MATERIALES MOLDEABLES CON RESISTENCIA AL IMPACTO CON ANISOTROPÍA REDUCIDA.
Material moldeable termoplástico que contiene los componentes A,
B, C y D, así como, eventualmente, otros componentes E, F, G y H, cuya suma es el 100% en peso, asimismo, el material moldeable contiene: a) 3 a 91,9% en peso de uno o múltiples copolímeros de estireno A, a) 3 a 91% en peso de una o múltiples poliamidas B, c) 5 a 50% en peso de uno o múltiples polimerizados de injerto C d) 0,1 a 25% en peso de uno o múltiples terpolímeros D, que presentan una proporción de oligómeros inferior al 3% en peso, y dicha proporción designa la cantidad de todas las moléculas con un peso molecular medio (MW) inferior a 10.000 g/mol, e) 0 a 40% de otro caucho E, f) 0 a 3% en peso de, al menos, un anhídrido monofuncional F con un peso molar inferior a 3000 g/mol; g) 0 a 50% en peso de material de relleno G, en forma de fibras y/o partículas, h) 0 a 40% en peso de otra sustancia adicional H
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/051918.
Solicitante: BASF SE.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: ALEMANIA.
Inventor/es: WEBER, MARTIN, ITTEMANN, PETER, HONL, HANS, HAENSEL,WERNER.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 18 de Febrero de 2008.
Fecha Concesión Europea: 6 de Octubre de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C08F279/02 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08F COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES QUE IMPLICAN UNICAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de hidrocarburos de número reducido de átomos de carbono, p. ej. por oligomerización, C10G 50/00; Procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la síntesis de un compuesto químico dado o de una composición dada, o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P; polimerización por injerto de monómeros, que contienen uniones insaturadas carbono-carbono, sobre fibras, hilos, hilados, tejidos o artículos fibrosos hechos de estas materias D06M 14/00). › C08F 279/00 Compuestos macromoleculares obtenidos por polimerización de monómeros sobre polímeros de monómeros que tienen dos o más enlaces dobles carbono-carbono como los definidos en el grupo C08F 36/00. › sobre polímeros de dienos conjugados.
- C08F279/04 C08F 279/00 […] › Monómeros aromáticos de vinilo y nitrilos como únicos monómeros.
- C08L25/12 C08 […] › 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 25/00 Composiciones de homopolímeros o copolímeros de compuestos que tienen uno o más radicales alifáticos insaturados, que tienen cada uno solamente un enlace doble carbono-carbono, y estando al menos uno terminado por un ciclo carbocíclico aromático; Composiciones de derivados de tales polímeros. › con nitrilos insaturados.
- C08L35/06 C08L […] › C08L 35/00 Composiciones de homopolímeros o copolímeros de compuestos que tienen uno o más radicales alifáticos insaturados, teniendo solamente cada uno un enlace doble carbono-carbono, y estando al menos uno terminado por un radical carboxilo, y conteniendo al menos otro radical carboxilo en la molécula, o de sus sales, anhídridos, amidas, ésteres, imidas o nitrilos; Composiciones de los derivados de tales polímeros. › Copolímeros con monómeros vinil-aromáticos.
- C08L51/04 C08L […] › C08L 51/00 Composiciones de polímeros injertados en los que el componente injertado es obtenido por reacciones que implican solamente enlaces insaturados carbono-carbono (conteniendo polímeros ABS C08L 55/02 ); Composiciones de los derivados de tales polímeros. › injertados sobre cauchos.
- C08L51/08S
- C08L53/02 C08L […] › C08L 53/00 Composiciones de polímeros en bloque que contienen al menos una serie de un polímero obtenido por reacciones que implican solamente enlaces insaturados carbono-carbono; Composiciones de los derivados de tales polímeros. › de monómeros vinil-aromáticos y dienos conjugados.
- C08L55/02 C08L […] › C08L 55/00 Composiciones de homopolímeros o copolímeros, obtenidos por reacciones de polimerización que implican solamente enlaces insaturados carbono-carbono, no previstos por los grupos C08L 23/00 - C08L 53/00. › Polímeros ABS [Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno].
Clasificación PCT:
- C08L25/12 C08L 25/00 […] › con nitrilos insaturados.
- C08L35/06 C08L 35/00 […] › Copolímeros con monómeros vinil-aromáticos.
