Masa moldeable termoplástica.

Masa moldeable termoplástica que contiene, con respecto a la masa moldeable termoplástica

,

a) al menos una poliamida, una copoliamida o una combinación de polímeros que contiene poliamida como componente A, presentando la poliamida un índice de viscosidad de 90 ml/g a 350 ml/g, determinado en una solución al 0,5 % en peso en ácido sulfúrico al 96 % en peso a 25 ºC de acuerdo con la norma ISO 307,

b) del 0,1 % al 10 % en peso de nanotubos de carbono, grafeno o mezclas de los mismos como componente B,

c) del 0,1 % al 3 % en peso de líquidos iónicos como componente C, conteniendo el componente C del 0 % al 30 % en peso de sal metálica,

en donde la masa moldeable termoplástica no presenta unidades de poliamida-12.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/073181.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: WEBER, MARTIN, KRAUSE, BEATE, SZARVAS,LASZLO, GIBON,Cecile, KUJAT,Christof, KLEIN,DANIEL, YANG,XIN, POETSCHKE,PETRA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS... > C08K5/00 (Utilización de ingredientes orgánicos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS... > Utilización de ingredientes inorgánicos > C08K3/04 (Carbono)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS... > Utilización de ingredientes caracterizados por su... > C08K7/24 (inorgánicas)

PDF original: ES-2543562_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Masa moldeable termoplástica La invención se refiere a una masa moldeable termoplástica que contiene además de poliamida y nanotubos de carbono, grafenos o mezclas de los mismos adicionalmente líquidos iónicos.

El uso de nanotubos de carbono en plásticos especiales en combinación con líquidos iónicos se conoce en sí.

El documento WO 2008/006422 se refiere al uso de líquidos iónicos o soluciones de sales metálicas en líquidos iónicos como agentes antiestáticos para plásticos. Los plásticos son a este respecto en particular poliuretanos. No están presentes indicaciones sobre otros plásticos que pueden usarse.

El documento JP-A-2009-155436 se refiere a dispersiones de nanotubos de carbono y compuestos de resina así como a cuerpos moldeados de resina que contienen dispersiones de nanotubos de carbono. Los nanotubos de carbono se hacen reaccionar en primer lugar con sustancias tensioactivas a base de silano, que deben permitir una unión mejorada a la resina polimérica. Además se usan las sustancias tensioactivas a base de silano junto con un líquido iónico. La proporción del líquido iónico asciende a este respecto de acuerdo con los ejemplos a aproximadamente el 6, 25 % en peso. En una lista de resinas termoplásticas que pueden usarse se mencionan también poliamidas tales como nailon-6. La masa fundida de sal (líquido iónico) se usa como medio de solución, en el que puede unirse la sustancia tensioactiva a base de silano de manera eficaz con los nanotubos de carbono.

El documento JP-A-2005-220316 se refiere a componentes eléctricamente conductores para su uso en aparatos electrofotográficos y su fabricación. Los componentes eléctricamente conductores están constituidos por un polímero de matriz, una carga en forma de fibra, eléctricamente conductora tal como nanotubos de carbono así como un líquido iónico. Como polímero de matriz se usan cauchos.

El objetivo de la presente invención es facilitar masas moldeables de poliamida que contienen nanotubos de carbono, grafeno o mezclas de los mismos, que presenten una conductividad mejorada, o en las que con obtención de la conductividad pueda reducirse el contenido en nanotubos de plástico, grafenos o mezclas de los mismos.

El objetivo se consigue de acuerdo con la invención mediante una masa moldeable termoplástica que contiene, con respecto a la masa moldeable termoplástica, a) al menos una poliamida, copoliamida o una combinación de polímeros que contiene poliamida como componente A, presentando la poliamida un índice de viscosidad de 90 ml/g a 350 ml/g, determinado en una solución al 0, 5 % en ácido sulfúrico al 96 % en peso a 25 ºC de acuerdo con la norma ISO 307, b) del 0, 1 % al 10 % en peso de nanotubos de carbono, grafeno o mezclas de los mismos como componente B, c) del 0, 1 % al 3 % en peso de líquidos iónicos como componente C, conteniendo el componente C del 0 % al 30 % en peso de sal metálica, en la que la masa moldeable termoplástica no presenta unidades de poliamida-12.

Se encontró sorprendentemente que una combinación de cantidades bajas de líquidos iónicos con nanotubos de carbono, grafenos o mezclas de los mismos conduce a una acción de combinación que produce una alta conductividad también con contenidos bajos en nanotubos de carbono, grafenos o mezclas de los mismos.

