WO2015082837A1 - Composition silicone durcissable en presence d'eau ou d'humidite de l'air - Google Patents

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WO2015082837A1
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heterometallic
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ligand
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PCT/FR2014/053141
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Vincent Monteil
Roger Spitz
Aurélie MONDIERE
Tania Ireland
Anne SEGGIO
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Bluestar Silicones France Sas
Universite Claude Bernard Lyon 1
Cnrs - Centre National De La Recherche Scientifique
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Definitions

  • the present invention relates to a novel curable composition in the presence of water or moisture of the air, preferably at room temperature, commonly known as RTV ("Room Temperature Vulcanizable") silicone. More specifically, the invention relates to a curable composition in the presence of water or moisture of air comprising at least one polyorganosiloxane A having one or more condensable group (s) or hydrolyzable (s) and condensable (s) ) and at least one compound C which is a heterometallic complex, making it possible to dispense with the use of tin catalyst.
  • RTV Room Temperature Vulcanizable
  • Curable silicone formulations preferably at room temperature (or RTV silicones) are manufactured in large tonnages and are used for the production of sealants, gaskets, moldings, adhesives, foams.
  • these formulations contain a hydroxyl terminated silicone oil, for example an ⁇ , ⁇ - (hydroxydimethylsilyl) -polydimethylsiloxane, optionally prefunctionalized with a silane to have hydrolysable and condensable ends, a crosslinking agent, a polycondensation catalyst, conventionally a tin salt or an alkyl titanate, and optionally various fillers and additives according to the intended end application.
  • a hydroxyl terminated silicone oil for example an ⁇ , ⁇ - (hydroxydimethylsilyl) -polydimethylsiloxane, optionally prefunctionalized with a silane to have hydrolysable and condensable ends
  • a crosslinking agent for example an ⁇ , ⁇ - (hydroxydimethylsily
  • compositions packaged in the form of a "single-component" composition which are in the form of a single part (or component) whose packaging is airtight, and
  • compositions packaged in the form of a "two-component" composition which are in the form of two separate parts (hence the name "two-component") and whose packaging containing the catalyst is airtight.
  • Airtight packagings are intended to avoid contacting the silicone compositions containing the catalyst with the moisture of the air during storage before use.
  • water is provided by the atmospheric moisture in the case of RTV-1.
  • dimethyl tin dicarboxylates are commonly used as catalysts, but may require the addition of a quantity of water in one of the parts in order to activate the catalyst and allow the reaction of polycondensation when the contents of the two parts are mixed with the ambient air so as to form the elastomeric network which results in a hardening of the composition.
  • RTV-1 single-component silicone compositions used as mastics or adhesives cold-crosslink according to a mechanism involving a number of reactions that may be successive or simultaneous:
  • a functionalization reaction which results from the placing in the presence of a silicone oil having silanol functions, for example a hydroxyl-terminated silicone oil, such as an ⁇ , o-- (hydroxydimethylsilyl) -polydimethylsiloxane, with a crosslinking agent, such as a silane of the SiX 4 type (for example a silicate) or a compound having the following function -SiX 3 with X being most often an alkoxy, acyloxy, amino, amido, enoxy, aminoxy, cetiminoxy or oxime function.
  • a silicone oil having silanol functions for example a hydroxyl-terminated silicone oil, such as an ⁇ , o-- (hydroxydimethylsilyl) -polydimethylsiloxane
  • a crosslinking agent such as a silane of the SiX 4 type (for example a silicate) or a compound having the following function -SiX 3 with X being most often
  • a functionalization catalyst such as lithium hydroxide (lithium hydroxide) or potassium hydroxide to give the one-component composition good storage stability.
  • a functionalization catalyst such as lithium hydroxide (lithium hydroxide) or potassium hydroxide to give the one-component composition good storage stability.
  • the skilled person may choose specific functionalization catalysts and adjust the amount of the reagents so as to be in molar excess of crosslinking relative to silanol functions to be functionalized.
  • Crosslinking via hydrolysis of the functionalized oil generally performed by virtue of the water vapor diffusing into the material from the surface exposed to the atmosphere, and condensation between the formed silanol groups and other residual reactive functions.
  • the first component (or part) comprises the polyorganosiloxanes capable of polycondensing and the second component, which is airtight, contains the catalyst and one or more crosslinking agents. (s).
  • the two components (or parts) are mixed during use and the mixture cures by crosslinking reactions in the form of a relatively hard elastomer, especially when the composition comprises reinforcing fillers.
  • tin derivatives The most well-known catalysts, used for decades both in one-component and two-component compositions, are tin derivatives. Mention may in particular be made of alkyl tin compounds, such as dibutyltin dilaurate (DBTDL), which are known for their good effectiveness in catalyzing crosslinking while being liquid, soluble in silicone and colorless oils. However, they have the disadvantage of being toxic and classified CMR II, toxic for reproduction. The replacement of tin catalysts currently represents a major challenge for the players in this technical field.
  • Alternative catalysts have already been proposed in the prior art, including titanium-based catalysts (see, for example, International Patent Application WO 2013/036546).
  • catalysts for example catalysts based on zinc, scandium, ytterbium, copper, silver, cerium, molybdenum, bismuth, hafnium or guanidine derivatives.
  • zirconium or titanium chelates has been described in particular in the international patent application WO 01/49789.
  • Mixed catalysts are obtained by simply combining several monometallic catalysts at the time of formulation. Even if interesting effects are obtained, in particular in terms of yellowing and adhesion, these metal catalysts do not make it possible to achieve the crosslinking kinetics and the hardnesses of the elastomers obtained with tin catalysts.
  • one of the objectives of the present invention is to provide novel non-toxic condensation catalysts for replacing tin catalysts.
  • These catalysts may advantageously have one or more of the following properties:
  • the subject of the invention is a curable composition in the presence of water or of moisture of the air comprising: (A) at least one polyorganosiloxane A having one or more condensable or hydrolyzable and condensable group (s), and
  • At least one alkoxide or chelating ligand at least one alkoxide or chelating ligand.
  • the invention relates to the use of a compound C as defined above and in the present description, as a catalyst for a condensation reaction of a polyorganosiloxane having one or more condensable group (s). (s) or hydrolyzable (s) and condensable (s).
  • the invention also relates to the use of a heterometallic complex according to the invention and as described in the present description as a polycondensation catalyst of polyorganosiloxane capable of curing by polycondensation reaction in a silicone elastomer.
  • heterometallic chelate complex whose chemical formula comprises:
  • M being an atom selected from the group consisting of the atoms of columns 2 and 13 of the periodic table of the elements and M' being an atom selected from the group consisting of the atoms of the column 4 of the periodic table of the elements, and
  • each X is, independently of one another, an oxygen atom or an NR 'group, R' representing a C 1 -C 8 alkyl group, optionally substituted one or more times with a halogen atom and / or with an aryl group;
  • R 1 and R 2 independently of one another, represent:
  • a C 1 -C 8 alkyl or cycloalkyl group optionally substituted one or more times with a halogen atom and / or with an aryl group,
  • each R representing, independently of one another, a hydrogen atom or a C 1 -C 8 alkyl group, optionally substituted one or more times with a halogen atom and / or by a group aryl;
  • R represents a monovalent group, preferably a hydrogen atom or an alkyl group Ci-C 4.
  • composition according to the invention is a curable composition (also called “vulcanizable") in the presence of water or moisture of the air, commonly called RTV silicone. It includes conventionally:
  • At least one compound C according to the invention capable of catalyzing the condensation reaction of the condensable or hydrolyzable and condensable groups of the polyorganosiloxane A.
  • Said composition is curable in the presence of water or humidity of the air preferably at room temperature.
  • ambient temperature is preferably meant about 20 ° C.
  • Said compound C is a heterometallic complex whose chemical formula comprises: at least two different metal atoms M and M ', M being an atom selected from the group consisting of the atoms of columns 2 and 13 of the periodic table of elements and M' being an atom selected from the group consisting of the atoms of column 4 of the periodic table of the elements, and
  • At least one alkoxide or chelating ligand at least one alkoxide or chelating ligand.
  • the atoms of columns 2 and 13 of the periodic table of elements are beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), radium (Ra), boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In) and thallium (Tl).
  • M is a magnesium or aluminum atom.
  • the atoms of column 4 of the periodic table of the elements are titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf) and rutherfordium (Rf).
  • M ' is a titanium or zirconium atom.
  • heterometallic complex refers in the present invention to a polynuclear complex whose chemical formula comprises at least two different metal atoms.
  • the compound C is a heterometallic complex whose chemical formula comprises:
  • M and M ' are at least two different metal atoms M and M ', M being a magnesium (Mg) or aluminum (Al) atom, and preferably an aluminum atom;
  • M being a titanium (Ti) or zirconium (Zr) atom
  • At least one alkoxide or chelating ligand at least one alkoxide or chelating ligand.
  • heterometallic complexes whose chemical formula comprises at least one alkoxide or chelating ligand and at least two different metal atoms M and M 'chosen from the following pairs:
  • M is a magnesium atom (Mg) and M 'is a titanium atom (Ti),
  • M is a magnesium atom (Mg) and M 'is a zirconium atom (Zr), M is an aluminum atom (Al) and M' is a titanium atom (Ti), or
  • M is an aluminum atom (Al) and M 'is a zirconium atom (Zr). It is even more preferentially selected from the group consisting of heterometallic complexes whose chemical formula comprises at least one alkoxide or chelating ligand and at least two different metal atoms M and M 'chosen from the following pairs:
  • M is an aluminum atom (Al) and M 'is a titanium atom (Ti), or
  • M is an aluminum atom (Al) and M 'is a zirconium atom (Zr).
  • the compound C according to the invention is chosen from the group consisting of heterometallic complexes whose chemical formula comprises at least one alkoxide or chelating ligand and at least two metal atoms M and M ', M being an atom of aluminum (Al) and M 'is a zirconium atom (Zr).
  • the molar ratio of the metal M to the metal M 'can be between 0.1 and 10, and preferably between 0.25 and 4.
  • the compound C according to the invention is chosen from the group consisting of:
  • heterometallic complexes whose chemical formula comprises at least one alkoxide or chelating ligand and at least two different metal atoms M and M ', M being an aluminum atom and M' being a zirconium atom and in which the Al molar ratio is / Zr is 1;
  • heterometallic complexes whose chemical formula comprises at least one alkoxide or chelating ligand and at least two different metal atoms M and M ', M being an aluminum atom and M' being a zirconium atom and in which the molar ratio Al / Zr is 2;
  • heterometallic complexes whose chemical formula comprises at least one alkoxide or chelating ligand and at least two different metal atoms M and M ', M being an aluminum atom and M' being a titanium atom and in which the molar ratio Al / Ti is 1;
  • heterometallic complexes whose chemical formula comprises at least one alkoxide or chelating ligand and at least two different metal atoms M and M ', M being an aluminum atom and M' being a titanium atom and in which the molar ratio Al / Ti is 2;
  • heterometallic complexes whose chemical formula comprises at least one alkoxide or chelating ligand and at least two metal atoms M and M ' different, M being a magnesium atom and M 'being a zirconium atom and in which the molar ratio Mg / Zr is 1;
  • heterometallic complexes whose chemical formula comprises at least one alkoxide or chelating ligand and at least two different metal atoms M and M ', M being a magnesium atom and M' being a titanium atom and in which the molar ratio Mg / Ti is worth 1.
  • the compound C is chosen from the group consisting of:
  • heterometallic complexes whose chemical formula includes:
  • heterometallic complexes whose chemical formula includes:
  • At least one alkoxide or chelating ligand at least one alkoxide or chelating ligand.
  • the heterometallic complex according to the invention comprises at least one ligand chosen from an alkoxide ligand or a chelating ligand.
  • alkoxide ligand refers to a ligand of chemical formula OR, where R is a C 1 -C 24 alkyl group.
  • the alkoxide ligand is a ligand of chemical formula OR, where R is C 2 -C 12 alkyl, and more preferably, R is selected from the group consisting of ethyl, isopropyl, propyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, isobutyl, 2-ethylhexyl and 2-butyloctyl.
  • chelating ligand refers to a ligand bound at least two times to one or more metal atoms.
  • the chelating ligand may be selected from bidentate, tridentate or tetradentate chelating ligands, preferably bidentate.
  • bidentate tridentate or tetradentate chelating ligands, preferably bidentate.
  • a large number of chelating ligands are known to those skilled in the art. In what follows, the chelating ligands are described in their free and neutral form. When they are associated with a central element in a complex, it is possible that these chelating ligands have lost a proton or are in a tautomeric form.
  • the chelating ligand is a ligand of general formula (I):
  • each X is, independently of one another, an oxygen atom or an NR 'group, R' representing a C 1 -C 6 alkyl group, optionally substituted one or more times by a halogen atom and / or by a aryl group;
  • R and R independently of one another, represent:
  • a C1-C8 alkoxide group optionally substituted one or more times by a halogen atom and / or by an aryl group, -OH,
  • each R representing, independently of one another, a hydrogen atom or a C 1 -C 8 alkyl group, optionally substituted one or more times with a halogen atom and / or by a group aryl;
  • R represents a monovalent group, preferably a hydrogen atom or an alkyl group Ci-C 4.
  • the chelating ligand is selected from the group consisting of a ⁇ -keto ester ligand, a ⁇ -diester ligand, a ⁇ -diketone ligand, a ⁇ -diacid ligand, a ⁇ -ketoamide type and a ⁇ -diimide ligand.
  • the chelating ligand is selected from the group consisting of ethyl acetoacetate, ethyl ethyl acetate, propionyl ethyl acetate, ethyl 2-ethyl acetoacetate, trifluoroacetoacetate ethyl, ethyl t-butyl acetatoacetate, ethyl cyclopropyl acetoacetate, propyl acetoacetonate, acetoketone, hexafluoroacetylacetone, 4,4,4-trifluoro-1-phenyl-1,3 -butanedione, 1,3-diphenyl-1,3-propanedione, 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedione, diisopropylmalonate, acetoacetamide, bis-N, N '- (2) phenylethyl) -2,
  • the heterometallic complex may comprise a single ligand or several ligands.
  • the number and nature of the ligands is adapted to the coordination number of the metal atoms.
  • the heterometallic complex comprises only a single ligand, it is chosen from an alkoxide ligand and a chelating ligand as defined above.
  • the heterometallic complex comprises several ligands, these may be the same or different. It may be for example several identical or different alkoxide ligands, several identical or different chelating ligands, or a mixture of ligand (s) alkoxide (s) and ligand (s) chelating (s).
  • the heterometallic complex may comprise one or more oxo ligands (O), one or more hydroxyl ligands (OH) and / or one or more alcohol ligands.
  • O oxo ligand
  • OH hydroxyl ligands
  • alcohol ligands are likely to be present in particular because of the oligomerization and hydrolysis phenomena of metal complexes with alkoxide ligands.
  • alcohol ligand refers to a ligand of chemical formula (C 1 -C 24 alkyl) -OH.
  • the heterometallic complex may comprise other neutral ligands.
  • neutral ligand refers in the present invention to a ligand that coordinates the metal by providing a pair of electrons to the metal.
  • the neutral ligand can be chosen from neutral ligands carrying at least one pair of free electrons such as amines, phosphines, ethers and water, the ligands coordinating via one or more ⁇ bonds such as ethylene, and ligands that coordinate through a bond ⁇ such that H 2 .
  • the heterometallic complex according to the invention does not comprise any other neutral ligand.
  • Compound C according to the invention may be a heterometallic complex of general formula (II):
  • M represents an Mg magnesium atom or Al aluminum
  • M represents a titanium atom Ti or zirconium Zr
  • Lig1 represents an alkoxide ligand
  • Lig2 represents a chelating ligand
  • Lig3 represents a ligand selected from the group consisting of: an oxo ligand, a hydroxide ligand, an alcohol ligand and a neutral ligand; and m, n, x, y and z are numbers such that m> 0, n> 0, x> 0, y> 0, z> 0 and (x + y)> 0.
  • formula (II) is a general formula based on the composition of the complex and on the molar ratios between the different atoms or atomic groups. Moreover, it is understood in this formula that if x is other than zero, then one or more identical or different LigI ligands may be present, if y is different from zero, then one or more identical or different Lig2 ligands to each other. can be present, and if z is different from zero, then one or more ligands Lig3 identical or different from each other may be present.
  • the numbers m and n may be independently selected from 0 to 20, zero being excluded, and the m / n ratio may be from 0.1 to 10.
  • m and n may be independently 1, 2, 3 or 4.
  • the ratio m / n is preferably between 0.25 and 4.
  • the compound C according to the invention may in particular be chosen from the group consisting of the heterometallic complexes of formulas (IIa) to (IIf):
  • the heterometallic complex according to the invention comprises at least one Ligl alkoxide ligand or a Lig2 chelating ligand.
  • x, y and z are numbers such that x> 0, y> 0, z> 0 and (x + y)> 0.
  • x and y can not therefore be equal to zero in at the same time, x may be preferably between 0 and 20, and more preferably between 0.1 and 12.
  • y may be preferably between 0 and 20, and more preferably between 2 and 10.
  • Lig1 is an alkoxide ligand preferably as described above
  • Lig2 is a chelating ligand preferably as described above
  • Lig3 is a neutral ligand preferably as described herein. -above.
  • the compound C is a heterometallic alkoxide complex whose chemical formula comprises at least two different metal atoms M and M ', M being a magnesium or aluminum atom and M' being an atom of titanium or zirconium.
  • This complex comprises at least one alkoxide ligand as defined above.
  • the ligands of this complex may be only alkoxides, identical or different from each other, optionally in admixture with one or more ligands chosen from the group consisting of an oxo ligand, a hydroxide ligand and an alcohol ligand.
  • Compound C according to this embodiment may be a heterometallic complex of general formula (II) in which "y" is zero and “x" is other than zero. It is preferably a heterometallic alkoxide complex of general formula (III):
  • M represents an Mg magnesium atom or Al aluminum
  • the symbol M ' represents a titanium atom Ti or zirconium Zr;
  • the symbol Lig1 represents an alkoxide ligand;
  • the Lig3 symbol represents a ligand selected from the group consisting of an oxo ligand, a hydroxide ligand and an alcohol ligand;
  • compound C is a heterometallic alkoxide complex whose chemical formula comprises:
  • M and M ' are at least two different metal atoms M and M ', M being magnesium or aluminum and M being titanium or zirconium, and
  • heterometallic alkoxide complex is selected from the group consisting of:
  • heterometallic alkoxide complexes whose chemical formula comprises:
  • M and M ' at least two different metal atoms M and M ', M being aluminum and M being zirconium,
  • alkoxide ligand of chemical formula 0- (linear or branched C 3 to C 12 alkyl), and
  • Al / Zr molar ratio is 0.5, 1 or 2;
  • heterometallic alkoxide complexes whose chemical formula comprises:
  • M and M ' at least two different metal atoms M and M ', M being magnesium and M being zirconium,
  • At least one alkoxide ligand of chemical formula 0- linear or branched C 2 -C 12 alkyl
  • M and M ' are at least two different metal atoms M and M ', M being aluminum and M' being titanium,
  • alkoxide ligand of chemical formula 0- (linear or branched C 3 to C 12 alkyl), and
  • said heterometallic alkoxide complex is selected from the group consisting of AlZr (OBu) 4 (OsBu) 3 , Al 2 Zr (OnBu) 4 (OsBu) 6, AlZr 2 (OnBu) n, AlTi (OsBu) 3 (OnBu) 4 and Al 2 Ti (OnBu) 10 .
  • Certain heterometallic alkoxide complexes according to this embodiment are commercially available. For example, Gelest provides aluminum-titanium, aluminum-zirconium and magnesium-zirconium heterometallic alkoxide complexes.
  • the heterometallic alkoxide complexes according to this embodiment can be prepared from the corresponding monometallic alkoxides.
  • One possible route of synthesis is to react the monometallic alkoxides together with stirring, preferably without solvent and preferably at room temperature, for a time sufficient for the association reaction to take place. Generally, this reaction is exothermic.
  • the desired heterometallic alkoxide complexes can be obtained conventionally by ligand exchange.
  • the exchange of alkoxide ligands can conventionally be carried out by reaction of a first complex with the alcohol corresponding to the desired alkoxide ligand, this alcohol being less volatile than the alcohol corresponding to the ligand of the first complex, optionally in a suitable solvent, with heating and preferably under reduced pressure.
  • the compound C is a heterometallic chelate complex whose chemical formula comprises at least two different metal atoms M and M ', M being a magnesium or aluminum atom and M' being an atom of titanium or zirconium.
  • This complex comprises at least one chelating ligand as defined above.
  • the ligands of this complex may be only chelates, identical or different from each other, or one or more chelates mixed with one or more ligands selected from the group consisting of an alkoxide ligand, an oxo ligand, a hydroxide ligand and a ligand alcohol.
  • Compound C according to this embodiment may be a heterometallic complex of general formula (II) in which "y" is other than zero. It is preferably a heterometallic chelate complex of general formula (IV):
  • M represents a titanium atom Ti or zirconium Zr
  • Lig1 represents an alkoxide ligand
  • Lig2 represents a chelating ligand
  • Lig3 represents a ligand chosen from the group consisting of an oxo ligand, a hydroxide ligand and an alcohol ligand;
  • n, x, y and z are numbers such that m> 0, n> 0, x> 0, y> 0 and z> 0.
  • compound C is a heterometallic chelate complex whose chemical formula comprises:
  • M and M ' are at least two different metal atoms M and M ', M being magnesium or aluminum and M' being titanium or zirconium, and
  • At least one chelated ligand at least one chelated ligand
  • heterometallic chelate complex being preferably selected from the group consisting of:
  • heterometallic chelate complexes the chemical formula of which comprises:
  • M and M ' are at least two different metal atoms M and M ', M being aluminum and M' being zirconium,
  • At least one chelating ligand preferably selected from the group consisting of ethyl acetoacetate, propyl acetoacetate and diisopropyl malonate,
  • heterometallic chelate complexes whose chemical formula includes:
  • M and M ' are at least two different metal atoms M and M ', M being aluminum and M' being zirconium,
  • At least one chelating ligand preferably selected from the group consisting of ethyl acetoacetate, propyl acetoacetate and diisopropyl malonate,
  • heterometallic chelate complexes whose chemical formula includes: at least two different metal atoms M and M ', M being magnesium and M' being zirconium,
  • heterometallic chelate complexes the chemical formula of which comprises:
  • M and M ' are at least two different metal atoms M and M ', M being aluminum and M' being titanium,
  • At least one chelating ligand preferably selected from the group consisting of ethyl acetoacetate and propyl acetoacetate, optionally at least one alkoxide ligand of chemical formula O-
  • heterometallic chelate complexes whose chemical formula includes:
  • M and M ' are at least two different metal atoms M and M ', M being magnesium and M' being titanium,
  • At least one chelating ligand preferably ethyl acetoacetate, optionally at least one alkoxide ligand of chemical formula O-
  • heterometallic chelate complex being selected from the group consisting of AlZr (EAA) 3 (OnPr) 4 , Al 2 Zr (EAA) 6 (OnPr) 4 , AlZr (EAA) 7 , Al 2 Zr (EAA) ) and AlTi (EAA) 3 (OnBu) 4 .
