MXPA98001777A - Compuestos que contienen urea y gruposalcoxisilano - Google Patents

Compuestos que contienen urea y gruposalcoxisilano

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MXPA98001777A
MXPA98001777A MXPA/A/1998/001777A MX9801777A MXPA98001777A MX PA98001777 A MXPA98001777 A MX PA98001777A MX 9801777 A MX9801777 A MX 9801777A MX PA98001777 A MXPA98001777 A MX PA98001777A
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MXPA/A/1998/001777A
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E Yeske Philip
R Roesler Richard
P Squiller Edward
F Siranovich Stanley
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Bayer Corporation
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Abstract

La presente invención se refiere a compuestos que contienen grupos alcoxisilano y urea correspondientes a la fórmula (I), donde, X representa grupos orgánicos idénticos o diferentes que son inertes a los grupos isocianato por debajo de 100øC, siempre que al menos uno de estos grupos sea un grupo alcoxi;Z representa COOR1 o un anillo aromático;R representa el residuo obtenido separando los grupos isocianato de un poliisocianato monomérico orgánico o un aducto de poliisocianato;R1 y R2 son idénticos o diferentes y representan grupos orgánicos que son inertes a los grupos isocianato a una temperatura de 100øC o menos;R3 y R4 son idénticos o diferentes y representan hidrógeno o grupos orgánicos que son inertes a los grupos isocianato a una temperatura de 100øC o menos y n es un número entero de 1 a 8, m es 1.8 a 6.

Description

COMPUESTOS QUE CONTIENEN UREA Y GRUPOS ALCOXISILANO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la Invención La presente invención se relaciona con nuevos compuestos que contienen grupos alcoxisilano y grupos urea y con su uso como revestimientos, obturadores o adhesivos. Descripción de la Técnica Anterior Los silanos organofuncionales hidrolizables son compuestos clave para unir la química convencional de polímeros con la química de la silicona. Son compuestos de importancia técnica para este fin, en particular, los correspondientes a la fórmula (RO)3Si-(CH2)3-Y donde R es un grupo alquilo e Y es un grupo funcional. Dichos compuestos contienen tanto grupos sililo hidrolizables, OR, que se entrecruzan por "policondensación de silanos" en presencia de humedad, como otros grupos funcionales, Y, que les permiten unirse químicamente a materiales poliméricos convencionales. (Véase, por ejemplo, Angew. Chem. 98 (1986) 237-253) . Los silanos funcionales hidrolizables corres-pendientes a la fórmula anterior en donde el grupo funcional Y contiene átomos H activos de Zerewitinoff son potencialmente capaces de modificar los poliisocianatos. (Véase, por ejemplo, WO 92/05212) . Los productos comerciales adecuados para este fin contienen grupos NH2 y/o NH como átomos H activos de Zerewitinoff. También se puede disponer de compuestos que contienen grupos SH. Se describen alcoxisilanos que contienen grupos SH, por ejemplo, en GB-A-1.102.251, EP-A-0.018.094, DE-A-1.162.818, Patente EE.UU. 3.590.065, Patente EE.UU. 3.849.471, Patente EE.UU. 4.082.790, Patente EE.UU. 4.012.403 y Patente EE.UU. 4.401.286. Todos los alcoxisilanos que contienen grupos SH tienen el desagradable olor típico de los mercaptanos. El polímero puede, por lo tanto, tener un olor desagradable debido a residuos de estos compuestos . Se pueden preparar derivados a-aminoalquilsila-no, que pueden entrecruzarse por la humedad, según las Solicitudes de Patentes Alemanas N° 1.812.504 y N° 1.812.562. Los silanos funcionales descritos en ellas no han sido capaces, sin embargo, de conseguir importancia técnica debido al complicado procedimiento para su síntesis. Se describen alcoxisilanos que contienen grupos amino, por ejemplo, en J. Org. Chem. 36 (1971) , p. 3120; DE-A-l.152.695, DE-A-l.271.712, DE-A-2.161.716, DE-A-2.408.480, DE-A-2.521.399, DE-A-2.749.316, Patente EE.UU. 2.832.754, Patente EE.UU. 2.971.864 y Patente EE.UU. 4.481.364. Todos los silanos amino-funcionales conocidos en la técnica tienen en común el inconveniente de ser extremadamente reactivos con isocianatos. Por lo tanto, es difícil hacer reaccionar a estos alcoxisilanos con