La proporción de los líquidos iónicos en la masa moldeable termoplástica asciende a este respecto preferentemente a del 0, 1 % al 1, 5 % en peso, en particular del 0, 3 % al 1, 2 % en peso.

La proporción de nanotubos de carbono, grafenos o mezclas de los mismos como componente B asciende preferentemente a del 0, 1 % al 7 % en peso, de manera especialmente preferente a del 0, 5 % al 4 % en peso, con respecto a la masa moldeable termoplástica.

Líquido iónico, componente C

La invención no está limitada a líquidos iónicos especiales como componente C; pueden usarse todos los líquidos iónicos adecuados, por los que se entiende también mezclas de distintos líquidos iónicos.

Los líquidos iónicos son según la definición de Wasserscheid y Keim en: Angewandte Chemie 2000, 112, 3926-3945 sales que funden a temperaturas relativamente bajas con carácter iónico, no molecular. Éstos son ya líquidos a temperaturas relativamente bajas y a este respecto relativamente poco viscosos. Éstos tienen muy buenas solubilidades para un gran número de sustancias orgánicas, inorgánicas y poliméricas. Además no son combustibles por regla general, no son corrosivos y no tienen presión de vapor medible.

Los líquidos iónicos son compuestos que se forman de iones positivos y negativos, sin embargo son en total de carga neutra. Los iones positivos como también los iones negativos son predominantemente monovalentes, sin embargo son posibles también aniones y/o cationes multivalentes, por ejemplo con de una a cinco, preferentemente con de una a cuatro, más preferentemente con de una a tres y de manera muy especialmente preferente con de una

a dos cargas eléctricas por ion. Las cargas pueden encontrarse en distintas zonas localizadas o deslocalizadas dentro de una molécula, o sea a modo de betaína, o están distribuidas también como un anión y catión separados. Se prefieren aquellos líquidos iónicos que están constituidos por al menos un catión y al menos un anión.

Los líquidos iónicos tienen un comportamiento en solución más complejo en comparación con disolventes acuosos y orgánicos tradicionales, dado que los líquidos iónicos son sales y no disolventes no iónicos moleculares. Los líquidos iónicos se encuentran preferentemente en un intervalo de temperatura de -70 ºC a 300 ºC en la fase líquida.

Se prefieren líquidos iónicos con punto de fusión lo más bajo posible, en particular por debajo de 150 ºC, más preferentemente por debajo de 100 ºC, de manera especialmente preferente por debajo de 80 ºC.

El líquido iónico que actúa como agente para la mejora de la conductividad puede seleccionarse de modo que sea en gran parte químicamente inerte frente a las sustancias que participan en la preparación de mezclas.

Los líquidos iónicos están constituidos normalmente por un catión orgánico, que con frecuencia se obtiene mediante alquilación de un compuesto, por ejemplo de imidazoles, pirazoles, tiazoles, isotiazoles, azatiazoles, oxotiazoles, oxazinas, oxazolinas, oxazaboroleno, ditiozoles, triazoles, selenozoles, oxafosfoleno, pirroles, boroles, furanos, tiofenos, fosfoleno, pentazoles, indoles, indolinas, oxazoles, isoxazoles, isotriazoles, tetrazoles, benzofuranos, dibenzofuranos, benzotiofenos, dibenzotiofenos, tiadiazoles, piridinas, pirimidinas, pirazinas, piridazinas, piperazinas, piperidinas, morfolonas, piranos, anolinas, ftalazinas, quinazolinas, quinoxalinas y combinaciones de los mismos.

De manera especialmente preferente en el líquido iónico se selecciona el catión del líquido iónico del grupo que contiene cationes amonio cuaternario, cationes fosfonio, cationes imidazolio cationes H-pirazolio, iones piridazinio, iones pirimidinio, iones pirazinio, cationes pirolidinio, cationes guanidinio, cationes de 5 a al menos 6 miembros que contienen al menos un átomo de fósforo o azufre, el catión 1, 8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-enio y el catión 1, 8diazabiciclo[4.3.0]non-5-inio así como oligómeros y polímeros que contienen estos cationes.

