COMPOSICIONES TERMOPLASTICAS DE INGENIERIA DE FLUIDEZ ALTA Y PRODUCTOS HECHOS CON LAS MISMAS.
Una composición termoplástica de fluidez alta que comprende:
(a) un polímero anfitrión;
y
(b) un polímero modificador de fluidez que tiene un peso molecular medio ponderado de menos de 15.000, comprendiendo el polímero modificador al menos un monómero de (met)acrilato y al menos un monómero aromático vinílico,
en la que dicha composición se caracteriza por una diferencia de energía relativa (R.E.D.) entre el modificador de fluidez y el polímero anfitrión de menos de 2,2, un índice de fluidez en estado fundido al menos 5 por ciento más alto que el del polímero anfitrión, una resistencia al impacto Izod con entalladura de no más de 40% menos que la del polímero anfitrión, una temperatura de deformación por calor de no más de 10ºC menos que la del polímero anfitrión, y una temperatura de reblandecimiento Vicat de no más de 10ºC menos que la del polímero anfitrión, y el polímero modificador de fluidez no es un polímero de injerto basado en dieno ni otro polímero basado en caucho
Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W03037006US.
Solicitante: BASF CORPORATION.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 100 CAMPUS DRIVE,FLORHAM PARK, NJ 07932.
Inventor/es: VILLALOBOS, MARCO, A., DEETER,GARY A, GREELEY,THOMAS J.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 11 de Noviembre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C08L67/02 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 D01F; filamentos o fibras artificiales D06). › C08L 67/00 Composiciones de poliésteres obtenidos por reacciones que forman un éster carboxílico unido en la cadena principal (de poliéster-amidas C08L 77/12; de poliéster-imidas C08L 79/08 ); Composiciones de los derivados de tales polímeros. › Poliésteres derivados de ácidos dicarboxílicos y compuestos dihidroxi (C08L 67/06 tiene prioridad).
- C08L69/00 C08L […] › Composiciones de policarbonatos; Composiciones de los derivados de policarbonatos.
Clasificación PCT:
- C08L69/00 C08L […] › Composiciones de policarbonatos; Composiciones de los derivados de policarbonatos.
Clasificación antigua:
- C08L69/00 C08L […] › Composiciones de policarbonatos; Composiciones de los derivados de policarbonatos.
Fragmento de la descripción:
Composiciones termoplásticas de ingeniería de fluidez alta y productos hechos con las mismas.
Referencia a solicitudes relacionadas
Esta es una solicitud formal que reivindica la prioridad de la solicitud de patente provisional Nº 60/432.269, presentada el 10 de Diciembre de 2002.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a composiciones termoplásticas con fluidez modificada para aplicaciones de moldeados hechos a partir de polímeros termoplásticos y modificadores poliméricos aromáticos vinílicos/(met)acrilato de bajo peso molecular.
Antecedentes de la invención
Los termoplásticos y mezclas termoplásticas para uso en diversas aplicaciones de ingeniería deberían exhibir una diversidad de propiedades físicas favorables tales como alta resistencia al calor, alta resistencia al impacto, alta moldeabilidad y procesabilidad y, en algunos casos, buena transparencia. Policarbonatos, poliamidas, poliésteres y poliéteres entre otros termoplásticos de ingeniería son componentes particularmente populares debido a su robustez y temperaturas de reblandecimiento relativamente altas. Estas propiedades mecánicas y térmicas favorables, así como sus buenas propiedades eléctricas hacen a estas resinas ampliamente aplicables para plásticos de ingeniería en diversos campos, que incluyen el campo de las carcasas para equipos electrónicos y piezas de automóviles. Sin embargo, debido a sus características de fluidez en estado fundido relativamente deficientes, policarbonatos y otros plásticos de ingeniería se mezclan a menudo con uno o más polímeros adicionales y aditivos para mejorar sus propiedades de fluidez en estado fundido. Generalmente, los intentos previos para mejorar las características de fluidez en estado fundido de los termoplásticos de ingeniería han implicado incorporar al termoplástico sustancias de punto de fusión más bajo y/o polímeros menos costosos con viscosidad en estado fundido más baja. Desafortunadamente, las mezclas resultantes generalmente exhiben características de fluidez en estado fundido mejoradas a costa de otros aspectos apreciados, tales como, resistencia al impacto y resistencia al calor. Esta contrapartida es inaceptable, particularmente cuando los materiales termoplásticos se usan como moldeados para carcasas para productos electrónicos que requieren paredes delgadas, así como resistencia al impacto y resistencia al calor altas.
