Composición de polímero de carbonato resistente a la ignición.

Una composición de polímero de carbonato resistente a la ignición que comprende:

(i) un policarbonato aromático o un poliéster carbonato aromático,

(ii) un polímero injertado,

(iii) opcionalmente uno o más (co)polímeros de vinilo termoplásticos,

(iv) opcionalmente uno o más polímeros de poliéster termoplásticos,

(v) un compuesto de fósforo aromático representado por la fórmula I:

en donde,

R1, R2, R3 y R4 independientemente unos de los otros denotan cada uno alquilo C1 a C8, o cicloalquilo C5 a C6, arilo C6 a C20 o aralquilo C7 a C12, opcionalmente halogenados, en cada caso opcionalmente sustituidos por alquilo y/o halógeno,

X denota un radical aromático mono o polinuclear que tiene 6 a 30 átomos de C,

n independientemente uno del otro es 0 o 1,

N representa valores de 0 a 30,

(vi) una mezcla de polímero de politetrafluoroetileno que forma fibrillas y un material fluorotermoplástico, y

(vii) opcionalmente una sal metálica de ácido hipofosforoso.

Composición de polímero de carbonato resistente a la ignición Declaración de referencia cruzada Esta solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud Provisional de EE.UU. núm. 61/086.578 presentada el 6 de agosto de 2008.

Campo de la invención La presente invención se refiere a una composición de polímero de carbonato resistente a la ignición que comprende un policarbonato (PC) y/o un poliéster carbonato (PEC) y/o mezclas de PC o PEC; un polímero injertado, preferiblemente un terpolímero de acrilonitrilo, butadieno y estireno (ABS) ; un compuesto de fósforo aromático; y un agente anti-goteo que comprende una mezcla de un polímero de politetrafluoroetileno que forma fibrillas y un material fluorotermoplástico. La presente invención se refiere además a un método para fabricar dicha composición de polímero de carbonato resistente a la ignición y artículos fabricados formados de él.

Fundamento de la invención Se conocen composiciones de polímero de carbonato resistentes a la ignición, por ejemplo, véanse los documentos USP 5.061.745; 6.596.794; 6.727.301; 6.753.366; y Re 36.188. Estas patentes describen composiciones que comprenden un polímero de carbonato, un polímero injertado, un compuesto de fósforo y teflón. Durante muchos años, las composiciones de polímero de carbonato resistentes a la ignición han disfrutado de un amplio éxito en aplicaciones tales como equipo electrónico, dispositivo y cajas de herramientas y componentes. Además de proporcionar un alojamiento atractivo para dichos artículos, estas cajas pueden también jugar importantes papeles estructurales. Adicionalmente, uno de los requisitos clave que estas cajas deben cumplir es, en el caso de que los componentes electrónicos en un artículo electrónico fallen y se inflamen, la caja de polímero de carbonato resistente a la ignición debe contener el fuego de manera que no se propague al exterior del artículo electrónico. Si una caja de artículo electrónico se inflama y comienza a gotear y la gota se una gota inflamable, el fuego puede extenderse fácilmente y arriesgar tanto la vida como la propiedad.

Estos tipos de composiciones de polímero de carbonato resistentes a la ignición necesitan típicamente cumplir con requisitos de inflamabilidad de una o más agencias reguladoras, por ejemplo Underwriter’s Laboratories. El procedimiento en el Estándar 94 de Underwriter’s Laboratories (UL 94) caracteriza unos materiales con facilidad de encendido, y una vez encendidos, sus características de quemado, es decir, es el material auto-extinguible, cuánto tiempo se quema, gotea y si gotea, son gotas inflamables.

Los compuestos de fósforo minimizan con éxito la facilidad de inflamabilidad en las composiciones de carbonato resistentes a la ignición mediante mecanismos en fase gaseosa (como un secuestrante de radicales libres) y/o fase sólida (promoviendo el reticulado) . Sin embargo, las composiciones de carbonato, que son termoplásticas, están predispuestas al goteo cuando se calientan. El teflón, preferiblemente un tipo que forma fibrillas, se ha usado de forma muy exitosa como un agente anti-goteo. Generalmente, con algunas excepciones, el teflón se encuentra en toda la técnica anterior que describe composiciones de polímero de carbonato resistentes a la ignición.