poliisocianatos debido a la incompatibilidad, no homogeneidad y viscosidades extremadamente elevadas de los productos de reacción. La Patente EE.UU. 5.554.709 describe gue los silanos amino-funcionales pueden reaccionar con determinados prepolímeros de NCO, siempre que la funcionalidad del prepolímero sea menor de 2. La Patente EE.UU. 5.364.955 describe que, mediante reacción inicial de silanos amino-funcionales con esteres del ácido maleico o fumárico para formar grupos amino secundarios (es decir, aspartatos) , es entonces posible hacer reaccionar a estos aspartatos con prepolímeros de NCO sin encontrarse con incompatibilidad, no homogeneidad o viscosidades extremadamente altas en los productos de reacción. Sin embargo, esta referencia no describe el hecho de que es posible hacer reaccionar a todos los tipos de poliisocianatos con aspartatos, es decir, que no se describen monómeros de poliisocianato y aductos de poliisocianato. Es un objeto de la presente invención proporcionar compuestos que contienen grupos urea y alcoxisilano que, o bien son líquidos, o bien son capaces de disolverse en los solventes orgánicos comúnmente utilizados, que están basados en monómeros de poliisocianato y/o aductos de poliisocianato y que no sufren de los problemas de incompatibilidad, no homogeneidad y viscosidad con los que se tropiezan los productos de reacción de la técnica anterior de isocianatos con alcoxisilanos que contienen grupos NH. Es un objeto adicional de la presente invención proporcionar compuestos que contienen grupos alcoxisilano que pueden ser curados por policondensación de silanos para formar revestimientos, obturadores y adhesivos. Estos objetos pueden ser conseguidos con los compuestos que contienen grupos alcoxisilano y grupos urea según la presente invención descrita a continuación. Estos compuestos son preparados por reacción de monómeros y/o aductos de poliisocianatos con aspartatos (obtenidos por reacción de aminoalquilalcoxisilanos con esteres del ácido maleico o fumárico) para formar compuestos que contienen grupos urea. Es sorprendente que los productos según la invención son líquidos a temperatura ambiente, ya que los productos correspondientes 'preparados por reacción directa de monómeros y/o aductos de poliisocianato con aminoalqui-lalcoxisilanos son sólidos que no pueden disolverse con los solventes de revestimiento convencionales. La técnica anterior, es decir, las Patentes EE.UU. 5.554.709 y 5.364.955, sólo muestra que el producto de reacción de un prepolímero de NCO con un aminoalquilalcoxisilano o un aspartato preparado a partir de un aminoalquilalcoxisilano es líquido. No muestra que sería posible convertir los productos sólidos de reacción preparados a partir del monómero y/o aductos de poliisocianato en productos líquidos usando la forma aspartato de los aminoalquilalcoxisilanos. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con compuestos que contienen grupos alcoxisilano y urea correspondientes a la fórmula donde X representa grupos orgánicos idénticos o dife- rentes gue son inertes a los grupos isocianato por debajo de 100°C, siempre que al menos uno de estos grupos sea un grupo alcoxi; Z representa COORx o un anillo aromático; R representa el residuo obtenido separando los grupos isocianato de un poliisocianato monomé rico orgánico o un aducto de poliisocianato; R-L y R2 son idénticos o diferentes y representan grupos orgánicos que son inertes a los grupos isocia nato a una temperatura de 100°C o menos; R3 y R4 son idénticos o diferentes y representan hidrógeno o grupos orgánicos que son inertes a los grupos isocianato a una temperatura de 100°C o menos y n es un número entero de 1 a 8. La presente invención se relaciona también con el uso de estos compuestos para la preparación de revestimientos, obturadores y adhesivos.