ES3040286T3

ES3040286T3 - Use of a coating formed from a composition containing thermally conductive fillers to provide a substrate with thermal and fire protection

Info

Publication number: ES3040286T3
Application number: ES21721804T
Authority: ES
Inventors: Liang Ma; Allison G Condie; Jr Marvin M Pollum; Maria S French; Lorraine Hsu; Shuyu Fang; Hong Li; Calum H Munro; Cynthia Kutchko; Eric S Epstein; Gobinda Saha
Original assignee: PPG Industries Ohio Inc
Current assignee: PPG Industries Ohio Inc
Priority date: 2020-04-15
Filing date: 2021-04-14
Publication date: 2025-10-29
Anticipated expiration: 2041-04-14
Also published as: KR20250090388A; CA3175415A1; KR102822422B1; US20230212435A1; WO2021211694A1; AU2021256983A1; KR20230008088A; MX2022012902A; EP4136139A1; CN115916874A; EP4136139B1; AU2021256983B2

Abstract

Se describe una composición que comprende una molécula con un grupo funcional electrofílico, opcionalmente una segunda molécula con un grupo funcional nucleofílico y un paquete de relleno termoconductor. El paquete de relleno puede comprender partículas de relleno termoconductoras y eléctricamente aislantes con una conductividad térmica de al menos 5 W/mK (medida según la norma ASTM D7984) y una resistividad volumétrica de al menos 10 Ω.m (medida según las normas ASTM D257, C611 o B193), y que pueden estar presentes en una cantidad de al menos el 50 % en volumen, con respecto al volumen total del paquete de relleno. El paquete de relleno termoconductor puede estar presente en una cantidad de al menos el 10 % en volumen, con respecto al volumen total de la composición. La presente invención también se refiere a un método para tratar un sustrato y a sustratos que comprenden una capa formada a partir de las composiciones descritas en este documento. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Uso de un recubrimiento formado a partir de una composición que contiene rellenos térmicamente conductores para proporcionar a un sustrato protección térmica y contra incendios

Campo de la invención

La presente invención se refiere al uso de un recubrimiento formado a partir de composiciones que contienen un componente de relleno térmicamente conductor, por ejemplo, selladores, adhesivos, masillas y composiciones de recubrimiento, para proporcionar a un sustrato protección térmica y contra incendios.

Antecedentes de la invención

Las composiciones de recubrimiento, que incluyen los selladores y adhesivos, se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones para tratar una variedad de sustratos o para unir dos o más materiales de sustrato. Se divulgan diferentes materiales poliméricos térmicamente conductores en los documentos US 2015/0125646 A1, EP 2402395 A2, JP 2008 169265 A1, US 2015/0140411 A1, US 2011/0027565 A1 y WO 2020/077333 A1.

La presente invención se dirige hacia el uso de un recubrimiento formado a partir de composiciones de uno y dos componentes que contienen rellenos térmicamente conductores para proporcionar a un sustrato protección térmica y contra incendios.

Resumen de la invención

La presente invención se dirige al uso de un recubrimiento formado a partir de una composición que comprende: una molécula que comprende un grupo funcional electrofílico; y un paquete de relleno térmicamente conductor que comprende partículas de relleno térmicamente conductoras y eléctricamente aislantes, las partículas de relleno térmicamente conductoras y eléctricamente aislantes tienen una conductividad térmica de al menos 5 W /m K (medida de acuerdo con ASTM D7984) y una resistividad de volumen de al menos 1 Q m (medida de acuerdo con ASTM D257), en el que las partículas de relleno térmicamente conductoras y eléctricamente aislantes están presentes en una cantidad de al menos 50 % en volumen en base al volumen total del paquete de relleno y en el que al menos 15 por ciento en volumen de las partículas de relleno térmicamente conductoras y eléctricamente aislantes, en base al volumen total del paquete de relleno, son térmicamente estables, en el que el término térmicamente estable se refiere a un pigmento, relleno, o polvo inorgánico que cuando se prueba utilizando la prueba de TGA bajo aire (de acuerdo con ASTM E1131), tiene no más de 5 % de pérdida de peso del peso total del pigmento, relleno, o polvo que se produce antes de 600 °C, para proporcionar un sustrato con protección térmica y contra incendios.

El recubrimiento se puede formar mediante un método para tratar un sustrato que comprende: poner en contacto al menos una porción de una superficie del sustrato con la composición definida anteriormente; en la que la composición, en un estado al menos parcialmente curado, forma un recubrimiento.

El recubrimiento formado sobre una superficie de un sustrato, en un estado al menos parcialmente curado:

(a) puede tener una conductividad térmica de al menos 0.5 W /m K según se mide utilizando un método de Fuente Plana Transitoria Modificada (MTPS) (conforme a ASTM D7984) con un analizador de conductividad térmica TCi de C-Therm Technologies Ltd.;

(b) puede tener una resistividad de volumen de al menos 1 x 109 Q m (medida de acuerdo con ASTM D257, C611, o B193) en un Electrómetro/Medidor de Alta Resistencia Keysight B2987A conectado a una Celda de Resistividad 16008B;

(c) puede tener una resistencia dieléctrica de al menos 1 kV/mm medida de acuerdo con ASTM D149 en un medidor dieléctrico (Sefelec RMG12AC-DC) conectado a dos electrodos de cobre con 1 pulgada de diámetro;

(d) puede tener una dureza Shore A 5 a 95 medida de acuerdo con ASTM D2240 con un durómetro Tipo A (Modelo 2000, Rex Gauge Company, Inc.) a temperatura ambiente;

(e) puede tener una dureza Shore D de 5 a 95, medida de acuerdo con el estándar ASTM D2240 con un Durómetro Tipo D (Modelo 2000, Rex Gauge Company, Inc.) a temperatura ambiente;

(f) puede tener una dureza Shore OO de menos de 90 medida de acuerdo con ASTM D2240 con un durómetro Tipo o O (Modelo AD-100-OO, Checkline);

(g) puede tener una resistencia a la tracción de 0.01 MPa a 1,000 MPa, según se determina de acuerdo con ASTM D412 utilizando una máquina Instron 5567 en modo de tracción con una tasa de extracción de 1 mm por minuto;

(h) puede tener un alargamiento de 1 % a 300 %;

(i) puede tener una resistencia al corte por solape de al menos 0.01 MPa (medida de acuerdo con ASTM D1002-10 utilizando una máquina Instron 5567 en modo de tracción con una tasa de extracción de 1 mm por minuto);

(j) puede tener una resistencia de prueba de una unión a tope de 0.001 N/mm2 a 500 N/mm2 (medida de acuerdo con ASTM D2095);

(k) puede tener un factor de pérdida por amortiguamiento acústico de al menos 0.1 a 20 °C y 200 Hz, 4 kg/m2, utilizando el método de prueba de Oberst;

(l) puede mantener una temperatura del sustrato que es al menos 100 °C más baja después de la exposición del recubrimiento sobre la superficie del sustrato a 1000 °C durante un tiempo de al menos 90 segundos que una temperatura de la superficie de un sustrato sin recubrimiento expuesto a 1000 °C durante ese tiempo;

(m) puede proporcionar un sustrato con protección térmica y contra incendios;

(n) puede no humear tras la exposición del sustrato a 1000 °C durante 500 s; y/o

(o) no puede exhibir grietas ni delaminación visibles a través del recubrimiento que expone el sustrato tras la exposición del sustrato a 1000 °C durante 500 s.

El recubrimiento formado sobre una superficie de un sustrato, en un estado al menos parcialmente curado, puede tener una conductividad térmica de al menos 0.5 W /m K (medida de acuerdo con ASTM D7984) y puede mantener una temperatura del sustrato que es al menos 100 °C más baja después de la exposición del recubrimiento sobre la superficie del sustrato a 1000 °C durante un tiempo de al menos 90 segundos que una temperatura de la superficie de un sustrato sin recubrimiento expuesto a 1000 °C durante ese tiempo.

El recubrimiento se puede formar sobre una superficie de la celda de batería en un conjunto de batería que comprende: la celda de batería y el recubrimiento.

Una superficie del sustrato se puede recubrir al menos parcialmente con una capa formada a partir de la composición.

En un estado al menos parcialmente curado, el recubrimiento puede tener una conductividad térmica de al menos 0.5 W/m K (medida de acuerdo con ASTM D7984), puede tener una fuga de corriente de menos de 0.5 mA/mm2 (medida de acuerdo con IEC 60243), puede mantener una temperatura del sustrato que es al menos 100 °C más baja después de la exposición del recubrimiento sobre la superficie del sustrato a 1000 °C durante un tiempo de al menos 90 segundos que una temperatura de la superficie de un sustrato sin recubrimiento expuesto a 1000 °C durante ese tiempo, y/o puede no humear tras la exposición del sustrato a 1000 °C durante 500 segundos.

Breve descripción de los dibujos

Las FIGS. 1 y 2 son vistas esquemáticas en perspectiva que ilustran un miembro térmicamente conductor utilizado en un paquete de baterías.

La FIG. 3 es un esquema que muestra la configuración utilizada en la prueba de protección contra incendios de los Ejemplos.

La FIG. 4 es un gráfico que ilustra el comportamiento frente al fuego de un sustrato que tiene un recubrimiento formado a partir de las composiciones del Ejemplo Comparativo 54 en comparación con un sustrato sin recubrimiento (no recubierto). El recubrimiento en el Ejemplo Comparativo 54 se incendió inmediatamente y se derritió después de que comenzó la prueba, momento en el que se terminó la prueba.

La FIG. 5 es un gráfico que ilustra el análisis termogravimétrico de las partículas de relleno térmicamente estables y térmicamente conductoras en comparación con las partículas de relleno térmicamente inestables y térmicamente conductoras.

La FIG. 6 es un gráfico que ilustra el efecto de ATH sobre el comportamiento frente al fuego de un sustrato que tiene un recubrimiento formado a partir de las composiciones de los Ejemplos (Comparativos) 55, 56 y 62-64 en comparación con un sustrato sin recubrimiento (no recubierto).

La FIG. 7 es un gráfico que ilustra el efecto del grosor del recubrimiento sobre el comportamiento frente al fuego de un sustrato que tiene un recubrimiento formado a partir de las composiciones del Ejemplo 56-58 en comparación con un sustrato sin recubrimiento (no recubierto).

La FIG. 8 es un gráfico que ilustra el efecto de la carga de relleno en el comportamiento frente al fuego de un sustrato que tiene un recubrimiento formado a partir de las composiciones de (a) los Ejemplos 59 y 60 en comparación con un sustrato sin recubrimiento (no recubierto) y (b) los Ejemplos 56 y 61 en comparación con un sustrato sin recubrimiento (no recubierto).

La FIG. 9 es un gráfico que ilustra el efecto del tipo de relleno sobre el comportamiento frente al fuego de un sustrato que tiene un recubrimiento formado a partir de las composiciones de los Ejemplos (Comparativos) 55, 56 y 65-67 en comparación con un sustrato sin recubrimiento (no recubierto).

Descripción detallada de la invención

A los efectos de esta descripción detallada, se debe entender que la invención puede asumir variaciones y secuencias de etapas alternativas, excepto cuando se especifique expresamente lo contrario. Más aún, salvo en los ejemplos operativos, o cuando se indique lo contrario, todos los números que expresen, por ejemplo, las cantidades de ingredientes utilizados en la especificación y las reivindicaciones se deben entender modificados en todos los casos por el término “aproximadamente”. De acuerdo con lo anterior, a menos que se indique lo contrario, los parámetros numéricos establecidos en la siguiente especificación y las reivindicaciones adjuntas son aproximaciones que pueden variar dependiendo de las propiedades deseadas que se obtendrán con la presente invención. Como mínimo, y no como un intento de limitar la aplicación de la doctrina de los equivalentes al alcance de las reivindicaciones, cada parámetro numérico se debe interpretar al menos a la luz del número de dígitos significativos notificados y al aplicar técnicas comunes de redondeo.

A pesar de que los rangos numéricos y los parámetros que establecen el amplio alcance de la invención son aproximaciones, los valores numéricos establecidos en los ejemplos específicos se informan con la mayor precisión posible. Sin embargo, cualquier valor numérico contiene intrínsecamente ciertos errores que resultan necesariamente de la variación estándar encontrada en sus respectivas mediciones de prueba.

También, se debe entender que cualquier rango numérico citado en el presente documento tiene la intención de incluir todos los subrangos que incluyen en el mismo. Por ejemplo, un rango de “1 a 10” está destinado a incluir todos los subrangos entre (y que incluye) el valor mínimo citado de 1 y el valor máximo citado de 10, es decir, que tienen un valor mínimo igual o mayor que 1 y un valor máximo igual o menor que 10.

Como se utilizan en el presente documento, los términos “que incluye”, “que contiene” y similares se entienden en el contexto de esta solicitud como sinónimos de “comprendiendo” y, por lo tanto, son abiertos y no excluyen la presencia de elementos, materiales, ingredientes o etapas de método adicionales no descritos o no citados. Como se utiliza en el presente documento, “que consiste en” se entiende en el contexto de esta solicitud para excluir la presencia de cualquier elemento, ingrediente o etapa de método no especificado. Como se utiliza en el presente documento, se entiende que “que consiste esencialmente en” en el contexto de esta solicitud incluye los elementos, materiales, ingredientes o etapas del método especificados “y aquellos que no afectan materialmente la(s) característica(s) básica(s) y novedosa(s)” de lo que se está describiendo. Como se utilizan en el presente documento, los términos abiertos incluyen términos cerrados tales como que consisten esencialmente en y que consisten en.

En esta solicitud, el uso del singular incluye el plural y el plural abarca el singular, a menos que se indique específicamente lo contrario. Por ejemplo, aunque en el presente documento se hace referencia a “un” grupo funcional electrofílico, “un” grupo funcional nucleofílico, “un” catalizador, “un” material de relleno, se puede utilizar una combinación (es decir, una pluralidad) de estos componentes.

Además, en esta solicitud, el uso de “o” significa “y/o” a menos que se indique específicamente lo contrario, aunque “y/o” se puede utilizar explícitamente en ciertos casos.

Como se utilizan en el presente documento, los términos “en”, “sobre”, “aplicado en”, “aplicado sobre”, “formado en”, “depositado en”, “depositado sobre” y similares significan formado, superpuesto, depositado o provisto sobre, pero no necesariamente en contacto con, una superficie de sustrato. Por ejemplo, una composición “aplicada sobre” una superficie de sustrato no excluye la presencia de una o más capas de recubrimiento intermedias o películas de la misma o diferente composición ubicadas entre la composición y la superficie del sustrato.

Como se utiliza en el presente documento, una “composición de recubrimiento” se refiere a una composición, por ejemplo, una solución, mezcla o dispersión, que, en un estado al menos parcialmente seco o curado, es capaz de producir una película, capa o similar en al menos una porción de la superficie de un sustrato.

Como se utiliza en el presente documento, una “composición selladora” se refiere a una composición de recubrimiento, por ejemplo, una solución, mezcla o una dispersión, que, en un estado al menos parcialmente seco o curado, tiene la capacidad de resistir condiciones atmosféricas tales como gradientes de temperatura y humedad y partículas, tales como humedad y temperatura y al menos parcialmente bloquear la transmisión de materiales, tales como partículas, agua, combustible y otros líquidos y gases.

Como se utiliza en el presente documento, una “composición de relleno de hueco” se refiere a una composición de recubrimiento, por ejemplo, una solución, mezcla o dispersión, que, en un estado al menos parcialmente seco o curado, que llena un hueco y que tiene una resistencia de unión a tope de al menos 0.001 N/mm2 (medida de acuerdo con ASTM D2095).

Como se utiliza en el presente documento, una “composición adhesiva” se refiere a una composición de recubrimiento, por ejemplo, una solución, mezcla o dispersión, que, al menos parcialmente seca o curada, produce una junta que soporta carga, tal como una junta que soporta carga que tiene una resistencia al corte por solape de al menos 0.05 Mpa, según se determina de acuerdo con ASTM D1002-10 utilizando una máquina Instron 5567 en modo de tracción con una tasa de extracción de 1 mm por minuto.

Como se utiliza en el presente documento, el término “un componente” o “1K” se refiere a una composición en la que todos los ingredientes se pueden premezclar y almacenar y en la que los componentes reactivos no reaccionan fácilmente en condiciones ambientales o ligeramente térmicas y permanecen “trabajables” durante al menos 10 días después de la mezcla, sino que reaccionan solo al activarse por una fuente de energía externa. bajo presión y/o bajo alta fuerza de corte. Las fuentes de energía externas que se pueden utilizar para promover el curado incluyen, por ejemplo, radiación (es decir, radiación actínica tal como la luz ultravioleta) y/o calor. Como se utiliza en el presente documento, el término “trabajable” significa que la viscosidad de la composición no se duplica o aumenta durante al menos 10 días después de mezclar los ingredientes.

Como se define más adelante en el presente documento, las condiciones ambientales generalmente se refieren a la temperatura ambiente (por ejemplo, 23 °C) y las condiciones de humedad o las condiciones de temperatura y humedad que se encuentran típicamente en el área en la que se aplica la composición a un sustrato, por ejemplo, a 10°C a 40 °C y 5 % a 80 % de humedad relativa, mientras que las condiciones ligeramente térmicas son temperaturas que están ligeramente por encima de la temperatura ambiente pero generalmente están por debajo de la temperatura de curado para la composición (es decir, en otras palabras, en condiciones de temperatura y humedad por debajo de las cuales los componentes reactivos reaccionarán y se curarán fácilmente, por ejemplo, > 40 °C y menos de 220 °C a 20 % a 80 % de humedad relativa).

Como se utiliza en el presente documento, el término “dos componentes” o “2K” se refiere a una composición en la que al menos una porción de los componentes reactivos se asocian fácilmente para formar una interacción o reaccionar para formar un enlace (física o químicamente), y al menos parcialmente se curan sin activación de una fuente de energía externa, tal como en condiciones ambientales o ligeramente térmicas, cuando se mezcla. Un experto en la técnica entiende que los dos componentes de la composición se almacenan por separado y se mezclan justo antes de la aplicación de la composición. Las composiciones de dos componentes se pueden calentar u hornear opcionalmente, como se describe a continuación.

Como se utiliza en el presente documento, el término “curado” o “curar” significa que los componentes que forman la composición se entrecruzan para formar una capa de película o unión. Como se utiliza en el presente documento, el término “al menos parcialmente curado” significa que al menos una porción de los componentes que forman la composición interactúan, reaccionan y/o se entrecruzan para formar una película, capa o enlace. En el caso de una composición de 1K, la composición se cura o cura al menos parcialmente cuando la composición se somete a condiciones de curado que conducen a la reacción de los grupos funcionales reactivos de los componentes de la composición. En el caso de una composición 2K, la composición se cura o cura al menos parcialmente cuando se mezclan los componentes de la composición, lo que da como resultado la reacción de los grupos funcionales reactivos de los componentes de la composición.

Como se utiliza en el presente documento, el “peso equivalente de epoxi” se determina al dividir el Mw medido del compuesto epoxi por el número promedio de grupos epóxido presentes en el compuesto epoxi.

Como se utiliza en el presente documento, “Mw” se refiere al peso molecular promedio en peso, por ejemplo, el valor teórico determinado por Cromatografía de Permeación en Gel utilizando el módulo de separación Waters 2695 con un refractómetro diferencial Waters 410 (detector RI) y estándares de poliestireno, tetrahidrofurano (THF) utilizado como eluyente a un caudal de 1 ml min-1, y dos columnas PL Gel Mixed C utilizadas para la separación.

Como se utiliza en el presente documento, el “peso equivalente de politiol” se puede determinar, por ejemplo, al titular una muestra con nitrato de plata alcohólico utilizando piridina como un solvente y THF, alcohol isopropílico, acetona, éteres de glicol o hidrocarburos como cosolventes.

Como se utiliza en el presente documento, el término “electrofílico” se refiere a un grupo funcional en un átomo o una molécula que tiene un orbital vacío, que incluye un orbital antienlazante a o antienlazante n. El átomo o la molécula que contiene el grupo funcional electrofílico puede ser un “catalizador”, es decir, sin sufrir ningún cambio químico permanente, o puede ser capaz de reaccionar químicamente con un reactivo que tiene un segundo grupo funcional, que incluye cualquier nivel de reacción desde reacción parcial hasta completa del reactivo, en el que el segundo grupo funcional puede ser diferente del grupo funcional reactivo (es decir, un grupo funcional nucleofílico) o se puede derivar de un grupo funcional que es el mismo que el grupo funcional reactivo.

Como se utiliza en el presente documento, el término “nucleofílico” se refiere a un grupo funcional en un átomo o una molécula que tiene un par de electrones o al menos un enlace n que puede donar electrones a un orbital vacío de un átomo o una molécula que contiene un grupo funcional electrofílico, tal como electrones de un par solitario, un enlace a o un enlace n. El átomo o la molécula que contiene el grupo funcional nucleofílico puede ser un “catalizador”, es decir, sin sufrir ningún cambio químico permanente, o puede ser capaz o reaccionar químicamente con un reactivo que tiene un segundo grupo funcional, que incluye cualquier nivel de reacción desde reacción parcial hasta completa del reactivo, en el que el segundo grupo funcional puede ser diferente del grupo funcional reactivo (es decir, un grupo funcional electrofílico) o se puede derivar de un grupo funcional que es el mismo que el grupo funcional reactivo.

Como se utiliza en el presente documento, el término “monofuncional” se refiere a un átomo o una molécula que contiene solo un grupo funcional electrofílico o nucleofílico en el que el grupo funcional solo reacciona para formar un nuevo enlace.

Como se utiliza en el presente documento, el término “polifuncional” se refiere a un átomo o una molécula que contiene un grupo funcional electrofílico o nucleofílico en el que el grupo funcional reacciona para formar más de un nuevo enlace más de una vez a través del mismo átomo (por ejemplo, una amina primaria, un alquino, etc.) y/o a través de múltiples reacciones individuales de átomos dentro de la molécula. Para mayor claridad, polifuncional incluye difuncional, donde “difuncional” significa dos grupos funcionales en una molécula que forman un nuevo enlace o un grupo funcional en una molécula que forma dos nuevos enlaces con un átomo en una molécula diferente.

Como se utilizan en el presente documento, los términos “ latente” o “bloqueado” o “encapsulado”, cuando se utilizan con respecto a un grupo funcional electrofílico o nucleofílico, significan una molécula o un compuesto que es activado por una fuente de energía externa antes de reaccionar (es decir, entrecruzamiento) o que tiene un efecto catalítico, según sea el caso. Por ejemplo, una molécula que comprende un grupo funcional electrofílico o una molécula que comprende un grupo funcional nucleofílico puede tener la forma de un sólido a temperatura ambiente y no tener efecto catalítico o reactividad hasta que se calienta y se derrite, o la molécula latente que comprende el grupo funcional nucleofílico o la molécula que comprende el grupo funcional electrofílico puede reaccionar reversiblemente con un segundo compuesto que evita cualquier efecto catalítico hasta que se invierte la reacción reversible mediante la aplicación de calor y se elimina el segundo compuesto, liberando la molécula que comprende el grupo funcional nucleofílico o la molécula que comprende el grupo funcional electrofílico para catalizar las reacciones.

Como se utiliza en el presente documento, “polímero” se refiere a oligómeros, homopolímeros y copolímeros.

Como se utiliza en el presente documento, “molécula pequeña” se refiere a una molécula que tiene un Mw de menos de 1200 g/mol y que no es polímero (es decir, no está compuesto de unidades de monómero repetidas).

Como se utiliza en el presente documento, el término “térmicamente estable” significa un pigmento, relleno o polvo inorgánico que, cuando se prueba utilizando la prueba TGA bajo aire (de acuerdo con ASTM E1131), no tiene más del 5 % de pérdida de peso del peso total del pigmento, relleno o polvo que se produce antes de 600 °C.

Como se utiliza en el presente documento, el término “térmicamente inestable” significa un pigmento, relleno o polvo inorgánico que, cuando se prueba utilizando la prueba TGA bajo aire (de acuerdo con ASTM E1131, tiene una pérdida de peso del peso total del pigmento de más del 5 % antes de 600 °C.

Como se utiliza en el presente documento, el término “relleno térmicamente conductor” o relleno “TC” significa un pigmento, relleno o polvo inorgánico que tiene una conductividad térmica de al menos 5 W /m K a 25 °C (medida de acuerdo con ASTM D7984).

Como se utiliza en el presente documento, el término “relleno térmicamente no conductor” o “relleno NTC” significa un pigmento, relleno o polvo inorgánico que tiene una conductividad térmica de menos de 5 W/m K a 25 °C (medida de acuerdo con ASTM D7984).

Como se utiliza en el presente documento, el término “relleno eléctricamente aislante” o “relleno EI” significa un pigmento, relleno o polvo inorgánico que tiene una resistividad en volumen de al menos 1 O m (medida de acuerdo con ASTM D257).

Como se utiliza en el presente documento, el término “relleno eléctricamente conductor” o “relleno EC” significa un pigmento, relleno o polvo inorgánico que tiene una resistividad en volumen de menos de 1 O m (medida de acuerdo con ASTM D257).

Como se utiliza en el presente documento, el término “humo” significa una suspensión de partículas y/o gases en el aire, visibles a simple vista, que se emiten cuando un material se somete a combustión.