Según el documento JP 01/186312 A, se sabe preparar productos moldeados que tienen estructura en dos capas usando dos resinas sintéticas termoplásticas diferentes que no forman una mezcla. Según el proceso descrito en dicho documento, se forma una primera capa de resina sintética inyectando una resina sintética termoplástica A en un molde de inyección, y una segunda capa de resina sintética se forma sobre una fase de la primera capa de resina sintética inyectando una resina sintética termoplástica B.
El documento US 4.740.553 describe composiciones de resina termoplástica que tienen resistencia mejorada al agrietamiento por tensión ambiental. Las composiciones de resina termoplástica están compuestas de una mezcla que comprende 5 a 94% en peso de una resina de estireno que contiene elastómero, de 5 a 94% en peso de resina de policarbonato, y de 0,1 a 20% en peso de un polímero de acrilato.
El documento JP 2000-129135 A describe composiciones de resina que comprenden dos polímeros (A) y (B) en una relación específica de peso. El polímero (A) es un polímero hidrófilo sobre base de poliéter éster amida. El polímero (B) es un polímero termoplástico hidrófobo sobre base de poliacrilato o poliestireno.
Así pues, existe necesidad de una composición termoplástica que exhiba moldeabilidad y procesabilidad aumentadas reteniendo al mismo tiempo otras propiedades físicas deseables tales como resistencia al calor y resistencia al impacto altas.
Resumen de la invención
La presente invención hace uso de polímeros aromáticos vinílicos/(met)acrilato de peso molecular bajo como potenciadores de fluidez en termoplásticos y mezclas termoplásticas para proporcionar composiciones termoplásticas con moldeabilidad y aptitud a la fluencia mejoradas para aplicaciones de moldeo, manteniendo al mismo tiempo un buen equilibrio de resistencia al impacto y al calor. Las composiciones termoplásticas de la presente invención son adecuadas para moldear carcasas transparentes y opacas para dispositivos electrónicos, piezas de automóviles, electrodomésticos, y otros artículos, particularmente los que están expuestos a cizalladura alta durante el moldeo. Aplicaciones típicas son piezas moldeadas grandes o piezas moldeadas con paredes delgadas tales como carcasas para teléfonos móviles, ordenadores portátiles, CPU y pantallas de ordenadores personales y otros dispositivos electrónicos, y carcasas para paneles de control e indicadores de automóviles, espejos, faros, etc. Las composiciones garantizan excelente fluidez y moldeabilidad, y excelente aspecto de superficie así como altas propiedades mecánicas, térmicas y de impacto, sin incidencia de deslaminación no exudación de aditivo, y en algunos casos, sin detrimento de la transparencia de la composición.
Un aspecto de la presente invención proporciona una composición termoplástica de alta fluidez hecha a partir de un polímero anfitrión y un polímero modificador de fluidez según se define en la reivindicación 1. Realizaciones preferidas tienen una R.E.D de menos de 1,75. Adicionalmente, en realizaciones preferidas el peso molecular medio ponderado del modificador de fluidez es menos de 10.000. Realizaciones altamente preferidas incluyen modificadores de fluidez que tienen un peso molecular medio ponderado de 5.000.