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Los compuestos que contienen grupos alcoxisilano y grupos urea de fórmula I son preparados por reacción de monómeros y/o aductos de poliisocianato con compuestos que contienen grupos alcoxisilano y aspartato (grupos amino secundarios) correspondientes a la fórmula COOR2 I Z-CHR3-CR4-NH-(CH2)n-SÍ-X (II) para formar compuestos que contienen grupos alcoxisilano y urea. Los compuestos de fórmula II son preparados por reacción de aminoalquilalcoxisilanos correspondientes a la fórmula H2N-(CH2)n-Si-(X)3 (III) con esteres del ácido maleico, fumárico o cinámico correspondientes a la fórmula Z-CR3=CR4-COOR2 (IV) En las fórmulas I a IV, X representa grupos orgánicos idénticos o diferentes gue son inertes a los grupos isocianato por debajo de 100°C, siempre que al menos uno de estos grupos sea un grupo alcoxi, preferí blemente grupos alquilo o alcoxi de 1 a 4 átomos de carbono, más preferiblemente grupos alcoxi; Z representa COOR! o un anillo aromático, preferiblemente COOR-L; R representa el residuo obtenido separando los grupos isocianato de un poliisocianato monomé rico orgánico o un aducto de poliisocianato; Rx y R2 son idénticos o diferentes y representan grupos orgánicos gue son inertes a los grupos isocia nato a una temperatura de 100CC o menos, preferiblemente grupos alguilo de 1 a 9 átomos de carbono, más preferiblemente grupos metilo, etilo o butilo; R3 y R4 son idénticos o diferentes y representan hidrógeno o grupos orgánicos que son inertes hacia los grupos isocianato a una temperatura de 100°C o menos, preferiblemente hidrógeno, y n es un número entero de 1 a 8, preferiblemente 2 a 4 y, más preferiblemente, 3. Son especialmente preferidos los compuestos en los que X representa grupos metoxi, grupos etoxi o grupos propoxi, más preferiblemente grupos metoxi o grupos etoxi y, más preferiblemente, grupos metoxi, y n es 3. Como ejemplos de aminoalquilalcoxisilanos adecuados de fórmula III se incluyen 2-aminoetildimetilme-toxisilano, 6-aminohexiltributoxisilano, 3-aminopropiltri-metoxisilano, 3-aminopropiltrietoxisilano, 3-aminopropilme-tildietoxisilano, 5-aminopentiltrimetoxisilano, 5-aminopen-tiltrietoxisilano y 3-aminopropiltriisopropoxisilano. En particular, se prefieren 3-aminopropiltrimetoxisilano y 3-aminopropiltrietoxisilano . Como ejemplos de esteres eventualmente substi-tuidos del ácido maleico, fumárico o cinámico adecuados para uso en la preparación de los poliaspartatos se incluyen esteres dimetílico, dietílico, dibutílico (por ejemplo, di-n-butílico) , diamílico y di-2-etilhexílico y esteres mixtos basados en la mezcla de estos y/o de otros grupos alquilo del ácido maleico y del ácido fumárico; los esteres metílico, etílico y butílico del ácido cinámico, y los correspondientes esteres del ácido maleico, fumárico y cinámico substituidos por metilo en la posición 2 y/o 3. Se prefieren los esteres dimetílicos del ácido maleico y se prefieren especialmente los esteres dietílico y dibutílico. La reacción de aminas primarias con esteres del ácido maleico, fumárico o cinámico para formar los aspartatos de fórmula III es conocida y se ha descrito, por ejemplo, en EP-A-0.403.921, DE-0S 1.670.812 y DE-OS 2.158.945. Aunque ninguna de estas publicaciones sugiere la reacción de aminas alcoxisilano-funcionales con esteres del ácido maleico o fumárico, esta reacción está descrita en la Patente EE.UU. 5.364.955. La preparación de los aspartatos puede ser llevada a cabo, por ejemplo, a una temperatura de 0 a 100°C, utilizando los materiales de partida en proporciones tales que esté presente al menos 1, preferiblemente 1, doble enlace olefínico por cada grupo amino primario. El exceso de los materiales de partida puede ser eliminado por destilación después de la reacción. La reacción puede ser llevada a cabo con o sin solvente, pero es menos preferido el uso de un solvente. Si se utiliza un solvente, el dioxano es un ejemplo de solvente adecuado. Los compuestos de fórmula II son de incoloros a amarillo claro. Pueden reaccionar con monómeros y/o aductos de poliisocianato para formar los compuestos de fórmula I son mayor purificación. Son poliisocianatos adecuados para preparar los compuestos de fórmula I los que tienen una funcionalidad de 1,8 a 6, preferiblemente 2 a 6 y, más preferiblemente, 2 a 4. Como materiales de partida poliisocianato adecuados se incluyen diisocianatos monoméricos y aductos de poliisocianato. Los diisocianatos monoméricos adecuados pueden ser representados por la fórmula R(NC0)2 , en donde R representa un grupo orgánico