ES3036587T3 - Curable precursor of an adhesive composition - Google Patents

Curable precursor of an adhesive composition

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ES3036587T3
ES3036587T3 ES22830295T ES22830295T ES3036587T3 ES 3036587 T3 ES3036587 T3 ES 3036587T3 ES 22830295 T ES22830295 T ES 22830295T ES 22830295 T ES22830295 T ES 22830295T ES 3036587 T3 ES3036587 T3 ES 3036587T3
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radically
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Takahiro Danjo
Yoshihiko Tasaka
Zachary J Thompson
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Abstract

La presente divulgación se refiere a un precursor curable de una composición adhesiva, que comprende (a) un compuesto radicalmente (co)polimerizable, (b) un compuesto de vanadio, (c) un compuesto de beta-dicarbonilo y (d) un haluro de amonio cuaternario. La presente divulgación también se refiere a un método de curado de dicho precursor curable. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Precursor curable de una composición adhesiva
Campo técnico
La presente descripción se refiere a un precursor curable de una composición adhesiva que comprende un compuesto (co)polimerizable por radicales, un compuesto de vanadio, un compuesto de beta-dicarbonilo y un haluro de amonio cuaternario.
Antecedentes
Se sabe desde hace años que las composiciones curables son adecuadas para su uso en una variedad de aplicaciones que incluyen aplicaciones industriales de uso general, tales como adhesivos y recubrimientos, así como aplicaciones de alto rendimiento en la industria electrónica, tales como, por ejemplo, para sellar y unir componentes electrónicos. Con el uso cada vez mayor de composiciones curables a lo largo de los años, los requisitos de rendimiento se han vuelto cada vez más exigentes con respecto, en particular, al perfil de curado, el rendimiento de adhesión, la estabilidad durante el almacenamiento, las características de manejabilidad y procesabilidad, y el cumplimiento de los requisitos ambientales y de salud.
En los motores eléctricos, como los motores eléctricos para automóviles, el núcleo del motor se fabrica laminando chapas de acero. Por lo general, el laminado se lleva a cabo agrupando con dovelas. Las debilidades de este método son la aparición de pérdidas de hierro debido a un cortocircuito eléctrico en el núcleo laminado del motor y la insuficiente resistencia del núcleo laminado, especialmente cuando las chapas de acero son relativamente delgadas.
Para superar estas debilidades, se ha estudiado un método de laminado que utiliza un adhesivo. Los requisitos de los adhesivos para esta aplicación son una alta resistencia al despegado, un espesor de línea de unión delgado para un alto factor de llenado de las chapas de acero laminado en el núcleo del motor, un curado rápido para una producción en masa rentable del núcleo del motor y una durabilidad a altas temperaturas para soportar el calor generado en el motor durante el uso.
Para lograr una velocidad de curado rápida, se han usado adhesivos anaeróbicos que comprenden un acelerador. La desventaja de este tipo de adhesivo es la baja resistencia al despegado a altas temperaturas y la tendencia a que no se cure, especialmente en los bordes de la capa adhesiva, por la presencia de aire.
Para lograr una alta resistencia al despegado, se ha utilizado un adhesivo epoxídico termoendurecible de una sola parte. Este tipo de adhesivo requiere un proceso de calentamiento que no es deseado. Además, se han usado adhesivos epoxídicos o acrílicos de dos partes. Este tipo de adhesivo requiere una etapa de mezcla, lo que lleva mucho tiempo para lograr la resistencia necesaria para su posterior manipulación.
El documento WO 2016/053877 A1 describe un método para curar una composición curable, comprendiendo la composición curable un compuesto polimerizable por radicales libres, un haluro de amonio cuaternario y un compuesto metálico polivalente para curar por radicales libres la composición curable. El compuesto metálico polivalente comprende un compuesto de cobre(II), un compuesto de hierro(II o III), un compuesto de cobalto (II o III) o un compuesto de manganeso(III o III). Para el curado de la composición curable, un sustrato que tiene una capa de imprimación sólida dispuesta encima se pone en contacto con la composición curable, comprendiendo la capa de imprimación sólida un material aglutinante y un peróxido orgánico. Las desventajas de este método son el largo tiempo de proceso debido a la necesidad de una capa de imprimación que normalmente debe secarse durante 30 minutos, y el tiempo de curado relativamente largo de 30 minutos a 24 horas.
El documento US 6.552.140 B1 describe una composición polimerizable activable con aire que comprende un monómero polimerizable por radicales libres, un sistema activador para la polimerización del monómero polimerizable por radicales libres, una sal iónica soluble y un ácido débil latente, en donde dicho sistema activador comprende un compuesto autooxidable que es una beta dicetona. La composición activable con aire no contiene peróxido, ni un precursor de peróxido que produzca peróxido en ausencia de aire, ni ningún ingrediente que sea una fuente importante de radicales en ausencia de aire. El documento W02015/200007A1 describe una composición precursora de adhesivo curable que comprende un compuesto copolimerizable por radicales, un compuesto de beta-dicarbonilo y un nitrocompuesto. En los ejemplos se describe una composición adhesiva de dos partes, que tiene una parte A que comprende un monómero de metacrilato, un compuesto de beta-dicarbonilo y un compuesto nitro; y una parte B que comprende monómeros de metacrilato, cloruro de benciltributilamonio y naftenato de cobre (II).
Sigue existiendo la necesidad de un precursor curable de una composición adhesiva que logre rápidamente resistencia a la manipulación sin sacrificar la resistencia al despegado máxima de la composición adhesiva, es decir, que logre un equilibrio entre proporcionar resistencia al despegado muy rápidamente y, al mismo tiempo, tener un buen rendimiento final.
Tal y como se utilizan en la presente memoria, “ un/a” , “ el/la” , “ al menos uno/a” , y “ uno/a o más” se usan indistintamente. El término “ comprende” también incluye los términos “ consta fundamentalmente de” y “ consta de” .
Resumen
En un primer aspecto, la presente descripción se refiere a un precursor curable de una composición adhesiva, en donde el precursor curable comprende
(a) un compuesto (co)polimerizable por radicales,
(b) un compuesto de vanadio,
(c) un compuesto de beta-dicarbonilo, y
(d) un haluro de amonio cuaternario.
El precursor curable descrito en la presente descripción puede comprender una primera parte y una segunda parte, en donde la primera parte comprende el compuesto (co)polimerizable por radicales, y en donde cualquiera de (i) la primera parte comprende el compuesto de vanadio y el haluro de amonio cuaternario, y la segunda parte comprende el compuesto de beta-dicarbonilo; o
(ii) la primera parte comprende el compuesto de beta-dicarbonilo y la segunda parte comprende el compuesto de vanadio y el haluro de amonio cuaternario.
En otro aspecto, la presente descripción se refiere también a un método para curar el precursor curable de una composición adhesiva tal como se describe en el presente documento, comprendiendo el método
proporcionar un precursor curable que comprende una primera parte y una segunda parte tal como se describe en la presente descripción;
proporcionar un primer sustrato que tiene una superficie de contacto y un segundo sustrato que tiene una superficie de contacto;
aplicar la primera parte del precursor curable sobre al menos una parte de la superficie de contacto del primer sustrato; aplicar la segunda parte del precursor curable sobre al menos una parte de la superficie de contacto del segundo sustrato;
poner en contacto la primera parte del precursor curable sobre la superficie de contacto del primer sustrato con la segunda parte del precursor curable sobre la superficie de contacto del segundo sustrato; provocando así el curado del precursor curable de la composición adhesiva.