Sin embargo, tan eficaz como es el teflón como un agente anti-goteo, tiene varios inconvenientes relacionados tanto con la facilidad de manejo durante la fabricación de la composición de carbonato resistente a la ignición (por ejemplo, atascando sistemas de transporte por aire y durante la extrusión, formando puentes en el cuello de la tolva de alimentación) además de varios efectos perjudiciales para las propiedades físicas y estéticas de la composición de carbonato resistente a la ignición, especialmente en un artículo fabricado (por ejemplo, propiedades de impacto reducidas, y picado de la superficie de artículos fabricados) . Para compensar por las propiedades de impacto reducidas, a menudo es necesario incluir un modificador de impacto a la composición de polímero de carbonato resistente a la ignición que aumenta la complejidad y coste de fabricación de dichas composiciones.

La Publicación de EE.UU. núm. 2005/0250908 describe un intento de resolver la fibrilación y aglomeración prematura del teflón usado como un auxiliar de procesado en polímeros de olefina. Sin embargo, dichas composiciones de polímero de olefina pueden no cumplir con los requisitos físicos, mecánicos, térmicos, de inflamabilidad y estéticos necesarios para aplicaciones tales como equipo electrónico, dispositivo y cajas de herramientas y componentes.

Un intento de minimizar el efecto perjudicial del teflón en las composiciones de carbonato resistentes a la ignición se describe en el documento USP 6.828.366, en donde la cantidad de teflón se reduce, sin embargo se necesita un material inorgánico adicional, por ejemplo talco, y las propiedades mecánicas y de inflamabilidad son inferiores. Un intento de eliminar el teflón y sustituirlo con rellenos en forma de escamas tales como mica y/o escamas de vidrio, opcionalmente también en combinación con fibras de vidrio, se describe en el documento USP 5.961.915. Sin embargo, no hay información de la calidad de la resistencia de llama de las composiciones de polímero de carbonato, en particular en relación con la tendencia a gotear material ardiendo. Además el alto contenido en relleno inorgánico de las composiciones de polímero de carbonato descritas afecta negativamente a algunas propiedades

mecánicas, por ejemplo la resistencia al impacto que para muchas aplicaciones es inadecuada. El documento WO 99/57198 describe composiciones de polímero de carbonato resistentes a la ignición que comprenden un compuesto de fósforo y una baja cantidad de teflón. Sin embargo, dichas composiciones tienen pobre resistencia a ESC y resistencia al calor inadecuada, además de estabilidad de fusión que es frecuentemente inadecuada, en particular para aplicaciones de extrusión.

Sería deseable tener una composición de polímero de carbonato resistente a la ignición que comprenda un agente anti-goteo que sea fácil de manejar durante la fabricación pero que no disminuya las propiedades físicas, mecánicas, térmicas, de inflamabilidad y estéticas del polímero de carbonato resistente a la ignición, especialmente para dicha composición en forma de un artículo fabricado.

Compendio de la invención La presente invención es dicha composición de polímero de carbonato resistente a la ignición. La composición de polímero de carbonato resistente a la ignición de la presente invención comprende: (i) un policarbonato aromático o un poliéster carbonato aromático, (ii) un polímero injertado, (iii) opcionalmente uno o más (co) polímeros de vinilo termoplástico, (iv) opcionalmente uno o más polímeros de poliéster termoplástico, (v) un compuesto de fósforo aromático representado por la fórmula I:

en donde R1, R2, R3 y R4 independientemente los unos de los otros denotan alquilo C1 a C8, o cicloalquilo C5 a C6, arilo C6 a C20 o aralquilo C7 a C12, opcionalmente halogenados, en cada caso opcionalmente sustituidos por alquilo y/o halógeno, X denota un radical aromático mono o polinuclear que tiene 6 a 30 átomos de C, n independientemente uno de otro es 0 o 1, N representa valores de 0 a 30, (vi) una mezcla de un polímero de politetrafluoroetileno que forma fibrillas y material fluorotermoplástico, y (vii) opcionalmente una sal metálica de ácido hipofosforoso.

En otra realización, el componente (i) en la composición anterior está presente en una cantidad de 40 a 99 partes en peso y preferiblemente de 60 a 98, 5 partes en peso en base al peso total de la composición de polímero de carbonato resistente a la ignición.

En otra realización, el componente (ii) en la composición anterior está presente en una cantidad de 0, 5 a 60 partes en peso, preferiblemente 1 a 40 partes en peso en base al peso total de la composición de polímero de carbonato resistente a la ignición.

En otra realización, el componente (ii) en la composición anterior es un polímero injertado de (ii.a) de 5 a 99 por ciento en peso de uno o más monómeros de vinilo en (ii.b) de 95 a 1 por ciento en peso de uno o más esqueletos de injerto con una temperatura de transición al cristal (Tg) de menos que 10ºC.