obtenido eliminando los grupos isocianato de un diisocianato orgánico que tiene un peso molecular de aproximadamente 112 a 1.000, preferí-blemente aproximadamente 140 a 400. Los diisocianatos preferidos para el procedimiento según la invención son aquéllos en donde R representa un grupo hidrocarbonado alifático divalente que tiene de 4 a 40, preferiblemente de 4 a 18, átomos de carbono, un grupo hidrocarbonado cicloalifático divalente que tiene de 5 a 15 átomos de carbono, un grupo hidrocarbonado aralifático divalente que tiene de 7 a 15 átomos de carbono o un grupo hidrocarbonado aromático divalente que tiene de 6 a 15 átomos de carbono. Como ejemplos de diisocianatos orgánicos adecuados se incluyen diisocianato de 1, 4-tetrametileno, diisocianato de 1, 6-hexametileno, diisocianato de 2,2,4-trimetil-1, 6-hexametileno, diisocianato de 1, 12-dodecameti-leno, ciclohexano-1, 3- y -1, -diisocianato, l-isocianato-2-isocianatometilciclopentano, l-isocianato-3-isocianatometil-3, 5, 5-trimetilciclohexano (diisocianato de isoforona o DIIF) , bis- (4-isocianatociclohexil) metano, diisocianato de 2, 4 ' -diciclohexilmetano, 1,3- y 1, 4-bis (isocianatometil) ciciohexano, bis (4-isocianato-3-metilciclohexil) metano, diisocianato de a,a, ' ,a' -tetrametil-1, 3- y/o -1, -xilileno, l-isocianato-l-metil-4 (3) -isocianatometilciclohexano, diisocianato de 2,4- y/o 2, 6-hexahidrotoluileno, diisocianato de 1,3- y/o 1, 4-fenileno, diisocianato de 2,4- y/o 2,6-toluileno, diisocianato de 2,4- y/o 4, 4 ' -difenilmetano, 1,5-diisocianato naftaleno y sus mezclas. También se pueden utilizar poliisocianatos que contienen 3 o más grupos isocianato, tales como diisocianato de 4-isocianatometil-l, 8-octametileno, y poliisocianatos aromáticos, tales como triisocianato de 4, 4 ', 4"-trifenilmetano y poliisocianatos de polifenilpolimetileno obtenidos por fosgenación de condensados de anilina/formaldehido. Como diisocianatos orgánicos preferidos se incluyen diisocianato de 1, 6-hexametileno, l-isocianato-3-isocianatometil-3, 5, 5-trimetilciclohexano (diisocianato de isoforona o DIIF) , bis (4-isocianatociclohexil) metano, 1-isocianato-l-metil-4 (3) -isocianatometilciclohexano, diisocianato de 2,4- y/o 2, 6-toluileno y diisocianato de 2,4- y/o 4, 4 ' -difenilmetano. Según la presente invención, el componente poliisocianato puede estar también en forma de un aducto de poliisocianato. Son aductos de poliisocianato adecuados los que contienen grupos isocianurato, uretdiona, biuret, uretano, alofanato, carbodiimida y/o oxadiazinatriona. Los aductos de poliisocianato tienen una funcionalidad media de 2 a 6 y un contenido en NCO del 5 al 30% en peso. 1) Poliisocianatos gue contienen grupos isocianurato que pueden ser preparados como se indica en DE-PS 2.616.416, EP-OS 3.765, EP-OS 10.589, EP-OS 47.452, US-PS 4.288.586 y US-PS 4.324.879. Los isocianato-isocianuratos tienen generalmente una funcionalidad media NCO de 3 a 3,5 y un contenido en NCO del 5 al 30%, preferiblemente del 10 al 25% y, más preferiblemente, del 15 al 25%, en peso. 2) Los diisocianatos de uretdiona que pueden ser preparados por oligomerización de una porción de los grupos isocíanato de un diisocianato en presencia de un catalizador adecuado, por ejemplo un catalizador de trialquilfosfina, y que pueden ser usados en mezcla con otros poliisocianatos alifáticos y/o cicloalifáticos, particularmente los poliisocianatos que contienen grupos isocianurato indicados antes en (1) . 3) Poliisocianatos que contienen grupos biuret, que pueden ser preparados según los procedimientos descritos en las Patentes EE.UU. N° 3.124.605, 3,358.010, 3.644.490, 3.862.973, 3.906.126, 3.903.127, 4.051.165, 4.147.714 ó 4.220.749, utilizando co-reactivos tales como agua, alcoholes terciarios, monoaminas primarias y secundarias y diaminas primarias y/o secundarias. Estos poliisocianatos tienen preferiblemente un contenido en NCO del 18 al 22% en peso y una funcionalidad media NCO de 3 a 3,5. 