El precursor curable descrito en la presente descripción permite un curado rápido. El curado rápido permite el uso del precursor curable en aplicaciones de producción en masa rentables, como la laminación de chapas de acero para el núcleo del motor de motores eléctricos, por ejemplo, de automóviles.
El precursor curable descrito en la presente descripción tiene una buena resistencia a la manipulación incluso después de cortos tiempos de curado. Por “ buena resistencia a la manipulación” se entiende que la unión se puede mover sin que los dos sustratos se muevan de forma independiente. La resistencia a la manipulación se puede probar colgando un peso de 3 kg que produce una tensión de 0,1 MPa en la unión y comprobando si la unión se mantiene durante al menos 10 segundos. En algunas realizaciones, el precursor curable descrito en la presente descripción puede soportar una tensión de cizallamiento de 0,1 MPa o superior a temperatura ambiente (23 °C) después de un tiempo de curado de solo 30 segundos.
El precursor curable descrito en la presente descripción se puede curar a temperatura ambiente. Para el curado no se requieren medios adicionales tales como luz UV o calor.
Para curar el precursor curable descrito en la presente descripción, no se requiere una etapa de mezcla separada de la primera y la segunda parte del precursor curable. La primera parte del precursor curable se aplica sobre la superficie de contacto del primer sustrato a unir, y la segunda parte del precursor curable se aplica sobre la superficie de contacto del segundo sustrato a unir, y el curado se produce al poner en contacto la primera parte del precursor curable en la superficie de contacto del primer sustrato con la segunda parte del precursor curable sobre la superficie de contacto del segundo sustrato. El curado no comienza hasta que el primer y el segundo sustrato se unen y, tras el emparejamiento, las dos partes se mezclan espontáneamente por difusión y se curan para proporcionar la fuerza de unión. El precursor curable se puede curar de manera sustancialmente uniforme sin ningún proceso de mezcla física.
El precursor curable descrito en la presente descripción permite un espesor de línea de unión delgado que es importante para un alto factor de llenado de las chapas de acero laminadas en el núcleo del motor.
El precursor curable descrito en la presente descripción tiene una buena estabilidad y durabilidad a altas temperaturas, lo cual es requerido para soportar el calor generado en el motor en uso.
El precursor curable descrito en la presente descripción tiene una alta resistencia al despegado. En algunas realizaciones, el precursor curable descrito en la presente descripción tiene una alta resistencia al despegado de 2 MPa o superior a 180 °C, que se puede obtener ya después de un tiempo de curado de 48 horas.
El precursor curable descrito en la presente descripción tiene un iniciador activado por aire que genera un peróxido in situ. El iniciador comprende un compuesto de beta-dicarbonilo y un compuesto de vanadio. Mediante el iniciador activado por aire, se reduce la tendencia a fallos de curado, especialmente en los bordes de la capa adhesiva.Descripción detallada
En la presente descripción se describe un precursor curable de una composición adhesiva, en donde el precursor curable comprende
(a) un compuesto (co)polimerizable por radicales,
(b) un compuesto de vanadio,
(c) un compuesto de beta-dicarbonilo, y
(d) un haluro de amonio cuaternario.
Un “ precursor curable” pretende designar una composición que puede curarse usando un iniciador.
Por “ compuesto (co)polimerizable por radicales” se entiende un compuesto que se puede curar usando un iniciador que contiene o puede producir un radical libre. Un compuesto (co)polimerizable por radicales puede contener solo uno, dos, tres o más grupos polimerizables por radicales. Los ejemplos típicos de grupos (co)polimerizables por radicales incluyen grupos de carbono insaturados, tales como un grupo vinilo que está presente, por ejemplo, en un grupo (met)acrilato.
Tal como se usa en la presente descripción, “ (co)polimerizable” es un término abreviado que se refiere a “ polimerizable” y/o “ copolimerizable” .
El compuesto de vanadio no está particularmente limitado siempre que sea estable (como solución o dispersión) en el precursor curable, es decir, no se deposite en el fondo y esté bien mezclado para garantizar un curado uniforme y consistente de la composición adhesiva. Los compuestos de vanadio adecuados para su uso en la presente descripción son acetilacetonato de vanadilo, acetilacetonato de vanadio, acetilacetonato de óxido de vanadio, oxalato de vanadilo, cloruro de vanadio, óxido de vanadio y sulfato de vanadio.
Preferiblemente, el compuesto de vanadio comprende acetilacetonato de vanadilo.
El haluro de amonio cuaternario que está comprendido en el precursor curable es al menos parcialmente soluble en la composición curable. El haluro de amonio cuaternario debe permanecer bien distribuido por todo el precursor curable para garantizar un curado completo y consistente del precursor curable. El haluro de amonio cuaternario puede mejorar el grado de curado de la composición adhesiva.
Los haluros de amonio cuaternario adecuados incluyen aquellos que tienen cuatro grupos hidrocarbilo (por ejemplo, alquilo, alquenilo, cicloalquilo, aralquilo, alcarilo y/o arilo). Preferiblemente, los grupos hidrocarbilo se seleccionan independientemente entre grupos hidrocarbilo que tienen de 1 a 18 átomos de carbono, más preferiblemente de 1 a 12 átomos de carbono, y más preferiblemente de 1 a 4 átomos de carbono. Los ejemplos de grupos hidrocarbilo adecuados incluyen metilo, etilo, propilo, butilo, hexilo, octilo, dodecilo, hexadecilo y octadecilo, bencilo, fenilo, tolilo, ciclohexilo y metilciclohexilo. Los ejemplos de compuestos de amonio cuaternario adecuados incluyen haluros de tetrametilamonio, haluros de tetraetilamonio, haluros de tetrapropilamonio, haluros de tetrabutilamonio, haluros de etiltrimetilamonio, haluros de dietildimetilamonio, haluros de trimetilbutilamonio, haluros de trioctilmetilamonio y haluros de benciltributilamonio. Se puede usar cualquier ion haluro (por ejemplo, F, Cl, Br, I) en el haluro de amonio cuaternario, pero preferiblemente el ion haluro es cloruro o bromuro, más preferiblemente cloruro.
Enalgunas realizaciones, el cloruro de trioctilmetilamonio se usa como haluro de amonio cuaternario.
El precursor curable descrito en la presente descripción puede comprender del 0,01 al 5 por ciento en peso, preferiblemente del 0,1 al 2 por ciento en peso, del haluro de amonio cuaternario, basado en el peso total del precursor curable.
El precursor curable descrito en la presente descripción normalmente comprende una primera parte y una segunda parte. La primera parte comprende el compuesto (co)polimerizable por radicales. El compuesto de vanadio, el compuesto de beta-dicarbonilo y el haluro de amonio cuaternario se distribuyen entre la primera y la segunda parte del precursor curable según una de las dos opciones siguientes:
Cualquiera de
(i) la primera parte comprende el compuesto de vanadio y el haluro de amonio cuaternario, y la segunda parte comprende el compuesto de beta-dicarbonilo; o
(ii) la primera parte comprende el compuesto de beta-dicarbonilo y la segunda parte comprende el compuesto de vanadio y el haluro de amonio cuaternario.
Esto significa que el compuesto de vanadio y el compuesto de beta-dicarbonilo están en diferentes partes del precursor curable, y también el cloruro de amonio cuaternario y el compuesto de beta-dicarbonilo están en diferentes partes del precursor curable.