La parte aniónica del líquido iónico puede estar constituida por aniones inorgánicos u orgánicos. Los ejemplos típicos de esto son haluros, BX4-, PF6-, AsF6-, SbF6-, NO2-, NO3-, SO42-, alquilsulfatos, BR4-, carboranos sustituidos o no sustituidos, metalocarboranos sustituidos o no sustituidos, fosfatos, fosfitos, polioxometalatos, carboxilatos sustituidos o no sustituidos, triflatos,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Masa moldeable termoplástica que contiene, con respecto a la masa moldeable termoplástica, a) al menos una poliamida, una copoliamida o una combinación de polímeros que contiene poliamida como componente A, presentando la poliamida un índice de viscosidad de 90 ml/g a 350 ml/g, determinado en una solución al 0, 5 % en peso en ácido sulfúrico al 96 % en peso a 25 ºC de acuerdo con la norma ISO 307, b) del 0, 1 % al 10 % en peso de nanotubos de carbono, grafeno o mezclas de los mismos como componente B, c) del 0, 1 % al 3 % en peso de líquidos iónicos como componente C, conteniendo el componente C del 0 % al 30 % en peso de sal metálica, en donde la masa moldeable termoplástica no presenta unidades de poliamida-12.

2. Masa moldeable termoplástica según la reivindicación 1, caracterizada porque el componente B está contenido en la masa moldeable termoplástica en una cantidad del 0, 1 % al 7 % en peso, con respecto a la masa moldeable termoplástica.

3. Masa moldeable termoplástica según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque el componente C está contenido en la masa moldeable termoplástica en una cantidad del 0, 1 % al 1, 5 % en peso, con respecto a la masa moldeable termoplástica.

4. Masa moldeable termoplástica según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque las poliamidas en el componente A se seleccionan de la siguiente lista, indicándose los monómeros de partida entre paréntesis PA 26 (etilendiamina, ácido adípico) PA 210 (etilendiamina, ácido sebácico) PA 46 (tetrametilendiamina, ácido adípico) PA 66 (hexametilendiamina, ácido adípico) PA 69 (hexametilendiamina, ácido azelaico) PA 610 (hexametilendiamina, ácido sebácico) PA 612 (hexametilendiamina, ácido decandicarboxílico) PA 613 (hexametilendiamina, ácido undecandicarboxílico) PA 1212 (1, 12-dodecandiamina, ácido decandicarboxílico) PA 1313 (1, 13-diaminotridecano, ácido undecandicarboxílico) PA MXD6 (m-xililendiamina, ácido adípico) PA TMDT (trimetilhexametilendiamina, ácido tereftálico) PA 4 (pirrolidona) PA 6 (-caprolactama) PA 7 (etanolactama) PA 8 (capril-lactama) PA 9 (ácido 9-aminononanoico) poli (p-fenilendiamintereftalamida) (fenilendiamina, ácido tereftálico)

o mezclas o copolímeros de las mismas.

5. Masa moldeable termoplástica según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el componente A contiene como polímero de combinación cauchos naturales o sintéticos, cauchos de acrilato, poliésteres, poliolefinas, poliuretanos o mezclas de los mismos, dado el caso en combinación con un agente mediador de la compatibilidad.

6. Masa moldeable termoplástica según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque en el componente C el catión del líquido iónico se selecciona del grupo que contiene cationes amonio cuaternario, cationes fosfonio, cationes imidazolio, cationes H-pirazolio, iones piridazinio, iones pirimidinio, iones pirazinio, cationes pirolidinio, cationes guanidinio, cationes de 5 a al menos 6 miembros que contienen al menos un átomo de fósforo o azufre, el catión 1, 8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-enio y el catión 1, 8-diazabiciclo[4.3.0]non-5-inio así como oligómeros y polímeros que contienen estos cationes.

7. Masa moldeable termoplástica según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque en el líquido iónico el anión se selecciona de haluro, carboxilato C1-4, fosfato, alquil (C1-4) -fosfato, di-alquil (C1-4) -fosfato, alquil (C1-4) sulfato, alquil (C1-4) -sulfonato, hidrogenosulfato, triflimida, tetrafluoroborato, triflato dado el caso sustituidos o mezclas de los mismos.

8. Procedimiento para la preparación de masas moldeables termoplásticas según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los componentes B y C se introducen en el componente A en una prensa extrusora de doble husillo que giran en la misma dirección.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque la extrusión se realiza a una temperatura en el intervalo de 170 ºC a 350 ºC.

10. Uso de una masa moldeable termoplástica según una de las reivindicaciones 1 a 7 para la fabricación de cuerpos moldeados conductores.

11. Cuerpos moldeados a partir de una masa moldeable termoplástica según una de las reivindicaciones 1 a 7.