En otra realización, el componente (ii) en la composición anterior es uno o más polímeros injertados por medio de un procedimiento de polimerización en masa, en volumen, en disolución, en disolución en volumen o en emulsión, de forma separada o en combinaciones de los mismos.

En otra realización, el componente (ii.b) en la composición anterior... [Seguir leyendo]

1. Una composición de polímero de carbonato resistente a la ignición que comprende:

(i) un policarbonato aromático o un poliéster carbonato aromático,

(ii) un polímero injertado,

(iii) opcionalmente uno o más (co) polímeros de vinilo termoplásticos,

(iv) opcionalmente uno o más polímeros de poliéster termoplásticos,

(v) un compuesto de fósforo aromático representado por la fórmula I:

en donde, 10 R1, R2, R3 y R4 independientemente unos de los otros denotan cada uno alquilo C1 a C8, o cicloalquilo C5 a C6, arilo C6 a C20 o aralquilo C7 a C12, opcionalmente halogenados, en cada caso opcionalmente sustituidos por alquilo y/o halógeno, X denota un radical aromático mono o polinuclear que tiene 6 a 30 átomos de C, n independientemente uno del otro es 0 o 1,

N representa valores de 0 a 30,

(vi) una mezcla de polímero de politetrafluoroetileno que forma fibrillas y un material fluorotermoplástico, y

(vii) opcionalmente una sal metálica de ácido hipofosforoso.

2. La composición de polímero de carbonato resistente a la ignición según la reivindicación 1, que comprende: 20 (i) de 40 a 99 partes en peso de un policarbonato aromático o un poliéster carbonato aromático,

(ii) de 0, 5 a 60 partes en peso de un polímero injertado de (ii.a) de 5 a 99 por ciento en peso de uno o más monómeros de vinilo en (ii.b) de 95 a 1 por ciento en peso de uno o más esqueletos de injerto con una temperatura de transición al cristal (Tg) de menos que 10ºC.

(iii) de 0 a 45 partes en peso de al menos un (co) polímero de vinilo termoplástico,

(iv) de 0 a 45 partes en peso de al menos un polímero de poliéster termoplástico,

(v) de 0, 5 a 40 partes en peso de un compuesto de fósforo aromático representado por la fórmula I:

en donde en la fórmula I,

R1, R2, R3 y R4 independientemente unos de los otros denotan cada uno alquilo C1 a C8, o cicloalquilo C5 a C6, arilo C6 a C20 o aralquilo C7 a C12, opcionalmente halogenados, en cada caso opcionalmente sustituidos por alquilo y/o halógeno,

X denota un radical aromático mono o polinuclear que tiene 6 a 30 átomos de C,

n independientemente uno de otro es 0 o 1,

N representa valores de 0 a 30,

(vi) de 0, 01 a 5 partes en peso de una mezcla de un polímero de politetrafluoroetileno que forma fibrillas y un material fluorotermoplástico,

y

(vii) de 0 a 30 partes en peso de una sal metálica de ácido hipofosforoso, en donde las partes en peso se basan en el peso total de la composición de polímero de carbonato resistente a la ignición.

3. La composición de polímero de carbonato resistente a la ignición según la reivindicación 1, en donde el polímero injertado está presente en una cantidad de 1 a 40 partes en peso y el polímero de poliéster termoplástico está presente en una cantidad de 1 a 30 partes en peso, en donde las partes en peso se basan en el peso total de la composición de polímero de carbonato resistente a la ignición en donde el polímero de poliéster termoplástico es uno o más de PET, PBT o mezclas de los mismos en donde cada polímero de poliéster termoplástico tiene independientemente una viscosidad intrínseca de 0, 4 a 1, 5 dl/g.

4. La composición de polímero de carbonato resistente a la ignición según la reivindicación 1, en donde X se deriva de un diol seleccionado de difenilfenol, bisfenol A, resorcinol o hidroquinona.

5. La composición de polímero de carbonato resistente a la ignición según la reivindicación 1, en donde el compuesto de fósforo (v) comprende una mezcla de 3 a 95 por ciento en peso de compuesto de monofosfato de fórmula I y 97 a 5 por ciento en peso de compuesto de fosfato oligomérico de fórmula I, el porcentaje en peso basado en el peso total de los compuestos de fósforo (v) .

6. La composición de polímero de carbonato resistente a la ignición según la reivindicación 1, en donde la mezcla del polímero de politetrafluoroetileno que forma fibrillas y el material fluorotermoplástico está presente en una cantidad de 0, 1 a 3 partes en peso en base al peso total de la composición de polímero de carbonato resistente a la ignición.

