Laminado de metal-poliamida/polietileno-metal.

Laminado metálico que comprende, entre dos láminas metálicas exteriores,

una capa polimérica adhesiva, caracterizado porque dicha capa polimérica adhesiva comprende poliamida, un copolímero de etileno y un ácido carboxílico insaturado y/o un derivado del mismo, y un copolímero reactivo que comprende un copolímero de estireno-anhídrido maleico con un peso molecular comprendido entre 1.400 y 10.000.

Laminado de metal-poliamida/polietileno-metal.

La presente invención se refiere a laminados metálicos, particularmente laminados metálicos que se pueden someter a una etapa posterior de conformación y de cataforesis. También se refiere a su utilización, especialmente en la fabricación de piezas de carrocería de automóvil y en el sector de la construcción.

Los laminados metálicos comprenden dos láminas metálicas exteriores entre las que se intercala una capa polimérica.

En general, la ventaja principal que presentan los laminados metálicos con respecto a las láminas metálicas consiste en que permiten reducir el peso a la vez que cumplen las especificaciones relativas a la rigidez. Dicha ventaja resulta particularmente interesante en aplicaciones dentro del sector de la automoción, ya que contribuye a la reducción del consumo de combustible del vehículo.

Los laminados metálicos, particularmente los utilizados en la fabricación de piezas de carrocería de automóvil, tienen que cumplir requisitos estrictos en cuanto a sus propiedades mecánicas, tanto durante su conformación como en su utilización. Las etapas de conformación son particularmente las de embutición profunda, estampación, flexión y engatillado. Los laminados metálicos deben mostrar una buena ductilidad a baja temperatura con el fin de permitir la conformación a esta temperatura y garantizar la rigidez a las temperaturas de utilización, comprendidas entre -20 y 80ºC.

Sin embargo, el laminado metálico también debe presentar una resistencia al calor suficiente (rigidez a alta temperatura) con el fin de permitir tratamientos a temperatura elevada, particularmente la cataforesis.

Además, la capa intermedia debe tener una fuerza adhesiva suficiente con respecto a la capa metálica exterior, de tal modo que el laminado metálico presente la fuerza de cohesión necesaria. Por ejemplo, las especificaciones de la industria del automóvil exigen una fuerza adhesiva comprendida entre 1 y 5 daN/cm, dependiendo de la aplicación de la pieza.

Se conocen laminados metálicos con una capa polimérica de polipropileno, por ejemplo, por el documento EP 598 428. Dichos laminados son satisfactorios en cuanto a su rigidez y su comportamiento en la conformación. Sin embargo, estos laminados metálicos no presentan una resistencia al calor satisfactoria. De hecho, el polipropileno tiene una temperatura de fusión de aproximadamente 160ºC que resulta insuficiente para llevar a cabo algunas etapas posteriores de tratamiento.

Una de las etapas posteriores de tratamiento que se llevan a cabo con frecuencia en los laminados metálicos es la aplicación de pintura por cataforesis. Dicha cataforesis comprende la exposición de los laminados metálicos a temperaturas comprendidas entre 140 y 220ºC durante un periodo de entre 15 y 30 minutos con el fin de endurecer las capas de recubrimiento aplicadas.

La fusión del polímero a estas temperaturas provoca una disminución brusca del módulo de tracción de la capa, que es mucho menor de 0, 01 MPa. A continuación, el laminado se puede combar debido a su propio peso, provocándole importantes deformaciones geométricas. Además, el polímero se puede deslizar y/o contraer en los extremos del laminado, dando lugar a defectos inaceptables.

Este problema se soluciona mediante la utilización de una capa intermedia que comprende una napa tejida continua de fibras de polímero termoplástico impregnadas con un material polimérico termoestable. Dicho material polimérico termoestable también garantiza la adherencia a las láminas metálicas. Dichos laminados presentan una buena conformabilidad con una buena resistencia al calor.

Sin embargo, estos laminados presentan algunos inconvenientes debido a las irregularidades en el espesor de la napa y la adhesión a las láminas metálicas. Además, la microestructura de la napa textil puede quedar impresa en la lámina natural exterior durante la embutición. Este aspecto de la superficie del laminado es incompatible con una aplicación en la fabricación de piezas de carrocería de automóvil.

Además de estos inconvenientes, el proceso de fabricación de estos laminados resulta insatisfactorio porque la etapa de adhesión de la napa preimpregnada a las láminas metálicas exteriores es lenta, lo que provoca una productividad baja.

La patente US nº 4.690.856 da a conocer laminados metálicos que comprenden una composición adhesiva con una fuerza adhesiva mejorada. La composición comprende un componente polimérico y un compuesto de aminosilano. El componente polimérico comprende una poliamida y una poliolefina injertada con un resto polar insaturado. Sin embargo, dichas composiciones tienden a formar una estructura multibloque de poliamida-poliolefina injertada que presenta una viscosidad elevada y un módulo de tracción bajo, especialmente a temperaturas altas. Además, los

grupos injertados tienen tendencia a reaccionar entre sí, bloqueando los sitios reactivos, que pasan a no estar disponibles para la reacción con el sustrato. Por consiguiente, resulta necesario añadir aminosilanos al componente polimérico con el fin de obtener una fuerza adhesiva suficiente.

