COMPUESTOS DE MOLDEO EN HOJA (CMH), COMPUESTOS DE MOLDEO GRUESO (CMG) Y COMPUESTOS DE MOLDEO EN MASA (CMM) QUE COMPRENDEN RESINAS TERMOESTABLES BASADAS EN FUENTES RENOVABLES.

Una pasta de resina para la aplicación en un compuesto de moldeo en hoja,

un compuesto de moldeo grueso, o un compuesto de moldeo en masa que comprende

(a) 30 a 95 partes en peso de al menos un triglicérido epoxidado que tiene al menos dos grupos epóxido,

(b) 5 a 90 partes en peso de al menos un anhídrido de un ácido policarboxílico,

(c) 0,001 a 10 partes en peso de un ácido policarboxílico,

(d) 0,1 a 40 partes en peso de al menos un compuesto epóxido cicloalifático o heterocíclico, terminal,

(e) 0 a 40 partes en peso de un componente que comprende al menos un compuesto que se selecciona del grupo que consiste en compuestos de amonio cuaternario, aminas primarias, aminas secundarias, carboxamidas, carboxamidas sustituidas en N, alcoxisilanos epoxidados, compuestos ácidos-C-H y mezclas de los mismos

Compuestos de moldeo en hoja (CMH), compuestos de moldeo grueso (CMG) y compuestos de moldeo en masa (CMM) que comprenden resinas termoestables basadas en fuentes renovables.

La presente invención se refiere a un compuesto de moldeo en hoja (CMH), compuesto de moldeo en masa (CMM), o compuesto de moldeo grueso (CMG) que comprende una resina termoestable a base de recursos renovables. Según la presente invención se prefieren CMH y CMG que comprenden una resina a base de recursos renovables. Se prefiere particularmente CMH que comprende una resina a base de recursos renovables.

Los compuestos de moldeo en hoja (CMH) proporcionan resinas termoestables reforzadas con fibras en una forma que permite tratamiento en un proceso de moldeo a temperatura y presión elevadas en aplicaciones industriales en las que se pueden moldear económicamente piezas en números que oscilan desde varios miles hasta varios millones de piezas por año.

CMH se caracteriza por coste de herramienta relativamente bajo, precio de material medio, y tiempo de ciclo bajo que lo hacen ideal para números de producción entre 10.000 y 100.000 piezas por año.

CMH también es un material excelente para la producción de piezas de automóvil.

Otro importante campo de aplicación es en componentes y aparatos eléctricos tales como portalámparas, cabinas eléctricas, cajas de interruptores eléctricos, y similares.

La norma internacional ISO 8605 "Plásticos reforzados con vidrio textil -compuesto de moldeo en hoja (CMH)- Bases para una especificación" describe CMH en una clasificación basada en la composición del material que consiste fundamentalmente en

- resina (matriz)

- refuerzo(s)

- cargas

- aditivos

Los modos de refuerzo también se especifican en esta clasificación.

Para obtener un CMH aplicable en la práctica son necesarios al menos seis ingredientes:

        1)        resina termoestable

        2)        fibras de refuerzo

        3)        agente espesante

        4)        iniciador (agente de curado)

        5)        inhibidor (estabilizador)

        6)        agente de desmoldeo

Comúnmente se usan ingredientes adicionales, por ejemplo:

        7)        cargas

        8)        aditivos (por ejemplo para humectación, dispersión, desaireado, etc.)

        9)        modificadores de contracción (aditivos termoplásticos de contracción baja o perfil bajo para compensación de la contracción de la resina

        10)        colores/pigmentos

En lo que sigue, se describen con más detalle los ingredientes y procedimientos que son relevantes para la presente invención:

1) Resina termoestable

Como resinas termoestables en aplicaciones industriales de CMH, CMG o CMM se usan mayoritariamente resinas de poliésteres insaturados (PI) y de ésteres vinílicos (EV). Dependiendo de la demanda sobre los CMH, CMG o CMM o sobre las piezas moldeadas, se pueden usar diversas combinaciones de dioles y ácidos dicarboxílicos insaturados o los correspondientes anhídridos para formar poliésteres insaturados:

Ácidos o anhídridos típicos son ácido ftálico (o anhídrido ftálico), ácido isoftálico, ácido tereftálico, y ácido maleico (o anhídrido maleico).