- C08L51/04 C08L 51/00 […] › injertados sobre cauchos.
- C08L55/02 C08L 55/00 […] › Polímeros ABS [Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno].
- C08L77/00 C08L […] › Composiciones de poliamidas obtenidas por reacciones que forman una amida carboxílica unida en la cadena principal (de polihidrazidas C08L 79/06; de poliamida-imidas o poliamida-ácidos C08L 79/08 ); Composiciones de los derivados de tales polímeros.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia.
Fragmento de la descripción:
Materiales moldeables con resistencia al impacto con anisotropía reducida.
La presente invención comprende materiales moldeables termoplásticos con características mecánicas mejoradas que contienen, al menos, cuatro componentes diferentes. Los materiales moldeables contienen uno o múltiples copolímeros de estireno, una o múltiples poliamidas, al menos, un caucho de injerto, así como, al menos, un terpolímero con una proporción reducida de oligómeros.
Los materiales moldeables pueden contener, eventualmente, como componente adicional, otros cauchos, un anhídrido, al menos, monofuncional con una masa molar inferior a 3000 g/mol, eventualmente, en forma de fibras o partículas o sus mezclas, así como, eventualmente, otros aditivos.
Además, la presente invención comprende la obtención de dichos materiales moldeables así como la utilización de los materiales moldeables para la obtención de cuerpos moldeados, por ejemplo, para artículos del hogar, componentes electrónicos, equipos domésticos, equipos de jardinería, equipos técnicos médicos y componentes de vehículos.
Diferentes mezclas de polímeros de copolímeros de estireno y poliamidas se conocen desde hace muchos años, por ejemplo, por la memoria EP-A 202 214, EP-A 402 528, EP-A 784 080 y DE-A 100 24 935.
Por la memoria EP-A 202 214, el especialista conoce compuestos termoplásticos que, además de un componente de polímero de injerto (por ejemplo, una resina ABS) contienen un componente poliamida (por ejemplo, Nylon) y un terpolímero (por ejemplo, de los monómeros estireno, acrilonitrilo y anhídrido de ácido maleico).
Por la memoria EP-A 402 528 se conoce una mezcla termoplásticas resistente al impacto que, además de un polímero de injerto (por ejemplo, ABS) también contiene una resina poliamida, un terpolímero (por ejemplo, de estireno, un anhídrido de ácido dicarboxílico y una imida de ácido maleico) así como, eventualmente, otro componente polímero.
En el documento EP-A 784 080 se describen compuestos polímeros, que contienen, al menos, tres componentes, en donde el componente A es un polímero de injerto, el componente B, una poliamida termoplástico y el componente C, un terpolímero de, por ejemplo, estireno, acrilonitrilo y anhídrido de ácido maleico. Como otros componentes, pueden presentar los compuestos de anhídrido de ácido ftálico presentados en la memoria EP-A 784 080.
En la memoria DE-A 100 24 935 se describen mezclas de polímeros que presentan, al menos, cuatro componentes. Los compuestos descritos contienen, al menos, un componente de polímero de injerto con elasticidad de caucho, al menos, una poliamida, al menos, un transmisor de compatibilidad con grupos polares, así como, al menos, un producto de copolimerización de vinilo.
Mientras que los compuestos termoplásticos descritos en el estado actual de la técnica presentan, en parte, una elevada resistencia formal al calor, un buen alargamiento de rotura y una elevada resistencia a influencias climáticas, a menudo presentan una elevada anisotropía en lo referente a la resistencia al impacto de las piezas moldeadas obtenidas.
Se entiende por anisotropía, en general, la dependencia de la dirección de una característica física. Para la implementación durante la fabricación de piezas moldeadas que pueden sufrir una carga mecánica, es muy importante que la resistencia al impacto de las piezas moldeadas no presenten una anisotropía elevada, dado que la carga mecánica en general no sólo se puede presentar en una dirección.
Las mezclas binarias de poliamidas y copolímeros de estireno presentan una mala resistencia, debido a la intolerancia entre la poliamida y el SAN (matriz y copolímeros de estireno y acrilonitrilo). Ya es conocido el hecho de que, gracias a la utilización de polímeros SAN funcionarizados, se puede incrementar significativamente la resistencia de mezclas de poliamida y copolímeros de estireno. Además, dichos productos presentan características interesantes como una elevada resistencia, buena fluidez y resistencia a químicos.