  • Some monometallic chelate complexes are commercially available.
  • DuPont Company offers chelated complexes of titanium or zirconium under the name Tyzor ® .
  • ligand exchange can conventionally be carried out by reacting a first complex with the precursor corresponding to the desired ligand, optionally in a suitable solvent, with heating and preferably under reduced pressure.
  • heterometallic chelate complexes can be carried out according to three methods: By a Lewis acid-base reaction by bringing into contact one or more monometallic alkoxide complexes and / or chelates, preferably at ambient temperature and without a solvent, for a period of time sufficient for the combination reaction to take place, example according to the following reaction scheme:
  • M, M ', Lig1, Lg2, Lg3, n, m, x, y and z have the meanings given above
  • Lig1' represents the same or different Ligl alkoxide ligand
  • x ' is a number such that x'>0;
  • M, M ', LIGL, Lig 2, Lig3, n, m, x, y and z have the meanings given above;
  • This two-step synthesis route may advantageously be monotopic (“one-pot”), without isolation of the intermediate products.
  • the present invention also relates to a heterometallic chelate complex comprising: at least two different metal atoms M and M ', M being a magnesium or aluminum atom and M' being a titanium or zirconium atom, and at least one chelate ligand.
  • heterometallic complexes according to the invention were better catalysts for the condensation reaction of the condensable or hydrolyzable and condensable groups of a polyorganosiloxane, and in particular of the polycondensation reaction of the silicones, than the simple mixture of the corresponding monometallic complexes.
  • Compound C as catalyst is present in the curable composition in the presence of water or air humidity according to the invention in catalytic amount.
  • the catalyst concentration in the composition according to the invention may be between 0.1% and 6%, preferably between 1% and 3%, by weight, relative to the total weight of the composition.
  • the polyorganosiloxane A according to the invention carries at least two groups selected from the group consisting of hydroxy, alkoxy, alkoxy-alkyleneoxy, amino, amido, acylamino, aminoxy, iminoxy, cetiminoxy, acyloxy and enoxy.
  • the polyorganosiloxane A comprises:
  • R 4 which may be identical or different, represent monovalent C 1 -C 30 hydrocarbon radicals
  • the symbols Z which are identical or different, each represent a hydrolyzable and condensable group or a hydroxyl group, and are preferably chosen from the group consisting of hydroxyl, alkoxy, alkoxyalkyleneoxy, amino, amido, acylamino and aminoxy groups, iminoxy, cetiminoxy, acyloxy, iminoxy, cetiminoxy and enoxy,
  • a is 0, 1 or 2
  • b is 1, 2 or 3
  • the sum a + b is 1, 2 or 3
  • R 5 which may be identical or different, represent monovalent C 1 -C 30 hydrocarbon radicals optionally substituted by one or more halogen atoms or by amino, ether, ester, epoxy, mercapto or cyano groups, and
  • the polyorganosiloxane A has the general formula (VII):
  • the symbols Z which are identical or different, each represent a hydrolyzable and condensable group or a hydroxyl group, and are preferably chosen from the group consisting of hydroxyl, alkoxy, alkoxyalkyleneoxy, amino, amido, acylamino and aminoxy groups, iminoxy, cetiminoxy, acyloxy and enoxy,
  • R 6 which may be identical or different, represent monovalent C 1 -C 30 hydrocarbon radicals optionally substituted by one or more halogen atoms or by amino, ether, ester, epoxy, mercapto or cyano groups,
  • the symbol p is between 1 and 2000, preferably between 1 and 1000, and when the polyorganosiloxane A is a silicone gum, the symbol p is preferably greater than 2000 and its value is determined so that the consistency of the gum is between 200 and 2000 according to the standard (es) cited in the present description.
  • R 4 , R 5 and R 6 are preferably:
  • alkyl radicals having from 1 to 20 carbon atoms, optionally substituted with one or more aryl or cycloalkyl groups, with one or more halogen atoms or with amino, ether, ester, epoxy, mercapto or cyano groups; or (poly) glycol.
  • Mention may be made, for example, of methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, pentyl, hexyl, 2-ethylhexyl, octyl, decyl, 3,3,3-trifluoropropyl, 4,4,4-trifluorobutyl, pentafluoro- 4,4,4,3,3 butyl;
  • cycloalkyl and halocycloalkyl radicals having 5 to 13 carbon atoms such as cyclopentyl, cyclohexyl, methylcyclohexyl, propylcyclohexyl, 2,3-difluorocyclobutyl, 3,4-difluoro-5-methylcycloheptyl radicals; mononuclear aryl and haloaryl radicals having from 6 to 13 carbon atoms such as the radicals: phenyl, tolyl, xylyl, chlorophenyl, dichlorophenyl, trichlorophenyl; or
  • alkenyl radicals having 2 to 8 carbon atoms such as the radicals: vinyl, allyl and butene-2-yl.
  • the viscosity of the polyorganosiloxane A is generally between 50 mPa.s and 1,000,000 mPa.s at 25 ° C. When it is a silicone gum, the viscosity of the polyorganosiloxane A is then greater than 1,000,000 mPa.s at 25 ° C and then the consistency of the gum is preferably between 200 and 2000.
  • the determination of the consistency can be made by measuring the penetrability using a penetrometer for example according to AFNOR standards NFT 60 119 or NFT 60 123.
  • the NFT 60 123 standard is particularly suitable for the present description.
  • the symbol d will preferably be equal to 1.
  • poly (dimethylsiloxane) having terminal silanol functions also called "alpha-omega" positions
  • which are generally oils whose viscosity varies for example, for molding application between 100 mPa.s at 25 ° C. and 20 000 mPa.s at 25 ° C. .
  • radicals R 4 and R 5 in the formulas (V) and (VI)) or of the radical R 6 (in the formula (VII)) are methyl radicals.
  • other radicals being generally phenyl and / or vinyl radicals.
  • the symbols Z each represent a hydroxyl group or a hydrolyzable and condensable group which are preferably chosen from the group consisting of alkoxy, alkoxy-alkyleneoxy, amino, amido, acylamino, aminoxy, iminoxy and cetiminoxy groups. , acyloxy and enoxy.
  • the polyorganosiloxane A has hydrolyzable and condensable Z groups according to the invention and is a polyorganosiloxane, preferably a polydimethylsiloxane with hydrolyzable and condensable Z groups, it is most often described as a functionalised polymer and it corresponds to a stable form. the absence of moisture which can be used in a one-component composition and thus be packaged in hermetically sealed cartridges which will be opened by the operator during use to form after curing a cured elastomer.
  • hydrolyzable and condensable Z groups of alkoxy type include groups having from 1 to 8 carbon atoms such as methoxy, ethoxy, n-propoxy, iso-propoxy, n-butoxy, iso-butoxy, sec- butoxy, tert-butoxy, 2-methoxyethoxy, hexyloxy or octyloxy.
  • hydrolyzable and condensable groups Z of the alkoxyalkyleneoxy type mention may be made of the methoxy-ethyleneoxy group.
  • amino-type hydrolyzable and condensable Z groups include methylamino, dimethylamino, ethylamino, diethylamino, n-butylamino, sec-butylamino or cyclohexylamino groups.
  • hydrolyzable and condensable groups Z of amido type mention may be made of the N-methyl-acetamido group.
  • hydrolyzable and condensable groups Z of the acylamino type mention may be made of the benzoyl-amino group.
  • aminoxy hydrolyzable and condensable Z groups mention may be made of dimethylaminoxy, diethylaminoxy, dioctylaminoxy or diphenylaminoxy groups.
  • hydrolysable and condensable groups Z of the iminoxy type, and in particular cetiminoxy are the groups derived from the following oximes: acetophenone oxime, acetone oxime, benzophenone oxime, methyl ethyl ketoxime, diisopropyl ketoxy or methyl isobutyl. ketoxime.
  • hydrolyzable and condensable groups Z of the acyloxy type mention may be made of the acetoxy group.
  • hydrolyzable and condensable Z groups of enoxy type mention may be made of the 2-propenoxy group.
  • the polyorganosiloxane A When the polyorganosiloxane A has hydroxyl-type Z groups, they can then be functionalized in-situ in the one-component compositions, via a functionalization catalyst, so that they can be stored and packaged in hermetically sealed cartridges.
  • the functionalization catalyst is lithium hydroxide (lithium hydroxide) or potassium hydroxide. Lithium is largely in commerce. Preferably, it is used in solution in an alcohol, for example methanol or ethanol.
  • the preparation of the polyorganosiloxane A comprising alkoxylated groups by functionalization is described for example in the French patent application FR 2,638,752.
  • the polyorganosiloxane A has the formula (VIII):
  • substituents R same or different, each represent a monovalent hydrocarbon radical saturated or unsaturated Ci to C 13 substituted or unsubstituted, aliphatic, cyclanic or aromatic;
  • substituents R same or different, each represent a monovalent hydrocarbon radical saturated or unsaturated Ci to C 13 substituted or unsubstituted, aliphatic, cyclanic or aromatic;
  • substituents R 9 which may be identical or different, each represent a linear or branched C 1 to C 6 alkyl radical
  • q has a value sufficient to give the polyorganosiloxane A a dynamic viscosity at 25 ° C ranging from 50 mPa.s to 1 000 000 mPa.s when it is a silicone oil or greater than 1 000 000 mPa.s when it is an eraser, and preferably when it is a silicone oil, the symbol q is between 1 and 2000, and preferably between 1 and 1000, and when it is is a silicone rubber, q is preferably greater than 2000 and its value will be determined so that the consistency of the gum is between 200 and 2000 according to the standard (es) cited in the present description; and
  • the index e is equal to zero or 1 and the index f is equal to zero or 1.
  • the polyorganosiloxane A comprising at least one alkoxylated group is obtained by reacting, optionally in situ, in the presence of a catalytically effective amount of at least one functionalization catalyst:
  • the substituents R 10 which are identical or different, each represent a monovalent hydrocarbon radical having 1 to 30 carbon atoms and preferably chosen from the group consisting of alkyl, cycloalkyl, aryl, alkaryl and aralkyl radicals, and at least two siloxyl units comprising a grouping ⁇ SiOH are present in the polyorganosiloxane A ', with
  • R 11 represents a monovalent hydrocarbon radical to C 13
  • R 12 identical or different, each represent a monovalent hydrocarbon radical to C 6 or an alkoxyalkyl radical optionally having an ester function.
  • R 13 , R 14 and R 15 are radicals, which are identical or different,
  • the polyorganosiloxane A may be a linear polydiorganosiloxane having at least two SiOH silanol groups per molecule and whose dynamic viscosity at 25 ° C. is between 50 mPa.s and 50 ⁇ 10 6 mPa.s, preferably between 50 mPa.s. and 10 6 mPa.s when it comes to silicone oils, or greater than 10 6 mPa.s when it comes to silicone gums. All the viscosities referred to in the present description correspond to a dynamic viscosity quantity which is measured, in a manner known per se, at 25.degree. When it comes to silicone gums, one can choose those whose consistency is between 200 and 2000.
  • the polyorganosiloxane A is chosen from the group consisting of the polyorganosiloxanes of formula (XI):
  • the polyorganosiloxane of formula (XI) a dynamic viscosity at 25 ° C. ranging from 50 mPa.s to 1,000,000 mPa.s when it is a silicone oil or greater than 1,000 000 mPa.s when it is a silicone rubber, and preferably when it is a silicone oil, the symbol r is between 1 and 2000, and preferably between 1 and 1000, and when it is a silicone gum, r is preferably greater than 2000 and its value will be determined so that the consistency of the gum is between 200 and 2000 according to the standard (s) cited ( s) in this description;
  • R 17 and R 18, which may be identical or different, represent an alkyl having 1 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl having 3 to 8 carbon atoms, an aryl, an alkylarylene or an arylalkylene.
  • Examples of the most useful polyorganosiloxane A because of their industrial availability, are those for which R 17 and R 18 are independently selected from the group of radicals consisting of a methyl, an ethyl, a propyl, an isopropyl, a cyclohexyl, phenyl, and 3,3,3-trifluoropropyl. In a very preferred manner, at least about 80% by number of these radicals are methyl radicals.
  • the polyorganosiloxane A is the polyorganosiloxane of formula (XII):
  • the identical or different organic groups generally present in the structure of the polyorganosiloxane A are the methyl, ethyl, phenyl or trifluoropropyl radicals. Preferably, at least 80% by number of said organic groups are methyl groups directly attached to the silicon atoms. In the context of the present invention, ⁇ -bis (dimethylhydroxysilyl) polydimethylsiloxanes are especially preferred.
  • the polyorganosiloxane A may also be chosen from organosilicon resins bearing at least one hydroxyl or alkoxy group, groups which are either condensable or hydrolysable, or condensable, which comprise at least two different siloxyl units chosen from those of formula M, D, T and Q with:
  • siloxyl unit Q SiO 4/2 ;
  • the resins comprise at least one T or Q pattern
  • Said resin preferably has a weight content of hydroxy or alkoxy substituents of between 0.1 and 10% by weight relative to the weight of the resin, and preferably a weight content of hydroxy or alkoxy substituents of between 0.2 and 5%. by weight relative to the weight of the resin.
  • the organosilicon resins generally have about 0.001 to 1.5 OH and / or alkoxyl groups per silicon atom.
  • organosilicon resins are generally prepared by co-hydrolysis and co-condensation of chlorosilanes such as those of formulas (R 19 ) 3 SiCl, (R 19 ) 2 Si (Cl) 2 , R 19 Si (Cl) 3 or Si (Cl ) 4, the radicals R 19 are identical or different and are generally chosen from linear or branched alkyl radicals to C 6 alkyl, phenyl and 3,3,3-trifluoropropyl. Examples of alkyl radicals R 19 include methyl, ethyl, isopropyl, tert-butyl and n-hexyl.
  • the composition according to the invention may further contain a crosslinking agent B.
  • the crosslinking agent is preferably an organosilicon compound carrying, by molecule, more than two hydrolyzable groups bonded to the silicon atoms. Such crosslinking agents are well known to those skilled in the art and are commercially available.
  • the crosslinking agent B is preferably a silicon compound in which each molecule comprises at least three hydrolyzable and condensable Y groups, said crosslinking agent B having the following formula (XIII): in which :
  • R 20 is a monovalent hydrocarbon radical comprising from 1 to 30 carbon atoms
  • Y which are identical or different, are chosen from the group consisting of the alkoxy, alkoxy-alkyleneoxy, amino, amido, acylamino, aminoxy, iminoxy, cetiminoxy, acyloxy or enoxy groups, and preferably Y is an alkoxy group, acyloxy, enoxy, cetiminoxy or oxime,
  • groups Y are the same as those mentioned above when the symbol Z is a hydrolyzable and condensable group, that is to say different from a hydroxyl group.
  • the crosslinking agents B are products that are accessible on the silicone market. In addition, their use in compositions curing at room temperature is known. It appears in particular in the French patents FR 1 126 411, FR 1 179 969, FR 1 189 216, FR 1 198 749, FR 1 248 826, FR 1 314 649, FR 1 423 477, FR 1 432 799 and FR 2 067. 636.
  • the crosslinking agent B has at least one hydrolyzable group such as:
  • alkenyloxy of formula -O-CR 21 CHR 22 ,
  • R "" represents an alkyl or aryl radical having 1 to 15 carbon atoms
  • R 22 which may be identical or different, represent alkyl or aryl radicals containing from 1 to 8 carbon atoms and T represents an alkylene radical containing from 4 to 8 carbon atoms.
  • R "" represents alkyl or aryl radicals containing from 1 to 8 carbon atoms
  • T represents an alkylene radical containing from 4 to 8 carbon atoms.
  • R "" represents alkyl or aryl radicals containing from 1 to 8 carbon atoms
  • T represents an alkylene radical containing from 4 to 8 carbon atoms.
  • R 21 and R 22 mention may be made especially of methyl, ethyl, cyclohexyl and phenyl radicals.
  • T there may be mentioned especially those of formula: - (CH 2 ) 4 -, - (CH 2 ) 5 - and - (CH 2 ) 6 -.
  • crosslinking agent B By way of other examples of crosslinking agent B, mention may be made of the alkoxysilanes and the partial hydrolysis products of this silane of the following general formula (XIV): R 23 k Si (OR 24 ) ( 4- k) ( XIV) in which:
  • R 23 which are identical or different, represent alkyl radicals having from 1 to 8 carbon atoms, such as the methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, 2-ethylhexyl, octyl and decyl radicals, and the C 3 oxyalkylene radicals;
  • R 24 represents a saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon group, linear or branched, a carbocyclic group, saturated or unsaturated and / or aromatic, monocyclic or polycyclic, and
  • C 3 -C 6 oxyalkylene radicals include the following radicals:
  • acyloxysilane crosslinking agents have been well known for a long time. They are described in particular in patents US 3,077,465, US 3,382,205, US 3,701,753, US 3,957,714, US 4,115,356, US 4,273,698, FR 2,429,811 and FR 2,459,820.
  • alkoxysilanes By way of example of alkoxysilanes, mention may be made of those of formula:
  • Cetiminoxysilane crosslinking agents have been well known for a long time. They are described, for example, in French patents FR 1,314,649, FR 1,371,250, US Pat. No. 3,678,003 and US Pat. No. 3,986,999, British Patent GB 1,468,467, Belgian Patent BE 901,479, and US Pat. EP 157,580.
  • cetiminoxysilanes mention may be made of those of formula
  • crosslinking agent B mention may be made of ethyl polysilicate, or n-propyl polysilicate.
  • alkoxysilanes, cetiminoxysilanes, alkyl silicates and alkyl polysilicates are more particularly preferred, in which the organic radicals are alkyl radicals having from 1 to 4 carbon atoms.
  • B-crosslinking agents are preferred, which may be used alone or in admixture:
  • alkoxysilanes such as dialkoxysilanes, for example dialkyldialkoxysilanes, trialkoxysilanes, for example alkyltrialkoxysilanes, and tetraalkoxysilanes, and preferably propyltrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, isobutyltriethoxysilane, propyltriethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) ethane, 1,2-bis (triethoxysilyl)
  • acyloxysilanes acetoxysilanes such as the following: tetraacetoxysilane, methyltriacetoxysilane, ethyltriacetoxysilane, vinyltriacetoxysilane, pyltriacétoxysilane pro, the butyltriacétoxysilane the phenyltriacetoxysilane the octyltriacétoxysilane the dimethyldiacetoxy, silane phénylméthyldiacétoxy- the vinylmethyldiacetoxysilane, and the diphényldiacétoxysilane tetraacetoxysilane,
  • silanes comprising alkoxy and acetoxy groups such as: methyl-diacetoxymethoxysilane, methylacetoxydimethoxysilane, vinyldiacetoxethoxysilane, vinylacetoxydimethoxysilane, methyldiacetoxyethoxysilane and methylacetoxydiethoxysilane,
  • methyltris (methylethylketoximo) silane 3-cyanopropyltrimethoxysilane, 3-cyanopropyltriethoxysilane, 3- (glycidyloxy) propyltriethoxysilane, vinyltris (methylethylketoximo) silane, tetra-kis (methylethylketoximo) silane.
  • crosslinking agent B is generally used per 100 parts by weight of polyorganosiloxane A.
  • the composition according to the invention may also comprise at least one charge D.
  • the charges that may be provided are preferably mineral. They can be especially siliceous. In the case of siliceous materials, they can act as reinforcing or semi-reinforcing filler.
  • the reinforcing siliceous fillers are chosen from colloidal silicas, silica powders for combustion and precipitation, or mixtures thereof. These powders have an average particle size generally less than 0.1 ⁇ (micrometers) and a BET specific surface area greater than 30 m 2 / g, preferably between 30 and 350 m 2 / g.
  • Semi-reinforcing siliceous fillers such as diatomaceous earth or ground quartz can also be used.
  • non-siliceous mineral materials they can be used as semi-reinforcing mineral filler or stuffing.
  • these non-siliceous fillers that may be used alone or in admixture are carbon black, titanium dioxide, aluminum oxide, hydrated alumina, expanded vermiculite, unexpanded vermiculite, calcium carbonate, calcium carbonate and the like. zinc oxide, mica, talc, iron oxide, barium sulfate and slaked lime.
  • These fillers have a particle size generally between 0.001 and 300 ⁇ (micrometers) and a BET surface area of less than 100 m / g.
  • the fillers used may be a mixture of quartz and silica. Charges can be processed by any suitable product. In terms of weight, it is preferred to use a quantity of filler of between 1% and 50% by weight, preferably between 1% and 40% by weight relative to all the constituents of the composition.
  • this filler may be a chemically obtained synthetic calcium carbonate better known as "precipitated calcium carbonate” or a ground natural calcium carbonate prepared, for example, from chalk , calcite, marble or from their mixture.
  • These two families of calcium carbonate may have undergone a nonreactive surface treatment. This type of treatment involves covering the surface of the charges with an organic substance.
  • useful organic compounds fatty acids and especially stearic acid or a salt thereof are preferred.
  • a useful calcium carbonate may also result from a reactive surface treatment carried out by means of coupling agents such as organotrialkoxysilanes which are very widely used as coupling agents.
  • the crushed natural calcium carbonate has a specific surface area strictly less than 3 m 2 / g, measured according to the BET method and has been surface-treated with at least one fatty acid containing from 10 to 24 carbon atoms or its salt. respective selected from calcium, magnesium, zinc salts or their mixture and preferably has been surface-treated with a stearic acid or its respective salt of calcium, magnesium or zinc.
  • the amount of crushed natural calcium carbonate added to the composition is between 1 and 100 parts by weight relative to the total weight of the composition according to the invention.
  • inorganic and / or organic pigments as well as agents improving the thermal resistance (salts and oxides of rare earths such as ceric oxides and hydroxides) and / or the flame resistance of the elastomers.
  • the oxide cocktails disclosed in International Application WO 98/29488 may be used.
  • agents improving the flame resistance can be mentioned halogenated organic derivatives, organic phosphorus derivatives, platinum derivatives such as chloroplatinic acid (its reaction products with alkanols, ether-oxides), complexes platinum chloride-olefins.
  • These pigments and agents together represent at most 20% of the weight of the charges.
  • the composition according to the invention may also comprise at least one adhesion promoter E such as, for example, organosilicon compounds bearing both:
  • VTMO vinyltrimethoxysilane
  • MEMO methacryloxypropyltrimethoxysilane
  • the adhesion promoter E may be present in the silicone composition according to the invention in an amount of between 0% and 20% by weight, preferably between 1% and 20% by weight, relative to the weight of the polyorganosiloxane A
  • non-reactive linear polyorganosiloxane polymers F may be introduced with the intention of acting on the physical characteristics of the compositions in accordance with the invention and / or on the mechanical properties of the elastomers resulting from the hardening of these compositions.
