COMPOSICIONES DE MOLDEO DE UN POLÍMERO OLEFÍNICO REFORZADO CON FIBRA DE VIDRIO.

1.Una composición de moldeo compuesta por un polímero de propileno como el componente de la matriz,

en la que el polímero de propileno es un homopolímero de propileno o es un copolímero de propileno que comprende hasta el 30% en peso de otras olefinas que tienen hasta 10 átomos de carbono, teniendo dicho polímero olefínico un MFR (230ºC /2,16 kg) para ISO 1133 de entre 2 y 30 g/10 min y a) del 5 al 50% en peso de fibras de vidrio que tienen una longitud de 3 a 6 mm y un diámetro de 10 a 20 μm y que están unidas al polímero olefínico mediante un compatibilizante, y b) del 10 -4 al 1% en peso, de un pigmento de ftalocianina como un agente de nucleación

La invención se refiere a una composición de moldeo compuesta de un polímero olefínico, en particular un polímero de propileno, que contiene un 5-50% en peso de fibras de vidrio, que están unidas al polímero olefínico mediante un compatibilizante, y del 10-4 al 1% en peso de un pigmento de ftalocianina como el agente de nucleación.

El refuerzo de polímeros olefínicos con la ayuda de fibras de vidrio se conoce desde hace tiempo. El documento EP 663 418 A1 describe, por ejemplo, una composición de moldeo de polipropileno que está reforzado con fibras de vidrio. Sin embargo, para obtener buenas propiedades mecánicas, es necesario usar compatibilizantes o agentes de acoplamiento que aseguren una buena unión de las fibras de vidrio a la matriz de poliolefina. Los compatibilizantes, frecuentemente, comprenden en primer lugar un polímero modificado de forma reactiva que es compatible con el polímero de la matriz como un acoplador y, en segundo lugar, un compuesto que tiene grupos polares reactivos, que puede unirse tanto a las fibras de vidrio como al acoplador.

Análogamente, generalmente es habitual nuclear polímeros de propileno no reforzados para mejorar la rigidez y resistencia, aunque también la transparencia, del la pieza moldeada producida a partir de los mismos. Para ello, además de benzoato sódico, talco fino, sales de éster de fosfato, sorbitoles, pigmentos de quinacridona y otros, se usan también pigmentos de ftalocianina como agentes de nucleación. La nucleación, generalmente, conduce a una mejora en la resistencia a tracción y la rigidez, aunque no a una mejora significativa en las resistencias a impacto y, a menudo, a un alargamiento elástico y tensión a tracción a rotura reducidos.

En Polymer 34, 4747 (1993) y en European Polymer Journal 32, 1425 (1996), se investigó la influencia de la nucleación sobre materiales compuestos de polipropileno-fibra de vidrio, usando benzoato sódico como un agente de nucleación. Para los materiales compuestos de fibra de vidrio nucleada, se encontró que el módulo de elasticidad aumentó un 10% y la resistencia a tracción aumentó un 10%, comparado con los materiales compuestos no nucleados.

El benzoato sódico, y también otros muchos agentes de nucleación, como consecuencia de su carácter polar que mejora la nucleación, tienen la desventaja de que pueden reaccionar con el acoplador del compatibilizante y, de esta manera, interferir con la unión de las fibras de vidrio o, como consecuencia de su alto coste, son poco atractivos económicamente.

Una desventaja particular de los agentes de nucleación, tales como benzoato sódico, es la resistencia al agua caliente y resistencia al vapor solo moderadas de las composiciones de moldeo de poliolefina, especialmente en el caso de contacto a largo plazo, durante varias semanas o meses.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar una composición de moldeo de polímero de propileno que presente una unión mejorada a la matriz de las fibras de vidrio y, por lo tanto, mejores propiedades mecánicas, que pueda obtenerse de forma económica y que tenga resistencia mejorada al agua caliente, especialmente en presencia de detergentes.

