NUEVA COMPOSICIÓN POLIMÉRICA.
Una composición polimérica (C) que comprende - una poli(arilétercetona) (P1) seleccionada entre poliéterétercetonas de las cuales más de un 50%p.
de las unidades recurrentes son unidades recurrentes de fórmula **Fórmula** (I), poliétercetonacetonas de las cuales más de un 50%p. de las unidades recurrentes son unidades recurrentes de fórmula **Fórmula** (II) y copolímeros poliéterétercetona-poliétercetonacetona de los cuales no más de un 50%p de las unidades recurrentes son de fórmula **Fórmula** (I) y no más de un 50%p. de las unidades recurrentes son de fórmula **Fórmula** (II), pero más de un 50%p. de las unidades recurrentes son unidades recurrentes seleccionadas entre las unidades recurrentes (I) y (II), - una polifenilsulfona (P2) de la cual más de un 50%p. de las unidades recurrentes son unidades recurrentes (R2) de fórmula **Fórmula** (1) y - una fibra de refuerzo (F), con la excepción de una composición polimérica que consiste en - un 90%p., basado en el peso total de la composición polimérica, de una mezcla polimérica conformada por 85 partes en peso de una polifenilsulfona y 15 partes en peso de una poliéterétercetona, y - un 10%p., basado en el peso total de la composición polimérica, de fibra de vidrio
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/052522.
Solicitante: SOLVAY ADVANCED POLYMERS, L.L.C..
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 4500 MCGINNIS FERRY ROAD ALPHARETTA, GA 30005-3914 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.
Inventor/es: EL-HIBRI,MOHAMMAD JAMAL, WEINBERG,SHARI, SHORROCK,SHAWN.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 16 de Marzo de 2007.
Fecha Concesión Europea: 13 de Octubre de 2010.
Clasificación PCT:
- C08L71/00 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos D01F; filamentos o fibras artificiales D06). › Composiciones de poliéteres obtenidos por reacciones que forman un éter unido en la cadena principal (de poliacetales C08L 59/00; de resinas epoxi C08L 63/00; de politioéter-éteres C08L 81/02; de poliéter-sulfonas C08L 81/06 ); Composiciones de los derivados de tales polímeros.
- C08L81/06 C08L […] › C08L 81/00 Composiciones de compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones que forman un enlace que contiene azufre con o sin nitrógeno, oxígeno o carbono, solamente en la cadena principal; Composiciones de polisulfonas; Composiciones de los derivados de tales polímeros. › Polisulfonas; Poliétersulfonas.
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:
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a una nueva composición polimérica reforzada.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Las poli(bifenilétersulfona)s, en particular las polifenilsulfonas (PPSU), son tecnopolímeros 5 amorfos que son materiales particularmente predilectos por ofrecer los últimos avances en cuanto a tenacidad, con una rigidez bastante buena y una resistencia química bastante buena, mejores que la mayoría de las resinas transparentes comercializadas pero peores que las de los polímeros de ultrarrendimiento como las poli(arilétercetona)s.
Precisamente, las poli(arilétercetona)s, en particular las poliéterétercetonas (PEEK) y las 10 poliétercetonacetonas (PEKK), ofrecen un equilibrio excepcional de propiedades técnicas, a saber, un punto de fusión alto, una estabilidad térmica excelente, alta rigidez y resistencia, buena tenacidad y una resistencia química realmente excelente, incluida una resistencia excelente a productos químicos tras exponerlas a dicho producto químico en condiciones de tensión ("resistencia a la ruptura por tensión ambiental"). 15
Sin embargo, para ciertas aplicaciones, se requiere un nivel más elevado de rigidez que no se puede conseguir con una poli(arilétercetona) por sí sola, y, con más razón, con una poli(bifenilétersulfona) por sí sola. Una solución conocida, entre otras, consiste en incorporar un relleno de refuerzo al polímero puro. Los ejemplos no limitantes de rellenos de refuerzo incluyen rellenos particulados como nanoarcillas y rellenos fibrosos como fibras de vidrio y fibras de carbono. Por lo tanto, por ejemplo, se han desarrollado 20 ciertas PEEK rellenas de vidrio que han tenido un cierto éxito comercial.
Además, en relación con dichas PEEK rellenas de vidrio y más generalmente las poli(arilétercetona)s reforzadas, su coste elevado (que se debe al coste alto de las poli(arilétercetona)s de por sí), sigue suponiendo una limitación, que hace que el experto se abstenga de utilizarlas tan a menudo como sería deseable desde un punto de vista técnico para las aplicaciones contempladas (artículos 25 formados), en particular cuando una rigidez inicial elevada es esencial y se debe retener durante el mayor tiempo posible después de entrar en contacto los artículos formados o al menos alguna(s) parte(s) de estos, de forma temporal o permanente, con un ambiente químico agresivo en tensión.
