COMPOSICIONES DE POLICARBONATO IGNIFUGAS MODIFICADAS CON RESISTENCIA AL IMPACTO.

Procedimiento para la fabricación de cuerpos moldeados termoconformados,

en el que

(i) se funde y se mezcla una composición que contiene los componentes

A) 60-85 partes en peso de policarbonato aromático ramificado y/o poliéstercarbonato aromático ramificado,

B) 1-25 partes en peso de polímero de injerto que contiene una o varias bases de injerto seleccionadas del grupo de los cauchos de silicona y cauchos de acrilato de silicona,

C) 10-15 partes en peso de talco,

D) 0,4-20 partes en peso de agente ignífugo que contiene fósforo,

E) 0,5-20 partes en peso de uno o varios compuestos de boro inorgánicos, y

F) 0-3 partes en peso de agente antigoteo,

(ii) la masa fundida resultante se enfría y se granula,

(iii) el gránulo se funde y se extruye para dar placas y

(iv) las placas se moldean para dar una forma tridimensional

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/002062.

Solicitante: BAYER MATERIALSCIENCE AG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: BAYER MATERIALSCIENCE AG04653970BMS061024PCT-EP,51368 LEVERKUSEN.

Inventor/es: ECKEL, THOMAS, WITTMANN, DIETER, WENZ, ECKHARD, BUCHHOLZ, VERA, DR., THUERMER,BURKHARD.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 14 de Julio de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B29C51/00B
  • C08L69/00 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos C09; filamentos o fibras artificiales D01F; composiciones para el tratamiento de textiles D06). › Composiciones de policarbonatos; Composiciones de los derivados de policarbonatos.
  • C08L69/00B

Clasificación PCT:

  • B29C51/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B29 TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO EN GENERAL.B29C CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION O UNION DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO EN GENERAL; POSTRATAMIENTO DE PRODUCTOS CONFORMADOS, p. ej. REPARACION (trabajo análogo a trabajo de metales con máquinas herramientas B23; trabajo con muela o pulido B24; corte B26D, B26F; fabricación de preformas B29B 11/00;  fabricación de productos estratificados combinando capas previamente no unidas para convertirse en un producto cuyas capas permanecerán unidas B32B 37/00 - B32B 41/00). › Conformación por termoformación, p. ej. conformación de hojas en los moldes en dos partes o por embutido profundo; Aparatos a este efecto.
  • C08K3/34 C08 […] › C08K UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS NO MACROMOLECULARES COMO INGREDIENTES DE LA COMPOSICION (colorantes, pinturas, pulimentos, resinas naturales, adhesivos C09). › C08K 3/00 Utilización de ingredientes inorgánicos. › Compuestos que contienen silicio.
  • C08K3/38 C08K 3/00 […] › Compuestos que contienen boro.
  • C08K5/523 C08K […] › C08K 5/00 Utilización de ingredientes orgánicos. › con compuestos hidroxiarílicos.
  • C08L51/04 C08L […] › C08L 51/00 Composiciones de polímeros injertados en los que el componente injertado es obtenido por reacciones que implican solamente enlaces insaturados carbono-carbono (conteniendo polímeros ABS C08L 55/02 ); Composiciones de los derivados de tales polímeros. › injertados sobre cauchos.
  • C08L69/00 C08L […] › Composiciones de policarbonatos; Composiciones de los derivados de policarbonatos.

Fragmento de la descripción:

Composiciones de policarbonato ignífugas modificadas con resistencia al impacto.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de cuerpos moldeados termoconformados a partir de composiciones de policarbonato modificadas con resistencia al impacto que cumplen altos requisitos de la tecnología de protección contra incendios y los cuerpos moldeados que pueden obtenerse según este procedimiento.

En el documento JP-A 111 997 68 se describen mezclas de PC/ABS que están ignifugadas con ésteres de ácido fosfórico monoméricos y oligoméricos, mejorándose claramente la resistencia a la llama mediante la adición de una carga inorgánica como, por ejemplo, talco. Sin embargo, la reducción del contenido de fosfato que puede realizarse mediante esto con resistencia a la llama invariable es insuficiente para conseguir las viscosidades del fundido necesarias para las aplicaciones de extrusión. Además, la carga inorgánica repercute en general desventajosamente en las propiedades mecánicas, especialmente en la tenacidad de la mezcla de polímeros.

Los documentos US-A 5 849 827 y WO 99/07782 describen masas de moldeo de PC/ABS que están ignifugadas con oligofosfato basado en resorcinol o basado en bisfenol A, reduciéndose claramente los tiempos de postcombustión mediante la adición de materiales inorgánicos a escala nanométrica en pequeñas concentraciones. Pero las masas de moldeo aquí descritas también poseen una estabilidad de fusión insuficiente para aplicaciones de extrusión.

