Composición termoplástica modificada con elastómero en polvo con al menos un material de la matriztermoplástico y al menos un material elastómero de partícula fina,

reticulado y en forma de polvo unido al materialde la matriz mediante mezcla de la masa fundida, caracterizada por que el material elastómero se selecciona delgrupo de materiales elastómeros reticulados con una dureza (X) similar o idéntica a la dureza (Y) del material de lamatriz, donde la dureza (Y) del material elastómero satisface la siguiente relación

[X] - [Z] ≤ [Y] ≤ [X] + [Z] (I)

donde

- [Y] designa la dureza Shore del material elastómero según la norma DIN 53505, referida en dureza Shore A.

- [X] designa la dureza Shore del material de la matriz según la norma DIN 53505, referida en dureza Shore A y

- [Z] designa la diferencia entre la dureza Shore del material elastómero y la dureza Shore del material de lamatriz, referidas cada una de ellas en dureza Shore A, siendo [Z] ≤ 20

y donde el material elastómero presenta una dureza Shore según la norma DIN 53505 desde 30 hasta 70 Shore A.

Composición termoplástica modificada con elastómero

La presente invención se refiere a una composición termoplástica modificada con polvo de elastómero con las características generales de la reivindicación 1. Además, la invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de una composición termoplástica modificada con elastómero en polvo con las características generales de la reivindicación 7. Por último, la presente invención se refiere a productos semiterminados o productos terminados industriales fabricados a partir de una composición del tipo anteriormente citado, especialmente un neumático, un rodillo, un perfil de junta, una lámina/tira para juntas o un elemento amortiguador y un material de desgaste.

Las composiciones del tipo anteriormente citado pueden utilizarse en campos donde se necesitan alternativas económicas a los elastómeros puros, elastómeros termoplásticos o termoplásticos modificados a resistencia elevada a los choques. Las composiciones en cuestión pueden sustituir debido a sus propiedades sobre todo a vulcanizados termoplásticos (TPE-V) o a productos de caucho convencionales, como por ejemplo cauchos de etilen-propilendieno (EPDM) . Los termoplásticos modificados con elastómero en polvo (EPMT) se pueden producir económicamente en comparación con los elastómeros y los elastómeros termoplásticos y se pueden procesar termoplásticamente en máquinas de extrusión o de moldeo por inyección. Para ello, para la fabricación de EPMT se puede utilizar polvo de elastómero ya modificado, principalmente a partir de sustancias residuales de elastómeros que pueden presentar un tamaño de partículas de aproximadamente 100 a 600 1m y que se mantienen en gran parte inalteradas durante la mezcla de la masa fundida. Además, los EPMT son reciclables. El material elastómero contenido en la formulación de los EPMT puede obtenerse del reciclado de productos de caucho, lo que supone añadir un coste mínimo a los costes de fabricación de los EPMT.

Del estado de la técnica ya se conocen procedimientos para la fabricación de composiciones similares a los TPE. El documento DE 29515 721 U 1 se refiere a termoplásticos que se han modificado con caucho triturado y que se utilizan como material sustitutivo de TPE o como termoplástico modificado a resistencia elevada a los choques. Para ello, es fundamental la dispersión fina de la harina de caucho y su unión a la matriz de termoplástico, realizada mediante la adición de peróxido o la funcionalización del termoplástico con ácido con el fin de conseguir la tensión superficial requerida. Para evitar la descomposición polimérica del termoplástico que cabe esperar en estas condiciones, se añaden antioxidantes que, por otro lado, tienen el inconveniente de que disminuyen considerablemente el rendimiento en radicales del peróxido. Dado que la harina de caucho, al contrario de lo que sucede con el termoplástico, no está funcionalizada con ácido ni está en otra forma modificada adecuadamente para la unión química, los coeficientes mecánicos del sistema termoplástico-caucho no alcanzan un nivel satisfactorio.