4) Poliisocianatos que contienen grupos uretano, gue pueden ser preparados según el procedimiento descrito en la Patente EE.UU. N° 3.183.112 por reacción de cantidades en exceso de poliisocianatos, preferiblemente diisocianatos, con glicoles y polioles de bajo peso molecular, que tienen pesos moleculares de menos de 400, tales como trimetilolpropano, glicerina, 1,2-dihidroxipropano y sus mezclas. Los poliisocianatos que contienen grupos uretano tienen un contenido más preferido en NCO del 12 al 20% en peso y una funcionalidad (media) NCO de 2,5 a 3. 5) Poliisocianatos que contienen grupos alofanato, que pueden ser preparados según los procedimien-tos descritos en las Patentes EE.UU. N° 3.769.318, 4,160.080 y 4.177.342. Los poliisocianatos gue contienen grupos alofanato tienen un contenido más preferido en NCO del 12 al 21% en peso y una funcionalidad (media) NCO de 2 a 4,5. 6) Poliisocianatos gue contienen grupos isocia-nurato y alofanato, que pueden ser preparados según los procedimientos indicados en las Patentes EE.UU. 5.124.427, 5.208.334 y 5.235.018, cuyas descripciones son aquí incorporadas a modo de referencia, preferiblemente poliisocianatos que contienen estos grupos en una proporción de grupos monoisocianurato a grupos monoalofanato de aproximadamente 10:1 a 1:10, preferiblemente de aproximadamente 5:1 a 1:7. 7) Poliisocianatos gue contienen grupos carbodiimida, que pueden ser preparados oligomerizando di- o poliisocianatos en presencia de catalizadores conocidos de la carbodiimidación, según se describe en DE-PS 1.092.007, US-PS 3.152.162 y DE-OS 2.504.400, 2.537.685 y 2.552.350. 8) Poliisocianatos que contienen grupos oxadiazinatriona y que contienen el producto de reacción de dos moles de un diisocianato y un mol de dióxido de carbono. Son aductos de poliisocianato preferidos los poliisocianatos que contienen grupos isocianurato, grupos biuret, grupos alofanato y/o grupos uretdiona. Los compuestos de fórmula I que contienen grupos alcoxisilano y grupos hidantoína son preparados por reacción de los monómeros y/o aductos de poliisocianato con los compuestos de fórmula II, en una razón eguivalente de grupos aspartato (es decir, grupos amino secundarios) a grupos isocianato de aproximadamente 1:1. La reacción es preferiblemente llevada a cabo añadiendo por incrementos el aspartato al poliisocianato. La reacción para formar los grupos urea es llevada a cabo a una temperatura de 10 a 100°C, preferiblemente de 20 a 80°C y, más preferiblemente, de 20 a 50°C. Los compuestos de la presente invención son adecuados para la producción de composiciones obturadoras (incluidos los calafateados) , de revestimiento o adhesivas, que pueden estar entrecruzadas por "policondensación de silanos", es decir, la condensación de grupos silano (Si-OR) para formar grupos siloxano (Si-O-Si) . Cuando se usan para este fin, estos compuestos pueden ser utilizados como mezclas con catalizadores ácidos o básicos adecuados. Como ejemplos se incluyen ácidos tales como ácido paratoluensul-fónico, sales metálicas tales como dilaurato de dibutilestaño, aminas terciarias tales como trietilamina o trietil-endiamina y mezclas de estos catalizadores. Los aminoal-quiltrialcoxisilanos básicos de bajo peso molecular, tales como los representados por la fórmula IV, aceleran también el endurecimiento de los compuestos según las invención. La invención es además ilustrada, aunque sin pretender limitarla, por medio de los siguientes ejemplos, en donde todas las partes y porcentajes son en peso a menos que se especifique de otro modo. EJEMPLOS Poliisocianato 1 Un poliisocianato que contiene grupos isocianurato preparado a partir de diisocianato de 1, 6-hexametileno y que tiene un contenido en isocianato del 21,6%, un contenido en diisocianato monomérico de <0,2% y una viscosidad a 20°C de 3000 Pa.s (que puede ser adquirido de Bayer Corporation como Desmodur N 3300) . Poliisocianato 2 Una mezcla que contiene 70 partes en peso de un poliisocianato que contiene grupos uretdiona, es decir, diisocianato de 1, 6-hexametileno dimerizado, y 30 partes en peso de N,N' ,N"-tris (6-isocianatohexil) isocianurato, junto con cantidades menores de homólogos superiores de ambos productos y que tiene una viscosidad media de 150 mPa.s a 23°C y un contenido medio en NCO del 22,5% (que puede ser adquirida de Bayer Corporation como Desmodur N 3400) . Poliisocianato 3 Un producto de condensación de anilina/formal-dehido