En algunas realizaciones preferidas, el compuesto de vanadio, el compuesto de beta-dicarbonilo y el haluro de amonio cuaternario se distribuyen entre la primera y la segunda parte del precursor curable según la opción (i), es decir, la primera parte comprende el compuesto de vanadio y el haluro de amonio cuaternario y la segunda parte comprende el compuesto de beta-dicarbonilo.
La segunda parte del precursor curable comprende preferiblemente además
(e) un iniciador para (co)polimerizar por radicales el compuesto (co)polimerizable por radicales.
El término “ iniciador” se refiere a una sustancia o un grupo de sustancias que pueden iniciar o contribuir al proceso de curado del precursor curable, es decir, iniciar o contribuir a la (co)polimerización radicalaria del compuesto (co)polimerizable por radicales.
El compuesto de vanadio y el compuesto de beta-dicarbonilo comprendidos en el precursor curable pueden formar un iniciador de peróxido in situ, es decir, tras poner en contacto el compuesto de vanadio y el compuesto de betadicarbonilo que están comprendidos en dos partes diferentes del precursor curable. Tras poner en contacto el compuesto de vanadio y el compuesto de beta-dicarbonilo, el curado activado por aire comienza mediante la formación in situ de un peróxido que tiene la función de un iniciador para la (co)polimerización por radicales del compuesto (co)polimerizable por radicales. En algunas realizaciones del precursor curable, el precursor curable comprende un iniciador adicional (e) para (co)polimerizar por radicales el compuesto (co)polimerizable por radicales. El iniciador (e) está comprendido en el precursor curable además del iniciador que se forma in situ por reacción entre el compuesto de vanadio y el compuesto de beta-dicarbonilo. El iniciador adicional (e) está comprendido en la segunda parte del precursor curable. Al añadir un iniciador (e), se puede reducir el tiempo de curado.
El iniciador adicional (e) puede ser un peróxido orgánico.
El peróxido orgánico puede ser un peroxiéster de ácido carboxílico monofuncional o multifuncional. Los peróxidos orgánicos comerciales incluyen, por ejemplo, ésteres t-alquílicos de ácidos peroxicarboxílicos, ésteres t-alquílicos de ácidos monoperoxidicarboxílicos, diésteres de di(t-alquilo) de ácidos diperoxidicarboxílicos, diésteres de alquileno de ácidos peroxicarboxílicos, peroxidicarbonatos de dialquilo y diésteres de O,O-t-alquil O-alquilo de ácido monoperoxicarboxílico. Los ejemplos de peróxidos orgánicos incluyen peroxidicarbonato de diisopropilo, peroxineodecanoato de t-butilo, peroxinodecanoato de t-amilo, monoperoxiéster de t-butilo de ácido maleico, peroxibenzoato de t-butilo, peroxi-2-etilhexanoato de t-butilo, peroxi-2-etilhexanoato de t-amilo, monoperoxicarbonato de O-isopropil O,O-t-butilo, peroxicarbonato de diciclohexilo, peroxicarbonato de dimiristilo, peroxicarbonato de dicetilo, peroxicarbonato de di(2-etilhexilo), peroxicarbonato de O,O-t-butil O-2-etilhexilo, peroxi-3,5,5-trimetilhexanoato de t-butilo, peroxibenzoato de t-amilo, peroxiacetato de t-butilo, peroxicarbonato de di(4-tbutilciclohexilo), peroxineodecanoato de cumilo, peroxipivalato de t-amilo, hidroperóxido de cumeno, peróxido de dibenzoílo y peroxipivalato de t-butilo. Los expertos en la materia conocerán otros peróxidos orgánicos adicionales. Un iniciador adicional preferido (e) es el hidroperóxido de cumeno.
Típicamente, la cantidad de iniciador adicional (e) es del 0,1 al 20 por ciento en peso, preferiblemente del 0,2 al 10 por ciento en peso, y más preferiblemente del 0,3 al 5 por ciento en peso, basado en el peso total del precursor curable.
El precursor curable comprende al menos un compuesto (co)polimerizable por radicales. Los compuestos (co)polimerizables por radicales útiles pueden comprender un compuesto etilénicamente insaturado que tiene uno o más (por ejemplo, uno, dos, tres, cuatro o más) grupos (co)polimerizables por radicales.
El compuesto (co)polimerizable por radicales del precursor curable descrito en la presente descripción puede comprender al menos uno de (met)acrilatos, (met)acrilamidas, otros compuestos vinílicos y combinaciones de los mismos.
Tal como se usa en la presente descripción, “ (met)acrilato” es un término abreviado que se refiere a “ acrilato” y/o “ metacrilato” . Por ejemplo, una “ (met)acrilamida” se refiere a “ acrilamida” y/o “ metacrilamida” .
Preferiblemente, el compuesto (co)polimerizable por radicales del precursor curable descrito en la presente descripción comprende un (met)acrilato. El (met)acrilato puede ser un monómero, un oligómero o un polímero.
Un “ monómero” es cualquier sustancia química que puede caracterizarse mediante una fórmula química, ya que contiene grupos insaturados polimerizables por radicales (incluidos los grupos (met)acrilato) que pueden polimerizarse en oligómeros o polímeros, aumentando así el peso molecular. El peso molecular de los monómeros normalmente se puede calcular simplemente basándose en la fórmula química dada.
“ Polímero” o “ material polimérico” se usan indistintamente para referirse a un homopolímero, copolímero, terpolímero, etc.
En algunas realizaciones, el compuesto (co)polimerizable por radicales comprende un (met)acrilato que tiene una funcionalidad de más de 1.
En algunas realizaciones, el compuesto (co)polimerizable por radicales comprende un (met)acrilato que tiene una funcionalidad de al menos 2.
En algunas realizaciones, el compuesto (co)polimerizable por radicales comprende un (met)acrilato que tiene una funcionalidad de al menos 3.
Por “ una funcionalidad de 1” se entiende que el (met)acrilato es un (met)acrilato monofuncional. Por “ una funcionalidad de 2” se entiende que el (met)acrilato es un (met)acrilato difuncional. Por “ una funcionalidad de 3” se entiende que el (met)acrilato es un (met)acrilato trifuncional. Un “ (met)acrilato monofuncional” pretende designar un compuesto de (met)acrilato que tiene un grupo funcional (met)acriloílo (que tiene la estructura H2C=CH-C(=O), y también puede denominarse “ (met)acrililo” o simplemente como grupo funcional “ (met)acrilo” ). Un “ (met)acrilato difuncional” pretende designar un compuesto de (met)acrilato que tiene dos grupos funcionales de (met)acriloílo. Un “ (met)acrilato trifuncional” pretende designar un compuesto de (met)acrilato que tiene tres grupos funcionales de (met)acriloílo.
Por “ una funcionalidad de más de 1" se entiende que la funcionalidad del (met)acrilato es más de 1, es decir, la funcionalidad puede ser 2 o 3, o un número no entero de más de 1 y menos de 2, o un número no entero de más de 2 y menos de 3, o un número no entero de más de 3. Un ejemplo de un (met)acrilato que tiene una funcionalidad no entera es un (met)acrilato que es un oligómero con cadenas laterales de (met)acrilato con un promedio de 2,3 cadenas laterales por oligómero (es decir, con algunas de las moléculas de oligómero que tienen 2 cadenas laterales y algunas otras de las moléculas de oligómero que tienen 3 cadenas laterales, y con un promedio de 2,3 cadenas laterales para todas las moléculas de oligómero). Este oligómero es un (met)acrilato que tiene una funcionalidad de 2,3, ya que tiene un promedio de 2,3 grupos funcionales de (met)acriloílo.