Típicos componentes de diol son 1,2-etanodiol (etilenglicol), 1,2-propanodiol (1,2-propilenglicol), 1,3-propanodiol (1,3-propilenglicol), 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, y 2,2-di-metil-1,3-propanodiol (neopentil glicol).

Para aplicaciones o demandas especiales se usan combinaciones especiales de ácidos y alcoholes; por ejemplo, ácido isoftálico y neopentil glicol forman poliésteres insaturados con resistencia química potenciada y especialmente resistencia a la intemperie.

Ésteres vinílicos típicos son los de tipo novolaca y los de tipo bisfenol A que se usan mayoritariamente para formar CMH, CMG o CMM para la producción de piezas en las que hay demanda de resistencia a la temperatura y/o resistencia química.

Las resinas de poliésteres insaturados o de ésteres vinílicos se disuelven típicamente en un monómero que posee un grupo vinilo, como por ejemplo estireno. Este monómero participa en la reacción de reticulación del poliéster insaturado o éster vinílico comenzada mediante un iniciador (polimerización por radicales), formándose una red tridimensional mediante esta copolimerización.

Sin embargo, la propia resina termoestable y especialmente el estireno constituyen un peligro potencial tanto para los productores de CMH, CMG o CMM como para los moldeadores. Las piezas moldeadas también pueden emitir estireno sin reaccionar y otras sustancias volátiles, especialmente en los bordes de las piezas o donde éstas se cortan o taladran en las etapas posteriores a la producción, exponiendo también así a los usuarios finales a estas sustancias volátiles.

Los compuestos volátiles emitidos por piezas moldeadas pueden ser medidos y descritos mediante el índice de COV que es una medida del contenido de compuestos orgánicos volátiles en el material. Es evidente que el uso de piezas de CMH, CMG o CMM en el interior de un automóvil o en un entorno de vivienda o de trabajo puede ser obstaculizado por la emisión de compuestos orgánicos volátiles, puesto que hay tanto restricciones legales como fuertes demandas de los fabricantes, especialmente en el sector del automóvil para que los productos tengan índices de COV bajos.

2) Refuerzo

La manera clásica y todavía predominante de reforzar resinas termoestables es el uso de haces de fibras de vidrio, denominados rovings. Sin embargo, también se pueden usar fibras de carbono, fibras de aramida, fibras de basalto (fibras geotextiles) o fibras naturales como cáñamo, lino, yute y similares. El refuerzo también puede consistir en vellones de materiales textiles tejidos (de capa múltiple o de capa sencilla) de uno o de una mezcla de dos o más de los materiales de refuerzo anteriores.

En la estructura habitual de un roving de fibra de vidrio varios filamentos de fibra de vidrio que tienen típicamente un diámetro de 11 µm a 16 µm se unen entre ellos para formar un haz. Varios haces de fibra de vidrio forman el denominado roving. Los parámetros que describen las propiedades esenciales de los roving de fibra de vidrio de este tipo son el diámetro de la fibra elemental, la densidad lineal del haz que está dada por el número de tex del haz (en miligramos por metro) y la densidad lineal del roving completo, también dada por el número de tex (en miligramos por metro) del roving. La densidad lineal de un haz por ejemplo en rovings de CMH está típicamente en el intervalo de 60 a 90 tex y la densidad lineal de rovings de CMH es típicamente 2400 ó 4800 tex.

Los filamentos sencillos solamente pueden formar los haces anteriormente mencionados mediante el uso de un apresto que se aplica a las fibras de vidrio. El apresto es habitualmente una mezcla de varios componentes líquidos que comprende un agente antiestático, un formador de película, un lubricante, y un agente de acoplamiento que facilita la interacción entre la superficie de la fibra de vidrio y la resina de poliéster insaturado o éster vinílico. Solamente el apresto asegura la capacidad de procesado de las fibras de...