  • non-reactive linear polyorganosiloxane polymers F are well known; they more particularly include: ⁇ , û-bis (triorganosiloxy) diorganopolysiloxane polymers having viscosities of at least 10 mPa.s at 25 ° C, consisting essentially of diorganosiloxy units and at most 1% monoorganosiloxy units and / or or siloxy, the organic radicals bonded to the silicon atoms being chosen from methyl, vinyl and phenyl radicals. Preferably, at least 60% of these organic radicals are methyl radicals and 10% at most are vinyl radicals.
  • the viscosity of these polymers can range from 10 mPa.s to 10 6 mPa.s at 25 ° C; it is then more or less viscous silicone oils (silicone oils).
  • silicone oils silicone oils
  • the oils, ⁇ -bis (trimethylsiloxy) dimethylpolysiloxanes with a viscosity ranging from from 10 mPa.s to 1000 mPa.s at 25 ° C.
  • These polymers which act as plasticizers can be introduced in a proportion of at most 70 parts by weight, preferably from 5 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the polyorganosiloxane A.
  • composition according to the invention may comprise the following quantities: per 100 parts by weight of at least one polyorganosiloxane A as described above,
  • adhesion promoter E from 0 to 20 parts by weight of at least one adhesion promoter E, and preferably from 0.1 to 20 parts by weight
  • compositions of the invention may further comprise conventional functional additives.
  • conventional functional additives As families of usual functional additives, mention may be made of:
  • compositions according to the invention may have standard proportions in the technical field considered, knowing that one must also take into account the intended application.
  • the composition according to the invention does not contain a catalyst having in its structure at least one tin atom.
  • compound C is the only polycondensation catalyst present in said composition which may optionally contain at least one functionalization catalyst.
  • the invention relates to a single-component RTV-1 composition in a single airtight package P comprising:
  • the one-component RTV-1 composition is in one part. It is storage stable in the absence of water and hardens in the presence of water to form an elastomer. It can be manufactured by mixing the various constituents in the absence of humidity, with or without heating.
  • the catalyst is preferably incorporated at the end. Preferably, the mixture is carried out under reduced pressure to promote the departure of volatile materials.
  • the one-component RTV-1 composition is stable for storage for several months.
  • compositions RTV-1 are used as such, that is to say undiluted, or in the form of dispersions in diluents, and are stable storage in the absence of moisture or of water and harden at low temperatures (after leaving solvents in the case of dispersions) in the presence of water to form elastomers.
  • One-component compositions RTV-1 are described in detail for example in patents EP 141 685, EP 147 323, EP 102 268, EP 21 859, FR 2 121 289 and FR 2 121 631.
  • compositions according to the invention prepared from a single-component RTV-1 composition on solid substrates in a humid atmosphere
  • an elastomeric hardening process is used. It is carried out from the outside inside the deposited mass. A skin is first formed on the surface and the crosslinking continues in depth and results in a silicone elastomer curing. The complete formation of the skin, which results in a non-sticky touch of the surface, requires a period of time of a few minutes, this period depending on the relative humidity of the atmosphere surrounding the compositions and the ability of crosslinking of these.
  • the deposited layer may have a variable thickness, generally between 0.15 mm and several centimeters, preferably between 1 mm and 1 cm.
  • the deep curing of the deposited layers which must be sufficient to allow the demolding and handling of the elastomers formed, requires a longer period of time. Indeed, this period depends not only on the factors mentioned above for the formation of non-sticky touch but also on the thickness of the deposited layers, which thickness generally ranges between 0.5 mm and several centimeters.
  • Single-component compositions can be used for multiple applications such as grouting in the building industry, assembly of various materials (metals, plastics, natural and synthetic rubbers, wood, cardboard, earthenware, brick, ceramic, glass , stone, concrete, masonry), insulation of electrical conductors, encapsulation of electronic circuits, preparation of molds for the manufacture of resins or synthetic foams.
  • Another subject of the invention relates to a two-component RTV-2 composition, precursor of the composition according to the invention and as defined above, in two separate packages PI and P2, characterized in that:
  • the PI package is airtight and includes:
  • the package P2 contains neither said compound C nor said crosslinking agent B and comprises:
  • a two-component RTV-2 composition is in two separate packages: PI which contains the catalyst and is airtight and P2. They are conditioned after incorporation of the catalyst into two separate fractions, one of the fractions being able to contain, for example, only the catalyst according to the invention or a mixture with the crosslinking agent.
  • the RTV-2 bicomponent compositions according to the invention are also produced by mixing the various constituents in suitable apparatus. RTV-2 bicomponent compositions are described in detail, for example, in patents EP 118,325, EP 117,772, EP 10,478, EP 50,358, EP 184,966, US 3,801,572 and US 3,888,815, cited as references.
  • the two-component RTV-2 composition makes it possible, after mixing the two parts PI and P2, to obtain the composition according to the invention.
  • This is a "precursor" composition of the composition according to the invention.
  • Each part of the two-component RTV-2 composition can be manufactured by mixing the various constituents. Both parts can be stored and marketed as a kit. In use, the two parts are mixed, and this mixture can be deposited on a solid substrate.
  • the deposited layer may have a variable thickness, generally between 0.15 mm and several centimeters, preferably between 1 mm and 1 cm.
  • composition according to the invention advantageously has a kinetics of hardening comparable to that of the compositions currently available on the market containing a tin-based catalyst, both in terms of speed of skin formation and rate of hardening in depth.
  • performance of this composition is not modified by the presence of adhesion promoter.
  • compositions according to the invention are particularly useful for molding applications, particularly when in the form of two-component RTV-2.
  • the techniques of casting or application via a spatula, a brush or by spraying are useful.
  • the "boat molding” which is intended for the manufacture of self-supporting molds, in one or more parts, by simply casting the composition after mixing the two parts of RTV-2 in the liquid state on the initial model. This method is preferred for relatively simple forms and without large spoils;
  • stamping molding which is preferred for taking impressions of inclined, vertical or overhanging patterns, generally of large dimensions or where it is impossible to move the pattern.
  • Another subject of the invention relates to a silicone elastomer obtained: after allowing to cure in the presence of water or moisture of the air the composition according to the invention and as described above; or
  • the silicone elastomer obtained advantageously has a hardness at least equivalent to that of the elastomers obtained from compositions containing a tin-based catalyst. They can also be translucent and not yellow over time.
  • Another subject of the invention relates to a method of coating the composition according to the invention and as defined above on a flexible support S comprising the following steps a), b) and c):
  • composition according to the invention and as defined above is prepared, b) then said composition is continuously or discontinuously deposited on said flexible support S, and
  • the silicone composition according to the invention is allowed to harden in the presence of moisture brought by the ambient air or by the prior addition of water so as to form a silicone elastomer.
  • the composition in step a) is prepared after mixing the contents of the packages PI and P2 of the two-component composition RTV-2 according to the invention and as defined above. or from the contents of the package P of the one-component composition RTV-1 according to the invention and as defined above.
  • silicone compositions according to the invention on flexible supports has many applications. For example, when the flexible support is a textile, waterproofing properties are targeted or when the support is a paper or a polymer type PVC, PET ..., anti-adhesion properties are most often sought.
  • the silicone composition according to the invention cures thanks to the humidity of the air and / or by the presence of water in the composition to form a solid silicone elastomer coating.
  • the silicone phase can be diluted in a solvent.
  • the flexible supports S coated with a silicone film or a silicone layer cured by non-adhering crosslinking are preferably chosen from the group consisting of the supports made of textile, paper, polyvinyl chloride, polyester, polypropylene, polyamide, polyethylene, polyurethane or polyethylene terephthalate.
  • the term "textile” means a generic term encompassing all textile structures.
  • the textiles may be made of yarns, fibers, filaments and / or other materials. They include soft fabrics, whether woven, glued, knitted, braided, felt, needled, sewn, or made by another method of manufacture.
  • These textiles can be openwork, that is to say include free spaces not made of textile.
  • the coating of the silicone composition of the invention it is preferable for the smallest dimension of these free spaces to be less than 5 mm, in particular less than 1 mm.
  • any type of flexible support S textile can be used.
  • textiles of plant origin such as cotton, linen, hemp, jute, coconut, cellulosic fibers of paper
  • textiles of animal origin such as wool, hair, leather and silks
  • artificial textiles such as cellulosic textiles, such as cellulose or its derivatives; and protein textiles of animal or vegetable origin; and
  • synthetic textiles such as polyester, polyamide, polymallic alcohols, polyvinyl chloride, polyacrylonitrile, polyolefins, acrylonitrile, (meth) acrylate-butadiene-styrene copolymers and polyurethane.
  • Synthetic textiles obtained by polymerization or polycondensation may in particular comprise in their matrices different types of additives, such as pigments, delustrants, mattifying agents, catalysts, thermal stabilizers and / or light, anti-static agents, flame retardants, antibacterial, antifungal and / or anti-mite agents.
  • additives such as pigments, delustrants, mattifying agents, catalysts, thermal stabilizers and / or light, anti-static agents, flame retardants, antibacterial, antifungal and / or anti-mite agents.
  • the textile flexible support S used in the process of the present invention may consist of one or more identical or different textiles assembled in various ways.
  • the textile can be mono- or multilayer (s).
  • the textile support may for example consist of a multilayer structure that can be produced by various assembly means, such as mechanical means such as sewing, welding, or spot or continuous bonding.
  • the flexible support S of textile may, in addition to the coating process according to the present invention, undergo one or more other treatments, also called finishing or finishing treatment. These other treatments can be carried out before, after and / or during said coating process of the invention.
  • Other treatments include: dyeing, printing, counter-gluing, coating, assembly with other textile materials or surfaces, washing, degreasing, preforming or fixing.
  • the flexible support S textile is a lace or an elastic band.
  • the textiles thus obtained, as such or transformed into textile articles can be used in many applications, such as, for example, in the field of clothing, including lingerie such as lace stockings or bra , and hygiene items, such as bandages or bandages.
  • These Textile articles can be repositioned at different locations on the body or garment, for example by virtue of the adhesion provided by the silicone elastomer.
  • the deposition rate of the composition according to the invention on the flexible support S is between 0.1 g / m 2 and 1 g / m 2, preferably 0.3 g / m 2 and 0.5 g / m 2.
  • m 2 which corresponds to thicknesses of the order of a micrometer.
  • PAA propyl acetoacetonate
  • Ph.acac.Ph 1,3-diphenyl-1,3-propanedione
  • NacNac bis-N, N '- (2-phenylethyl) -2,4-diiminopentane
  • Al (OsBu) 3 and Ti (OnBu) 4 monometallic alkoxides were ordered from Sigma-Aldrich and were used upon receipt.
  • Al (OsBu) 3 and Ti (OnBu) 4 were mixed in the molar proportions of 1 mole per 1 mole and stirred for 2 hours at room temperature. The oil obtained quantitatively was then characterized by infrared.
  • a series of heterometallic alkoxide complexes was prepared according to the following method:
  • the monometallic alkoxide species selected according to the desired complex were mixed in the desired molar proportions and stirred for 2 hours at room temperature. An oil was obtained quantitatively.
  • Magnesium-zirconium complexes - MgZr (OEt) 6
  • Aluminum-zirconium complex Al 2 Zr (OC 4 H 9 ) io
  • Magnesium zirconium complex MgZr (OC 4 H 9 ) ⁇
  • Aluminum-titanium complex Al 2 Ti (OC 4 H 9 ) 1 o
  • the monometallic alkoxides Mg (OEt), Al (OiPr) 3 , Al (OsBu) 3 , Zr (OnPr) 4 , Zr (OnBu) 4 , Zr (OnBu) 2 (acac) 2 , Zr (acac) 4 , Ti ( OiPr) 4 , Ti (OnBu) 4 and Ti (EAA) 2 (OPr2Me) 2 are from Sigma-Aldrich and were used upon reception or concentrated under reduced pressure.
  • heterometallic chelate complexes were prepared according to 3 synthetic routes.
  • AlTi (EAA) (OnBu) 4 was prepared by mixing 1 mole of Al (EAA) with 1 mole of Ti (OnBu) 4 . The mixture was stirred for 2 hours at room temperature. When solubility difficulties persisted, the mixture was heated to 65 ° C.
  • AlZr (EAA) 3 (OnPr) 4 , AlZr (EAA) 7 , AlZr 0.5 (EAA) 5 , Al 2 Zr (EAA) 10 , AlZr (OsBu) 3 (OnPr) 4 (diPrm) 2 , MgZr complexes (EAA) 6 ,, MgTi (EAA) 4 (OiPr) 2 were prepared in the same way with the corresponding starting complexes in the corresponding proportions.
  • AlZr (EAA) 7 was prepared from 4 g of AlZr (OnBu) 7 diluted in 15 mL of toluene. 7 equivalents of ethyl acetoacetonate were then added to the above mixture which was heated to 130 ° C. Then the azeotropic mixture formed by the liberated butanol and toluene was distilled off and the residual solvent was evaporated.
  • mashing compositions were prepared. For this, 3464 g of an ⁇ , ⁇ -hydroxy-polydimethylsiloxane oil with a viscosity of 20,000 mPa.s were mixed with 120 g of vinyltrimethoxysilane (VTMO). 16 g of lithiline diluted to 0.4% by weight in methanol were then added to the mixture formed. After stirring for 5 minutes, 400 g of pyrogenic silica AE55 were added. The mixture was concentrated under reduced pressure and then stored in a closed cartridge protected from moisture.
  • VTMO vinyltrimethoxysilane
  • TBP skin formation time
  • the hardness in shore A: it reflects the formation of the three-dimensional network. It was measured on the one hand on the superposition of 3 cords 2 mm thick, and on the other hand on a single bead of 6 mm thick, over increasing times (5h, 1 and 7 days). On the 6 mm thick cord, two measurements were taken: “>” corresponds to the hardness on the upper part of the cord and “ ⁇ ” corresponds to the lower or confined portion of the cord. "NR” means uncrosslinked, "ND” means non-moldable, “D” means demoldable and "C” means sticky. These letters were used when the hardness was less than 5.
  • DBTDL dibutyltin dilaurate
  • heterometallic complexes lead rapidly, in less than 15 minutes, to elastomers as hard as those obtained with reference catalysts such as dibutyltin dilaurate (DBTDL) and tetrabutoxytitanium Ti (OnBu) 4 .
  • DBTDL dibutyltin dilaurate
  • OnBu tetrabutoxytitanium Ti
  • the catalytic activity of the heterometallic complexes according to the invention was compared with the catalytic activity of the mixtures of the monometallic complexes.
  • compositions containing a zirconium-based catalyst, especially the Al-Zr complexes remain translucent even after accelerated aging (2 mm films placed at 100 ° C. for 7 days).
  • compositions containing a heterometallic chelate catalyst are more stable after accelerated aging (cartridges placed at 50 ° C. for 3 weeks) than those containing a heterometallic alkoxide catalyst.
  • Pastes were prepared as described in Example 4 with additionally 1% by weight of an amino silane (3- (2-aminoethylamino) propyl-dimethoxymethylsilane) used typically as adhesion promoter. These empatages were mixed with a catalyst and the catalytic activity of each composition was then evaluated as in Example 3.
  • an amino silane 3- (2-aminoethylamino) propyl-dimethoxymethylsilane
  • heterometallic complexes according to the invention which do not contain tin, have a catalytic activity even in the presence of the adhesion promoter.
  • the catalyzed reaction was found to be faster when the Al / Zr or Al / Ti molar ratio was 2.
  • Zirconium alkoxide makes it possible to obtain cohesive breaks on glass and aluminum and adhesives on concrete. Only the titanium chelate reference catalyst allows adhesion to the three supports. Regardless of the content of alkoxide catalysts, aluminum and zirconium catalysts allow cohesive failure on glass and aluminum and adhesive failure on concrete. Catalysts comprising chelate groups make it possible to obtain cohesive breaks on the three supports. Adhesion is lost when the monometallic catalyst mixture is made during formulation. The presence of the chelate group brings the adhesion of the elastomer to the supports. It is therefore not necessary to add an adhesion promoter as with the reference tin. The preforming of the catalyst is once again essential for an optimal result.
  • Example 8 Colorimetric Tests
  • Table 7 Films containing titanium catalysts are a little, if not completely yellow. Those catalyzed by mixtures of monometallic species are not homogeneous. On the other hand, elastomers based on aluminum and zirconium are perfectly translucent.

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Abstract

L'invention concerne des compositions durcissables en présence d'eau ou d'humidité de l'air comprenant au moins un polyorganosiloxane ayant un ou plusieurs groupement(s) condensable(s) ou hydrolysable(s) et condensable(s) et au moins un composé capable de catalyser la réaction de condensation des groupements condensables ou hydrolysables et condensables du polyorganosiloxane. Ce composé est un complexe hétérométallique dont la formule chimique comprend au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant un atome choisi dans le groupe constitué par les atomes des colonnes 2 et 13 du tableau périodique des éléments et M' étant un atome choisi dans le groupe constitué par les atomes de la colonne 4 du tableau périodique des éléments, et au moins un ligand alcoxyde ou chélatant.

Description

COMPOSITION SILICONE DURCISSABLE
EN PRESENCE D'EAU OU D'HUMIDITE DE L'AIR
DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne une nouvelle composition durcissable en présence d'eau ou d'humidité de l'air, de préférence à température ambiante, communément appelée silicone RTV (pour « Room Température Vulcanizable »). Plus spécifiquement, l'invention concerne une composition durcissable en présence d'eau ou d'humidité de l'air comprenant au moins un polyorganosiloxane A ayant un ou plusieurs groupement(s) condensable(s) ou hydrolysable(s) et condensable(s) et au moins un composé C qui est un complexe hétérométallique, permettant de s'affranchir de l'utilisation de catalyseur à base d'étain.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Les formulations de silicones durcissables de préférence à température ambiante (ou silicones RTV) sont fabriquées en grands tonnages et sont utilisées pour la réalisation de mastics, de joints d'étanchéité, de pièces de moulage, de colles, de mousses... Classiquement, ces formulations contiennent une huile silicone à terminaison hydroxylée, par exemple un a,ro-(hydroxydiméthylsilyl)-polydiméthylsiloxane, éventuellement préfonctionnalisée par un silane pour présenter des extrémités hydrolysables et condensables, un agent réticulant, un catalyseur de polycondensation, classiquement un sel d'étain ou un titanate d'alkyle, et éventuellement des charges et des additifs divers suivant l'application finale visée.
Ces compositions silicones qui durcissent par polymérisation et/ou réticulation dès la température ambiante (qui peut varier suivant les régions entre 5° et 30° C) sont bien connues de l'homme de l'art et sont classées en deux groupes distincts :
les compositions emballées sous la forme d'une composition « monocomposante » (RTV-1), qui se présentent sous la forme d'une seule partie (ou composante) dont l'emballage est étanche à l'air, et
- les compositions emballées sous la forme d'une composition « bicomposante » (RTV-2) qui se présentent sous la forme de deux parties distinctes (d'où l'appellation « bicomposante ») et dont l'emballage contenant le catalyseur est étanche à l'air.
Les emballages étanches à l'air ont pour but d'éviter la mise en contact des compositions silicones contenant le catalyseur avec l'humidité de l'air lors du stockage avant utilisation. Lors du durcissement qui intervient par polymérisation et/ou réticulation de ces compositions silicones, l'eau est apportée par l'humidité atmosphérique dans le cas des RTV-1. Dans le cas des RTV-2, les dicarboxylates de diméthyl étain sont couramment utilisés comme catalyseurs, mais ils peuvent nécessiter l'addition d'une quantité d'eau dans l'une des parties afin d'activer le catalyseur et permettre la réaction de polycondensation lorsque les contenus des deux parties sont mélangés à l'air ambiant de manière à former le réseau élastomérique qui se traduit par un durcissement de la composition.
Par exemple, les compositions silicones monocomposantes (RTV-1) utilisées comme mastics ou adhésifs réticulent à froid suivant un mécanisme faisant intervenir un certain nombre de réactions qui peuvent être successives ou simultanées :
Une réaction de fonctionnalisation qui résulte de la mise en présence d'une huile silicone ayant des fonctions silanols, par exemple une huile silicone à terminaison hydroxylée, telles qu'un a,ro-(hydroxydiméthylsilyl)-polydiméthylsiloxane, avec un réticulant, tel qu'un silane de type SiX4 (par exemple un silicate) ou un composé ayant la fonction suivante -SiX3 avec X étant le plus souvent une fonction alcoxy, acyloxy, amino, amido, énoxy, aminoxy, cétiminoxy ou oxime. Ces fonctions sont bien connues pour être réactives avec les fonctions silanols. Le produit résultant est dénommé le plus souvent « huile fonctionnalisée ». Cette réaction peut être souhaitée directement lors de la préparation de la composition
(fonctionnalisation in-situ) ou éventuellement comme pré-étape avant l'addition des autres composants de la composition. Dans cette pré-étape, il est courant d'utiliser un catalyseur de fonctionnalisation tel que la lithine (ou hydroxyde de lithium) ou la potasse afin de conférer à la composition monocomposante une bonne stabilité au stockage. Pour ce faire, l'homme du métier pourra choisir des catalyseurs spécifiques de fonctionnalisation et ajustera la quantité des réactifs de manière à être en excès molaire de réticulant par rapport aux fonctions silanols à fonctionnaliser. Une réticulation par l'intermédiaire d'une hydrolyse de l'huile fonctionnalisée généralement effectuée grâce à la vapeur d'eau qui diffuse dans le matériau à partir de la surface exposée à l'atmosphère, et d'une condensation entre les groupements silanols formés et d'autres fonctions réactives résiduelles. Quant aux compositions emballées sous la forme de composition bicomposante (RTV-2), la première composante (ou partie) comprend les polyorganosiloxanes susceptibles de polycondenser et la deuxième composante, qui est étanche à l'air, contient le catalyseur et un ou plusieurs réticulant(s). Les deux composantes (ou parties) sont mélangées lors de l'emploi et le mélange durcit par des réactions de réticulation sous la forme d'un élastomère relativement dur, notamment lorsque la composition comprend des charges de renfort. Ces compositions emballées dans des systèmes à deux composantes sont bien connues et sont notamment décrites dans l'ouvrage de Walter Noll « Chemistry and Technology of Silicones » 1968, 2e édition aux pages 395 à 398. Ces compositions comportent le plus souvent les ingrédients suivants :
- un polyorganosiloxane réactif avec des groupements silanols en bout de chaîne
(par exemple un a,ro-di(hydroxydiméthylsilyl)(polydiméthylsiloxane), dans la chaîne, ou à la fois en bout de chaîne et dans la chaîne ;
un agent de réticulation ;
un catalyseur de condensation ; et
- éventuellement de l'eau, souvent présente lorsqu'un dicarboxylate de dialkylétain est utilisé comme catalyseur, l'eau servant d'activateur audit catalyseur.
