Composición mejorada de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa.

Una composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa que comprende:



(i) una fase de matriz continua que comprende un copolímero de un monómero aromático de monovinilideno y un monómero de nitrilo etilénicamente insaturado que tiene un peso de peso molecular medio igual a o menor de 150 kg/mol y

(ii) un componente de caucho dispersado como partículas discretas de caucho en la matriz que comprende tener un contenido de polibutadieno de al menos 12 por ciento en peso como se determina por análisis de infrarrojo, en el que el copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho tiene un módulo de almacenamiento (G') de entre 2.000 a 5.000 Pascales, el tamaño medio de partículas del caucho es entre 1,5 a 2 micrómetros como se determina por Contador Coulter, un módulo elástico de al menos 1.400 MPa como se determina por ISO 527-2, y un Charpy con entalla a 230C como se determina por DIN 53453 de al menos 11 kJ/m2.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2006/038883.

Solicitante: Styron Europe GmbH.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: Zugerstrasse 231 8810 Horgen SUIZA.

Inventor/es: TRAUGOTT, THOMAS, D., MAES,DOMINIQUE, SHIELDS,NIGEL A, JONES,MARY ANN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08F2/00 SECCION C — 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). › Procesos de polimerización.
  • C08F279/02 C08F […] › 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.
  • C08L51/04 C08 […] › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos C09; filamentos o fibras artificiales D01F; composiciones para el tratamiento de textiles D06). › 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.
  • 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].

PDF original: ES-2388702_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Composición mejorada de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere a una composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa con un equilibrio excelente de propiedades estéticas, físicas y mecánicas, en particular, una combinación mejorada de brillo muy bajo que es consistente a lo largo de la superficie de un artículo fabricado y una buena resistencia al impacto y a un método para preparar dicha composición y artículo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Muchos termoplásticos tienen un acabado natural, con alto brillo cuando se moldean por inyección, particularmente composiciones que contienen polímeros estirénicos tales como polímeros en emulsión ABS. Para muchas aplicaciones, el alto brillo es una característica muy deseable y puede ser uno de los factores más importantes en la selección del material. Por otra parte, para muchas otras aplicaciones, tales como aplicaciones para el interior de automóviles y equipos de tecnología de la información, por ejemplo las carcasas de ordenadores y de otros equipos electrónicos, existe una tendencia hacia acabados mates o de bajo brillo, principalmente por razones estéticas así como para la eliminación de etapas costosas de revestimiento y pintura.

Con la tendencia reciente hacia un acabado no revestido de las guarniciones del interior de los automóviles tales como los paneles de instrumentos para el propósito de reducir los costes de producción, existen demandas que crecen rápidamente para el desarrollo de partes interiores que tengan una apariencia excelente tal como un buen brillo bajo que proporciona una seguridad mejorada así como un sentimiento de relajación mediante la reducción de la reflexión de la luz. Además, la tendencia reciente para producir partes interiores, tales como paneles de instrumentos, cubiertas de airbag y airbags de rodillas, a partir del mismo material crea una demanda de materiales bien equilibrados en resistencia a impacto y rigidez con el fin de cumplir con los requerimientos mínimos de seguridad.

Una técnica para obtener bajo brillo es usar un molde con una superficie texturizada y/o granulada. Los moldes que contienen textura y/o grano se usan incluso para moldear materiales de bajo brillo con el fin de acentuar más el acabado mate. Sin embargo, incluso con un material de bajo brillo un molde texturizado y/o granulado puede no proporcionar resultados óptimos porque las partes no siempre tienen un brillo uniforme a largo plazo. Los cambios en temperatura, presión en la cavidad interna y velocidad de cizallamiento a lo largo de la vía de llenado puede resultar en grados variables de brillo sobre la superficie de la parte.

Convencionalmente, las resinas basadas en propileno de uso general de bajo coste se han usado ampliamente como materiales para las guarniciones interiores de los automóviles. Las resinas basadas en polipropileno presentan de forma natural menos brillo que algunos polímeros termoplásticos. Sin embargo, las resinas basadas en propileno son deficientes en varias propiedades, tales como rigidez y resistencia al rayado. Aunque la rigidez y la resistencia al rayado de las resinas basadas en propileno pueden mejorarse en algún grado mediante la adición de materiales de relleno y otros aditivos, el equilibrio global de las propiedades de las resinas basadas en propileno es aún insatisfactorio para las partes interiores de los automóviles.

Otros polímeros pueden prepararse fácilmente para presentar bajo brillo mediante la introducción de uno o más constituyentes adicionales o agentes mateantes. Un ejemplo de dicho polímero es un poliestireno de alto impacto que se prepara mezclando polibutadieno con poliestireno. Los grandes dominios de caucho en la fase de poliestireno resultan en un material con bajo brillo. Sin embargo, al igual que con las resinas basadas en propileno el poliestireno de alto impacto no demuestra el equilibrio de propiedades que se necesita para las partes interiores de los automóviles. Además, habitualmente estos agentes mateantes no aseguran una buena replicación de textura y/o grano.

