Cuerpos moldeados coloreados resistentes a la intemperie, con brillo y resistencia al frotamiento mejorados.

Masa de moldeo que comprende

a) un material de matriz de poli(met)acrilato de

(alquilo)

b) al menos un compuesto de la fórmula (I)

en donde

R, independientemente uno de otro, son un radical alquilo con 1 a 11, preferiblemente 1 a 4 átomos de carbono,

R1, independientemente uno de otro, son R o un radical poliéster,

R2, independientemente uno de otro, son R, un radical poliéster o un radical hidrocarbonado con 12 a 36 átomos de carbono,

n, m y p, independientemente uno de otro, son de 0 a 58,

con la condición de que

N ≥ n + m + p + 2 sea de 15 a 75, y

de que todos los R1 sean distintos de R cuando todos los R2 sean iguales a R, y al menos un R2 sea distinto de R cuando todos los R1 sean iguales a R y/o

de que todos los radicales R1 sean distintos de R cuando m y p sean 0, y m o p, preferiblemente m, sea distinto de 0 cuando todos los radicales R1 sean iguales a R.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/064326.

Solicitante: EVONIK ROHM GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: KIRSCHENALLEE 45 64293 DARMSTADT ALEMANIA.

Inventor/es: SCHULTES, KLAUS, LEHMANN, KATHRIN, GOLCHERT, URSULA, POTH,Marc, KHRENOV,VICTOR, MISCHLICH,ANDREAS, NAU,STEFAN, HALBLÄNDER,ANTON, MANIS,ANTONIOS, ZHU,ZHEN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > Composiciones de homopolímeros o copolímeros de... > C08L33/08 (Homopolímeros o copolímeros de ésteres de ácido acrílico)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > Composiciones de homopolímeros o copolímeros de... > C08L33/10 (Homopolímeros o copolímeros de ésteres de ácido metacrílico)

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Fragmento de la descripción:

Cuerpos moldeados coloreados resistentes a la intemperie, con brillo y resistencia al frotamiento mejorados

Objeto de la presente invención son cuerpos moldeados coloreados, resistentes a la intemperie, a base de poli(met)acrilato (de alquilo) con brillo mejorado y resistencia frente a influencias mecánicas sobre la superficie del cuerpo moldeado, en particular una resistencia al frotamiento y al rayado mejorada, así como masas de moldeo para la producción de los mismos.

Piezas componentes de material sintético transparentes se encuentran en numerosas aplicaciones: por ejemplo, como paneles en aparatos domésticos, como cubiertas para instrumentos en vehículos automóviles o como pantallas.

La elevada transparencia óptica y la ausencia de un color propio de masas de moldeo de poli(metacrilato de metilo) (PMMA) posibilita la realización de un amplio espectro de diferentes coloraciones que pasan a emplearse para cubiertas decorativas (p. ej. diferentes paneles en el interior y exterior de automóviles). Además de ello, mediante el empleo de masas de moldeo de PMMA coloreadas se pueden realizar superficies de la máxima calidad (las denominadas superficies de clase A), lo cual juega un papel importante para las aplicaciones finales.

Las superficies de las piezas producidas a partir de PMMA poseen una elevada dureza que es de decisiva importancia para su aplicación final como cubierta decorativa. Es realmente conocido que entre los materiales termoplásticos el PMMA es aquel con la mayor dureza de la superficie y resistencia al rayado, determinadas mediante el ensayo de dureza con lápiz. A pesar de ello, para algunas aplicaciones con requisitos particularmente elevados a las superficies, en particular en el caso de piezas decorativas y que atraen la intención, incluso los cuerpos moldeados de PMMA deben ser protegidos frente a distintos fenómenos de desgaste. Para ello, las piezas componentes se dotan a menudo con un revestimiento.

En general, la propensión de los cuerpos moldeados de material sintético frente a huellas de frotamiento y rayados representa un problema, dado que los objetos afectados se vuelven muy rápidamente de un aspecto desagradable. Por lo tanto, se desarrollaron numerosos procedimientos para proveer a materiales sintéticos de capas resistentes al rayado. Como materiales de revestimiento se utilizan preferiblemente resinas de material sintético curables. Se pueden mencionar, por ejemplo, revestimientos de poliésteres con un dialdehído (p. ej. documento US 3484157), polluretanos (p. ej., documento DE 2611782), con titanato de alquilo (p. ej. documento US 37487), melamina en las más diversas variaciones o melamina-poliol (p. ej. documentos GB 138697, US 3862261). Además, para el revestimiento se ha recurrido a resinas acrílicas de los más diversos tipos (p. ej. documento DE 2317874), hidrocarburos fluorados en las más diversas combinaciones y modificaciones (documentos NL 668316, DE 1963278, DE 245476), compuestos de polialquilenimina reticulados (documento US 3766299) y compuestos de silicio, en particular resinas de silicona (p. ej. documentos BE 82143, US 3451838, US 377397). El documento EP 18129 describe un procedimiento para el revestimiento de materiales sintéticos con un efecto de resistencia al rayado y de anti-reflexión consistente en polímeros de acrilato o metacrilato, polimerizados orgánicos de silicio o resinas de melamina.