El polímero anfitrión está presente en una cantidad de 50 a 99 por ciento en peso y el polímero modificador de fluidez está presente en una cantidad de 1 a 20 por ciento en peso.
Preferiblemente, el polímero modificador de fluidez comprende (b1) 1-99% de un monómero de (met)acrilato, (b2) 99-1% de al menos un monómero aromático vinílico, y (b3) 0-99% de otro monómero o mezcla de monómeros capaz de copolimerizarse con (b1) y (b2). Realizaciones preferidas incluyen un polímero modificador de fluidez que comprende de 1 a 70 por ciento en peso de al menos un monómero de (met)acrilato y de 30 a 99 por ciento en peso de al menos un monómero aromático vinílico.
Preferiblemente, la composición es una composición transparente que tiene un porcentaje de turbidez que difiere en menos de aproximadamente 1% del porcentaje de turbidez del polímero anfitrión.
Preferiblemente, la composición comprende adicionalmente al menos un aditivo en el que el aditivo es un modificador de impacto, una carga mineral, un pigmento, un colorante, o un retardador del fuego.
Preferiblemente, el al menos un monómero aromático vinílico es estireno o un derivado de estireno y el al menos un monómero de (met)acrilato se selecciona entre el grupo constituido por metacrilato de butilo, metacrilato de metilo, metacrilato de glicidilo, acrilato de butilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de etilo, ácido acrílico y anhídrido maleico.
Un ejemplo no limitante de una composición adecuada según la presente invención contiene (A) 50-99% de un termoplástico de ingeniería elegido entre las familias de policarbonatos (PC), mezclas de policarbonato/acrilonitrilo-butadieno-estireno (PC/ABS), poliésteres y mezclas basadas en poliéster, poliamidas y mezclas basadas en poliamida, mezclas basadas en polifenilenéter (PPE) y ABS transparente, (B) 1-20% de un polímero de peso molecular bajo obtenido polimerizando (b1) 1-99% de un monómero de (met)acrilato, (b2) 99-1% de al menos un monómero aromático vinílico, y (b3) 0-99% de otro monómero o mezcla de monómeros capaz de copolimerizarse con (b1) y (b2), (C) 0-20% de un modificador de impacto, (D) 0-50% de una carga mineral o agente reforzante, (E) 0-10% de un pigmento o colorante adecuado, (F) 0-25% de un retardador del fuego o mezcla de agentes retardadores del fuego.
Otro aspecto de la invención proporciona un procedimiento según se define en la reivindicación 18 para aumentar la fluidez de un polímero anfitrión mezclando con el mismo un polímero modificador de fluidez que tiene un peso molecular medio ponderado (Mw) de menos de 15.000. Una vez más, el polímero modificador de fluidez se hace a partir de al menos un monómero de (met)acrilato y al menos un monómero aromático vinílico y la diferencia de energía relativa entre el modificador de fluidez y el polímero anfitrión...
Reivindicaciones:
1. Una composición termoplástica de fluidez alta que comprende:
- (a) un polímero anfitrión; y
- (b) un polímero modificador de fluidez que tiene un peso molecular medio ponderado de menos de 15.000, comprendiendo el polímero modificador al menos un monómero de (met)acrilato y al menos un monómero aromático vinílico,
en la que dicha composición se caracteriza por una diferencia de energía relativa (R.E.D.) entre el modificador de fluidez y el polímero anfitrión de menos de 2,2, un índice de fluidez en estado fundido al menos 5 por ciento más alto que el del polímero anfitrión, una resistencia al impacto Izod con entalladura de no más de 40% menos que la del polímero anfitrión, una temperatura de deformación por calor de no más de 10ºC menos que la del polímero anfitrión, y una temperatura de reblandecimiento Vicat de no más de 10ºC menos que la del polímero anfitrión, y el polímero modificador de fluidez no es un polímero de injerto basado en dieno ni otro polímero basado en caucho.
2. La composición termoplástica de fluidez alta de la reivindicación 1, en la que el peso molecular medio ponderado del polímero modificador de fluidez es menos de 10.000.