Las investigaciones de la transmisión de compatibilidad "in situ" de los componentes en mezclas de copolímeros de estireno y poliamida son conocidas por el especialista a través de la literatura, véanse, por ejemplo, las siguientes publicaciones: V.J. Triacca, S. Ziaee, J.W. Barlow, H. Kesskula, D.R. Paul, Polymer 32, 1401 (1991); B. Majundar, H. Keskkula, D.R. Paul, N.G. Harvey, Polymer 35, 4263 (1994); C.W. Lee, S.H. Ryu, H.S. Kim, J. Appl. Polym. Sci., 64, 1595 (1997); R.A. Kudva, H. Kesskula, D.R. Paul, Polymer 39, 2447 (1998); C. Lacasse, B.D. Favis, Adv. Polym. Techn. 18, 255 (1999); R.A. Kudva, H. Kesskula, D.R. Paul, Polymer 41, 239 (2000).
Como transmisor de compatibilidad entre poliamidas y copolímeros de estireno son adecuados, sobre todo, terpolímeros de estireno-acrilonitrilo-anhídrido de ácido maleico, terpolímeros de estireno-N-fenilmaleinimida-anhídrido de ácido maleico y polímeros con metilmetactilato-anhídrido de ácido maleico (véase, por ejemplo, EP-A 0 946 644).
En general, los grupos amino o carboxilo terminales de las poliamidas reaccionan con los grupos funcionales de los denominados copolímeros y terpolímeros, asimismo, se generan in situ copolímeros que contribuyen con una compatibilidad mejorada entre la fase de copolímeros de estireno y la fase poliamida. Dichas mezclas polímeras con superficie modificada generalmente son denominadas aleaciones polímeras, véase, por ejemplo, la representación de L.A. Utracki, "Polymer Alloys and Blends" (aleaciones y mezclas polímeras), Hanser Publishers, Munich, Viena New York, 1989.
Los materiales moldeables conocidos de copolímeros de estireno/poliamida PA 6 presentan, como también lo hacen otras mezclas polímeras, una elevada anisotropía de la resistencia al impacto. Si, por ejemplo, en una serie de prueba se elaboran cuerpos de muestra de componentes de gran tamaño en paralelo o transversalmente a la dirección de flujo, se presentan, en parte, grandes diferencias en lo que respecta la resistencia al impacto. Dicha anisotropía mecánica puede conducir a desventajas considerables en la utilización de las piezas moldeadas, por ejemplo, fisuras o zonas de quiebres en la pieza moldeada.
Otro objeto de la presente invención es, por ello, presentar materiales moldeables termoplásticos sobre la base de copolímeros de estireno y poliamidas con una anisotropía reducida de la resistencia al impacto.
Sorprendentemente, dicho objeto puede ser alcanzado a través de la facilitación de material moldeable termoplástico que contiene los componentes A, B, C y D, así como, eventualmente, otros componentes E, F, G y H, cuya suma es el 100%.
El material moldeable acorde a la invención contiene:
Preferentemente, se presenta un material moldeable que contiene 10 a 60% en peso de uno o múltiples copolímeros de estireno A, en donde dichos copolímeros de estireno A están conformados por dos o más monómeros del conjunto de estireno, acrilonitrilo, alfa-metilestireno y metilmetactilato.
Como primer componente A, los materiales moldeables termoplásticos acordes a la invención contienen 3 a 91,9% en peso, especialmente, 10 a 60% en peso y de modo especialmente preferido, 12 a 50% en peso de, al menos, un copolímero de estireno A.
Por copolímeros de estireno se pueden entender, especialmente, SAN u otros copolímeros de estireno libres de caucho. Los ejemplos de dicho componente A son las matrices de copolímeros usuales, por ejemplo, los copolímeros de estireno y acrilonitrilo obtenidos por polimerización...
Reivindicaciones:
1. Material moldeable termoplástico que contiene los componentes A, B, C y D, así como, eventualmente, otros componentes E, F, G y H, cuya suma es el 100% en peso, asimismo, el material moldeable contiene:
2. Material moldeable acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque contiene 10 a 60% en peso de uno o múltiples copolímeros de estireno A, en donde dichos copolímeros de estireno A están conformados por dos o más monómeros del conjunto de estireno, acrilonitrilo, α-metilestireno y metilmetactilato.
