MATERIAL DE CARGA VITREO PARA RESINAS DE POLICARBONATO Y COMPOSICION DE RESINA DE POLICARBONATO.

Material de carga vítreo para una resina de policarbonato, que comprende,

como componentes inorgánicos del conjunto del material de carga vítreo, entre un 50 y un 60% en masa de dióxido de silicio (SiO2), entre un 7 y un 15% en masa de óxido de aluminio (Al2O3), entre un 10 y un 20% en masa de oxido de calcio (CaO), entre un 0 y un 5% en masa de óxido de magnesio (MgO), entre un 2 y un 8% en masa de óxido de circonio (ZrO2), entre un 0 y un 10% en masa de óxido de zinc (ZnO), entre un 0 y un 10% en masa de óxido de estroncio (SrO), entre un 0 y un 18% en masa de óxido de bario (BaO), entre un 0 y un 2% en masa de óxido de litio (Li2O), entre un 0 y un 2% en masa de óxido de sodio (Na2O), y entre un 0 y un 2% en masa de óxido de potasio (K2O), con la condición de que el contenido total de óxido de litio (Li2O), óxido de sodio (Na2O) y óxido de potasio (K2O) sea del 0 al 2% en masa con respecto al conjunto del material de carga vítreo, que no contiene esencialmente óxido de titanio (TiO2)

Material de carga vítreo para resinas de policarbonato y composición de resina de policarbonato.

La presente invención se refiere a un material de carga vítreo para una resina de policarbonato y a una composición de resina de policarbonato para obtener un producto moldeado de una resina de policarbonato con una transparencia excelente y en el que se ha suprimido el amarilleo.

Las resinas de policarbonato se utilizan ampliamente como material industrial transparente, por ejemplo en el campo de la electricidad, la mecánica y el automóvil, debido a su excelente transparencia y resistencia térmica. También se utilizan como plásticos para materiales ópticos, tales como lentes, discos ópticos, etc.

Ya se ha propuesto la incorporación de diversos materiales de carga vítreos para controlar la dilatación térmica de estas resinas de policarbonato o para aumentar aún más la resistencia.

Sin embargo, el índice de refracción (índice de refracción a una longitud de onda de 589 nm: denominado en lo sucesivo como nD) del vidrio E, como ejemplo de material de fibra de vidrio común a incorporar con el fin de reforzar una resina de policarbonato, es de 1,555, mientras que el índice de refracción de una resina de policarbonato es alto, de 1,580 a 1,590. Así, cuando una fibra de vidrio E usual se dispersa en una resina de policarbonato, surge el problema de que la transparencia tiende a ser baja debido a la diferencia entre los índices de refracción de ambos.

Por ello se ha llevado a cabo un estudio para mantener la transparencia de los productos moldeados de resinas de policarbonato reforzadas con fibra de vidrio donde se aumenta el índice de refracción del material de carga vítreo al mismo rango que el correspondiente a una resina de policarbonato, mediante una modificación de la composición del vidrio.

Por ejemplo, el Documento de Patente 1 da a conocer una composición de fibra de vidrio a utilizar para el refuerzo de una resina de policarbonato que comprende, en % en masa, entre un 50 y un 65% de SiO₂, entre un 0 y un 6% de Al₂O₃, entre un 0 y un 5% de MgO, entre un 3 y un 10% de CaO, entre un 2 y un 10% de BaO, entre un 0 y un 7% de ZnO, entre un 0 y un 5% de SrO, entre un 3 y un 8% de Na₂O, entre un 3 y un 8% de K₂O, entre un 0 y un 5% de Li₂O, entre un 3 y un 10% de ZrO₂ y entre un 5,3 y un 10% de TiO₂.

Además, el Documento de Patente 2 da a conocer una composición de vidrio a utilizar para el refuerzo de una resina de policarbonato que comprende, en % en masa, entre un 54,0 y un 62,0% de SiO₂, entre un 8,0 y un 12,0% de Al₂O₃, entre un 0 y un 5,0% de MgO, entre un 18,0 y un 22,0% de CaO, entre un 0 y un 5,0% de BaO, entre un 0 y un 5,0% de ZnO, entre un 0 y un 1,0% de Na₂O+K₂O+Li₂O, entre un 0,6 y un 5,0% de ZrO₂ y entre un 0,5 y un 1,9% de TiO₂, y que tiene un índice de refracción entre 1,5700 y 1,6000.

