CUERPOS MOLDEADOS COMPUESTOS QUE CONTIENEN MATERIALES SINTÉTICOS, OBTENIBLES MEDIANTE SOLDADURA EN UN CAMPO ELECTROMAGNÉTICO ALTERNO.

Cuerpos moldeados compuestos que contienen materiales sintéticos,

obtenibles mediante soldadura en un campo electromagnético alterno, efectuándose la unión por soldadura con ayuda de un material sintético, que contiene partículas oxídicas magnéticas con un tamaño a la escala de los nanómetros, caracterizados porque las partículas oxídicas magnéticas con un tamaño a la escala de los nanómetros, contienen unos dominios superparamagnéticos no aglomerados y se componen de unas partículas primarias conglomeradas, estando constituidas las partículas primarias a base de unos dominios magnéticos de óxidos de metales con un diámetro de 2 a 100 nm en una matriz no magnética de óxidos de metales o de metaloides

El invento se refiere a unos cuerpos moldeados compuestos que contienen materiales sintéticos, obtenibles mediante soldadura en un campo electromagnético alterno, en los que la unión por soldadura se efectúa con ayuda de un material sintético, que contiene partículas oxídicas magnéticas con un tamaño a la escala de los nanómetros.

Las piezas moldeadas de materiales sintéticos se pueden unir con los más diversos procedimientos de soldadura de materiales sintéticos. Unos procedimientos habituales son la soldadura con un elemento calentador, la soldadura con una espiral de calefacción, la soldadura con ultrasonidos, la soldadura por vibraciones, la soldadura por irradiación atravesadora con rayos láser, la soldadura por fricción rotatoria y la soldadura a alta frecuencia.

Los procedimientos de ensamble mediante un campo electromagnético alterno o mediante microondas se emplean más raramente y se consideran todavía como unos procedimientos especiales.

En el caso de la soldadura por irradiación atravesadora con rayos láser, por lo menos la pieza moldeada orientada hacia la fuente de radiación debe de ser transparente para el rayo láser, con lo cual la elección de los materiales sintéticos, que entran en cuestión, está restringida en lo que se refiere a la pigmentación y al ajuste cromático.

Por el contrario, al realizar la soldadura en un campo electromagnético alterno, no se presentan las restricciones en lo que respecta a los agentes colorantes.

Para la soldadura con una radiación electromagnética (soldadura por inducción) se requiere usualmente un agente coadyuvante de soldadura, que sea activable magnéticamente como tal o a causa de unas correspondientes sustancias constituyentes. Debido a las pérdidas por histéresis y/o por corrientes parásitas en el campo electromagnético alterno, el agente coadyuvante de soldadura se calienta, siendo la entrada de energía, en el caso del calentamiento inductivo, aproximadamente 1.500 veces más alta que en el caso de la conducción de calor. La soldadura por inducción recorre las fases de fusión, de fusionamiento de la masa fundida y de consolidación, pudiéndose llevar a cabo el proceso de soldadura de una manera continua o discontinua.

El agente coadyuvante de soldadura se puede colocar, por ejemplo en forma de piezas semiterminadas o de láminas, entre las superficies de ensamble de las piezas moldeadas, que se han de ensamblar. La activabilidad magnética se realiza frecuentemente por medio de unas inserciones metálicas, lo cual, sin embargo, complica mucho el proceso de producción de las piezas moldeadas de materiales sintéticos que se han de ensamblar, y las cuales son eventualmente indeseadas en el producto consecuente. Los agentes coadyuvantes de soldadura con unos materiales de carga ferromagnéticos en forma de partículas, son relativamente caros y muestran unos malos grados de efecto, de tal manera que el procedimiento no se pudo imponer hasta ahora frente a los procedimientos de ensamble establecidos.

Por lo tanto, el invento estaba basado en la misión de desarrollar unos materiales sintéticos, que sean activables magnéticamente mediante unos correspondientes aditivos, con el fin de hacer soldables a aquéllos en un campo electromagnético alterno. Estos materiales deberían ser empleables o bien como unos componentes integrales de las piezas moldeadas de materiales sintéticos, que se han de ensamblar,

o como un adicional agente coadyuvante de soldadura.

En el documento de solicitud de patente alemana DE-A-19924138 se reivindica una composición de pegamento, que contiene, entre otras cosas, unas partículas con un tamaño a la escala de los nanómetros que tienen propiedades superparamagnéticas.

En el documento DE-A-10163399 se describe una formulación a base de nanopartículas, que tiene una fase coherente y por lo menos una fase en forma de partículas, dispersada en ella, de partículas superparamagnéticas con un tamaño a la escala de los nanómetros. En este caso, se prefieren unas formulaciones en forma de una composición de pegamento.

Las composiciones de los documentos DE-A-19924138 y DE-A-10163399 son calentables en el campo electromagnético alterno.