También se describieron los más diversos sistemas de sol-gel que, entre otros, pueden emplearse con ayuda de procedimientos con plasma. Estos sistemas se preparan a menudo a partir de silanos modificados y alcóxidos mediante procesos de hidrólisis y condensación. En virtud de la reactividad de estos sistemas, la estabilidad al almacenamiento de la mezcla de barnices es la mayoría de las veces muy corta. Además de ello, también se emplean agentes de revestimiento curables por radiación para el revestimiento de sustratos de material sintético. Así, en el documento US 6.42.451 se describen agentes de revestimiento curables por radiación para el revestimiento de sustratos ópticos, por ejemplo lentes, a partir de diferentes sustratos de material sintético tales como, por ejemplo, policarbonato. Los agentes de revestimiento contienen, junto a acrilatos monofuncionales, acrllatos de uretano y óxidos de metales coloidales, en particular partículas de Si2.

Todos los procedimientos precedentemente descritos tienen en común que requieren etapas de trabajo adicionales y complejas, a saber la aplicación y el curado del sistema de barniz/agente de revestimiento.

Especialmente para mejorar la resistencia al rayado de elastómeros termoplásticos, en particular poliuretanos (TPU), pollamidas (PEBA), copoliésteres (COPE) y estirenoles (S-TPE) se propusieron por lo tanto por la razón social Evonik Goldschmidt GmbH en el documento EP 1 64 418 siloxanos organo-modificados como aditivos. Estos siloxanos se añaden como aditivo directamente a la masa de moldeo. Forman sobre la superficie de la pieza moldeada producida a partir de la masa de moldeo un tipo de película lubricante. Con ello se impiden desperfectos

de la superficie, de manera que el objeto que actúa sobre la pieza moldeada puede deslizarse sobre la superficie. Los cuerpos moldeados no requieren, por lo tanto, presumiblemente, un revestimiento adicional con un barniz resistente al rayado.

Un examen más preciso del documento EP 1 64 418 demuestra que en el caso de los materiales sintéticos allí utilizados se trata - en comparación con PMMA - de materiales sintéticos muy blandos. Éstos presentan una superficie elástica y, por lo tanto, son por si mismos menos sensibles frente a las influencias mecánicas con objetos afilados o punzantes. Por consiguiente, polímeros elásticos de este tipo plantean requisitos muy distintos en relación con un acabado resistente al rayado a, p. ej., la superficie muy dura de piezas moldeadas de PMMA. No existe en el documento EP 1 64 418 indicio alguno de que siloxanos organo-modificados puedan mejorar también la resistencia al frotamiento de superficies de piezas moldeadas de PMMA. Este tampoco se puede deducir del documento EP 1 64 418, dado que allí, como ya se ha dicho, se utilizan polímeros totalmente diferentes.

En el documento DE 1 59 454 se proponen asimismo aditivos con unidades de siloxano que deben mejorar la resistencia al rayado de superficies de piezas moldeadas a base de diferentes polímeros. En este caso, se trata de poliolefinas modificadas con poliéster-polisiloxanos que se obtienen mediante reacción de poliolefinas injertadas con anhídridos de ácidos con organopolisiloxanos hidroxi-funcionales. Estos copolímeros de poliéster y polisiloxano se añaden como aditivo a la matriz del polímero. Lo desventajoso de este procedimiento es, sin embargo, la compleja preparación de los copolímeros de poliéster y polisiloxano.

En relación con los efectos de los diversos aditivos propuestos en el estado conocido de la técnica sobre el aspecto de color de las masas de moldeo, no se dice nada en el estado conocido de la técnica.

Por consiguiente, sigue existiendo una demanda de nuevas masas de moldeo de poli(metacrilato) de (alquilo) o bien aditivos para masas de moldeo de poli(metacrilato) de (alquilo) que permitan producir piezas moldeadas, en particular piezas moldeadas coloreadas, en particular piezas moldeadas coloreadas, de manera muy particular coloreadas de negro con una elevada brillantez del color, un elevado brillo y una muy buena resistencia frente a influencias mecánicas sobre la superficie de las piezas moldeadas, en particular una resistencia al frotamiento y al rayado, sin que la superficie deba ser protegida con un revestimiento.

