Carcasas eléctricas y electrónicas para vehículos.

Una carcasa electrónica o eléctrica para vehículos, que comprende una composición de polímeros orgánicosque está revestida,

al menos en parte, por un metal,

en donde la composición de polímeros orgánicos incluye una carga/agente de refuerzo, constituyendo lacarga/agente de refuerzo al menos el 25% en peso de la composición de polímeros orgánicos,en donde el revestimiento de metal comprende un material metálico que comprende al menos unelemento seleccionado del grupo que consiste en cobre, cobalto, hierro y níquel,en donde el revestimiento de metal tiene un espesor de 0,010 mm a 1,3 mm,en donde al menos una capa de dicho revestimiento de metal tiene un tamaño de grano medio de 5 nm a200 nm; y

en donde un módulo de flexión de dicha composición de polímeros orgánicos revestida por dicho metal esal menos el doble que el de dicha composición de polímeros orgánicos.

Carcasas eléctricas y electrónicas para vehículos

CAMPO DE LA INVENCIÓN

Polímeros orgánicos que están enchapados en metal son útiles para carcasas eléctricas y electrónicas para vehículos.

ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA

Vehículos tales como automóviles, camiones motocicletas, ciclomotores, vehículos recreativos y todo-terreno, equipos de granjas tales como tractores y equipo para la construcción tales como excavadoras y separadores de granos son, naturalmente, elementos importantes en la sociedad moderna y están hechos de un sinnúmero de piezas. También son importantes motores de combustión interna estacionarios tales como los utilizados en grupos electrógenos. Muchas de estas piezas han de tener determinadas propiedades físicas mínimas tales como rigidez y/o resistencia mecánica. Tradicionalmente, estos tipos de piezas han sido hechos de metales tales como acero, aluminio, zinc y otros metales, pero en las últimas décadas se han utilizado crecientemente polímeros orgánicos para este tipo de piezas por una diversidad de motivos. Piezas poliméricas de este tipo son a menudo más ligeras y/o más fáciles (económicas) de fabricar, especialmente en formas complicadas y/o tienen una mejor resistencia a la corrosión. Sin embargo, piezas poliméricas de este tipo no han reemplazado a los metales en algunas aplicaciones, debido a que no son lo suficientemente rígidas y/o resistentes, o a que tienen otras deficiencias en las propiedades en comparación con los metales.

Así, los fabricantes de vehículos han estado investigando modos de incorporar más materiales poliméricos en sus vehículos por una diversidad de motivos. Por ejemplo, para ahorrar peso, reducir los costes o proporcionar una mayor libertad de diseño. Así, por parte de los fabricantes de vehículos se han buscado carcasas eléctricas y electrónicas para vehículos (VEEHs – siglas en inglés) poliméricas mejoradas. Se ha encontrado ahora que VEEHs poliméricas orgánicas enchapadas en metal tienen las propiedades deseadas.

Piezas poliméricas enchapadas en metal han sido utilizadas en vehículos, especialmente para fines ornamentales. Desde hace tiempo, se ha realizado un enchapado en cromo o níquel de piezas visibles, incluidas piezas poliméricas. En este uso, el polímero se reviste con una capa delgada de metal para producir un efecto visual agradable. La cantidad de metal utilizada es generalmente el mínimo requerido para producir el efecto visual deseado y para que sea duradero.

Es bien sabido que las composiciones poliméricas para el enchapado en metal son barreras para la radiación electromagnética (EMR – siglas en inglés) y las carcasas eléctricas y electrónicas están hechas a veces con revestimientos de metal de este tipo, véase, por ejemplo, la patente de EE.UU. 7.120.005. Sin embargo, no se sugiere que estos revestimientos puedan también ayudar materialmente a la integridad estructural de estas carcasas.

La patente de EE.UU. 4.406.558 describe un muñón de pie de biela para un motor de combustión interna que es polímero enchapado en metal. La patente de EE.UU. 6.595.341 describe una pieza de plástico enchapada en aluminio para un embrague. Ninguna de estas patentes menciona a las VEEH.