Además, el Documento de Patente 3 describe una fibra de vidrio para reforzar una resina de policarbonato que tiene un índice de refracción de 1,570 a 1,600 y una constante óptica de número de Abbe no superior a 50.

También se ha llevado a cabo un estudio para mejorar resinas de policarbonato mediante fibras de vidrio comerciales. Por ejemplo, el Documento de Patente 4 da a conocer una composición de resina que comprende una resina de policarbonato aromática en la que se emplea un producto de reacción de un alcohol hidroxiaralquílico con una lactona, como terminador terminal, y un material de carga vítreo cuyo índice de refracción no se diferencia del índice de refracción de la resina de policarbonato aromática en más de 0,01.

Además, el Documento de Patente 5 describe una composición de resina que incluye una resina de policarbonato aromática, una fibra de vidrio cuyo índice de refracción no se diferencia del índice de refracción de la resina de policarbonato aromática en más de 0,015 y una policaprolactona.

Documento de Patente 1: JP-A-58-60641

Documento de Patente 2: JP-A-5-155638

Documento de Patente 3: JP-A-5-294671

Documento de Patente 4: JP-A-7-118514

Documento de Patente 5: JP-A-9-165506

Entre las referencias del estado anterior de la técnica arriba indicadas, en la composición del Documento de Patente 1 el contenido de TiO₂ es relativamente grande, en un rango del 5,3 al 10%, por lo que el material de carga vítreo tiende a amarillear. Por consiguiente, en los productos moldeados de una resina de policarbonato obtenida utilizando el material de carga vítreo con la composición de vidrio del Documento de Patente 1, el color tiende a amarillear, y normalmente su uso está limitado en aquellas aplicaciones donde el color es importante. Además, el material de carga vítreo del Documento de Patente 1 contiene al menos un 3% de óxido de sodio (Na₂O) y al menos un 3% de óxido de potasio (K₂O) como componentes alcalinos y, en consecuencia, el material de carga vítreo tiene a presentar una mala resistencia al agua, ya que contiene una gran cantidad de componentes alcalinos. Por consiguiente, existe el problema de que es probable que se produzca una elución de los componentes alcalinos del material de carga vítreo y los componentes alcalinos eluidos del material de carga vítreo tienden a reaccionar con la resina de policarbonato, reduciendo el peso molecular de la misma, lo que deteriora las propiedades físicas de los productos moldeados.

Además, el contenido de TiO₂ de la composición de vidrio del Documento de Patente 2 oscila entre el 0,5 y el 1,9%, por lo que el material de carga vítreo también tiende a amarillear. Por consiguiente, su uso normalmente está limitado a aquellas aplicaciones en las que el color es importante.

Además, la fibra de vidrio para reforzar una resina de policarbonato del Documento de Patente 3, como muestran las composiciones de los ejemplos, contiene una gran cantidad (al menos un 16,5% en peso) de óxido de sodio (Na₂O) y de óxido de potasio (K₂O), que son componentes alcalinos. Por consiguiente, como en el caso del Documento de Patente 1, existe el problema de que las propiedades físicas del producto moldeado tienden a deteriorarse debido a una disminución del peso molecular de la resina de policarbonato.

Además, la composición de resina de policarbonato aromática del Documento de Patente 4 tiene el problema de que la materia prima para la resina de policarbonato aromática es cara, por lo que los productos moldeados a partir de la misma tienden a ser costosos.

Por otra parte, la resina de policarbonato aromática del Documento de Patente 5 tiene el problema de que la resistencia térmica o las propiedades mecánicas de los productos moldeados tienden a deteriorarse debido al contenido de policaprolactona.

Por consiguiente, un objeto de la presente invención consiste en proporcionar un material de carga vítreo útil en la práctica para un policarbonato, consiguiéndose que el índice de refracción del material de carga vítreo esté al mismo nivel que el índice de refracción de la resina de policarbonato, pudiendo mantenerse la transparencia de los productos moldeados de la resina de policarbonato que tiene incorporado un material de carga vítreo de este tipo y suprimiendo al mismo tiempo el amarilleo, pudiendo evitarse el deterioro de las propiedades físicas de los productos moldeados debido a una disminución del peso molecular de la resina por los componentes alcalinos de la superficie del material de carga vítreo, durante el moldeo, y siendo posible su producción industrial; y una composición de resina de policarbonato en la que se emplea dicho material de carga.

El presente inventor ha llevado a cabo un extenso estudio y, como resultado del mismo, ha llegado a un material de carga vítreo y a una composición de resina de policarbonato con los que se puede alcanzar el objetivo arriba indicado.