1. Una pasta de resina para la aplicación en un compuesto de moldeo en hoja, un compuesto de moldeo grueso, o un compuesto de moldeo en masa que comprende

        (a)        30 a 95 partes en peso de al menos un triglicérido epoxidado que tiene al menos dos grupos epóxido,

        (b)        5 a 90 partes en peso de al menos un anhídrido de un ácido policarboxílico,

        (c)        0,001 a 10 partes en peso de un ácido policarboxílico,

        (d)        0,1 a 40 partes en peso de al menos un compuesto epóxido cicloalifático o heterocíclico, terminal,

        (e)        0 a 40 partes en peso de un componente que comprende al menos un compuesto que se selecciona del grupo que consiste en compuestos de amonio cuaternario, aminas primarias, aminas secundarias, carboxamidas, carboxamidas sustituidas en N, alcoxisilanos epoxidados, compuestos ácidos-C-H y mezclas de los mismos.

2. La pasta de resina de la reivindicación 1, en la que el componente (e) comprende al menos un compuesto de amonio cuaternario.

3. La pasta de resina de la reivindicación 1 ó 2, en la que el componente (e) comprende una amina primaria o secundaria o una mezcla de dos o más aminas primarias y/o secundarias.

4. La pasta de resina de la reivindicación 3, en la que la amina primaria o secundaria o mezcla de aminas tiene al menos dos grupos amino.

5. La pasta de resina de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el componente (e) comprende un alcoxisilano epoxidado.

6. La pasta de resina de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el componente (e) comprende un compuesto ácido-C-H.

7. La pasta de resina de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que al menos uno de los compuestos del componente (e) se absorbe o se une covalentemente a un material portador.

8. La pasta de resina de la reivindicación 7, en la que el material portador se selecciona del grupo que consiste en silicatos estratificados, sílice, vidrio, y mezclas de los mismos.

9. Un compuesto de moldeo en hoja, un compuesto de moldeo grueso o un compuesto de moldeo en masa que comprende la pasta de resina de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, fibras reforzantes y, opcionalmente, uno o más ingredientes adicionales que se seleccionan del grupo que consiste en termoplásticos, iniciadores, inhibidores, agentes de desmoldeo, cargas, absorbentes, aditivos de proceso, aditivos humectantes y dispersantes, aditivos de desaireado, modificadores de contracción, y colorantes.

10. El compuesto de moldeo de la reivindicación 9, en el que las fibras reforzantes son fibras de vidrio.

11. Un artículo moldeado que comprende un producto de reacción de (i) la pasta de resina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 y (ii) fibras reforzantes y (iii) opcionalmente, uno o más ingredientes adicionales que se seleccionan del grupo que consiste en termoplásticos, iniciadores, inhibidores, agentes de desmoldeo, cargas, absorbentes, aditivos de proceso, aditivos humectantes y dispersantes, aditivos de desaireado, modificadores de contracción, y colorantes.

12. Un procedimiento para preparar un compuesto de moldeo en hoja, un compuesto de moldeo grueso o un compuesto de moldeo en masa, comprendiendo dicho procedimiento impregnar fibras reforzantes con una pasta de resina que comprende

        (a)        30 a 95 partes en peso de al menos un triglicérido epoxidado que tiene al menos dos grupos epóxido,

        (b)        5 a 90 partes en peso de al menos un anhídrido de un ácido policarboxílico,

        (c)        0,001 a 10 partes en peso de un ácido policarboxílico,

        (d)        0,1 a 40 partes en peso de al menos un compuesto epóxido cicloalifático o heterocíclico, terminal,

        (e)        0 a 40 partes en peso de un componente que comprende al menos un compuesto que se selecciona del grupo que consiste en compuestos de amonio cuaternario, aminas primarias, aminas secundarias, carboxamidas, carboxamidas sustituidas en N, alcoxisilanos epoxidados, compuestos ácidos-C-H y mezclas de los mismos,

mezclándose opcionalmente dicha pasta de resina con uno o más ingredientes adicionales que se seleccionan del grupo que consiste en termoplásticos, iniciadores, inhibidores, agentes de desmoldeo, cargas, absorbentes, aditivos de proceso, aditivos humectantes y dispersantes, aditivos de desaireado, modificadores de contracción, y colorantes,

para obtener un producto intermedio resina-fibra y madurar dicho producto intermedio durante un tiempo suficiente para obtener un compuesto no pegajoso adecuado para moldeo en hoja, moldeo grueso o moldeo en masa.

13. Un procedimiento para fabricar un artículo, comprendiendo dicho procedimiento moldear un compuesto de moldeo en hoja, un compuesto de moldeo grueso o un compuesto de moldeo en masa obtenido según la reivindicación 12 bajo presión elevada de 120 a 200ºC.