Por “ una funcionalidad de al menos 2" se entiende que la funcionalidad del (met)acrilato es 2 o más, es decir, la funcionalidad puede ser 2 o 3, o un número no entero de más de 2 y menos de 3, o un número no entero de más de 3.
Por “ una funcionalidad de al menos 3" se entiende que la funcionalidad del (met)acrilato es 3 o más, es decir, la funcionalidad puede ser 3 o un número no entero de más de 3.
Los ejemplos de (met)acrilatos monofuncionales adecuados incluyen (met)acrilato de 1,6-hexanodiol, (met)acrilato de 2-fenoxietilo, (met)acrilato de alilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de 2-etilhexilo, (met)acrilato de octilo, (met)acrilato de nonilo, (met)acrilato de decilo, (met)acrilato de laurilo, (met)acrilato de tridecilo, (met)acrilato de isobornilo, (met)acrilato de isopropilo, (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de n-hexilo, (met)acrilato de estearilo, (met)acrilato de tetrahidrofurfurilo y (met)acrilato de diciclopentadienilo.
Los ejemplos de (met)acrilatos difuncionales adecuados incluyen di(met)acrilato de 1,3-butilenglicol, di (met)acrilato de 1,3-propanodiol, di(met) acrilato de 1,4-butanodiol, di (met)acrilato de 1,4-ciclohexanodiol, di(met)acrilato de 1,6-hexanodiol, di(met)acrilatos de ciclohexanodimetanol alcoxilado), di(met)acrilato de hexanodiol alcoxilado, di(met)acrilato de neopentilglicol alcoxilado, bis [1-(2-(met) acriloxi)]-p-etoxifenildimetilmetano, bis [1-(3-(met) acriloxi2-hidroxi)]-p-propoxifenildimetilmetano, di(metacrilato de neopentilglicol hidroxipivalato modificado con caprolactona, di(met)acrilato de ciclohexanodimetanol, di(met)acrilato de dietilenglicol, di(met)acrilato de dipropilenglicol, di(met)acrilato de (10) bisfenol A etoxilado, di(met)acrilato de (3) bisfenol A etoxilado, di(met)acrilato de (4) bisfenol A etoxilado, di(met)acrilato de bisfenol A etoxilado, di(met)acrilato de etilenglicol, di(met)acrilato de trimetilolpropano modificado con hidroxipivalaldehído, di(met)acrilato de neopentilglicol, di(met)acrilato de polietilenglicol (200), di(met)acrilato de polietilenglicol (400), di(met)acrilato de polietilenglicol (600) di(met)acrilato de neopentilglicol propoxilado, di(met)acrilato de tetraetilenglicol, di(met)acrilato de triciclodecanodimetanol, di(met)acrilato de trietilenglicol y di(met)acrilato de tripropilenglicol.
Los ejemplos de (met)acrilatos trifuncionales adecuados incluyen tri(met)acrilato de 1,2,4-butanotriol, tri (met)acrilato de trimetilolpropano etoxilado (20) trimetilolpropano, tri(met)acrilato de trimetilolpropano etoxilado (3), di(met)acrilato de bisfenol A etoxilado (30), tri(met)acrilato(6) de de trimetilolpropano etoxilado (6), tri(met)acrilato de trimetilolpropano etoxilado (9), tri(met)acrilato de glicerol, tri(met)acrilato de pentaeritritol, tri(met)acrilato de glicerilo propoxilado (3), tri(met)acrilato de trimetilolpropano propoxilado (3), tri(met)acrilato de glicerilo propoxilado (5,5), tri(met)acrilato de trimetilolpropano propoxilado (6), tri(met)acrilato de trimetilolpropano y tri(met)acrilato de tris(2-hidroxietil) isocianurato.
Los ejemplos de (met)acrilatos adecuados que tienen una funcionalidad superior a 3 incluyen penta(met)acrilato de dipentaeritritol, tetra(met)acrilato de ditrimetilolpropano, tetra(met)acrilato de (4) pentaeritritol etoxilado, tetra(met)acrilato de pentaeritritol, hexa(met)acrilato de sorbitol., y hexa(met)acrilato de dipentaeritritol modificado con caprolactona.
Los ejemplos de (met)acrilamidas monofuncionales adecuadas incluyen N, N-dimetilacrilamida, N-vinilpirrolidona, N-vinilcaprolactama, diacetona (met)acrilamida y (met)acriloilmorfolina.
Un ejemplo de una (met)acrilamida difuncional adecuada es la bis(met)acrilamida de metileno.
También se pueden usar oligómeros de los monómeros de (met)acrilato y (met)acrilamida.
Otros ejemplos de (met)acrilatos adecuados incluyen monómeros y oligómeros de ácidos carboxílicos insaturados tales como el ácido (met)acrílico y los ácidos (met)acrilatados aromáticos (por ejemplo, ácidos trimelíticos metacrilados). El ácido acrílico y el ácido metacrílico son ejemplos de (met)acrilatos monofuncionales.
En algunas realizaciones, el precursor curable comprende ácido metacrílico. La cantidad de ácido metacrílico puede ser del 10 al 50 por ciento en peso, en función de la cantidad total del precursor curable.
Los ejemplos de compuestos vinílicos (co)polimerizables por radicales adecuados incluyen estireno, ftalato de dialquilo, succinato de divinilo, adipato de divinilo y ftalato de divinilo. Otros compuestos (co)polimerizables por radicales adecuados incluyen (met)acrilatos funcionalizados con siloxano, tal como se describe, por ejemplo, en las solicitudes PCT publicadas números WO 00/38619 (Guggenberger y col.), WO 01/92271 (Weinmann y col.), WO 01/07444 (Guggenberger y col.), WO 00/42092 (Guggenberger y col.) y (met)acrilatos funcionalizados con fluoropolímeros tal como se describe, por ejemplo, en las patentes US-5.076.844 (Fock y col.) y US-4.356.296 (Griffith y col.), y documentos EP 0373 384 (Wagenknecht y col.), EP 0201 031 (Reiners y col.) y EP 0201 778 (Reiners y col.).
Los compuestos (co)polimerizables por radicales adecuados pueden contener grupos hidroxilo y grupos funcionales radicalmente activos en una única molécula. Los ejemplos de dicho material incluyen (met)acrilatos de hidroxialquilo tales como (met)acrilato de 2-hidroxietilo, 4-hidroxibutilato, (met)acrilato de poli(propilenglicol),2-hidroxipropilacrilato, mono(met)acrilato o di(met)acrilato de glicerol, mono(met)acrilato o di (met)acrilato de trimetilolpropano, mono(met)acrilato o di(met)acrilato de trimetilolpropano, mono(met)acrilato, di(met)acrilato y tri(met)acrilato de pentaeritritol, mono(met)acrilato, di(met)acrilato, tri(met)acrilato, tetra(met)acrilato, o penta(met)acrilato de sorbitol, y 2,2-bis [4-(2-hidroxi-3-metiacriloxipropoxi)fenil]propano (Bis-GMA).
Los compuestos (co)polimerizables por radicales adecuados son comercializados por una amplia variedad de fuentes comerciales tales como, por ejemplo, Sartomer Co., Exton, Pensilvania, o pueden prepararse mediante métodos conocidos.
Típicamente, el precursor curable incluye una cantidad suficiente de compuestos (co)polimerizables por radicales para proporcionar la velocidad de endurecimiento o curado deseada y las propiedades generales deseadas tras el curado/endurecimiento. Si se desea, se pueden usar mezclas de compuestos (co)polimerizables por radicales.