En el documento DE 196 07 281 se da a conocer un procedimiento para la fabricación de composiciones similares a TPE. En este procedimiento, para el reciclado de materiales residuales de residuos de caucho y restos de caucho, se procesa una harina de caucho constituida por residuos de caucho y restos de caucho con termoplásticos y uno o varios reticulantes en diferentes relaciones de masa en un proceso de mezcla de la masa fundida dando una composición (material compuesto) con propiedades similares a las de los TPE, donde en el mezclado de la masa fundida se funden los componentes termoplásticos y a continuación se estabilizan dinámicamente los componentes elastoméricos y/o termoplásticos. Durante el proceso de la estabilización dinámica, los polímeros se reticulan mediante la dinámica del proceso de mezclado, lo que conlleva una modificación de la morfología de los polímeros. La harina de caucho se une a la matriz termoplástica o se distribuye en la misma. Esto produce una composición (material compuesto) de harina de caucho de residuos de caucho y restos de caucho, termoplástico y reticulante) . Los productos semiterminados o piezas moldeadas fabricadas según este procedimiento, presentan, sin embargo, un alargamiento de desgarre o un alargamiento de rotura muy pequeños, de modo que los materiales similares a los TPE obtenidos según el procedimiento conocido no cumplen plenamente la definición según la norma DIN 7724.

El documento DE 199 23 758 A1 describe la fabricación de vulcanizados termoplásticos utilizando residuos de caucho y restos de caucho que se hinchan con peróxidos y que mediante el proceso de mezcla se distribuyen en un termoplástico. A pesar de la formación de radicales y, con ello, de la obtención de uniones químicas más débiles en el límite de fase elastómero-termoplástico, la unión de fase es pequeña y muy resistente, por lo que se pueden producir roturas de cadena en la matriz termoplástica, especialmente cuando se añade peróxido, lo que puede afectar significativamente a los niveles de los coeficientes mecánicos.

En el documento EP 1 627 014 B 1 se describen aleaciones elastoméricas, las cuales se fabrican a partir de una harina de caucho producida a partir de neumáticos viejos o restos de caucho, un termoplástico principal y un dispersante o un emulsionante, donde el contenido de harina de caucho es como mínimo del 30% y como máximo del 30% y donde la harina de caucho presenta un tamaño de partículas máximo de 600 1m, mediante un procedimiento de molienda en frío sin preparación química previa. El termoplástico principal puede seleccionarse del grupo del polietileno o de los poliuretanos. Los productos semiterminados y terminados fabricados a partir de la aleación de elastómero conocida presentan asimismo un alargamiento de desgarre comparativamente menor.

El documento DE 10 2006 014 985 A1 se refiere finalmente a un vulcanizado termoplástico fabricado mediante composición a base de composiciones de mezcla compuestas por un 10 a un 90% en peso de un termoplástico olefínico, donde al menos se utiliza una parte en forma modificada químicamente (funcionalizada) y por un 10 al 90% en peso de una harina de goma de partícula fina modificada químicamente (funcionalizada) . En el proceso de composición del sistema TPV compuesto por tres componentes, se obtiene una dispersión fina de la harina de caucho debido a que la tensión superficial del termoplástico utilizado en la forma modificada químicamente es prácticamente igual a la de la harina de caucho. La equiparación de la tensión superficial de la harina de caucho a la del termoplástico modificado se basa en la funcionalización con ácido de ambos componentes. Los grupos polares de la harina de caucho y del termoplástico modificado reaccionan simultáneamente entre sí formándose un enlace químico. Mediante esta medida, se pretende conseguir que la harina de caucho de partícula fina y la fase elastomérica se acoplen mediante uniones químicas a la matriz termoplástica. Los coeficientes mecánicos del sistema TPV descrito anteriormente alcanzan igualmente un nivel satisfactorio. Igualmente, en el caso de un porcentaje elevado de harina de caucho, los sistemas TPV presentan un alargamiento de desgarre muy pequeño con dureza Shore elevada de más de 90 Shore A.

El documento EP 1 885 027 A1 se refiere a la fabricación de una composición de un material termoplástico y a un caucho no reticulado termoplástico. Según este documento, la utilización de un caucho reticulado es perjudicial, ya que la reticulación produciría una contracción, lo que mermaría las propiedades de adhesión de la composición.

El documento US 2008/0103244 A1 se refiere a una composición elastomérica termoplástica con una dureza Shore de 55 a 85 y unas buenas propiedades de adhesión a superficies metálicas, que se puede obtener por mezclado de un material termoplástico con un vulcanizado termoplástico. La fabricación del vulcanizado termoplástico se realiza habitualmente por vulcanización dinámica. Solamente se cita la dureza del vulcanizado termoplástico.