Por lo tanto, se sigue necesitando una composición en cuestión que presente un nivel de propiedades (en particular de resistencia química y muy particularmente de resistencia a la ruptura por 30 tensión ambiental) tan elevado o sustancialmente tan elevado como el obtenido con poli(arilétercetona)s reforzadas, con un coste menor que el de dichas poli(arilétercetona)s reforzadas.
El reto parecía ser difícil de superar para el Solicitante, especialmente en vista del contenido de U.S. 4.804.724, como se comenta a continuación.
El documento U.S. 4.804.724, cuyo contenido completo se incorpora a la presente por referencia, 35 describe mezclas no reforzadas que comprenden una poli(arilétercetona) y una poli(bifenilétersulfona). Como cabía esperar, estas mezclas, con composiciones intermedias (tales como 50 partes de PPSU y 50 partes de PEEK), exhiben propiedades intermedias, en particular una rigidez intermedia (módulo) y una resistencia química intermedia (incluida una resistencia a la ruptura por tensión ambiental intermedia) en ciertos ambientes químicos (acetato de etilo, 1,1,1-tricloroetano, tolueno y acetona) en el rango de entre la 40 resistencia química (elevada) de la poli(arilétercetona) y la resistencia química (sustancialmente inferior) de la poli(bifenilétersulfona). Así pues, resumiendo, el experto en la técnica, en vista del contenido de U.S. '724, asumiría que reemplazar parte de la poli(arilétercetona) contenida en una composición de poli(arilétercetona), ya sea reforzada o no, por un polímero normalmente de menor coste, en particular una poli(binefilétersulfona), no debería ser una forma adecuada para resolver el complejo problema que 45 supone la reducción del coste de la composición de poli(arilétercetona) conservando al mismo tiempo al menos sustancialmente la resistencia química conferida por la poli(arilétercetona).
El documento U.S. 5.916.958 trata sobre el problema que suponía mejorar la ignifugación de composiciones de poli(binefilétersulfona), incluidas, pero sin limitarse a, composiciones de PPSU; para solventar el problema se deben agregar un polímero fluorocarbonado y dióxido de titanio a la composición 5 de poli(binefilétersulfona). Opcionalmente, las composiciones de poli(binefilétersulfona) de US' 958 comprenden una poli(arilétercetona) adicional, incluidas, pero sin limitarse a, PEEK y PEKK. Otros ingredientes opcionales incluyen rellenos fibrosos como fibra de vidrio, así como también rellenos particulados como wollastonita, talco, sílice y análogos. El documento US 5.916.958 no presenta ninguna composición que comprenda específicamente una poli(binefilétersulfona), una poli(arilétercetona) y un 10 relleno fibroso, salvo el ejemplo comparativo N, que se refiere a una composición que consiste en (i) un 90%p., basado en el peso total de la composición, de una mezcla polimérica conformada por 85 partes en peso de una polifenilsulfona (RADEL(r) grado R 5000) y 15 partes en peso de una poliéterétercetona (VICTREX® de grado PEEK 150 P), y (ii) un 10%p., basado en el peso total de la composición, de fibra de vidrio. Como se mencionó anteriormente, este ejemplo se proporciona como ejemplo comparativo, con el 15 único fin de demostrar que la fibra de vidrio hace posible conseguir buenas propiedades exotérmicas, incluso en ausencia de polímero fluorocarbonado y TiO2, pero produciría valores inaceptables de impacto antirrayadura. Esta descripción no guarda relación alguna con el problema complejo tratado en la presente invención.
LA INVENCIÓN 20
El solicitante ha descubierto que el problema complejo que supone proporcionar una composición en cuestión que presente un nivel de propiedades (en particular de resistencia química y muy particularmente de resistencia a la ruptura por tensión ambiental) al menos sustancialmente tan elevado como el obtenido con poli(arilétercetona)s reforzadas, con un coste menor que el de dichas poli(arilétercetona)s reforzadas, es resuelto de forma inesperada gracias a una composición polimérica (C) 25 que comprende:
- una poli(arilétercetona) seleccionada entre poliéterétercetonas, poliétercetonacetonas y copolímeros poliéterétercetona-poliétercetonacetona,
- un diluyente seleccionado entre polifenilsulfonas, y
- un relleno de refuerzo seleccionado entre fibras de refuerzo. 30
Por lo tanto, un aspecto de la presente invención se refiere a una composición polimérica (C) que comprende:
- una poli(arilétercetona) (P1) seleccionada entre poliéterétercetonas, poliétercetonacetonas y copolímeros poliéterétercetona-poliétercetonacetona,
- una polifenilsulfona (P2), y 35
- una fibra de refuerzo (F),
excepto
una composición polimérica que consiste en
- un 90%p., basado en el peso total de la composición polimérica, de una mezcla polimérica conformada por 85 partes en peso de una polifenilsulfona y 15 partes en peso de una poliéterétercetona, y 40
- un 10%p., basado en el peso total de la composición polimérica, de fibra de vidrio.