3. La composición termoplástica de fluidez alta de la reivindicación 1, en la que el peso molecular medio ponderado del polímero modificador de fluidez es menos de 5.000.
4. La composición termoplástica de fluidez alta de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el polímero anfitrión se selecciona entre el grupo constituido por policarbonatos, mezclas de policarbonato/acrilonitrilo-butadieno-estireno, poliamidas, poliésteres, polifenilenéteres, resinas de ABS transparentes, y combinaciones de los mismos.
5. La composición termoplástica de fluidez alta de la reivindicación 4, en la que el polímero anfitrión es un policarbonato.
6. La composición termoplástica de fluidez alta de la reivindicación 4, en la que el polímero anfitrión es una mezcla de policarbonato/acrilonitiílo-butadieno-estireno.
7. La composición termoplástica de fluidez alta de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el polímero anfitrión se selecciona entre el grupo de polímeros constituido por poliamida, poli(tereftalato de butileno), poli(tereftalato de propileno), poli(tereftalato de etileno), PETG, poli(naftalato de etileno), óxido de polifenileno, y combinaciones de los mismos.
8. La composición termoplástica de fluidez alta de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que el polímero anfitrión está presente en una cantidad de 50 a 99 por ciento en peso y el polímero modificador de fluidez está presente en una cantidad de 1 a 20 por ciento en peso.
9. La composición termoplástica de fluidez alta de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que el polímero modificador comprende
- (b1) 1a 99% de al menos un monómero de (met)acrilato,
- (b2) 99 a 1% de al menos un monómero aromático vinílico, y
- (b3) 0 a 99% de otro monómero o mezcla de monómeros capaz de copolimerizarse con (b1) y (b2).
10. La composición termoplástica de fluidez alta de la reivindicación 9, en la que el polímero modificador de fluidez comprende de 1 a 70 por ciento en peso de al menos un monómero de (met)acrilato y de 99 a 30 por ciento en peso de al menos un monómero aromático vinílico.
11. La composición termoplástica de fluidez alta de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que la composición es una composición transparente que tiene un porcentaje de turbidez que difiere en menos de aproximadamente 1% del porcentaje de turbidez del polímero anfitrión.
12. La composición termoplástica de fluidez alta de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende adicionalmente al menos un aditivo en la que el aditivo es un modificador de impacto, una carga mineral, un pigmento, un colorante, o un retardador del fuego.
13. La composición termoplástica de fluidez alta de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en la que al menos un monómero aromático vinílico es estireno o un derivado de estireno y el al menos un monómero de (met)acrilato se selecciona entre el grupo constituido por metacrilato de butilo, metacrilato de metilo, metacrilato de glicidilo, acrilato de butilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de etilo, ácido acrílico y anhídrido maleico.
14. La composición termoplástica de fluidez alta de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en la que el polímero modificador de fluidez está sustancialmente exento de monómero de acrilonitrilo.
15. Un artículo moldeado hecho de una composición termoplástica de fluidez alta de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.
16. El artículo moldeado de la reivindicación 15, en el que el artículo es una pieza de automóvil o una carcasa para una pieza de equipo electrónico.
