabiciclo[3.2.2]nonano; 3,9-diazabiciclo[3.3.1]non-1 -eno; 7,9-diazabiciclo[4.2.2]decano; 1,4-diazabiciclo[4.4.0]decano; y cualesquiera combinaciones de los mismos.
  5. 5. Una composición curable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos una de la primera amina bicíclica o la segunda amina bicíclica es una amina terciaria diazabicíclica.
  6. 6. Una composición curable según la reivindicación 5, en donde la amina terciaria diazabicíclica se selecciona del grupo que consiste en 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano; 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno; 1,5-diazabiciclo[5.4.0]undec-5-eno; 1,5-diazabiciclo[4.3.0]non-5-eno; 1,4-diazabiciclo[3.2.2]nonano; 1,4-diazabiciclo[4.4.0]decano; y cualesquiera combinaciones de los mismos.
  7. 7. Una composición curable según cualquiera de la reivindicación 5 o 6, en donde la amina terciaria diazabicíclica se selecciona del grupo que consiste en 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano; 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno; y cualesquiera combinaciones de los mismos.
  8. 8. Una composición curable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera amina bicíclica se selecciona para que sea 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno y la segunda amina bicíclica se selecciona para que sea 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano.
  9. 9. Una composición curable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la cantidad total de sistema catalítico de poliuretano en el componente C1 o en el componente C2 está comprendida entre el 0,3 % en peso y el 1,0 % en peso, entre el 0,5 % en peso y el 1,0 % en peso o incluso entre el 0,6 % en peso y el 1,0 % en peso, basado en el peso total del componente C1 o el componente C2.
  10. 10. Una composición curable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sistema catalítico de poliuretano está comprendido en el componente C1.
  11. 11. Una composición curable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la cantidad total de material de carga en forma de partículas en el componente C1 o en el componente C2 es superior al 45 % en peso, basado en el peso total del componente C1 o el componente C2.
  12. 12. Una composición curable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el material de carga en forma de partículas se selecciona del grupo que consiste en carbonatos de calcio triturados tratados con ácidos grasos o ésteres grasos.
  13. 13. Un método de fabricación de un panel de tipo sándwich que comprende al menos una capa de núcleo, al menos un primer panel estructural y al menos un segundo panel estructural, en donde el método comprende la etapa de usar una composición curable según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y en donde el método comprende las etapas de:
    a) mezclar el primer componente C1, el segundo componente C2, y el sistema catalítico de poliuretano para formar de esta manera una composición curable, en donde el sistema catalítico de poliuretano se activa a temperaturas mayores de una temperatura umbral;
    b) aplicar la composición curable obtenida en la etapa a) al primer panel estructural;
    c) poner en contacto la capa de núcleo con la composición curable aplicada al primer panel estructural;
    d) aplicar la composición curable obtenida en la etapa a) al segundo panel estructural;
    e) poner en contacto la capa de núcleo con la composición curable aplicada al segundo panel estructural, formando de esta manera una unidad multicapa; y
    f) calentar la unidad multicapa obtenida en la etapa e) a una temperatura superior a la temperatura umbral.
  14. 14. Un panel de tipo sándwich que comprende al menos una capa de núcleo, al menos un primer panel estructural y al menos un segundo panel estructural, y que además comprende una composición curada que une el primer panel estructural a un lado de la capa de núcleo y el segundo panel estructural al otro lado de la capa de núcleo, en donde la composición curada se obtiene mezclando el primer componente C1, el segundo componente C2 y el sistema catalítico de poliuretano de una composición curable como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, seguido del calentamiento de la composición curable por encima de la temperatura de activación del sistema catalítico de poliuretano.
  15. 15. Uso de una composición curable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 para fabricar un panel de tipo sándwich que comprende al menos una capa de núcleo, al menos un primer panel estructural y al menos un segundo panel estructural.
ES14193172T 2014-11-14 2014-11-14 Composición adhesiva de poliuretano de dos componentes Active ES2848298T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14193172.5A EP3020744B1 (en) 2014-11-14 2014-11-14 Two-component polyurethane adhesive composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2848298T3 true ES2848298T3 (es) 2021-08-06

Family

ID=51900764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES14193172T Active ES2848298T3 (es) 2014-11-14 2014-11-14 Composición adhesiva de poliuretano de dos componentes

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10392466B2 (es)
EP (1) EP3020744B1 (es)
CN (1) CN107001571A (es)
ES (1) ES2848298T3 (es)
WO (1) WO2016077511A1 (es)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018102333A1 (en) * 2016-11-30 2018-06-07 Dow Global Technologies Llc Isocyanate-blocked amidines as latent polyurethane catalysts
CN109181620B (zh) * 2018-08-22 2021-07-02 黎明化工研究设计院有限责任公司 一种可粘接时间长室温固化耐候性聚氨酯胶黏剂
US20220145149A1 (en) * 2018-10-19 2022-05-12 Covestro Intellectual Property Gmbh & Co. Kg Anhydrously curing polyisocyanate-based adhesives
CN109722206B (zh) * 2019-01-10 2021-05-25 广州吉必盛科技实业有限公司 双组分聚氨酯发泡胶及其制备方法
WO2020176437A1 (en) * 2019-02-25 2020-09-03 Henkel IP & Holding GmbH Thermal interface materials based on two-part polyurethanes
CN111826117B (zh) * 2020-08-17 2021-09-24 山东乐邦化工科技有限公司 一种双组份聚氨酯密封隔热胶
WO2022185115A1 (en) * 2021-03-04 2022-09-09 Uflex Limited An adhesive composition and a process for its preparation