Otro aspecto de la presente invención se refiere a un artículo formado que comprende la composición polimérica (C) descrita anteriormente.
Otro aspecto más de la presente invención se refiere al uso de una polifenilsulfona (P2) para diluir una poli(arilétercetona) (P1) seleccionada entre poliéterétercetonas, poliétercetonacetonas y copolímeros 5 poliéterétercetona- poliétercetonacetona, estando dicha poli(arilétercetona) contenida en una composición polimérica (C) la cual, antes de diluirla con la polifenilsulfona (P2), consiste en la poli(arilétercetona) (P1), una fibra de refuerzo (F) y, opcionalmente además, uno o más ingredientes aparte de la poli(arilétercetona) (P1), la polifenilsulfona (P2) y la fibra de refuerzo (F), manteniendo al mismo tiempo al menos sustancialmente la resistencia química, en particular la resistencia a la ruptura por tensión 10 ambiental, de la composición polimérica (C) en un ambiente...
Reivindicaciones:
1 - Una composición polimérica (C) que comprende
- una poli(arilétercetona) (P1) seleccionada entre poliéterétercetonas de las cuales más de un 50%p. de las unidades recurrentes son unidades recurrentes de fórmula
5
(I),
poliétercetonacetonas de las cuales más de un 50%p. de las unidades recurrentes son unidades recurrentes de fórmula
(II) 10
y
copolímeros poliéterétercetona-poliétercetonacetona de los cuales no más de un 50%p de las unidades recurrentes son de fórmula
15
(I)
y no más de un 50%p. de las unidades recurrentes son de fórmula
(II),
pero más de un 50%p. de las unidades recurrentes son unidades recurrentes seleccionadas entre las unidades recurrentes (I) y (II),
- una polifenilsulfona (P2) de la cual más de un 50%p. de las unidades recurrentes son unidades recurrentes (R2) de fórmula
5
(1)
y
- una fibra de refuerzo (F),
con la excepción de una composición polimérica que consiste en
- un 90%p., basado en el peso total de la composición polimérica, de una mezcla polimérica conformada 10 por 85 partes en peso de una polifenilsulfona y 15 partes en peso de una poliéterétercetona, y
- un 10%p., basado en el peso total de la composición polimérica, de fibra de vidrio.
2 - La composición polimérica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que el peso de la poli(arilétercetona) (P1), basado en el peso total de la poli(arilétercetona) (P1) y la polifenilsulfona (P2), es inferior a un 70%. 15
3 - La composición polimérica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el peso de la poli(arilétercetona) (P1), basado en el peso total de la poli(arilétercetona) (P1) y la polifenilsulfona (P2), es inferior a un 60%.
4 - La composición polimérica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el peso de la poli(arilétercetona) (P1), basado en el peso total de la 20 poli(arilétercetona) (P1) y la polifenilsulfona (P2), es superior a un 30%.
5 - La composición polimérica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el peso de la poli(arilétercetona) (P1), basado en el peso total de la poli(arilétercetona) (P1) y la polifenilsulfona (P2), es superior a un 40%.
6 - La composición polimérica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, 25 caracterizada por que el peso total de la poli(arilétercetona) (P1) y la polifenilsulfona (P2), basado en el peso total de la composición polimérica (C), es superior a un 55%.
7 - La composición polimérica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la cantidad de fibra de refuerzo (F), basada en el peso total de la composición polimérica (C), es superior a un 12%p. 30
8 - La composición polimérica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la cantidad de fibra de refuerzo (F), basada en el peso total de la composición polimérica (C), es superior a un 24%p.
9 - La composición polimérica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la poli(arilétercetona) (P1) es una poliéterétercetona.
10 - La composición polimérica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la poli(arilétercetona) (P1) es un homopolímero de poliéterétercetona.
11 - La composición polimérica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, 5 caracterizada por que la polifenilsulfona (P2) es un homopolímero de polifenilsulfona.
12 - La composición polimérica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la fibra de refuerzo (F) es fibra de vidrio.
13 - La composición polimérica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que comprende además sulfuro de zinc. 10
14 - Un artículo formado que comprende la composición polimérica de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes.
15 - El uso de una polifenilsulfona (P2) para diluir una poli(arilétercetona) (P1) seleccionada entre poliéterétercetonas, poliétercetonacetonas y copolímeros poliéterétercetona-poliétercetonacetona, estando dicha poli(arilétercetona) contenida en una composición polimérica (C) que, antes de ser diluida con la 15 polifenilsulfona (P2), consiste en la poli(arilétercetona) (P1), una fibra de refuerzo (F) y, opcionalmente además, uno o más ingredientes aparte de la poli(arilétercetona) (P1), la polifenilsulfona (P2) y la fibra de refuerzo (F),
mientras que se mantiene al menos sustancialmente la resistencia química de la composición polimérica (C) en un ambiente químico que es más agresivo para la polifenilsulfona (P2) que para la 20 poli(arilétercetona) (P1).
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