7. La composición de polímero de carbonato resistente a la ignición según la reivindicación 1, en donde en el componente (vi) el material fluorotermoplástico comprende un polímero de unidades interpolimerizadas derivadas de tetrafluoroetileno (TFE) y hexafluoropropileno (HFP) , un polímero de unidades interpolimerizadas derivado de TFE, HFP y fluoruro de vinilideno (FVD) , un polímero de unidades interpolimerizadas derivado de TFE, HFP y un monómero representado por la fórmula VI, o un polímero derivado de unidades interpolimerizadas derivadas de TFE y un monómero representado por la fórmula VI:

R82C=CR82 VI

en donde cada uno de R8 se selecciona independientemente de H, Cl o un grupo alquilo de 1 a 8 átomos de carbono, un grupo alquilo cíclico de 1 a 10 átomos de carbono, o un grupo arilo de 1 a 8 átomos de carbono.

8. La composición de polímero de carbonato resistente a la ignición según la reivindicación 1, en donde en el componente (vi) el material fluorotermoplástico comprende un terpolímero que tiene unidades interpolimerizadas derivadas de tetrafluoroetileno (TFE) , hexafluoropropileno (HFP) y fluoruro de vinilideno (FVD) .

9. La composición de polímero de carbonato resistente a la ignición según la reivindicación 1, en donde en la sal metálica de ácido hipofosforoso (vii) es hipofosfito de aluminio, hipofosfito de calcio o mezclas de los mismos y está presente en una cantidad definida por la relación de componentes (v) : (vii) de 1:2 a 1:5 en peso.

10. Un método para hacer una composición de polímero de carbonato resistente a la ignición que comprende la etapa de elaboración en fusión:

(i) de 40 a 99 partes en peso de un policarbonato aromático o un poliéster carbonato aromático,

(ii) de 0, 5 a 60 partes en peso de un polímero injertado de

(ii.a) de 5 a 99 partes en peso de uno o más monómeros de vinilo en

(ii.b) de 95 a 1 por ciento en peso de uno o más esqueletos de injerto con una temperatura de transición al cristal (Tg) de menos que 10ºC,

(iii) de 0 a 45 partes en peso de al menos un (co) polímero de vinilo termoplástico,

(iv) de 0 a 45 partes en peso de al menos un polímero de poliéster termoplástico,

(v) de 0, 5 a 40 partes en peso de un compuesto de fósforo aromático representado por la estructura:

en donde en la fórmula I,

R1, R2, R3 y R4 independientemente unos de otros denotan cada uno alquilo C1 a C8, o cicloalquilo C5 o C6, arilo C6 a C20 o aralquilo C7 a C12, opcionalmente halogenados, en cada caso opcionalmente sustituidos por alquilo y/o halógeno,

X en la fórmula I denota un radical aromático mono o polinuclear que tiene 6 a 30 átomos de C,

n en la fórmula I independientemente uno de otro puede ser 0 o 1,

N representa valores de 0 a 30,

(vi) de 0, 01 a 5 partes en peso de una mezcla de un polímero de politetrafluoroetileno que forma fibrillas y un 15 material fluorotermoplástico,

y

(vii) de 0 a 30 partes en peso de una sal metálica de ácido hipofosforoso, en donde las partes en peso se basan en el peso total de la composición de polímero de carbonato resistente a la ignición.

11. Un artículo formado que comprende el polímero de carbonato resistente a la ignición según la reivindicación 1.

12. El artículo formado según la reivindicación 11 es un acabado interior para vehículo ferroviario, un artículo de automoción interior y/o exterior, una caja para dispositivos eléctricos que contienen transformadores pequeños, una caja para dispositivo de difusión y/o transmisión de información, una caja y/o revestimiento para propósitos médicos, un dispositivo de mensajes y/o cajas del mismo, unos vehículos de juguete para niños, un elemento de muro de entibación, una caja para equipo de seguridad, un alerón de portón trasero, un contenedor de transporte aislado térmicamente, un aparato para guardar y/o cuidar animales pequeños, un artículo para instalaciones sanitarias y/o baños, una rejilla de cobertura para aberturas de ventilación, un artículo para residencias de verano y casetas, cajas para aparatos de jardín y/o una caja para: una herramienta de motor, un electrodoméstico, una TV, un VCR, un reproductor de DVD, un dispositivo de internet, un libro electrónico, un teléfono, un ordenador, un monitor, un fax, un cargador de batería, un escáner, una copiadora, una impresora, un ordenador portátil o un dispositivo de pantalla plana.