El precursor curable descrito en la presente descripción puede comprender al menos el 20 por ciento en peso del compuesto (co)polimerizable por radicales, basado en el peso total del precursor curable.
Típicamente, la cantidad del compuesto (co)polimerizable por radicales es del 20 al 99,9 por ciento en peso, o del 25 al 98 por ciento en peso, o del 25 al 95 por ciento en peso del precursor curable, basado en el peso total del precursor curable.
En algunas realizaciones, la cantidad del compuesto (co)polimerizable por radicales es del 75 al 99,9 por ciento en peso, preferiblemente del 80 al 98 por ciento en peso, y más preferiblemente del 85 al 95 por ciento en peso del precursor curable, basado en el peso total del precursor curable.
El precursor curable descrito en la presente descripción puede comprender al menos el 20 por ciento en peso del (met)acrilato, basado en el peso total del precursor curable.
La cantidad del (met)acrilato puede ser del 20 al 99,9 por ciento en peso, o del 25 al 98 por ciento en peso, o del 25 al 95 por ciento en peso del precursor curable, basado en el peso total del precursor curable.
En algunas realizaciones, la cantidad del (met)acrilato es del 75 al 99,9 por ciento en peso, preferiblemente del 80 al 98 por ciento en peso, y más preferiblemente del 85 al 95 por ciento en peso del precursor curable, basado en el peso total del precursor curable.
El precursor curable puede comprender al menos el 30, preferiblemente al menos el 35 por ciento en peso del (met)acrilato que tiene una funcionalidad de más del 1, basado en el peso total del compuesto (co)polimerizable por radicales. En algunas realizaciones, el precursor curable comprende al menos el 40, o al menos el 45, o al menos el 50 por ciento en peso del (met)acrilato que tiene una funcionalidad de más de 1, basado en el peso total del compuesto (co)polimerizable por radicales.
El precursor curable puede comprender al menos el 30, preferiblemente al menos el 35 por ciento en peso del (met)acrilato que tiene una funcionalidad de al menos 2, basado en el peso total del compuesto (co)polimerizable por radicales. En algunas realizaciones, el precursor curable comprende al menos el 40, o al menos el 45, o al menos el 50 por ciento en peso del (met)acrilato que tiene una funcionalidad de al menos 2, basado en el peso total del compuesto (co)polimerizable por radicales.
El precursor curable puede comprender al menos el 30, preferiblemente al menos el 35 por ciento en peso del (met)acrilato que tiene una funcionalidad de al menos 3, basado en el peso total del compuesto (co)polimerizable por radicales. En algunas realizaciones, el precursor curable comprende al menos el 40, o al menos el 45, o al menos el 50 por ciento en peso del (met)acrilato que tiene una funcionalidad de al menos 3, basado en el peso total del compuesto (co)polimerizable por radicales.
En algunas realizaciones, el precursor curable comprende del 30 al 100 por ciento en peso del (met)acrilato que tiene una funcionalidad de al menos 3, en función del peso total del compuesto (co)polimerizable por radicales. Preferiblemente, el precursor curable comprende del 30 al 80 por ciento en peso del (met)acrilato que tiene una funcionalidad de al menos 3, basado en el peso total del compuesto (co)polimerizable por radicales. Más preferiblemente, el precursor curable comprende del 30 al 60 por ciento en peso del (met)acrilato que tiene una funcionalidad de al menos 3, basado en el peso total del compuesto (co)polimerizable por radicales.
El compuesto de vanadio se puede añadir al precursor curable en cualquier cantidad eficaz. Típicamente, el precursor curable descrito en el presente documento comprende del 0,0005 al 1,0 por ciento en peso del compuesto de vanadio, basado en el peso total del precursor curable. En algunas realizaciones, el precursor curable descrito en la presente descripción comprende al menos el 0,01 o al menos el 0,02, o al menos el 0,05, o al menos el 0,1 por ciento en peso del compuesto de vanadio, basado en el peso total del precursor curable. Preferiblemente, el precursor curable descrito en la presente descripción comprende al menos el 0,01 y hasta el 0,5 por ciento en peso, y más preferiblemente al menos el 0,02 y hasta el 0,5 por ciento en peso, del compuesto de vanadio, basado en el peso total del precursor curable.
El compuesto de beta-dicarbonilo usado para el precursor curable descrito en la presente descripción puede representarse mediante la fórmula
o puede ser una sal
X1 y X2 representan independientemente un enlace covalente, O, S,
en donde cada R4 representa independientemente hidrógeno o alquilo que tiene de 1 a 18 átomos de carbono, R1 y R2 representan independientemente un grupo hidrocarbilo o hidrocarbilo sustituido que tiene de 1 a 18 átomos de carbono,
R3 representa hidrógeno, o un grupo hidrocarbilo o hidrocarbilo sustituido que tiene de 1 a 18 átomos de carbono, o tomados juntos, dos cualquiera de R1, R2 o R3 forman un anillo de cinco o seis miembros.
Preferiblemente, R1 y R2 tienen cada uno de 1 a 12 átomos de carbono, más preferiblemente de 1 a 8 átomos de carbono, e incluso más preferiblemente de 1 a 4 átomos de carbono. Los grupos R1 y R2 ilustrativos incluyen metilo, etilo, isopropilo, n-propilo, butilpentilo, hexilo, octilo, decilo, dodecilo, hexadecilo y octadecilo. En general, la naturaleza de los sustituyentes en los grupos hidrocarbilo sustituidos (que pueden estar monosustituidos o polisustituidos) no es particularmente importante, excepto que los sustituyentes que interfieren con la polimerización por radicales deben usarse con moderación o excluirse por completo. Los ejemplos de grupos hidrocarbilo sustituidos incluyen grupos hidroxihidrocarbilo (por ejemplo, hidroxietilo e hidroxipropilo), grupos alcoxihidrocarbilo (por ejemplo, metoxietilo y metoxietoxi), grupos alcanoilhidrocarbilo (por ejemplo, acetiletilo y benzoiletilo), grupos haloalquilo (por ejemplo, cloroetilo y dicloropropilo) y grupos dialquilaminohidrocarbilo (por ejemplo, dimetilaminopropilo y dietilaminoetilo). En algunas realizaciones, dos de los R1, R2 y R3 tomados juntos forman un anillo de cinco o seis miembros. En esas realizaciones, dos de R1, R2 y R3 tomados juntos pueden representar, por ejemplo: un grupo divalente seleccionado de
y combinaciones de los mismos, en donde cada R4 representa independientemente H o un grupo alquilo que tiene de 1 a 18 átomos de carbono (preferiblemente un grupo alquilo que tiene de 1 a 12 átomos de carbono, más preferiblemente de 1 a 8 átomos de carbono, y más preferiblemente de 1 a 4 átomos de carbono), e y es 1, 2 o 3. Por ejemplo, el compuesto de beta-dicarbonilo puede ser 2,2-dimetil-1,3-dioxano-4,6-diona (ácido de Meldrum). Los ejemplos de grupos R4 incluyen hidrógeno, metilo, etilo, isopropilo, n-propilo, butilo, pentilo, hexilo, octilo, decilo, dodecilo, hexadecilo y octidecilo. Los ejemplos de grupos divalentes formados por dos de R1, R2 y R3 tomados juntos incluyen alquileno, alquilenoxi, oxicarboniloxi, carbonilalquileno, alquilencarboniloxi, alquilenoxicarbonilo, alquileno(alquil)amino y dialquileno(alquil)amino. Si R1 y R2 tomados juntos forman un anillo de 5 miembros, entonces al menos uno de X1 o X2 es un enlace covalente.