Les catalyseurs les plus connus, utilisés depuis des décennies aussi bien dans les compositions monocomposantes que bicomposantes, sont des dérivés d'étain. On peut notamment citer les composés à base d'alkylétain, tel que le dilaurate de dibutyl-étain (DBTDL), qui sont connus pour leur bonne efficacité à catalyser la réticulation tout en étant liquides, solubles dans les huiles silicones et incolores. Cependant, ils présentent l'inconvénient d'être toxiques et classés CMR II, toxiques pour la reproduction. Le remplacement des catalyseurs à base d'étain représente actuellement un défi majeur pour les acteurs de ce domaine technique. Des catalyseurs alternatifs ont déjà été proposés dans l'art antérieur, notamment des catalyseurs à base de titane (voir par exemple la demande internationale de brevet WO 2013/036546). De nombreux autres catalyseurs ont été mentionnés, par exemple des catalyseurs à base de zinc, de scandium, d'ytterbium, de cuivre, d'argent, de cérium, de molybdène, de bismuth, d'hafnium ou de dérivés de guanidine. L'utilisation de chélates de zirconium ou de titane a été décrite en particulier dans la demande internationale de brevet WO 01/49789. Par ailleurs, il a été proposé dans la demande de brevet FR 2 856 694 l'emploi de catalyseurs mixtes consistant en l'association d'au moins deux dérivés métalliques, le premier étant un dérivé du titane ou du zirconium, et le second étant un dérivé du zinc, de l'aluminium, du bore ou du bismuth. Les catalyseurs mixtes sont obtenus en associant simplement plusieurs catalyseurs monométalliques au moment de la formulation. Même si des effets intéressants sont obtenus, en particulier en termes de jaunissement et d'adhérence, ces catalyseurs métalliques ne permettent pas d'atteindre les cinétiques de réticulation et les duretés des élastomères obtenus avec des catalyseurs à base d'étain.
Dans ce contexte, un des objectifs de la présente invention est de proposer de nouveaux catalyseurs de condensation non toxiques pour remplacer les catalyseurs à base d'étain. Ces catalyseurs peuvent avantageusement avoir une ou plusieurs des propriétés suivantes :
être équivalents ou plus performants d'un point de vue cinétique que les catalyseurs à base d'étain ;
permettre un durcissement des élastomères équivalent ou meilleur que celui obtenu avec des catalyseurs à base d'étain ;
conduire à des matériaux translucides, ne jaunissant pas au cours du temps ;
conserver ses performances en l'absence ou en présence de promoteur d'adhérence. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION
Les inventeurs ont découvert que ces objectifs pouvaient être atteints en utilisant des complexes hétérométalliques comme catalyseurs de la réaction de condensation de polyorganosiloxanes ayant des groupements condensables ou hydrolysables et condensables. Selon un premier aspect, l'invention a pour objet une composition durcissable en présence d'eau ou d'humidité de l'air comprenant : (A) au moins un polyorganosiloxane A ayant un ou plusieurs groupement(s) condensable(s) ou hydrolysable(s) et condensable(s), et
(B) au moins un composé C, capable de catalyser la réaction de condensation des groupements condensables ou hydrolysables et condensables du polyorganosiloxane A, et qui est un complexe hétérométallique dont la formule chimique comprend : au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant un atome choisi dans le groupe constitué par les atomes des colonnes 2 et 13 du tableau périodique des éléments et M' étant un atome choisi dans le groupe constitué par les atomes de la colonne 4 du tableau périodique des éléments, et
- au moins un ligand alcoxyde ou chélatant.
Selon un autre aspect, l'invention concerne l'utilisation d'un composé C tel que défini ci- dessus et dans la présente description, comme catalyseur d'une réaction de condensation d'un polyorganosiloxane ayant un ou plusieurs groupement(s) condensable(s) ou hydrolysable(s) et condensable(s). En particulier, l'invention concerne aussi l'utilisation d'un complexe hétérométallique selon l'invention et tel que décrit dans la présente description comme catalyseur de polycondensation de polyorganosiloxane apte à durcir par réaction de polycondensation en un élastomère silicone.
Par ailleurs, est également un objet de la présente invention un complexe chélaté hétérométallique dont la formule chimique comprend :
au moins deux atomes métalliques différents M et M', M étant un atome choisi dans le groupe constitué par les atomes des colonnes 2 et 13 du tableau périodique des éléments et M 'étant un atome choisi dans le groupe constitué par les atomes de la colonne 4 du tableau périodique des éléments, et
au moins un ligand chélatant de formule générale (I) :
Figure imgf000006_0001
dans laquelle :
chaque X représente indépendamment l'un de l'autre un atome d'oxygène ou un groupe NR', R' représentant un groupe alkyle en Ci à C8, éventuellement substitué une ou plusieurs fois par un atome d'halogène et/ou par un groupe aryle ;
R 1 et R 2 , indépendamment l'un de l'autre, représentent :
un groupe alkyle ou cycloalkyle en Ci à C8, éventuellement substitué une ou plusieurs fois par un atome d'halogène et/ou par un groupe aryle,
un groupe aryle, éventuellement substitué une ou plusieurs fois par un atome d'halogène,
un groupe alcoxyde en Ci à C8, éventuellement substitué une ou plusieurs fois par un atome d'halogène et/ou par un groupe aryle,
- -OH,
-NR"2, chaque R" représentant indépendamment l'un de l'autre un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle en Ci à C8, éventuellement substitué une ou plusieurs fois par un atome d'halogène et/ou par un groupe aryle ;
R représente un groupe monovalent, de préférence un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle en Ci à C4.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION II est entendu que, dans le contexte de cette description, le terme « compris entre » doit être interprété comme incluant les bornes indiquées.
La composition selon l'invention est une composition durcissable (également dite « vulcanisable ») en présence d'eau ou d'humidité de l'air, couramment appelée silicone RTV. Elle comprend de façon classique :
- au moins un polyorganosiloxane A ayant un ou plusieurs groupement(s) condensable(s) ou hydrolysable(s) et condensable(s), et
au moins un composé C selon l'invention capable de catalyser la réaction de condensation des groupements condensables ou hydrolysables et condensables du polyorganosiloxane A. Ladite composition est durcissable en présence d'eau ou d'humidité de l'air de préférence à température ambiante. Par « température ambiante », on entend de préférence environ 20°C. Ledit composé C est un complexe hétérométallique dont la formule chimique comprend : au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant un atome choisi dans le groupe constitué par les atomes des colonnes 2 et 13 du tableau périodique des éléments et M' étant un atome choisi dans le groupe constitué par les atomes de la colonne 4 du tableau périodique des éléments, et
au moins un ligand alcoxyde ou chélatant.
Dans la présente invention, les atomes des colonnes 2 et 13 du tableau périodique des éléments sont le béryllium (Be), le magnésium (Mg), le calcium (Ca), le strontium (Sr), le baryum (Ba), le radium (Ra), le bore (B), l'aluminium (Al), le gallium (Ga), l'indium (In) et le thallium (Tl). De préférence, M est un atome de magnésium ou d'aluminium. Les atomes de la colonne 4 du tableau périodique des éléments sont le titane (Ti), le zirconium (Zr), l'hafnium (Hf) et le rutherfordium (Rf). De préférence, M' est un atome de titane ou de zirconium.
L'expression « complexe hétérométallique » désigne dans la présente invention un complexe polynucléaire dont la formule chimique comprend au moins deux atomes métalliques différents.
Selon un mode de réalisation préféré, le composé C est un complexe hétérométallique dont la formule chimique comprend :
au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant un atome de magnésium (Mg) ou d'aluminium (Al), et de préférence un atome d'aluminium
(Al), et M 'étant un atome de titane (Ti) ou de zirconium (Zr), et
au moins un ligand alcoxyde ou chélatant.
Il peut donc être choisi de préférence dans le groupe constitué par les complexes hétérométalliques dont la formule chimique comprend au moins un ligand alcoxyde ou chélatant et au moins deux atomes métalliques M et M' différents choisis parmi les couples suivants :
M est un atome de magnésium (Mg) et M' est un atome de titane (Ti),
M est un atome de magnésium (Mg) et M' est un atome de zirconium (Zr), M est un atome d'aluminium (Al) et M' est un atome de titane (Ti), ou
- M est un atome d'aluminium (Al) et M' est un atome de zirconium (Zr). Il est choisi de manière encore plus préférentielle dans le groupe constitué par les complexes hétérométalliques dont la formule chimique comprend au moins un ligand alcoxyde ou chélatant et au moins deux atomes métalliques M et M' différents choisis parmi les couples suivants :
- M est un atome d'aluminium (Al) et M' est un atome de titane (Ti), ou
M est un atome d'aluminium (Al) et M' est un atome de zirconium (Zr).
De façon encore plus préférée, le composé C selon l'invention est choisi dans le groupe constitué par les complexes hétérométalliques dont la formule chimique comprend au moins un ligand alcoxyde ou chélatant et au moins deux atomes métalliques M et M', M étant un atome d'aluminium (Al) et M' est un atome de zirconium (Zr).
Le rapport molaire du métal M sur le métal M' peut être compris entre 0,1 et 10, et de façon préférée entre 0,25 et 4.
Selon un mode de réalisation très préféré, le composé C selon l'invention est choisi dans le groupe constitué par :
- les complexes hétérométalliques dont la formule chimique comprend au moins un ligand alcoxyde ou chélatant et au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant un atome d'aluminium et M' étant un atome de zirconium et dans lesquels le rapport molaire Al/Zr vaut 1 ;
les complexes hétérométalliques dont la formule chimique comprend au moins un ligand alcoxyde ou chélatant et au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant un atome d'aluminium et M' étant un atome de zirconium et dans lesquels le rapport molaire Al/Zr vaut 2 ;
les complexes hétérométalliques dont la formule chimique comprend au moins un ligand alcoxyde ou chélatant et au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant un atome d'aluminium et M' étant un atome de titane et dans lesquels le rapport molaire Al/Ti vaut 1 ;
les complexes hétérométalliques dont la formule chimique comprend au moins un ligand alcoxyde ou chélatant et au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant un atome d'aluminium et M' étant un atome de titane et dans lesquels le rapport molaire Al/Ti vaut 2 ;
les complexes hétérométalliques dont la formule chimique comprend au moins un ligand alcoxyde ou chélatant et au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant un atome de magnésium et M' étant un atome de zirconium et dans lesquels le rapport molaire Mg/Zr vaut 1 ;
les complexes hétérométalliques dont la formule chimique comprend au moins un ligand alcoxyde ou chélatant et au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant un atome de magnésium et M' étant un atome de titane et dans lesquels le rapport molaire Mg/Ti vaut 1.
Selon un mode de réalisation encore plus préféré, le composé C est choisi dans le groupe constitué par :
les complexes hétérométalliques dont la formule chimique comprend :
- au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant l'aluminium et M' étant le zirconium et dans lesquels le rapport molaire Al/Zr = 0,5, 1 ou 2 ; et
au moins un ligand alcoxyde ou chélatant ; et
les complexes hétérométalliques dont la formule chimique comprend :
- au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant l'aluminium et M' étant le titane et dans lesquels le rapport molaire Al/Ti = 1 ou 2, et
au moins un ligand alcoxyde ou chélatant.
Un ou plusieurs ligands viennent complexer les atomes métalliques. Le complexe hétérométallique selon l'invention comprend au moins un ligand choisi parmi un ligand alcoxyde ou un ligand chélatant.
L'expression « ligand alcoxyde » désigne un ligand de formule chimique OR, R représentant un groupe alkyle en Ci à C24. De préférence, le ligand alcoxyde est un ligand de formule chimique OR, R représentant un groupe alkyle en C2 à C12, et de façon plus préférée, R est choisi dans le groupe constitué par l'éthyle, l'isopropyle, le n-propyle, le n-butyle, le sec-butyle, le tert-butyle, isobutyle, le 2-éthyl-hexyle et le 2-butyl-octyle.
L'expression « ligand chélatant » désigne un ligand lié au moins deux fois à un ou plusieurs atomes métalliques. Le ligand chélatant peut être choisi parmi les ligands chélatants bidentates, tridentates ou tétradentates, de façon préférée bidentate. Un grand nombre de ligands chélatants sont connus par l'homme du métier. Dans ce qui suit, les ligands chélatants sont décrits sous leur forme libre et neutre. Lorsqu'ils sont associés à un élément central dans un complexe, il est possible que ces ligands chélatants aient perdu un proton ou se présentent sous une forme tautomérique.
De façon préférée, le ligand chélatant est un ligand de formule générale (I) :
Figure imgf000011_0001
dans laquelle :
chaque X représente indépendamment l'un de l'autre un atome d'oxygène ou un groupe NR' , R' représentant un groupe alkyle en Ci à Cg, éventuellement substitué une ou plusieurs fois par un atome d'halogène et/ou par un groupe aryle ;
1 2
R et R , indépendamment l'un de l'autre, représentent :
un groupe alkyle ou cycloalkyle en Ci à Cg, éventuellement substitué une ou plusieurs fois par un atome d'halogène et/ou par un groupe aryle,
- un groupe aryle, éventuellement substitué une ou plusieurs fois par un atome d'halogène,
un groupe alcoxyde en Ci à Cg, éventuellement substitué une ou plusieurs fois par un atome d'halogène et/ou par un groupe aryle, - -OH,
- -NR"2, chaque R" représentant indépendamment l'un de l'autre un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle en Ci à Cg, éventuellement substitué une ou plusieurs fois par un atome d'halogène et/ou par un groupe aryle ;
R représente un groupe monovalent, de préférence un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle en Ci à C4.
De préférence, le ligand chélatant est choisi dans le groupe constitué par un ligand de type β-céto-ester, un ligand de type β-diester, un ligand de type β-dicétone, un ligand de type β-diacide, un ligand de type β-cétoamide et un ligand de type β-diimide. De façon encore plus préférée, le ligand chélatant est choisi dans le groupe constitué par l'acétoacétate d'éthyle, l'éthyl acétate d'éthyle, le propionyl acétate d'éthyle, le 2-éthyl acétoacétate d'éthyle, le trifluoro acétoacétate d'éthyle, le t-butyl acétatoacétate d'éthyle, le cyclopropyl acétoacétate d'éthyle, l'acétoacétonate de propyle, l'acétocétone, l'hexafluoroacetylacetone, le 4,4,4-trifluoro-l-phenyl-l,3-butanedione, le 1,3-diphenyl- 1,3-propanedione, le 2,2,6, 6-tetramethyl-3,5-heptanedione, le diisopropylmalonate, l'acétoacétamide, le bis-N,N'-(2-phenylethyl)-2,4-diiminopentane, l'acrylate de méthyle, le l,8-diazabicyclo(5.4.0)undéc-7-ène et le pivaloyl acétate de méthyle.
Le complexe hétérométallique peut comprendre un seul ligand ou plusieurs ligands. Le nombre et la nature des ligands est adapté au nombre de coordination des atomes métalliques. Lorsque le complexe hétérométallique ne comprend qu'un seul ligand, celui- ci est choisi parmi un ligand alcoxyde et un ligand chélatant tels que définis ci-dessus. Lorsque le complexe hétérométallique comprend plusieurs ligands, ceux-ci peuvent être identiques ou différents. Il peut s'agir par exemple de plusieurs ligands alcoxydes identiques ou différents, de plusieurs ligands chélatants identiques ou différents, ou d'un mélange de ligand(s) alcoxyde(s) et de ligand(s) chélatant(s).
En outre, d'autres types de ligands peuvent être présents.
Tout particulièrement, le complexe hétérométallique peut comprendre un ou plusieurs ligands oxo (O), un ou plusieurs ligands hydroxyle (OH) et/ou un ou plusieurs ligands alcool. Ces ligands sont susceptibles d'être présents notamment en raison des phénomènes d'oligomérisation et d'hydrolyse des complexes métalliques à ligands alcoxydes. L'expression « ligand alcool » désigne un ligand de formule chimique (alkyle en Ci à C24)-OH.
Par ailleurs, le complexe hétérométallique peut comprendre d'autres ligands neutres. L'expression « ligand neutre » désigne dans la présente invention un ligand qui coordonne le métal en apportant à celui-ci une paire d'électrons. L'homme du métier utilisera tout type de ligand neutre adapté au métal concerné. Le ligand neutre peut être choisi parmi les ligands neutres porteurs d'au moins une paire d'électrons libres tels que les aminés, les phosphines, les éthers et l'eau, les ligands se coordonnant par l'intermédiaire d'une ou de plusieurs liaisons π tels que l'éthylène, et les ligands se coordonnant par l'intermédiaire d'une liaison σ tel que H2. De préférence, le complexe hétérométallique selon l'invention ne comprend pas d'autre ligand neutre. Le composé C selon l'invention peut être un complexe hétérométallique de formule générale (II) :
[ MmM'n(Ligl)x(Lig2)y(Lig3)z ] (II) dans laquelle :
- le symbole M représente un atome de magnésium Mg ou d'aluminium Al ;
le symbole M' représente un atome de titane Ti ou de zirconium Zr ;
le symbole Ligl représente un ligand alcoxyde ;
le symbole Lig2 représente un ligand chélatant ;
le symbole Lig3 représente un ligand choisi dans le groupe constitué par : un ligand oxo, un ligand hydroxyde, un ligand alcool et un ligand neutre ; et m, n, x, y et z sont des nombres tels que m > 0, n > 0, x > 0, y > 0, z > 0 et (x+y) > 0.
Dans la notation ci-dessus, les nombres m, n, x, y et z peuvent être des nombres entiers ou non. Lorsqu'il s'agit de nombres non entiers, l'homme du métier comprendra que la formule (II) est une formule générale basée sur la composition du complexe et sur les rapports molaires entre les différents atomes ou groupements atomiques. De plus, il est entendu dans cette formule que si x est différent de zéro, alors un ou plusieurs ligands Ligl identiques ou différents entre eux peuvent être présents, si y est différent de zéro, alors un ou plusieurs ligands Lig2 identiques ou différents entre eux peuvent être présents, et si z est différents de zéro, alors un ou plusieurs ligands Lig3 identiques ou différents entre eux peuvent être présents.
Les nombres m et n peuvent indépendamment être choisis entre 0 et 20, zéro étant exclu, et le rapport m/n peut être compris entre 0,1 et 10. De préférence, m et n peuvent être indépendamment être égal à 1, 2, 3 ou 4. En outre, le rapport m/n est de préférence compris entre 0,25 et 4.
Le composé C selon l'invention peut notamment être choisi dans le groupe constitué par les complexes hétérométalliques de formules (Ha) à (Ilf) :
[ Al Zr (Ligl)x(Lig2)y(Lig3)z ] (Ha)
[ Al2 Zr (Ligl)x(Lig2)y(Lig3)z ] (Ilb) [ Al Ti (Ligl)x(Lig2)y(Lig3)z ] (Ile) [ Al2 Ti (Ligl)x(Lig2)y(Lig3)z ] (Ild)
[ Mg Zr (Ligl)x(Lig2)y(Lig3)z ] (He)
[ Mg Ti (Ligl)x(Lig2)y(Lig3)z ] (Ilf) dans lesquelles Ligl, Lig2, Lig3, x, y et z sont tels que définis ci-dessus. Le complexe hétérométallique selon l'invention comprend au moins un ligand alcoxyde Ligl ou un ligand chélatant Lig2. Dans la formule générale (II), x, y et z sont des nombres tels que x > 0, y > 0, z > 0 et (x+y) > 0. x et y ne peuvent donc pas être égaux à zéro en même temps, x peut être compris de façon préférée entre 0 et 20, et de façon plus préférée entre 0,1 et 12. y peut être compris de façon préférée entre 0 et 20, et de façon plus préférée entre 2 et 10. z peut être compris de façon préférée entre 0 et 2. Ligl est un ligand alcoxyde de préférence tel que décrit ci-dessus, Lig2 est un ligand chélatant de préférence tel que décrit ci-dessus et Lig3 est un ligand neutre de préférence tel que décrit ci-dessus.
Deux modes de réalisation particulièrement préférés sont présentés ci-dessous. Selon un premier mode de réalisation particulièrement préféré de la présente invention, le composé C est un complexe alcoxyde hétérométallique dont la formule chimique comprend au moins deux atomes métalliques différents M et M', M étant un atome de magnésium ou d'aluminium et M' étant un atome de titane ou de zirconium. Ce complexe comprend au moins un ligand alcoxyde tel que défini ci-dessus. Les ligands de ce complexe peuvent être uniquement des alcoxydes, identiques ou différents entre eux, éventuellement en mélange avec un ou plusieurs ligands choisis dans le groupe constitué par un ligand oxo, un ligand hydroxyde et un ligand alcool.
Le composé C selon ce mode de réalisation peut être un complexe hétérométallique de formule générale (II) dans laquelle « y » vaut zéro et « x » est différent de zéro. Il s'agit de préférence complexe alcoxyde hétérométallique de formule générale (III) :
[ MmM'n(Ligl)x(Lig3)z ] (III) dans laquelle :
le symbole M représente un atome de magnésium Mg ou d'aluminium Al ;
le symbole M' représente un atome de titane Ti ou de zirconium Zr ; le symbole Ligl représente un ligand alcoxyde ;
le symbole Lig3 représente un ligand choisi dans le groupe constitué par un ligand oxo, un ligand hydroxyde et un ligand alcool ;
m, n, x, y et z sont des nombres tels que m > 0, n > 0, x > 0 et z > 0. En particulier, le composé C est un complexe alcoxyde hétérométallique dont la formule chimique comprend :
au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant le magnésium ou l'aluminium et M'étant le titane ou le zirconium, et
au moins un ligand alcoxyde ;
et de préférence ledit complexe alcoxyde hétérométallique est choisi dans le groupe constitué par :
les complexes alcoxydes hétérométalliques dont la formule chimique comprend :
au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant l'aluminium et M'étant le zirconium,
- au moins un ligand alcoxyde de formule chimique 0-(alkyle linéaire ou ramifié en C3 à C12), et
dans lesquels le rapport molaire Al/Zr vaut 0,5, 1 ou 2;
les complexes alcoxydes hétérométalliques dont la formule chimique comprend :
au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant le magnésium et M'étant le zirconium,
au moins un ligand alcoxyde de formule chimique 0-(alkyle linéaire ou ramifié en C2 à C12), et
dans lesquels le rapport molaire Mg/Zr vaut 0,5, 1, 2, 3 ou 4 ; et les complexes alcoxydes hétérométalliques dont la formule chimique comprend :
- au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant l'aluminium et M' étant le titane,
au moins un ligand alcoxyde de formule chimique 0-(alkyle linéaire ou ramifié en C3 à C12), et
dans lesquels le rapport molaire Al/Ti vaut 1 ou 2 ;
et de façon encore plus préférée ledit complexe alcoxyde hétérométallique est choisi dans le groupe constitué par AlZr(OBu)4(OsBu)3, Al2Zr(OnBu)4(OsBu)6, AlZr2(OnBu)n, AlTi(OsBu)3(OnBu)4 et Al2Ti(OnBu)10. Certains complexes alcoxydes hétérométalliques selon ce mode de réalisation sont disponibles dans le commerce. Par exemple, la société Gelest fournit des complexes alcoxydes hétérométalliques aluminium-titane, aluminium-zirconium et magnésium- zirconium. De plus, les complexes alcoxydes hétérométalliques selon ce mode de réalisation peuvent être préparés à partir des alcoxydes monométalliques correspondants. Une voie possible de synthèse consiste à faire réagir ensemble les alcoxydes monométalliques sous agitation, de préférence sans solvant et de préférence à température ambiante, pendant une durée suffisante pour que la réaction d'association ait lieu. Généralement, cette réaction est exothermique.