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02265915A (ja) 1989-04-05 1990-10-30 Polyurethan Kasei Kk サンドイッチパネルの製造方法
WO1995008579A1 (en) 1993-09-22 1995-03-30 Ashland Oil, Inc. Polyurethane reaction system having a blocked catalyst combination
CN1080196C (zh) * 1996-06-27 2002-03-06 北新建材(集团)有限公司 一种轻质隔热夹芯板连续生产
EP1072622A1 (en) 1999-07-30 2001-01-31 Bayer Antwerpen N.V. Temperature critical catalysis of curable polyurethanes
JP2002003811A (ja) 2000-06-20 2002-01-09 Sekisui Chem Co Ltd ２液型ウレタン系接着剤及びこの接着剤を用いるハニカムサンドイッチ構造パネルの製造方法
ITTO20040255A1 (it) 2004-04-23 2004-07-23 Rohm & Haas Procedimento per realizzare strutture contenenti uretano e strutture cosi' realizzate
EP1690880A1 (de) 2005-02-11 2006-08-16 Sika Technology AG Zweikomponentige Polyurethanzusammensetzungen, insbesondere geeignet für den Einsatz als strukturelle Klebstoffe
JP4286234B2 (ja) * 2005-04-04 2009-06-24 アイカ工業株式会社 ウレタン樹脂系接着剤組成物
ATE440722T1 (de) 2007-06-01 2009-09-15 Sika Technology Ag Wabenverbundplatten und verwendung eines zweikomponenten-polyurethan-klebemittels bei ihrer herstellung
EP2322571A1 (de) 2009-11-06 2011-05-18 Sika Technology AG Zweikomponentige Klebstoff- oder Dichtstoffzusammensetzung mit Beschleunigungskomponente
EP2509892A1 (en) * 2009-12-10 2012-10-17 DSM IP Assets B.V. Impact resistant freight container
JP5267444B2 (ja) 2009-12-11 2013-08-21 トヨタ自動車株式会社 運転支援装置
JP2012251053A (ja) * 2011-06-01 2012-12-20 Yokohama Rubber Co Ltd:The ウレタン樹脂接着剤組成物
EP2597107A1 (de) * 2011-11-28 2013-05-29 Basf Se Verbundteile enthaltend plastisch verformbaren Polyurethanhartschaumstoff, Klebstoff und Abdeckmaterial

Also Published As

Publication number Publication date
EP3020744A1 (en) 2016-05-18
CN107001571A (zh) 2017-08-01
US10392466B2 (en) 2019-08-27
WO2016077511A1 (en) 2016-05-19
EP3020744B1 (en) 2020-12-30
US20170335046A1 (en) 2017-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2848298T3 (es) Composición adhesiva de poliuretano de dos componentes
ES2439266T3 (es) Prepolímeros de poliuretano líquidos útiles para adhesivos sin disolvente
CN108291130B (zh) 具有改善的失败模式的结构粘合剂
ES2625552T3 (es) Composición de adhesivo epoxídico de curado rápido
EP3487915B1 (en) Thermally expandable materials comprising an epoxy-functional polymer
EP2072249B1 (en) Laminating adhesive
BR112017026790B1 (pt) Composição e método
JP5230987B2 (ja) 表皮材一体発泡成形品用の軟質ポリウレタン発泡体
EP2881412A1 (en) Thermoplastic polyurethane and a composition thereof
ES2450917T3 (es) Procedimiento para la fabricación de un elemento compuesto de espuma
US8691929B2 (en) Curable compositions that form a polyurea demonstrating elongation properties over a large temperature range
EP3390479A1 (en) One-part polyurethane adhesive with high green strength
JP2011231215A (ja) ペーパーハニカム接着用二液混合硬化型ウレタン樹脂系接着剤組成物
BR112019009965A2 (pt) composição de adesivo laminado livre de poliéster
WO2019173058A1 (en) Adhesive composition
EP3762440B1 (en) Adhesive composition
US10428172B2 (en) Reactive polyurethane adhesive composition, polyurethane prepolymer, and flexible laminates including the same
US4097442A (en) Sandable polyurethane adhesive composition and laminates made therewith
JP2009029993A (ja) 軟質ポリウレタン発泡体及びその複合材料
JP5094594B2 (ja) 貼付材
ES2924304T3 (es) Adhesivo de poliuretano bajo en VOC
ES2807888T3 (es) Estructuras en capas y artículos preparados a partir de éstas
JP2020069786A (ja) 耐火性物品およびその製造方法
WO2016179256A1 (en) Adhesive formulation
KR20230121602A (ko) 알루미늄에 대한 개선된 접착력을 갖는 액체 수분 경화성 폴리우레탄