El documento WO 99/57198 describe masas de moldeo de PC/ABS que están ignifugadas con un oligofosfato derivado de resorcinol y destacan por un contenido de teflón muy bajo de sólo el 0,1% en peso - correspondiente a un contenido de flúor del 0,076%. En las masas de moldeo se usan policarbonatos lineales y ramificados con alto peso molecular (31.000 ó 32.000 g/mol). Las propiedades reológicas de las masas de moldeo descritas (MVR) permiten un procesamiento en el procedimiento de extrusión. No obstante, las masas de moldeo destacan por una insuficiencia en el comportamiento de ESC y en la estabilidad dimensional al calor, especialmente cuando se usa suficiente agente ignífugo para lograr una resistencia a la llama suficiente, también con espesores de pared delgados.

El documento US 2002/0077417 A1 da a conocer composiciones de policarbonato-resina resistentes a la llama a partir de policarbonato ramificado, un copolímero de injerto de material compuesto de silicona/acrilato, ésteres de ácido fosfórico oligoméricos, politetrafluoroetileno y dado el caso talco. No se dan a conocer ésteres de ácido fosfórico oligoméricos del tipo BDP.

El documento WO 02/100948 A1 da a conocer masas de moldeo termoplásticas que contienen policarbonato ramificado, polímero de injerto, talco con un tamaño medio de partícula inferior a 1000 nm, así como dado el caso oligofosfatos, copolímeros de vinilo y agentes antigoteo. El documento WO 01/48074 A1 da a conocer masas de moldeo termoplásticas que contienen policarbonato ramificado, polímero de injerto, talco de una pureza especial, así como dado el caso oligofosfatos, copolímeros de vinilo y agentes antigoteo.

El documento EP 0 675 001 A1 da a conocer composiciones que contienen una resina termoplástica (como, por ejemplo, policarbonato) y compuestos que eliminan agua, pudiendo estar contenidos dado el caso como otros componentes agentes ignífugos que contienen fósforo, talco, copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) y copolímero de estireno-acrilonitrilo (SAN). Estas composiciones de resina son adecuadas para la rotulación mediante láser. No se dan a conocer composiciones correspondientes que contengan polímeros de injerto de (acrilato de) silicona.

Era objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento para la fabricación de cuerpos moldeados que cumplieran tanto requisitos de resistencia a la llama especialmente altos como los requisitos a materiales en los vehículos ferroviarios americanos (Lista 90 A). El cuerpo moldeado según la Lista 90 A en ASTM E 162 no debe mostrar especialmente formación de gotas ardientes y debe presentar un índice de propagación de la llama Is inferior a 35, así como presentar según ASTM E 662 una baja densidad de humo (Ds 1,5 min < 100 y Ds 4 min < 200). Los cuerpos moldeados deberán presentar al mismo tiempo un módulo de elasticidad a tracción de al menos 3500 N/mm2 para garantizar una resistencia mecánica suficiente.

Se encontró de manera sorprendente que el objetivo se alcanza mediante el procedimiento

(i) fundiendo y mezclando una composición que contiene los componentes

A) 60-85, con especial preferencia 65-78 partes en peso de policarbonato aromático ramificado y/o poliéstercarbonato aromático ramificado,

B) 1-25, preferiblemente 2-9, con especial preferencia 4-8, de manera muy especialmente preferida 4,7-6,6 partes en peso de un polímero de injerto que contiene una o varias bases de injerto (B.2) seleccionadas del grupo de los cauchos de silicona (B.2.1) y cauchos de acrilato de silicona (B.2.2),

C) 10-15, con especial preferencia 10-12 partes en peso de talco,

D) 0,4-20, preferiblemente 6-17, con especial preferencia 8-12 partes en peso de agente ignífugo que contiene fósforo,

E) 0,5-20, preferiblemente 1-10, con especial preferencia 1-6, de manera muy especialmente preferida 2-4 partes en peso de uno o varios compuestos de boro inorgánicos

F) 0-3, preferiblemente 0,01-1, con especial preferencia 0,1-0,6 partes en peso de agente antigoteo,

(ii) enfriando y granulando la masa fundida resultante,

(iii) fundiendo el gránulo y extruyéndolo para dar placas y

(iv) conformando las placas para dar una forma tridimensional,

y estando normalizados todos los datos de partes en peso en la presente solicitud de forma que la suma de las partes en peso de todos los componentes en la composición da 100.

Componente A

Según la invención, policarbonatos aromáticos ramificados y/o poliéstercarbonatos aromáticos ramificados adecuados según el componente A con conocidos en la bibliografía o pueden prepararse según procedimientos conocidos en la bibliografía (para la preparación de policarbonatos aromáticos véase, por ejemplo, Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Interscience Publishers, 1964, así como los documentos DE-AS 1 495 626, DE-A 2 232 877, DE- A 2 703 376, DE-A 2 714 544, DE-A 3 000 610, DE-A 3 832 396; para la preparación de poliéstercarbonatos aromáticos, por ejemplo, el documento DE-A 3 077 934).