Les complexes alcoxydes hétérométalliques désirés peuvent être obtenus de façon classique par échange de ligands. L'échange de ligands alcoxydes peut classiquement être réalisé par réaction d'un premier complexe avec l'alcool correspondant au ligand alcoxyde désiré, cet alcool étant moins volatil que l'alcool correspondant au ligand du premier complexe, éventuellement dans un solvant appropriée, avec chauffage et de préférence sous pression réduite.
Selon un second mode de réalisation particulièrement préféré de la présente invention, le composé C est un complexe chélaté hétérométallique dont la formule chimique comprend au moins deux atomes métalliques différents M et M', M étant un atome de magnésium ou d'aluminium et M' étant un atome de titane ou de zirconium. Ce complexe comprend au moins un ligand chélatant tel que défini ci-dessus.
Les ligands de ce complexe peuvent être uniquement des chélates, identiques ou différents entre eux, ou bien un ou plusieurs chélates en mélange avec un ou plusieurs ligands choisis dans le groupe constitué par un ligand alcoxyde, un ligand oxo, un ligand hydroxyde et un ligand alcool.
Le composé C selon ce mode de réalisation peut être un complexe hétérométallique de formule générale (II) dans laquelle « y » est différent de zéro. Il s'agit de préférence d'un complexe chélaté hétérométallique de formule générale (IV) :
[ MmM'n(Ligl)x(Lig2)y(Lig3)z ] (IV) dans laquelle : le symbole M représente un atome de magnésium Mg ou d'aluminium Al ;
le symbole M' représente un atome de titane Ti ou de zirconium Zr ;
le symbole Ligl représente un ligand alcoxyde ;
le symbole Lig2 représente un ligand chélatant ;
- le symbole Lig3 représente un ligand choisi dans le groupe constitué par un ligand oxo, un ligand hydroxyde et un ligand alcool ;
m, n, x, y et z sont des nombres tels que m > 0, n > 0, x > 0, y > 0 et z > 0.
En particulier, le composé C est un complexe chélaté hétérométallique dont la formule chimique comprend :
- au moins deux atomes métalliques différents M et M', M étant le magnésium ou l'aluminium et M' étant le titane ou le zirconium, et
au moins un ligand chélaté ;
ledit complexe chélaté hétérométallique étant choisi de préférence dans le groupe constitué par :
- les complexes chélatés hétérométalliques dont la formule chimique comprend :
au moins deux atomes métalliques différents M et M', M étant l'aluminium et M' étant le zirconium,
au moins un ligand chélatant, de préférence choisi dans le groupe constitué par l'acétoacétate d'éthyle, l'acétoacétate de propyle et le malonate de diisopropyle,
éventuellement au moins un ligand alcoxyde de formule chimique O-
(alkyle linéaire ou ramifié en C3 ou C4), et
ayant un rapport molaire Al/Zr = 1 ou 2 ;
les complexes chélatés hétérométalliques dont la formule chimique comprend :
- au moins deux atomes métalliques différents M et M', M étant l'aluminium et M' étant le zirconium,
au moins un ligand chélatant, de préférence choisi dans le groupe constitué par l'acétoacétate d'éthyle, l'acétoacétate de propyle et le malonate de diisopropyle,
- ayant un rapport molaire Al/Zr = 1 ou 2, et
ne comprenant pas de ligand alcoxyde ;
les complexes chélatés hétérométalliques dont la formule chimique comprend : au moins deux atomes métalliques différents M et M', M étant le magnésium et M' étant le zirconium,
au moins un ligand chélatant, de préférence l'acétoacétate d'éthyle, et ayant un rapport molaire Mg/Zr = 1 ;
- les complexes chélatés hétérométalliques dont la formule chimique comprend :
au moins deux atomes métalliques différents M et M', M étant l'aluminium et M' étant le titane,
au moins un ligand chélatant, de préférence choisi dans le groupe constitué par l'acétoacétate d'éthyle et l'acétoacétate de propyle, - éventuellement au moins un ligand alcoxyde de formule chimique O-
(alkyle linéaire ou ramifié en C3 ou C4), et
ayant un rapport molaire Al/Ti = 1 ; et
les complexes chélatés hétérométalliques dont la formule chimique comprend :
au moins deux atomes métalliques différents M et M', M étant le magnésium et M' étant le titane,
au moins un ligand chélatant, de préférence l'acétoacétate d'éthyle, éventuellement au moins un ligand alcoxyde de formule chimique O-
(alkyle linéaire ou ramifié en C3), et
ayant un rapport molaire Mg/Ti = 1 ;
et de façon encore plus préféré ledit complexe chélaté hétérométallique étant choisi dans le groupe constitué par AlZr(EAA)3(OnPr)4, Al2Zr(EAA)6(OnPr)4, AlZr(EAA)7, Al2Zr(EAA)io et AlTi(EAA)3(OnBu)4.
Certains complexes chélatés monométalliques sont disponibles dans le commerce. Par exemple, la société DuPont propose des complexes chélatés de titane ou de zirconium sous le nom Tyzor®.
D'autres complexes chélatés monométalliques possédant les ligands désirés peuvent être obtenus de façon classique par échange de ligands. L'échange de ligands peut classiquement être réalisé par réaction d'un premier complexe avec le précurseur correspondant au ligand désiré, éventuellement dans un solvant appropriée, avec chauffage et de préférence sous pression réduite.
La synthèse des complexes chélatés hétérométalliques peut être réalisée selon trois méthodes : - Par une réaction d'acide-base de Lewis en mettant en contact un ou plusieurs complexes alcoxydes et/ou chélates monométalliques, de préférence à température ambiante et sans solvant, pendant une durée suffisante pour que la réaction d'association ait lieu, par exemple selon le schéma réactionnel suivant :
n M(Ligl)x(Lig2)y(Lig3)z + m M'(Ligl ')x< ^ MnM'm(Ligl)x(Ligl')x Lig2)y(Lig3)z dans lequel M, M', Ligl, Lig2, Lig3, n, m, x, y et z ont les significations données ci- avant, Ligl' représente au ligand alcoxyde identique ou différent de Ligl, x' est un nombre tel que x' > 0 ;
- Par substitution d'un ou plusieurs ligands alcoxydes sur un complexe alcoxyde hétérométallique par un ligand chélate, par exemple selon le schéma réactionnel suivant :
MnM'm(Ligl)x(Lig3)z + y Lig2 ^ MnM'm(Ligl)x_y(Lig2)y(Lig3)z + y Ligl dans lequel M, M', Ligl, Lig2, Lig3, n, m, x, y et z ont les significations données ci- avant ;
- Par synthèse en deux étapes :
a) synthèse d'un complexe chélaté monométallique à partir d'un complexe alcoxyde monométallique par échange de ligands avec un chélate, par exemple selon le schéma réactionnel suivant :
Mn(Ligl)x(Lig3)z + y Lig2 ^ Mn(Ligl)x_y(Lig2)y(Lig3)z + y Ligl b) puis association du complexe chélaté monométallique avec un complexe alcoxyde monométallique à base d'un métal différent, par exemple selon le schéma réactionnel suivant :
Mn(Ligl)x(Lig2)y(Lig3)z + m M'(Ligl')x. ^ MnM'm(Ligl)x(Ligl')x Lig2)y(Lig3)z
Cette voie de synthèse en deux étapes peut avantageusement être monotope (« one- pot »), sans isolement des produits intermédiaires.
A la connaissance des inventeurs, aucun complexe chélaté hétérométallique tel que décrit dans la présente invention n'a été proposé par le passé.
C'est pourquoi la présente invention a également pour objet un complexe chélaté hétérométallique comprenant : au moins deux atomes métalliques différents M et M', M étant un atome de magnésium ou d'aluminium et M' étant un atome de titane ou de zirconium, et au moins un ligand chélate.
Les inventeurs ont découvert que, de façon tout à fait inattendue, les complexes hétérométalliques selon l'invention étaient de meilleurs catalyseurs de la réaction de condensation des groupements condensables ou hydrolysables et condensables d'un polyorganosiloxane, et en particulier de la réaction de polycondensation des silicones, que le simple mélange des complexes monométalliques correspondants.
Le composé C en tant que catalyseur est présent dans la composition durcissable en présence d'eau ou d'humidité de l'air selon l'invention en quantité catalytique. La concentration en catalyseur dans la composition selon l'invention peut être comprise entre 0,1% et 6%, de préférence entre 1% et 3%, en poids, par rapport au poids total de la composition.
De préférence, le polyorganosiloxane A selon l'invention est porteur d'au moins deux groupements choisis dans le groupe constitué par les groupements hydroxy, alcoxy, alcoxy-alkylène-oxy, amino, amido, acylamino, aminoxy, iminoxy, cétiminoxy, acyloxy et énoxy.
Selon un mode de réalisation préféré, le polyorganosiloxane A comprend :
(i) au moins deux motifs siloxyles de formule (V) suivante :
Figure imgf000020_0001
dans laquelle :
les symboles R4, identiques ou différents, représentent des radicaux hydrocarbonés monovalents en Ci à C30,
les symboles Z, identiques ou différents, représentent chacun un groupement hydrolysable et condensable ou un groupement hydroxy, et de préférence sont choisis dans le groupe constitué par les groupements hydroxy, alcoxy, alcoxy- alkylène-oxy, amino, amido, acylamino, aminoxy, iminoxy, cétiminoxy, acyloxy, iminoxy, cétiminoxy et énoxy,
a est égal à 0, 1 ou 2, b est égal à 1, 2 ou 3, la somme a + b est égale à 1, 2 ou 3, et (ii) éventuellement un ou plusieurs motif(s) siloxyle(s) de formule (VI) suivante :
Figure imgf000021_0001
dans laquelle :
les symboles R5, identiques ou différents, représentent des radicaux hydrocarbonés monovalent en Ci à C30 éventuellement substitués par un ou plusieurs atomes d'halogène ou par des groupements amino, éther, ester, époxy, mercapto ou cyano, et
le symbole c est égal à 0, 1, 2 ou 3.
De préférence, le polyorganosiloxane A a pour formule générale (VII) :
ZdR6 3_d Si - O - (SiR6 2 - 0)p - SiR6 3-dZd (VII) dans laquelle :
les symboles Z, identiques ou différents, représentent chacun un groupement hydrolysable et condensable ou un groupement hydroxy, et de préférence sont choisis dans le groupe constitué par les groupements hydroxy, alcoxy, alcoxy- alkylène-oxy, amino, amido, acylamino, aminoxy, iminoxy, cétiminoxy, acyloxy et énoxy,
les symboles R6, identiques ou différents, représentent des radicaux hydrocarbonés monovalent en Ci à C30 éventuellement substitués par un ou plusieurs atomes d'halogène ou par des groupements amino, éther, ester, époxy, mercapto ou cyano,
- le symbole d est égal à 1 , 2 ou 3, de préférence égal à 2 ou 3, et lorsque Z est un groupe hydroxy alors d = 1,
lorsque le polyorganosiloxane A est une huile silicone, le symbole p est compris entre 1 et 2000, de préférence compris entre 1 et 1000, et lorsque le polyorganosiloxane A est une gomme silicone, le symbole p est de préférence supérieur à 2000 et sa valeur est déterminée de manière à ce que la consistance de la gomme soit comprise entre 200 et 2000 selon la ou les norme(s) citée(s) dans la présente description.
Dans les formules (V), (VI) et (VII), les symboles R4, R5 et R6 sont de préférence :
des radicaux alkyles ayant de 1 à 20 atomes de carbone, éventuellement substitués par un ou plusieurs groupes aryles ou cycloalkyles, par un ou plusieurs atomes d'halogène ou par des groupements amino, éther, ester, époxy, mercapto, cyano ou (poly)glycol. On peut citer par exemple les radicaux méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, pentyle, hexyle, éthyl-2 hexyle, octyle, décyle, trifluoro-3,3,3 propyle, trifluoro-4,4,4 butyle, pentafluoro-4,4,4,3,3 butyle ;
des radicaux cycloalkyles et halogénocycloalkyles ayant de 5 à 13 atomes de carbone tels que les radicaux cyclopentyle, cyclohexyle, méthylcyclohexyle, propylcyclohexyle, difluoro-2,3 cyclobutyle, difluoro-3,4 méthyl-5 cycloheptyle ; des radicaux aryles et halogénoaryles mononucléaires ayant de 6 à 13 atomes de carbone tels que les radicaux : phényle, tolyle, xylyle, chlorophényle, dichlorophényle, trichlorophényle ; ou
- des radicaux alcényles ayant de 2 à 8 atomes de carbone tels que les radicaux : vinyle, allyle et butène-2 yle.
La viscosité du polyorganosiloxane A est généralement comprise entre 50 mPa.s et 1 000 000 mPa.s à 25°C. Lorsqu'il s'agit d'une gomme silicone, la viscosité du polyorganosiloxane A est alors supérieure à 1 000 000 mPa.s à 25°C et alors la consistance de la gomme est de préférence comprise entre 200 et 2000.
La détermination de la consistance peut être faite par mesure de la pénétrabilité à l'aide d'un pénétromètre par exemple selon une des normes AFNOR NFT 60 119 ou NFT 60 123. La norme NFT 60 123 est particulièrement adaptée à la présente description.
Dans le cas particulier où le polyorganosiloxane A est un polyorganosiloxane de formule générale (VII) avec des symboles Z de type hydroxyle, alors le symbole d sera de préférence égal à 1. Dans ce cas, on préfère utiliser des poly(diméthylsiloxane) ayant des fonctions silanols en positions terminales (dites également positions « alpha-oméga ») et qui sont généralement des huiles dont la viscosité varie par exemple pour une application moulage entre 100 mPa.s à 25°C à 20 000 mPa.s à 25°C. Il est avantageux d'utiliser ceux dont au moins 60% des radicaux R4 et R5 (dans les formules (V) et (VI)) ou du radical R6 (dans la formule (VII)) sont des radicaux méthyles, les autres radicaux étant généralement des radicaux phényles et/ou vinyles.
Selon l'invention, les symboles Z représentent chacun un groupement hydroxy ou un groupement hydrolysable et condensable qui sont de préférence choisis dans le groupe constitué par les groupements alcoxy, alcoxy-alkylène-oxy, amino, amido, acylamino, aminoxy, iminoxy, cétiminoxy, acyloxy et énoxy. Lorsque le polyorganosiloxane A présente des groupements Z hydrolysables et condensables selon l'invention et est un polyorganosiloxane, de préférence un polydiméthylsiloxane avec des groupements Z hydrolysables et condensables, on le décrit le plus souvent comme un polymère fonctionnalisé et il correspond à une forme stable en l'absence d'humidité qui peut être utilisé dans une composition monocomposante et être ainsi conditionnée en cartouches hermétiquement fermées qui seront ouvertes par l'opérateur lors de l'utilisation pour former après durcissement un élastomère durci.
Comme exemple de groupements hydrolysables et condensables Z de type alcoxy, on peut citer les groupes ayant de 1 à 8 atomes de carbone comme les groupes méthoxy, éthoxy, n-propoxy, iso-propoxy, n-butoxy, iso-butoxy, sec-butoxy, tert-butoxy, 2- méthoxyéthoxy, hexyloxy ou octyloxy.
Comme exemple de groupements hydrolysables et condensables Z de type alcoxy- alkylène-oxy, on peut citer le groupement méthoxy-éthylène-oxy. Comme exemple de groupements hydrolysables et condensables Z de type amino, on peut citer les groupements méthylamino, diméthylamino, éthylamino, diéthylamino, n- butylamino, sec-butylamino ou cyclohexylamino.
Comme exemple de groupements hydrolysables et condensables Z de type amido, on peut citer le groupement N-méthyl-acétamido. Comme exemple de groupements hydrolysables et condensables Z de type acylamino, on peut citer le groupement benzoyl-amino.
Comme exemple de groupements hydrolysables et condensables Z de type aminoxy, on peut citer les groupements diméthylaminoxy, diéthylaminoxy, dioctylaminoxy ou diphénylaminoxy. Comme exemple de groupements hydrolysables et condensables Z de type iminoxy et en particulier cétiminoxy, on peut citer les groupements dérivés des oximes suivantes : acétophénone-oxime, acétone-oxime, benzophénone-oxime, méthyl-éthyl-cétoxime, di- isopropylcétoxyme ou méthylisobutyl-cétoxime.
Comme exemple de groupements hydrolysables et condensables Z de type acyloxy, on peut citer le groupement acétoxy. Comme exemple de groupements hydrolysables et condensables Z de type énoxy, on peut citer le groupement 2-propénoxy.
Lorsque le polyorganosiloxane A présente des groupements Z de type hydroxyle, on peut alors les fonctionnaliser in-situ dans les compostions monocomposantes, via un catalyseur de fonctionnalisation, de manière à pouvoir les stocker et les conditionner en cartouches hermétiquement fermées. De préférence, le catalyseur de fonctionnalisation est la lithine (ou hydroxyde de lithium) ou la potasse. La lithine se trouve largement dans le commerce. De préférence, elle est utilisée en solution dans un alcool, par exemple du méthanol ou de l'éthanol. La préparation du polyorganosiloxane A comprenant des groupements alcoxylés par fonctionnalisation est décrite par exemple dans la demande de brevet français FR 2 638 752.
De préférence, le polyorganosiloxane A a pour formule (VIII) :
Figure imgf000024_0001
dans laquelle :
les substituants R , identiques ou différents, représentent chacun un radical monovalent hydrocarboné saturé ou non en Ci à C13, substitué ou non substitué, aliphatique, cyclanique ou aromatique ;
les substituants R , identiques ou différents, représentent chacun un radical monovalent hydrocarboné saturé ou non en Ci à C13, substitué ou non substitué, aliphatique, cyclanique ou aromatique ;
les substituants R9, identiques ou différents, représentent chacun un radical alkyle, linéaire ou ramifié, en Ci à C6 ;
q a une valeur suffisante pour conférer au polyorganosiloxane A une viscosité dynamique à 25°C allant de 50 mPa.s à 1 000 000 mPa.s lorsqu'il s'agit d'une huile silicone ou supérieure à 1 000 000 mPa.s lorsqu'il s'agit d'une gomme, et de préférence lorsqu'il s'agit d'une huile silicone, le symbole q est compris entre 1 et 2000, et de préférence compris entre 1 et 1000, et lorsqu'il s'agit d'une gomme silicone, q est de préférence supérieur à 2000 et sa valeur sera déterminée de manière à ce que la consistance de la gomme soit comprise entre 200 et 2000 selon la ou les norme(s) citée(s) dans la présente description ; et
l'indice e est égal à zéro ou 1 et l'indice f est égal à zéro ou 1.
Selon un autre mode de réalisation préféré, le polyorganosiloxane A comprenant au moins un groupement alcoxylé est obtenu en faisant réagir, éventuellement in-situ, en présence d'une quantité catalytiquement efficace d'au moins un catalyseur de fonctionnalisation :
a) au moins un polyorganosiloxane A' comprenant des motifs siloxyles de formule (IX) :
Figure imgf000025_0001
dans laquelle :
x+y = 0, 1, 2 ou 3 ;
les substituants R10, identiques ou différents, représentent chacun un radical monovalent hydrocarboné en Ci à C30 et choisi de préférence parmi le groupe constitué par les radicaux alkyles, cycloalkyles, aryles, alkaryles et aralkyles, et au moins deux motifs siloxyles comprenant un groupement≡SiOH sont présents dans le polyorganosiloxane A', avec
b) au moins un silane polyalcoxylé H de formule (X) :
(Rn)i Si(OR12)(4-i) (X) dans laquelle :
i = 0 ou 1,
le symbole R11 représente un radical monovalent hydrocarboné en Ci à C13, et les symboles R 12 , identiques ou différents, représentent chacun un radical monovalent hydrocarboné en Ci à C6 ou un radical alkoxyalkyle présentant éventuellement une fonction ester.
A titre de constituant préféré, le polyorganosiloxane A comprend les motifs siloxyles suivants : M = [(OH)(R13)2SiOi/2] et D = [R14R15Si02/2] ; formules dans lesquelles R13, R14 et R15 sont des radicaux, identiques ou différents, choisis dans le groupe constitué par les radicaux alkyles linéaires ou ramifiés en Ci-C6 (tels que méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, t-butyle, n-pentyle, n-hexyle), les radicaux cycloalkyles en C3-C8 (tels que cyclopentyle, cyclohexyle), les radicaux aryles en C6-C10 (tels que phényle, naphtyle) et les radicaux alkylarylènes en C6-C15 (tels que tolyles, xylyle).
Le polyorganosiloxane A peut-être un polydiorganosiloxane linéaire présentant au moins deux groupements silanols SiOH par molécule et dont la viscosité dynamique à 25°C est comprise entre 50 mPa.s et 50 x 106 mPa.s, de préférence entre 50 mPa.s et 106 mPa.s lorsqu'il s'agit d'huiles silicones, ou supérieure à 106 mPa.s lorsqu'il s'agit de gommes silicones. Toutes les viscosités dont il est question dans la présente description correspondent à une grandeur de viscosité dynamique qui est mesurée, de manière connue en soi, à 25°C. Lorsqu'il s'agit de gommes silicones, on peut choisir celles dont la consistance est comprise entre 200 et 2000.
De préférence, le polyorganosiloxane A est choisi dans le groupe constitué par les polyorganosiloxanes de formule (XI) :
Figure imgf000026_0001
dans laquelle :
- r a une valeur suffisante pour conférer au polyorganosiloxane de formule (XI) une viscosité dynamique à 25°C allant de 50 mPa.s à 1 000 000 mPa.s lorsqu'il s'agit d'une huile silicone ou supérieure à 1 000 000 mPa.s lorsqu'il s'agit d'une gomme silicone, et de préférence lorsqu'il s'agit d'une huile silicone le symbole r est compris entre 1 et 2000, et de préférence compris entre 1 et 1000, et lorsqu'il s'agit d'une gomme silicone, r est de préférence supérieur à 2000 et sa valeur sera déterminée de manière à ce que la consistance de la gomme soit comprise entre 200 et 2000 selon la ou les norme(s) citée(s) dans la présente description ;
R 17 et R 18 , identiques ou différents, représentent un alkyle ayant de 1 à 6 atomes de carbone, un cycloalkyle ayant de 3 à 8 atomes de carbone, un aryle, un alkylarylène ou un arylalkylène.
Des exemples de polyorganosiloxane A les plus utiles, du fait de leur disponibilité industrielle, sont ceux pour lesquels R 17 et R 18 sont indépendamment choisis dans le groupe des radicaux constitué par un méthyle, un éthyle, un propyle, un isopropyle, un cyclohexyle, un phényle, et un 3,3,3-trifluoropropyle. De manière très préférée, au moins environ 80 % en nombre de ces radicaux sont des radicaux méthyles.
De manière encore plus préférée, le polyorganosiloxane A est le polyorganosiloxane de formule (XII) :
Figure imgf000027_0001
avec 1 < s < 4200 et de préférence 2 < s < 1500.
