Composicion que comprende un material polimerico, un solido particulado inorganico y un modificador deacoplamiento de formula 1:

A-(X-Y-CO)m(O-B-CO)nOH 1

en la que

A es un resto que contiene un enlace etilenico de terminacion con uno o dos grupos carbonilo adyacentes;

X es un enlace directo, O o N;

Y es alquileno C1-18 o alquenileno C2-18;

B es alquileno C2-6;

m es de 1 a 4;

n es de 0 a 5;

siempre que cuando A contenga dos grupos carbonilo adyacentes al grupo etilenico, X sea N.

Composites de relleno

La presente invención se refiere a una composición que comprende un material polimérico o elastómero, un sólido particulado inorgánico y un agente de acoplamiento que contiene un grupo de ácido carboxílico de terminación y un grupo insaturado etilénico de terminación.

Desde hace tiempo se conoce la incorporación de cargas inorgánicas en los materiales poliméricos tales como polímeros termoplásticos, polímeros termoestables, elastómeros y cauchos. Mientras que los artículos moldeados hechos de tales materiales poliméricos que contienen cargas muestran generalmente mayor rigidez, dureza y resistencia a la deformación plástica, los artículos también tienden a mostrar una marcada disminución de la tenacidad y la ductilidad. Este es especialmente el caso con polímeros termoplásticos rellenos donde los artículos moldeados se vuelven demasiado frágiles y con una resistencia al impacto y elongación demasiado bajas para ser

de cualquier uso práctico.

Se han publicado diversos enfoques para mejorar la compatibilidad del sólido particulado inorgánico con los materiales poliméricos en un intento de mejorar las deficiencias anteriormente indicadas. Estos implican la incorporación de un modificador de superficie para el sólido particulado que puede estar recubierto sobre el sólido particulado como un pretratamiento separado o añadido a la mezcla de materiales poliméricos y sólido particulado en una fase conveniente durante el procesamiento.

Los modificadores de superficie generalmente se encuentran dentro de dos categorías distintas, es decir, modificadores de acoplamiento y de no acoplamiento. En los modificadores de superficie de no acoplamiento, el 25 modificador interactúa con la superficie del sólido particulado, pero no con la matriz del polímero. En los modificadores de superficie de acoplamiento, el modificador interactúa fuertemente tanto con la superficie del sólido particulado como con la matriz del polímero. Los modificadores funcionales ácidos están representados en estas dos clases e incluyen ácidos grasos y ácidos poliméricos. Los ácidos grasos son por lo general modificadores de no acoplamiento donde el grupo ácido carboxílico se une fuertemente a la superficie del sólido particulado inorgánico y el grupo graso se intercala con la matriz del polímero. Los ácidos poliméricos son generalmente considerados como modificadores de superficie de acoplamiento donde el grupo carboxi interactúa fuertemente con la superficie del sólido particulado inorgánico y la cadena polimérica interactúa fuertemente con la matriz del polímero. El alcance de esta interacción depende en gran medida de la funcionalidad del modificador de superficie y del tipo de material polimérico. Ejemplos de ácidos poliméricos que contienen grupos olefínicos libres se desvelan en los documentos

US 4.385.136, US 3.519.593 y GB 1.223.286. También se han examinado como modificadores de acoplamiento ácidos carboxílicos sencillos que contienen un enlace insaturado olefínico. De esta manera, se ha descrito el propio ácido acrílico como un modificador de acoplamiento para cargas de carbonato de calcio en polipropileno en European Polymer Journal 36, 2000, 137-148. Sin embargo, su volatilidad durante el procesamiento es una clara desventaja. En el documento JP 64-33163 se desvela también un tratamiento de superficie que utiliza semiésteres de ácido succínico de ácido acrílico hidroxialquilo C2-8. Sin embargo, ninguno de estos ácidos que contienen un enlace olefínico han resultado ser totalmente satisfactorios.

Se ha descubierto recientemente que determinados derivados de maleimida y ácido (met) acrílico muestran una ventaja como modificadores de superficie para sólidos particulados inorgánicos en comparación con los conocidos

45 en la técnica. De esta manera, de acuerdo con la invención, se proporciona una composición que comprende un material polimérico, un sólido particulado inorgánico y un modificador de acoplamiento de fórmula 1.

A- (X-Y-CO) m (0-B-CO) nOH 1

en la que

A es un resto que contiene un grupo etilénico de terminación con uno o dos grupos carbonilo adyacentes; X es un enlace directo, O o N; Y es alquileno C1-8 o alquenileno C2-18;

55 B es alquileno C2-6; m es de 1 a 4; n es de 0 a 5;

con la excepción del ácido acrílico, siempre que cuando A contenga dos grupos carbonilo adyacentes al grupo etilénico, X sea N.

Cuando A contiene un único grupo carbonilo y X es O, entonces el grupo A-X es preferentemente el residuo de ácido acrílico alquilo C1-6 como ácido metacrílico y especialmente ácido acrílico. Cuando A contiene dos grupos carbonilo adyacentes al doble enlace etilénico y X es N, el grupo A-X es preferentemente el residuo de maleimida.