que contiene una mezcla de isómeros de diisocianato de difenilmetano, así como sus homólogos superiores, que tiene un contenido en NCO de aproximadamente un 31% y una viscosidad de aproximadamente 40 mPa.s a 23°C (que puede ser adquirido de Bayer Corporation como Mondur MRS-4) . Poliisocianato 4 Se combinaron 87,5 partes (1 equiv.) de una mezcla de diisocianato de 2,4- y 2, 6-toluileno (razón de isómeros 80:20) con 22,5 partes de 1, 4-butanodiol (0,5 equiv.) en un matraz de fondo redondo. Se calentó la mezcla de reacción a 60°C y se mantuvo a esa temperatura hasta que el % de NCO alcanzó un 19,1. Poliisocianato 5 Se combinaron 87,5 partes (1 equiv.) de una mezcla de diisocianato de 2,4- y 2, 6-toluileno (razón de isómeros 80:20) con 33,5 partes de 1, 4-butanodiol (0,5 equiv.) en un matraz de fondo redondo. Se calentó la mezcla de reacción a 60°C y se mantuvo a esa temperatura hasta que el % de NCO alcanzó un 17,4. Poliisocianurato 6 Un poliisocianato que contiene grupos uretano basado en diisocianato de tolueno y trimetilolpropano, que tiene un contenido en isocianato del 13,0%, un contenido en diisocianato monomérico de <0,5% y una viscosidad a 20°C de aproximadamente 1000 mPa.s y que está presente como solución al 75% en acetato de etilo (que puede ser adquirido de Bayer Corporation como Desmodur CB-75) . Preparación de éster dietílico del ácido N- (3-trietoxisi-lilpropil) aspártico Se añadieron 8,27 equivalentes de 3-aminopro-piltrialcoxisilano a un matraz de 5 litros equipado con agitador, termopar, entrada de nitrógeno y embudo de adición con condensador. Se añadieron 8,27 equivalentes de maleato de dietilo por goteo a lo largo de un período de 2 horas. Se mantuvo la temperatura del reactor a 25°C durante la adición. Se mantuvo el reactor a 25°C durante otras 5 horas más, en cuyo momento se vertió el producto en recipientes de vidrio y se selló bajo una manta de nitrógeno. Después de una semana, el número de insaturación era de 0,6, lo que indica que la reacción se había completado en ~99%. Se prepararon los siguientes compuestos: Viscosidad a 25°C Éster dietílico del ácido N- (3-trimeto- 11 mPa.s xisililpropil) aspártico Éster dibutílico del ácido N-(3-trieto- 11 mPa.s xisililpropil) aspártico Éster dibutílico del ácido N- (3-trime- 18 mPa.s toxisililpropil) aspártico Resina alcoxisilano 1 Tris [3- (trimetoxisilil) propil] isocianurato (Silquest Y-11597, de Witco Corp.). Ejemplo 1 Se añadieron 669,0 partes (1,7 equiv.) de éster dietílico del ácido N- (3-trimetoxisililpropil) aspártico y 331 partes (1,7 equiv.) de poliisocianato 1 a un matraz de tres cuellos, 5 litros y fondo redondo equipado con agitador, entrada de nitrógeno, termopar y condensador. La reacción para formar la urea iba acompañada de una exoter-mia, que aumentó la temperatura de la mezcla de reacción a 80°C. Se mantuvo la reacción a 80°C durante 14 horas, en cuyo momento el espectro de IR mostró que no había isocianato residual en la urea. Se enfrió el producto y se determinó que la viscosidad del producto era >300.000 a 25°C.
Los análisis por CG, IR, RMN y CPG eran consistentes con la siguiente estructura: El producto fue mezclado por separado con acetato de n-butilo y xileno para formar soluciones que tenían contenidos en sólidos del 90%, 80% y 70%. Las viscosidades de estas soluciones son indicadas en la Tabla 1.
TABLA 1 Contenido en Viscosidad sólidos (%) Solvente a 25°C (mPa.s) 100 >300.000 90 acetato de n-butilo 11.470 80 acetato de n-butilo 2.123 70 acetato de n-butilo 492 90 xileno 13.760 80 xileno 1.311 70 xileno 234 El producto era también soluble en tolueno y tetrahidrofurano. Ejemplos 2-18 Se repitió el Ejemplo 1, con la excepción de que se substituyó el Poliisocianato 1 con una cantidad equivalente de poliisocianatos 2-7 y también con diisocianato de 1, 6-hexametileno (DIH) , díisocianato de isoforona (DIIF) y bis (4-isocianatociclohexil) metano (DIHM) . En el Ejemplo 11, se añadieron 100 g adicionales de metil éter de propilenglicol acetato para reducir la viscosidad de la mezcla de reacción. Todos los productos resultantes eran líquidos y, lo que es más importante, eran solubles en tolueno, xileno, acetato de butilo y tetrahidrofurano.