Tanto para el documento DE-A-19924138 como también para el documento DE-A-10163399 es válido que las partículas empleadas están de manera preferida modificadas superficialmente o respectivamente revestidas superficialmente, con el fin de impedir una aglomeración o una fusión de las partículas con un tamaño a la escala de los nanómetros y/o con el fin de garantizar una buena dispersabilidad de la fase en forma de partículas en la fase coherente. En este contexto, es desventajoso el hecho de que las sustancias empleadas para el revestimiento de superficies o respectivamente para la modificación de superficies, se pueden soltar, en particular a unas altas temperaturas y/o bajo influencias mecánicas. Esto tiene como consecuencia que las partículas con un tamaño a la escala de los nanómetros se pueden aglomerar o fusionar, con lo que se pierden sus propiedades superparamagnéticas.

Las propiedades reológicas de la formulación a base de nanopartículas de acuerdo con el documento DE-A-10163399 o de la composición de pegamento de acuerdo con el documento DE-A19924138 se pueden ajustar dentro de un amplio intervalo por medio del tipo y de la cantidad del agente dispersivo. Sin embargo, no es posible, o solamente es posible de una manera restringida, ajustar la reología de la formulación por medio de las partículas superparamagnéticas con un tamaño a la escala de los nanómetros, propiamente dichas, ya que las propiedades superparamagnéticas están vinculadas con unos determinados tamaños de partículas. Las partículas se presentan en la formulación casi como partículas primarias, por lo que un ajuste de la reología, por ejemplo un espesamiento, tan sólo es posible mediante una variación simultánea del contenido de las partículas superparamagnéticas.

El documento DE10210661 A1 describe una composición de pegamento con unas partículas de materiales de carga, que son metálicas, ferromagnéticas, ferrimagnéticas, superparamagnéticas o paramagnéticas (véase el resumen). Estas partículas de materiales de carga están modificadas superficialmente con unas unidades orgánicas, que llevan grupos funcionales, los cuales pueden reaccionar con grupos funcionales del pegamento (véanse las Figuras así como el párrafo 001 6). Puesto que una partícula lleva varios grupos funcionales, ella actúa como un agente reticulante para el pegamento (párrafos 001 6 y 001 9). Es sabido que una modificación orgánica en la superficie de las nanopartículas se opone a la aglomeración de las partículas.

Como pegamento, en el documento DE10210661 A1 se mencionan en particular resinas epoxídicas, poliuretanos, acrilatos, resinas fenólicas, polisulfuros o resinas de melamina (párrafo 001 4). Son de este tipo unas composiciones de bajo peso molecular, eventualmente unos prepolímeros; ellas poseen por lo tanto una baja viscosidad. Las partículas del material de carga pueden ser dispersadas por lo tanto fácilmente en el pegamento. Al aplicar el campo alterno, las partículas son calentadas a una temperatura, a la que tiene lugar la reacción de reticulación entre los grupos funcionales de las partículas y los grupos funcionales del pegamento.

En la solicitud de patente alemana más temprana, no publicada con anterioridad, DE 102004057830, del 01.12.2004, a la que se hace referencia por la presente en su pleno contenido, se describe una composición de pegamento, que contiene un monómero polimerizable y/o un polímero y, dispersadas en ellos, unas partículas oxídicas superparamagnéticas, que se componen de partículas primarias conglomeradas, estando constituidas las partículas primarias a base de unos dominios magnéticos de óxidos de metales con un diámetro de 2 a 100 nm en una matriz no magnética de óxidos de metales o de metaloides.

Sorprendentemente, se encontró por fin que unas partículas oxídicas magnéticas con un tamaño a la escala de los nanómetros, son adecuadas como aditivos para materiales sintéticos, con el fin de hacerlos soldables en un campo electromagnético alterno.

Por consiguiente, es objeto del invento la utilización de unas partículas oxídicas magnéticas con un tamaño a la escala de los nanómetros, que tienen unos dominios superparamagnéticos no aglomerados y que se componen de partículas primarias conglomeradas, estando constituidas las partículas... [Seguir leyendo]

1. Cuerpos moldeados compuestos que contienen materiales sintéticos, obtenibles mediante soldadura en un campo electromagnético alterno, efectuándose la unión por soldadura con ayuda de un material sintético, que contiene partículas oxídicas magnéticas con un tamaño a la escala de los nanómetros, caracterizados porque las partículas oxídicas magnéticas con un tamaño a la escala de los nanómetros, contienen unos dominios superparamagnéticos no aglomerados y se componen de unas partículas primarias conglomeradas, estando constituidas las partículas primarias a base de unos dominios magnéticos de óxidos de metales con un diámetro de 2 a 100 nm en una matriz no magnética de óxidos de metales o de metaloides.

2. Cuerpos moldeados compuestos que contienen materiales sintéticos, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizados porque las partículas oxídicas magnéticas con un tamaño a la escala de los nanómetros, se componen de unas partículas primarias conglomeradas, siendo el tamaño de los conglomerados de las partículas oxídicas magnéticas mayor que 100 nm y menor que 1 µm.