Les groupes organiques identiques ou différents généralement présents dans la structure du polyorganosiloxane A sont les radicaux méthyles, éthyles, phényles ou trifluoropropyles. De préférence, au moins 80 % en nombre desdits groupes organiques sont des groupes méthyles liés directement aux atomes de silicium. Dans le cadre de la présente invention, on préfère plus spécialement les ,ω-bis (diméthylhydroxysilyl) polydiméthylsiloxanes.
Dans le cadre de la présente invention, on peut spécialement utiliser les ,ω-bis (diméthylhydroxysilyl)polydiméthylsiloxanes préparés par le procédé de polymérisation anionique décrit dans les brevets américains US 2 891 920 et US 3 294 725.
Le polyorganosiloxane A peut aussi être choisi parmi les résines organosiliciques porteuses d'au moins un groupe hydroxy ou alcoxy, groupements qui sont soit condensables ou hydrolysables, soit condensables, qui comportent au moins deux motifs siloxyles différents choisis parmi ceux de formule M, D, T et Q avec :
- le motif siloxyle M = (R°)3SiOi/2,
- le motif siloxyle D = (R0)2SiO2/2,
le motif siloxyle T = R°Si03/2, et
le motif siloxyle Q = Si04/2 ;
formules dans lesquelles R° représente un groupement monovalent hydrocarboné ayant de 1 à 40 atomes de carbone, et de préférence de 1 à 20 atomes de carbones, ou un groupe -OR avec R = H ou un radical alkyle ayant de 1 à 40 atomes de carbone, et de préférence de 1 à 20 atomes de carbones ;
avec la condition que les résines comprennent au moins un motif T ou Q. Ladite résine a de préférence une teneur pondérale en substituants hydroxy ou alcoxy comprise entre 0,1 et 10% en poids par rapport au poids de la résine, et de préférence une teneur pondérale en substituants hydroxy ou alcoxy comprise entre 0,2 et 5% en poids par rapport au poids de la résine. Les résines organosiliciques possèdent en général environ de 0,001 à 1,5 groupe OH et/ou alkoxyle par atome de silicium. Ces résines organosiliciques sont généralement préparées par co-hydrolyse et co-condensation de chlorosilanes tels que ceux de formules (R19)3SiCl, (R19)2Si(Cl)2, R19Si(Cl)3 ou Si(Cl)4, les radicaux R19 étant identiques ou différents et généralement choisis parmi les radicaux alkyles linéaires ou ramifiés en Ci à C6, phényle et trifluoro-3,3,3 propyle. On peut citer comme exemple de radicaux R19 de type alkyle, notamment un méthyle, un éthyle, un isopropyle, un tertiobutyle et un n- hexyle.
Comme exemple de résine on peut citer les résines siliciques de type T(OH), DT(OH), DQ(OH), DT(OH), MQ(OH), MDT(OH), MDQ(OH) ou les mélanges de celles-ci. La composition selon l'invention peut contenir en outre un agent de réticulation B. L'agent de réticulation est de préférence un composé organosilicié portant par molécule plus de deux groupes hydrolysables liés aux atomes de silicium. De tels agents de réticulation sont bien connus de l'homme du métier et sont disponibles dans le commerce. L'agent de réticulation B est de préférence un composé de silicium dont chaque molécule comprend au moins trois groupements hydrolysables et condensables Y, ledit agent de réticulation B ayant la formule (XIII) suivante :
Figure imgf000028_0001
dans laquelle :
- le symbole R 20 est un radical hydrocarboné monovalent comprenant de 1 à 30 atomes de carbone,
les symboles Y, identiques ou différents, sont choisis dans le groupe constitué par les groupements alcoxy, alcoxy-alkylène-oxy, amino, amido, acylamino, aminoxy, iminoxy, cétiminoxy, acyloxy ou énoxy, et de préférence Y est un groupement alcoxy, acyloxy, énoxy, cétiminoxy ou oxime,
le symbole j = 2, 3 ou 4, et de préférence j = 3 ou 4. Des exemples de groupements Y sont les mêmes que ceux cités ci-dessus lorsque le symbole Z est un groupement hydrolysable et condensable, c'est-à-dire différent d'un groupement hydroxyle.
Les agents de réticulation B sont des produits accessibles sur le marché des silicones. De plus, leur emploi dans les compositions durcissant dès la température ambiante est connu. Il figure notamment dans les brevets français FR 1 126 411, FR 1 179 969, FR 1 189 216, FR 1 198 749, FR 1 248 826, FR 1 314 649, FR 1 423 477, FR 1 432 799 et FR 2 067 636.
L'agent de réticulation B présente au moins un groupe hydrolysable tel que :
- acyloxy de formule -O-CO-R'
alcoxy de formule -O-R' ' " ,
- amino de formule -NR21R22,
- amido de formule -NR21COR22,
- alcényloxy de formule -0-CR21=CHR22,
- aminoxy de formule -0-NR21R22,
— 0-N=C^T
cétiminoxy de formule -0-N=CR 21 R 22 ou ,
où R" " représente un radical alkyle ou aryle ayant de 1 à 15 atomes de carbone, R 21 et
R 22 , identiques ou différents, représentent des radicaux alkyle ou aryle contenant de 1 à 8 atomes de carbone et T un radical alkylène contenant de 4 à 8 atomes de carbone. Parmi les radicaux R" ", R 21 et R 22 , on peut citer tout particulièrement les radicaux méthyl, éthyl, cyclohexyl et phényl. Parmi les radicaux T, on peut citer tout particulièrement ceux de formule : -(CH2)4 -, -(CH2)5- et -(CH2)6-.
A titre d'autres exemples d'agent de réticulation B, on peut citer les alcoxysilanes et les produits d'hydrolyse partielle de ce silane de formule générale (XIV) suivante : R23 k Si(OR24)(4-k) (XIV) dans laquelle :
les symboles R 23 , identiques ou différents, représentent des radicaux alkyles ayant de 1 à 8 atomes de carbone, tels que les radicaux méthyle, éthyle, propyle, butyle, pentyle, éthyl-2 hexyle, octyle et décyle, des radicaux oxyalkylènes en C3-C6, le symbole R 24 représente un groupe hydrocarboné aliphatique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié, un groupe carbocyclique, saturé ou insaturé et/ou aromatique, monocyclique ou polycyclique, et
k est égal à 0, 1 ou 2. Comme exemple de radicaux oxyalkylènes en C3-C6 on peut citer les radicaux suivants :
Figure imgf000030_0001
- CH3OCH2CH(CH3)-
- CH3OCH(CH3)CH2-
- C2H5OCH2CH2CH2- Les réticulants acyloxysilanes sont bien connus depuis longtemps. Ils sont décrits notamment dans les brevets US 3 077 465, US 3 382 205, US 3 701 753, US 3 957 714, US 4 115 356, US 4 273 698, FR 2 429 811 et FR 2 459 820.
A titre d'exemple d'alcoxysilanes, on peut citer ceux de formule :
- Si(OCH3)4
- Si(OCH2CH3)4
- Si(OCH2CH2CH3)4
- (CH30)3SiCH3
- (C2H50)3SiCH3
- (CH30)3Si(CH=CH2)
- (C2H50)3Si(CH=CH2)
- (CH30)3Si(CH2-CH=CH2)
- (CH30)3Si[CH2-(CH3)C=CH2]
- (C2H50)3Si(OCH3)
- Si(OCH2-CH2-OCH3)4
- CH3Si(OCH2-CH2-OCH3)3
- (CH2=CH)Si(OCH2CH2OCH3)3
- C6H5Si(OCH3)3
- C6H5Si(OCH2-CH2-OCH3)3.
Les réticulants cétiminoxysilane sont bien connus depuis longtemps. Ils sont par exemple décrits dans les brevets français FR 1 314 649, FR 1 371 250, américains US 3 678 003 et US 3 986 999, dans le brevet britannique GB 1 468 467, dans le brevet belge BE 901 479 et dans le brevet européen EP 157 580. A titre d'exemple de cétiminoxysilanes, on peut citer ceux de formule
- CH3Si[-0-N=C(CH3)2]3
- CH3Si[-0-N=C(CH3)C2H5]3
- CH2=CHSi[-0-N=C(CH3)C2H5]3
- C6H5Si[-0-N=C(CH3)2]3
- CH3Si[-0-N =C(C2H5)(CH2)3CH3]3
- [(CH3)2C = N-0-] Si[-0-N=C(CH3)C2H5]3
- CH3Si[-0-N =C(CH3CH(C2H5)(CH2)3CH3]3
- -0-N =C(CH3CH(C2H5)(CH2)3CH3]3
Figure imgf000031_0001
A titre d'exemple d'acyloxysilanes, on peut citer ceux de formule :
- CH3Si(OCOCH3)3
- C2H5Si(OCOCH3)3
- CH2=CHSi(OCOCH3)3
- C6H5Si(OCOCH3)3
- CH3Si[OCOCH(C2H5)-(CH2)3-CH3]
- CF3CH2CH2Si(OCOC6H5)3
- CH3Si(OCOCH3)2[OCOH(C2H5)-(CH2)3-CH3]
- CH3COOSi[OCOCH(C2H5)-(CH2)3-CH3]
Comme autres exemples d'agent de réticulation B, on peut citer le polysilicate d'éthyle, ou le polysilicate de n-propyle.
Parmi les agents de réticulation B, on préfère plus particulièrement les alcoxysilanes, les cétiminoxysilanes, les silicates d'alkyle et les polysilicates d'alkyle, dans lesquels les radicaux organiques sont des radicaux alkyles ayant de 1 à 4 atomes de carbone.
De préférence, on préfère les agents de réticulation B suivants, qui peuvent être utilisés seuls ou en mélange :
le polysilicate d'éthyle et le polysilicate de n-propyle ; les alcoxysilanes tels que des dialcoxysilanes, par exemple des dialkyldialcoxysi- lanes, des trialcoxysilanes, par exemple des alkyltrialcoxysilanes, et des tétraal- coxysilanes, et de préférence le propyltriméthoxysilane, le méthyltriméthoxy- silane, le méthyltriéthoxysilane, l'éthyltriméthoxysilane, l'éthyltriéthoxysilane, l'isobutyltriméthoxysilane, l'isobutyltriéthoxysilane, le propyltriéthoxysilane, le tétraméthoxysilane, le tétraéthoxysilane, le tétrapropoxysilane, le tétrabutoxy- silane, le l,2-bis(triméthoxysilyl)éthane, le l,2-bis(triéthoxysilyl)éthane, le tétra- isopropoxysilane, le phényltriéthoxysilane, le phényltriméthoxysilane, vinyltriéthoxysilane, le vinyltriméthoxysilane et ceux de formules suivantes : CH2=CHSi(OCH2CH2OCH3)3 , [CH3][OCH(CH3)CH2OCH3]Si[OCH3]2, Si(OC2H4OCH3)4 et CH3Si(OC2H4OCH3) 3,
les acyloxysilanes tels que les acétoxysilanes suivants : le tétraacétoxysilane, le méthyltriacétoxysilane, l'éthyltriacétoxysilane, le vinyltriacétoxysilane, le pro- pyltriacétoxysilane, le butyltriacétoxysilane, le phényltriacétoxysilane, l'octyltriacétoxysilane, le diméthyldiacétoxysilane, le phénylméthyldiacétoxy- silane, le vinylméthyldiacétoxysilane, le diphényldiacétoxysilane et le tétraacétoxysilane,
les silanes comprenant des groupements alcoxy et acétoxy tels que : le méthyl- diacétoxyméthoxysilane, le méthylacétoxydiméthoxysilane, le vinyldiacétoxy- méthoxysilane, le vinylacétoxydiméthoxysilane, le méthyldiacétoxyéthoxysilane et le méthylacétoxydiéthoxysilane,
méthyltris(méthyléthyl-cétoximo)silane, le 3-cyanopropyltriméthoxysilane, le 3- cyanopropyl-triéthoxysilane, 3-(glycidyloxy)propyltriéthoxysilane, le vinyl- tris (méthyléthylcétoximo) silane, le tétra-kis (méthyléthylcétoximo) silane.
On utilise généralement de 0,1 à 60 parties en poids d'agent de réticulation B pour 100 parties en poids de polyorganosiloxane A. De préférence, on utilise de 0,5 à 15 parties en poids pour 100 parties en poids de polyorganosiloxane A.
La composition selon l'invention peut comprendre en outre au moins une charge D. Les charges éventuellement prévues sont de préférence minérales. Elles peuvent être notamment siliceuses. S 'agissant des matières siliceuses, elles peuvent jouer le rôle de charge renforçante ou semi-renforçante. Les charges siliceuses renforçantes sont choisies parmi les silices colloïdales, les poudres de silice de combustion et de précipitation ou leurs mélanges. Ces poudres présentent une taille moyenne de particule généralement inférieure à 0,1 μηι (micromètres) et une surface spécifique BET supérieure à 30 m2/g, de préférence comprise entre 30 et 350 m2/g. Les charges siliceuses semi-renforçantes telles que des terres de diatomées ou du quartz broyé, peuvent être également employées. En ce qui concerne les matières minérales non siliceuses, elles peuvent intervenir comme charge minérale semi-renforçante ou de bourrage. Des exemples de ces charges non siliceuses utilisables seules ou en mélange sont le noir de carbone, le dioxyde de titane, l'oxyde d'aluminium, l'alumine hydratée, la vermiculite expansée, la vermiculite non expansée, le carbonate de calcium, l'oxyde de zinc, le mica, le talc, l'oxyde de fer, le sulfate de baryum et la chaux éteinte. Ces charges ont une granulométrie généralement comprise entre 0,001 et 300 μιη (micromètres) et une surface BET inférieure à 100 m /g. De façon pratique mais non limitative, les charges employées peuvent être un mélange de quartz et de silice. Les charges peuvent être traitées par tout produit approprié. Sur le plan pondéral, on préfère mettre en œuvre une quantité de charge comprise entre 1% et 50% en poids, de préférence entre 1% et 40% en poids par rapport à l'ensemble des constituants de la composition.
Dans le cas du carbonate de calcium, cette charge peut être un carbonate de calcium synthétique obtenu par voie chimique plus connu sous le terme de « carbonate de calcium précipité » ou un carbonate de calcium naturel broyé préparé, par exemple, à partir de la craie, la calcite, le marbre ou à partir de leur mélange. Ces deux familles de carbonate de calcium peuvent avoir subi un traitement de surface non réactif. Ce type de traitement consiste à recouvrir la surface des charges par une substance organique. Parmi de tels composés organiques utiles, les acides gras et principalement l'acide stéarique ou l'un de ses sels sont préférés. Un carbonate de calcium utile peut aussi résulter d'un traitement de surface réactif réalisé grâce à des agents de couplage tels que les organotrialcoxysilanes qui sont très largement utilisés comme agents de couplage.
De préférence, le carbonate de calcium naturel broyé a une surface spécifique strictement inférieure à 3 m2/g, mesurée selon la méthode BET et a été traité en surface par au moins un acide gras contenant de 10 à 24 atomes de carbone ou son sel respectif choisi parmi les sels de calcium, magnésium, zinc ou leur mélange et de préférence a été traité en surface par un acide stéarique ou son sel respectif de calcium, magnésium ou zinc. De préférence, la quantité de carbonate de calcium naturel broyé ajoutée à la composition est comprise entre 1 et 100 parties en poids par rapport au poids total de la composition selon l'invention. En combinaison avec ces charges peuvent être utilisés des pigments minéraux et/ou organiques ainsi que des agents améliorant la résistance thermique (sels et oxydes de terres rares tels que les oxydes et hydroxydes cériques) et/ou la résistance à la flamme des élastomères. Par exemple, on peut utiliser les cocktails d'oxyde décrits dans la demande internationale WO 98/29488. Parmi les agents améliorant la résistance à la flamme peuvent être cités les dérivés organiques halogénés, les dérivés organiques du phosphore, les dérivés du platine tels que l'acide chloroplatinique (ses produits de réaction avec des alcanols, des éthers-oxydes), les complexes chlorure platineux-oléfines. Ces pigments et agents représentent ensemble au plus 20% du poids des charges. La composition selon l'invention peut aussi comprendre au moins un promoteur d'adhérence E tel que par exemple les composés organosiliciques portant à la fois :
un ou des groupes hydrolysables liés à l'atome de silicium, et
un ou des groupes organiques substitués par des radicaux comprenant un atome d'azote ou choisis dans le groupe des radicaux (méth)acrylate, époxy, et alcényle, et plus préférentiellement encore dans le groupe constitué par les composés suivants pris seul ou en mélange :
vinyltriméthoxysilane (VTMO),
3-glycidoxypropyl-triméthoxysilane (GLYMO),
méthacryloxypropyltriméthoxysilane (MEMO), . [H2N(CH2)3]Si(OCH2CH2CH3)3,
[H2N(CH2)3]Si(OCH3)3
[H2N(CH2)3]Si(OC2H5)3
[H2N(CH2)4]Si(OCH3)3
[H2NCH2CH(CH3)CH2CH2]SiCH3(OCH3) 2
[H2NCH2]Si(OCH3)3
[n-C4H9-HN-CH2]Si(OCH3)3
[H2N(CH2)2NH(CH2)3]Si(OCH3)3
[H2N(CH2)2NH(CH2)3]Si(OCH2CH2OCH3)3
[CH3NH(CH2)2NH(CH2)3]Si(OCH3)3
[H(NHCH2CH2)2NH(CH2)3]Si(OCH3)3
H2N-(CH2)-NH-(CH2)3-Si-(OCH3)2
0-CH(CH2)CHOCH3 H2N-(CH2)-NH-(CH2)3-Si-(OCH3)2
CH=CH2
L'agent promoteur d'adhérence E peut être présent dans la composition silicone selon l'invention en une quantité comprise entre 0% et 20% en poids, de préférence entre 1% et 20% en poids, par rapport au poids du polyorganosiloxane A. Outre les constituants principaux, des polymères polyorganosiloxanes linéaires non réactifs F peuvent être introduits dans le dessein d'agir sur les caractéristiques physiques des compositions conformes à l'invention et/ou sur les propriétés mécaniques des élastomères issus du durcissement de ces compositions.
Ces polymères polyorganosiloxanes linéaires non réactifs F sont bien connus ; ils comprennent plus spécialement : des polymères cc,Cû-bis(triorganosiloxy) diorgano- polysiloxanes de viscosités d'au moins 10 mPa.s à 25°C, formés essentiellement de motifs diorganosiloxy et d'au plus 1% de motifs monoorganosiloxy et/ou siloxy, les radicaux organiques liés aux atomes de silicium étant choisis parmi les radicaux méthyl, vinyl et phényl. De préférence, 60% au moins de ces radicaux organiques sont des radicaux méthyles et 10% au plus sont des radicaux vinyles. La viscosité de ces polymères peut être comprise entre 10 mPa.s et 106 mPa.s à 25°C ; il s'agit alors d'huiles silicones plus ou moins visqueuses (huiles silicones). Lorsque la viscosité est supérieure à 106 mPa.s, on les décrit comme des gommes silicones. On peut choisir de préférence celles dont la consistance est comprise entre 200 et 2000. Ils comprennent donc des huiles d'aspect fluide à visqueux et des gommes molles à dures. Ils sont préparés selon les techniques usuelles décrites plus précisément dans les brevets français FR 978 058, FR 1 025 150, FR 1 108 764, FR 1 370 884. On utilise de préférence les huiles ,ω-bis (triméthylsiloxy) diméthylpolysiloxanes de viscosité allant de 10 mPa.s à 1 000 mPa.s à 25°C. Ces polymères qui jouent le rôle de plastifiants peuvent être introduits à raison d'au plus 70 parties en poids, de préférence de 5 à 20 parties en poids pour 100 parties en poids du polyorganosiloxane A.
D'autres agents auxiliaires et additifs usuels peuvent être incorporés à la composition selon l'invention. Ceux-ci sont choisis en fonction des applications dans lesquelles sont utilisées lesdites compositions. La composition selon l'invention peut comprendre les quantités suivantes : pour 100 parties en poids d'au moins un polyorganosiloxane A tel que décrit ci- dessus,
de 0,1 à 60 parties en poids, de préférence de 1 à 15 parties en poids d'au moins un agent de réticulation B,
- une quantité catalytiquement efficace d'au moins un composé C selon l'invention et tel que décrit ci-dessus,
de 0 à 150 parties en poids d'au moins une charge D, et de préférence de 0,1 à 150 parties en poids,
de 0 à 20 parties en poids d'au moins un promoteur d'adhérence E, et de préférence de 0,1 à 20 parties en poids, et
de 0 à 150 parties en poids d'au moins un polymère polyorganosiloxane linéaires non réactifs F, et de préférence de 1 à 150 parties en poids.
Les compositions de l'invention peuvent en outre comprendre des additifs fonctionnels usuels. Comme familles d'additifs fonctionnels usuels, on peut citer :
- les modulateurs d'adhérence,
les additifs pour augmenter la consistance,
les pigments,
les additifs de tenue thermique, de tenue aux huiles ou de tenue au feu, par exemple les oxydes métalliques. Plus généralement, sur le plan quantitatif, les compositions selon l'invention peuvent présenter des proportions standards dans le domaine technique considéré, sachant que l'on doit tenir compte également de l'application visée.
Selon un autre mode de réalisation, la composition selon l'invention ne contient pas de catalyseur ayant dans sa structure au moins un atome d'étain. Selon une autre variante de l'invention, le composé C est le seul catalyseur de polycondensation présent dans ladite composition qui peut éventuellement contenir au moins un catalyseur de fonctionnalisation.
Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne une composition monocomposante RTV-1 se présentant en un seul emballage P étanche à l'air et comprenant :
a) au moins un polyorganosiloxane A tel que défini ci-dessus, b) au moins un agent de réticulation B tel que défini ci-dessus, c) une quantité catalytiquement efficace d'au moins un composé C tel que défini ci- dessus, et
d) éventuellement au moins une charge D. La composition monocomposante RTV-1 se présente en une seule partie. Elle est stable au stockage en l'absence d'eau et durcit en présence d'eau pour former un élastomère. Elle peut être fabriquée en mélangeant les différents constituants à l'abri de l'humidité, avec ou sans chauffage. Le catalyseur est de préférence incorporé à la fin. De préférence, le mélange est effectué sous pression réduite pour favoriser le départ des matières volatiles.
Ainsi stockée en milieu confiné et à l'abri de la présence d'eau et d'humidité de l'air, la composition monocomposante RTV-1 est stable au stockage pendant plusieurs mois.