Como se utiliza en el presente documento, el término “combustión” se refiere a la rápida oxidación de materiales como resultado de la exposición al calor o las llamas.

Como se utiliza en el presente documento, el término “solvente” se refiere a una molécula o un compuesto que tiene una alta presión de vapor tal como mayor de 2 mm Hg a 25 °C determinada por calorimetría diferencial de barrido de acuerdo con ASTIM E1782 y se utiliza para reducir la viscosidad de una resina pero que no tiene un grupo funcional reactivo capaz de reaccionar con un(os) grupo(s) funcional(es) en moléculas o compuestos en una composición.

Como se utiliza en el presente documento, el término “diluyente reactivo” se refiere a una molécula o un compuesto que tiene una presión de vapor baja tal como 2 mm Hg o menos a 25 °C determinada por calorimetría diferencial de barrido de acuerdo con ASTIM El782 y se utiliza para reducir la viscosidad de una resina pero que tiene al menos un grupo funcional capaz de reaccionar con un(os) grupo(s) funcional(es) en moléculas o compuestos en una composición.

Como se utiliza en el presente documento, el término “plastificante” se refiere a una molécula o un compuesto que no tiene un grupo funcional capaz de reaccionar con un(os) grupo(s) funcional(es) en moléculas o compuestos en una composición y que se agrega a la composición para disminuir la viscosidad, disminuir la temperatura de transición vítrea (Tg) e impartir flexibilidad.

Como se utiliza en el presente documento, a menos que se indique lo contrario, el término “sustancialmente libre” significa que un material en particular no se agrega intencionalmente a una mezcla o composición, respectivamente, y solo está presente como una impureza en una cantidad traza de menos del 5 % en peso en base a un peso total de la mezcla o composición, respectivamente. Como se utiliza en el presente documento, a menos que se indique lo contrario, el término “esencialmente libre” significa que un material en particular solo está presente en una cantidad menor de 2% en peso en base a un peso total de la mezcla o composición, respectivamente. Como se utiliza en el presente documento, a menos que se indique lo contrario, el término “completamente libre” significa que una mezcla o composición, respectivamente, no comprende un material particular, es decir, la mezcla o composición comprende el 0 % en peso de dicho material.

Como se utiliza en el presente documento, el porcentaje en volumen de cada ingrediente se calcula utilizando la siguiente ecuación:

volumen de ingrediente

<% vol ( ingrediente) = —>vol<;->u<---->m<----->e<--->n<---- ;>d<--->e<----->c<--->o<---->m<----->p<---->o<--->s<—>ictió<---->n<----->t<-->o<---->t<-->a<- :>lx 100%

en el que el volumen del ingrediente se calcula porPeso de in g red ien te

D ensidad verd a d era del in g red ien te

En el presente documento se divulga el uso de un recubrimiento formado a partir de una composición que comprende, o consiste esencialmente en, o que consiste en: una molécula que comprende un grupo electrofílico; y un paquete de relleno térmicamente conductor que comprende, o consiste esencialmente en, o consiste en, partículas de relleno térmicamente conductoras y eléctricamente aislantes que tienen una conductividad térmica de al menos 5 W/m K (medida de acuerdo con ASTM D7984) y una resistividad en volumen de al menos 1 Q m (medida de acuerdo con ASTM D257), en el que las partículas de relleno térmicamente conductoras y eléctricamente aislantes están presentes en una cantidad de al menos 50 % en volumen en base al volumen total del paquete de relleno, y en la que al menos 15 por ciento en volumen de las partículas de relleno térmicamente conductoras y eléctricamente aislantes, en base al volumen total del paquete de relleno, son térmicamente estables, en el que el término térmicamente estable se refiere a un pigmento, relleno, o polvo inorgánico que cuando se prueba utilizando la prueba de TGA bajo aire (de acuerdo con ASTM E1131), tiene no más de 5 % de pérdida de peso del peso total del pigmento, relleno, o polvo que se produce antes de 600 °C, para proporcionar un sustrato con protección térmica y contra incendios. Como se describe con más detalle a continuación, la composición opcionalmente puede comprender una molécula que comprende un grupo nucleofílico. Como se utiliza en el presente documento, la composición “consiste esencialmente en' un polímero que comprende un grupo electrofílico; y un paquete de relleno térmicamente conductor cuando la cantidad máxima de otros componentes es del 5 % en volumen o menos en base al volumen total de la composición.

Las partículas de relleno TC/EI están presentes en una cantidad de al menos el 50 por ciento de volumen en base al volumen total del paquete de relleno. Como se discute con más detalle a continuación, la composición puede tener una viscosidad de 10 cP a 108 cP a un esfuerzo cortante de 800 Pa según se mide por un reómetro rotacional Anton Paar MCR 301 a 25 °C utilizando una placa paralela con un diámetro de 25 mm (espaciado de 1 mm). La composición puede ser una composición termoestable y puede ser una composición de recubrimiento, como una composición selladora, una composición adhesiva, una composición de relleno de huecos, una masilla, un compuesto de moldeo, una composición imprimible en 3D o se puede utilizar en su estado al menos parcialmente seco o curado para formar una película, capa o similar, o una pieza, tal como una pieza fundida, moldeada, extruida o mecanizada. Como se utiliza en el presente documento, “termoestable” se refiere a un polímero que se endurece irreversiblemente mediante el curado de un prepolímero o resina líquida sólida o viscosa.

Moléculas que comprenden grupos funcionales electrofílicos

Como se indicó anteriormente, la composición comprende una molécula que comprende grupo(s) funcional(es) electrofílico(s) capaces de reaccionar con los grupos funcionales nucleofílicos de una segunda molécula (descrita a continuación). La molécula puede ser monofuncional o polifuncional. La molécula puede ser un monómero, una molécula pequeña o un polímero. Los grupos funcionales electrofílicos adecuados incluyen grupos funcionales de epoxi, grupos funcionales de carbonato, grupos funcionales de isocianato, grupos funcionales de ceto, grupos funcionales de aziridina, grupos funcionales de tiirano, grupos funcionales de lactona cíclica y grupos funcionales de carbodiimida. Las moléculas adecuadas que comprenden grupos funcionales electrofílicos que se pueden utilizar en las composiciones pueden incluir compuestos que contienen epoxi, compuestos que contienen carbonato, compuestos que contienen isocianato o combinaciones de los mismos.

Los compuestos que contienen epoxi adecuados que se pueden utilizar en las composiciones utilizadas en el presente documento pueden comprender monoepóxidos, diepóxidos y/o poliepóxidos.

Los monoepóxidos adecuados que se pueden utilizar incluyen éteres de monoglicidilo de alcoholes y fenoles, tales como el éter de fenil glicidilo, éter de n-butil glicidilo, éter de cresil glicidilo, éter de isopropil glicidilo, versatato de glicidilo, por ejemplo, CARDURA E disponible en Shell Chemical Co., y los ésteres de glicidilo de ácidos monocarboxílicos tales como el neodecanoato de glicidilo, Epodil 741 disponible en Evonik, Epodil 746 disponible en Evonik, ERISYS ® GE-7 disponible en CVC Thermoset Specialties, y mezclas de cualquiera de los anteriores.

Los poliepóxidos adecuados incluyen éteres de poliglicidilo de Bisfenol A, tales como las resinas epoxi Epon® 828 y 1001, y diepóxidos de Bisfenol F, tal como Epon® 862, que están disponibles comercialmente en Hexion Specialty Chemicals, Inc. Otros poliepóxidos adecuados incluyen éteres de poliglicidilo de alcoholes polihídricos, ésteres de poliglicidilo de ácidos policarboxílicos, poliepóxidos que se derivan de la epoxidación de un compuesto alicíclico olefínicamente insaturado, poliepóxidos que se derivan de la epoxidación de un compuesto cíclico no aromático olefínico insaturado, poliepóxidos que contienen grupos oxialquileno en la molécula epoxi y resinas epoxi novolac. Aún otros compuestos que contienen epoxi adecuados incluyen los novolacs de Bisfenol A epoxidados, los novolacs fenólicos epoxidados, los novolac cresílicos epoxidados y la bismaleimida de triglicidil p-aminofenol. El compuesto que contiene epoxi también puede comprender un aducto de epoxi con ácido dímero. El aducto de epoxi con ácido dímero se puede formar como el producto de reacción de reactivos que comprenden un compuesto de diepóxido (tal como un éter de poliglicidilo de Bisfenol A) y un ácido dímero (tal como un ácido dímero C36). El compuesto que contiene epoxi también puede comprender un compuesto que contiene epoxi modificado con copolímero de carboxilo-butadieno terminado-acrilonitrilo. El compuesto que contiene epoxi también puede comprender aceite de ricino epoxidado. El compuesto que contiene epoxi también puede comprender un acrílico que contiene epoxi, tal como el metacrilato de glicidilo. El compuesto que contiene epoxi también puede comprender un polímero que contiene epoxi, tal como el poliacrilato que contiene epoxi.

El compuesto que contiene epoxi puede comprender un aducto epoxi. La composición puede comprender uno o más aductos epoxi. Como se utiliza en el presente documento, el término “aducto epoxi” se refiere a un producto de reacción de un compuesto que es al menos difuncional y comprende al menos un grupo funcional de epóxido y al menos otro compuesto que no incluye un grupo funcional de epóxido. Por ejemplo, el aducto epoxi puede comprender el producto de reacción de los reactivos que comprenden: (1) un compuesto epoxi, un poliol y un anhídrido; (2) un compuesto epoxi, un poliol y un diácido; o (3) un compuesto epoxi, un poliol, un anhídrido y un diácido.

El compuesto epoxi utilizado para formar el aducto epoxi puede comprender cualquiera de los compuestos que contienen epoxi enumerados anteriormente que se pueden incluir en la composición.

El poliol utilizado para formar el aducto epoxi puede incluir dioles, trioles, tetraoles y polioles de mayor funcionalidad, es decir, compuestos que comprenden cinco o más grupos hidroxilo por molécula. También se pueden utilizar combinaciones de dichos polioles. Los polioles se pueden basar en una cadena de poliéter derivada de etilenglicol, propilenglicol, butilenglicol, hexilenglicol y similares, así como mezclas de los mismos. El poliol también se puede basar en una cadena de poliéster derivada de la polimerización de la caprolactona por apertura de anillo (denominados como polioles a base de policaprolactona en adelante). Los polioles adecuados también pueden incluir polioles de poliéter, polioles de poliuretano, polioles de poliurea, polioles acrílicos, polioles de poliéster, polioles de polibutadieno, polioles de polibutadieno hidrogenado, polioles de policarbonato, polioles de polisiloxano y combinaciones de los mismos. También se pueden utilizar poliaminas correspondientes a polioles, y en este caso, se formarán amidas en lugar de ésteres carboxílicos con los diácidos y anhídridos.

El poliol puede comprender un poliol a base de policaprolactona. Los polioles a base de policaprolactona pueden comprender dioles, trioles o tetraoles terminados con grupos hidroxilo primarios. Los polioles a base de policaprolactona disponibles comercialmente incluyen los que se venden bajo el nombre comercial Capa™ de Perstorp Group, tal como, por ejemplo, Capa 2054, Capa 2077A, Capa 2085, Capa 2205, Capa 3031, Capa 3050, Capa 3091 y Capa 4101.

El poliol puede comprender un poliol a base de politetrahidrofurano. Los polioles a base de politetrahidrofurano pueden comprender dioles, trioles o tetraoles terminados con grupos hidroxilo primarios. Los polioles a base de politetrahidrofurano disponibles comercialmente incluyen los que se venden bajo el nombre comercial Terathane®, tal como Terathane® PTMEG 250 y Terathane® PTMEG 650, que son mezclas de dioles lineales en los que los grupos hidroxilo se separan mediante grupos éter de tetrametileno repetidos, disponibles en Invista. Además, también se pueden utilizar polioles basados en dioles dímeros vendidos bajo los nombres comerciales Pripol®, Solvermol™ y Empol®, disponibles en Cognis Corporation, o polioles de base biológica, tales como el poliol tetrafuncional Agrol 4.0, disponible en BioBased Technologies.

El anhídrido que se puede utilizar para formar el aducto epoxi puede comprender cualquier anhídrido ácido adecuado conocido en la técnica. Por ejemplo, el anhídrido puede comprender anhídrido hexahidroftálico y sus derivados (por ejemplo, anhídrido metil hexahidroftálico); anhídrido Itálico y sus derivados (por ejemplo, anhídrido metil ftálico); anhídrido maleico; anhídrido succínico; anhídrido trimelítico; dianhídrido piromelético (PMDA); dianhídrido 3,3',4,4'oxidiftálico (ODPA); dianhídrido 3,3',4,4'-benzoferona tetracarboxílico (BTDA); y anhídrido 4,4'-diftálico (hexafluoroisopropilideno) (6FDA).

El diácido utilizado para formar el aducto epoxi puede comprender cualquier diácido adecuado conocido en la técnica. Por ejemplo, los diácidos pueden comprender ácido Itálico y sus derivados (por ejemplo, ácido metil Itálico), ácido hexahidroftálico y sus derivados (por ejemplo, ácido metil hexahidroftálico), ácido maleico, ácido succínico, ácido adípico y similares.

El aducto epoxi puede comprender un diol, un monoanhídrido o un diácido y un compuesto diepóxido, en el que la relación molar de los compuestos diol, monoanhídrido (o diácido) y dipropoxi en el aducto epoxi puede variar desde 0.5:0.8:1.0 hasta 0.5:1.0:6.0.

El aducto epoxi puede comprender un triol, un monoanhídrido o un diácido, y un compuesto diepóxido, en el que la relación molar de los compuestos triol, monoanhídrido (o diácido) y diepoxi en el aducto epoxi puede variar desde 0.5:0.8:1.0 hasta 0.5:1.0:6.0.

El aducto epoxi puede comprender un tetraol, un monoanhídrido o un diácido y un compuesto diepoxi, en el que la relación molar de los compuestos tetraol, monoanhídrido (o diácido) y diepoxi en el aducto epoxi puede variar desde 0.5:0.8:1.0 hasta 0.5:1.0:6.0.

El compuesto epoxi puede tener un peso equivalente epoxi de al menos 90 g/eq, tal como al menos 140 g/eq, tal como al menos 188 g/eq, y puede tener un peso equivalente epoxi no mayor de 2,000 g/eq, tal como no mayor de 1,000 g/eq, tal como no mayor de 500 g/eq. El compuesto epoxi puede tener un peso equivalente epoxi de 90 g/eq a 2,000 g/eq, tal como 140 g/eq a 1,000 g/eq, tal como 188 g/eq a 500 g/eq.

El compuesto epoxi puede tener al menos un grupo funcional que es diferente del(los) grupo(s) funcional(es) epóxido.

En otro ejemplo, el compuesto que contiene epoxi de la composición puede incluir además partículas elastoméricas. Como se utiliza en el presente documento, “partículas elastoméricas” se refiere a partículas que tienen una temperatura de transición vítrea (Tg) de -70 °Ca 0 °C según se mide por Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) o Análisis Mecánico Dinámico (DMA). Las partículas elastoméricas se pueden incluir en una resina portadora epoxi para su introducción en la composición del recubrimiento. Las partículas elastoméricas pueden separarse en fase del epoxi en el compuesto que contiene epoxi. Como se utiliza en el presente documento, el término “separado por fases” significa formar un dominio discreto dentro de una matriz del compuesto que contiene epoxi.

Las partículas elastoméricas pueden tener una estructura de núcleo/corteza. Las partículas elastoméricas adecuadas del núcleo/corteza pueden estar compuestas por una corteza acrílica y un núcleo elastomérico. El núcleo puede comprender cauchos naturales o sintéticos, polibutadieno, estirenobutadieno, poliisopreno, cloropreno, acrilonitrilo butadieno, caucho butílico, polisiloxano, polisulfuro, acetato de etileno vinilo, fluoroelastómero, poliolefina, estireno butadieno hidronatado o combinaciones de los mismos. El tipo de partículas elastoméricas y la concentración de las mismas no están limitadas siempre que el tamaño de partícula se encuentre dentro del rango especificado como se ilustra a continuación.

El tamaño promedio de las partículas elastoméricas puede ser, por ejemplo, de 0.02 micras a 5 micras (20 nm a 5,000 nm), tal como de 20 nm a 500 nm, tal como de 50 nm a 250 nm, los tamaños de partícula informados para las partículas de caucho proporcionados por Kaneka Texas Corporation, medidos por técnicas estándar conocidas en la industria. Los métodos adecuados para medir el tamaño de las partículas que se divulgan en el presente documento incluyen, por ejemplo, los medidos por microscopía electrónica de transmisión (TEM). Los métodos adecuados para medir el tamaño de las partículas mediante TEM incluyen suspender partículas elastoméricas en un solvente seleccionado de tal manera que las partículas no se hinchen y luego dejar caer la suspensión sobre una rejilla TEM que se deja secar bajo condiciones ambientales. Por ejemplo, la resina epoxi que contiene partículas elastoméricas de núcleo-corteza se puede diluir en acetato de butilo para la fundición por caída y las mediciones se pueden obtener a partir de imágenes adquiridas de un TEM Tecnai T20 que funciona a 200 kV y se analizan utilizando el software ImageJ, o un solvente, instrumento y software equivalente.

En un ejemplo, las partículas elastoméricas de núcleo-corteza finamente dispersas adecuadas que tienen un tamaño de partícula promedio que varía desde 50 nm hasta 250 nm se pueden premezclar o dispersar previamente en la molécula que comprende los grupos funcionales electrofílicos tales como en la resina epoxi tales como los epóxidos aromáticos, la resina epoxi fenólica novolac, el diepóxido de bisfenol A y/o bisfenol F y/o los epóxidos alifáticos. que incluyen epóxidos cicloalifáticos, en concentraciones que varían desde el 5 % hasta el 40 % de partículas de caucho en peso en base al peso total de la dispersión del caucho, tal como del 20 % al 35 %. Las resinas epoxi adecuadas también pueden incluir una mezcla de resinas epoxi. Cuando se utiliza, la resina portadora epoxi puede ser un componente que contiene epoxi, de tal manera que el peso del componente que contiene epoxi presente en la composición incluye el peso de la resina portadora epoxi.

Productos comerciales de ejemplo no limitantes de partículas elastoméricas de núcleo-corteza que utilizan partículas de caucho de poli(butadieno) que se pueden utilizar en la composición incluyen polvo de caucho de poli(butadieno) con núcleo-cubierta (comercialmente disponible como PARALOID™ EXL 2650<a>de Dow Chemical), una dispersión de caucho de poli(butadieno) con núcleo-cubierta (25 % de caucho de núcleo-corteza en peso) en éter de diglicidilo de bisfenol F (comercialmente disponible como Kane Ace MX 136), una dispersión de caucho de poli(butadieno) con núcleo-cubierta (33 % de caucho de núcleo-corteza en peso) en Epon® 828 (comercialmente disponible como Kane Ace MX 153), una dispersión de caucho de poli(butadieno) con núcleo-cubierta (33 % de caucho de núcleo-corteza en peso) en Epiclon® EXA-835LV (comercialmente disponible como Kane Ace MX 139), una dispersión de caucho de poli(butadieno) con núcleo-cubierta (37 % de caucho de núcleo-corteza en peso) en éter de diglicidilo de bisfenol A (comercialmente disponible como Kane Ace MX 257), y una dispersión de caucho de poli(butadieno) con núcleocubierta (37 % de caucho de núcleo-corteza en peso) en Epon® 863 (comercialmente disponible como Kane Ace MX 267), y dispersión de caucho de poli(butadieno) con núcleo-cubierta (40 % de caucho en peso) en éter de diglicidilo de bisfenol A (comercialmente disponible como Kane Ace MX 150), cada uno disponible en Kaneka Texas Corporation, y dispersiones de caucho acrílico.

Productos comerciales de ejemplo no limitantes de partículas elastoméricas de núcleo-corteza que utilizan partículas de caucho de estireno-butadieno que se pueden utilizar en la composición incluyen un polvo de caucho de estirenobutadieno con núcleo-cubierta (comercialmente disponible como CLEARSTRENGTH® XT100 de Arkema), polvo de caucho de estireno-butadieno con núcleo-cubierta (comercialmente disponible como PARALOID™ EXL 2650J), una dispersión de caucho de estireno-butadieno con núcleo-cubierta (33 % de caucho de núcleo-corteza en peso) en éter de diglicidilo de bisfenol A (comercialmente disponible como Fortegra™ 352 de Olin™), dispersión de caucho de estireno-butadieno con núcleo-cubierta (33 % de caucho en peso) en éter de diglicidilo de bisfenol A de baja viscosidad (comercialmente disponible como Kane Ace MX 113), una dispersión de caucho de estireno-butadieno con núcleocubierta (25 % de caucho de núcleo-corteza en peso) en éter de diglicidilo de bisfenol A (comercialmente disponible como Kane Ace MX 125), una dispersión de caucho de estireno-butadieno con núcleo-cubierta (25 % de caucho de núcleo-corteza en peso) en éter de diglicidilo de bisfenol F (comercialmente disponible como Kane Ace MX 135), una dispersión de caucho de estireno-butadieno con núcleo-cubierta (25 % de caucho de núcleo-corteza en peso) en epoxi novolac fenólico 438 D.E.N.™ (comercialmente disponible como Kane Ace MX 215), una dispersión de caucho de estireno-butadieno con núcleo-cubierta (25 % de caucho de núcleo-corteza en peso) en epoxi multifuncional MY-721 Araldite® (comercialmente disponible como Kane Ace MX 416), una dispersión de caucho de estireno-butadieno con núcleo-cubierta (25% de caucho de núcleo-corteza en peso) en epoxi multifuncional MY-0510 (comercialmente disponible como Kane Ace MX 451), una dispersión de caucho de estireno-butadieno con núcleo-cubierta (25 % de caucho de núcleo-corteza en peso) en Epoxi ciclo alifático Syna Epoxy 21 de Synasia (comercialmente disponible como Kane Ace MX 551), y una dispersión de caucho de estireno-butadieno con núcleo-cubierta (25 % de caucho de núcleo-corteza en peso) en polipropilenglicol (MW 400) (comercialmente disponible como Kane Ace MX 715), cada uno disponible en Kaneka Texas Corporation. Otras dispersiones de partículas de caucho de núcleo-corteza disponibles comercialmente incluyen Fortegra 352 (33% de partículas de caucho de núcleo-corteza en peso en resina epoxi líquida de bisfenol A), disponible en Olin Corporation. Otras dispersiones de partículas de caucho de núcleocorteza disponibles comercialmente incluyen Paraloid™ EXL 2650A (poli(butadieno) de núcleo-corteza) disponible comercialmente de Dow.

Productos comerciales de ejemplo no limitantes de partículas elastoméricas de núcleo-corteza que utilizan partículas de caucho de polisiloxano que se pueden utilizar en la composición incluyen un polvo de caucho de polisiloxano con núcleo-cubierta (comercialmente disponible como GENIOPERL® P52 de Wacker), una dispersión de caucho de polisiloxano con núcleo-cubierta (40 % de caucho de núcleo-corteza en peso) en éter de diglicidilo de bisfenol A (comercialmente disponible como ALBIDUR® EP2240A de Evonik), una dispersión de caucho de polisiloxano con núcleo-cubierta (25 % de caucho de núcleo-corteza en peso) en jER™828 (comercialmente disponible como Kane Ace MX 960), una dispersión de caucho de polisiloxano con núcleo-cubierta (25 % de caucho de núcleo-corteza en peso) en Epon® 863 (comercialmente disponible como Kane Ace MX 965) cada uno disponible en Kaneka Texas Corporation.

Las partículas elastoméricas pueden estar presentes en la composición en una cantidad de al menos 2 por ciento en peso en base al peso total de la composición, tal como al menos 3 por ciento en peso, tal como al menos 10 por ciento en peso, y pueden estar presentes en una cantidad de no mayor de 40 por ciento en peso en base al peso total de la composición, tal como no mayor de 35 por ciento en peso, tal como no mayor de 24 por ciento en peso. Las partículas elastoméricas pueden estar presentes en la composición en una cantidad de 2 por ciento en peso a 40 por ciento en peso en base a peso total de la composición, tal como 3 por ciento en peso a 35 por ciento en peso, tal como 10 por ciento en peso a 24 por ciento en peso. Las partículas elastoméricas utilizadas en el presente documento no se incluyen como parte de las partículas de relleno NTC/EI que se describen a continuación.

Como se discutió anteriormente, la molécula que comprende el(los) grupo(s) funcional(es) electrofílico(s) también puede comprender un isocianato. El isocianato puede ser monomérico, una molécula pequeña o polimérico que contiene uno o más grupos funcionales de isocianato (-N=C=O).

Los compuestos que contienen isocianato monomérico adecuados incluyen isocianato de p-tolilo, isocianato de hexilo, isocianato de fenilo, isocianato de etilo arilato, isocianato de metacriloiloxietilo, isocianato de 3-(trietioxisilil)propilo.

Los compuestos que contienen isocianato adecuados que se pueden utilizar en las composiciones descritas en el presente documento pueden comprender un poliisocianato. Por ejemplo, el poliisocianato puede comprender poliisocianatos lineales, ramificados, cíclicos, alifáticos y/o aromáticos C<2>-C<20>.