3. Cuerpos moldeados compuestos que contienen materiales sintéticos, de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizados porque los dominios magnéticos de las partículas oxídicas magnéticas contienen un óxido de hierro.

4. Cuerpos moldeados compuestos que contienen materiales sintéticos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizados porque los dominios magnéticos de las partículas oxídicas superparamagnéticas contienen ferritas.

5. Cuerpos moldeados compuestos que contienen materiales sintéticos, de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizados porque los dominios magnéticos de las partículas oxídicas superparamagnéticas están constituidos a base de unos sistemas ternarios de la fórmula general (Ma1-x-y MbxFey)IIFe2IIIO4, siendo Ma o respectivamente Mb = manganeso, cobalto, níquel, zinc, cobre, magnesio, bario, itrio, estaño, litio, cadmio, magnesio, calcio, estroncio, titanio, cromo, vanadio, niobio o molibdeno, y x = desde 0,05 hasta 0,95, y = desde 0 hasta 0,95 y x+y ≤ 1.

6. Cuerpos moldeados compuestos que contienen materiales sintéticos, de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizados porque la proporción de los dominios magnéticos en las partículas oxídicas magnéticas con un tamaño a la escala de los nanómetros, es de 10 a 90 % en peso.

7. Cuerpos moldeados compuestos que contienen materiales sintéticos, de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizados porque la proporción de las partículas oxídicas magnéticas con un tamaño a la escala de los nanómetros, en el material sintético que da lugar a la unión por soldadura, es de 0,1 a 40 % en peso.

8. Cuerpos moldeados compuestos que contienen materiales sintéticos, de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 7, caracterizados porque el material sintético que da lugar a la unión por soldadura, es ablandable termoplásticamente.

9. Cuerpos moldeados compuestos que contienen materiales sintéticos, de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizados porque el material sintético que da lugar a la unión por soldadura, se basa en un poliuretano de uno o dos componentes, un poliepóxido de uno o dos componentes, un polímero de silicona de uno o dos componentes, un polímero modificado con silanos, una poliamida, un polímero con funciones de (met)acrilato, un poliéster, un policarbonato, un copolímero de cicloolefinas, un polisiloxano, una poli(éter-sulfona), una poli(éter-cetona), un poliestireno, un poli(oximetileno), una poli(amida-imida), un poli(tetrafluoroetileno), un poli(fluoruro de vinilideno), un copolímero de perfluoroetileno y propileno, un copolímero de perfluoroalcoxi, un copolímero de metacrilato, butadieno y estireno y/o un copoliéster cristalino líquido.

10. Cuerpos moldeados compuestos que contienen materiales sintéticos, de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 9 en forma de cuerpos huecos compuestos, tales como recipientes, tubos o conducciones, que están soldados directamente o a través de unos elementos de unión, tales como manguitos, acoplamientos o bridas.

11. Cuerpos moldeados compuestos que contienen materiales sintéticos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 9 en forma de unos materiales compuestos de múltiples capas a base de elementos soldados superficial y laminarmente, tales como planchas y/o láminas.

12. Procedimiento para la producción de un cuerpo moldeado compuesto de un material sintético mediante soldadura en un campo electromagnético alterno, realizándose que la unión por soldadura se efectúa con ayuda de un material sintético, que contiene partículas oxídicas magnéticas con un tamaño a la escala de los nanómetros, que tienen unos dominios superparamagnéticos no aglomerados, y que se componen de unas partículas primarias conglomeradas, estando constituidas las

partículas primarias a base de unos dominios magnéticos de óxidos de metales con un diámetro de 2 a 100 nm en una matriz no magnética de óxidos de metales o de metaloides.

13. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque por lo menos una de las piezas moldeadas, que se han de ensamblar, se compone, por lo menos en la zona de la

5 superficie de ensamble, a base del material sintético, que contiene partículas oxídicas magnéticas con un tamaño a la escala de los nanómetros.

14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 y 13, caracterizado porque los cuerpos moldeados de materiales sintéticos, que se han de ensamblar, son sometidos, por lo menos en la zona de la superficie de ensamble, a un campo eléctrico, magnético o electromagnético alterno, siendo calentado a la temperatura de fusión el material sintético que da lugar a la unión por soldadura.

15. Utilización de unas partículas oxídicas magnéticas con un tamaño a la escala de los nanómetros, que contienen unos dominios superparamagnéticos no aglomerados, y que se componen de unas partículas primarias conglomeradas, estando constituidas las partículas primarias a base de unos dominios magnéticos de óxidos de metales con un diámetro de 2 a 100 nm en una matriz no magnética de óxidos de metales o de metaloides, como un aditivo en materiales sintéticos, con el fin de hacer soldables a éstos en un campo electromagnético alterno.