El documento US 2001/03768 A1 se refiere a la fabricación de un vulcanizado termoplástico a partir de un polipropileno termoplástico, un caucho no reticulado y un copolímero termoplástico, donde la reticulación del caucho tiene lugar mediante vulcanización dinámica durante el proceso de fabricación.

Del documento US 2009/0270545 A1 se conoce la mezcla de una poliolefina... [Seguir leyendo]

1. Composición termoplástica modificada con elastómero en polvo con al menos un material de la matriz termoplástico y al menos un material elastómero de partícula fina, reticulado y en forma de polvo unido al material de la matriz mediante mezcla de la masa fundida, caracterizada por que el material elastómero se selecciona del grupo de materiales elastómeros reticulados con una dureza (X) similar o idéntica a la dureza (Y) del material de la matriz, donde la dureza (Y) del material elastómero satisface la siguiente relación

[X] -[Z] S [Y] S [X] + [Z] (I)

donde

- [Y] designa la dureza Shore del material elastómero según la norma DIN 53505, referida en dureza Shore A. -[X] designa la dureza Shore del material de la matriz según la norma DIN 53505, referida en dureza Shore A y -[Z] designa la diferencia entre la dureza Shore del material elastómero y la dureza Shore del material de la matriz, referidas cada una de ellas en dureza Shore A, siendo [Z] : 20

y donde el material elastómero presenta una dureza Shore según la norma DIN 53505 desde 30 hasta 70 Shore A.

2. Composición según la reivindicación 1, caracterizada por que el porcentaje del material elastómero en la composición está entre el 20 y el 85% en peso.

3. Composición según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada por que el material elastómero se selecciona del grupo de olefina-dieno-caucho y/o estireno-butadieno-caucho y/o caucho natural y/o sus mezclas.

4. Composición termoplástica modificada con elastómero según una de las reivindicaciones anteriormente mencionadas, caracterizada por que el material termoplástico de la matriz se forma con un termoplástico principal y eventualmente al menos un termoplástico adicional, donde el termoplástico principal se selecciona del grupo de los elastómeros termoplásticos a base de olefina y donde el eventualmente al menos un termoplástico adicional se selecciona del grupo de las poliolefinas.

5. Composición según la reivindicación 4, caracterizada por que el porcentaje del termoplástico principal en la composición esta entre 5 y el 70% en peso y/o por que el termoplástico principal presenta una dureza Shore según la norma DIN 53505 de menos de 90 A.

6. Composición según la reivindicación 4 ó 5, caracterizada por que el porcentaje del termoplástico adicional en la composición es de hasta el 50% en peso.

7. Procedimiento para la fabricación de una composición termoplástica modificada con elastómero en polvo con al menos un material de la matriz termoplástico y al menos un material elastómero de partícula fina, reticulado y en forma de polvo unido al material de la matriz, especialmente como se describe en una de las reivindicaciones 1 a 6, mediante mezcla de la masa fundida de al menos un material elastómero de partícula fina, reticulado y en forma de polvo con al menos un material de la matriz termoplástico, caracterizado por que el material elastómero se selecciona del grupo de materiales elastómeros reticulados con una dureza (X) similar o idéntica a la dureza (Y) del material de la matriz, donde la dureza (Y) del material elastómero satisface la siguiente relación

[X] -[Z] S [Y] S [X] + [Z] (I)

donde

- [Y] designa la dureza Shore del material elastómero según la norma DIN 53505, referida en dureza Shore A. -[X] designa la dureza Shore del material de la matriz según la norma DIN 53505, referida en dureza Shore A y -[Z] designa la diferencia entre la dureza Shore del material elastómero y la dureza Shore del material de la matriz, referidas cada una de ellas en dureza Shore A, siendo [Z] : 20

y donde el material elastómero presenta una dureza Shore según la norma DIN 53505 desde 30 hasta 70 Shore A.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado por que la mezcla de la masa fundida se realiza en ausencia de reticulantes y/o compatibilizadores.

9. Producto semiterminado o terminado industrial fabricado a partir de una composición según una de las reivindicaciones 1 a 6 precedentes, con una dureza Shore según la norma DIN 53505 entre 30 y 80 Shore A y con un alargamiento de desgarre de más del 300%.

10. Material de desgaste, especialmente pulverizado sobre un material soporte, fabricado a partir de una composición según una de las reivindicaciones precedentes 1 a 6.