Poliamidas resistentes al envejecimiento por calor.

Materiales de moldeo termoplásticos, que contienen

A) del 10 al 99,999 % en peso de una poliamida,

B) del 0,001 al 20 % en peso de polvo de hierro con un tamaño de partícula de como máximo 10 μm

(valor d50), que puede obtenerse mediante descomposición térmica de pentacarbonilhierro y presenta una superficie BET específica de 0,1 a 5 m2/g de acuerdo con la norma DIN ISO 9277,

C) del 0 al 70 % en peso de otros aditivos,

dando como resultado la suma de los porcentajes en peso de los componentes A) a C) el 100 %.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/065582.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: DESBOIS, PHILIPPE, DR., BAUMERT, MARTIN, WILMS, AXEL, LIPPERT,GERALD, TRAUT,ALEXANDER, PRUSTY,MANORANJAN, KURIKOV,JORDAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS... > Utilización de ingredientes inorgánicos > C08K3/08 (Metales)

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Fragmento de la descripción:

Poliamidas resistentes al envejecimiento por calor

La Invención se refiere a materiales de moldeo termoplásticos, que contienen

A) del 1 al 99,999 % en peso de una poliamida,

B) del ,1 al 2 % en peso de polvo de hierro con un tamaño de partícula de como máximo 1 pm (valor d5o), que puede obtenerse mediante descomposición térmica de pentacarbonilhierro,

C) del al 7 % en peso de otros aditivos,

dando como resultado la suma de los porcentajes en peso de los componentes A) a C) el 1 %.

La invención se refiere además al uso de los materiales de moldeo de acuerdo con la invención para la fabricación de fibras, láminas y cuerpos moldeados de cualquier tipo, así como a los cuerpos moldeados que pueden obtenerse en este sentido.

Las poliamidas termoplásticas, tales como PA6 y PA66, a menudo se usan en forma de materiales de moldeo reforzados con fibra de vidrio como materiales de construcción para elementos constructivos, que durante su vida están expuestos a temperaturas elevadas, produciéndose daños termooxidativos. Si bien mediante la adición de estabilizadores térmico conocidos puede retrasarse el daño termooxidativo, no se puede prevenir a largo plazo, y se hace evidente por ejemplo en un nivel reducido de propiedades mecánicas. Es altamente deseable mejorar la resistencia al envejecimiento por calor (REC) de poliamidas, ya que esto puede lograr vidas más largas para elementos constructivos sometidos a tensión térmica, o puede reducir el riesgo de que estos fallen. Como alternativa, una REC mejorada también puede permitir el uso de los componentes a temperaturas mayores.

El uso de polvo de hierro elemental en poliamidas se conoce por los documentos DE-A 26 2 449, JP-A 9/221 59, JP-A 2/86889 (en cada caso como material relleno), el documento JP-A 2/256 123 (como adición decorativa), así como el documento WO 26/74912 y el documento WO 25/7727 (estabilizadores).

Por el documento EP-A 1 846 56 se conoce una combinación de estabilizadores que contienen Cu con óxidos de hierro para poliamidas.

La resistencia al envejecimiento por calor de los materiales de moldeo conocidos sigue siendo insuficiente, en particular durante periodos prolongados de tensión térmica.

La superficie de los cuerpos moldeados no es enteramente satisfactoria, ya que el envejecimiento por calor provoca puntos porosos, así como formación de burbujas.

La solicitud de EP más reciente, número de registro: 817183.3, propone combinaciones de polietileniminas con polvo de hierro para mejorar la REC.

Por lo tanto, la presente invención se basaba en el objetivo de proporcionar materiales de moldeo de poliamida termoplásticos que tienen una REC mejorada y una buena superficie después del envejecimiento por calor, así como buenas propiedades mecánicas. La intención es mejorar el procesamiento por medio de procesos de soldadura, en particular para soldadura por vibración y procesos de soldadura con láser.

Por consiguiente, se descubrieron composiciones de moldeo definidas al principio. Formas de realización preferidas se desprenden de las reivindicaciones dependientes.

Los materiales de moldeo de acuerdo con la invención contienen como componente A) del 1 al 99,999 % en peso, preferentemente del 2 al 98 % en peso, y en particular del 25 al 94 % en peso, de por lo menos una poliamida.

Las poliamidas de los materiales de moldeo de acuerdo con la invención presentan por lo general un índice de viscosidad de 9 a 35 ml/g, preferentemente de 11 a 24 ml/g, determinado en solución al ,5 % en peso en ácido sulfúrico al 96 % en peso a 25 °C de acuerdo con la norma ISO 37.

Se da preferencia a resinas semicristalinas o amorfas con un peso molecular (promedio en peso) de por lo menos 5., descritas por ejemplo en las siguientes patentes americanas 2 71 25, 2 71 251, 2 1 3 523, 2 1 3 948, 2 241 322, 2 312 966, 2 512 66 y 3 393 21.

Ejemplos de éstas son poliamidas que se derivan de lactamas con 7 a 13 miembros de anillo, tal como, policaprolactama, policapril-lactama y polilaurinlactama, así como poliamidas obtenidas mediante reacción de ácidos dicarboxílicos con diaminas.

Los ácidos dicarboxílicos que se pueden usar son ácidos alcanodicarboxílicos con 6 a 12, en particular de 6 a 1, átomos de carbono, y ácidos dicarboxílicos aromáticos. En este caso se mencionan sólo ácido adípico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido dodecanodioico y ácido tereftálico y/o isoftálico.