En concreto, el material de carga vítreo para una resina de policarbonato de la presente invención comprende, como componentes inorgánicos de todo el material de carga vítreo, entre un 50 y un 60% en masa de dióxido de silicio (SiO₂), entre un 7 y un 15% en masa de óxido de aluminio (Al₂O₃), entre un 10 y un 20% en masa de oxido de calcio (CaO), entre un 0 y un 5% en masa de óxido de magnesio (MgO), entre un 2 y un 8% en masa de óxido de circonio (ZrO₂),...

1. Material de carga vítreo para una resina de policarbonato, que comprende, como componentes inorgánicos del conjunto del material de carga vítreo, entre un 50 y un 60% en masa de dióxido de silicio (SiO₂), entre un 7 y un 15% en masa de óxido de aluminio (Al₂O₃), entre un 10 y un 20% en masa de oxido de calcio (CaO), entre un 0 y un 5% en masa de óxido de magnesio (MgO), entre un 2 y un 8% en masa de óxido de circonio (ZrO₂), entre un 0 y un 10% en masa de óxido de zinc (ZnO), entre un 0 y un 10% en masa de óxido de estroncio (SrO), entre un 0 y un 18% en masa de óxido de bario (BaO), entre un 0 y un 2% en masa de óxido de litio (Li₂O), entre un 0 y un 2% en masa de óxido de sodio (Na₂O), y entre un 0 y un 2% en masa de óxido de potasio (K₂O), con la condición de que el contenido total de óxido de litio (Li₂O), óxido de sodio (Na₂O) y óxido de potasio (K₂O) sea del 0 al 2% en masa con respecto al conjunto del material de carga vítreo, que no contiene esencialmente óxido de titanio (TiO₂).

2. Material de carga vítreo para una resina de policarbonato según la reivindicación 1, que tiene un índice de refracción de 1,581 a 1,587 para una longitud de onda de 589 nm.

3. Material de carga vítreo para una resina de policarbonato según la reivindicación 1 ó 2, que esencialmente no contiene nada de óxido de boro (B₂O₃).

4. Material de carga vítreo para una resina de policarbonato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque su contenido en óxido de circonio (ZrO₂) oscila entre el 3 y el 6% en masa.

5. Material de carga vítreo para una resina de policarbonato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque su contenido total en óxido de silicio (SiO₂) y óxido de aluminio (Al₂O₃) oscila entre el 57 y el 70% en masa con respecto al conjunto del material de carga vítreo.

6. Material de carga vítreo para una resina de policarbonato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque su contenido total en óxido de litio (Li₂O), óxido de sodio (Na₂O) y óxido de potasio (K₂O) oscila entre el 0 y el 1,5% en masa con respecto al conjunto del material de carga vítreo.

7. Material de carga vítreo para una resina de policarbonato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque su contenido total en óxido de zinc (ZnO), óxido de estroncio (SrO) y óxido de bario (BaO) oscila entre el 5 y el 20% en masa con respecto al conjunto del material de carga vítreo.

8. Material de carga vítreo para una resina de policarbonato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque su contenido total en óxido de calcio (CaO), óxido de zinc (ZnO) y óxido de estroncio (SrO) y óxido de bario (BaO) oscila entre el 25 y el 35% en masa con respecto al conjunto del material de carga vítreo.

9. Material de carga vítreo para una resina de policarbonato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque su contenido en óxido de bario (BaO) oscila entre el 7 y el 14% en masa con respecto al conjunto del material de carga vítreo.

10. Material de carga vítreo para una resina de policarbonato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en forma de fibras, fibras molidas, polvo o escamas.

11. Material de carga vítreo para una resina de policarbonato según la reivindicación 10, en forma de fibras.

12. Composición de resina de policarbonato que comprende el material de carga vítreo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 y una resina de policarbonato.

13. Composición de resina de policarbonato según la reivindicación 12, caracterizada porque su contenido en material de carga vítreo oscila entre el 5 y el 60% en masa.

14. Composición de resina de policarbonato según la reivindicación 12 ó 13, caracterizada porque la diferencia entre el índice de refracción de la resina de policarbonato y el índice de refracción del material de carga vítreo no es mayor de 0,001 para una luz con una longitud de onda de 589 nm.

15. Composición de resina de policarbonato según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizada porque, cuando se conforma en una placa plana con un espesor de 0,1 a 5 mm, presenta una transmitancia de luz paralela de al menos un 65%.