Les compositions monocomposantes RTV-1, conformes à l'invention, sont utilisées telles quelles, c'est-à-dire non diluées, ou sous forme de dispersions dans des diluants, et sont stables au stockage en l'absence d'humidité ou d'eau et durcissent dès les basses températures (après départ des solvants dans le cas des dispersions) en présence d'eau pour former des élastomères. Des compositions monocomposantes RTV-1 sont décrites en détail par exemple dans les brevets EP 141 685, EP 147 323, EP 102 268, EP 21 859, FR 2 121 289 et FR 2 121 631. Après le dépôt des compositions selon l'invention, préparées à partir d'une composition monocomposante RTV-1, sur des substrats solides en atmosphère humide, on constate qu'un processus de durcissement en élastomère se met en œuvre. Il s'effectue de l'extérieur à l'intérieur de la masse déposée. Une peau se forme d'abord en surface puis la réticulation se poursuit en profondeur et se traduit par un durcissement de élastomère silicone. La formation complète de la peau, qui se traduit par un toucher non collant de la surface, demande une période de temps de quelques minutes, cette période dépendant du taux d'humidité relative de l'atmosphère entourant les compositions et de la faculté de réticulation de celles-ci. La couche déposée peut avoir une épaisseur variable, comprise généralement entre 0,15 mm et plusieurs centimètres, de préférence entre 1 mm et 1 cm. Par ailleurs, le durcissement en profondeur des couches déposées, qui doit être suffisant pour permettre le démoulage et la manipulation des élastomères formés, nécessite une période de temps plus longue. En effet, cette période dépend non seulement des facteurs cités ci-dessus pour la formation du toucher non collant mais aussi de l'épaisseur des couches déposées, laquelle épaisseur s'échelonne généralement entre 0,5 mm et plusieurs centimètres. Les compositions monocomposantes peuvent être employées pour de multiples applications comme le jointoiement dans l'industrie du bâtiment, l'assemblage des matériaux les plus divers (métaux, matières plastiques, caoutchoucs naturels et synthétiques, bois, carton, faïence, brique, céramique, verre, pierre, béton, éléments de maçonnerie), l'isolation de conducteurs électriques, l'enrobage de circuits électroniques, la préparation de moules servant à la fabrication d'objets en résines ou mousses synthétiques.
Un autre objet de l'invention concerne une composition bicomposante RTV-2, précurseur de la composition selon l'invention et telle que définie ci-dessus, se présentant en deux emballages distincts PI et P2, caractérisée en ce que :
a) l'emballage PI est étanche à l'air et comprend :
- une quantité catalytiquement efficace d'au moins un composé C selon l'invention et tel que défini ci-dessus, et
au moins un agent de réticulation B tel que défini ci-dessus, et b) l'emballage P2 ne contient ni ledit composé C ni ledit agent de réticulation B et comprend :
- pour 100 parties en poids d'au moins un polyorganosiloxane A tel que défini ci-dessus, et
de 0 à 10 partie(s) en poids d'eau.
Une composition bicomposante RTV-2 se présente en deux emballages distincts : PI qui contient le catalyseur et est étanche à l'air et P2. Elles sont conditionnées après incorporation du catalyseur en deux fractions séparées, l'une des fractions pouvant ne renfermer par exemple que le catalyseur selon l'invention ou un mélange avec l'agent réticulant. La fabrication des compositions bicomposantes RTV-2 conformes à l'invention s'effectue également par mélange des divers constituants dans des appareils appropriés. Des compositions bicomposantes RTV-2 sont décrites en détail par exemple dans les brevets EP 118 325, EP 117 772, EP 10 478, EP 50 358, EP 184 966, US 3 801 572 et US 3 888 815, cités comme référence. La composition bicomposante RTV-2 permet après mélange des deux parties PI et P2 d'obtenir la composition selon l'invention. Il s'agit d'une composition « précurseur » de la composition selon l'invention. Chaque partie de la composition bicomposante RTV-2 peut être fabriquée en mélangeant les différents constituants. Les deux parties peuvent être stockées et commercialisées sous la forme d'un kit. Lors de son utilisation, les deux parties sont mélangées, et ce mélange peut être déposé sur un substrat solide. La couche déposée peut avoir une épaisseur variable, comprise généralement entre 0,15 mm et plusieurs centimètres, de préférence entre 1 mm et 1 cm. La mise en présence du polyorganosiloxane A, de l'eau et du composé C qui joue le rôle de catalyseur déclenche les réactions conduisant au durcissement de la composition jusqu'à l'obtention d'un élastomère entièrement dur.
La composition selon l'invention présente avantageusement une cinétique de durcissement comparable à celle des compositions actuellement disponibles sur le marché contenant un catalyseur à base d'étain, aussi bien en termes de vitesse de formation de peau que de vitesse de durcissement en profondeur. De plus, avantageusement, les performances de cette composition ne sont pas modifiées par la présence de promoteur d'adhérence.
Les compositions selon l'invention sont particulièrement utiles pour des applications de moulage, en particulier lorsqu'elles se présentent sous la forme de bicomposant RTV-2. Pour la mise en œuvre des compositions selon l'invention dans cette application, les techniques de coulée ou d'application via une spatule, un pinceau ou par pulvérisation sont utiles.
Comme exemple de technique de moulage on peut citer :
le « moulage bateau » qui est destiné à la fabrication des moules autoportants, en une ou plusieurs pièces, par simple coulée de la composition après mélange des deux parties du RTV-2 à l'état liquide sur le modèle initial. Ce procédé est préféré pour les formes relativement simples et sans contre dépouilles importantes ;
le « moulage sous chape en une ou deux parties », et
le « moulage par estampage » qui est préféré pour la prise d'empreinte de modèles inclinés, verticaux ou en surplomb, en général de grandes dimensions ou lorsqu'il est impossible de déplacer le modèle.
Un autre objet de l'invention concerne un élastomère silicone obtenu : après avoir laissé durcir en présence d'eau ou d'humidité de l'air la composition selon l'invention et telle que décrite ci-dessus ; ou
après avoir mis en contact avec l'humidité de l'air le contenu de l'emballage P de la composition monocomposante RTV-1 selon l'invention et telle que décrite ci- dessus et laissé durcir ledit contenu ; ou
après avoir mélangé le contenu des emballages PI et P2 de la composition bicomposante RTV-2 selon l'invention et telle que décrite ci-dessus et laissé durcir le mélange.
L'élastomère silicone obtenu a avantageusement une dureté au moins équivalente à celle des élastomères obtenus à partir de compositions contenant un catalyseur à base d'étain. Ils peuvent en outre être translucides et ne pas jaunir au cours du temps.
Un autre objet de l'invention concerne un procédé d'enduction de la composition selon l'invention et telle que définie ci-dessus sur un support souple S comprenant les étapes a), b) et c) suivantes :
a) on prépare une composition selon l'invention et telle que définie ci-dessus, b) puis on dépose de manière continue ou discontinue ladite composition sur ledit support souple S, et
c) on laisse durcir ladite composition silicone selon l'invention en présence d'humidité apportée par l'air ambiant ou par addition préalable d'eau de manière à former un élastomère silicone.
Selon une variante du procédé selon l'invention, la composition à l'étape a) est préparée après avoir mélangé le contenu des emballages PI et P2 de la composition bicomposante RTV-2 selon l'invention et telle que tel que défini ci-dessus ou à partir du contenu de l'emballage P de la composition monocomposante RTV-1 selon l'invention et telle que tel que défini ci-dessus.
L'enduction de compositions silicones selon l'invention sur des supports souples vise de nombreuses applications. Par exemple, lorsque le support souple est un textile, des propriétés d'hydrofugation sont visées ou lorsque le support est un papier ou un polymère de type PVC, PET..., des propriétés d' anti- adhérence sont le plus souvent recherchées. Ainsi, une fois appliquée sur un support, la composition silicone selon l'invention durcit grâce à l'humidité de l'air et/ou par la présence d'eau dans la composition pour former un revêtement solide en élastomère silicone. Dans ces compositions silicones liquides d'enduction, la phase silicone peut être diluée dans un solvant. Les supports souples S revêtus d'un film silicone ou d'une couche silicone durcie par réticulation anti-adhérent sont choisis de préférence dans le groupe constitué par les supports en textile, en papier, en polychlorure de vinyle, en polyester, en polypropylène, en polyamide, en polyéthylène, en polyuréthanne ou en polyéthylène téréphtalate.
On entend par textile au sens de l'invention, un terme générique englobant toutes les structures textiles. Les textiles peuvent être constitués par des fils, fibres, filaments et/ou autres matières. Ils comprennent notamment les étoffes souples, qu'elles soient tissées, collées, tricotées, tressées, en feutre, aiguilletées, cousues, ou réalisées par un autre mode de fabrication.
Ces textiles peuvent être ajourés, c'est à dire comprendre des espaces libres non constitués de textile. Pour que l'enduction de la composition silicone de l'invention soit efficace, il est préférable que la plus petite des dimensions de ces espaces libres soit inférieure à 5 mm, notamment inférieure à 1 mm.
Selon l'invention, tout type de support souple S en textile peut être utilisé. A titre indicatif, on peut citer :
les textiles naturels, tels que les textiles d'origine végétale, comme le coton, le lin, le chanvre, la jute, la coco, les fibres cellulosique du papier ; et les textiles d'origine animale, comme la laine, les poils, le cuir et les soies ;
les textiles artificiels, tels que les textiles cellulosiques, comme la cellulose ou ses dérivés ; et les textiles protéiniques d'origine animale ou végétale ; et
les textiles synthétiques, tels que le polyester, le polyamide, les alcools polymalliques, le chlorure de poly vinyle, le polyacrylonitrile, les polyoléfines, l'acrylonitrile, les copolymères (méth)acrylate-butadiène-styrène et le polyuréthane.
Les textiles synthétiques obtenus par polymérisation ou polycondensation peuvent notamment comprendre dans leurs matrices différents types d'additifs, tels que des pigments, des délustrants, des matifiants, des catalyseurs, des stabilisants thermiques et/ou lumière, des agents anti-statiques, des ignifugeants, des agents antibactériens, antifongiques, et/ou anti-acariens.
Comme type de supports souples en textile, on peut citer notamment les supports obtenus par entrecroisement rectiligne des fils ou tissus, les supports obtenus par entrelacement curviligne des fils ou tricots, les surfaces mixtilignes ou tulles, les supports non tissés et les supports composites. Parmi la multitude de supports textiles possibles utilisables dans le procédé de l'invention on peut mentionner : les feutres, les denims, les tissés jacquards, les aiguilletés, les cousus, les crochetés, les grenadines, les dentelles et dentelés, les damas, les voiles, les alpagas, les barathéas, les basins, les bouclés, les brocarts, les calicots, les velours, les canevas, les chiffons, les flockés, les encollés, les étamines, les tressés, les failles, les foulards, les gazes, les géotextiles, les jaspés, les matelassés, les touffetés, les organzas, les plissés, les rubans et les toiles.
Le support souple S en textile utilisé dans le procédé de la présente invention peut être constitué d'un ou plusieurs textiles, identiques ou différents, assemblés par diverses manières. Le textile peut être mono- ou multicouche(s). Le support textile peut par exemple être constitué d'une structure multicouche pouvant être réalisé par différents moyens d'assemblage, tels que des moyens mécaniques comme la couture, le soudage, ou le collage par point ou continu.
Le support souple S en textile peut, outre le procédé d'enduction selon la présente invention, subir un ou plusieurs autres traitements, également appelés traitement de finition ou d'ennoblissement. Ces autres traitements peuvent être effectués avant, après et/ou pendant ledit procédé d'enduction de l'invention. Comme autres traitements, on peut notamment citer : la teinture, l'impression, le contre collage, l'enduction, l'assemblage avec d'autres matériaux ou surfaces textiles, le lavage, le dégraissage, le préformage ou le fixage.
Selon une disposition préférée de réalisation de l'invention, le support souple S en textile est une dentelle ou une bande élastique.
Les textiles ainsi obtenus, tels quels ou transformés en articles textiles, peuvent être utilisés dans de nombreuses applications, telles que, par exemple, dans le domaine de l'habillement, notamment la lingerie comme les dentelles de hauts de bas ou de soutien- gorge, et les articles d'hygiène, tels que des bandes de contention ou des pansements. Ces articles textiles peuvent être repositionnés à différents endroits du corps ou d'un vêtement par exemple grâce à l'adhérence apportée par l'élastomère silicone.
En pratique, le taux de dépôt de la composition selon l'invention sur le support souple S est compris entre 0,1 g/m 2 et 1 g/m 2 de préférence 0,3 g/m 2 et 0,5 g/m 2 , ce qui correspond à des épaisseurs de l'ordre du micromètre.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront des exemples suivants, qui sont donnés à titre purement illustratif et nullement limitatif.
EXEMPLES
Notation :
OsBu : sec-butanolate
OnBu : n-butanolate
OtBu : tert-butanolate
- OBO : 2-butyloctanolate
- OC4H9 : butanolate (mélange de composés linéaires et ramifiés)
OEH : 2-éthylhexanolate
OEt : éthanolate
OiPr : iso-propanolate
OnPr : n-propanolate
- OPr2Me : 2-méthylpropan-l-olate
EAA : acétoacétate d'éthyle
EEA : éthyl acétate d'éthyle
EPA : propionyl acétate d'éthyle
E2EA : 2-éthyl acétoacétate d'éthyle
- F.EEA : trifluoro acétoacétate d'éthyle
t.EAA : t-butyl acétatoacétate d'éthyle
C4EA : cyclopropyl acétoacétate d'éthyle
PrOH : propanol
PAA : acétoacétonate de propyle
- EPAA : propionyl acétoacétate d'éthyle
acac : acétylacétone
F.acac.F : hexafluoroacétylacétone Ph.acac.F : 4,4,4-trifluoro-l-phényl-l,3-butanedione
Ph.acac.Ph : l,3-diphényl-l,3-propanedione
t.acac : 2,2,6, 6-tétraméthyl-3,5-heptanedione
diPrm : diisopropylmalonate
- Aamid : acétoacétamide
NacNac : bis-N,N'-(2-phenylethyl)-2,4-diiminopentane
MA : acrylate de méthyle
DBU : l,8-diazabicyclo(5.4.0)undéc-7-ène
Exemple 1 : Synthèse et analyse du complexe alcoxyde hétérométallique AlTi(OsBu)3(OnBu)4
Les alcoxydes monométalliques Al(OsBu)3 et Ti(OnBu)4 ont été commandés chez Sigma- Aldrich et ont été utilisés dès réception.
Al(OsBu)3 et Ti(OnBu)4 ont été mélangées dans les proportions molaires de 1 mole pour 1 mole et agités pendant 2 heures à température ambiante. L'huile obtenue quantitativement a ensuite été caractérisée par infrarouge.
On a constaté dans le spectre du complexe hétérométallique l'apparition de deux nouvelles bandes très intenses à 1035,8 cm"1 et 996,2 cm"1, qui correspondent aux vibrations des liaisons C-0 dans l'enchaînement Al-C-O-C-Ti. Les bandes à 611,7 cm"1 et à 515,2 cm"1, également très intenses, correspondent aux vibrations des liaisons métal- O dans l'enchaînement Al-O-Ti. Les autres bandes d'intensité moyenne ou faible correspondent aux bandes visibles dans les produits de départ, mais avec des fréquences de résonnance différentes. Ces modifications montrent bien un nouvel environnement chimique autour des métaux Al et Ti, et donc la création d'une nouvelle espèce chimique.
Exemple 2 : Synthèse de complexes alcoxydes hétérométalliques
Une série de complexes alcoxydes hétérométalliques a été préparée selon la méthode suivante :
Les alcoxydes monométalliques d'aluminium Al(OnBu) , Al(OsBu) , Al(OBO)3, Al(OiPr)3, Al(OEH)3, de magnésium Mg(OEt)2, Mg(OBO)2, de zirconium Zr(OnBu)4, Zr(OBO)4, Zr(OnBu)4, Zr(OnPr)4, Zr(OEH)4, Zr(OEt)4 et de titane Ti(OBO)4, Ti(OnBu)4, Ti(OiPr)4 et Ti(OEH)4, proviennent de Sigma-Aldrich et ont été utilisés dès réception ou concentrés sous pression réduite.
Les espèces alcoxydes monométalliques sélectionnées en fonction du complexe désiré ont été mélangées dans les proportions molaires souhaitées et agitées pendant 2 heures à température ambiante. Une huile a été obtenue quantitativement.
Ci-dessous est donnée la liste des complexes hétéro métalliques synthétisés. Les formules générales indiquées représentent la composition du complexe et les rapports molaires entre les différents atomes ou groupements atomiques tels qu'ils devraient être d'après la composition du milieu réactionnel et en supposant que les réactions sont totales. Un homme du métier comprendra bien sûr que les produits réactionnels obtenus peuvent s'écarter de ces formules générales.
Complexes aluminium- zirconium :
- AlZr(OnBu)7 Ali ,7Zr(OsBu)5, i (OnBu)4
- AlZr(OBO)7 Ali>8Zr(OsBu)5j4(OnBu)4
- AlZr(OsBu)3(OnBu)4 Alij9Zr(OsBu)5j7(OnBu)4
- Al0,iZr(OsBu)o, (OnBu)4 35 AlZr0, i (OsBu)3 (OnBu)0>4
- Al0,2Zr(OsBu)o,6(OnBu)4 AlZr0,2(OsBu)3(OnBu)o,8
- Al0,3Zr(OsBu)o,9(OnBu)4 AlZr0,3(OsBu)3(OnBu)i,2
- Al0j4Zr(OsBu)i>2(OnBu)4 AlZr0,4(OsBu)3 (OnBu) i >6
- Al0j5Zr(OsBu)ij5(OnBu)4 AlZr0,5(OsBu)3(OnBu)2
- Al0,6Zr(OsBu)ij8(OnBu)4 40 AlZr0,6(OsBu)3(OnBu)2j4
- Alo,7Zr(OsBu)2>i(OnBu)4 AlZr0,7(OsBu)3(OnBu)2j8
- Al0,8Zr(OsBu)2j4(OnBu)4 AlZr0,8(OsBu)3(OnBu)3,2
- Al0,9Zr(OsBu)2j7(OnBu)4 AlZro,9(OsBu)3(OnBu)3j6
- AluZr(OsBu)3>3(OnBu)4 Al2Zr(OnPr)4(OiPr)6
- Ali>2Zr(OsBu)3j6(OnBu)4 45 Al2Zr(OnBu)io
- Ali>3Zr(OsBu)3>9(OnBu)4 - Al2Zr(OnBu)4(OsBu)6
- Ali>4Zr(OsBu)4>2(OnBu)4 - Al2Zr(OEH)io
- Alij5Zr(OsBu)4j5(OnBu)4 - AlZr2(OnBu)n
- Ali>6Zr(OsBu)4>8(OnBu)4
Complexes magnésium-zirconium : - MgZr(OEt)6
- MgZr(OBO)6
- Mg2Zr(OEt)8
- Mg3Zr(OEt)10
- Mg4Zr(OEt)12
- MgZr2(OEt)n
Complexes aluminium-titane :
- AlTi(OBO)7 A j6Ti(OsBu)4>8 (OnBu)4
- AlTi(OsBu)3(OnBu)4 25 Ali>7Ti(OsBu)5,i(OnBu)4
_ Al0jlTi(OsBu)0,3(OnBu)4 Allj8Ti(OsBu)5>4(OnBu)4
- Al0,2Ti(OsBu)o,6(OnBu)4 Ali >9Ti(OsBu)5,7 (OnBu)4
- Al0,3Ti(OsBu)o,9(OnBu)4 AlTi0,i(OsBu)3(OnBu)o,4
- Alo,4Ti(OsBu)1>2(OnBu)4 AlTi0,2(OsBu)3(OnBu)o,8
- Alo,5Ti(OsBu)i,5(OnBu)4 30 AlTi0,3(OsBu)3(OnBu)i,2
- Al0,6Ti(OsBu)ij8(OnBu)4 AlTi0,4(OsBu)3(OnBu)ij6
- Al0j7Ti(OsBu)2ji(OnBu)4 AlTio,5(OsBu)3(OnBu)2j0
- Al0,8Ti(OsBu)2j4(OnBu)4 AlTi0,6(OsBu)3(OnBu)2j4
- Al0,9Ti(OsBu)2j7(OnBu)4 AlTioj (OsBu)3 (OnBu)2>8
. AluTi(OsBu)3j3(OnBu)4 35 AlTi0,8(OsBu)3(OnBu)3j2
- Allj2Ti(OsBu)3>6(OnBu)4 AlTi0,9(OsBu)3(OnBu)3j6
- Ali>3Ti(OsBu)3j9(OnBu)4 Al2Ti(OiPr)10
- Al1>4Ti(OsBu)4>2(OnBu)4 Al2Ti(OnBu)10
- Alij5Ti(OsBu)4j5(OnBu)4 Al2Ti(OEH)10
De plus, les complexes commerciaux ci-dessous ont été utilisés :
Complexe aluminium-zirconium : Al2Zr(OC4H9)io
Complexe magnésium- zirconium : MgZr(OC4H9)ô
Complexe aluminium- titane : Al2Ti(OC4H9)1o
Complexe magnésium-titane : MgTi(OC4H9)6 Exemple 3 : Synthèse de complexes chélatés hétérométalliques
Les alcoxydes monométalliques Mg(OEt), Al(OiPr)3, Al(OsBu)3, Zr(OnPr)4, Zr(OnBu)4, Zr(OnBu)2(acac)2, Zr(acac)4, Ti(OiPr)4, Ti(OnBu)4 et Ti(EAA)2(OPr2Me)2 proviennent de Sigma- Aldrich et ont été utilisés dès réception ou concentrés sous pression réduite. Des complexes chélatés monométalliques Mg(EAA)2, Al(OsBu)2(EAA)2, A1(EAA)3, Zr(OnPr)2(EAA)2, Zr(OnPr)2(EEA)2, Al(OnPr)2(EEA)2, Al(OnPr)2(EPA)2, Zr(OnPr)2(E2EA)2, Zr(OnPr)2(F.EEA)2, Zr(OnPr)2(t.EAA)2, Zr(OnPr)2(C4EA)2, Zr(OnPr)(EAA)3, Zr(OnPr)(EPAA)3, Zr(EAA)4.PrOH, Zr(PAA)4.PrOH, Zr(EPAA)4.EPAA, Zr(OnPr)2(acac)2, Zr(OnPr)2(F.acac.F)2, Zr(OnPr)2(Ph.acac.F)2, Zr(OnPr)2(Ph.acac.Ph)2, Zr(OnPr)2(t.acac)2, Zr(OnPr)2(diPrm)2, Zr(diPrm)4, Zr(OnPr)2(Aamid)2, Zr(OnPr)2(NacNac)2, Zr(OnPr)2(MA)2, Zr(OnPr)2(DBU)2.PrOH et Ti(EAA)2(OiPr)2 ont été préparés selon la méthode suivante :
1 équivalent du complexe alcoxyde monométallique correspondant a été dilué dans du toluène. Puis 1, 2, 3 ou 4 équivalents de ligand correspondant ont été ajoutés au mélange précédent. La solution est ensuite chauffée à 140°C pour ensuite distiller le mélange azéotropique formé par l'alcool libéré et le toluène. Le solvant résiduel a été évaporé.
Les complexes chélatés hétérométalliques ont été préparés selon 3 voies de synthèses.
- Voie 1 : Association d'un complexe alcoxyde monométallique avec un complexe chélaté monométallique
AlTi(EAA) (OnBu)4 a été préparé en mélangeant 1 mole de A1(EAA) avec 1 mole de Ti(OnBu)4. Le mélange a été agité pendant 2 heures à température ambiante. Lorsque des difficultés de solubilité persistaient, le mélange a été chauffé à 65°C.