Los poliisocianatos alifáticos pueden incluir (i) isocianatos de alquileno, tales como: diisocianato de trimetileno; diisocianato de tetrametileno, tal como diisocianato de 1,4-tetrametileno; diisocianato de pentametileno, tal como diisocianato de 1,5-pentametileno y diisocianato de 2-metil-1,5-pentametileno, diisocianato de hexametileno (“HDI”), disponible comercialmente como Demodur XP 2617 (Covestro), tal como diisocianato de 1,6-hexametileno y diisocianato de 2,2,4 y 2,4,4-trimetilhexametileno, o mezclas de los mismos; diisocianato de heptametileno, tal como diisocianato de 1,7-heptametileno; diisocianato de propileno, tal como diisocianato de 1,2-propileno; diisocianato de butileno, tal como diisocianato de 1,2-butileno, diisocianato de 2,3-butileno, diisocianato de 1,3-butileno, y diisocianato de 1,4-butileno; diisocianato de etileno; diisocianato de decametileno, tal como diisocianato de 1,10-decametileno; diisocianato de etilideno; y diisocianato de butilideno. Los poliisocianatos alifáticos también pueden incluir (ii) isocianatos de cicloalquileno, como: diisocianato de ciclopentano, tal como diisocianato de 1,3-ciclopentano; diisocianato de ciclohexano, tal como diisocianato de 1,4-ciclohexano, diisocianato de 1,2-ciclohexano, diisocianato de isoforona (“ IPDI”), bis(4-ciclohexilisociato) de metileno (“HMDI”); y diisocianatos de aralquilo mixtos tales como diisocianatos de tetrametilxililo, tal como diisocianato de metatetrametilxileno (disponible comercialmente como TMXDI® de Allnex SA). Los dímeros, trímeros, oligómeros y polímeros de los poliisocianatos mencionados anteriormente también se pueden utilizar como ciclotrímero de diisocianato de 1,6-hexametileno (también conocido como trímero de isocianato de HDI, disponible comercialmente como Desmodur N3300 (Covestro)).

Los poliisocianatos aromáticos pueden incluir (i) isocianatos de arileno, tales como: diisocianato de fenileno, tal como diisocianato de m-fenileno, diisocianato de fenileno y 2,4-diisocianato de clorofenileno; diisocianato de naftaleno, tal como diisocianato de 1,5 naftaleno y diisocianato de 1,4-naftaleno. Los poliisocianatos aromáticos también pueden incluir (ii) isocianatos de alcarileno, tales como: diisocianatos aromáticos interrumpidos por metileno, tal como el diisocianato de metano de 4,4'-difenileno (“MDI”), y análogos alquilados tales como diisocianato de 3,3'-dimetil-4,4'-difenilnetano y diisocianato de metilendifenilo polimérico; diisocianato de tolueno (“TDI”), tal como diisocianato de 2,4-tolileno o diisocianato de 2,6-tolileno, o mezclas de los mismos, y el diisocianato de bitolueno; y diisocianato de 4,4-toluidina; diisocianato de xileno; diisocianato de dianisidina; diisocianato de xileno y otros diisocianatos de benceno.

Los poliisocianatos también pueden incluir: triisocianatos, tales como 4,4',4”-triisocianato de trifenil metano, 1,3,5-triisocianato de benceno y 2,4,6-triisocianato tolueno; tetraisocianatos, tales como metano-2,2',5,5'-tetraisocianato de 4,4'-difenildimetilo; y poliisocianatos polimerizados, tales como dímeros y trímeros de diisocianato de tolileno y similares.

El compuesto de isocianato puede tener al menos un grupo funcional que es diferente del(os) grupo(s) funcional(es) de isocianato.

Como se discutió anteriormente, la molécula que comprende el(los) grupo(s) funcional(es) electrofílico(s) también puede comprender un compuesto que contiene carbonato. El compuesto que contiene carbonato puede ser polimérico

y puede contener uno o más grupos funcionales de carbonato ( O ).

Los compuestos que contienen carbonato monofuncionales adecuados que se pueden utilizar en las composiciones descritas en el presente documento pueden incluir carbonato de propileno, carbonato de glicerol, metacrilato de carbonato de glicerol, carbonato de alil glicilglicerol, trietoxisilano de carbonato de propilo, carbonato de fenoxicarboniloximetil etileno o combinaciones de los mismos.

Otras moléculas adecuadas que comprenden un grupo funcional electrofílico incluyen aminas cuaternarias Las aminas cuaternarias pueden comprender bromuro de tetrabutilamonio, cloruro de tetrabutilamonio y bromuro de benciltrimetilamonio.

Ejemplos adicionales de moléculas adecuadas que comprenden un grupo funcional electrofílico incluyen catalizadores de ácido de Lewis tales como el bismuto (K-Kat 348 disponible comercialmente en King Industries), el zinc (K-KatXK-635 y XK-672 disponibles comercialmente en King Industries) y el estaño (dilaurato de dibutilestaño de Songwon o diacetilacetonato de dibutilestaño disponible en Kaneka).

La molécula que comprende el grupo funcional electrofílico puede estar presente en la composición en una cantidad de al menos 1 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como al menos 3 % en volumen, tal como al menos 5 % en volumen, y puede estar presente en la composición en una cantidad de no mayor de 90 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como no mayor de 89.9 % en volumen, tal como no mayor de 85 % en volumen, tal como no mayor de 80 % en volumen. El monómero que comprende el grupo funcional electrofílico puede estar presente en la composición en una cantidad de 1 % en volumen a 90 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como 1 % en volumen a 89.9 % en volumen, tal como 3 % en volumen a 85 % en volumen, tal como 5 % en volumen a 80 % en volumen.

Moléculas que comprenden grupos funcionales nucleofílicos

Opcionalmente, la composición puede comprender además una segunda molécula que comprende un grupo funcional nucleofílico. La segunda molécula puede ser monofuncional o polifuncional. La segunda molécula puede ser un monómero, una molécula pequeña o un polímero. Los grupos funcionales nucleofílicos adecuados incluyen grupos funcionales de hidrógeno activo, que incluyen grupos funcionales de aminas, grupos funcionales hidroxi, grupos funcionales de tioles, grupos funcionales carboxi, grupos funcionales de anhídrido, grupos funcionales de acetoacetato (ACAC) y combinaciones de los mismos. Las moléculas adecuadas que comprenden grupos funcionales nucleofílicos que se pueden utilizar en las composiciones pueden comprender una amina, un tiol, un alcohol, un poliol, un ácido carboxílico, un anhídrido o combinaciones de los mismos. El grupo funcional nucleofílico puede estar bloqueado o desbloqueado o encapsulado o no encapsulado.

Las aminas adecuadas para uso en las composiciones utilizadas en el presente documento se pueden seleccionar de una amplia variedad de aminas conocidas tales como aminas primarias y secundarias, y mezclas de las mismas. La amina puede incluir monoaminas o poliaminas que tienen al menos dos grupos funcionales tales como aminas di-, tri o funcionales superiores; y mezclas de los mismos. La amina puede ser aromática o alifática tal como cicloalifática, o mezclas de las mismas. Los ejemplos no limitantes de aminas adecuadas pueden incluir poliaminas alifáticas tales como, pero no se limitan a, etilamina, propilaminas isoméricas, butilaminas, pentilaminas, hexilaminas, ciclohexilamina, etileno diamina, 1,2-diaminopropano, 1,4-diaminobutano, 1,3-diaminopentano, 1,6-diaminohexano, 2-metil-1,5-pentano diamina, 2,5-diamino-2,5-dimetilhexano, 2,2,4- y/o 2,4,4-trimetil-1,6-diamino-hexano, 1,11-diaminoundecano, 1,12-diaminododecano, 1,3- y/o 1,4-ciclohexano diamina, 1-amino-3,3,5-trimetil-5-aminometil-ciclohexano, 2,4- y/o 2,6-hexahidrotoluoileno diamina, 2,4'- y/o 4,4'-diamino-diciclohexil metano y 3,3'-dialquil-4,4'-diamino- diciclohexil metanos (tales como 3,3'-dimetil-4,4'-diamino-diciclohexilmetano y 3,3'- dietil-4,4'-diamino-diciclohexil metano), 2,4-y/o 2,6-diaminotolueno y 2,4'- y/o 4,4'-diaminodifenil metano, piperazinas o aductos o derivados de estos, o mezclas de los mismos.

Los ejemplos no limitantes de aminas secundarias pueden incluir mono y poliacrilato y aminas modificadas con metacrilato; ésteres poliaspárticos que pueden incluir derivados de compuestos tales como el ácido maleico, los ésteres del ácido fumárico, las poliaminas alifáticas y similares; y mezclas de los mismos. La amina secundaria puede incluir una amina alifática, como una diamina cicloalifática. Dichas aminas están disponibles comercialmente en Huntsman Corporation (Houston, Tex.) bajo la designación de JEFFLINK tal como JEFFLINK 754 de BASF como Baxxoder PC136.

La amina puede incluir una resina funcional con amina. Las resinas amina funcionales adecuadas se pueden seleccionar de una amplia variedad conocida en la técnica y pueden incluir aquellas que tienen una viscosidad relativamente baja, como 1 cps a 10,000 cps (medida como se discute a continuación). La resina amina funcional puede ser un éster de un ácido orgánico, por ejemplo, una resina reactiva amina funcional a base de éster aspártico que es compatible con el isocianato. El isocianato puede estar libre de solventes y/o tener una relación molar de funcionalidad de amina con respecto al éster de no más de 1:1, de tal manera que no quede un exceso de amina primaria durante la reacción. Un ejemplo no limitante de dichos ésteres poliaspárticos puede incluir el derivado del maleato de dietilo y el 1,5-diamino-2-metilpentano, que está disponible comercialmente en Covestro bajo el nombre comercial DESMOPHEN NH1220 y el derivado del maleato de dietilo y 4,4'-metilenobis (ciclohexan-1-amina), disponible comercialmente como Desmophen NH1420 (Covestro). También se pueden emplear otros compuestos adecuados que contengan grupos aspartato.

La amina puede incluir amina primaria de alto peso molecular, tal como, pero no se limita a, polioxialquileamina. Las polioxialquileminas adecuadas pueden contener dos o más grupos amino primarios adheridos a una estructura principal derivada, por ejemplo, del óxido de propileno, el óxido de etileno o mezclas de los mismos. Los ejemplos no limitantes de dichas aminas pueden incluir los disponibles bajo la designación JEFFAMINE de Huntsman Corporation. Dichas aminas pueden tener un peso molecular promedio que varía desde 200 hasta 7500, tal como, pero no se limita a, JEFFAMINE D-230, D-400, D-2000, T-403, T-5000, XJS-616, y ED600. Otras aminas adecuadas incluyen poliaminas alifáticas y cicloalifáticas, como la serie Ancamine® disponible en Evonik.

La segunda molécula que comprende el(los) grupo(s) funcional(es) nucleofílico(s) puede comprender un compuesto de monotiol o politiol. Como se utiliza en el presente documento, un “compuesto de monotiol” se refiere a un compuesto químico que tiene un grupo funcional de tiol (-SH) por molécula y un “compuesto de politiol” se refiere a un compuesto químico que tiene al menos dos grupos funcionales de tiol (-SH) por molécula que se puede utilizar para “curar” una composición al reaccionar con la molécula que comprende el grupo funcional electrofílico para formar una matriz polimérica.

El compuesto de monotiol puede incluir t-dodecano tiol, n-dodecil mercaptano, p-toluenotiol, quinolina tiol, 1 -tioglicerol, ácido mercaptosuccínico, ácido tiosalicílico, 2-aminoetanotiol, 2-tiocitosina o combinaciones de los mismos.

El compuesto de politiol comprende un compuesto que comprende al menos dos grupos funcionales de tiol. El compuesto de politiol puede comprender un ditiol, tritiol, tetratiol, pentatiol, hexatiol o un compuesto de politiol de mayor funcionalidad. El compuesto de politiol puede comprender un compuesto de ditiol tal como 3,6-dioxa-1,8-octanoditiol (DMDO), 3-oxa-1,5-pentanoditiol, 1,2-etanoditiol, 1,3-propanoditiol, 1,2-propanoditiol, 1,4-butanoditiol, 1,3-butanoditiol, 2,3-butanoditiol, 1,5-pentanoditiol, 1,3-pentanoditiol, 1,6-hexanoditiol, 1,3-ditio-3-metilbutano, etilciclohexilditiol (ECHDT), metilciclohexilditiol, sulfuro de dimercaptodietilo sustituido por metilo, sulfuro de dimercaptodietilo sustituido por dimetilo, 2,3-dimercapto-1-propanol, éter de bis(4-mercaptometilfenil), 2,2'-tiodietanotiol y dimercaptoacetato de glicol (disponible comercialmente como THIOCURE® GDMA de BRUNO BOCK Chemische Fabrik GmbH & Co. KG). El compuesto de politiol puede comprender un compuesto de tritiol tal como trimercaptoacetato de trimetilolpropano (disponible comercialmente como THIOCURE® t Mp MA de BRUNO BOCK Chemische Fabrik GmbH & Co.<k>G), tris-3-mercaptopropionato de trimetilopropano (disponible comercialmente como THIOCURE® TMPMP de BRUNO BOCK Chemische Fabrik GmbH & Co. KG), polímero de trimetilopropano etoxilado tris-3-mercaptopropionato (disponible comercialmente como THIOCURE®<e>T<t>MP de BRUNO BOC<k>Chemische Fabrik GmbH & Co. KG), tris[2-(-3-mercaptopropioniloxi)etil]isocianurato (disponible comercialmente como THIOCURE® TEMPIC en BRUNO BOCK Chemische Fabrik GmbH & Co. KG). El compuesto de politiol puede comprender un compuesto de tetratiol tal como el tetramercaptoacetato de pentaeritritol (disponible comercialmente como THIOCURE®PETMA de BRUNO BOCK Chemische Fabrik GmbH & Co. KG), tetra-3-mercaptopropionato de pentaritritol (disponible comercialmente como THIOCURE® PETMP de BRUNO b Oc K Chemische Fabrik GmbH & Co. KG) y el tetra(3-mercaptopropionato) de policaprolactona (disponible comercialmente como THIOCURE® PCL4MP 1350 de B<r>UNO BOCK Chemische Fabrik GmbH & Co. KG). Los compuestos de politiol de mayor funcionalidad pueden incluir Hexa-3-mercaptopropionato de dipentaeritritol (disponible comercialmente como THIOCURE® DiPETMP de BRUNO BOCK Chemische Fabrik GmbH & Co. KG). También se pueden utilizar combinaciones de compuestos de politiol.

El compuesto de politiol puede comprender un polisulfuro terminado en mercaptano. Los polisulfuros terminados con mercaptano disponibles comercialmente incluyen los vendidos bajo el nombre comercial THIOKOL® LP de Toray Fine Chemicals Co., Ltd., que incluyen, pero no se limitan a, LP-3, LP-33, LP-23, LP-980, LP-2, LP-32, LP-12, LP-31, LP-55 y LP-56. Los polisulfuros terminados en mercaptano THIOKOL LP tienen la estructura general HS-(C<2>H<4>-O-CH<2>-O-C<2>H<4>-S-S)nC<2>H<4>-O-CH<2>-O-C<2>H<4>-SH, en la que n es un número entero de 5 a 50. Otros polisulfuros terminados con mercaptano disponibles comercialmente incluyen los vendidos bajo el nombre comercial THIOPLAST® G™ de Akzo Nobel Chemicals International B.V., que incluyen, pero no se limitan a, G 10, G 112, G 131, G 1, G 12, G 21, G 22, G 44 y G 4. Los polisulfuros terminados en mercaptano THIOPLAST G son mezclas de polisulfuros di- y tri-funcionales y mercaptan funcionales con la unidad funcional di que tiene la estructura HS-(R-S-S)nR-SH, en la que n es un número entero de 7 a 38, y la unidad trifuncional que tiene la estructura HS-(R-S-S)n-CH<2>-CH((S-S-R)c-SH)-CH<2>-(S-S-R)b-SH, en la que a b c= n y n es un número entero de 7 a 38.

El compuesto de politiol puede comprender un poliéter terminado en mercaptano. El poliéter terminado con mercaptano disponible comercialmente incluye POLYTHIOL QE-340M disponible en Toray Fine Chemicals Co., Ltd.

El compuesto de politiol puede tener un peso equivalente de tiol de al menos 80 g/eq, tal como al menos 100 g/eq, tal como al menos 125 g/eq, tal como al menos 400 g/eq, y puede tener un peso equivalente de tiol no mayor de 4,000 g/eq, tal como no mayor de 2,500 g/eq, tal como no mayor de 2,000 g/eq, tal como no mayor de 1,650 g/eq. El compuesto de politiol puede tener un peso equivalente de tiol de 80 g/eq a 4,000 g/eq, tal como 100 g/eq a 2,500 g/eq, tal como 125 g/eq a 2,000 g/eq, tal como 400 g/eq a 1,650 g/eq.

Los poliéteres adecuados útiles en la presente invención incluyen aquellos politioéteres que tienen una estructura de acuerdo con la Fórmula (I):

-R1[-S-(CH<2>)<2>-O-[R2-O]m-(CH<2>)<2>-S-R1]n- (Fórmula 1)

en la que

R1 denota un grupo n-alquileno C<2-6>, alquileno ramificado C<3-6>, cicloalquileno C6-8 o alquilcicloalquileno C<6-10>, -[(CH2)p-X-]q(CH<2>)r-, o -[(CH<2>)p-X-]q-(CH<2>)r- en el que al menos una unidad de CH<2>se sustituye por un grupo metilo,

R<2>denota un grupo n-alquileno C<2-6>, alquileno ramificado C<2-6>, cicloalquileno C6-8 o alquilcicloalquileno C<6-10>, o -[(-CH2-)p-X-]q-(-CH2-)r-,

X denota uno seleccionado del grupo que consiste en O, S y NR6,

R6 denota H o metilo,

m es un número racional desde 0 hasta 10,

n es un número entero desde 1 hasta 60,

p es un número entero desde 2 hasta 6,

q es un número entero desde 1 hasta 5 y

r es un número entero desde 2 a hasta 10.

Los polímeros de politioéter útiles en las composiciones utilizadas en el presente documento pueden tener una temperatura de transición vítrea Tg que no es superior a -50 °C, tal como no mayor de -55 °C, tal como no mayor de 60 °C. La Tg baja es indicativa de una buena flexibilidad a bajas temperaturas, que se puede determinar mediante métodos conocidos, por ejemplo, mediante los métodos descritos en AMS (Especificación de Materiales Aeroespaciales) 3267 §4.5.4.7, M<i>L-S (Especificación Militar)-8802E §3.3.12 y MIL-S29574, y por métodos similares a los descritos en ASTM (Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales) D522-88.

Los politioéteres útiles en las composiciones utilizadas en el presente documento pueden tener pesos moleculares promedio numéricos de al menos 500, tal como al menos 1,000, tal como al menos 2,000 y puede tener pesos moleculares promedio numéricos no mayores de 20,000, tal como no mayores de 10,000, tal como no mayores de 5,000. Los politioéteres útiles las composiciones utilizadas en el presente documento pueden tener pesos moleculares promedio numéricos de 500 a 20,000, tal como 1,000 a 10,000, tal como 2,000 a 5,000 medidos por cromatografía de permeación en gel (GPC) utilizando estándares de poliestireno y columna waters Styragel en solvente THF.

Los polímeros de politioéter útiles en las composiciones utilizadas en el presente documento pueden ser difuncionales, es decir, polímeros lineales que tienen dos grupos extremos, o polifuncionales, es decir, polímeros ramificados que tienen tres o más grupos extremos. Dependiendo de las cantidades relativas de ditiol(es) y éter(es) de divinilo utilizados para preparar los polímeros, los polímeros pueden tener grupos tiol terminales (-SH) o grupos vinilo terminales (-CH=CH<2>). Además, los polímeros pueden no estar protegidos, es decir, incluir grupos terminales de tiol o vinilo que no reaccionan más, o protegidos, es decir, incluir grupos de tiol o vinilo que reaccionan más con otros compuestos. La protección de los politioéteres permite la introducción de funcionalidades terminales adicionales, por ejemplo, grupos hidroxilo o amina, a los polímeros o, alternativamente, la introducción de grupos terminales que resisten una reacción posterior, tales como los grupos alquilo terminales.

Por ejemplo, el politioéter puede tener la Fórmula (II):

A-([R3]y-R4)<2>(Fórmula II)

en la que

A denota una estructura que tiene la fórmula I,

y es 0 o 1,

R3 denota un enlace simple cuando y=0 y -S-(CH<2>)<2>-[O-R2]m-O- cuando y=1,

R4 denota -SH o -S-(CH<2>)<2>+s-O-R5 cuando y=0 y -CH<2>=C H o -(CH<2>)<2>-S-

R5 cuando y=1,

s es un número entero desde 0 hasta 10,

R<5>denota n-alquilo C<1-6>no se sustituye o se sustituye con al menos un grupo -OH o -NHR7, y

R7 denota H o un grupo n-alquilo C<1-6>.

Por lo tanto, los politioéteres de la fórmula II son polímeros lineales, difuncionales que se pueden no proteger o proteger. Cuando y=0, el polímero incluye grupos tiol terminales o derivados protegidos de los mismos. Cuando y = 1, el polímero incluye grupos vinílicos terminales o derivados protegidos de los mismos.

Por ejemplo, el politioéter puede ser un politioéter tiol terminado difuncional (no protegido). Es decir, en la fórmula II, y=0 y R4 es -SH. Por lo tanto, el politioéter tiene la siguiente estructura:

HS-R1[-S-(CH2)2-O-[R2-O-]m(CH2)2-S-R1]n-SH

Los polímeros anteriores se producen, por ejemplo, al hacer reaccionar un éter de vinilo o una mezcla del mismo con un exceso de un ditiol o una mezcla del mismo, como se discute en detalle a continuación.

En otro ejemplo del politioéter anterior, cuando m=1 y R2= n-butileno en la fórmula II, R1 no es etileno ni n-propileno. Por ejemplo, cuando m=1, p=2, q=2, r=2 y R2=etileno, X no es O.

En otro ejemplo, el politioéter puede ser un polímero protegido en el que los grupos -SH terminales anteriores se reemplazan por -S-(CH<2>)<2>+s-O-R5. Dichas protecciones se producen por reacción del grupo tiol terminal con un éter de alquil u>-alquenilo, tal como un éter de monovinilo, por ejemplo, al incluir en la mezcla de reacción un agente protector o una mezcla de los mismos, como se discute en detalle a continuación.

En lo anterior, R5 denota un grupo alquilo no sustituido o sustituido, tal como un grupo n-alquilo C<1-6>que no se sustituye o se sustituye con al menos un grupo -OH o -NHR7, donde R7 denota H o n-alquilo C<1-6>. Los grupos R5 útiles de ejemplo incluyen grupos alquilo, tales como etilo, propilo y butilo; grupos hidroxilo sustituidos como 4-hidroxibutilo; grupos amino sustituidos como 3-aminopropilo; etc.

Los politioéteres también incluyen politioéteres difuncionales terminados en vinilo (no protegidos). Es decir, en la fórmula II, y=1 y R4 es -CH=CH<2>. Estos polímeros se producen, por ejemplo, al hacer reaccionar un ditiol o una mezcla del mismo con un exceso de éter de divinilo o una mezcla del mismo, como se discute en detalle a continuación. Los politioéteres protegidos análogos incluyen el terminal -(CH<2>)<2>-S-R5

Los politioéteres anteriores son polímeros lineales que tienen una funcionalidad de 2 (considerando alquilo y otras tapas no reactivas dentro de este total). Los politioéteres que tienen una funcionalidad más alta también están dentro del alcance de la presente invención. Dichos polímeros se preparan, como se discute en detalle a continuación, mediante el uso de un agente polifuncionalizante. El término “agente polifuncionalizante” como se emplea en el presente documento denota un compuesto que tiene más de dos fracciones que son reactivas con los grupos terminales -SH y/o -CH=CH<2>. El agente polifuncionalizante puede incluir desde 3 hasta 6 de estas fracciones y, por lo tanto, se denota un agente polifuncionalizante “z-valente”, donde z es el número (tal como desde 3 hasta 6) de dichas fracciones que incluyen en el agente y, por lo tanto, el número de ramas separadas que comprende el politioéter polifuncional. El agente polifuncionalizante se puede representar por la fórmula

B-(R8)z

donde R8 denota una fracción que es reactiva con terminal -SH o -CH=CH<2>y puede ser igual o diferente, y B es el residuo z-valente del agente polifuncionalizante, es decir, la porción del agente distinta de las fracciones reactivas R8. Los politioéteres polifuncionales de acuerdo con la presente invención pueden tener la Fórmula (III):

B-(A-[R3]y-R4)z Fórmula III

en la que

A denota una estructura que tiene la Fórmula I,

y es 0 o 1,

R3 denota un enlace simple cuando y=0 y -S-(CH<2>)<2>[-O-R2]m-O- cuando y=1,

R4 denota -SH o -S(CH<2>)<2>+s-O-R5 cuando y=0 y -CH<2>=CH<2>o -(CH<2>)<2>-S-R5 cuando y=1,

R5 denota n-alquilo C<1-6>que no se sustituye o se sustituye con al menos un grupo -OH o -NHR7,

R7 denota H o un grupo n-alquilo C<1-6>,

z es un número entero desde 3 hasta 6 y

B denota un residuo z-valente de un agente polifuncionalizante.