El documento WO 2006/114429 A2 describe una composición de polímeros orgánicos con cargas y un revestimiento de metal. En particular, se describen películas o placas hechas de una mezcla plástica y capaces de ser revestidas con metal que comprenden 5 a 50% en peso de un polímero termoplástico, 50 a 95% en peso de un polvo metálico con un diámetro medio de partículas que oscila entre 0, 01 y 100 μm, 0 a 10% en peso de un dispersante y 0 a 40% en peso de cargas fibrosas o en partículas o sus mezclas.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere a una carcasa electrónica o eléctrica para vehículos que tiene las características de acuerdo con la reivindicación 1. Realizaciones preferidas de la invención se especifican en las reivindicaciones dependientes.

Una carcasa electrónica o eléctrica para vehículos comprende una composición de polímeros orgánicos que está revestida, al menos en parte, por un metal, con la condición de que un módulo de flexión de dicha composición de polímeros orgánicos revestida por dicho metal sea al menos el doble que el de dicha composición de polímeros orgánicos.

Esta invención se refiere a un vehículo que comprende una carcasa electrónica o eléctrica que comprende una composición de polímeros orgánicos que está revestida, al menos en parte, por un metal, con la condición de que un módulo de flexión de dicha composición de polímeros orgánicos revestida por dicho metal sea al menos el doble que el de dicha composición de polímeros orgánicos.

DETALLES DE LA INVENCIÓN

En esta memoria se utilizan determinados términos y expresiones, y algunos se definen a continuación:

Por una “composición de polímeros orgánicos” se quiere dar a entender una composición que comprende uno o más polímeros orgánicos. Preferiblemente, uno o más de los polímeros orgánicos es la fase continua.

Por un “polímero orgánico” (OP – siglas en inglés) se quiere dar a entender un material polimérico que tiene enlaces carbono-carbono en las cadenas poliméricas y/o tiene grupos en las cadenas poliméricas que tienen carbono unido a hidrógeno y/o halógeno. Preferiblemente, el polímero orgánico es sintético, es decir, está hecho por el hombre. El polímero orgánico puede ser, por ejemplo, un polímero termoplástico (TPP – siglas en inglés) o un polímero termoendurecible (TSP – siglas en inglés) .

Por un “TPP” se quiere dar a entender un polímero que no está reticulado y que tiene un punto de fusión y/o punto de transición vítrea por encima de 30ºC, preferiblemente por encima de aproximadamente 100ºC y, lo más preferiblemente, por encima de aproximadamente 150ºC. El punto de fusión y/o la temperatura de transición vítrea más elevados se encuentra también por debajo del punto en el que se produce una degradación térmica significativa del TPP. Los puntos de fusión y los puntos de transición vítrea se miden utilizando el método ASTM D3418-82. La temperatura de transición vítrea se toma en el punto medio de la transición, mientras que el punto de fusión se mide en el segundo calor y se toma como el pico de la endoterma de fusión.

Por un “TSP” se quiere dar a entender un material polimérico que está reticulado, es decir, es insoluble en disolventes y no funde. Se refiere también a este tipo de material polimérico antes de ser reticulado, pero en el VEEH final está reticulado. Preferiblemente, la composición de TSP reticulada tiene una temperatura de deflexión térmica de aproximadamente 50ºC, más preferiblemente de aproximadamente 100ºC, muy preferiblemente de aproximadamente 150ºC o más, a una carga de 0, 455 MPa (66 psi) cuando se mide utilizando el método ASTM D648-07.

Por una “composición” polimérica se quiere dar a entender que el polímero orgánico está presente junto con cualesquiera otros aditivos habitualmente utilizados con un tipo de polímero de esta clase (véase más abajo) .

Por “revestida con un metal” se quiere dar a entender que parte o la totalidad de una o más superficies de la VEEH está revestida con un metal. El metal no contacta necesariamente de forma directa con una superficie de la composición de polímeros orgánicos. Por ejemplo, a la superficie del polímero orgánico se puede aplicar un adhesivo y revestir sobre ello el metal. Se puede utilizar cualquier método de revestimiento de metales (véase más abajo) .