Otro termoplástico más inherentemente de bajo brillo es copolímero de acrilonitrilo, estireno, butadieno (ABS) preparado por el proceso de polimerización en masa, en disolución de masa o en suspensión de masa. Estos procesos implican disolver polibutadieno en monómeros de estireno y acrilonitrilo y la reacción de injerto posterior entre estos monómeros y el polibutadieno junto con monómero de acrilonitrilo. Al final de la reacción, se crean partículas relativamente grandes de caucho que pueden contener algo de copolímero estireno-acrilonitrilo ocluido. Se cree que el gran tamaño de las partículas de estos dominios de caucho es responsable del acabado de bajo brillo de la superficie de dichos productos. ABS en masa proporciona un equilibrio excelente de propiedades incluyendo impacto ambiente y a baja temperatura, rigidez, brillo bajo inherente, resistencia química y procesabilidad. Sin embargo, las resinas ABS en masa convencionales pueden demostrar gradientes de brillo a lo largo de la longitud de una parte moldeada por inyección, especialmente una parte con textura y/o grano, debido a un brillo inherente que no es lo suficientemente bajo y a una pobre replicación de la textura y/o grano.

Los intentos para mejorar la capacidad de ABS para demostrar brillo muy bajo y un brillo consistente a lo largo de la superficie de una parte moldeada con textura y/o grano se han hecho mezclando ABS con una o más resinas adicionales, tales como policarbonato (PC) , tereftalato de polibutadieno (PBT) , tereftalato de polietileno (PET) o poliamidas. Sin embargo, estas mezclas resultan típicamente en un coste incrementado de la resina, densidad más alta, impacto a temperaturas bajas más pobre, estabilidad dimensional más pobre, sensibilidad al agua, requieren una etapa de mezclado y/o inestabilidad al moldeo a temperaturas elevadas.

A la vista de las deficiencias de los materiales usados para las partes interiores de los automóviles o aplicaciones de equipos de tecnología de la información sería deseable tener una resina que proporcione un buen equilibrio de propiedades tales como procesabilidad, rigidez, resistencia a impactos y resistencia química que proporcione un brillo muy bajo y una apariencia de brillo bajo consistente a lo largo de la superficie de un artículo fabricado que tiene textura y/o grano.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

De acuerdo con esto, la presente invención es dicha resina deseable que permite un buen equilibrio de procesabilidad, rigidez, impacto y resistencia química combinado con un brillo muy bajo y una apariencia de brillo bajo consistente a lo largo de la superficie de un artículo fabricado con una textura y/o grano. Lo siguiente son realizaciones de la presente invención:

Realización 1. Una composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa que comprende:

(i) una fase de matriz continua que comprende un copolímero de un monómero aromático de monovinilideno y un monómero de nitrilo etilénicamente insaturado que tiene un peso de peso molecular medio igual a o menor de 150 kg/mol y

(ii) un componente de caucho dispersado como partículas discretas de caucho en la matriz que comprende tener un contenido de polibutadieno de al menos 12 por ciento en peso como se determina por análisis de infrarrojo,

en el que el copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho tiene un módulo de almacenamiento (G') de entre 2.000 a 5.000 Pascales, el tamaño medio de partículas de caucho es entre 1, 5 a 2 micrómetros como se determina por Contador Coulter, un módulo elástico de al menos 1.400 MPa como se determina por ISO 527-2, y un Charpy con entalla a 230C como se determina por DIN 53453 de al menos 11 kJ/m2.

Realización 2. La composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa de la Realización 1 en la que el nitrilo etilénicamente insaturado es de 10 a 35 por ciento en peso del copolímero.

Realización 3. La composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa de la Realización 1 en la que el monómero aromático de monovinilideno es estireno y el monómero de nitrilo etilénicamente insaturado es acrilonitrilo.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa que comprende:

(i) una fase de matriz continua que comprende un copolímero de un monómero aromático de monovinilideno y un monómero de nitrilo etilénicamente insaturado que tiene un peso de peso molecular medio igual a o menor de 150 kg/mol y

(ii) un componente de caucho dispersado como partículas discretas de caucho en la matriz que comprende tener un contenido de polibutadieno de al menos 12 por ciento en peso como se determina por análisis de infrarrojo,

en el que el copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho tiene un módulo de almacenamiento (G') de entre 2.000 a 5.000 Pascales, el tamaño medio de partículas del caucho es entre 1, 5 a 2 micrómetros como se determina por Contador Coulter, un módulo elástico de al menos 1.400 MPa como se determina por IS.

52. 2, y un Charpy con entalla a 230C como se determina por DIN 53453 de al menos 11 kJ/m2.

2. La composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa de la Reivindicación 1 en la que el nitrilo etilénicamente insaturado es de 10 a 35 por ciento en peso del copolímero.

3. La composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa de la Reivindicación 1 en la que el monómero aromático de monovinilideno es estireno y el monómero de nitrilo etilénicamente insaturado es acrilonitrilo.