Al igual que con los politioléteres difuncionales anteriores, los politioéteres polifuncionales anteriores pueden incluir grupos terminales -SH o -CH=CH<2>, o pueden ser protegidos y, por lo tanto, incluir grupos terminales -S-(CH<2>)<2>+s-O-R5 o -(CH<2>)<2>-S-R5 Los polímeros polifuncionales parcialmente protegidos, es decir, polímeros en los que algunas pero no todas las ramas están tapadas, también están dentro del alcance de la presente invención.

Los agentes polifuncionalizantes específicos incluyen agentes trifuncionalizantes, es decir, compuestos con z=3. Los agentes trifuncionalizantes adecuados incluyen trialilcianurato (TAC), que es reactivo con compuestos de la fórmula II (R8=alilo), y 1,2,3-propantritiol, que es reactivo con compuestos de la fórmula III (R8=-SH). También se pueden emplear agentes que tienen una funcionalidad mixta, es decir, agentes que incluyen fracciones (generalmente fracciones separadas) que reaccionan con grupos tiol y vinilo.

Otros agentes polifuncionalizantes útiles incluyen el éter trivinílico trimetilolpropano y los politioles descritos en la Pat. EE.UU. No. 4,366,307, Pat. EE.UU. No. 4,609,762 y Pat. EE.UU. No. 5,225,472. También se pueden utilizar mezclas de agentes polifuncionalizantes.

Los agentes polifuncionalizantes que tienen más de tres fracciones reactivas (es decir, z >3) proporcionan politioéteres en forma de “estrella” y politioéteres hiperramificados. Por ejemplo, dos moles de TAC pueden reaccionar con un mol de un ditiol para proporcionar un material que tiene una funcionalidad promedio de 4. Este material puede reaccionar con un éter de vinilo y un ditiol para producir un polímero, que a su vez puede mezclarse con un agente trifuncionalizante para permitir una mezcla de polímeros que tenga una funcionalidad promedio entre 3 y 4.

Los politioéteres como se describió anteriormente tienen un amplio rango de funcionalidad promedio. Por ejemplo, los agentes trifuncionalizantes ofrecen funcionalidades promedio desde 2.05 hasta 3.0, tal como 2.1 a 2.6. Se pueden lograr rangos más amplios de funcionalidad promedio al utilizar agentes tetrafuncionales o polifuncionalizantes superiores. La funcionalidad también se verá afectada por factores tales como la estequiometría, como es sabido por los expertos en la técnica.

Los métodos para hacer los politioéteres polifuncionales anteriores se discuten en detalle en la Pat. de EE. UU. No.

6,172,179, 8:6212:22.

Los ejemplos no limitantes de polioles adecuados incluyen, pero no se limitan a, polioles de poliéter, polioles de poliéster, polioles de policaprolactona, polioles de policarbonato, polioles de poliuretano, alcoholes polivinílicos, polímeros que contienen acrilatos hidroxifuncionales, polímeros que contienen metacrilatos hidroxifuncionales, polímeros que contienen alcoholes alílicos, polibutadienos hidroxilo funcionales y mezclas de los mismos.

La segunda molécula que comprende el(los) grupo(s) funcional(es) nucleofílico(s) puede comprender un ácido carboxílico que contiene al menos un grupo funcional carboxilato. Los ácidos carboxílicos adecuados incluyen ácido ftálico, ácido hexahidroftálico, ácido maleico, ácido succínico, ácido adípico o cualesquier polímeros que contengan grupos ácidos.

La segunda molécula que comprende el(los) grupo(s) funcional(es) nucleofílico(s) puede comprender un anhídrido que contiene al menos un grupo funcional de anhídrido. Los compuestos adecuados que contienen anhídrido incluyen anhídrido hexahidroftálico, anhídrido ftálico, anhídrido maleico, anhídrido succínico, anhídrido trimelítico, dianhídrido piromelítico, dianhídrido 3,3',4,4'-oxidiftálico, dianhídrido 3,3',4,4'-benzoférona tetracarbólico, anhídrido 4,4' diftálico o cualesquier polímeros que contengan grupos anhídrido.

La molécula que comprende el grupo funcional nucleofílico puede incluir aminas terciarias, aminas terciarias cíclicas o aminas secundarias que reaccionan con un grupo epóxido de un compuesto que contiene epoxi a temperatura ambiente para formar amina terciaria o cuaternaria, o aminas secundarias que reaccionan con un grupo tiol de un politiol para formar un ion tiolato que puede reaccionar aún más con un grupo epóxido de un compuesto que contiene epoxi para formar amina terciaria. La segunda molécula que comprende el grupo funcional nucleofílico puede comprender una alcanolamina. Como se utiliza en el presente documento, el término “alcanolamina” se refiere a un compuesto que comprende un átomo de nitrógeno unido a al menos un sustituyente de alcanol que comprende un grupo alquilo que comprende un grupo hidroxilo primario, secundario o terciario. La alcanolamina puede tener la estructura general R1nN(R2-OH)<3>-n, en la que R1 comprende hidrógeno o un grupo alquilo, R2 comprende un grupo alcanodiilo y n=0, 1 o 2. Cuando n=2, estarán presentes dos grupos R1, y estos grupos pueden ser iguales o diferentes. Cuando n=0 o 1, 2 o 3 grupos R2-OH estarán presentes, y estos grupos pueden ser iguales o diferentes. Los grupos alquilo comprenden cadenas de carbono lineales o ramificadas alifáticas que pueden ser sustituidas o sustituidas con, por ejemplo, grupos éter. Las alcanolaminas adecuadas incluyen monoalcanolaminas tales como etanolamina, N-metiletanolamina, 1-amino-2-propanol y similares, dialcanolaminas como dietanolamina, diisopropanolamina y similares, y trialcanolaminas tales como trimetanolamina, trietanolamina, tripropanolamina, tributanolamina, tripentanolamina, trihexanolamina, triisopropanolamina y similares. Como ejemplos, la amina terciaria cíclica puede comprender 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano (“DABCO”), 1,8-diazabicilo[5.4.0]undec-7-eno (“DBU”), 1,5-diazabiciclo[4.3.0]non-5-eno (“DBN”), 1,5,7-triazabiciclo[4.4.0]dec-5-eno (“TBD”), y combinaciones de los mismos.

Ejemplos adicionales de moléculas adecuadas que comprenden un grupo funcional nucleofílico desbloqueado incluyen piridina, imidazol, dimetilaminopiridina, 1-metilimidazol, N,N'-carbonildiimidazol, [2,2]bipiridina, 2,4,6-tris(dimetilaminometil)fenol, 3,5-dimetilpirazol y combinaciones de los mismos.

Otras moléculas adecuadas que se pueden utilizar son las guanidinas, guanidinas sustituidas, ureas sustituidas, resinas de melamina, derivados de la guanamina, aminas terciarias cíclicas activadas por calor, aminas aromáticas y/o mezclas de las mismas. Ejemplos de guanidinas sustituidas son la metilguanidina, dimetilguanidina, trimetilguanidina, tetrametilguanidina, metilisobiguanidina, dimetilisobiguanidina, tetrametilisobiguanidina, hexametilisobiguanidina, heptametilisobiguanidina y, más especialmente, cianoguanidina (diciandiamida). Los representantes de los derivados de guanamina adecuados que se pueden mencionar son las resinas de benzoguanamina alquiladas, las resinas de benzoguanamina o metoximetiletilbenzoguanamina. Además, también se pueden utilizar ureas sustituidas catalíticamente activas. Las ureas sustituidas catalíticamente activas adecuadas incluyen p-clorofenil-N,N-dimetilurea, 4,4'-metilenobis(fenildimetil urea), 1,1-dimetilurea, N-3-(dimetilamino)carbonilaminometil-3,5,5-trimetilciclohexil-N,N-dimetilurea, [1,1'-(4-metil-m-fenileno)bis(3,3-dimetilurea), 3-fenil-1,1 -dimetilurea (fenuron) o 3,4-diclorofenil-N,N-dimetilurea (también conocida como Diurón).

La molécula que comprende el grupo funcional nucleofílico puede ser un catalizador bloqueado o latente. La molécula latente que comprende el grupo funcional nucleofílico puede comprender un producto de reacción de reactivos que comprende (i) un compuesto epoxi y (ii) una amina y/o un alcaloide. Por ejemplo, (b) el grupo funcional nucleofílico latente activado por calor que contiene la molécula puede comprender un producto de reacción de reactivos que comprende (i) un compuesto epoxi y (ii) una amina, o un producto de reacción de reactivos que comprende (i) un compuesto epoxi y (ii) un alcaloide. Dichas moléculas latentes activadas por calor se describen en los párrafos [0098] a [0110] de la Publicación de EE. UU. No. 2014/0150970. Ejemplos de moléculas que contienen grupos funcionales nucleofílicos no limitantes disponibles comercialmente incluyen aquellas moléculas que comprenden un producto de reacción de reactivos que comprende (i) un compuesto epoxi, y (ii) una amina y/o un alcaloide incluyen los productos vendidos bajo el nombre comercial Ajicure, que incluyen Ajicure PN-23, Ajicure PN-H, Ajicure PN-31, Ajicure PN-40, Ajicure PN-50, Ajicure PN-23J, Ajicure PN-3 lJ, Ajicure PN-40J, Ajicure MY-24 y Ajicure MY-2,disponibles en Ajinomoto FineTechno Co., Inc.

La segunda molécula que comprende el grupo funcional nucleofílico, si acaso está presente, puede estar presente en la composición en una cantidad de al menos 0.1 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como al menos 3 % en volumen, tal como al menos 5 % en volumen, y puede estar presente en la composición en una cantidad de no mayor de 89 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como no mayor de 85 % en volumen, tal como no mayor de 80 % en volumen. La segunda molécula que comprende el grupo funcional nucleofílico, si acaso está presente, puede estar presente en la composición en una cantidad de 0.1 % en volumen a 89 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como 3 % en volumen a 85 % en volumen, tal como 5 % en volumen a 80 % en volumen.

Diluyentes reactivos

Opcionalmente, la composición puede comprender un diluyente reactivo. El diluyente reactivo puede ser un monómero, una molécula pequeña o un polímero, y puede ser monofuncional, bifuncional o multifuncional. La molécula que comprende los grupos funcionales electrofílicos y/o la molécula que comprende los grupos funcionales nucleofílicos puede, en algunos ejemplos, funcionar también como diluyente reactivo. En otros ejemplos, el diluyente reactivo puede ser un promotor de adhesión o un agente tensioactivo. Los ejemplos adecuados de diluyente reactivo incluyen éter de diglicidilo de 1,4-butandiol (disponible como modificador Heloxy BD de Hexion), éter de diglicidilo de 1,6-hexanodiol, diluyentes alifáticos monofuncionales (Epotec RD 108, RD 109, RD 188 disponibles en Aditya Birla) y diluyentes reactivos aromáticos monofuncionales (Epotec RD 104, RD 105 y RD 136 disponibles en Aditya Birla). Otros ejemplos adecuados del diluyente reactivo incluyen aceites epoxidados saturados, aceites insaturados tales como glicéridos de ácidos grasos poliinsaturados tales como aceites de nueces o aceites de semillas, que incluyen como ejemplos aceite de anacardo, aceite de girasol, aceite de cártamo, aceite de soja, aceite de linaza, aceite de ricino, aceite de naranja, aceite de colza, aceite de resina, aceite de procesamiento vegetal, aceite de tung, aceite vegetal vulcanizado, aceite de girasol con alto contenido de ácido oleico y combinaciones de los mismos. El diluyente reactivo de la presente invención también puede ser homopolímeros de 1,2-butadieno o 1,4-butadieno o combinaciones de los mismos, copolímeros de butadieno y monómeros acrílicos u olefinas, o combinaciones de los mismos.

El diluyente reactivo puede tener un punto de ebullición mayor de 100 °C a 1 atm, tal como mayor de 130 °C, tal como mayor de 150 °C, por ejemplo, y el diluyente reactivo puede tener un punto de ebullición menor de 425 °C a 1 atm, tal como menor de 390 °C, tal como menor de 360 °C, por ejemplo.

El diluyente reactivo puede reducir la viscosidad de la mezcla. De acuerdo con la presente invención, el diluyente reactivo puede tener una viscosidad desde 1 mPas hasta 4,000 mPas a 298 °K y 1 atm de acuerdo con ASTM D789, tal como por ejemplo, desde 1 mPas hasta 3,000 mPas, 1 mPas a 2,000 mPas, 1 m Pas a 1,000 mPas, 1 mPas a 100 mPas, o 2 mPas a 30 mPas.

Paquete de relleno térmicamente conductor

Las composiciones utilizadas en el presente documento también comprenden un paquete de relleno térmicamente conductor que comprende partículas de un material de relleno térmicamente conductor y eléctricamente aislante (denominado en el presente documento “material de relleno TC/EI” y descrito con más detalle a continuación). El material de relleno TC/EI puede comprender material orgánico o inorgánico y puede comprender partículas de un solo tipo de material de relleno o puede comprender partículas de dos o más tipos de materiales de relleno TC/EI. Es decir, el paquete de relleno térmicamente conductor puede comprender partículas de un primer material de relleno TC/EI y puede comprender partículas de al menos un segundo (es decir, un segundo, un tercero, un cuarto, etc.) material de relleno TC/EI que es diferente del primer material de relleno TC/EI. En un ejemplo, las partículas del primer material de relleno TC/Ei pueden tener un tamaño de partícula promedio que es al menos un orden de magnitud mayor que un tamaño de partícula promedio de las partículas del segundo material de relleno TC/EI, tal como al menos dos órdenes de magnitud mayor, tal como al menos tres órdenes de magnitud mayor, en el que los tamaños de partícula se pueden medir mediante métodos conocidos por los expertos en la técnica, por ejemplo, utilizando un microscopio electrónico de barrido (SEM). Por ejemplo, los polvos se pueden dispersar en segmentos de cinta de carbono adheridos a talones de aluminio y recubiertos con Au/Pd durante 20 segundos. Luego, las muestras se pueden analizar en un SEM Quanta 250 FEG bajo alto vacío (voltaje de aceleración de 10 kV y tamaño de punto 3.0), midiendo 30 partículas de tres áreas diferentes para proporcionar un tamaño de partícula promedio para cada muestra. Un experto en la técnica reconocerá que puede haber variaciones en este procedimiento que conservan los elementos esenciales de las imágenes microscópicas y el promedio de tamaño representativo. Como se utiliza en el presente documento con respecto a los tipos de material de relleno, la referencia a “primero”, “segundo”, etc. es solo por conveniencia y no se refiere al orden de adición al paquete de relleno o similar.

Opcionalmente, como se discute con más detalle a continuación, el paquete de relleno también puede comprender partículas de material de relleno térmicamente conductor y eléctricamente conductor (denominado en el presente documento material de relleno “TC/EC”) y/o partículas de material de relleno térmicamente no conductor y eléctricamente aislante (denominado en el presente documento material de relleno “NTC/EI”). Los materiales de relleno pueden ser orgánicos o inorgánicos.

El material de relleno TC/EC puede comprender partículas de un solo tipo de material de relleno o puede comprender partículas de dos o más tipos de materiales de relleno conductores térmicos y conductores de electricidad. Es decir, el paquete de relleno térmicamente conductor puede comprender partículas de un primer material de relleno TC/EC y puede comprender partículas de al menos un segundo (es decir, un segundo, un tercero, un cuarto, etc.) Material de relleno TC/EC que es diferente del primer material de relleno TC/EC. En un ejemplo, las partículas del primer material de relleno TC/EC pueden tener un tamaño de partícula promedio que sea al menos un orden de magnitud mayor que un tamaño de partícula promedio de las partículas del segundo material de relleno TC/EC, como al menos dos órdenes de magnitud mayor, como al menos tres órdenes de magnitud mayor, en el que los tamaños de partícula se pueden medir, por ejemplo, utilizando un SEM como se describió anteriormente.

Del mismo modo, el material de relleno NTC/EI puede comprender partículas de un solo tipo de material de relleno o puede comprender partículas de dos o más tipos de materiales de relleno NTC/EI. Es decir, el paquete de relleno térmicamente conductor puede comprender partículas de un primer material de relleno NTC/EI y puede comprender partículas de al menos un segundo (es decir, un segundo, un tercero, un cuarto, etc.) Material de relleno NTC/EI que es diferente del primer material de relleno NTC/EI. En un ejemplo, las partículas del primer material de relleno NTC/EI pueden tener un tamaño de partícula promedio que es al menos un orden de magnitud mayor que un tamaño de partícula promedio de las partículas del segundo material de relleno NTC/EI, como al menos dos órdenes de magnitud mayor, como al menos tres órdenes de magnitud mayor, en el que los tamaños de partícula se pueden medir, por ejemplo, utilizando un SEM como se describió anteriormente.

Las partículas de relleno utilizadas en el paquete de relleno térmicamente conductor pueden tener una dureza de Mohs informada de al menos 1 (en base a la Escala de Dureza de Mohs), medida de acuerdo con ASTM D2240, tal como al menos 2, tal como al menos 3, y puede tener una dureza de Mohs informada no mayor de 10, tal como no mayor de 8, tal como no mayor de 7. Las partículas de relleno utilizadas en el paquete de relleno térmicamente conductor puede tener una dureza de Mohs informada de 1 a 10, tal como 2 a 8, tal como 3 a 7.

Las partículas de material de relleno utilizado en el empaque de relleno térmicamente conductor pueden tener un tamaño de partícula promedio notificado en al menos una dimensión de al menos 0.01 pm, según lo informado por el fabricante, tal como al menos 2 pm, tal como al menos 10 pm, y puede tener un tamaño de partícula promedio reportado en al menos una dimensión no mayor de 500 pm según lo informado por el fabricante, tal como no mayor de 400 pm, tal como no mayor de 300 pm, tal como no mayor de 100 pm. Las partículas del material de relleno utilizadas en el paquete de relleno térmicamente conductor puede tener un tamaño de partícula promedio reportado en al menos una dimensión de 0.01 pm a 500 pm según lo informado por el fabricante, tal como 0.1 pm a 400 pm, tal como 2 pm a 300 pm, tal como 10 pm a 100 pm. Los métodos adecuados para medir el tamaño medio de las partículas incluyen la medición utilizando un instrumento tal como un SEM Quanta 250 FEG o un instrumento equivalente.

Las partículas de material de relleno utilizado en el paquete de relleno térmicamente conductor pueden comprender una pluralidad de partículas, cada una de las cuales tiene, por ejemplo, una forma laminar, esférica o acicular, y aglomerados de las mismas. Como se utiliza en el presente documento, “placa” se refiere a un material bidimensional que tiene una superficie sustancialmente plana y que tiene un grosor en una dirección que es menor de 25 % de la dimensión más grande.

Al menos el 50 % en volumen, en base al volumen total del paquete de relleno, de las partículas de material de relleno utilizado en el paquete de relleno térmicamente conductor son térmicamente conductoras y eléctricamente aislantes. Las partículas de material de relleno térmicamente conductor tienen una conductividad térmica de al menos 5 W /m K a 25 °C (medida de acuerdo con ASTM D7984), tal como al menos 18 W/m K, tal como al menos 55 W/m K, y pueden tener una conductividad térmica de no más de 3,000 W/m K a 25 °C, tal como no más de 1.400 W/m K, tal como no más de 450 W/m K. Las partículas de un material de relleno térmicamente conductor pueden tener una conductividad térmica de 5 W/m K a 3,000 W/m K a 25 °C (medida de acuerdo con ASTM D7984), tal como 18 W/m K a 1.400 W/m K, tal como 55 W/m K a 450 W/m K.

Otras partículas de material de relleno utilizado en el paquete de relleno térmicamente conductor pueden ser no térmicamente conductoras. Las partículas de material de relleno no térmicamente conductor pueden tener una conductividad térmica menor de 5 W/m K a 25 °C (medida de acuerdo con ASTM D7984), tal como no más de 3 W/mK, tal como no más de 1 W/mK, tal como no más de 0.1 W/mK, tal como no más de 0.05 W /mK, tal como 0.02 W/m K a 25 °C a 5 W/m K a 25 °C. La conductividad térmica se puede medir como se describió anteriormente.

Las partículas de material de relleno eléctricamente aislante tienen una resistividad en volumen de al menos 1 Q m (medida de acuerdo con ASTM D257), tal como al menos 10 Qm, tal como al menos 100 Qm.

Otras partículas de material de relleno utilizadas en el paquete de relleno térmicamente conductor pueden ser eléctricamente conductoras. Las partículas de material de relleno eléctricamente conductor pueden tener una resistividad en volumen de menos de 1 Q m (medida de acuerdo con ASTM D257), tal como menos de 0.1 Q m.

El paquete de relleno térmicamente conductor puede estar presente en la composición en una cantidad de al menos 10 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como al menos 30 % en volumen, y puede estar presente en la composición en una cantidad de no mayor de 98 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como no mayor de 75 % en volumen. El paquete de relleno térmicamente conductor puede estar presente en la composición en una cantidad de 10 % en volumen a 98 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como 30 % en volumen a 75 % en volumen.

Como se señaló anteriormente, el paquete de relleno térmicamente conductor comprende partículas de material de relleno TC/EI.

Los materiales de relleno TC/EI adecuados incluyen nitruro de boro (por ejemplo, disponible comercialmente como CarboTherm de SaintGobain, como CoolFlow y PolarTherm de Momentive, y como polvo de nitruro de boro hexagonal disponible en Panadyne), nitruro de silicio o nitruro de aluminio (por ejemplo, disponible comercialmente como polvo de nitruro de aluminio disponible en Micron Metals Inc., y como Toyalnite de Toyal), óxidos metálicos como óxido de aluminio (por ejemplo, disponible comercialmente como Microgrit de Micro Abrasives, como Nabalox de Nabaltec, como Aeroxide de Evonik y como Alodur de Imerys), óxido de magnesio, óxido de berilio, dióxido de silicio, óxido de titanio, óxido de zinc, óxido de níquel, óxido de cobre u óxido de estaño, hidróxidos metálicos tales como trihidrato de aluminio, hidróxido de aluminio o hidróxido de magnesio, arseniuros como arseniuro de boro, carburos tales como carburo de silicio, minerales como ágata y esmeril, cerámicas tales como microesferas cerámicas (por ejemplo, disponibles comercialmente en Zeeospheres Ceramics o 3M), carburo de silicio y diamante. Estos rellenos también se pueden modificar en la superficie, como PYROKISUMA 5301K disponible en Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. Estos rellenos térmicamente conductores se pueden utilizar solos o en una combinación de dos o más.

Las partículas de relleno TC/EI están presentes en una cantidad de al menos 50 % en volumen en base al volumen total del paquete de relleno, tal como al menos 60 % en volumen, tal como al menos 70 % en volumen, tal como al menos 80 % en volumen, tal como al menos 90 % en volumen, y puedes estar presentes en una cantidad de no mayor de 100 % en volumen en base al volumen total del paquete de relleno, tal como no mayor de 90 % en volumen, tal como no mayor de 80 % en volumen. Las partículas de relleno TC/EI pueden estar presentes en una cantidad de 50 % en volumen a 100 % en volumen en base al volumen total del paquete de relleno, tal como 60 % en volumen a 100 % en volumen, tal como 70 % en volumen a 100 % en volumen, tal como 80 % en volumen a 100 % en volumen, tal como 90 % en volumen a 100 % en volumen, tal como 50 % en volumen a 90 % en volumen, tal como 60 % en volumen a 90 % en volumen, tal como 70 % en volumen a 90 % en volumen, tal como 80 % en volumen a 90 % en volumen, tal como tal como 50 % en volumen a 80 % en volumen, tal como 60 % en volumen a 80 % en volumen, tal como 70 % en volumen a 80 % en volumen, tal como 50 % en volumen a 70 % en volumen, tal como 50 % en volumen a 60 % en volumen, tal como 60 % en volumen a 70 % en volumen.

El paquete de relleno comprende materiales de relleno térmicamente estables. Al menos 15 % en volumen de las partículas de relleno TC/EI son térmicamente estables en base al volumen total de los rellenos de TC/EI presentes en el paquete de relleno térmicamente conductor, tal como al menos 20 % en volumen, tal como al menos 25 % en volumen, tal como al menos 30 % en volumen, tal como al menos 35 % en volumen, tal como al menos 40 % en volumen, tal como al menos 45 % en volumen, tal como al menos 50 % en volumen, tal como al menos 55 % en volumen, tal como al menos 60 % en volumen, tal como al menos 65 % en volumen, tal como al menos 70 % en volumen, tal como al menos 75 % en volumen, tal como al menos 80 % en volumen, tal como al menos 85 % en volumen, tal como al menos 90 % en volumen, tal como al menos 91 % en volumen, tal como al menos 92 % en volumen, tal como al menos 93 % en volumen, tal como al menos 94 % en volumen, tal como al menos 95 % en volumen, tal como al menos 96 % en volumen, tal como al menos 97 % en volumen, tal como al menos 98 % en volumen, tal como al menos 99 % en volumen, tal como 100 % en volumen. Por ejemplo, 15 % en volumen a 100 % en volumen de las partículas de relleno TC/EI pueden ser térmicamente estables en base al volumen total de los rellenos de TC/EI presentes en el paquete de relleno térmicamente conductor, tal como 15 % en volumen a 90 % en volumen, tal como 15 % en volumen a 80 % en volumen, tal como 20 % en volumen a 70 % en volumen, tal como 30 % en volumen a 60 % en volumen, tal como 90 % en volumen a 100 % en volumen, tal como 93 % en volumen a 98 % en volumen.