En los ejemplos comparativos, todos .los ejemplos precedentes fueron repetidos, con la excepción de que cada uno de los poliisocianatos reaccionó directamente con 3-aminopropiltrialcoxisilano en lugar del aspartato de este silano. En cada ejemplo comparativo (excepto en el ejemplo comparativo 4) , el producto resultante de urea solidificó para formar una mezcla retenida de solvente y producto. El producto del ejemplo comparativo 4 era un aceite de viscosidad extremadamente alta. Contrariamente a los ejemplos según la invención, los productos de los ejemplos comparativos, incluyendo el producto del ejemplo comparativo 4, no eran solubles en tolueno, xileno, acetato de butilo o tetrahidrofurano. Debido a que las ureas silano-funcionales no podían ser disueltas, no pudieron ser usadas para preparar revestimientos. En la Tabla 2 se muestran los resultados.
TABLA 2 s os pro uc os no po an ser sue os en xi eno, tolueno, acetato de butilo o tetrahidrofurano. Ejemplos 19-22 El poliisocianato 1 y el DIH reaccionaron cada uno con éster dibutílico del ácido N- (3-trietoxisililpro-pil) aspártico y éster dibutílico del ácido N- (3-trimetoxisi-lilpropil) aspártico siguiendo el procedimiento del Ejemplo 1. Todos los productos resultantes eran líquidos y solubles en tolueno, xileno, acetato de butilo y tetrahidrofurano. En la Tabla 3 se dan los resultados.
TABLA 3 Ejemplo 23 - Comparativo Se preparó una composición de revestimiento añadiendo 1 parte de dilaurato de dibutilestaño a 100 partes (70% de sólidos) de resina de alcoxisilano 1, disuelta a un 70% de sólidos en tolueno. Se aplicaron las composiciones a paneles de acero a un grosor de película húmeda de 5 milipulgadas (3,5 milipulgadas de grosor de película seca). La película curó con una superficie cuarteada, era muy friable y no tenía adhesión al substrato. Ejemplos 24-25 - Preparación de revestimientos con el compuesto que contiene grupos urea del Ejemplo 1 Se prepararon revestimientos con el compuesto gue contiene grupos urea preparado en el Ejemplo 1. Además de estos compuestos, las composiciones de revestimiento contenían los ingredientes indicados en la Tabla 3. El agente nivelante era Byk 358, un aditivo basado en silicona, de Byk Chemie; el catalizador era dilaurato de dibutilestaño. En la Tabla 4 se indican las propiedades de los revestimientos resultantes. Tabla 4 Tabla 4 (Cont. ) Este ejemplo demuestra la capacidad de los compuestos que contienen grupos urea y alcoxisilano según la invención para flexibilizar a otros compuestos que contienen silano que no son capaces de formar películas por sí mismos. Véase el ejemplo comparativo 23.
Las dobles rozaduras MEC fueron determinadas mojando un paño con metiletilcetona y luego frotando cada panel hasta 100 veces. Una doble rozadura consiste en una rozadura hacia atrás y hacia adelante contra el panel revestido. Los valores de menos de 100 indican el número de dobles rozaduras antes de que los revestimientos quedaran destruidos . Se determinó la dureza de péndulo según ASTM D-4366-87 (Dureza de Péndulo Koenig) . La resistencia a las manchas químicas ' fue determinada poniendo una gota del líquido en particular sobre un panel revestido y cubriéndolo con una jarra de vidrio de 4 onzas. Para aquellos solventes que se evaporan rápidamente, se puso una bola de algodón sobre los líquidos del panel revestido y se mantuvo saturada. Después del intervalo de tiempo apropiado, los paneles revestidos fueron lavados y evaluados para determinar el efecto del líquido y se les asignó una de las siguientes clasificaciones: se Sin efecto a La película se ablandó, pero se recuperó al cabo de 1 hora ds Disuelta m Manchada am Con ampollas Aunque se ha descrito la invención con detalle en lo que antecede con fines ilustrativos, hay que entender que dicho detalle tiene únicamente ese fin y que los expertos en la técnica pueden hacer en ella variaciones sin apartarse del espíritu y alcance de la invención, excepto en lo que pueda estar limitado por las reivindicaciones.