Les complexes AlZr(EAA)3(OnPr)4, AlZr(EAA)7, AlZr0,5(EAA)5, Al2Zr(EAA)10, AlZr(OsBu)3(OnPr)4(diPrm)2, MgZr(EAA)6, , MgTi(EAA)4(OiPr)2 ont été préparés de la même manière avec les complexes de départ correspondants dans les proportions correspondantes.
- Voie 2 : Echange de ligands
AlZr(EAA)7 a été préparé à partir de 4 g de AlZr(OnBu)7 dilués dans 15 mL de toluène. 7 équivalents d'acétoacétonate d'éthyle ont ensuite été ajoutés au mélange précédent qui a été chauffé à 130°C. Puis le mélange azéotropique formé par le butanol libéré et le toluène a été distillé et le solvant résiduel a été évaporé.
- Voie 3 : Synthèse monotope (« one pot ») AlZr(EAA)3(OnPr)4, AlZr(EAA)3(OnBu)4, AlZr(OiPr)5(PAA)2, AlTi(EAA)3(OnBu)4 et AlTi(PAA)2(OiPr)5 et Al2Zr(EAA)6(OnPr)4 ont été synthétisés en un seul pot. Pour cela, 2 ou 3 équivalents d'acétoacétonate d'éthyle ou d'acétoacétonate de propyle ont été ajoutés à un équivalent de Zr(OnBu)4, de Ti(OnBu)4 ou d'Al(OiPr)3. Le mélange a été immédiatement chauffé à 70°C jusqu'à l'obtention d'un mélange homogène qui a été concentré sous pression réduite pour libérer le n-butanol ou l'iso-propanol. Après cela, un équivalent d'Al(OiPr) , de Zr(OnBu)4, de Ti(OnBu)4 ou de Zr(OnPr)4 a été directement ajouté et, après 2 heures d'agitation à température ambiante, les complexes hétérométalliques désirés ont été obtenus sous forme d'huile jaune clair.
Exemple 4 : Propriétés catalytiques des complexes hétérométalliques
Pour tester les propriétés catalytiques des complexes métalliques, des compositions d'empâtage ont été préparées. Pour cela, 3464 g d'une huile α,ω-hydroxy- polydiméthylsiloxane de viscosité 20 000 mPa.s ont été mélangés avec 120 g de vinyltriméthoxysilane (VTMO). 16 g de lithine diluée à 0,4% en poids dans du méthanol ont été ensuite ajoutés au mélange formé. Après 5 minutes d'agitation, 400 g de silice de pyrogénation AE55 ont été ajoutés. Le mélange a été concentré sous pression réduite puis stocké en cartouche fermée à l'abri de l'humidité.
Pour chaque test, 25 g de cet empâtage et une quantité de catalyseur ont été mélangés à l'aide d'un speed-mixer (2 fois 20 seconde à 2000 tr/min). L'activité catalytique de chaque composition a ensuite été évaluée par la prise de plusieurs mesures dans des conditions de température et d'hygrométrie constante (23°C à 50%) :
- Le temps de formation de peau (TFP) : temps au bout duquel on observe une réticulation de surface. Il est fait avec un bâton de hêtre sur un film d'une épaisseur de 2 mm.
- La dureté (en shore A) : elle traduit la formation du réseau tridimensionnel. Elle a été mesurée d'une part sur la superposition de 3 cordons de 2 mm d'épaisseur, et d'autre part sur un seul cordon de 6 mm d'épaisseur, sur des temps croissants (5h, 1 et 7 jours). Sur le cordon de 6 mm d'épaisseur, deux mesures ont été prises : « > » correspond à la dureté sur la partie supérieure du cordon et « < » correspond à la partie inférieur ou confinée du cordon. « NR » signifie non réticulés, « ND » signifie non démoulable, « D » signifie démoulable et « C » signifie collant. Ces lettres ont été utilisées lorsque la dureté était inférieure à 5.
Les données non déterminées sont notées « n.d ».
Les tests ont été menés sur des catalyseurs hétérométalliques selon l'invention et sur des catalyseurs de l'art antérieur :
le dilaurate de dibutyl-étain (DBTDL)
le tétrabutoxytitane Ti(OnBu)4
le tri(sec-butoxy)aluminium Al(OsBu)3
le tétrapropoxyzirconium Zr(OnPr)4 Les résultats des catalyseurs de type alcoxydes en quantités équimolaires sont présentés dans le tableau 1 :
Figure imgf000049_0002
Tableau 1
Les résultats des catalyseurs de type chélates mixtes en quantités équimolaires sont présentés dans le tableau 2 :
Figure imgf000049_0001
Ex. 9 AlZr(OsBu)3(OnPr)4(diPrm)2 2,1 3,7% 10 min 16 29 30 26
Ex. 10 AlTi(OiPr)5(PAA)2 2,1 2,0% 6 min 26 26 32 24
Tableau 2
Les complexes hétérométalliques conduisent rapidement, en moins de 15 minutes, à des élastomères aussi durs que ceux obtenus avec des catalyseurs de référence tels que le dilaurate de dibutylétain (DBTDL) et le tétrabutoxytitane Ti(OnBu)4.
Exemple 5 : Comparaison complexes monométalliques/hétérométalliques
L'activité catalytique des complexes hétérométalliques selon l'invention a été comparée à l'activité catalytique des mélanges des complexes monométalliques.
Pour cela, des empatages ont été préparés comme décrit dans l'exemple 4, puis mélangés d'une part avec un complexe hétérométallique selon l'invention et d'autre part avec le mélange in situ correspondant de deux complexes monométalliques.
Les résultats sont présentés dans le tableau 3 :
Figure imgf000051_0001
Tableau 3
On observe une meilleure réactivité des catalyseurs hétérométalliques préformés par rapport aux alcoxydes monométalliques ajoutés in situ lors du test. On pense que, lors de la mise en contact in situ des complexes, aucune réaction d'association des complexes n'est possible puisqu'ils sont présents dans un milieu fortement dilué. La différence de dureté s'explique également par la formation de nouvelles espèces conduisant à une nouvelle réactivité par rapport aux espèces monométalliques. Ainsi, il est nécessaire de préformer le complexe hétérométallique avant son ajout dans la composition silicone.
On constate par ailleurs que les compositions contenant un catalyseur à base de zirconium, notamment les complexes Al-Zr, restent translucides même après un vieillissement accéléré (films de 2 mm placés 7 jours à 100°C).
On remarque également que les compositions contenant un catalyseur chélaté hétérométallique sont plus stables après un vieillissement accéléré (cartouches placées 3 semaines à 50°C) que celles contenant un catalyseur alcoxyde hétérométallique.
Exemple 6 : Comportement en présence d'un agent promoteur d'adhérence
Des empâtages ont été préparés comme décrit dans l'exemple 4 avec en outre 1% en poids d'un silane aminé (3-(2-aminoéthylamino)propyl-diméthoxyméthylsilane) utilisé classiquement comme agent promoteur d'adhérence. Ces empatages ont été mélangés avec un catalyseur et l'activité catalytique de chaque composition a ensuite été évaluée comme dans l'exemple 3.
Les résultats des tests des catalyseurs alcoxydes en présence de promoteur d'adhérence sont présentés dans le tableau 4 :
Figure imgf000052_0001
Tableau 4
Les résultats des tests des catalyseurs chélates mixtes en présence de promoteur d'adhérence sont présentés dans le tableau 5 :
Figure imgf000053_0001
Tableau 5
En présence du promoteur d'adhérence, il est possible d'effectuer la polycondensation avec le catalyseur à l'étain (DLDBE). Par contre, la présence du silane aminé inhibe complètement la réactivité des catalyseurs de l'art antérieur sans étain.
Les complexes hétérométalliques selon l'invention, qui ne contiennent pas d'étain, ont une activité catalytique même en présence du promoteur d'adhésion. On a constaté que la réaction catalysée était plus rapide lorsque le rapport molaire Al/Zr ou Al/Ti était de 2.
Exemple 7 : Tests d'adhérences
Pour réaliser des tests d'adhérence qualitative, un cordon de produit préparé à partir de la formulation décrite dans l'exemple 4 et du catalyseur à tester a été déposé sur des plaques de verre, de béton (côté face rugueuse) et d'aluminium anodisé préalablement nettoyés et brossés. Après une durée de réticulation de 7 jours (à 23°C et 50% HR), on a réalisé un pelage manuel après avoir fait une amorce de décollement à l'interface support/joint. Les résultats sont exprimés en fonction du type de rupture du cordon de produit :
• RA : rupture adhésive (le cordon se décolle du support) ;
• RA+ : rupture à tendance adhésive, mais nécessitant l'application d'une force pour décoller le cordon ;
• RA++ : rupture à tendance adhésive, mais nécessitant l'application d'une force importante pour décoller le cordon ; • RC : rupture de type cohésive (le cordon rompt sous l'application d'une force très élevée, sans s'être décollé du support, même partiellement); dans ce cas l'adhérence sur le support est optimale.
Les résultats sont présentés dans le tableau 6 :
Figure imgf000054_0001
Tableau 6
L'alcoxyde de zirconium permet d'obtenir des ruptures cohésives sur le verre et l'aluminium et adhésives sur le béton. Seul le catalyseur de référence chélate de titane permet l'adhésion aux trois supports. Quelle que soit la teneur en catalyseurs alcoxydes, les catalyseurs à base d'aluminium et de zirconium permettent une rupture cohésive sur le verre et l'aluminium et une rupture adhésive sur le béton. Les catalyseurs comportant des groupements chélates permettent d'obtenir des ruptures cohésives sur les trois supports. L'adhésion est perdue lorsque le mélange de catalyseurs monométalliques est effectué lors de la formulation. La présence du groupement chélate apporte l'adhérence de l'élastomère sur les supports. Il n'est donc pas nécessaire d'ajouter un promoteur d'adhérence comme avec la référence étain. La préformation du catalyseur est une fois encore indispensable pour un résultat optimal. Exemple 8 : Tests colorimétriques
Pour réaliser des tests de colorimétrie qualitative, un film de produit de 2 mm d'épaisseur a été préparé à partir de la formulation précédente et du catalyseur à tester. Après une durée de réticulation de 7 jours (à 23°C et 50% HR), l'opacité et la couleur jaune du film à travers une feuille blanche ont été évaluées qualitativement. Les résultats qualitatifs sont donnés en fonction des catalyseurs de références :
— correspond à des élastomères transparent et sans couleur,
- correspond à film à tendance opaque,
+ correspond à un film un peu jaune,
++ correspond à un film jaune.
NH sera noté lorsque l'élastomère n'est pas homogène avec l'apparition de morceaux de catalyseurs non solubles dans l'huile.
Les résultats sont présentés dans le tableau 7 :
Figure imgf000055_0001
Tableau 7 Les films contenant des catalyseurs à base de titane sont un peu, voire complètement jaunes. Ceux catalysés par des mélanges d'espèces monométalliques ne sont pas homogènes. Par contre, les élastomères à base d'aluminium et de zirconium sont parfaitement translucides.

Claims

REVENDICATIONS
1. Composition durcissable en présence d'eau ou d'humidité de l'air comprenant : (A) au moins un polyorganosiloxane A ayant un ou plusieurs groupement(s) condensable(s) ou hydrolysable(s) et condensable(s), et
(B) au moins un composé C, capable de catalyser la réaction de condensation des groupements condensables ou hydrolysables et condensables du polyorganosiloxane A, et qui est un complexe hétérométallique dont la formule chimique comprend : - au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant un atome choisi dans le groupe constitué par les atomes des colonnes 2 et 13 du tableau périodique des éléments et M' étant un atome choisi dans le groupe constitué par les atomes de la colonne 4 du tableau périodique des éléments, et
au moins un ligand alcoxyde ou chélatant.
2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé C est un complexe hétérométallique dont la formule chimique comprend :
au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant un atome de magnésium (Mg) ou d'aluminium (Al), et de préférence un atome d'aluminium (Al), et M 'étant un atome de titane (Ti) ou de zirconium (Zr), et
au moins un ligand alcoxyde ou chélatant.
3. Composition selon la revendication 2, caractérisée en ce le composé C est choisi dans le groupe constitué par :
- les complexes hétérométalliques dont la formule chimique comprend :
au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant l'aluminium et M' étant le zirconium et dans lesquels le rapport molaire Al/Zr = 0,5, 1 ou 2 ; et
au moins un ligand alcoxyde ou chélatant ; et
- les complexes hétérométalliques dont la formule chimique comprend :
au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant l'aluminium et M' étant le titane et dans lesquels le rapport molaire Al/Ti = 1 ou 2, et
au moins un ligand alcoxyde ou chélatant.
4. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le composé C est un complexe alcoxyde hétérométallique dont la formule chimique comprend :
- au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant le magnésium ou l'aluminium et M'étant le titane ou le zirconium, et
au moins un ligand alcoxyde ;
et de préférence ledit complexe alcoxyde hétérométallique est choisi dans le groupe constitué par :
- les complexes alcoxydes hétérométalliques dont la formule chimique comprend :
au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant l'aluminium et M'étant le zirconium,
au moins un ligand alcoxyde de formule chimique 0-(alkyle linéaire ou ramifié en C3 à C12), et
- dans lesquels le rapport molaire Al/Zr vaut 0,5, 1 ou 2; les complexes alcoxydes hétérométalliques dont la formule chimique comprend :
au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant le magnésium et M'étant le zirconium,
au moins un ligand alcoxyde de formule chimique 0-(alkyle linéaire ou ramifié en C2 à C12), et
dans lesquels le rapport molaire Mg/Zr vaut 0,5, 1, 2, 3 ou 4 ; et les complexes alcoxydes hétérométalliques dont la formule chimique comprend :
au moins deux atomes métalliques M et M' différents, M étant l'aluminium et M' étant le titane,
- au moins un ligand alcoxyde de formule chimique 0-(alkyle linéaire ou ramifié en C3 à C12), et
dans lesquels le rapport molaire Al/Ti vaut 1 ou 2 ;
et de façon encore plus préférée ledit complexe alcoxyde hétérométallique est choisi dans le groupe constitué par AlZr(OBu)4(OsBu)3, Al2Zr(OnBu)4(OsBu)6, AlZr2(OnBu)n, AlTi(OsBu)3 (OnBu)4 et Al2Ti(OnBu) 10.
5. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le composé C est un complexe chélaté hétérométallique dont la formule chimique comprend : au moins deux atomes métalliques différents M et M', M étant le magnésium ou l'aluminium et M' étant le titane ou le zirconium, et
au moins un ligand chélate ;
ledit complexe chélaté hétérométallique étant choisi de préférence dans le groupe constitué par :
les complexes chélatés hétérométalliques dont la formule chimique comprend :
au moins deux atomes métalliques différents M et M', M étant l'aluminium et M' étant le zirconium,
au moins un ligand chélatant, de préférence choisi dans le groupe constitué par l'acétoacétate d'éthyle, l'acétoacétate de propyle et le malonate de diisopropyle,
éventuellement au moins un ligand alcoxyde de formule chimique O- (alkyle linéaire ou ramifié en C3 ou C4), et
ayant un rapport molaire Al/Zr = 1 ou 2 ;
- les complexes chélatés hétérométalliques dont la formule chimique comprend :
au moins deux atomes métalliques différents M et M', M étant l'aluminium et M' étant le zirconium,
au moins un ligand chélatant, de préférence choisi dans le groupe constitué par l'acétoacétate d'éthyle, l'acétoacétate de propyle et le malonate de diisopropyle,
ayant un rapport molaire Al/Zr = 1 ou 2, et
ne comprenant pas de ligand alcoxyde ;
les complexes chélatés hétérométalliques dont la formule chimique comprend :
au moins deux atomes métalliques différents M et M', M étant le magnésium et M' étant le zirconium,
au moins un ligand chélatant, de préférence l'acétoacétate d'éthyle, et ayant un rapport molaire Mg/Zr = 1 ;
les complexes chélatés hétérométalliques dont la formule chimique comprend :
au moins deux atomes métalliques différents M et M', M étant l'aluminium et M' étant le titane,
au moins un ligand chélatant, de préférence choisi dans le groupe constitué par l'acétoacétate d'éthyle et l'acétoacétate de propyle, éventuellement au moins un ligand alcoxyde de formule chimique O-
(alkyle linéaire ou ramifié en C3 ou C4), et ayant un rapport molaire Al/Ti = 1 ; et
les complexes chélatés hétérométalliques dont la formule chimique comprend :
au moins deux atomes métalliques différents M et M', M étant le magnésium et M' étant le titane,
- au moins un ligand chélatant, de préférence l'acétoacétate d'éthyle, éventuellement au moins un ligand alcoxyde de formule chimique O- (alkyle linéaire ou ramifié en C3), et
ayant un rapport molaire Mg/Ti = 1 ;
et de façon encore plus préféré ledit complexe chélaté hétérométallique étant choisi dans le groupe constitué par AlZr(EAA)3(OnPr)4, Al2Zr(EAA)6(OnPr)4, AlZr(EAA)7, Al2Zr(EAA)10 et AlTi(EAA)3(OnBu)4.
6. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle le polyorganosiloxane A comprend :
(i) au moins deux motifs siloxyles de formule (V) suivante : zb sio,-(a+b) (V)
2 dans laquelle :
les symboles R4, identiques ou différents, représentent des radicaux hydrocarbonés monovalents en Ci à C30,
- les symboles Z, identiques ou différents, représentent chacun un groupement hydrolysable et condensable ou un groupement hydroxy, et de préférence sont choisis dans le groupe constitué par les groupements hydroxy, alcoxy, alcoxy- alkylène-oxy, amino, amido, acylamino, aminoxy, iminoxy, cétiminoxy, acyloxy, iminoxy, cétiminoxy et énoxy,
- a est égal à 0, 1 ou 2, b est égal à 1, 2 ou 3, la somme a + b est égale à 1, 2 ou 3, et
(ii) éventuellement un ou plusieurs motif(s) siloxyle(s) de formule (VI) suivante :
Figure imgf000060_0001
dans laquelle :
les symboles R5, identiques ou différents, représentent des radicaux hydrocarbonés monovalent en Ci à C30 éventuellement substitués par un ou plusieurs atomes d'halogène ou par des groupements amino, éther, ester, époxy, mercapto ou cyano, et
le symbole c est égal à 0, 1, 2 ou 3.
7. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 comprenant en outre un agent de réticulation B.
8. Composition selon la revendication 7 dans laquelle l'agent de réticulation B est un composé de silicium dont chaque molécule comprend au moins trois groupements hydrolysables et condensables Y, ledit agent de réticulation B ayant la formule (XIII) suivante :
Figure imgf000061_0001
dans laquelle :
le symbole R 20 est un radical hydrocarboné monovalent comprenant de 1 à 30 atomes de carbone,
les symboles Y, identiques ou différents, sont choisis dans le groupe constitué par les groupements alcoxy, alcoxy-alkylène-oxy, amino, amido, acylamino, aminoxy, iminoxy, cétiminoxy, acyloxy ou énoxy, et de préférence Y est un groupement alcoxy, acyloxy, énoxy, cétiminoxy ou oxime,
- le symbole j = 2, 3 ou 4, et de préférence j = 3 ou 4.
9. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle contient en outre un agent promoteur d'adhérence E.
10. Composition monocomposante RTV-1 se présentant en un seul emballage P étanche à l'air et comprenant :
a) au moins un polyorganosiloxane A tel que défini dans la revendication 1 ou la revendication 6,
b) au moins un agent de réticulation B, de préférence tel que défini dans la revendication 8,
c) une quantité catalytiquement efficace d'au moins un composé C tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 5, et
d) éventuellement au moins une charge D.
11. Composition bicomposante RTV-2, précurseur de la composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, se présentant en deux emballages distincts PI et P2, caractérisée en ce que :
c) l'emballage PI est étanche à l'air et comprend :
une quantité catalytiquement efficace d'au moins un composé C tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 5, et au moins un agent de réticulation B, de préférence tel que défini dans la revendication 8, et
d) l'emballage P2 ne contient ni ledit composé C ni ledit agent de réticulation B et comprend :
pour 100 parties en poids d'au moins un polyorganosiloxane A tel que défini dans la revendication 1 ou la revendication 6, et de 0 à 10 partie(s) en poids d'eau.
12. Elastomère silicone obtenu :
après avoir laissé durcir en présence d'eau ou d'humidité de l'air la composition telle que définie dans l'une quelconque des revendications 1 à 9 ; ou
après avoir mis en contact avec l'humidité de l'air le contenu de l'emballage P de la composition monocomposante RTV-1 telle que définie dans la revendication 10 et laissé durcir ledit contenu ; ou
après avoir mélangé le contenu des emballages PI et P2 de la composition bicomposante RTV-2 telle que définie dans la revendication 11 et laissé durcir le mélange.
13. Utilisation d'un composé C tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 5, comme catalyseur d'une réaction de condensation d'un polyorganosiloxane ayant un ou plusieurs groupement(s) condensable(s) ou hydrolysable(s) et condensable(s).
14. Complexe chélaté hétérométallique dont la formule chimique comprend :
au moins deux atomes métalliques différents M et M', M étant un atome choisi dans le groupe constitué par les atomes des colonnes 2 et 13 du tableau périodique des éléments et M 'étant un atome choisi dans le groupe constitué par les atomes de la colonne 4 du tableau périodique des éléments, et
au moins un ligand chélatant de formule générale (I) :
Figure imgf000063_0001
dans laquelle :
chaque X représente indépendamment l'un de l'autre un atome d'oxygène ou un groupe NR' , R' représentant un groupe alkyle en Ci à Cg, éventuellement substitué une ou plusieurs fois par un atome d'halogène et/ou par un groupe aryle ;
1 2
R et R , indépendamment l'un de l'autre, représentent :
un groupe alkyle ou cycloalkyle en Ci à Cg, éventuellement substitué une ou plusieurs fois par un atome d'halogène et/ou par un groupe aryle,
un groupe aryle, éventuellement substitué une ou plusieurs fois par un atome d'halogène,
un groupe alcoxyde en Ci à Cg, éventuellement substitué une ou plusieurs fois par un atome d'halogène et/ou par un groupe aryle, - -OH,
-NR"2, chaque R" représentant indépendamment l'un de l'autre un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle en Ci à Cg, éventuellement substitué une ou plusieurs fois par un atome d'halogène et/ou par un groupe aryle ;
R représente un groupe monovalent, de préférence un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle en Ci à C4.
15. Procédé d'enduction de la composition selon l'invention et telle que définie ci-dessus sur un support souple S comprenant les étapes a), b) et c) suivantes :
a) on prépare une composition telle que définie dans l'une quelconque des revendications 1 à 9, b) puis on dépose de manière continue ou discontinue ladite composition sur ledit support souple S, et
c) on laisse durcir ladite composition silicone en présence d'humidité apportée par l'air ambiant ou par addition préalable d'eau de manière à former un élastomère silicone.
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