En un ejemplo, la composición puede comprender al menos una porción de partículas de relleno TC/EI que son térmicamente inestables. Por ejemplo, al menos 0.1 % en volumen de las partículas de relleno TC/EI pueden ser térmicamente inestables en base al volumen total de los rellenos de TC/EI presentes en el paquete de relleno térmicamente conductor, tal como al menos 1 % en volumen, tal como al menos 10 % en volumen tal como al menos 15 % en volumen, tal como al menos 20 % en volumen, tal como al menos 25 % en volumen, tal como al menos 30 % en volumen, tal como al menos 35 % en volumen, tal como al menos 40 % en volumen, tal como al menos 45 % en volumen, tal como al menos 50 % en volumen, tal como al menos 55 % en volumen, tal como al menos 60 % en volumen, tal como al menos 65 % en volumen, tal como al menos 70 % en volumen, tal como al menos 75 % en volumen, tal como al menos 80 % en volumen. Por ejemplo, 0.1 % en volumen a 100 % en volumen de las partículas de relleno TC/EI pueden ser térmicamente estables en base al volumen total de los rellenos de TC/EI presentes en el paquete de relleno térmicamente conductor, tal como 1 % en volumen a 90 % en volumen, tal como 10 % en volumen a 80 % en volumen, tal como 20 % en volumen a 70 % en volumen, tal como 30 % en volumen a 60 % en volumen, tal como 90 % en volumen a 100 % en volumen, tal como 93 % en volumen a 98 % en volumen. En otros ejemplos, no más del 10% en volumen de las partículas de relleno TC/EI pueden ser térmicamente inestables en base al volumen total de los rellenos de TC/EI presentes en el paquete de relleno térmicamente conductor, tal como no mayor de 9 % en volumen, tal como no mayor de 8 % en volumen, tal como no mayor de 7 % en volumen, tal como no mayor de 6 % en volumen, tal como no mayor de 5 % en volumen, tal como no mayor de 4 % en volumen, tal como no mayor de 3 % en volumen, tal como no mayor de 2 % en volumen, tal como no mayor de 1 % en volumen. Por ejemplo, hasta un 10 % en volumen de las partículas de relleno TC/EI pueden ser térmicamente inestables en base al volumen total de los rellenos de TC/EI presentes en el paquete de relleno térmicamente conductor, tal como 2 % en volumen a 7 % en volumen.

Los rellenos TC/EI térmicamente estables adecuados incluyen nitruro de boro, nitruro de silicio o nitruro de aluminio, arseniuros tales como el arseniuro de boro, óxidos metálicos tales como óxido de aluminio, óxido de magnesio, óxido de berilio, dióxido de silicio, óxido de titanio, óxido de zinc, óxido de níquel, óxido de cobre u óxido de estaño, carburos tales como carburo de silicio, minerales tales como ágata y esmeril, cerámicas tales como microesferas cerámicas, y diamante. La sílice (SO<2>) puede comprender sílice pirógena, que comprende sílice que ha sido tratada con una llama para formar una estructura tridimensional. La sílice pirógena puede no tratarse o tratarse superficialmente con un siloxano, tal como, por ejemplo, polidimetilsiloxano. La sílice pirógena no limitante de ejemplo disponible comercialmente incluye productos vendido bajo el nombre comercial AEROSIL®, tal como AEROSIL® R 104, AEROSIL® R 106,<a>E<r>OSIL® R 202, AEROSIL® R 208, AEROSIL® R 972 disponibles comercialmente en Evonik Industries y productos vendidos bajo el nombre comercial HDK® tal como HDK® H17 y HDK® H18 disponibles comercialmente en Wacker Chemie AG. Estos rellenos también se pueden modificar en la superficie, tal como PYROKISUMA 5301K disponible en Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. Estos rellenos TC/EI térmicamente estables se pueden utilizar solos o en una combinación de dos o más.

Los materiales de relleno TC/EI térmicamente inestables adecuados incluyen hidróxidos metálicos como trihidrato de aluminio, hidróxido de aluminio o hidróxido de magnesio. Estos rellenos también se pueden modificar en la superficie, tales como Hymod®M9400 SF disponible en J.M. Huber Corporation. Estos rellenos TC/EI térmicamente inestables se pueden utilizar solos o en una combinación de dos o más.

Como se señaló anteriormente, el paquete de relleno térmicamente conductor puede comprender partículas de material de relleno TC/EC.

Los materiales de relleno TC/EC adecuados incluyen metales como plata, zinc, cobre, oro o partículas huecas recubiertas de metal, compuestos de carbono tales como grafito (tales como Timrex disponible comercialmente en Imerys o ThermoCarb disponible comercialmente en Asbury Carbons), negro de humo (por ejemplo, disponible comercialmente como Vulcan de Cabot Corporation), fibras de carbono (por ejemplo, disponible comercialmente como fibra de carbono molidas en Zoltek), grafeno y partículas de carbono grafénico (por ejemplo, nanoplaquetas de grafeno xGnP disponibles comercialmente en XG Sciences, y/o, por ejemplo, las partículas de grafeno que se describen a continuación), hierro carbonilo, cobre (tal como el polvo esferoidal disponible comercialmente en Sigma Aldrich), zinc (tal como Ultrapure disponible comercialmente en Purity Zinc Metals y Zinc Dust XL y XLP disponible en US Zinc), y similares. Ejemplos de “partículas de carbono grafénicas” incluyen partículas de carbono que tienen estructuras que comprenden una o más capas de láminas planas de un átomo de grosor de átomos de carbono con enlaces sp2 que están densamente empaquetadas en una red cristalina de panal. El número promedio de capas apiladas puede ser menor de 100, por ejemplo, menor de 50. El número promedio de capas apiladas puede ser de 30 o menos, tal como 20 o menos, tal como 10 o menos, tal como 5 o menos. Las partículas de carbono grafénico pueden ser sustancialmente planas; sin embargo, al menos una porción de las láminas planas puede estar sustancialmente curvada, rizada, arrugada o doblada. Las partículas típicamente no tienen una morfología esferoidal o equiaxial. Las partículas de carbono grafénico adecuadas se describen en la Publicación de EE. UU. No. 2012/0129980, en los párrafos [0059]-[0065]. Otras partículas de carbono grafénico adecuadas se describen en la Pat. de EE. UU. No.

9,562,175, en 6:6 a 9:52. Como se utiliza en el presente documento, el término “sustancialmente plano” significa plano; los materiales “curvos” o “rizados” se desvían de la planaridad al tener una curvatura distinta de cero; y “arrugado” o “doblado” indica que al menos una parte del área es más gruesa que una hoja, de tal manera que el plano se duplica o dobla sobre sí mismo.

Las partículas de relleno TC/CE, si están presentes, pueden estar presentes en una cantidad no mayor de 50 % en volumen en base al volumen total del paquete de relleno, tal como no mayor de 40 % en volumen, tal como no mayor de 30 % en volumen, tal como no mayor de 20 % en volumen, tal como no mayor de 10 % en volumen, y pueden estar presentes en una cantidad de al menos 0.1 % en volumen en base al volumen total del paquete de relleno, tal como al menos 0.5 % en volumen, tal como al menos 1 % en volumen, tal como al menos 5 % en volumen, tal como al menos 10% en volumen. Las partículas de relleno TC/EC pueden estar presentes en una cantidad de 0.1 % en volumen a 50 % en volumen en base al volumen total del paquete de relleno, tal como 0.1 % en volumen a 40 % en volumen, tal como 0.1 % en volumen a 30 % en volumen, tal como 0.1 % en volumen a 20 % en volumen, tal como 0.1 % en volumen a 10 % en volumen, tal como 0.5 % en volumen a 50 % en volumen, tal como 0.5 % en volumen a 40 % en volumen, tal como 0.5 % en volumen a 30 % en volumen, tal como 0.5 % en volumen a 20 % en volumen, tal como 0.5 % en volumen a 10 % en volumen, tal como 1 % en volumen a 50 % en volumen, tal como 1 % en volumen a 40 % en volumen, tal como 1 % en volumen a 30 % en volumen, tal como 1 % en volumen a 20 % en volumen, tal como 1 % en volumen a 10 % en volumen, tal como 5 % en volumen a 50 % en volumen, tal como 5 % en volumen a 40 % en volumen, tal como 5 % en volumen a 30 % en volumen, tal como 5 % en volumen a 20 % en volumen, tal como 5 % en volumen a 10 % en volumen, tal como 10 % en volumen a 50 % en volumen, tal como 10 % en volumen a 40 % en volumen, tal como 10 % en volumen a 30 % en volumen, tal como 10 % en volumen a 20 % en volumen.

Como se señaló anteriormente, el paquete de relleno térmicamente conductor puede comprender partículas de material de relleno NTC/EI.

Los materiales de relleno NTC/EI adecuados incluyen, pero no se limitan a, mica, wollastonita, carbonato de calcio, microesferas de vidrio, arcilla o combinaciones de los mismos.

Como se utiliza en el presente documento, el término “mica” generalmente se refiere a minerales de silicato en láminas (filosilicato). La mica puede comprender mica moscovita. La mica moscovita comprende un mineral filosilicato de aluminio y potasio con la fórmula KAh(AlSÍ<3>OioXF,OH<)2>o (KF)<2>(AhO<3>)<3>(SiO<2>)<6>(H<2>O). La mica moscovita de ejemplo no limitante disponible comercialmente incluye productos vendidos bajo el nombre comercial DakotaPURE,™ como DakotaPURE™ 700, DakotaPURE™ 1500, DakotaPURE™ 2400, DakotaPURE™ 3000, DakotaPURE™ 3500 y DakotaPURE™ 4000, disponibles en Pacer Minerals. La wollastonita comprende un mineral de inosilicato de calcio (CaSiO<3>) que puede contener pequeñas cantidades de hierro, aluminio, magnesio, manganeso, titanio y/o potasio. La wollastonita puede tener un área de superficie B.E.T de 1.5 a 2.1 m2/g, tal como 1.8 m2/g y un tamaño medio de partícula de 6 a 10 micras, tal como 8 micras. Los ejemplos no limitantes de wollastonita disponible comercialmente incluyen NYAD 400 disponible en NYCO Minerals, Inc.

El carbonato de calcio (CaCO<3>) puede comprender un carbonato de calcio precipitado o un carbonato de calcio molido. El carbonato de calcio puede o no ser tratado en la superficie, como el tratado con ácido esteárico. Los ejemplos no limitantes de carbonato de calcio precipitado disponible comercialmente incluyen Ultra-Pflex®, Albafil® y Albacar HO® disponibles en Specialty Minerals y Winnofil® SPT disponible en Solvay. Los ejemplos no limitantes de carbonato de calcio molido disponible comercialmente incluyen Duramite™ disponible en iMe RYS y Marblewhite® disponible en Specialty Minerals.

Los minerales arcillosos útiles incluyen un relleno de placa no iónico como talco, pirofilita, clorita, vermiculita o combinaciones de los mismos.

Las microesferas de vidrio pueden ser vidrio de borosilicato hueco. Los ejemplos no limitantes de microesferas de vidrio disponibles comercialmente incluyen las burbujas de vidrio de 3M tipo VS, serie K y serie S disponibles en 3M.

Las partículas de relleno NTC/EI, si acaso están presentes, pueden estar presentes en una cantidad no mayor de 10 % en volumen en base al volumen total del paquete de relleno, tal como no mayor de 5 % en volumen, tal como no mayor de 1 % en volumen, y pueden estar presentes en una cantidad de al menos 0.1 % en volumen en base al volumen total del paquete de relleno, tal como al menos 0.5 % en volumen. Las partículas de relleno NTC/EI pueden estar presentes en una cantidad de 0.1 % en volumen a 10 % en volumen en base al volumen total del paquete de relleno, tal como 0.5 % en volumen a 5 % en volumen, tal como 0.5 % en volumen a 1 % en volumen.

De acuerdo con la presente invención, la composición puede ser sustancialmente libre, esencialmente libre o completamente libre de una molécula latente que comprende un grupo funcional electrofílico o un grupo funcional nucleofílico. Como se utiliza en el presente documento, una composición está “sustancialmente libre” de dicha molécula latente si la molécula latente está presente en una cantidad menor de 0.001 % en peso en base al peso total de la composición. Como se utiliza en el presente documento, una composición está “esencialmente libre” de una molécula latente si la molécula latente está presente en una cantidad menor de 0.0005 % en peso en base al peso total de la composición. Como se utiliza en el presente documento, una composición está “completamente libre” de una molécula latente si la molécula latente no está presente en la composición, es decir, 0.0000 % en peso.

Dispersantes

La composición opcionalmente puede comprender además un dispersante. Como se utiliza en el presente documento, el término “dispersante” se refiere a una sustancia que se puede agregar a la composición para mejorar la separación de las partículas de relleno térmicamente conductoras al humedecer las partículas y romper los aglomerados.

El dispersante, si acaso está presente, puede estar presente en la composición en una cantidad de al menos 0.05 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como al menos 0.2 % en volumen, tal como al menos 1 % en volumen, y puede estar presente en una cantidad no mayor de 20 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como no mayor de 10 % en volumen. El dispersante, si acaso está presente, puede estar presente en la composición en una cantidad de 0.05% en volumen a 20% en volumen en base al volumen total de la composición, tal como 0.2 % en volumen a 10 % en volumen, tal como 1 % en volumen a 10 % en volumen.

Los dispersantes adecuados para uso en la composición incluyen ácidos grasos, ésteres de ácido fosfórico, poliuretanos, poliaminas, poliacrilatos, polialcoxilatos, sulfonatos, poliéteres y poliésteres, o cualquier combinación de los mismos. Los ejemplos no limitantes de dispersantes disponibles comercialmente incluyen ANTI-TERRA-U100,DISPERBYK-102, DISPERBYK-103, DISPERBYK- 111, DISPERBYK-171, DISPERBYK-2151, DISPERBYK-2059, DISPERBYK-2000, DISPERBYK-2117, y DISPERBYK-2118 disponibles en BYK Company; y hiperdispersantes SOLSPERSE 24000SC, SOLSPERSE 16000 y SOLSPERSE 8000 disponibles en The Lubrizol Corporation.

Aditivos

La composición puede comprender opcionalmente al menos un aditivo. Como se utiliza en el presente documento, un “aditivo” se refiere a un modificador de reología, un pegajoso, un polímero termoplástico, un agente tensioactivo (que no sea el diluyente reactivo descrito anteriormente), un retardante de llama, un inhibidor de corrosión, un estabilizador UV, un colorante, un tinte, un solvente, un plastificante, un promotor de adhesión (que no sea el diluyente reactivo descrito anteriormente), un antioxidante, un silano, un polímero terminado en silano, un polímero terminado en sililo y/o un eliminador de humedad.

Los ejemplos de inhibidores de corrosión adecuados incluyen, por ejemplo, inhibidores de corrosión a base de fosfato de zinc, por ejemplo, Halox® SZP391 micronizado, fosfato de calcio Halox® 430, fosfato de zinc Halox® ZP, fosfosilicato de estroncio Halox® SW111, fosforcarbonato de metales mixtos Halox® 720 e inhibidores de corrosión orgánicos patentados Halox® 550 y 650 disponibles comercialmente en Halox. Otros inhibidores de corrosión adecuados incluyen el fosfato de zinc y aluminio Heucophos® ZPA y el fosfato de molibdeno de zinc Heucophos® ZMP, disponibles comercialmente en Heucotech Ltd.

Un inhibidor de corrosión puede comprender un silicato de litio tal como el ortosilicato de litio (Li<4>SiO<4>) y el metasilicato de litio (Li<2>SiO<3>), MgO, un azol o una combinación de cualquiera de los anteriores. El componente inhibidor de la corrosión puede comprender además al menos uno de óxido de magnesio (MgO) y un azol.

Un inhibidor de corrosión puede comprender un aminoácido monomérico, un aminoácido dimérico, un aminoácido oligomérico o una combinación de cualquiera de los anteriores. Ejemplos de aminoácidos adecuados incluyen histidina, arginina, lisina, cisteína, cistina, triptófano, metionina, fenilalanina, tirosina y combinaciones de cualquiera de los anteriores.

Un inhibidor de corrosión puede comprender un compuesto heterocíclico que contiene nitrógeno. Ejemplos de dichos compuestos incluyen azoles, oxazoles, tiazoles, tiazolinas, imidazoles, diazoles, piridinas, indolizinas y triazinas, tetrazoles, toliltriazoles y combinaciones de cualquiera de los anteriores.

Ejemplos de triazoles adecuados incluyen 1,2,3-triazol, 1,2,4-triazol, benzotriazol, sus derivados y combinaciones de cualquiera de los anteriores. Los derivados del 1,2,3-triazol incluyen 1-metil-1,2,3-triazol, 1-fenil-1,2,3-triazol, 4-metil-2-fenil-1,2,3-triazol, 1-bencil-1,2,3-triazol, 4-hidroxi-1,2,3-triazol, 1-amino-1,2,3-triazol, 1-benzamido-4-metil- 1,2,3-triazol, 1-amino-4,5-difenil-1,2,3-triazol, 1,2,3-triazol aldehído, ácido 2-metil-1,2,3-triazol-4-carboxílico, y 4-ciano-1,2,3-triazol, o combinaciones de los mismos. Los derivados de 1,2,4-triazol incluyen 1-metil-1,2,4-triazol, 1,3-difenil-1,2,4-triazol, 5-amino-3-metil-1,2,4-triazol, 3-mercapto-1,2,4-triazol, ácido 1,2,4-triazol-3-carboxílico, 1 -fenil-1,2,4- triazol-5-ona, 1-fenilurazol, y combinaciones de cualquiera de los anteriores. Los ejemplos de diazoles incluyen 2,5-dimercapto1,3,4-tiadiazol.

Un inhibidor de corrosión puede incluir un azol o una combinación de azoles. Los azoles son compuestos N-heterocíclicos de 5 miembros que contienen en el anillo heterocíclico dos dobles enlaces, de uno a tres átomos de carbono y, opcionalmente, un átomo de azufre u oxígeno. Ejemplos de azoles adecuados incluyen benzotriazol, 5-metil benzotriazol, toliltriazol, 2,5-dimercapto-1,3,4-tiazol, 2-mercaptobenzotiazol, 2-mercaptobencimidazol, 1 -fenil-5-mercaptotetrazol, 2-amino-5-mercapto-1,3,4-tiadiazol, 2-mercapto-1-metilimidazol, 2-amino-5-etil-1,3,4-tiadiazol, 2-amino-5-etiltio-1,3,4-tiadiazol, 5-feniltetrazol, 7H-imidazo(4,5-d)pirimidina, y 2-amino tiazol. Las sales de cualquiera de los anteriores, tales como las sales de sodio y/o zinc, también se pueden utilizar como inhibidores eficaces de la corrosión. Otros azoles adecuados incluyen 2-hidroxibenzotiazol, benzotiazol, 1-fenil-4-metilimidazol y 1-(p-tolil)-4-metlimidazol.

El modificador reológico puede estar presente en la composición en una cantidad de al menos 0.01 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como al menos 0.2 % en volumen, tal como al menos 0.3 % en volumen, y en algunos casos puede estar presente en la composición en una cantidad no mayor de 5 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como no mayor de 3 % en volumen, tal como no mayor de 1 % en volumen. El modificador reológico puede estar presente en la composición en una cantidad de 0.01 % en volumen a 5 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como 0.2 % en volumen a 3 % en volumen, tal como 0.3 % en volumen a 1 % en volumen.

Los modificadores reológicos útiles que se pueden utilizar incluyen poliamida, ceras de amida, fosfato de poliéter, poliolefina oxidada, cera de ricino y arcilla organológica. Los tixótropos disponibles comercialmente útiles en la presente invención incluyen Disparlon 6500 disponible en King Industries, Garamite 1958 disponible en BYK Company, Bentone SD2 y Thixatrol®ST disponibles en Elementis, y Crayvallac SLX disponible en Palmer Holland.

Los colorantes o tintes útiles pueden incluir azul de ftalocianina.

Las composiciones pueden comprender un retardante de llama o una combinación de retardantes de llama. Ciertos materiales de TC descritos anteriormente, como el hidróxido de aluminio y el hidróxido de magnesio, por ejemplo, también pueden ser retardantes de llama. Como se utiliza en el presente documento, “retardante de llama” se refiere a un material que ralentiza o detiene la propagación del fuego o reduce su intensidad. Los retardantes de llama pueden estar disponibles en forma de polvo que se puede mezclar con una composición, una espuma o un gel. En los ejemplos, cuando las composiciones incluyen un retardante de llama, dichas composiciones pueden formar un recubrimiento sobre la superficie de un sustrato y dicho recubrimiento puede funcionar como un retardante de llama.

Como se establece con más detalle a continuación, un retardante de llama puede incluir un mineral, un compuesto orgánico, un compuesto organohalógeno, un compuesto organofosforado o una combinación de los mismos.

Los ejemplos adecuados de minerales incluyen huntita, hidromagnesita, varios hidratos, fósforo rojo, compuestos de boro tales como boratos, carbonatos tales como carbonato de calcio y carbonato de magnesio, y combinaciones de los mismos.

Los ejemplos adecuados de compuestos organohalogenados incluyen organoclorados como los derivados del ácido cloréndico y las parafinas cloradas; organobrominas como el éter de decabromodifenilo (decaBDE), el decabromodifenil etano (un sustituto del decaBDE), compuestos bromados poliméricos tales como los poliestirenos bromados, oligómeros de carbonato bromado (BCO), oligómeros epoxi bromados (BEO), anhidruro tetrabromoftálico, tetrabromobisfenol A (TBBPA) y hexabromociclododecano (HBCD). Dichos retardantes de llama halogenados se pueden utilizar junto con un sinergista para mejorar su eficiencia. Otros ejemplos adecuados incluyen trióxido de antimonio, pentaóxido de antimonio y antimonato de sodio.

Los ejemplos adecuados de compuestos organofosforados incluyen fosfato de trifenilo (TPP), resorcinol bis (difenilfosfato) (RDP), fosfato de difenilo de bisfenol A (BADP) y fosfato de tricresilo (TCP); fosfonatos tales como el dimetilmetilfosfonato (DMMP); y fosfinatos tales como el fosfinato de dietilo de aluminio. En una clase importante de retardantes de llama, los compuestos contienen fósforo y un halógeno. Dichos compuestos incluyen tris(2,3-dibromopropilo) fosfato (tris bromado) y organofosforados clorados tales como tris(1,3-dicloro-2-propil)fosfato (tris clorado o TDCPP) y tetrakis(2-cloroetil)dicloroisopentildifosfato (V6).

Los ejemplos adecuados de compuestos orgánicos incluyen ácido carboxílico, ácido dicarboxílico, melamina y compuestos organonitrogenados.

Otros retardantes de llama adecuados incluyen polifosfato de amonio y sulfato de bario.

La composición opcionalmente puede comprender al menos un plastificante. Ejemplos de plastificantes incluyen diisononilftalato (Jayflex™ DINP disponible en Exxon Mobil), diisodecilftalato (Jayflex™ DIDP disponible en Exxon Mobil) y ftalato de alquil bencilo (Santicizer 278 disponible en Valtris); plastificantes a base de benzoato tales como el dibenzoato de dipropilenglicol (K-Flex® disponible en Emerald Performance Materials); y otros plastificantes, que incluyen el tereftalato de dioctilo a base de tereftalato (DEHT disponible en Eastman Chemical Company), el éster de ácido alquilsulfónico de fenol (Mesamoll disponible en Borchers) y el éster de diisononilo de ácido 1,2-ciclohexano dicarboxílico (Hexamoll DINCH disponible en BASF). Otros plastificantes pueden incluir terfenilos hidrogenados isoftálicos, cuarfenilos y superiores o polifenilos, ésteres de ftalato, parafinas cloradas, polifenilos modificados, sulfonatos de naftaleno, trimelitas, adipatos, sebacatos, maleatos, sulfonamida, organofosforados, polibuteno y combinaciones de cualquiera de los anteriores. Estos plastificantes pueden ser polímeros como los poliacrilatos.

El plastificante, si acaso está presente, puede estar presente en la composición en una cantidad de al menos 0.5 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como al menos 2 % en volumen, tal como al menos 3 % en volumen, y puede estar presente en una cantidad no mayor de 30 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como no mayor de 20 % en volumen, tal como no mayor de 16 % en volumen. El plastificante, si acaso está presente, puede estar presente en la composición en una cantidad de 0.5 % a 30 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como 2 % a 20 % en volumen, tal como 3 % a 16 % en volumen.

Los eliminadores de humedad adecuados incluyen viniltrimetoxisilano (Silquest A-171 de Momentive), viniltrietoxisilano (Silquest A-151NT de Momentive), gamma metacriloxipropiltrimetoxisilano (Silquest A-174NT disponible en Evonik), tamices moleculares, óxido de calcio (POLYCAL OS325 disponible en Mississippi Lime) o combinaciones de los mismos.

La composición también puede comprender un solvente. Los solventes adecuados incluyen tolueno, metil etil cetona, benceno, n-hexano, xileno y combinaciones de los mismos.