Claims (11)

  1. REIVINDICACIONES 1. La presente invención se relaciona con compuestos que contienen grupos alcoxisilano y urea correspondientes a la fórmula donde X representa grupos orgánicos idénticos o diferentes que son inertes a los grupos isocianato por debajo de 100°C, siempre que al menos uno de estos grupos sea un grupo alcoxi; representa COORx o un anillo aromático; R representa el residuo obtenido separando los grupos isocianato de un poliisocianato monomé rico orgánico o un aducto de poliisocianato; Ri Y R2 son idénticos o diferentes y representan grupos orgánicos que son inertes a los grupos isocia nato a una temperatura de 100°C o menos; R3 y R4 son idénticos o diferentes y representan hidrógeno o grupos orgánicos que son inertes a los grupos isocianato a una temperatura de 100°C o menos y n es un número entero de 1 a 8. 2. El compuesto de la Reivindicación 1, donde X representa grupos alguilo o alcoxi idénticos o diferentes que tienen de 1 a 4 átomos de carbono; Z representa COOR].; R-L es un grupo alquilo que tiene de 1 a 9 átomos de carbono; R3 y R4 representan hidrógeno, y n es un número entero de 2 a 4. 3. El compuesto de la Reivindicación 1, donde
  2. X representa grupos alcoxi idénticos o diferentes gue tienen de 1 a 4 átomos de carbono; Z representa COORj^; Rx es metilo, etilo o butilo; R3 y R4 representan hidrógeno, n es
  3. 3.
  4. 4. El compuesto de la Reivindicación 1, donde R representa el residuo obtenido eliminando los grupos isocianato de un poliisocianato monomérico orgánico.
  5. 5. El compuesto de la Reivindicación 2, donde R representa el residuo obtenido eliminando los grupos isocianato de un poliisocianato monomérico orgánico.
  6. 6. El compuesto de la Reivindicación 3, donde R representa el residuo obtenido eliminando los grupos isocianato de un poliisocianato monomérico orgánico.
  7. 7. El compuesto de la Reivindicación 1, donde R representa el residuo obtenido eliminando los grupos isocianato de un aducto de poliisocianato. 8. El compuesto de la Reivindicación 2, donde R representa el residuo obtenido eliminando los grupos isocianato de un aducto de poliisocianato. 9. El compuesto de la Reivindicación 3, donde R representa el residuo obtenido eliminando los grupos isocianato de un aducto de poliisocianato. 10. El compuesto de la Reivindicación 1, donde R representa el residuo obtenido eliminando los grupos isocianato de un aducto de poliisocianato gue contiene grupos isocianurato, grupos biuret, grupos alofanato y/o grupos uretdiona. 11. El compuesto de la Reivindicación 2, donde R representa el residuo obtenido eliminando los grupos isocianato de un aducto de poliisocianato gue contiene grupos isocianurato, grupos biuret, grupos alofanato y/o grupos uretdiona. 12. El compuesto de la Reivindicación 3, donde R representa el residuo obtenido eliminando los grupos isocianato " de un aducto de poliisocianato que contiene grupos isocianurato, grupos biuret, grupos alofanato y/o grupos uretdiona. 13. Un revestimiento, obturador o adhesivo preparado con los compuestos de la Reivindicación 1. RESUMEN DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con compuestos que contienen grupos alcoxisilano y urea correspondientes a la fórmula donde X representa grupos orgánicos idénticos o diferentes que son inertes a los grupos isocianato por debajo de 100°C, siempre gue al menos uno de estos grupos sea un grupo alcoxi; representa COOR] o un anillo aromático; R representa el residuo obtenido separando los grupos isocianato de un poliisocianato monomé rico orgánico o un aducto de poliisocianato; Ri Y 2 son idénticos o diferentes y representan grupos orgánicos que son inertes a los grupos isocia nato a una temperatura de 100°C o menos; R3 y R4 son idénticos o diferentes y representan hidrógeno o grupos orgánicos que son inertes a los grupos isocianato a una temperatura de 100°C o menos y n es un número entero de 1 a
  8. 8. La presente invención se relaciona también con el uso de estos compuestos para la preparación de revestimientos, obturadores y adhesivos.
MXPA/A/1998/001777A 1997-03-11 1998-03-05 Compuestos que contienen urea y gruposalcoxisilano MXPA98001777A (es)

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