R3 puede representar hidrógeno o un grupo hidrocarbilo que tiene de 1 a 18 átomos de carbono. Los grupos R3 ilustrativos incluyen metilo, etilo, isopropilo, n-propilo, butilo, pentilo, hexilo, octilo, decilo, dodecilo, hexidecilo, fenilo, ciclohexilo, metilciclohexilo y octadecilo. Los ejemplos de grupos hidrocarbilo sustituidos R3 incluyen -CH<2>C(=O)OR4 en donde R4 es como se definió anteriormente (por ejemplo, R4 puede ser H, metilo, etilo, dodecilo u octadecilo). Cada uno de X 1 y X 2 representa independientemente un enlace covalente, O, S,
en donde R4 es como se ha descrito anteriormente.
En algunos casos, el compuesto de beta-dicarbonilo comprende ácido barbitúrico (es decir, R3 = H, tanto de X1 como de X2 =
donde R4 = H, y tomados juntos R1 y R2 = carbonilo) o un derivado del mismo (por ejemplo, un ácido 1,3-dialquilbarbitúrico). Los ejemplos de derivados de ácido barbitúrico adecuados incluyen ácido 1,3,5-trimetilbarbitúrico, ácido 1,3,5-trietilbarbitúrico, ácido 1,3-dimetil-5-etilbarbitúrico, ácido 1,5-dimetilbarbitúrico, ácido 1-metil-5-etilbarbitúrico, ácido 1-metil-5-propilbarbitúrico, ácido 5-etilbarbitúrico, ácido 5-propilbarbitúrico, ácido 5-butilbarbitúrico, ácido 1 -bencil-5-fenilbarbitúrico y ácido 1 -ciclohexil-5-etilbarbitúrico.
En algunas realizaciones, el compuesto de beta-dicarbonilo comprende un diéster de 2-acetilsuccinato de dialquilo que tiene de 8 a 14 átomos de carbono, preferiblemente de 8 a 12 átomos de carbono, y más preferiblemente de 8 a 10 átomos de carbono. El diéster de 2-acetilsuccinato de dialquilo puede estar sustituido o no sustituido. Los ejemplos incluyen 2-acetilsuccinato de dimetilo (acetilsuccinato de dimetilo), 2-acetilsuccinato de dietilo y 2-acetilsuccinato de metiletil.
Las sales útiles de los compuestos de beta-dicarbonilo pueden incluir sales de metales alcalinos (por ejemplo, litio, sodio, potasio o cesio), sales de NH4+ y sales de organoamonio de 1°, 2°, 3° y 4° (es decir, primarias, secundarias, terciarias y cuaternarias), que tienen preferiblemente de 1 a 24 átomos de carbono. Los ejemplos incluyen sales de tetrabutilamonio, dibencildimetilamonio, benciltributilamonio y tetraetilamonio.
El precursor curable descrito en la presente descripción puede comprender del 0,05 al 20 por ciento en peso, preferiblemente del 0,1 al 10 por ciento en peso, del compuesto de beta-dicarbonilo, basado en el peso total del precursor curable.
En algunas realizaciones del precursor curable descrito en la presente descripción, la primera parte del precursor curable comprende además un (met)acrilato monofuncional, es decir, un (met)acrilato que tiene una funcionalidad de 1.
La cantidad del (met)acrilato monofuncional puede ser del 20 al 80 por ciento en peso, preferiblemente del 30 al 70 por ciento en peso, más preferiblemente del 40 al 60 por ciento en peso, basado en el peso total del compuesto (co)polimerizable por radicales.
El precursor curable descrito en el presente documento puede comprender además un disolvente hidrófobo.
Para el disolvente hidrófobo, se puede usar cualquier disolvente hidrófobo que no reaccione con el compuesto de beta-dicarbonilo y con el iniciador adicional (e). Los disolventes hidrófobos adecuados son parafinas tales como parafinas líquidas y acetatos de éter tales como acetato de éter monobutílico de dietilenglicol (número CAS 124-17 4). También se pueden usar plastificantes tales como los plastificantes a base de dibenzoato de dipropilenglicol (por ejemplo, Benzoflex 9-88, comercializado por Eastman Chemical Company, Kingsport, TN, EE. UU.) como disolvente hidrófobo.
El disolvente hidrófobo se puede usar como diluyente no reactivo para los componentes del precursor curable, tales como el compuesto de beta-dicarbonilo y el iniciador si está presente. El disolvente hidrófobo puede migrar a la superficie del precursor curable para evitar la inhibición por oxígeno de la polimerización del compuesto (co)polimerizable por radicales del precursor curable.
El disolvente hidrófobo puede estar presente en la primera parte o en la segunda parte del precursor curable. El disolvente hidrófobo también puede estar presente tanto en la primera parte como en la segunda parte del precursor curable.
La cantidad de disolvente hidrófobo presente en el precursor curable puede ser de hasta el 70 por ciento en peso, basado en el peso total del precursor curable. Normalmente, la cantidad de disolvente hidrófobo es como máximo del 20, o como máximo del 10 por ciento en peso, basado en el peso total del precursor curable.
El precursor curable descrito en el presente documento puede comprender además un agente tixotrópico. El agente tixotrópico puede estar comprendido en la primera parte o en la segunda parte del precursor curable. El agente tixotrópico también puede estar comprendido en la primera y en la segunda parte del precursor curable. El agente tixotrópico puede ayudar a controlar las propiedades reológicas del precursor, por ejemplo, el espesor con el que recubre el sustrato. Un ejemplo de un agente tixotrópico útil es la sílice pirógena hidrófila.
El precursor curable descrito en la presente descripción puede incluir opcionalmente aditivos tales como, por ejemplo, uno o más rellenos, antioxidantes, plastificantes, agentes de adherencia, espesantes, fragancias, fotoestabilizadores con aminas impedidas (HALS), estabilizadores del UV, inhibidores (por ejemplo, que pueden acompañar a los compuestos polimerizables por radicales), coadyuvantes de recubrimiento, agentes de acoplamiento, agentes de endurecimiento o una combinación de los mismos. Los ejemplos de materiales de relleno incluyen sílice, arcillas y arcillas de superficie modificada. Los agentes endurecedores ilustrativos incluyen materiales elastoméricos tales como diversos cauchos sintéticos (por ejemplo, copolímeros de metacrilato de metilo, butadieno-estireno (MBS), copolímeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), poliuretanos lineales, cauchos de acrilonitrilo-butadieno, cauchos de estireno-butadieno, cauchos de cloropreno, cauchos de butadieno y cauchos naturales. Entre ellos, los cauchos de acrilonitrilo-butadieno son particularmente útiles debido a su normalmente buena solubilidad en el precursor curable. Los endurecedores se pueden utilizar solos o en combinación.
En el presente documento se describe además un método para curar el precursor curable de una composición adhesiva según la presente descripción, comprendiendo el método
proporcionar un precursor curable que comprende una primera parte y una segunda parte según la presente descripción;
proporcionar un primer sustrato que tiene una superficie de contacto y un segundo sustrato que tiene una superficie de contacto;
aplicar la primera parte del precursor curable sobre al menos una parte de la superficie de contacto del primer sustrato;
aplicar la segunda parte del precursor curable sobre al menos una parte de la superficie de contacto del segundo sustrato; y
poner en contacto la primera parte del precursor curable sobre la superficie de contacto del primer sustrato con la segunda parte del precursor curable sobre la superficie de contacto del segundo sustrato, provocando así el curado del precursor curable de la composición adhesiva.