65 Y puede ser lineal o ramificado, pero es preferentemente lineal. También es preferible que Y sea alquileno y que Y

B puede ser sustituido por uno o más grupos alquilo C1-6 que pueden ser lineales o ramificados. El grupo (O-B-CO) n puede ser el residuo de uno o más ácidos hidroxicarboxílicos diferentes o lactonas de los mismos. Preferentemente 5 B contiene 5 ó 6 átomos de carbono. Ejemplos de ácidos hidroxicarboxílicos o lactonas adecuados son ácido 5-hidroxivalérico, ácido 6-hidroxicaproico, δ-valerocatona, ε-caprolactona y las ε-caprolactonas sustituidas con alquilo tales como ε-caprolactona 4-metilo, 3-metilo, 7-metilo, 5-metilo, 5-terc-butilo, 4, 4, 6-trimetilo y 4, 6, 6-trimetilo. Cuando el grupo (O-B-CO) n es el residuo de dos o más ácidos hidroxicarboxílicos o lactonas diferentes se deriva preferentemente de δ-valerolactona y ε-caprolactona. También es preferible que cuando (O-B-CO) n se derive de dos

o más ácidos hidroxicarboxílicos o lactonas diferentes de los mismos, el componente principal sea el ácido 6-hidroxicaproico o la ε-caprolactona.

Es mucho más preferible que n sea cero, excepto cuando A-X es el residuo de ácido acrílico (alquilo C1-8) .

En una clase preferente de compuestos, m es de 1 a 4, especialmente cuando n es cero y en otra clase preferente de compuestos m es 1, n es cero y A-X es el residuo de anhídrido de maleimida.

Las calidades comerciales de ácido acrílico contienen generalmente un material polimérico de estructura CH2=CH-CO (OCH2CH2CO) xOH, donde x es de 2 a 4. Se entenderá que la referencia a los derivados del ácido acrílico anteriormente indicados en el presente documento incluye tales polímeros.

Ejemplos específicos de compuestos de fórmula 1 son β-carboxietilacrilato, 6-carboxihexilmaleimida y 10-carboxidecilmaleimida.

El material polimérico puede ser cualquier matriz de polímero con la que se emplean sólidos particulados inorgánicos e incluyen caucho, resinas y materiales plásticos. Ejemplos de tales materiales poliméricos son caucho natural; cauchos sintéticos tales como caucho de estireno-butadieno; caucho terpolímero de etileno-propileno; caucho de uretano; poliolefinas tales como polietileno, polipropileno y poliisobutileno; poliacrilonitrilo; polibutadieno; copolímeros de butadieno y acrilonitrilo; poliestireno, poli (estireno acrilonitrilo) ; copolímeros de estireno con butadieno y acrilonitrilo; copolímeros de etileno con propileno o but-1-eno o acetato de vinilo o anhídrido maleico; resinas de policarbonato, resinas fenoxi; cloruro de polivinilo; copolímeros de cloruro de vinilo con acetato de vinilo u otros ésteres de vinilo ; acetato de polivinilo, acetato de polietilvinilo; poliésteres lineales; acetales de polivinilo, cloruro de polivinilideno, copolímeros de cloruro de vinilideno con cloruro de vinilo y ácido acrílico; poli (metilmetacrilato) ; súper poliamidas tales como nylon 6, 6 y 6, 10; poliimidas; polisulfonas; resinas alquilo tales

como polímeros de ftalatos de dialquilo; resinas epoxi; resinas fenólicas; resinas de silicona; resinas de poliéster incluyendo resinas de alquilo; poli (acetato de vinilo-cloruro de vinilo) ; poli (cloruro de vinilideno) ; poliuretanos termoplásticos; polihidroxiéteres termoplásticos; poliésteres termoplásticos y poli (cloruro de vinilo-anhídrido maleico) . Preferentemente, el material polimérico es un polímero termoplástico tal como polietileno, polipropileno, caucho de etileno propileno o poli etil vinil acetato.

El sólido particulado inorgánico puede ser... [Seguir leyendo]

1. Composición que comprende un material polimérico, un sólido particulado inorgánico y un modificador de

acoplamiento de fórmula 1: 5

A- (X-Y-CO) m (O-B-CO) nOH 1

en la que

A es un resto que contiene un enlace etilénico de terminación con uno o dos grupos carbonilo adyacentes; X es un enlace directo, O o N; Y es alquileno C1-18 o alquenileno C2-18; B es alquileno C2-6; m es de 1 a 4;

nes de 0a 5;

siempre que cuando A contenga dos grupos carbonilo adyacentes al grupo etilénico, X sea N.

2. Composición según la reivindicación 1, en la que el material polimérico está seleccionado de entre caucho, 20 resinas y materiales plásticos.

3. Composición según la reivindicación 1, en la que A-X-es el residuo de ácido acrílico.

4. Composición según la reivindicación 1, en la que A-X-es el residuo de maleimida. 25

5. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que (O-B-CO) n es el residuo de δ-valerolactona

o de ε-caprolactona o una mezcla de los mismos.

6. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que n es cero. 30

7. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el sólido particulado es una carga inorgánica.

8. Composición según la reivindicación 7, en la que la carga inorgánica es trihidrato de aluminio. 35

9. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que el material polimérico es un polímero termoplástico.

10. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que la cantidad de modificador de 40 acoplamiento es no inferior al 0, 01% y no superior al 10% en base a la cantidad de sólido particulado.

11. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que la cantidad de sólido particulado es del 20 al 80% en base a la cantidad de la composición.

45 12. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende adicionalmente un iniciador de la polimerización.

13. Composición según la reivindicación 1, en la que el sólido particulado se recubre previamente con el modificador

de acoplamiento de fórmula 1. 50

14. Composición según la reivindicación 13, que comprende adicionalmente un inhibidor de la polimerización.

15. Composición según la reivindicación 1, en la que el sólido particulado se recubre con una mezcla preparada

previamente del material polimérico y el modificador de acoplamiento de fórmula 1. 55

16. Composición según la reivindicación 1, en la que A, X, Y, B y m son como se define en la reivindicación 1; y n es de 1 a 5.