El solvente, si acaso está presente, puede estar presente en la composición en una cantidad de al menos 1 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como al menos 2 % en volumen, tal como al menos 5 % en volumen, y puede estar presente en una cantidad no mayor de 60 % en volumen, tal como no mayor de 40 % en volumen, tal como no mayor de 20 % en volumen. El solvente, si acaso está presente, puede estar presente en la composición en una cantidad de 1 % a 60 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como 2 % a 40 % en volumen, tal como 5 % a 20 % en volumen.

La composición también puede comprender al menos un polímero terminado en silano. El polímero terminado en silano puede ser capaz de entrecruzarse en presencia de humedad. El polímero puede ser un poliéter terminado en alcoxisilano, un poliuretano terminado en alcoxilano o combinaciones de los mismos. El alcoxisilano puede ser metoxi o etoxisilano, con uno, dos o tres grupos alcoxi por silano. Los ejemplos comerciales de polímeros terminados en alcoxisilano incluyen los polímeros Kaneka MS como SAX 350, sAx 400 y SAX 750 o la serie Wacker STP-E como STP-E30.

El polímero terminado en silano, si acaso está presente, puede estar presente en la composición en una cantidad de hasta 70 % en volumen en base al volumen total de la molécula que comprende el grupo funcional electrofílico, la segunda molécula que comprende el grupo funcional nucleofílico, y el polímero terminado en silano, tal como hasta 50 % en volumen, tal como hasta 25 % en volumen. Por ejemplo, el polímero terminado en silano puede estar presente en la composición en una cantidad de 0.1 % en volumen a 70 % en volumen en base al volumen total de la molécula que comprende el grupo funcional electrofílico, la segunda molécula que comprende el grupo funcional nucleofílico, y el polímero terminado en silano, tal como 1 % en volumen a 50 % en volumen, tal como 5 % en volumen a 25 % en volumen.

La composición también puede comprender un solvente. Los solventes adecuados incluyen tolueno, acetona, acetato de etilo, xileno y combinaciones de los mismos.

El solvente puede estar presente en la composición en una cantidad de al menos 1 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como al menos 2 % en volumen, tal como al menos 5 % en volumen, y puede estar presente en una cantidad no mayor de 60 % en volumen, tal como no mayor de 40 % en volumen, tal como no mayor de 20 % en volumen. El solvente puede estar presente en la composición en una cantidad de 1 % a 60 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como 2 % a 40 % en volumen, tal como 5 % a 20 % en volumen.

La composición opcionalmente puede comprender además un promotor de adhesión, antioxidante y similares, en cantidades conocidas por los expertos en la técnica.

Composiciones, sistemas y métodos

La composición total de las composiciones 1K o 2K utilizadas en el presente documento puede tener una viscosidad de al menos 10 cP a un esfuerzo cortante de 800 Pa según se mide por un reómetro rotacional Anton Paar MCR 301 a 25 °C utilizando una placa paralela con un diámetro de 25 mm (espaciado de 1 mm), tal como al menos 103 cP, y puede tener una viscosidad de no más de 108 cP según se mide por un reómetro rotacional Anton Paar MCR 301 a 25 °C utilizando una placa paralela con un diámetro de 25 mm (espaciado de 1 mm), tal como no más de 105 cP. La composición total puede tener una viscosidad de 10 cP a 108 cP a un esfuerzo cortante de 800 Pa según se mide por un reómetro rotacional Anton Paar MCR 301 a 25 °C utilizando una placa paralela con un diámetro de 25 mm (espaciado de 1 mm), tal como 103 cP a 105 cP Adicionalmente, en el caso de las composiciones 2K utilizadas en el presente documento, el primer componente (con o sin materiales de relleno) y el segundo componente (con o sin materiales de relleno) pueden tener una viscosidad de al menos 10 cP a un esfuerzo cortante de 800 Pa medido por un reómetro rotacional Anton Paar MCR 301 a 25 °C utilizando una placa paralela con un diámetro de 25 mm (espaciado de 1 mm), como al menos 103 cP, y puede tener una viscosidad de no más de 108 cP medida por un reómetro rotacional Anton Paar MCR 301 a 25 °C utilizando una placa paralela con un diámetro de 25 mm (espaciado de 1 mm), tal como no más de 105 cP El primer componente (con o sin materiales de relleno) y el segundo componente (con o sin materiales de relleno) pueden tener una viscosidad de 10 cP a 108 cP a un esfuerzo cortante de 800 Pa medido por un reómetro rotacional MCR 301 de Anton Paar a 25 °C utilizando una placa paralela con un diámetro de 25 mm (espaciado de 1 mm), como 103 cP a 105 cP

Las composiciones utilizadas en el presente documento pueden ser composiciones 1K que comprenden, o consisten esencialmente en, o consisten en, la molécula que comprende un grupo funcional electrofílico; y el paquete de relleno térmicamente conductor y, opcionalmente, una molécula que comprende un grupo funcional nucleofílico, un dispersante y/o cualquiera de los aditivos descritos anteriormente.

Las composiciones utilizadas en el presente documento pueden ser composiciones 2K que comprenden, o consisten esencialmente en, o consisten en, un primer componente que comprende, o consiste esencialmente en, o que consiste en, la molécula que comprende un grupo funcional electrofílico, un segundo componente que comprende, o consiste esencialmente en, o que consiste en, una molécula que comprende un grupo funcional nucleofílico, y el paquete de relleno térmicamente conductor que puede estar presente en el primer componente y/o el segundo y, opcionalmente, un dispersante y/o cualquiera de los aditivos descritos anteriormente pueden estar presentes en el primer componente y/o en el segundo componente.

Las composiciones utilizadas en el presente documento pueden ser composiciones de 3K o superiores que comprendan, o consistan esencialmente en, o consistan en, un primer componente que comprenda, o consista esencialmente en, o que consista en, la molécula que comprende un grupo funcional electrofílico, un segundo componente que comprenda, o consista esencialmente en, o que consista en, una molécula que comprenda un grupo funcional nucleofílico, y un tercer componente que comprenda, o que consista esencialmente en, o que consista en, el paquete de relleno térmicamente conductor, y opcionalmente un dispersante y/o cualquiera de los aditivos descritos anteriormente puede estar presente en el primer componente y/o el segundo componente y/o el tercer componente.

Sorprendentemente se ha descubierto que las composiciones de recubrimiento son viables durante al menos 10 días, tal como al menos 20 días, tal como al menos 30 días, cuando se almacenan en condiciones ambientales.

La composición puede tener un contenido total de sólidos de al menos 40 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como al menos 60 %, tal como al menos 80 % en volumen, y puede tener un contenido total de sólidos no mayor de 100 % en volumen en base al volumen total de la composición. La composición puede tener un contenido total de sólidos de 40 % a 100 % en volumen en base al volumen total de la composición, tal como 60 % a 100 % en volumen, tal como 80 % a 100 % en volumen. Como se utiliza en el presente documento, “sólidos totales” se refiere al contenido no volátil de la composición, es decir, materiales que no se volatilizarán cuando se calientan a 105 °C y presión atmosférica estándar (101325 Pa) durante 60 minutos.

En el caso de una composición 2K, uno de los componentes puede estar sustancialmente libre, o esencialmente libre, o completamente libre, de materiales de relleno, y en el caso de una composición 3K, uno o dos de los componentes pueden estar sustancialmente libres, o esencialmente libres, o completamente libres, de materiales de relleno.

La composición puede ser baja en VOC. Como se utiliza en el presente documento, el término “bajo VOC” se refiere a una composición que tiene un % de volumen teórico de VOC de menos del 7 % en volumen, como menos del 3 % en volumen, tal como menos del 2 % en volumen, en base al volumen total de la composición. Los VOC se pueden medir de acuerdo con ASTM D3960 (después de escuchar los componentes volátiles durante 1 hora a 110 °C ± 5 °C). El contenido orgánico volátil teórico (“VOC”) puede ser menor de 105 g/L, como menos de 75 g/L, como menos de 30 g/L.

La composición puede comprender, o consistir esencialmente en, o consistir en, la molécula que comprende un grupo funcional electrofílico y el paquete de relleno térmicamente conductor como se describió anteriormente. Como se utiliza en el presente documento, la composición “consiste esencialmente en” una molécula que comprende un grupo funcional electrofílico y un primer relleno térmicamente conductor, es decir, cuando la cantidad máxima de otros componentes es del 5 % en volumen o menos en base al volumen total de la composición.

La composición puede comprender, consistir esencialmente en un grupo funcional electrofílico, una segunda molécula que comprende un grupo funcional nucleofílico y el paquete de relleno térmicamente conductor como se describió anteriormente. Como se utiliza en el presente documento, la composición “consiste esencialmente en” una molécula que comprende un grupo funcional electrofílico, una segunda molécula que comprende un grupo funcional nucleofílico y un primer relleno térmicamente conductor, es decir, cuando la cantidad máxima de otros componentes es del 5 % en volumen o menos en base al volumen total de la composición.

La composición utilizada en la presente invención puede comprender, o en algunos casos consistir en, o en algunos casos consistir esencialmente en, la molécula que comprende un grupo funcional electrofílico y el paquete de relleno térmicamente conductor, y opcionalmente una segunda molécula que comprende un grupo funcional nucleofílico, un dispersante y cualquiera de los aditivos si se utilizan, descritos anteriormente, se podrán preparar mediante un método que comprenda o en algunos casos consista en, o en algunos casos consista esencialmente en, mezclar dichos ingredientes a una temperatura menor de 50 °C, tal como de 0 °C a 50 °C, tal como de 15 °C a 35 °C, por ejemplo, a temperatura ambiente.

La composición descrita anteriormente se puede aplicar sola o como parte de un sistema que se puede depositar de diferentes maneras en varios sustratos diferentes. El sistema puede comprender una serie de películas, recubrimientos o capas iguales o diferentes. Una película, recubrimiento o capa típicamente se forma cuando una composición que se deposita sobre al menos una porción de la superficie del sustrato se seca o cura al menos parcialmente mediante métodos conocidos por los expertos con conocimientos básicos en la técnica (por ejemplo, bajo condiciones ambientales o por exposición al calentamiento térmico).

La composición se puede aplicar a la superficie de un sustrato de varias maneras diferentes, ejemplos no limitantes de los cuales incluyen brochas, rodillos, películas, gránulos, paletas, espátulas, inmersiones, pistolas rociadoras y pistolas aplicadoras para formar un recubrimiento en al menos una porción de la superficie del sustrato.

Después de la aplicación al(los) sustrato(s), la composición se puede curar. Por ejemplo, la composición puede dejarse curar a temperatura ambiente o en condiciones ligeramente térmicas y/o la composición se puede curar al hornear y/o curar a temperatura elevada, tal como a una temperatura de 180 °C o menos, tal como 130 °C o menos, tal como 110 °C o menos, tal como 100 °C o menos, tal como 90 °C o menos, tal como 80 °C o menos, tal como 70 °C o menos, pero mayor de ambiente, tal como mayor de 40 °C, tal como mayor de 50 °C, y durante cualquier período de tiempo deseado (por ejemplo, desde 5 minutos hasta 1 hora) suficiente para curar al menos parcialmente la composición en el(los) sustrato(s). Alternativamente, la composición se puede curar a temperatura ambiente o ligeramente por encima de las condiciones ambientales.

El recubrimiento se puede formar mediante un método para tratar un sustrato que comprenda, o consista esencialmente en, o consista en, al menos una porción de una superficie del sustrato con una de las composiciones anteriores. La composición se puede curar en forma de recubrimiento, capa o película sobre la superficie del sustrato en condiciones ambientales o mediante la exposición a una fuente de energía externa, por ejemplo, tal como al calentar el sustrato a una temperatura menor de 180 °C, tal como menor de 130 °C, tal como menor de 90 °C. El recubrimiento, capa o película, puede ser, por ejemplo, un sellador, un relleno de huecos o un adhesivo.

También se puede formar una unión entre dos sustratos para una amplia variedad de aplicaciones potenciales en las que la unión entre los sustratos proporciona propiedades mecánicas particulares relacionadas con la resistencia al corte por solape. En el presente documento, la composición descrita anteriormente se puede aplicar a un primer sustrato; un segundo sustrato puede entrar en contacto con la composición de tal manera que la composición se ubica entre el primer sustrato y el segundo sustrato; y la composición se puede curar en condiciones ambientales o por exposición a una fuente de energía externa, por ejemplo, al calentar a una temperatura menor de 180 °C, tal como menor de 130 °C, tal como menor de 90 °C. Por ejemplo, la composición se puede aplicar a uno o ambos materiales de sustrato que se unen para formar una unión adhesiva entre ellos y los sustratos se pueden alinear y se pueden agregar presión y/o espaciadores para controlar el grosor de enlace. La composición se puede aplicar a superficies de sustrato limpias o sin limpiar (es decir, incluidas las aceitosas o aceitadas).

Como se indicó anteriormente, la composición también puede formar sellador sobre un sustrato o en una superficie de sustrato. La composición del sellador se puede aplicar a las superficies del sustrato, que incluyen, a modo de ejemplo no limitante, la carrocería de un vehículo o los componentes del bastidor de un automóvil o un avión. El sellador formado por la composición proporciona suficiente amortiguación del sonido, resistencia a la tracción y alargamiento de la tracción. La composición del sellador se puede aplicar a superficies de sustrato limpias o no limpias (es decir, incluidas las aceitosas o aceitadas). También se puede aplicar a un sustrato que ha sido pretratado, recubierto con un recubrimiento electrodepositable, recubierto con capas adicionales tales como imprimación, capa base o capa superior. La composición del recubrimiento se puede secar o curar en condiciones ambientales una vez aplicada a un sustrato o los sustratos recubiertos con composiciones de recubrimiento pueden hornearse posteriormente en un horno para curar la composición del recubrimiento.

Impresión 3D

Alternativamente, la composición se puede fundir, extruir, moldear o mecanizar para formar una pieza o un miembro en estado al menos parcialmente seco o curado.

Sorprendentemente, las composiciones 2K utilizadas en el presente documento se pueden utilizar en cualquier tecnología de fabricación aditiva adecuada, como extrusión, inyección e inyección de aglutinante.

La presente divulgación también está dirigida a la producción de artículos estructurales, tales como, a modo de ejemplo no limitante, almohadillas de amortiguación de sonido, utilizando impresión tridimensional. Un artículo tridimensional puede producirse al formar porciones o capas sucesivas de un artículo al depositar la composición sobre un sustrato y al depositar posteriormente porciones o capas adicionales de la composición sobre la porción o capa depositada subyacente y/o adyacente a la porción o capa depositada previamente. Las capas se pueden depositar sucesivamente junto a una capa previamente depositada para construir un artículo impreso. El primer y segundo componente de la composición se pueden mezclar y luego depositar o el primer y segundo componente de la composición se pueden depositar por separado. Cuando se depositan por separado, el primer y el segundo componente se pueden depositar simultáneamente, secuencialmente o tanto simultánea como secuencialmente.

Por “porciones de un artículo” se entiende subunidades de un artículo, tales como las capas de un artículo. Las capas pueden estar en planos paralelos horizontales sucesivos. Las porciones pueden ser planos paralelos del material depositado o perlas del material depositado producidas como gotas discretas o como una corriente continua de material. El primer y segundo componente se pueden proporcionar puros o también pueden incluir un solvente (orgánico y/o agua) y/u otros aditivos como se describe a continuación. El primer y segundo componente proporcionados por la presente divulgación pueden estar sustancialmente libres de solventes. Por sustancialmente libre se entiende que el primer y segundo componentes comprenden menos del 5 % en peso, menos del 4 % en peso, menos del 2 % en peso o menos del 1 % en peso de solvente, donde el % en peso se basa en el peso total del primer componente o del segundo componente, según sea el caso. Del mismo modo, la composición proporcionada por la presente divulgación puede estar sustancialmente libre de solvente, como tener menos del 5 % en peso, menos del 4 % en peso, menos del 2 % en peso o menos del 1 % en peso de solvente, donde el % en peso se basa en el peso total de la composición.

El primer y segundo componente se pueden mezclar y depositarse posteriormente como una mezcla de componentes que reaccionan para formar porciones de un artículo. Por ejemplo, dos componentes se pueden mezclar y depositar como una mezcla de componentes que reaccionan para formar un termoestable mediante el suministro de al menos dos corrientes separadas de los componentes en un mezclador, tal como un mezclador estático y/o un mezclador dinámico para producir una sola corriente que luego se deposita. Los componentes pueden reaccionar, al menos parcialmente, en el momento en que se deposita una composición que comprende la mezcla de reacción. La mezcla de reacción depositada puede reaccionar, al menos en parte, después de la deposición y también puede reaccionar con porciones previamente depositadas y/o porciones depositadas posteriormente del artículo, tales como las capas subyacentes o las capas suprayacentes del artículo.

Se pueden depositar dos o más componentes utilizando cualquier equipo adecuado. La selección del equipo de deposición adecuado depende de una serie de factores, que incluyen el volumen de deposición, la viscosidad de la composición y la complejidad de la pieza que se fabrica. Cada uno de los dos o más componentes se puede introducir en una bomba independiente e integrar en un mezclador para combinar y mezclar los dos componentes. Se puede acoplar una boquilla al mezclador y la composición mezclada se puede empujar bajo presión o extruir a través de la boquilla.

Una bomba puede ser, por ejemplo, una bomba de desplazamiento positivo, una bomba de jeringa, una bomba de pistón o una bomba de cavidad progresiva. Las dos bombas que suministran los dos componentes se pueden colocar en paralelo o en serie. Una bomba adecuada puede ser capaz de empujar un líquido o líquido viscoso a través del orificio de una boquilla. Este proceso también se puede denominar como extrusión. Se puede introducir un componente en el mezclador utilizando dos bombas en serie.

Por ejemplo, el primer y segundo componente se pueden depositar mediante la dispensación de materiales a través de una boquilla desechable conectada a un sistema de dosificación de dos componentes de cavidad progresiva, tal como un sistema de dosificación de precisión ViscoTec ecoDUO 450, donde el primer y segundo componente se mezclan en línea. Un sistema de dosificación de dos componentes puede comprender, por ejemplo, dos bombas de cavidad progresiva que dosifican reactivos por separado en un dispensador mezclador estático desechable o en un mezclador dinámico. Otras bombas adecuadas incluyen bombas de desplazamiento positivo, bombas de jeringa, bombas de pistón y bombas de cavidad progresiva. Al dispensar, los materiales del primer y segundo componente forman un extruido que se puede depositar sobre una superficie para proporcionar una capa inicial de material y capas sucesivas sobre una base. El sistema de deposición se puede colocar ortogonalmente a la base, pero también se puede colocar en cualquier ángulo adecuado para formar el extruido, de tal manera que el extruido y el sistema de deposición formen un ángulo obtuso con el extruido paralelo a la base. El extruido se refiere a los componentes combinados, es decir, una composición, que se han mezclado, por ejemplo, en un mezclador estático o en un mezclador dinámico. El extruido se puede moldear al pasar a través de una boquilla.

La base, el sistema de deposición, o tanto la base como el sistema de deposición se pueden mover para construir un artículo tridimensional. El movimiento se puede realizar de una manera predeterminada, lo que se puede lograr utilizando cualquier método y aparato CAD/CAM adecuado, tal como robótica y/o interfaces de máquinas herramienta computarizadas.

Un extruido puede dispensarse de forma continua o intermitente para formar una capa inicial y capas sucesivas. Para la deposición intermitente, un sistema de dosificación puede interactuar con un interruptor de relé para apagar las bombas, como las bombas de cavidad progresiva y detener el flujo de materiales reactivos. Se puede utilizar cualquier interruptor adecuado, tal como un interruptor electromecánico, que se puede controlar convenientemente mediante cualquier metodología CAD/CAM adecuada.

Un sistema de deposición puede incluir un mezclador estático y/o dinámico en línea, así como compartimentos de bombeo presurizados separados para contener al menos dos componentes y alimentar los materiales en el mezclador estático y/o dinámico. Un mezclador como un mezclador activo puede comprender un impulsor central de velocidad variable que tiene palas de alto corte dentro de una boquilla cónica. Se puede utilizar un rango de boquillas cónicas que tienen una dimensión de orificio de salida, por ejemplo, desde 0.2 mm hasta 50 mm, desde 0.5 mm hasta 40 mm, desde 1 mm hasta 30 mm, o desde 5 mm hasta 20 mm.

Se puede utilizar un rango de boquillas mezcladoras estáticas y/o dinámicas que tienen, por ejemplo, una dimensión de orificio de salida desde 0.6 mm hasta 2.5 mm, y una longitud de desde 30 mm hasta 150 mm. Por ejemplo, el diámetro de un orificio de salida puede ser desde 0.2 mm hasta 4.0 mm, desde 0.4 mm hasta 3.0 mm, desde 0.6 mm hasta 2.5 mm, desde 0.8 mm hasta 2 mm, o desde 1.0 mm hasta 1.6 mm. Un mezclador estático y/o dinámico puede tener una longitud, por ejemplo, desde 10 mm hasta 200 mm, desde 20 mm hasta 175 mm, desde 30 mm hasta 150 mm, o desde 50 mm hasta 100 mm. Una boquilla mezcladora puede incluir una sección de mezcla estática y/o dinámica y una sección de dispensación acoplada a la sección de mezcla estática y/o dinámica. La sección de mezcla estática y/o dinámica se puede configurar para combinar y mezclar el primer y segundo componentes. La sección de dispensación puede ser, por ejemplo, un tubo recto que tenga cualquiera de los diámetros de orificio anteriores. La longitud de la sección de dispensación se puede configurar para proporcionar una región en la que los componentes pueden comenzar a reaccionar y generar viscosidad antes de depositarse en el artículo. La longitud de la sección de dosificación se puede seleccionar, por ejemplo, en base a la velocidad de deposición, la velocidad de reacción del primer y segundo componentes y la viscosidad deseada.

El primer y segundo componentes pueden tener un tiempo de residencia en la boquilla mezcladora estática y/o dinámica, por ejemplo, desde 0.25 segundos hasta 5 segundos, desde 0.3 segundos hasta 4 segundos, desde 0.5 segundos hasta 3 segundos, o desde 1 segundos hasta 3 segundos. Se pueden utilizar otros tiempos de residencia según corresponda en base a las químicas de curado y las tasas de curado.

En general, un tiempo de residencia adecuado es menor que el tiempo de gel de la composición. Un tiempo de gel adecuado puede menor de 10 min, menor de 8 min, menor de 6 min, menor de 5 min, menor de 4 min, menor de 3 min, menor de 2 min, o menor de 1 min. Un tiempo de gel de la composición puede ser, por ejemplo, desde 0.5 min hasta 10 min, desde 1 min hasta 7 min, desde 2 min hasta 6 min, o desde 3 min hasta 5 min. Como se utiliza en el presente documento, el “tiempo de gel” se refiere al tiempo que tarda un sistema de resina, una vez que todos los ingredientes se combinan o mezclan, gelificarse o volverse tan viscoso que ya no es líquido.

Las composiciones pueden tener un caudal volumétrico, por ejemplo, desde 0.1 mL/min hasta 20,000 mL/min, tal como desde 1 mL/min hasta 12,000 mL/min, desde 5 mL/min hasta 8,000 mL/min, o desde 10 mL/min hasta 6,000 mL min. El caudal volumétrico puede depender, por ejemplo, de la viscosidad de la composición, la presión de extrusión, el diámetro de la boquilla y la velocidad de reacción del primer y segundo componentes.

Una composición se puede utilizar a una velocidad de impresión, por ejemplo, desde 1 mm/s hasta 400 mm/s, tal como desde 5 mm/s hasta 300 mm/s, desde 10 mm/s hasta 200 mm/s, o desde 15 mm/s a 150 mm/s. La velocidad de impresión puede depender, por ejemplo, de la viscosidad de la composición, la presión de extrusión, el diámetro de la boquilla y la velocidad de reacción de los componentes. La velocidad de impresión se refiere a la velocidad a la que se mueve una boquilla utilizada para extruir una composición con respecto a una superficie sobre la que se deposita la composición.

Una composición puede tener un tiempo de gel, por ejemplo, menor de 5 minutos, menor de 4 minutos, menor de 3 minutos, menor de 2 minutos, menor de 1 minuto, menor de 45 segundos, menor de 30 segundos, menor de 15 segundos, o menor de 5 segundos. Una composición puede tener un tiempo de gel, por ejemplo, desde 0.1 segundos hasta 5 minutos, desde 0.2 segundos hasta 3 minutos, desde 0.5 segundos hasta 2 minutos, desde 1 segundo hasta 1 minuto, o desde 2 segundos hasta 40 segundos. El tiempo de gel se considera el tiempo posterior a la mezcla cuando la composición ya no se puede agitar a mano.

Una boquilla mezcladora estática y/o dinámica se puede calentar o enfriar para controlar, por ejemplo, la tasa de reacción entre el primer y segundo componentes y/o la viscosidad del primer y segundo componentes. Un orificio de una boquilla de deposición puede tener cualquier forma y dimensiones adecuadas. Un sistema puede comprender múltiples boquillas de deposición. Las boquillas pueden tener una dimensión y forma de orificio fijas, o el orificio de la boquilla se puede ajustar de manera controlable. El mezclador y/o la boquilla se pueden enfriar para controlar una exotermia generada por la reacción del primer y segundo componentes.

