COMPOSICION DE TENACIDAD A LA FRACTURA AUMENTADA.

Composición de resina epoxídica que comprende:

(a) una resina epoxídica líquida a temperatura ambiente que tiene en promedio más de un grupo 1,2-epóxido en la molécula;

(b) un sistema de endurecedor-acelerador que consiste esencialmente en un endurecedor de tipo polioxialquilenamina; y

(c) un modificador de impacto que es un copolímero de bloque que tiene al menos un bloque compuesto predominantemente de metacrilato de metilo

Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W06064283EP.

Solicitante: HUNTSMAN ADVANCED MATERIALS (SWITZERLAND) GMBH.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: KLYBECKSTRASSE 200,4057 BASEL.

Inventor/es: WEIDMANN, ULRICH, HUBSCHMID,CHANTAL, MEUNIER,CELINE.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 2 de Diciembre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > C08L63/00 (Composiciones de resinas epoxi; Composiciones de los derivados de resinas epoxi)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > C08L53/00 (Composiciones de polímeros en bloque que contienen al menos una serie de un polímero obtenido por reacciones que implican solamente enlaces insaturados carbono-carbono; Composiciones de los derivados de tales polímeros)

Clasificación PCT:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > C08L63/00 (Composiciones de resinas epoxi; Composiciones de los derivados de resinas epoxi)
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Fragmento de la descripción:

Composición de tenacidad a la fractura aumentada.

Campo técnico

Esta invención se refiere a composiciones de resina epoxídica con una resistencia de tenacidad a la fractura mejorada.

Las composiciones de resina epoxídica presentan numerosas propiedades ventajosas que permiten usarlas como adhesivos estructurales o como matriz para materiales compuestos o en aplicaciones para proteger componentes electrónicos. Las composiciones de la invención comprenden una resina epoxídica, un componente modificador de impacto, especialmente un copolímero, y un endurecedor. Estas composiciones pueden fabricarse mediante disolución del copolímero en la resina epoxídica, seguido de adición del endurecedor y entrecruzamiento en condiciones calientes.

Antecedentes de la invención

Los materiales epoxídicos tienen una alta densidad de entrecruzamiento, lo que les proporciona una alta temperatura de transición vítrea Tg, lo que confiere excelentes propiedades termomecánicas al material. Cuanto mayor sea la densidad de entrecruzamiento, mayor será la Tg del material y por consiguiente mejor serán las propiedades termomecánicas: mayor será el límite de temperatura de funcionamiento del material. No obstante, las propiedades de resistencia al impacto de los materiales epoxídicos son insuficientes para numerosas aplicaciones. Se han desarrollado numerosas soluciones para intentar responder a este problema. Al mismo tiempo, aunque todos los materiales epoxídicos son difíciles de reforzar con respecto a los impactos, los materiales epoxídicos con altos valores de Tg son los más difíciles.

La solicitud de patente estadounidense 2003/0187138 describe un agente de tenacidad a la fractura para resinas termoendurecibles que comprende un polímero de tritiocarbonato.

La patente EP 0 659 833 describe una composición a base de resinas epoxídicas, un modificador de impacto y una mezcla de endurecedores de amina que está formada por diciandiamida, amina cicloalifática y polioxialquilenamina.

La patente estadounidense US 486256 describe una composición de dos partes que comprende una resina epoxídica, un extendedor de cadena, un catalizador de base y un agente de tenacidad a la fractura polimérico, especialmente un copolímero de injerto de núcleo-envuelta.

La publicación estadounidense US 2003/0187154 describe composiciones de resina epoxídica resistentes al impacto que contienen una resina epoxídica (A), un copolímero (B), por ejemplo un caucho de CTBN, un endurecedor latente (C) y productos de reacción que contienen más de un grupo carboxilo por molécula.

Recientemente, se ha encontrado que la adición de copolímeros de tribloque que tienen al menos un bloque compuesto predominantemente de unidades de metacrilato de metilo a composiciones epoxídicas da como resultado materiales epoxídicos con una resistencia al impacto mejorada; documento EP1290088.