La primera y la segunda parte del precursor curable se pueden aplicar sobre la superficie de contacto del primer o segundo sustrato, respectivamente, mediante el uso de cualquier tecnología de proceso de recubrimiento convencional adecuada.
La relación en peso entre la cantidad de la primera parte y la cantidad de la segunda parte aplicada sobre la superficie de contacto del primer y segundo sustratos puede ser de 20:1 a 1:1. Preferiblemente, la relación en peso entre la cantidad de la primera parte y la cantidad de la segunda parte es de 15:1 a 5:1, más preferiblemente de 12:1 a 8:1 y, con máxima preferencia, de 10:1.
T ras aplicar la primera y la segunda parte del precursor curable sobre al menos una parte de la superficie de contacto del primer y segundo sustrato, respectivamente, la primera parte del precursor curable sobre la superficie de contacto del primer sustrato se pone en contacto con la segunda parte del precursor curable sobre la superficie de contacto del segundo sustrato. Mediante este contacto, se produce el curado del precursor curable. Normalmente, no es necesario calentar la primera y la segunda parte del precursor curable mientras están en contacto entre sí.
Tras poner en contacto el compuesto de vanadio y el compuesto de beta-dicarbonilo que están comprendidos en dos partes diferentes del precursor curable, el compuesto de vanadio y el compuesto de beta-dicarbonilo comprendido en el precursor curable forman un iniciador de peróxido in situ cuando están en presencia de aire. El iniciador de peróxido inicia la (co)polimerización radicalaria del compuesto (co)polimerizable por radicales del precursor curable.
El curado no comienza hasta que se juntan la primera y la segunda parte del precursor curable y, tras el emparejamiento, las dos partes del precursor curable se mezclan espontáneamente por difusión y se curan. El precursor curable se puede curar de manera sustancialmente uniforme sin ningún proceso de mezcla física.
El curado se puede llevar a cabo a una temperatura inferior a 50 °C, o a una temperatura de como máximo 40 °C, o como máximo 30 °C, o a temperatura ambiente (23 °C). Preferiblemente, el curado se lleva a cabo a temperatura ambiente (23 °C).
Típicamente, tras un tiempo de curado de 5 minutos a temperatura ambiente (23 °C), se obtiene una composición adhesiva que tiene una resistencia al despegado de al menos 0,1 MPa. Preferiblemente, se obtiene una resistencia al despegado de al menos 0,1 MPa tras un tiempo de curado de 3 minutos, 1 minuto o 0,5 minutos. La resistencia al despegado (resistencia al cizallamiento por superposición, OLS) de la composición curada tras un tiempo de curado de al menos 48 horas a temperatura ambiente (23 °C) puede ser de al menos 2 MPa, o al menos 3 MPa, o al menos 4 MPa, o al menos 5 MPa, cuando se mide según el método de ensayo descrito en la sección experimental. El tiempo de curado se puede ajustar según se desee en función de las aplicaciones específicas y los requisitos de fabricación.
La composición curada preparada mediante el proceso descrito en la presente descripción puede tener una resistencia al cizallamiento por superposición (OLS) en un intervalo de 2,0 a 10,0 MPa, o de 2,0 a 8,0 MPa a temperatura ambiente (23 °C), cuando se mide según el método de ensayo descrito en la sección experimental.
La composición curada preparada mediante el proceso descrito en la presente descripción puede tener una resistencia al cizaNamiento por superposición (OLS) de al menos 1,0 MPa, al menos 1,5 MPa, al menos 2,0 MPa o al menos 3,0 MPa a 180 °C, cuando se mide de acuerdo con el método de ensayo descrito en la sección experimental.
La composición curada preparada mediante el proceso descrito en la presente descripción puede tener una resistencia al cizallamiento por superposición (OLS) en un intervalo de 1,0 a 5,0 MPa, o de 2,0 a 5,0 MPa a 180 °C, cuando se mide según el método de ensayo descrito en la sección experimental.
El precursor curable puede comprender un iniciador adicional (e) para (co)polimerizar por radicales el compuesto (co)polimerizable por radicales, además del iniciador que se forma in situ por reacción entre el compuesto de vanadio y el compuesto de beta-dicarbonilo. El iniciador adicional está comprendido en la segunda parte del precursor curable. Al añadir un iniciador, se puede reducir el tiempo de curado.
El precursor curable descrito en la presente descripción se puede usar para laminar chapas de acero para el núcleo del motor de motores eléctricos, por ejemplo, para vehículos tales como automóviles. El precursor curable descrito en la presente descripción también se puede usar para dispositivos electrónicos y conjuntos de pantallas.
Ejemplos
A menos que se indique lo contrario o sea fácilmente evidente a partir del contexto, todas las partes, porcentajes, proporciones, etc. de los ejemplos son en peso.
Materiales utilizados en los ejemplos
Métodos de ensayo
Resistencia al cizallamiento por superposición
El ensayo de resistencia al cizallamiento por superposición de los ejemplos y ejemplos comparativos se llevó a cabo usando chapas de acero SPCC-SB (acero laminado en frío), comercializadas por Test Piece Co., Ltd., Kanagawa, Japón, con dimensiones de 1,6 mm x 25 mm x 100 mm. Las placas se limpiaron con alcohol isopropílico para eliminar la grasa o las partículas contaminantes de la superficie. El área de superposición entre dos chapas fue de 25 mm x 12,5 mm. Según las combinaciones que se muestran en la Tabla 3, se dispersaron aproximadamente 30 mg de una composición precursora adhesiva - Parte A (es decir, de la primera parte de un precursor curable de una composición adhesiva) sobre la superficie de una primera chapa en el área de superposición y, usando un hisopo, se recubrió una capa delgada de aproximadamente 3 mg de composición precursora adhesiva - Parte B (es decir, de la segunda parte de un precursor curable de una composición adhesiva) sobre la superficie de una segunda chapa en el área de superposición. Las dos regiones de las chapas con precursores adhesivos se pusieron entonces en contacto entre sí de manera que la composición de la Parte A estuviera en contacto con la composición de la Parte B. Se usaron dos clips de encuadernación para mantener juntas las dos capas. La composición precursora adhesiva entre las chapas se dejó curar durante dos días a temperatura ambiente, formando una muestra de cizallamiento por superposición. El ensayo de resistencia al cizallamiento por superposición se llevó a cabo utilizando una máquina de ensayo de tracción convencional (máquina de ensayo universal Tensilon RTC1325A, A&D Co., Ltd., Tokio, Japón) montando los extremos opuestos de la placa de la muestra de cizallamiento por superposición en las abrazaderas de las máquinas de ensayo de tracción y, a continuación, aplicando una fuerza de cizallamiento a la muestra mediante una velocidad de extensión de la pinza de 5 mm/min. Los resultados se muestran en la Tabla 3.
Composiciones precursoras adhesivas - Parte A (PC-A1)
Las composiciones precursoras adhesivas se prepararon según las formulaciones que se muestran en la Tabla 1. Cada composición se mezcló minuciosamente para obtener una solución uniforme.
Tabla 1: Composiciones precursoras adhesivas - Parte A (valores en partes en peso).
Composiciones precursoras adhesivas - Parte B (PC-B1)
Las composiciones precursoras adhesivas se prepararon según las formulaciones que se muestran en la Tabla 2. Cada composición se mezcló minuciosamente para obtener una solución uniforme.