Partiendo del estado conocido de la técnica precedentemente descrito, la misión de la presente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Masa de moldeo que comprende

a) un material de matriz de poli(met)acrllato de (alquilo)

b) al menos un compuesto de la fórmula (I)

en donde

R, independientemente uno de otro, son un radical alquilo con 1 a 11, preferiblemente 1 a 4 átomos de

carbono,

R1, independientemente uno de otro, son R o un radical poliéster,

R2, independientemente uno de otro, son R, un radical poliéster o un radical hidrocarbonado con 12 a 36

átomos de carbono,

n, m y p, independientemente uno de otro, son de a 58, con la condición de que N = n + m + p + 2 sea de 15 a 75, y

de que todos los R1 sean distintos de R cuando todos los R2 sean iguales a R, y al menos un R2 sea distinto

de R cuando todos los R1 sean ¡guales a R

y/o

de que todos los radicales R1 sean distintos de R cuando m y p sean , y m o p, preferiblemente m, sea distinto de cuando todos los radicales R1 sean iguales a R.

2. Cuerpo moldeado, que comprende

a) un material de matriz de poli(met)acrilato de (alquilo)

b) al menos un compuesto de la fórmula (I)

carbono

R1-------Si--------o-

I

R

R

Si-

I

R

n L

Si-o R

mL

R2

SI-

I

R2

R

I

Si--------R

R

(I)

en donde

R, Independientemente uno de otro, son un radical alquilo con 1 a 11, preferiblemente

a 4 átomos de

R1, Independientemente uno de otro, son R o un radical poliéster,

R2, Independientemente uno de otro, son R, un radical poliéster o un radical hidrocarbonado con 12 a 36 átomos de carbono,

n, m y p, independientemente uno de otro, son de a 58, con la condición de que N = n + m + p + 2 sea de 15 a 75, y

de que todos los R1 sean distintos de R cuando todos los R2 sean iguales a R, y al menos un R2 sea distinto

de R cuando todos los R1 sean iguales a R

y/o

de que todos los radicales R1 sean distintos de R cuando m y p sean , y m o p, preferiblemente m, sea distinto de cuando todos los radicales R1 sean iguales a R.

3. Masa de moldeo o cuerpo moldeado según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que está coloreado, preferiblemente está coloreado de azul, verde, marrón o negro.

4. Masa de moldeo o cuerpo moldeado según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la concentración de partida del componente b) está en el intervalo de ,1 a 1% en peso, de manera particularmente preferida de ,3 a 5% en peso, de manera muy particularmente preferida en el intervalo de ,5 a 4,% en peso, y de

manera especialmente preferida en el intervalo de 1 a 3% en peso.

5. Masa de moldeo o cuerpo moldeado según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que contiene uno o varios de los siguientes componentes:

colorantes, estabilizadores a la luz, absorbedores IR, sustancias activas antimicrobianas, ignífugos, termoestabilizadores, antioxidantes, polímeros reticulantes, aditivos reforzadores de fibras de tipo orgánico o inorgánico.

6. Masa de moldeo o cuerpo moldeado según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que contiene un agente modificador de la resistencia al impacto, preferiblemente en una proporción de ,1 a 15% en peso, de manera particularmente preferida de ,5 a 1% en peso y de manera muy particularmente preferida de 1 a 6% en peso, en cada caso referido a la masa total de la masa de moldeo.

7. Masa de moldeo o cuerpo moldeado según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que los radicales poliéster están constituidos por 3 a 3, de preferencia por 8 a 25 y de manera particularmente preferida por 15 a 25 unidades áster, y/o como alcoholes de partida presentan radicales alcohol que se derivan de alcoholes insaturados primarios, preferiblemente de tal manera que presentan radicales poliéster de una estructura conforme a la fórmula (II):

-Rq-(Rr)zH (II)

con

Rq = -(CH2)x--,

Rr = C(O) - (CH2)y--,

x = 2 a 1, preferiblemente 3 a 7, en particular 6 e y = 2 a 1, preferiblemente 3 a 8 y preferiblemente 4 ó 5.

Z = 3 a 3, preferiblemente de 8 a 25 y de manera particularmente preferida de 15 a 25,

en donde los radicales poliéster están constituidos por moléculas de partida iguales o diferentes, preferiblemente los radicales poliéster están constituidos por moléculas de partida iguales.