Hemos descubierto que este objetivo se consigue, sorprendentemente, mediante la composición de moldeo de acuerdo con la reivindicación 1. Por consiguiente, las composiciones de moldeo de acuerdo con la invención comprenden un polímero de propileno que contiene un 5-50% en peso de fibras de vidrio y del 10-4 al 1% en peso, preferiblemente del 103 al 10-1% en peso, de un pigmento de ftalocianina como un agente de nucleación. El bajo coste del pigmento de ftalocianina y el hecho de que incluso una fracción muy pequeña del pigmento de ftalocianina en el polímero conduce a una nucleación suficiente, asegura una producción extremadamente barata. Además, la composición de moldeo de polímero de propileno posee una resistencia al agua caliente excelente.

Es esencial para la composición de moldeo de polímero de propileno de acuerdo con la invención, en primer lugar, el contenido del 5 al 50% en peso de fibras de vidrio, basado en la composición global. Las fibras de vidrio pueden ser fibras de vidrio cortadas, que tienen una longitud de 3 a 6 mm, o fibras de vidrio largas, aunque se da preferencia al uso de fibras de vidrio cortadas. Se da preferencia, adicionalmente, al uso del 10 al 40% en peso, más preferiblemente del 20 al 40% en peso, de fibras de vidrio.

Se da preferencia al uso de fibras de vidrio cortadas, conocidas también como fibras cortas troceadas. Cuando se usan fibras de vidrio cortadas, es posible conseguir por nucleación la rigidez de las composiciones de moldeo que comprenden fibras de vidrio largas a un precio claramente más favorable. Las fibras de vidrio usadas preferiblemente tienen una longitud de 3 a 6 mm, más preferiblemente de 3 a 4,5 mm, y un diámetro de 10 a 20 m, preferiblemente de 12 a 14 m. Dependiendo de las condiciones de formación del compuesto y del moldeo por inyección, la longitud de las fibras de vidrio en la composición de moldeo (gránulos o partículas acabadas moldeadas por inyección) es de 50 m a 3.000 m, preferiblemente de 50 a 1.000 m.

Para unir las fibras de vidrio a la matriz de polímero de propileno, se usa un compatibilizante con funcionalidad polar. Un tipo que puede usarse son compuestos de bajo peso molecular que sirven exclusivamente para hacer a las fibras de vidrio menos hidrófilas y, por lo tanto, más compatibles con el polímero. Los compuestos adecuados son, por ejemplo, silanos tales como aminosilanos, epoxisilanos, amidosilanos o acrilosilanos. Sin embargo, los compatibilizantes, preferiblemente, comprenden un polímero funcionalizado y un compuesto de bajo peso molecular que tenga grupos polares reactivos. El polímero funcionalizado, preferiblemente, son copolímeros de injerto o de bloque que son compatibles con el polímero de la matriz. Para un homopolímero de propileno como el componente de la matriz, se da preferencia, por ejemplo, al uso de un copolímero de injerto o de bloque de propileno como el polímero funcionalizado.

En este contexto, se da preferencia a aquellos polímeros cuyos grupos reactivos son anhídridos de ácido, ácidos carboxílicos, derivados de ácido carboxílico, aminas primarias y secundarias, compuestos de hidroxilo, oxazolinas y epóxidos, y también compuestos iónicos. Se da preferencia particular al uso de un polímero de propileno injertado con anhídrido maleico como el polímero funcionalizado. El compuesto de bajo peso molecular sirve para acoplar la fibra de vidrio al polímero funcionalizado y, de esta manera, para unirla de forma segura a la matriz de poliolefina. Éstos son, normalmente, compuestos bifuncionales, en cuyo caso un grupo funcional puede comenzar una interacción de unión con las fibras de vidrio y el segundo grupo funcional puede comenzar una interacción de unión con el polímero funcionalizado. El compuesto de bajo peso molecular usado es preferiblemente un amino- o epoxisilano, más preferiblemente un aminosilano. Los aminosilanos se unen con los grupos hidroxilo del silano a la fibra de vidrio, mientras que los grupos amino forman un enlace de amida estable, por ejemplo con polipropileno injertado con anhídrido maleico.