Por “metal” se quiere dar a entender cualquier metal puro o aleación o combinación de metales. Puede estar presente más de una capa de metal, y las capas pueden tener las mismas o diferentes composiciones.

Existen muchos componentes electrónicos y eléctricos en vehículos que llevan a cabo diversas funciones. Muchos de éstos están alojados en VEEHs por motivos de conveniencia de tener a estos componentes particulares en un lugar y/o para protegerlos frente al entorno. En algunos casos, las carcasas se utilizan también para prevenir que radiación electromagnética (ER – siglas en inglés) emane y/o acceda al equipo electrónico o eléctrico. Esta protección de ER puede conseguirse mediante el uso de una capa de metal sobre la carcasa.

Sin embargo, las VEEHs han de realizar a menudo otras funciones. Por ejemplo, pueden ser parte de otra estructura mayor, de modo que tengan una cierta rigidez y/o resistencia mecánica mínima. Han de resistir las

1. Una carcasa electrónica o eléctrica para vehículos, que comprende una composición de polímeros orgánicos que está revestida, al menos en parte, por un metal, 5 en donde la composición de polímeros orgánicos incluye una carga/agente de refuerzo, constituyendo la carga/agente de refuerzo al menos el 25% en peso de la composición de polímeros orgánicos, en donde el revestimiento de metal comprende un material metálico que comprende al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en cobre, cobalto, hierro y níquel, en donde el revestimiento de metal tiene un espesor de 0, 010 mm a 1, 3 mm, 10 en donde al menos una capa de dicho revestimiento de metal tiene un tamaño de grano medio de 5 nm a 200 nm; y en donde un módulo de flexión de dicha composición de polímeros orgánicos revestida por dicho metal es al menos el doble que el de dicha composición de polímeros orgánicos.

2. La carcasa electrónica o eléctrica para vehículos según la reivindicación 1, en donde dicho polímero orgánico, si es un termoplástico, tiene un punto de fusión y/o un punto de transición vítrea de 100 ºC o más, o si es un componente termoendurecible tiene una temperatura de deflexión térmica de 100 ºC o más o una carga de 0, 455 MPa.

3. La carcasa electrónica o eléctrica para vehículos según la reivindicación 1 ó 2, en donde dicha carcasa electrónica o eléctrica está revestida con metal en el exterior y/o interior de dicha carcasa electrónica o eléctrica.

4. La carcasa electrónica o eléctrica para vehículos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde una capa más gruesa de dicho revestimiento de metal tiene un tamaño de grano medio de al menos 500 nm y/o 25 tiene un tamaño de grano máximo medio de 5000 nm.

5. La carcasa electrónica o eléctrica para vehículos de la reivindicación 1, en donde una energía de impacto de una sección revestida con metal de la composición de polímeros orgánicos es al menos 1, 5 veces una energía de impacto de una sección no revestida de la composición de polímeros orgánicos.

3.

6. La carcasa electrónica o eléctrica para vehículos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde un módulo de flexión de una sección revestida con metal de la composición de polímeros orgánicos es al menos 3 veces el módulo de flexión de una sección no revestida de la composición de polímeros orgánicos.

7. La carcasa electrónica o eléctrica para vehículos de la reivindicación 6, en donde el módulo de flexión de la sección no revestida de la composición de polímeros orgánicos es mayor que 200 MPa.

8. La carcasa electrónica o eléctrica para vehículos de la reivindicación 1, en donde el módulo de flexión de la sección no revestida de la composición de polímeros orgánicos es mayor que 500 MPa.

4.

9. La carcasa electrónica o eléctrica para vehículos de la reivindicación 1, en donde la carga/agente de refuerzo constituye al menos el 35% en peso de la composición de polímeros orgánicos.

10. La carcasa electrónica o eléctrica para vehículos de la reivindicación 1, que comprende una poliamida que 45 contiene opcionalmente uno o más aditivos seleccionados del grupo que consiste en cargas, agentes de refuerzo, pigmentos, colorantes, estabilizantes, agentes reforzantes, agentes nucleantes, antioxidantes, ignifugantes, auxiliares del proceso y promotores de la adherencia.