La solicitud de patente WO 03/063572 describe materiales termoestables con una resistencia al impacto mejorada, obtenidos a partir de composiciones que comprenden una resina endurecible, normalmente resina epoxídica, poliamida que resulta de la condensación de al menos un diácido y al menos una diamina, y posiblemente un modificador de impacto seleccionado de copolímeros SBM, BM y MBM.

Sumario de la invención

Ahora se ha descubierto sorprendentemente que la resistencia al impacto de los materiales epoxídicos se mejora significativamente cuando se curan composiciones que contienen una resina epoxídica, un componente modificador de impacto que es un copolímero de bloque que tiene al menos un bloque compuesto predominantemente de unidades de metacrilato de metilo, junto con un endurecedor de polioxialquilenamina, para formar materiales epoxídicos.

Descripción detallada de la invención

La presente invención se refiere por tanto a composiciones de resina epoxídica que comprenden

    (a) una resina epoxídica líquida a temperatura ambiente que tiene en promedio más de un grupo 1,2-epóxido en la molécula;
    (b) un sistema de endurecedor-acelerador que consiste esencialmente en un endurecedor de polioxialquilenamina (comercializado por Huntsman como endurecedor Jeffamine®);
    (c) un modificador de impacto que contiene al menos uno de un copolímero de bloque que tiene al menos un bloque compuesto predominantemente de metacrilato de metilo.

Resina epoxídica

La expresión "resina epoxídica" se entiende que quiere decir cualquier compuesto orgánico que tiene al menos dos grupos funcionales de tipo oxirano que puede polimerizarse mediante apertura de anillo. La expresión "resina epoxídica" indica cualquier resina epoxídica convencional que es líquida a temperatura ambiente (23ºC) o a una temperatura superior. Estas resinas epoxídicas pueden ser monoméricas o poliméricas, por un lado, alifáticas, cicloalifáticas, heterocíclicas o aromáticas, por otro lado. Pueden mencionarse, como ejemplos de tales resinas epoxídicas, diglicidil éter de resorcinol, diglicidil éter de bisfenol A, triglicidil-p-amino-fenol, diglicidil éter de bromobisfenol F, el triglicidil éter de m-amino-fenol, tetraglicidilmetilendianilina, el triglicidil éter de (trihidroxi-fenil)metano, poliglicidil éteres de novolaca fenol-formaldehído, poliglicidil éteres de novolaca orto-cresol y tetraglicidil éteres de tetrafenil-etano. También pueden usarse mezclas de al menos dos de estas resinas.

Son resinas epoxídicas, por ejemplo, aquéllas que contienen grupos de fórmula A


en la que o bien R6 y R8 son cada uno un átomo de hidrógeno, en cuyo caso R7 es entonces un átomo de hidrógeno o un grupo metilo, o bien R6 y R8 juntos son -CH2-CH2 o -CH2-CH2-CH2-, en cuyo caso R7 es entonces un átomo de hidrógeno, unido directamente a átomos de oxígeno, nitrógeno o azufre.

Ejemplos, que pueden mencionarse, de tales resinas son ésteres poliglicidílicos y ésteres poli-(beta-metilglicidílicos), que pueden obtenerse mediante la reacción de un compuesto que contiene dos o más grupos ácido carboxílico por molécula con epiclorhidrina, diclorhidrina de glicerol o beta-metilepiclorhidrina en presencia de un álcali. Tales ésteres poliglicidílicos pueden derivarse de ácidos policarboxílicos alifáticos, por ejemplo ácido oxálico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido azelaico, ácido sebácido o ácido linoleico dimerizado o trimerizado, de ácidos policarboxílicos cicloalifáticos, tales como ácido tetrahidroftálico, ácido 4-metiltetrahidroftálico, ácido hexahidroftálico y ácido 4-metilhexahidroftálico, y de ácidos policarboxílicos aromáticos, tales como ácido ftálico, ácido isoftálico y ácido tereftálico.