La composición se puede imprimir en una pieza fabricada.

Utilizando los métodos se pueden fabricar las piezas. Se pueden formar una o más superficies de una pieza a partir de la composición. Además, se pueden formar regiones internas de una pieza a partir de la composición.

Recubrimientos y piezas conformadas y usos de los mismos

Los recubrimientos, capas, películas y similares, y las piezas formadas, descritos en el presente documento, en un estado al menos parcialmente seco o curado, sorprendentemente pueden:

(a) tener una conductividad térmica de al menos 0.5 W /m K según se mide utilizando un método de Fuente Plana Transitoria Modificada (MTPS) (conforme a ASTM D7984) con un analizador de conductividad térmica TCi de C-Therm Technologies Ltd.;

(b) tener una resistividad de volumen de al menos 1 x 109 O m (medida de acuerdo con ASTM D257, C611, o B193) en un Electrómetro/Medidor de Alta Resistencia Keysight B2987A conectado a una Celda de Resistividad 16008B; (c) tener una resistencia dieléctrica de al menos 1 kV/mm medida de acuerdo con ASTM D149 en un medidor dieléctrico (Sefelec RMG12AC-DC) conectado a dos electrodos de cobre con 1 pulgada de diámetro;

(d) tener una dureza Shore A 5 a 95 medida de acuerdo con ASTM D2240 con un durómetro Tipo A (Modelo 2000, Rex Gauge Company, Inc.) a temperatura ambiente;

(e) tener una dureza Shore D de 5 a 95, tal como al menos 20, tal como al menos 40, tal como al menos 60, medida de acuerdo con el estándar ASTM D2240 con un Durómetro Tipo D (Modelo 2000, Rex Gauge Company, Inc.) a temperatura ambiente;

(f) tener una dureza Shore OO de menos de 90 medida de acuerdo con ASTM D2240 con un durómetro Tipo OO (Modelo AD-100-OO, Checkline);

(g) tener una resistencia a la tracción de 0.01 MPa a 1,000 MPa, según se determina de acuerdo con ASTM D412 utilizando una máquina Instron 5567 en modo de tracción con una tasa de extracción de 1 mm por minuto;

(h) tener un alargamiento de 1 % a 300 %;

(i) tener una resistencia al corte por solape de al menos 0.01 MPa (medida de acuerdo con ASTM D1002-10 utilizando una máquina Instron 5567 en modo de tracción con una tasa de extracción de 1 mm por minuto);

j) tener una resistencia de prueba de una unión a tope de 0.001 N/mm2 a 500 N/mm2 (medida de acuerdo con ASTM D2095);

(k) tener un factor de pérdida por amortiguamiento acústico de al menos 0.1 a 20 °C y 200 Hz, 4 kg/m2, utilizando el método de prueba de Oberst;

(l) mantener una temperatura del sustrato que es al menos 100 °C más baja después de la exposición del recubrimiento sobre la superficie del sustrato a 1000 °C durante un tiempo de al menos 90 segundos que una temperatura de la superficie de un sustrato sin recubrimiento expuesto a 1000 °C durante ese tiempo;

(g) proporcionar un sustrato con protección térmica y contra incendios;

(h) no humear tras la exposición del sustrato a 1000 °C durante 500 s; y/o

(i) no exhibir grietas ni delaminación visibles tras la exposición del sustrato a 1000 °C durante 500 s.

Dichos recubrimientos y/o partes formadas se pueden formar a partir de las composiciones.

En los ejemplos, los recubrimientos y similares y las piezas formadas a partir de las composiciones sorprendentemente pueden, en un estado al menos parcialmente curado, tener una conductividad térmica de al menos 0.5 W /m K (medida de acuerdo con ASTM D7984), mantener una temperatura del sustrato que es al menos 100 °C más baja después de la exposición del recubrimiento sobre la superficie del sustrato a 1000 °C durante un tiempo de al menos 90 segundos que una temperatura de la superficie de un sustrato sin recubrimiento expuesto a 1000 °C durante ese tiempo, proporcionar un sustrato con protección térmica y contra incendios, no humear tras la exposición del sustrato a 1000 °C durante 500 s, y/o no exhibir grietas ni delaminación visibles.

En los ejemplos, las composiciones sorprendentemente se pueden utilizar para elaborar un recubrimiento que, en al menos un estado parcialmente curado, tienen una conductividad térmica de al menos 0.5 W /m K (medida de acuerdo con ASTM D7984), mantienen una temperatura del sustrato que es al menos 100 °C más baja después de la exposición del recubrimiento sobre la superficie del sustrato a 1000 °C durante un tiempo de al menos 90 segundos que una temperatura de la superficie de un sustrato sin recubrimiento expuesto a 1000 °C durante ese tiempo, proporcionan un sustrato con protección térmica y contra incendios, no humean tras la exposición del sustrato a 1000 °C durante 500 s, y/o no exhiben grietas ni delaminación visibles.

Los recubrimientos y similares formados a partir de las composiciones se utilizan para proporcionar un sustrato con protección térmica y contra incendios.

Las composiciones de recubrimiento se pueden utilizar para elaborar un recubrimiento que tiene, en un estado al menos parcialmente curado, una conductividad térmica de al menos 0.5 W /m K (medida de acuerdo con ASTM D7984) y que mantiene una temperatura del sustrato que es al menos 100 °C más baja después de la exposición del recubrimiento sobre la superficie del sustrato a 1000 °C durante un tiempo de al menos 90 segundos que una temperatura de la superficie de un sustrato sin recubrimiento expuesto a 1000 °C durante ese tiempo.

Las composiciones de recubrimiento se utilizan para elaborar un recubrimiento que, en un estado al menos parcialmente curado, proporciona un sustrato con protección térmica y contra incendios.

Las composiciones de recubrimiento también se pueden utilizar para elaborar un recubrimiento que, en un estado al menos parcialmente curado, puede no humear tras la exposición del sustrato a 1000 °C durante 500 s.

Las composiciones de recubrimiento también se pueden utilizar para elaborar un recubrimiento que, en un estado al menos parcialmente curado, no exhibe grietas ni delaminación visibles.

Los recubrimientos, en al menos un estado parcialmente curado, puede tener una conductividad térmica de al menos 0.5 W/m K (medida de acuerdo con ASTM D7984), mantener una temperatura del sustrato que es al menos 100 °C más baja después de la exposición del recubrimiento sobre la superficie del sustrato a 1000 °C durante un tiempo de al menos 90 segundos que una temperatura de la superficie de un sustrato sin recubrimiento expuesto a 1000 °C durante ese tiempo, no humear tras la exposición del sustrato a 1000 °C durante 500 s, y/o no exhibir grietas ni delaminación visibles.

Los recubrimientos y similares formados a partir de composiciones se utilizan para proporcionar a un sustrato protección térmica y contra incendios.

Como se utiliza en el presente documento, una “temperatura del sustrato después de la exposición del recubrimiento en la superficie del sustrato a” temperaturas elevadas como 1000 °C a la vez” se puede medir al aplicar una composición de recubrimiento a la superficie de un sustrato y permitir que dicha composición se cure (por ejemplo, durante 2 días en una cámara ambiental (50 % de HR, 25 °C) seguido de 1 día a 140 °F). Cuando la composición está al menos parcialmente curada, se puede colocar un termopar en un punto central del sustrato al que se aplicó la composición del recubrimiento para controlar la temperatura a través del recubrimiento. Para determinar la temperatura en la parte posterior del sustrato recubierto, el centro del sustrato recubierto se puede colocar a una distancia de 4 cm de una antorcha de propano (diámetro 3.5 cm, propano) con el recubrimiento en la dirección de la antorcha. La temperatura de la llama se puede monitorizar a través de un segundo termopar colocado en la base de la llama.

Como se utiliza en el presente documento, la “protección térmica” de un sustrato se refiere a un recubrimiento que tiene una conductividad térmica de al menos 0.5 W/m K (medida de acuerdo con ASTM D7984).

Como se utiliza en el presente documento, la “protección contra incendios” de un sustrato se refiere a un recubrimiento que evita que un sustrato alcance su temperatura crítica o extiende el tiempo en que el sustrato alcanza su temperatura crítica, y “temperatura crítica” significa aproximadamente la temperatura en la que el sustrato ha perdido aproximadamente el 50 % de su límite elástico a temperatura ambiente.

Como se utiliza en el presente documento, “agrietamiento y delaminación” se refiere a una interrupción de un recubrimiento de tal manera que al menos una porción de la superficie del sustrato queda expuesta.

Ilustrando la invención están los siguientes ejemplos, que, sin embargo, no deben considerarse como limitando la invención a sus detalles. A menos que se indique lo contrario, todas las partes y porcentajes en los siguientes ejemplos, así como en toda la especificación, son por volumen.

Sustratos

Los sustratos que pueden ser recubiertos por las composiciones no están limitados. Los sustratos adecuados útiles en la presente invención incluyen, pero no se limitan a, materiales tales como metales o aleaciones metálicas, materiales poliméricos tales como plásticos duros, que incluyen materiales termoplásticos rellenos y sin relleno o materiales termoestables, o materiales de composite. Otros sustratos adecuados útiles en la presente invención incluyen, pero no se limitan a, vidrio o materiales naturales tales como la madera. Por ejemplo, los sustratos adecuados incluyen sustratos metálicos rígidos tales como metales ferrosos, aluminio, aleaciones de aluminio, magnesio, titanio, cobre y otros sustratos metálicos y de aleación. Los sustratos de metales ferrosos utilizados en la práctica de la presente invención pueden incluir hierro, acero y aleaciones de los mismos. Los ejemplos no limitantes de materiales de acero útiles incluyen acero laminado en frío, acero galvanizado (recubierto de zinc), acero electrogalvanizado, acero inoxidable, acero decapado, aleación de zinc-hierro como GALVANNEAL y combinaciones de los mismos. También se pueden utilizar combinaciones o composites de metales ferrosos y no ferrosos. Aleaciones de aluminio de las series 1XXX, 2XXX, 3XXX, 4XXX, 5XXX, 6X<x>X, 7XXX u 8XXX, así como aleaciones de aluminio revestidas y aleaciones de aluminio fundido de la serie A356, 1XX.X, 2XX.X, 3XX.X, 4XX.X, 5XX.X, 6XX.X, 7XX.X u 8XX.X también se puede utilizar como sustrato. Las aleaciones de magnesio de las series AZ31B, AZ91C, AM60B o EV31A también se pueden utilizar como sustrato. El sustrato utilizado en la presente invención también puede comprender titanio y/o aleaciones de titanio de grados 1-36, que incluyen las variantes de grado H. Otros metales no ferrosos adecuados incluyen cobre y magnesio, así como aleaciones de estos materiales. En los ejemplos, el sustrato puede ser un artículo multimetálico. Como se utiliza en el presente documento, el término “artículo multimetálico” se refiere a (1) un artículo que tiene al menos una superficie compuesta de un primer metal y al menos una superficie compuesta de un segundo metal que es diferente del primer metal, (2) un primer artículo que tiene al menos una superficie compuesta de un primer metal y un segundo artículo que tiene al menos una superficie compuesta de un segundo metal que es diferente del primer metal, o (3) tanto (1) como (2). Los sustratos metálicos adecuados para uso en la presente invención incluyen aquellos que se utilizan en el ensamblaje de cuerpos de vehículos (por ejemplo, sin limitación, puertas, paneles de carrocería, tapas de cubierta de maletero, paneles de techo, capó, techo y/o largueros, remaches, componentes del tren de aterrizaje y/o revestimientos utilizados en una aeronave), un bastidor de vehículos, piezas de vehículos, motocicletas, ruedas y estructuras y componentes industriales. Como se utiliza en el presente documento, “vehículo” o variaciones del mismo incluye, pero no se limitan a, aeronaves civiles, comerciales y militares, y/o vehículos terrestres tales como coches, motocicletas y/o camiones. El sustrato metálico también puede estar en la forma de, por ejemplo, una lámina de metal o una pieza fabricada. También se entenderá que el sustrato puede tratarse previamente con una solución de pretratamiento que incluya una solución de pretratamiento de fosfato de zinc tal como, por ejemplo, las descritas en las Pat. de EE. UU. Nos. 4,793,867 y 5,588,989, o una solución de pretratamiento que contenga circonio tales como, por ejemplo, las descritas en las Pat. de EE. UU. Nos. 7,749,368 y 8,673,091. El sustrato puede comprender un material compuesto tal como un plástico o un compuesto de fibra de vidrio. El sustrato puede ser un compuesto de fibra de vidrio y/o fibra de carbono. Las composiciones son particularmente adecuadas para uso en diversas aplicaciones industriales o de transporte, que incluyen la automoción, los vehículos comerciales ligeros y pesados, la marina o la aeroespacial.

Las FIGS. 1 y 2 son vistas esquemáticas en perspectiva que ilustran un miembro térmicamente conductor utilizado como relleno de huecos en un paquete de baterías 100. Como se ilustra en la FIG. 1, la materia térmicamente conductora 10 (formada a partir de las composiciones descritas en el presente documento en un estado al menos parcialmente curado) se coloca entre dos celdas de batería/módulos de batería 50 que están interconectados en serie o en paralelo por interconexiones (no se muestran). En otros ejemplos (FIG. 1), la materia térmicamente conductora se puede colocar entre la aleta de enfriamiento 30 y/o una celda de batería/módulo de batería 50, entre los módulos de batería 50, entre una celda de batería/módulo de batería 50 y una superficie de una pared de una caja de batería 20 o se puede aplicar como recubrimiento en al menos una porción del sustrato de una pared de una caja de batería 20. Como se muestra en la FIG. 2, la materia térmicamente conductora 10 se puede colocar entre una placa de enfriamiento 40 y una celda de batería/módulo de batería 50. El paquete de baterías puede comprender además un sistema de gestión térmica (no mostrado) que comprende circuitos de aire o fluidos, que pueden ser de base líquida (por ejemplo, soluciones de glicol) o de refrigerante directo.

Ilustrando la invención están los siguientes ejemplos, que, sin embargo, no deben considerarse como limitando la invención a sus detalles. A menos que se indique lo contrario, todas las partes y porcentajes en los siguientes ejemplos, así como en toda la especificación, son por peso.

Como se utiliza en los Ejemplos, la referencia a “Base” se refiere a una molécula que contiene un grupo funcional electrofílico y la referencia a “Paquete Base” se refiere a la mezcla de la molécula que contiene un grupo funcional electrofílico y rellenos como se muestra en las Tablas. Como se utiliza en el presente documento en los Ejemplos, la referencia a “Endurecedor” se refiere a una molécula que contiene un grupo funcional nucleofílico y la referencia a “Paquete de endurecedor” se refiere a la mezcla de la molécula que contiene un grupo funcional nucleofílico, catalizador y rellenos como se muestra en las Tablas.

Los Ejemplos 1-4 fueron experimentales y los Ejemplos 5-8 fueron comparativos. Las composiciones de los Ejemplos 1-8 se prepararon utilizando los ingredientes que se muestran en la Tabla 3 de acuerdo con el siguiente procedimiento con todas las mezclas no manuales realizadas utilizando un Speedmixer DAC 600FVZ (disponible comercialmente en FlackTek inc.). Para cada ejemplo, el endurecedor se mezcló primero con el catalizador durante 1 min a 2,350 revoluciones por minuto (“rpm”) a temperatura ambiente. Luego, la mezcla se mezcló con base y rellenos (rellenos conductores y rellenos no conductores) durante otro 1 min a 2,350 rpm. Luego, la composición se transfirió a un plato de pesaje de aluminio (Fisherbrand, Catálogo No. 08-732-101) y se dejó curar durante al menos 12 h a temperatura ambiente. La composición curada se retiró del plato de pesaje de aluminio antes de realizar las mediciones de conductividad térmica.

Las composiciones de los Ejemplos 1-8 se probaron para determinar la conductividad térmica utilizando un método de Fuente de Plano Transitorio Modificado (MTPS) (conforme a ASTM D7984) con un analizador de conductividad térmica TCi de C-Therm Technologies Ltd. El tamaño de la muestra fue de al menos 20 mm por 20 mm con un grosor de 5 mm. Se agregaron 500 g de carga en la parte superior de la muestra para garantizar un contacto completo de la muestra con la sonda plana. Los datos se presentan en la Tabla 3.

Los datos de la Tabla 3 demuestran la importancia de los rellenos térmicamente conductores para lograr una composición curada que tiene alta conductividad térmica (TC) (más de 0.5 W/mK). Los Ejemplos 5-7 incluyeron solo rellenos no conductores térmicos (UltraPlex y Aerosil R202) y tenían un TC bajo (menos de 0.5 W /mK) cuando al menos se curaron parcialmente; por el contrario, se logró un alto TC (mayor de 0.5 W /mK) cuando se utilizaron rellenos térmicamente conductores (PTX60) solos (Ejemplo 1) o en combinación con rellenos no conductores térmicos (Ejemplos 2-4).

Los Ejemplos 9-13 se prepararon utilizando los ingredientes que se muestran en la Tabla 4 de acuerdo con el siguiente procedimiento con una mezcla no manual realizada utilizando un Speedmixer DAC 600FVZ (disponible comercialmente en FlackTek Inc.). Para cada ejemplo, el paquete base se preparó al mezclar la base con los rellenos durante 1 min a 2,350 rpm, y el paquete endurecedor se preparó al mezclar el endurecedor, el catalizador y el relleno durante 1 min a 2,350 rpm. Para los Ejemplos 9-11, se mezclaron 1.59 partes del paquete base con 1 parte del paquete de endurecedor durante 1 min a 2,350 rpm, mientras que para los Ejemplos 12 y 13, se mezclaron 2.60 partes del paquete base con 1 parte del paquete de endurecedor durante 1 min a 2,350 rpm.

La viscosidad se midió a un esfuerzo cortante de 1,000 utilizando un reómetro rotacional Anton Paar MCR 301 a 25 °C, utilizando una placa paralela con un diámetro de 25 mm. El espacio se estableció en 1 mm. Tasa de rampa de esfuerzo cortante: 50 Pa/s (0 a 3500 Pa). Los datos se presentan en la Tabla 4.

Luego, la composición se transfirió a un plato de pesaje de aluminio (Fisherbrand, Catálogo No. 08-732-101) y se dejó curar durante al menos 12 h a temperatura ambiente. La composición curada se retiró del plato de pesaje de aluminio antes de realizar mediciones de conductividad térmica y dureza.

La conductividad térmica de las composiciones de los Ejemplos 9-13 se midió como se describe en los Ejemplos 1-8. Los datos se presentan en la Tabla 4.

Después de que las muestras se curaron durante al menos tres semanas, las composiciones de los Ejemplos 9-13 se probaron de acuerdo con el estándar ASTM D2240 con un durómetro Tipo A o Tipo D (Modelo 2000, Rex Gauge Company, Inc.) a temperatura ambiente. El tamaño de la muestra fue de al menos 20 mm por 20 mm con un grosor de 6 mm. Los datos se presentan en la Tabla 4.

Como se muestra en la Tabla 4, las composiciones tenían una reología bombeable y las composiciones curadas tenían un alto TC (por encima de 0.5 W /mK) y suavidad sintonizable. Específicamente, la viscosidad del paquete base fue de 623 a 2.2 x 107 mPâ s, la viscosidad del paquete endurecedor fue de 5,791 a 6.45 x 105 mPâ s, y la composición tuvo una viscosidad de 1,203 a 3.48 x 106 mPa^s. Las composiciones curadas del Ejemplo 9-13 tenían durezas de 22.6 a 77 (dureza Shore D) o de 84 a 85.3 (dureza Shore A). Los Ejemplos 9-13 ilustran la dependencia de la tensión de corte de viscosidad de una molécula que comprende el grupo funcional electrofílico, una segunda molécula que comprende el grupo funcional nucleofílico y mezclas de las mismas de los Ejemplos 9-13 a 25 °C.

Como se utiliza en el presente documento, el término “rellenos híbridos” se refiere a una composición que tiene primero y segundo, etc. rellenos térmicamente conductores. Los ejemplos 14-26 fueron experimentales y se prepararon utilizando los ingredientes que se muestran en la Tabla 5 de acuerdo con el siguiente procedimiento con toda la mezcla no manual realizada utilizando un Speedmixer DAC 600FVZ (disponible comercialmente en FlackTek inc.). Para cada ejemplo, el endurecedor se mezcló primero con el catalizador durante 1 min a 2,350 rpm a temperatura ambiente. Luego se mezcló la mezcla con la base y los rellenos durante otro 1 min a 2,350 rpm. Luego, la composición se transfirió a un plato de pesaje de aluminio (Fisherbrand, Catálogo No. 08-732-101) y se dejó curar durante al menos 12 h a temperatura ambiente. La composición curada se retiró del plato de pesaje de aluminio antes de realizar las mediciones de conductividad térmica.

La conductividad térmica de las composiciones de los Ejemplos experimentales 14-26 se midió como se describe para los Ejemplos 1-8. Los datos se presentan en la Tabla 5.

Como se muestra en la Tabla 5, las composiciones que contenían dos rellenos térmicamente conductores formaron composiciones curadas con una conductividad térmica por encima de 0.5 W/mK. Por ejemplo, como se muestra a continuación, la relación de tamaño del relleno 1 al relleno 2 (es decir, el primer relleno térmicamente conductor al segundo relleno térmicamente conductor) fue de 0.01 a 100, y la relación de volumen del relleno 1 al relleno 2 fue de 0.5 a 10. Específicamente, el Ejemplo 14 era un sistema de relleno binario en el que el tamaño del relleno 1 (NO 625 10) fue de 2.5 pm y el tamaño del relleno 2 (CTS7M) fue de 120 pm. Los Ejemplos 14-16 fueron sistemas de relleno binarios en los que la relación de volumen del relleno 1 (NO 625-10) al relleno 2 (CTS7M) en la composición final fue 2.0, 1.0, 0.5, respectivamente. El Ejemplo 17 fue un sistema de relleno binario en el que el tamaño del relleno 1 (MgO) fue de 0.6 pm y el tamaño del relleno 2 (PTX60) fue de 60 pm. El Ejemplo 18 fue un sistema de relleno binario en el que el tamaño del relleno 1 (NO 625-10) fue de 2.5 pm y el tamaño del relleno 2 (PTX60) fue de 60 pm. Los ejemplos de 19-23 fueron sistemas de relleno binarios en los que el tamaño del relleno 1 (PT100) fue de 13 pm y el tamaño del relleno 2 (PTX60) fue de 60 pm. La relación de volumen del relleno 1 al relleno 2 fue de 0.5, 1.0, 2.0, 10 para el Ejemplo 19-23, respectivamente. El Ejemplo 24 fue un sistema de relleno binario en el que el tamaño del relleno 1 (PTX60) fue de 60 pm y el tamaño del relleno 2 (CTS25M) fue de 300 pm. El Ejemplo 25 fue un sistema de relleno binario en el que el tamaño del relleno 1 (PTX60) fue de 60 pm y el tamaño del relleno 2 (NO 625-10) fue de 2.5 pm. Finalmente, el Ejemplo 26 fue un sistema de relleno binario en el que el tamaño del relleno 1 (PTX60) fue de 60 pm y el tamaño del relleno 2 (Nabalox 105RA) fue de 80 pm.

Ejemplos 27-28

Tabla 6. Propiedades eléctricas de las composiciones curadas

Los Ejemplos 27-28 fueron experimentales y se prepararon utilizando los ingredientes que se muestran en la Tabla 6. Se mezclaron 6.24 g de PETMP (“Endurecedor”) con 0.06 g de Ancamine K54 (“Catalizador”) utilizando un Speedmixer DAC 600FVZ (disponible comercialmente en FlackTek inc.) durante 1 min a 2,350 rpm. Luego se mezcló la mezcla durante 1 min a 2,350 rpm con Epon 813 (“Base”) y 15.6 g de TFZ N15P (Ejemplo 27) o 17 g de MgO (Ejemplo 28).

Para la medición de la conductividad térmica, la composición se transfirió a un plato de pesaje de aluminio (Al) (Fisherbrand, Catálogo No. 08-732-101) y se dejó curar durante al menos 12 h a temperatura ambiente. Luego, el plato de Al se eliminó de las composiciones curadas. Para la medición de las propiedades eléctricas, la composición se redujo con una barra de extracción de 1 mm de grosor sobre una bandeja para hornear de teflón tejida asegurada a un panel de acero de 4” x 12”. Se dejó curar la película durante al menos 12 h antes de despegarla antes de las pruebas.

Medición de la resistividad en volumen. La prueba se realizó de acuerdo con el estándar ASTM D257 en un Electrómetro/Medidor de Alta Resistencia Keysight B2987A conectado a una Celda de Resistividad 16008B. La muestra se deslizó sobre el electrodo de medición circular (área efectiva (EAR): 28.27 cm2 de superficie) y debajo de la placa metálica cuadrada que comprende el interior de la Celda de Resistividad 16008B. El tamaño de la muestra fue de al menos 70 mm por 70 mm, lo que fue suficiente para cubrir el área efectiva del electrodo de prueba. El grosor de las muestras (STH) se midió con un calibrador (Mitutoyo, Micrómetro ABSOLUTE Digimatic de la serie Quickmike 293-IP-54). El peso deseado (1 kg) se aplicó sobre la muestra durante la medición de resistencia para garantizar un contacto completo entre el electrodo y la muestra. El voltaje aplicado fue de 500 voltios y la resistencia de volumen (Rv) a temperatura ambiente se registró una vez que el instrumento dejó de tomar medidas de resistencia. La resistividad en volumen (pv) se obtuvo por pv = Rvx EAR/STH.