17. El artículo moldeado de la reivindicación 15 ó la 16, en el que el artículo se selecciona entre el grupo constituido por una carcasa para un ordenador, una pantalla de ordenador, un teclado, una impresora, una máquina de fax, un teléfono, un dispositivo móvil de comunicaciones, tal como un teléfono móvil, una cámara, una toma de corriente eléctrica, un interruptor eléctrico, un conector eléctrico, un panel de control eléctrico, un conector de telecomunicación, un interruptor de telecomunicación, un panel de control de automóvil, un panel de indicadores de automóvil, una montura para un espejo, un faro de automóvil, un parachoques de automóvil, un salpicadero de automóvil, una capó de automoción, una cubierta del motor, una cubierta de generador, una cubierta de batería, un colector de aire, mangueras y conectores de automoción, un capó de tractor, un panel de automoción, un panel de tractor, una plataforma de cortacésped, una herramienta para el césped, una pieza de equipo de oficina, incluyendo una fotocopiadora, una bandeja para fotocopiadora, pequeños electrodomésticos, tales como cafeteras, planchas, aspiradoras, y ventiladores, electrodomésticos grandes, tales como televisores, reproductores de DVD, refrigeradores, lavadoras, y secadoras; o piezas para un ordenador, una pantalla de ordenador, un teclado, una impresora, una máquina de fax, un teléfono, un dispositivo móvil de comunicaciones, tal como un teléfono móvil, una cámara, una toma de corriente eléctrica, un interruptor eléctrico, un conector eléctrico, un panel de control eléctrico, un conector de telecomunicación, un interruptor de telecomunicación, un panel de control de automóvil, un panel de indicadores de automóvil, una montura para un espejo, un faro de automóvil, un parachoques de automoción, un salpicadero de automoción, un capó de automoción, una cubierta del motor, una cubierta de generador, una cubierta de batería, un colector de aire, mangueras y conectores de automoción, un capó de tractor, un panel de automoción, un panel de tractor, una plataforma de cortacésped, una herramienta para el césped, una pieza de equipo de oficina, incluyendo una fotocopiadora, una bandeja para fotocopiadora, pequeños electrodomésticos, tales como cafeteras, planchas, aspiradoras, y ventiladores, electrodomésticos grandes, tales como televisores, reproductores de DVD, refrigeradores, lavadoras, y secadoras.
18. Un procedimiento para aumentar la fluidez de un polímero anfitrión que comprende mezclar un polímero anfitrión y un polímero modificador de fluidez que tiene un peso molecular medio ponderado de menos de 15.000, comprendiendo el polímero modificador al menos un monómero aromático vinílico y al menos un monómero de (met)acrilato, en el que dicha composición se caracteriza por una diferencia de energía relativa (R.E.D.) entre el polímero modificador de fluidez y el polímero anfitrión de menos de 2,2, un índice de fluidez en estado fundido al menos 5 por ciento más alto que el del polímero anfitrión, una resistencia al impacto Izod con entalladura de no más de 40% menos que la del polímero anfitrión, una temperatura de deformación por calor de no más de 10ºC menos que la del polímero anfitrión, una temperatura de reblandecimiento Vicat de no más de 10ºC menos que la del polímero anfitrión, y el polímero modificador de fluidez no es un polímero de injerto basado en dieno ni otro polímero basado en otro caucho.
19. El procedimiento de la reivindicación 18, en el que el polímero anfitrión se selecciona entre el grupo constituido por policarbonatos, mezclas de policarbonato acrilonitrilo-butadieno-estireno, poliamidas, poliésteres, polifenilenéteres, resinas de ABS transparentes, y combinaciones de los mismos.
20. El procedimiento de la reivindicación 19, en el que el polímero anfitrión es un policarbonato.
21. El procedimiento de la reivindicación 20, en el que el polímero anfitrión es una mezcla de policarbonato/acrilonitrilo-butadieno-estireno.
22. El procedimiento según una de las reivindicaciones 18 a 21, que comprende adicionalmente:
23. El procedimiento de la reivindicación 22, en el que la temperatura máxima de proceso es al menos 180ºC.
24. El procedimiento de la reivindicación 23, en el que la temperatura máxima de proceso está entre 180ºC y 350ºC.
25. El procedimiento según una de las reivindicaciones 18 a 24, que comprende adicionalmente:
26. El procedimiento de la reivindicación 25, en el que la velocidad de cizalladura máxima en el molde está por encima de 300.000 seg-1.
27. El procedimiento de la reivindicación 25, en el que la velocidad de cizalladura máxima en el molde está por encima de 500.000 seg-1.
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