Otros ejemplos son poliglicidil éteres y poli-(beta-metilglicidil) éteres que pueden obtenerse mediante la reacción de un compuesto que contiene al menos dos grupos hidroxilo fenólicos y/o alcohólicos libres por molécula con la epiclorhidrina correspondiente en condiciones alcalinas, o en presencia de un catalizador ácido, con tratamiento posterior con un álcali. Estos éteres pueden prepararse con poli-(epiclorhidrina) a partir de alcoholes acíclicos, tales como etilenglicol, dietilenglicol y poli-(oxietilen)glicoles superiores, propano-1,2-diol...

 


Reivindicaciones:

1. Composición de resina epoxídica que comprende:

    (a) una resina epoxídica líquida a temperatura ambiente que tiene en promedio más de un grupo 1,2-epóxido en la molécula;
    (b) un sistema de endurecedor-acelerador que consiste esencialmente en un endurecedor de tipo polioxialquilenamina; y
    (c) un modificador de impacto que es un copolímero de bloque que tiene al menos un bloque compuesto predominantemente de metacrilato de metilo.

2. Composición de resina epoxídica según la reivindicación 1, en la que (a) es una resina epoxídica aromática, preferiblemente un diglicidil éter de un bisfenol.

3. Composición de resina epoxídica según la reivindicación 1 ó 2, en la que (b) es una polioxipropilentriamina o una polioxipropilendiamina.

4. Composición de resina epoxídica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que además del endurecedor (b) está presente un endurecedor de tipo amina diferente de (b).

5. Composición de resina epoxídica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el modificador de impacto (c) es un copolímero de tribloque S-B-M o de tribloque M-B-M.

6. Composición de resina epoxídica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que (a) se emplea en cantidades del 30 al 94,5% en peso basándose en la cantidad de los componentes (a), (b) y (c).

7. Composición de resina epoxídica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que (b) se emplea en cantidades del 5 al 50% en peso basándose en la cantidad de los componentes (a), (b) y (c).

8. Composición de resina epoxídica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que (c) se emplea en cantidades del 0,5 al 20% en peso basándose en la cantidad de los componentes (a), (b) y (c).

9. Composición de resina epoxídica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que, por cada 100 partes en peso de la composición de (a), (b) y (c), los componentes (a) y (b) están presentes en cantidades de 70-99,5 partes en peso y el componente (c) en cantidades de 0,5-30 partes en peso.

10. Composición de resina epoxídica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende adicionalmente un aditivo seleccionado del grupo que comprende cargas, pigmentos, colorantes, sustancias retardadoras de llama, antiestáticos, promotores de la adhesión, agentes de control de flujo, antioxidantes, estabilizadores de luz y fibras.

11. Composición de resina epoxídica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que el componente (a) se emplea en cantidades del 60 al 78,5% en peso basándose en la cantidad de los componentes (a), (b) y (c).

12. Composición de resina epoxídica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en la que el componente (b) se emplea en cantidades del 5 al 30% en peso basándose en la cantidad de los componentes (a), (b) y (c).

13. Composición de resina epoxídica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en la que el componente (c) se emplea en cantidades del 1,5 al 10% en peso basándose en la cantidad de los componentes (a), (b) y (c).

14. Método para la preparación de una composición de resina epoxídica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende o bien combinar la resina epoxídica (a) y el modificador de impacto (b) seguido de añadir el endurecedor de tipo polioxialquilenamina (c) o bien combinar el modificador de impacto (b) en primer lugar con el endurecedor de tipo polioxialquilenamina (c) y después con la resina epoxídica (a).

15. Uso de una composición de resina epoxídica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, como composición de recubrimiento, pintura, composición de moldeo, resina de inmersión, resina de colada, resina de impregnación, resina de laminación, adhesivo de fusión en caliente, composición para el proceso de RTM, adhesivo de 1 ó 2 componentes o matriz.