Las diaminas particularmente adecuadas son alcanodiaminas con 6 a 12, en particular de 6 a 8, átomos de carbono, así como m-xililendiamina (por ejemplo, Ultramid®X17 de BASF SE, una relación molar de MXDA con ácido adípico de 1:1), di(4-aminofenll)metano, di(4-amlnoclclohexil)metano, 2,2-di(4-amlnofenll)-propano, 2,2-d¡(4- aminoc¡clohexil)propano y 1,5-diamino-2-metil-pentano.

Las pollamidas preferidas son amida del ácido pollhexametllenadípico, amida del ácido polihexametilensebácico y pollcaprolactama, así como copoliamidas 6/66, en particular, en particular con un porcentaje del 5 al 95 % en peso de unidades de caprolactama (por ejemplo, Ultramid® C31 de BASF SE).

Otras pollamidas adecuadas pueden obtenerse de co-amlnoalqull-nltrllos, por ejemplo, aminocapronitrilo (PA 6) y adlpodlnltrllo con hexametilendiamina (PA 66) mediante lo que es conocido como polimerización directa en presencia de agua, por ejemplo, como se describe en los documentos DE-A 1313681, EP-A 1198491 y EP 92265.

También se puede hacer mención a poliamidas que pueden obtenerse, por ejemplo, mediante condensación de 1,4- dlamlnobutano con ácido adípico a una temperatura elevada (pollamlda 4,6). Procedimientos de preparación para pollamidas de esta estructura se describen por ejemplo en los documentos EP-A 38 94, EP-A 38 582 y EP-A 39 524.

Además son adecuadas poliamidas que pueden obtenerse mediante copolimerización de dos o más de los monómeros antes mencionados, o mezclas de varias pollamidas, siendo cualquiera la relación de mezcla. Se da particular preferencia a mezclas de poliamida 66 con otras pollamidas, en particular copoliamidas 6/66.

Otras copoliamidas que han probado ser particularmente ventajosas son copoliamidas parcialmente aromáticas, tales como PA 6/6T y PA 66/6T, en donde el contenido de trlamlna de éstas es menos de ,5 % en peso, preferentemente menos de ,3 % en peso (véase el documento EP-A 299 444). Otras poliamidas resistentes a altas temperaturas se conocen por el documento EP-A 1 9 94 75 (PA 6T/6I/MXD6).

La preparación de las copoliamidas parcialmente aromáticas preferidas con un contenido en triamina bajo puede tener lugar de acuerdo con los procedimientos descritos en los documentos EP-A 1 29 195 y 129 196.

La siguiente lista, que no es excluyente, contiene las poliamidas A) mencionadas y otras poliamidas A) en el sentido de la invención, y los monómeros contenidos:

Polímeros AB:

PA 4 pirrolidona

PA 6 e-caprolactama

PA 7 etanolactama

PA 8 capril-lactama

PA 9 ácido 9-aminopelargónico

PA 11 ácido 11-aminoundecanoico

PA 12 laurinlactama

Polímeros AA/BB

PA 46 PA 66 PA 69 PA 61 PA 612 PA 613 PA 1212 PA 1313 PA6T PA9T

tetrametilendiamina, ácido adípico hexametilendiamina, ácido adípico hexametilendiamina, ácido azelaico hexametilendiamina, ácido sebácico hexametilendiamina, ácido decanodicarboxílico hexametilendiamina, ácido undecanodicarboxílico

1.12- dodecandiamina, ácido decandicarboxílico

1.13- diaminotridecano, ácido undecanodicarboxílico hexametilendiamina, ácido tereftálico 1,9-nonanodiamina, ácido tereftálico

PA MXD6 m-xililendiamina, ácido adípico

Polímeros AA/BB

PA6I PA 6-3-T... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Materiales de moldeo termoplásticos, que contienen

A) del 1 al 99,999 % en peso de una pollamlda,

B) del ,1 al 2 % en peso de polvo de hierro con un tamaño de partícula de como máximo 1 pm (valor dso), 5 que puede obtenerse mediante descomposición térmica de pentacarbonllhierro y presenta una superficie BET

específica de ,1 a 5 m2/g de acuerdo con la norma DIN ISO 9277,

C) del al 7 % en peso de otros aditivos,

dando como resultado la suma de los porcentajes en peso de los componentes A) a C) el 1 %.

2. Materiales de moldeo termoplásticos de acuerdo con la reivindicación 1, en los que el componente B) presenta un 1 valor dio de 1 a 5 pm.

3. Materiales de moldeo termoplásticos de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en los que el componente B) presenta un valor dgo de 3 a 35 pm.

4. Materiales de moldeo termoplásticos de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, en los que el componente B) presenta un contenido en C de ,5 a 1,2 g/1 g (de acuerdo con ASTM E119).

5. Materiales de moldeo termoplásticos de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, en los que el componente B)

presenta una densidad aparente de 2,5 a 5 g/cm3

6. Materiales de moldeo termoplásticos de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, en los que el componente B) está recubierto con fosfato de hierro, fosfuro de hierro o S¡2, en la superficie de las partículas.

7. Uso de los materiales de moldeo termoplásticos de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6 para la fabricación de 2 fibras, láminas y cuerpos moldeados.

8. Uso de los materiales de moldeo termoplásticos de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6 para la fabricación de cuerpos moldeados mediante soldadura por vibración o soldadura con láser.

9. Fibras, láminas y cuerpos moldeados que pueden obtenerse a partir de los materiales de moldeo termoplásticos de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6.