4. La composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa de la Reivindicación 1 que comprende además un comonómero seleccionado de acrilato de n-butilo y/o N-fenil maleimida.

5. La composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa de la Reivindicación 1 en la que:

(iii) el copolímero está presente en una cantidad de 60 a 90, 5 por ciento en peso y

(iv) el componente de caucho está presente en una cantidad de 40 a 9, 5 por ciento en peso,

en la que los porcentajes en peso se basan en el peso total del copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho.

6. La composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa de la Reivindicación 1 en la que el caucho de polibutadieno comprende un homopolímero de 1, 3-butadieno.

7. La composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa de la Reivindicación 1 en la que el componente de caucho comprende un caucho de copolímero en bloque de estireno y 1, 3-butadieno.

8. La composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa de la Reivindicación 1 en la que las partículas de caucho tienen un tamaño medio de partícula de 1, 5 micrómetros a 1, 9 micrómetros.

9. La composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa de la Reivindicación 1 en la que las partículas de caucho tienen un tamaño medio de partícula de 1, 6 micrómetros a 2 micrómetros.

10. La composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa de la Reivindicación 1 en la que el G' es entre 2.000 a 4.500 Pascales.

11. La composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa de la Reivindicación 1 en la que la fase de matriz continua tiene un peso de peso molecular medio igual a o menor de 135 kg/mol.

12. La composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa de la Reivindicación 1 que comprende además una resina de policarbonato.

13. La composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa de la Reivindicación 12 es una mezcla PC/ABS.

14. Un método para preparar una composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa que comprende las etapas de:

(a) polimerizar por técnicas de polimerización en masa, disolución en masa o suspensión en masa en presencia de un componente de caucho disuelto un monómero aromático de monovinilideno y un monómero de nitrilo etilénicamente insaturado, opcionalmente en presencia de un disolvente inerte, formando una fase de matriz continua hasta el grado deseado de conversión en el que

(i) la fase de matriz continua tiene un peso de peso molecular medio igual a o menor de 150 kg/mol y

(ii) el componente de caucho se dispersa como partículas discretas de caucho en la matriz que comprende y tiene un contenido de polibutadieno de al menos 12 por ciento en peso como se determina por análisis de infrarrojo,

(b) someter la mezcla resultante a condiciones suficientes para eliminar todos los monómeros que no han reaccionado y entrecruzar el caucho, y

(c) aislar la composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho,

en el que el copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho tiene un módulo de almacenamiento (G') de entre 2.000 a 5.000 Pascales, el tamaño medio de partículas del caucho es entre 1, 5 a 2 micrómetros como se determina por Contador Coulter, un módulo elástico de al menos 1.400 MPa como se determina por IS.

52. 2, y un Charpy con entalla a 230C como se determina por DIN 53453 de al menos 11 kJ/m2.

15. El método de la Reivindicación 14 en el que el monómero aromático de monovinilideno es estireno y el monómero de nitrilo etilénicamente insaturado es acrilonitrilo.

16. Un método para producir un artículo moldeado o extruido de una composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa que comprende las etapas de:

(A) preparar una composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho polimerizado en masa:

(a) polimerizando por técnicas de polimerización en masa, disolución en masa o suspensión en masa en presencia de un componente de caucho disuelto un monómero aromático de monovinilideno y un monómero de nitrilo etilénicamente insaturado, opcionalmente en presencia de un disolvente inerte, formando una fase de matriz continua hasta el grado deseado de conversión en el que

(i) la fase de matriz continua tiene un peso de peso molecular medio igual a o menor de 150 kg/mol y

(ii) el componente de caucho se dispersa como partículas discretas de caucho en la matriz que comprende y tiene un contenido de polibutadieno de al menos 12 por ciento en peso como se determina por análisis de infrarrojo,

(b) sometiendo la mezcla resultante a condiciones suficientes para eliminar todos los monómeros que no han reaccionado y para entrecruzar el caucho, y

(c) aislando la composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho,

en el que el copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho tiene un módulo de almacenamiento (G') de entre 2.000 a 5.000 Pascales, el tamaño medio de partículas del caucho es entre 1, 5 a 2 micrómetros como se determina por Contador Coulter, un módulo elástico de al menos 1.400 MPa como se determina por IS.

52. 2, y un Charpy con entalla a 230C como se determina por DIN 53453 de al menos 11 kJ/m2

y

(B) moldear o extruir dicha composición de copolímero aromático de monovinilideno modificado con caucho en un artículo moldeado o extruido.

17. El método de la Reivindicación 16 en el que el artículo moldeado o extruido es una parte de un automóvil, una parte de un equipo de tecnología de la información o una lámina.

18. La composición de la Reivindicación 1 en la forma de un artículo moldeado o extruido.

19. El artículo moldeado o extruido de la Reivindicación 18 es una parte de un automóvil, una parte de un equipo de tecnología de la información o una lámina.


 

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