La preparación de poli(éster)carbonatos aromáticos se realiza, por ejemplo, mediante reacción de difenoles con halogenuros de ácido carbónico, preferiblemente fosgeno, y/o con dihalogenuros de ácido dicarboxílico aromático, preferiblemente dihalogenuros de ácido bencenodicarboxílico, según el procedimiento de interfase, dado el caso usando interruptores de cadena, por ejemplo, monofenoles, y usando ramificadores fenólicos trifuncionales o tetrafuncionales que como grupos funcionales activos también pueden contener funcionalidades amina, llevándose a cabo la ramificación en este caso mediante enlaces amida. Como ramificadores son adecuados, por ejemplo, trifenoles o tetrafenoles y preferiblemente también aquellos ramificadores fenólicos con al menos tres grupos funcionales adecuados para una reacción de condensación con reactividad graduada. Como ramificador también es adecuado 1,1,1-tris-(p-hidroxifenil)etano.

Como ramificador se usa con especial preferencia isatinbiscresol.

Los ramificadores se usan en una cantidad del 0,01 al 5% en moles, preferiblemente del 0,02 al 2% en moles, especialmente del 0,05 al 1% en moles, con especial preferencia del 0,1 al 0,5% en moles, referido a la suma de difenol y ramificador en el poli(éster)carbonato.

Los policarbonatos ramificados adecuados según la invención también pueden prepararse según el procedimiento de polimerización en masa fundida conocido mediante reacción de compuestos difenólicos con carbonato de difenilo usando los ramificadores anteriormente mencionados e interruptores de cadena.

Los difenoles para la preparación de los policarbonatos aromáticos y/o poliéstercarbonatos aromáticos ramificados son preferiblemente aquellos de fórmula (I)


en la que

A significa un enlace sencillo, alquileno C1...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la fabricación de cuerpos moldeados termoconformados, en el que

(i) se funde y se mezcla una composición que contiene los componentes

A) 60-85 partes en peso de policarbonato aromático ramificado y/o poliéstercarbonato aromático ramificado,

B) 1-25 partes en peso de polímero de injerto que contiene una o varias bases de injerto seleccionadas del grupo de los cauchos de silicona y cauchos de acrilato de silicona,

C) 10-15 partes en peso de talco,

D) 0,4-20 partes en peso de agente ignífugo que contiene fósforo,

E) 0,5-20 partes en peso de uno o varios compuestos de boro inorgánicos, y

F) 0-3 partes en peso de agente antigoteo,

(ii) la masa fundida resultante se enfría y se granula,

(iii) el gránulo se funde y se extruye para dar placas y

(iv) las placas se moldean para dar una forma tridimensional.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que en la etapa (iv) la placa se conforma mediante conformado en caliente, conformado por embutición, embutición profunda o conformado a vacío bajo la acción de fuerzas externas para dar una forma tridimensional.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que la forma tridimensional se conforma en el procedimiento de embutición profunda a una temperatura superficial de la placa de 150 a 220ºC.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el policarbonato o poliéstercarbonato aromático ramificado (componente A) contiene funcionalidades amina como grupo funcional activo.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que como agente ignífugo que contiene fósforo (D) se usa un compuesto de fórmula general (VIII)


en la que

R1, R2, R3 y R4 significan respectivamente, independientemente entre sí, alquilo C1 a C8, cicloalquilo C5 a C6, arilo C6 a C20 o aralquilo C7 a C12 que dado el caso puede estar respectivamente sustituido con alquilo y/o halógeno,

n significa, independientemente entre sí, 0 ó 1,

q significa 0 a 30 y

X significa un resto aromático de uno o varios núcleos con 6 a 30 átomos de C, o un resto alifático lineal o ramificado con 2 a 30 átomos de C que puede estar sustituido con OH y contener hasta 8 enlaces éter.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que como componente E se usa al menos un componente seleccionado del grupo Zn4B2O7 • H2O, Zn2B6O11 • 3,5 H2O y ZnB4O7 • 4 H2O.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que las composiciones usadas en la etapa (i) están libres de (co)polímeros de vinilo termoplásticos G.1 y poli(tereftalatos de alquileno) G.2.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la composición usada en la etapa (i) contiene adicionalmente al menos un componente seleccionado del grupo constituido por lubricantes y agentes de desmoldeo, agentes de nucleación, antiestáticos, estabilizadores, colorantes y pigmentos, así como cargas y sustancias de refuerzo distintas de talco.

9. Cuerpos moldeados termoconformados que pueden obtenerse según el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8.

10. Cuerpos moldeados termoconformados según la reivindicación 9, caracterizados porque el cuerpo moldeado es una parte de un automóvil, autobús, vehículo de carga, autocaravanas, vehículo ferroviario, barco u otro vehículo o es una placa de cubierta para el sector de la construcción, panel de pared plano, cerramiento, listón protector de paredes y de cantos, perfil para conductos para instalaciones eléctricas, conductor de cables, cubierta para barras conductoras, perfil para puertas y ventanas, pieza de mueble o una parte de una señal de tráfico.

11. Cuerpos moldeados termoconformados según la reivindicación 9, caracterizados porque el cuerpo moldeado es una parte de una aeronave.


 

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