8. Masa de moldeo o cuerpo moldeado según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que

P = , o

junto a los radicales R1, también uno o más de los radicales R2 es un radical poliéster, o

los radicales R1 son todos iguales a R, con R preferiblemente radical metilo, R2 es un radical hidrocarbonado con 12 a 36 átomos de carbono, N > 3, p = y m = 3 a 48, o

uno o varios de los radicales R1 y/o R2 es un radical poliéster, en donde N = 1 a 45, p es preferiblemente y m es igual a 1 hasta 1, o

los radicales R2 son exclusivamente radicales poliéster o exclusivamente radicales hidrocarbonados con 12 a 36 átomos de carbono, o

los radicales R2 son exclusivamente radicales hidrocarbonados en donde R1 = R = metilo, N = 4 a 5 y los radicales R2 son radicales alquilo con 3 átomos de carbono o una mezcla de radicales alquilo con 24 a 28 átomos de carbono, o

los radicales R1 y/o R2 son exclusivamente radicales poliéster, en donde R = metilo y N = 2 a 45, y los radicales poliéster presentan 15 a 25 unidades áster, o

p = , Rq = radical hexanol y R = metilo. 9

9. Masa de moldeo o cuerpo moldeado según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que se utiliza un compuesto de la fórmula (I) con p = , Rq = radical hexanol y R = metilo, así como los otros radicales correspondientemente a la siguiente tabla:

N

M

r1

R2

en cada caso radical poliéster con 2 unidades de caprolactona

-

metilo

radical alquilo con 24 a 28 átomos de C

en cada caso radical poliéster con 18 unidades de caprolactona

en cada caso radical poliéster con 15 unidades de caprolactona

en cada caso radical poliéster con 15 unidades de caprolactona

metilo

en cada caso radical poliéster con 25 unidades de caprolactona

metilo

radical alquilo con 24 a 28 átomos de C

metilo

radical alquilo con 3 átomos de C

1. Masa de moldeo o cuerpo moldeado según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que

en el caso del componente a) se trata de una mezcla que comprende un copolímero (I) y un copolímero (II), en donde el copolímero (I) de la mezcla se polimeriza en un 8 hasta 1, preferiblemente en un 9 hasta 1, en particular en un 99 hasta 1% en peso a partir de metacrllato de metilo, estlreno y anhídrido del ácido maleico, y eventualmente en - 2, preferiblemente en - 1, en particular en a 1% en peso de otros comonómeros polimerizables en los radicales, preferiblemente a-metilestireno o (met)acrllatos de alquilo Ci a C4, en particular acrilato de metilo, acrllato de etilo o acrilato de butilo,

y

el (co)polímero (II) se polimeriza a partir de 8 - 1% en peso, preferiblemente 9 a 99,5% en peso de unidades de metacrilato de metilo, -2% en peso, preferiblemente ,5 a 1% en peso de otros monómeros copolimerizables en los radicales con metacrilato de metilo, preferiblemente (met)acrilatos de alquilo C-i a C4, en particular acrilato de metilo, acrilato de etilo o acrilato de butilo, en particular acrilato de n-butilo.

11. Masa de moldeo o cuerpo moldeado según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque

en el caso del componente a) se trata de una mezcla de polímeros que contiene los siguientes componentes:

A) un (co)polímero de (met)acrilato de bajo peso molecular, caracterizado por una viscosidad en disolución en cloroformo a 25°C (norma ISO 1628 - parte 6) menor que/igual a 55 ml/g,

y/o

B) un (co)polímero de (met)acrilato de elevado peso molecular caracterizado por una viscosidad en disolución en cloroformo a 25°C (norma ISO 1628 - parte 6) menor que/igual a 65 ml/g

y/o

C) otro (co)polímero de (met)acrilato distinto de A), caracterizado por una viscosidad en disolución en cloroformo a 25°C (norma ISO 1628 - parte 6) de 5 a 55 ml/g,

en donde los componentes A), B) y/o C) pueden entenderse en cada caso por sí solos como polímeros individuales como también como mezclas de polímeros, sumándose A), B) y/o C) hasta 1% en peso.

12. Masa de moldeo o cuerpo moldeado según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que

en el caso del componente a) se trata de una mezcla de polímeros a base de un (co)polímero de (met)acrilato de alto peso molecular, caracterizado por una viscosidad en disolución en cloroformo a 25°C (norma ISO 1628 - parte 6) de 5 a 55 ml/g,

y

un copolímero de estireno/anhídrido del ácido maleico.

13. Uso de una masa de moldeo según una de las reivindicaciones 1 a 12, para la producción de un cuerpo moldeado según una de las reivindicaciones 2 a 12.

14. Uso de un cuerpo moldeado según una de las reivindicaciones 2 a 12 como pantallas de cubrición decorativas o elementos de montaje funcionales, en vehículos automóviles, electrónica de entretenimiento o en aparatos domésticos.