Medición de la rigidez dieléctrica. El voltaje de ruptura de las muestras bajo corriente continua se midió en un medidor dieléctrico (Sefelec RMG12AC-DC) conectado a dos electrodos de cobre de 1 pulgada de diámetro. El límite de corriente de fuga se estableció en 0.2 mA. La muestra fue de al menos 70 mm por 70 mm. El grosor de la muestra se midió con un calibrador (Mitutoyo, micrómetro ABSOLUTE Digimatic de la serie Quickmike 293-IP-54). Para cada muestra, se midió la rigidez dieléctrica de al menos cinco lugares diferentes y luego se promedió para obtener la rigidez dieléctrica de cada muestra.

Los datos de la Tabla 6 demuestran que las composiciones curadas de los Ejemplos 20-28 eran altamente conductoras térmicamente (TC por encima de 0.5 W /mK) y también eran eléctricamente aisladas. Específicamente, los Ejemplos 20-27 eran sistemas de relleno binarios cuya rigidez dieléctrica fue de 9.87 kV/mm a 14.86 kV/mm y la resistividad en volumen fue de 0.77 x 1015 Q-cm a 8.84 x 1015 Q-cm. El Ejemplo 28 era un sistema de relleno único que tenía una rigidez dieléctrica de 10.41 kV/mm y una resistividad en volumen de 8.25 x 1015 Q-cm, y el Ejemplo 29 era un sistema de relleno único que tenía una rigidez dieléctrica de 6.9 kV/mm y una resistividad en volumen de 8.18 x 1015 Q-cm.

Los Ejemplos 29-32 y 37, 38 fueron experimentales y se prepararon de acuerdo con el siguiente procedimiento con todas las mezclas no manuales realizadas utilizando un Speedmixer DAC 600FVZ (disponible comercialmente en FlackTek Inc.). Para cada ejemplo, el endurecedor se mezcló primero con catalizador durante 1 min a 2,350 rpm a temperatura ambiente. Luego, la mezcla se mezcló con base y rellenos durante otro 1 min a 2,350 rpm. Luego, la composición se transfirió a un plato de pesaje de aluminio (Al) (Fisherbrand, Catálogo No. 08-732-101) y se dejó curar durante al menos 12 h a temperatura ambiente. Luego se retiró el plato de Al de las muestras curadas.

Los ejemplos 33 y 34 fueron experimentales. Para cada ejemplo, el endurecedor se mezcló con base y rellenos utilizando un Speedmixer DAC 600FVZ (disponible comercialmente en FlackTek inc.) durante 1 min a 2,350 rpm a temperatura ambiente. Luego, la composición se transfirió a un plato de pesaje de aluminio (Al) (Fisherbrand, Catálogo No. 08-732-101) y se dejó curar durante al menos 12 h a 60 °C. Luego se retiró el plato de Al de las muestras curadas.

La conductividad térmica de las composiciones de los Ejemplos 29-38 se midió como se describe para los Ejemplos 1-8. La dureza de las composiciones curadas preparadas a partir de los Ejemplos 29-38 se probó como se describe para los Ejemplos 9-13. Los datos se presentan en la Tabla 7.

Los datos de la Tabla 7 ilustran que se pueden utilizar varias resinas epoxi para hacer las composiciones utilizadas en la presente invención. Por ejemplo, la base (epoxi) puede ser epoxi a base de polisulfuro y epoxi aromático. Por ejemplo, los endurecedores (curativos) pueden ser tetratiol, politiol o aminas.

Específicamente, los Ejemplos experimentales 29-31 se fabricaron utilizando polisulfuro terminado en epoxi (FLEP-60, ThioplastEPS80, ThioplastEPS25) con endurecedor de tetratiol (PETMP). Estas diferentes moléculas afectaron la dureza de las composiciones curadas. Como se muestra en la Tabla 7, la composición curada del Ejemplo 29 (dureza Shore D 57.3) fue más dura que el Ejemplo 30 (dureza Shore D 24).

El Ejemplo 32 se preparó a partir de Epon 828 (un epoxi aromático) y QE-340M (un politiol). Los Ejemplos 33 y 34 se prepararon a partir de Epon 828 y compuestos amino (molécula que comprende un grupo funcional nucleofílico) (T403 y D400) y se curaron a temperatura elevada (60 °C). El Ejemplo 35 se preparó al utilizar una mezcla de tiol y agentes amino como curativos. Los Ejemplos 36 a 38 se prepararon a partir de Epon 813 y tiol (PETMP). La relación entre Epon 813 y PETMP fue de 1.33, 1.03 y 0.5 para los ejemplos 36 a 38, respectivamente.

Los Ejemplos 39-44 fueron experimentales y se prepararon de acuerdo con el siguiente procedimiento con todas las mezclas no manuales realizadas utilizando un Speedmixer DAC 600FVZ (disponible comercialmente en FlackTek inc.). Para cada ejemplo, el endurecedor se mezcló primero con catalizador durante 1 min a 2,350 revoluciones por minuto (“rpm”) a temperatura ambiente. Luego, la mezcla se mezcló con base, relleno y aditivo durante otro 1 min a 2,350 rpm. Luego, la composición se transfirió a un plato de pesaje de aluminio (Al) (Fisherbrand, Catálogo No. 08-732-101) y se dejó curar durante al menos 12 h a temperatura ambiente. Luego, se retiró la placa de Al de las muestras curadas antes de las pruebas.

La conductividad térmica de las composiciones de los Ejemplos 39-44 se midió como se describe para los Ejemplos 1-8. Los datos se informan en la Tabla 8 e ilustran la conductividad térmica de las composiciones, que incluyen un diluyente reactivo (Ejemplo 39), plastificante (Ejemplos 40 a 43) y aceite de silicona (Ejemplo 44).

El Ejemplo Experimental 45 se preparó de acuerdo con el siguiente procedimiento con todas las mezclas no manuales realizadas utilizando un Speedmixer DAC 600FVZ (disponible comercialmente en FlackTek inc.). El endurecedor se mezcló con base y relleno durante 1 min a 2,350 rpm. Luego, la composición se transfirió a un plato de pesaje de aluminio (Al) (Fisherbrand, Catálogo No. 08-732-101) y se dejó curar durante al menos 24 h a temperatura ambiente. Luego, se retiró la placa de Al de las muestras curadas antes de las pruebas.

La conductividad térmica de la composición del Ejemplo 45 se midió como se describe para los Ejemplos 1-8. Los datos se presentan en la Tabla 9 e ilustran la conductividad térmica de una composición curada preparada a partir de una composición a base de poliuretano.

Ejemplos 46 y 47

Tabla 10. Comparación de viscosidad del sistema sin relleno y lleno

Las muestras curadas se prepararon de acuerdo con el siguiente procedimiento con todas las mezclas no manuales realizadas utilizando un Speedmixer DAC 600FVZ (disponible comercialmente en FlackTek inc.). Para cada ejemplo, el endurecedor se mezcló con base y relleno durante 1 min a 2,350 rpm. Luego, la composición se transfirió a un plato de pesaje de aluminio (Al) (Fisherbrand, Catálogo No. 08-732-101) y se dejó curar a 60 °C durante al menos 12 h. Luego, se retiró la placa de Al de las muestras curadas antes de las pruebas.

La viscosidad se midió utilizando un reómetro rotacional Anton Paar MCR 301 a 25 °C, utilizando una placa paralela con un diámetro de 25 mm. El espacio se estableció en 1 mm. Tasa de rampa de esfuerzo cortante: 50 Pa/s (0 a 3500 Pa). Los datos de viscosidad a un esfuerzo cortante de 800 Pa se informan en la Tabla 10.

La conductividad térmica de la composición de los Ejemplos 46 y 47 se midió como se describe en los Ejemplos 1-8. Los datos se informan en la Tabla 10 e ilustran la diferencia de viscosidad de los sistemas llenos y no llenos.

�� Las muestras curadas se prepararon de acuerdo con el siguiente procedimiento con todas las mezclas no manuales realizadas utilizando un Speedmixer DAC 600FVZ (disponible comercialmente en FlackTek inc.). Para cada ejemplo, el endurecedor se mezcló con base y relleno durante 1 min a 2,350 rpm. Luego, la composición se transfirió a un plato de pesaje de aluminio (Al) (Fisherbrand, Catálogo No. 08-732-101) y se dejó curar a temperatura ambiente durante al menos 12 h. Luego, se retiró la placa de Al de las muestras curadas antes de las pruebas.

La conductividad térmica de la composición de los Ejemplos 48 y 49 se midió como se describe en los Ejemplos 1-8. La resistividad en volumen de la composición de los Ejemplos 48 y 49 se midió como se describe para los Ejemplos 20-29. Los datos se informan en la Tabla 11 e ilustran la conductividad térmica y la propiedad de aislamiento eléctrico de una composición curada preparada utilizando una mezcla de rellenos eléctricamente conductores con un relleno térmicamente conductor y eléctricamente no conductor.

�� Las muestras curadas se prepararon de acuerdo con el siguiente procedimiento con todas las mezclas no manuales realizadas utilizando un Speedmixer DAC 600FVZ (disponible comercialmente en FlackTek inc.). Para cada ejemplo, el endurecedor se mezcló con relleno durante 1 min a 2,350 rpm. Luego se agregaron endurecedor y catalizador a la mezcla y se mezclaron durante 15 s a 1800 rpm. La viscosidad de cada muestra se midió a temperatura ambiente utilizando un reómetro rotacional Anton Paar MCR 301 a 25 °C, utilizando una placa paralela de 25 mm de diámetro. El espacio se estableció en 1 mm. Tasa de rampa de esfuerzo cortante: 50 Pa/s (0 a 3500 Pa). Los datos de viscosidad a un esfuerzo cortante de 800 Pa se informan en la Tabla 12. A continuación, se transfirieron 30 g de composición a un plato de pesaje de aluminio (Al) (Fisherbrand, Catálogo No. 08-732-101) y se dejaron curar a 120 °C durante 0.5 h. Luego, se retiró la placa de Al de las muestras curadas antes de las pruebas.

La conductividad térmica de la composición de los Ejemplos 50 y 51 se midió como se describe en los Ejemplos 1-8. Los datos se informan en la Tabla 12 e ilustran la conductividad térmica de una composición curada en base a un sistema de un componente y demuestran que la inclusión de dispersantes da como resultado una viscosidad relativamente baja del sistema con partículas esféricas conductoras térmicas de tamaño pequeño.

Las muestras curadas se prepararon de acuerdo con el siguiente procedimiento con todas las mezclas no manuales realizadas utilizando un Speedmixer DAC 600FVZ (disponible comercialmente en FlackTek inc.). Para cada ejemplo, el endurecedor se mezcló con base y relleno durante 1 min a 2,350 rpm. Luego, la composición se transfirió a un plato de pesaje de aluminio (Al) (Fisherbrand, Catálogo No. 08-732-101) y se dejó curar a temperatura ambiente durante 20 horas seguido de 160 °F (71 °C) durante otras 4 horas. Luego, se retiró la placa de Al de las muestras curadas antes de las pruebas.

Las muestras de juntas solapadas se prepararon en aluminio A16111-T4 de 1.2 mm de grosor de acuerdo con ASTM D1002-10. Antes de la unión, el sustrato de aluminio se limpió con acetona.

La conductividad térmica de la composición de los Ejemplos 52 y 53 se midió como se describe para los Ejemplos 1 8. Los datos se informan en la Tabla 13 e ilustran la conductividad térmica y la fuerza de unión débil de una composición curada y demuestran que el sistema 2K se puede calentar opcionalmente.

Tabla 14. Conductividad térmica, dureza y rendimiento de protección contra incendios del sistema de dos componentes

Para cada ejemplo (comparativo), la parte A y la parte B se prepararon por separado utilizando un Speedmixer DAC 600FVZ (disponible comercialmente en FlackTek inc.). Se mezcló una cantidad de masa equivalente de la parte A y la parte B utilizando un Speedmixer DAC 600FVZ hasta que la mezcla pareció homogénea. Las mezclas del Ejemplo 54-67 se aplicaron con llana a estructuras de paneles de acero. La estructura del panel de acero tenía una dimensión de profundidad 3/16”, largo 7” y ancho 3”. El grosor de la película se informa en la Tabla 14. Los Ejemplos 54, 55 y 66 son ejemplos comparativos.

Después de la aplicación, las estructuras recubiertas se dejaron curar durante 2 días en una cámara ambiental (50 % de HR, 25 °C) seguido de 1 día a 140 °F (71 °C), y se midió y registró el grosorfinal de la película de los recubrimientos antes de someterlos a pruebas de fuego.

En la parte posterior del panel revestido, se fijó un termopar en el punto central para monitorear la temperatura a través de la muestra. Luego, el centro del panel revestido se colocó a una distancia de 4 cm de una antorcha de propano (diámetro 3.5 cm, propano) con el recubrimiento en la dirección de la antorcha. La temperatura de la llama se monitorizó a través de un segundo termopar colocado en la base de la llama y se encontró que permanecía estable entre 900 °C y 1000 °C. Ver Fig. 3. La temperatura en la parte posterior del sustrato recubierto y para la comparación de un panel de acero idéntico sin recubrimiento se midió durante un período prolongado de tiempo. Los datos se informan en las FIGS. 4 y 6-9. La FIG. 5 ilustra el análisis termogravimétrico de partículas de relleno térmicamente estables y térmicamente conductoras (Nabalox NO 625-10, óxido de aluminio) en comparación con partículas de relleno térmicamente inestables y térmicamente conductoras (SB-36, trihidrato de aluminio (ATH)).

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un uso de un recubrimiento formado a partir de la composición, que comprende:

una molécula que comprende un grupo funcional electrofílico; y

un paquete de relleno térmicamente conductor que comprende partículas de relleno térmicamente conductoras y eléctricamente aislantes, las partículas de relleno térmicamente conductoras y eléctricamente aislantes tienen una conductividad térmica de al menos 5 W /m K (medida de acuerdo con ASTM D7984) y una resistividad de volumen de al menos 1 O m (medida de acuerdo con ASTM D257),

en el que las partículas de relleno térmicamente conductoras y eléctricamente aislantes están presentes en una cantidad de al menos 50 % en volumen en base al volumen total del paquete de relleno, y

en el que al menos 15 por ciento en volumen de las partículas de relleno térmicamente conductoras y eléctricamente aislantes, en base al volumen total del paquete de relleno, son térmicamente estables, en el que el término térmicamente estable se refiere a un pigmento, relleno, o polvo inorgánico que cuando se prueba utilizando la prueba de TGA bajo aire (de acuerdo con ASTm E1131), tiene no más de 5 % de pérdida de peso del peso total del pigmento, relleno, o polvo que se produce antes de 600 °C, para proporcionar un sustrato con protección térmica y contra incendios.

2. El uso de la Reivindicación 1, en el que la composición tiene una viscosidad de 10 cP a 108 cP a un esfuerzo cortante de 800 Pa según se mide por un reómetro rotacional a 25 °C utilizando una placa paralela con un diámetro de 25 mm (espaciado de 1 mm); y/o en el que la composición comprende una composición termoestable.

3. El uso de cualquiera de las Reivindicaciones precedentes, en el que la molécula es monofuncional o polifuncional; y/o

en el que la molécula que comprende los grupos funcionales electrofílicos está presente en una cantidad de 1 % en volumen a 90 % en volumen en base al volumen total de la composición; y/o

en el que la molécula que comprende los grupos funcionales electrofílicos comprende un compuesto que contiene epoxi, un compuesto que contiene carbonato, un compuesto que contiene isocianato, o combinaciones de los mismos; y/o

en el que la molécula que comprende los grupos funcionales electrofílicos comprende un compuesto que contiene epoxi que tiene al menos un grupo funcional que es diferente del grupo funcional electrofílico; y/o

en el que la molécula que comprende los grupos funcionales electrofílicos comprende un compuesto que contiene isocianato que tiene al menos un grupo funcional que es diferente del grupo funcional electrofílico.

4. El uso de cualquiera de las Reivindicaciones precedentes, que comprende además una segunda molécula que comprende un grupo funcional nucleofílico.

5. El uso de la Reivindicación 4, en el que la segunda molécula es monofuncional o polifuncional; y/o

en el que la segunda molécula que comprende el grupo funcional nucleofílico está presente en una cantidad de 0.1 % en volumen a 89 % en volumen en base al volumen total de la composición; y/o

en el que la segunda molécula comprende una amina, un tiol, un poliol, un ácido carboxílico, un anhídrido, o combinaciones de los mismos; y/o

en el que se bloquea el grupo funcional nucleofílico o en el que no se bloquea el grupo funcional nucleofílico o en el que se encapsula la segunda molécula o en el que no se encapsula la segunda molécula.

6. El uso de cualquiera de las Reivindicaciones precedentes, en el que el paquete de relleno térmicamente conductor está presente en una cantidad de 10 % en volumen a 98 % en volumen en base al volumen total de la composición; y/o

en el que el paquete de relleno comprende además (a) partículas de relleno térmicamente conductoras y eléctricamente conductoras que tienen una conductividad térmica de al menos 5 W/m K (medida de acuerdo con ASTM D7984) y una resistividad de volumen de menos de 1 O m (medida de acuerdo con ASTM D257), las partículas de relleno térmicamente conductoras y eléctricamente conductoras están presentes en una cantidad no mayor de 10% en volumen en base al volumen total del paquete de relleno y/o (b) partículas de relleno térmicamente no conductoras y eléctricamente aislantes que tienen una conductividad térmica de menos de 5 W/m K (medida de acuerdo con ASTM D7984) y una resistividad de volumen de al menos 1 O m (medida de acuerdo con ASTM D257), las partículas de relleno térmicamente no conductoras y eléctricamente conductoras están presentes en una cantidad no más de 1 % en volumen en base al volumen total del paquete de relleno.

7. El uso de cualquiera de las Reivindicaciones precedentes, que comprende además un dispersante, un diluyente reactivo y/o un aditivo.

8. El uso de cualquiera de las Reivindicaciones precedentes, en el que las partículas de relleno térmicamente conductoras y eléctricamente aislantes comprenden además partículas de relleno térmicamente inestables, es decir un pigmento, relleno, o polvo inorgánico que, cuando se prueba utilizando la prueba de TGA bajo aire (de acuerdo con ASTM E1131), tiene más de 5 % de pérdida de peso del peso total del pigmento, relleno, o polvo que se produce antes de 600 °C,

en el que preferiblemente las partículas de relleno térmicamente estables están presentes en una cantidad de al menos 90 % en volumen en base al volumen total de las partículas de relleno térmicamente conductoras y eléctricamente aislantes; y/o

las partículas de relleno térmicamente inestables están presentes en una cantidad no mayor de 10 % en volumen en base a un volumen total de las partículas de relleno térmicamente conductoras y eléctricamente aislantes.

9. El uso de cualquiera de las Reivindicaciones precedentes, en el que el recubrimiento se forma por un método para tratar un sustrato que comprende:

poner en contacto al menos una porción de una superficie del sustrato con la composición; y

opcionalmente poner en contacto una superficie de un segundo sustrato con la composición de tal manera que la composición está entre el primer y el segundo sustrato.

10. El uso de cualquiera de las Reivindicaciones precedentes, en el que el recubrimiento se forma sobre una superficie de un sustrato, y el recubrimiento, en un estado al menos parcialmente curado:

(a) tiene una conductividad térmica de al menos 0.5 W/m.K según se mide utilizando un método de Fuente Plana Transitoria Modificada (MTPS) (conforme a ASTM D7984) con un analizador de conductividad térmica TCi de C-Therm Technologies Ltd.;

(b) tiene una resistividad de volumen de al menos 1 x 109 Q.m (medida de acuerdo con ASTM D257, C611, o B193) en un Electrómetro/Medidor de Alta Resistencia Keysight B2987A conectado a una Celda de Resistividad 16008B; (c) tiene una resistencia dieléctrica de al menos 1 kV/mm medido de acuerdo con ASTM D149 en un medidor dieléctrico (Sefelec RMG12AC-DC) conectado a dos electrodos de cobre con 1 pulgada de diámetro;

(d) tiene una dureza Shore A 5 a 95 medida de acuerdo con ASTM D2240 con un durómetro Tipo A (Modelo 2000, Rex Gauge Company, Inc.) a temperatura ambiente;

(e) tiene una dureza Shore D de 5 a 95, medida de acuerdo con el estándar ASTM D2240 con un durómetro Tipo D (Modelo 2000, Rex Gauge Company, Inc.) a temperatura ambiente;

(f) tiene una dureza Shore OO de menos de 90 medida de acuerdo con ASTM D2240 con un durómetro Tipo OO (Modelo AD-100-OO, Checkline);

(g) tiene una resistencia a la tracción de 0.01 MPa a 1,000 MPa, según se determina de acuerdo con ASTM D412 utilizando una máquina Instron 5567 en modo de tracción con una tasa de extracción de 1 mm por minuto;

(h) tiene un alargamiento de 1 % a 300 %;

(i) tiene una resistencia al corte por solape de al menos 0.01 MPa (medida de acuerdo con ASTM D1002-10 utilizando una máquina Instron 5567 en modo de tracción con una tasa de extracción de 1 mm por minuto);

(j) tiene una resistencia de prueba de una unión a tope de 0.001 N/mm2 a 500 N/mm2 (medida de acuerdo con ASTM D2095);

(k) tiene un factor de pérdida por amortiguamiento acústico de al menos 0.1 a 20 °C y 200 Hz, 4 kg/m2, utilizando el método de prueba de Oberst;

(l) mantiene una temperatura del sustrato que es al menos 100 °C más baja después de la exposición del recubrimiento sobre la superficie del sustrato a 1000 °C durante un tiempo de al menos 90 segundos que una temperatura de la superficie de un sustrato sin recubrimiento expuesto a 1000 °C durante ese tiempo;

(m) no humea al exponer el sustrato a 1000 °C durante 500 s; y/o

(n) no exhibe grietas ni delaminación visibles tras la exposición del sustrato a 1000 °C durante 500 s; o

en el que el recubrimiento, en un estado al menos parcialmente curado tiene una conductividad térmica de al menos 0.5 W /m K (medida de acuerdo con ASTM D7984) y mantiene una temperatura del sustrato que es al menos 100 °C más baja después de la exposición del recubrimiento sobre la superficie del sustrato a 1000 °C durante un tiempo de al menos 90 segundos que una temperatura de la superficie de un sustrato sin recubrimiento expuesto a 1000 °C durante ese tiempo.

11. El uso de cualquiera de las Reivindicaciones 9 y 10, en el que el sustrato comprende además una película, una capa, o un segundo recubrimiento colocado entre la superficie del sustrato y el recubrimiento; y/o

en el que el sustrato comprende un vehículo, una pieza, un artículo, un aparato, una celda de batería, un dispositivo electrónico personal, una placa de circuito, un artículo multimetálico, o combinaciones de los mismos, en el que el vehículo preferiblemente comprende un automóvil o un avión y/o la pieza comprende una parte térmicamente conductora.

12. El uso de cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 8, en el que el recubrimiento, en un estado al menos parcialmente curado, se forma sobre una superficie de la celda de batería en un conjunto de batería que comprende:

la celda de batería; y

el recubrimiento,

en el que preferiblemente el recubrimiento, en un estado al menos parcialmente curado:

(a) tiene una conductividad térmica de al menos 0.5 W /m K según se mide utilizando un método de Fuente Plana Transitoria Modificada (MTPS) (conforme a ASTM D7984) con un analizador de conductividad térmica TCi de C-Therm Technologies Ltd.;

(b) tiene una resistividad de volumen de al menos 1 x 109 O m (medida de acuerdo con ASTM D257, C611, o B193) en un Electrómetro/Medidor de Alta Resistencia Keysight B2987A conectado a una Celda de Resistividad 16008B; (c) tiene una resistencia dieléctrica de al menos 1 kV/mm medida de acuerdo con ASTM D149 en un medidor dieléctrico (Sefelec RMG12AC-DC) conectado a dos electrodos de cobre con 1 pulgada de diámetro;

(h) tiene un alargamiento de 1 % a 300 %;

(m) no humea al exponer el sustrato a 1000 °C durante 500 s; y/o

tiene una conductividad térmica de al menos 0.5 W /m K (medida de acuerdo con ASTM D7984) y mantiene una temperatura del sustrato que es al menos 100 °C más baja después de la exposición del recubrimiento sobre la superficie del sustrato a 1000 °C durante un tiempo de al menos 90 segundos que una temperatura de la superficie de un sustrato sin recubrimiento expuesto a 1000 °C durante ese tiempo.

13. El uso de la Reivindicación 12, en el que el conjunto de batería comprende además al menos una segunda celda de batería, una aleta de enfriamiento, una placa de enfriamiento, y/o una caja de batería, en el que el recubrimiento preferiblemente se coloca entre la celda de batería y la al menos una segunda celda de batería y/o la placa de enfriamiento.

14. El uso de cualquiera de las Reivindicaciones precedentes, en el que el recubrimiento no humea al exponer el sustrato a 1000 °C durante 500 s.