Los compatibilizantes pueden usarse preparados previamente, o prepararse in situ. Es particularmente ventajoso aplicar el componente de bajo peso molecular a las fibras de vidrio antes de incorporarlas a la matriz de poliolefina. El polímero funcionalizado puede generarse in situ de una manera sencilla, por extrusión reactiva del polímero de la matriz, por ejemplo con anhídrido maleico. También es posible usar una mezcla madre que comprenda las fibras de vidrio y el compatibilizante en forma premezclada.

También es esencial para la presente invención que la composición de moldeo de polipropileno reforzado con fibra de vidrio se nuclee con un pigmento de ftalocianina. Los pigmentos de ftalocianina por sí mismos se conocen bien y se obtienen de la estructura básica de ftalocianina incorporando un ión metálico central y sustituyendo el anillo de ftalocianina. En la práctica, los átomos fundamentales usados en los pigmentos son cobre, níquel y cobalto, y el cobre es el átomo fundamental preferido. La estructura básica de la ftalocianina puede estar opcionalmente sustituida, en particular con átomos de cloro o bromo. La sustitución con radicales orgánicos puede realizarse también para adaptar las propiedades de nucleación. Los pigmentos de ftalocianina adecuados son, por ejemplo, cobre-ftalocianina... [Seguir leyendo]

1. 1.Una composición de moldeo compuesta por un polímero de propileno como el componente de la matriz, en la que el polímero de propileno es un homopolímero de propileno o es un copolímero de propileno que comprende hasta el 30% en peso de otras olefinas que tienen hasta 10 átomos de carbono, teniendo dicho polímero olefínico un MFR (230ºC /2,16 kg) para ISO 1133 de entre 2 y 30 g/10 min y

a) del 5 al 50% en peso de fibras de vidrio que tienen una longitud de 3 a 6 mm y un diámetro de 10 a 20 m y que están unidas al polímero olefínico mediante un compatibilizante, y

b) del 10-4 al 1% en peso, de un pigmento de ftalocianina como un agente de nucleación.

2. Una composición de moldeo de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el polímero de propileno usado como el componente de la matriz es un polipropileno isotáctico que tiene una fracción insoluble en xileno por encima del 95%.

3. Una composición de moldeo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, que comprende del 10 al 40% en peso de fibras de vidrio.

4. Una composición de moldeo de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la composición comprende, adicionalmente, un compatibilizante para unir las fibras de vidrio al polímero funcionalizado de la matriz, y un compuesto de bajo peso molecular que tiene grupos polares reactivos, y en la que el compuesto de bajo peso molecular sirve para hacer a la fibra de vidrio menos hidrófila, y en la que el polímero funcionalizado es un copolímero de injerto o de bloque de propileno, compatible con dicho polímero de la matriz y funcionalizado con grupos polares.

5. Una composición de moldeo de acuerdo con la reivindicación 4, en la que el compatibilizante con funcionalidad polar comprende un polímero de propileno injertado con anhídrido maleico.

6. Una composición de moldeo de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5, en la que el componente de bajo peso molecular es un aminosilano o epoxisilano, y se aplica a las fibras de vidrio antes de incorporarlas en la matriz de poliolefina.

7. Un proceso para producir composiciones de moldeo como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, en un aparato de mezcla, el polímero de propileno se funde inicialmente y se mezcla con el agente de nucleación a temperaturas de 180 a 320ºC, y las fibras de vidrio se mezclan posteriormente con el fundido.

8. Uso de las composiciones de moldeo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, como piezas de moldeo para la construcción de automóviles o como un recipiente de solución de lavado, carcasa de bomba de agua y carcasa de bomba de solución.

9. Un recipiente de solución de lavado, carcasa de bomba de agua o carcasa de bomba de solución obtenido a partir de las composiciones de moldeo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

10. Una pieza de vehículo a motor, en particular una pieza de recubrimiento de un vehículo a motor, obtenida a partir de las composiciones de moldeo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.