3. Material moldeable acorde a la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque contiene 10 a 80% en peso de uno o múltiples copolímeros de estireno A, en donde dichos copolímeros de estireno A están conformados por dos o más monómeros del conjunto de estireno, acrilonitrilo y/o α-metilestireno.
4. Material moldeable acorde a una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque contiene 30 a 80% en peso de una o múltiples poliamidas B, en donde se trata de homopoliamidas, copoliamidas o sus mezclas.
5. Material moldeable acorde a una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque contiene 30 a 70% en peso de una o múltiples poliamidas B, en donde la poliamida B se forma con monómeros del conjunto de: ácido tereftálico, ácido adipínico, hexametilendiamina, butandiamina, feniliendiamina y/o
6. Material moldeable acorde a la reivindicación 1 a 5, caracterizado porque contiene 10 a 40% en peso de uno o múltiples polimerizados de injerto C, en donde dichos polimerizados de injerto C están conformados por una base de injerto y, al menos, una envoltura de injerto, en donde el polímero de injerto C está conformado por dos o más monómeros del conjunto de butadieno, estireno, acrilonitrilo, alfa-metilestireno, MMA, butilacrilato, acrilato de etilo y/o metacrilamida.
7. Material moldeable acorde a la reivindicación 1 a 6, caracterizado porque contiene 10 a 40% en peso de uno o múltiples polimerizados de injerto C, en donde dichos polimerizados de injerto C están conformados por una base de injerto de polibutadieno y, al menos, una envoltura de injerto, asimismo, dicha envoltura de injerto está conformada por dos o más monómeros del conjunto de estireno, acrilonitrilo, alfa-metilestireno, acrilato de etilo y/o metacrilamida.
8. Material moldeable acorde a la reivindicación 1 a 7, caracterizado porque contiene 1 a 15% en peso de un terpolímero D, en donde dicho terpolímero D está conformado por una proporción de oligómeros inferior al 3% en peso y tres o más monómeros del conjunto de estireno, acrilonitrilo, alfa-metilestireno, metilmetactilato, imida de ácido maleico o anhídrido de ácido maleico.
9. Material moldeable acorde a la reivindicación 1 a 8, caracterizado porque contiene 1 a 15% en peso de un terpolímero D, en donde dicho terpolímero D presenta una proporción de oligómeros inferior al 3% en peso y está conformado por los tres monómeros estireno, acrilonitrilo y anhídrido de ácido maleico.
10. Material moldeable acorde a una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque contiene, adicionalmente, 1 a 30% en peso de otros cauchos E, en donde dicho otro caucho contiene dos o más monómeros del conjunto de eteno, propeno, buteno y/u octeto.
11. Material moldeable acorde a una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque contiene, adicionalmente, 1 a 30% en peso de, al menos, otro caucho E, en donde dicho otro caucho E contiene los monómeros eteno, propeno, y/o 1-buteno.
12. Material moldeable acorde a una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque contiene 0,1 a 2% en peso de, al menos, un anhídrido monofuncional F, con un peso molar inferior a 3.000 g/mol.
13. Material moldeable acorde a una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque contiene, adicionalmente, 5 a 40% en peso de material de relleno en forma de fibras y/o partículas G.
14. Material moldeable acorde a una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque contiene, adicionalmente, 2 a 30% en peso de otra sustancia adicional del conjunto de estabilizantes y pigmentos.
15. Material moldeable acorde a una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque contiene
16. Material moldeable acorde a una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque los componentes A están conformados por 60 a 85% en peso de estireno y 15 a 40% en peso de acrilonitrilo.
17. Material moldeable acorde a una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque en el componente C, al menos, 90% en peso de las partículas de la base de injerto presentan un diámetro inferior a 450 nm.
18. Procedimiento para la obtención de materiales moldeables acordes a una de las reivindicaciones 1 a 17, a través de la mezcla de los componentes A a D y, eventualmente, de los componentes E a H.
19. Utilización de materiales moldeables acordes a las reivindicaciones 1 a 17 para la obtención de fibras, películas y cuerpos moldeados.
20. Utilización acorde a la reivindicación 19 para la obtención de artículos domésticos, componentes electrónicos, equipos domésticos, equipos de jardinería, equipos técnicos médicos, componentes de vehículos y de carrocería.
21. Cuerpos moldeados, fibras y películas, acordes a las reivindicaciones 1 a 17.
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