Tabla 2: Composiciones precursoras adhesivas - Parte B (valores en partes en peso).
Ejemplos 1 a 5 (Ej. 1 a Ej. 5) y los ejemplos comparativos 6 a 9 (EC-6 a EC-9)
Se prepararon ejemplos y ejemplos comparativos para su uso en la prueba de resistencia al cizallamiento por superposición, descrita anteriormente. La tabla 3 muestra la composición de PC-A y PC-B que se usaron para preparar cada ejemplo y ejemplo comparativo. Los resultados de la resistencia al cizallamiento por superposición, tanto a temperatura ambiente (RT) como a temperatura elevada, 180 °C, también se muestran en la Tabla 3.
Tabla 3: Ej. 1 a Ej. 5, EC-1 a EC-4 y resultados de resistencia al cizallamiento superpuestos.

Claims (11)

  1. REIVINDICACIONES i.Un precursor curable de una composición adhesiva, en donde el precursor curable comprende: (a) un compuesto (co)polimerizable por radicales, (b) un compuesto de vanadio, (c) un compuesto de beta-dicarbonilo, y (d) un haluro de amonio cuaternario.
  2. 2. El precursor curable de la reivindicación 1, en donde el precursor curable comprende una primera parte y una segunda parte, y en donde la primera parte comprende el compuesto (co)polimerizable por radicales, y en donde cualquiera de (i) la primera parte comprende el compuesto de vanadio y el haluro de amonio cuaternario, y la segunda parte comprende el compuesto de beta-dicarbonilo; o (ii) la primera parte comprende el compuesto de beta-dicarbonilo y la segunda parte comprende el compuesto de vanadio y el haluro de amonio cuaternario.
  3. 3. El precursor curable de la reivindicación 2, en donde la segunda parte comprende, además (e) un iniciador para (co)polimerizar por radicales el compuesto (co)polimerizable por radicales.
  4. 4. El precursor curable de la reivindicación 3, en donde el iniciador es un peróxido orgánico.
  5. 5. El precursor curable de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el compuesto (co)polimerizable por radicales comprende un (met)acrilato.
  6. 6. El precursor curable de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el compuesto (co)polimerizable por radicales comprende un (met)acrilato que tiene una funcionalidad de más de 1.
  7. 7. El precursor curable de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el compuesto (co)polimerizable por radicales comprende un (met)acrilato que tiene una funcionalidad de al menos 2.
  8. 8. El precursor curable de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el compuesto (co)polimerizable por radicales comprende un (met)acrilato que tiene una funcionalidad de al menos 3.
  9. 9. El precursor curable de la reivindicación 8, en donde el precursor curable comprende al menos el 30 por ciento en peso del (met)acrilato que tiene una funcionalidad de al menos 3, basado en el peso total del compuesto (co)polimerizable por radicales del precursor curable.
  10. 10. El precursor curable de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el precursor curable comprende al menos el 0,01 por ciento en peso del compuesto de vanadio, basado en el peso total del precursor curable.
  11. 11. El precursor curable de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el compuesto de beta-dicarbonilo está representado por la fórmula
    o una sal del mismo, en donde: X1 y X2 representan independientemente un enlace covalente, O, S,
    en donde cada R4 representa independientemente hidrógeno o alquilo que tiene de 1 a 18 átomos de carbono, R1 y R2 representan independientemente un grupo hidrocarbilo o un grupo hidrocarbilo sustituido que tiene de 1 a 18 átomos de carbono, R3 representa hidrógeno, o un grupo hidrocarbilo o un grupo hidrocarbilo sustituido que tiene de 1 a 18 átomos de carbono, o tomados juntos, dos de R1, R2 o R3 forman un anillo de cinco o seis miembros. El precursor curable de la reivindicación 11, en donde el compuesto de beta-dicarbonilo comprende un diéster de 2-acetilsuccinato de dialquilo que tiene de 8 a 14 átomos de carbono. El precursor curable de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en donde el compuesto de vanadio comprende acetilacetonato de vanadilo. El precursor curable de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en donde la primera parte del precursor curable comprende además un (met)acrilato monofuncional. Un método para curar el precursor curable de una composición adhesiva según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 14, comprendiendo el método: proporcionar un precursor curable que comprende una primera parte y una segunda parte según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 14; proporcionar un primer sustrato que tiene una superficie de contacto y un segundo sustrato que tiene una superficie de contacto; aplicar la primera parte del precursor curable sobre al menos una parte de la superficie de contacto del primer sustrato; aplicar la segunda parte del precursor curable sobre al menos una parte de la superficie de contacto del segundo sustrato; y poner en contacto la primera parte del precursor curable sobre la superficie de contacto del primer sustrato con la segunda parte del precursor curable sobre la superficie de contacto del segundo sustrato, provocando así el curado del precursor curable de la composición adhesiva.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4356296A (en) 1981-02-25 1982-10-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fluorinated diacrylic esters and polymers therefrom
DE3516256A1 (de) 1985-05-07 1986-11-13 Bayer Ag, 5090 Leverkusen (meth)-acrylsaeureester und ihre verwendung
DE3516257A1 (de) 1985-05-07 1986-11-13 Bayer Ag, 5090 Leverkusen (meth)-acrylsaeureester und ihre verwendung
DE3844619A1 (de) 1988-12-10 1990-07-12 Goldschmidt Ag Th Verwendung von perfluoroalkylgruppen aufweisenden (meth-)acrylsaeureestern in der dentaltechnik
US5076844A (en) 1988-12-10 1991-12-31 Goldschmidt AG & GDF Gesellschaft fur Dentale Forschung u. Innovationen GmbH Perfluoroalkyl group-containing (meth-)acrylate esters, their synthesis and use in dental technology
IE980775A1 (en) 1998-09-17 2000-03-22 Loctite R & D Ltd Auto-oxidation systems for air-activatable polymerisable compositions
DE19860361A1 (de) 1998-12-24 2000-06-29 Espe Dental Ag Vernetzbare Monomere auf Cyclosiloxanbasis, deren Herstellung und deren Verwendung in polymerisierbaren Massen
DE19860364C2 (de) 1998-12-24 2001-12-13 3M Espe Ag Polymerisierbare Dentalmassen auf der Basis von zur Aushärtung befähigten Siloxanverbindungen, deren Verwendung und Herstellung
DE19934407A1 (de) 1999-07-22 2001-01-25 Espe Dental Ag Hydrolysierbare und polymerisierbare Silane mit geringer Viskosität und deren Verwendung
DE10026432A1 (de) 2000-05-29 2002-02-14 3M Espe Ag Präpolymere (Meth)acrylate mit polycyclischen oder aromatischen Segmenten
JP4745670B2 (ja) * 2005-01-07 2011-08-10 大倉工業株式会社 二液主剤型アクリル系接着剤用ｂ剤
CN104220542B (zh) * 2012-02-23 2017-10-17 3M创新有限公司 结构丙烯酸粘合剂
US20170190937A1 (en) * 2014-06-24 2017-07-06 3M Innovative Properties Company Adhesive precursor composition, two-part adhesive kit, and method of making an adhesive composition
JP6695332B2 (ja) 2014-09-30 2020-05-20 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー フリーラジカル重合方法及びそれによる物品
EP3888617A4 (en) * 2018-11-28 2022-08-24 Kuraray Noritake Dental Inc. DENTAL ADHESIVE KIT

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