La patente US nº 5.548.027 da a conocer un adhesivo termofusible que comprende una poliamida y un polímero de etileno injertado adecuado para unirse a metales. La composición adhesiva también puede comprender Kraton G 1652, que es un copolímero de bloque de estireno/etileno/butileno/estireno.

El documento EP 0 354 521 describe un adhesivo termofusible no deslizante, particularmente para el recubrimiento de productos contraíbles, que comprende una poliamida, un terpolímero añadido y una resina potenciadora de la pegajosidad. Dicho adhesivo está diseñado para adherirse a superficies tales como polietileno o cobre. Más particularmente, el terpolímero se puede preparar a base de etileno, acetato de vinilo o un acrilato y anhídrido maleico. El agente de pegajosidad puede ser un copolímero de estireno. Sin embargo, en ningún momento se menciona ningún copolímero de estireno específico.

Por consiguiente, el objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer laminados metálicos que satisfacen los requisitos mencionados anteriormente, que presentan una buena resistencia al calor y muestran un buen aspecto superficial una vez formados. Otro objetivo consiste en dar a conocer laminados metálicos que se pueden utilizar a temperaturas comprendidas entre -20ºC y 220ºC. Otro objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer laminados metálicos que se pueden fabricar con una productividad elevada.

Ahora se ha descubierto que una capa adhesiva polimérica intermedia que comprende una poliamida, un copolímero de etileno y un ácido carboxílico insaturado, particularmente un polietileno injertado, y un copolímero reactivo, puede proporcionar laminados metálicos que resuelven los problemas anteriores.

Según la presente invención, se da a conocer un laminado metálico que comprende, entre dos láminas metálicas exteriores, una capa polimérica adhesiva que comprende los componentes anteriores.

Particularmente, se da a conocer un laminado metálico que comprende, entre dos láminas metálicas exteriores, una capa polimérica adhesiva que se puede obtener mezclando una poliamida, un copolímero de etileno y un ácido carboxílico insaturado, particularmente un polietileno injertado y un copolímero reactivo.

En la presente invención, la expresión "laminado metálico" se refiere a un sándwich que tiene, por lo menos, dos láminas metálicas exteriores y entre ellas, por lo menos una capa polimérica.

Preferentemente, la capa polimérica intermedia es homogénea. Sin embargo, puede resultar útil utilizar una capa polimérica no homogénea. En este sentido, es particularmente posible utilizar una capa polimérica que comprende dos capas exteriores de un material polimérico y una capa intermedia de otro material polimérico. Con este tipo de estructura, es posible, por ejemplo, utilizar un material polimérico con mejores propiedades adhesivas con respecto al metal para las capas poliméricas exteriores y utilizar otro material con otras propiedades ventajosas, por ejemplo rigidez, para la capa polimérica interior.

En general, las láminas metálicas exteriores del laminado metálico tienen las mismas dimensiones superficiales. Dichos laminados se conocen particularmente como laminados sándwich. Sin embargo, también... [Seguir leyendo]

1. Laminado metálico que comprende, entre dos láminas metálicas exteriores, una capa polimérica adhesiva, caracterizado porque dicha capa polimérica adhesiva comprende poliamida, un copolímero de etileno y un ácido carboxílico insaturado y/o un derivado del mismo, y un copolímero reactivo que comprende un copolímero de estireno-anhídrido maleico con un peso molecular comprendido entre 1.400 y 10.000.

2. Laminado metálico según la reivindicación 1, en el que el copolímero de etileno y un ácido carboxílico insaturado y/o un derivado del mismo es un polietileno injertado.

3. Laminado metálico según la reivindicación 1 o 2, en el que la superficie de la primera lámina metálica exterior es mayor que la superficie de la segunda lámina metálica exterior.

4. Laminado metálico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que las láminas metálicas exteriores están compuestas por acero o aluminio.

5. Laminado metálico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la poliamida comprende poliamida 6.

6. Laminado metálico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la capa polimérica adhesiva comprende entre un 20 y un 95% en peso de poliamida.

7. Laminado metálico según la reivindicación 6, en el que la capa polimérica adhesiva comprende entre un 45 y un 65% en peso de poliamida.

8. Laminado metálico según la reivindicación 1 a 7, en el que el copolímero de etileno y un ácido carboxílico insaturado es un copolímero de etileno y un ácido carboxílico insaturado que contiene de 1 a 6 grupos carboxílicos y/o un derivado del mismo.

9. Laminado metálico según la reivindicación 8, en el que el polietileno se injerta con ácido maleico y/o un derivado del mismo.

10. Laminado metálico según la reivindicación 9, en el que el polietileno se injerta con anhídrido maleico.

11. Laminado metálico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que la capa polimérica adhesiva comprende entre un 5 y un 80% en peso de polietileno injertado.

12. Laminado metálico según la reivindicación 11, en el que la capa polimérica adhesiva comprende entre un 30 y un 50% en peso de polietileno injertado.

13. Laminado metálico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que la capa polimérica adhesiva comprende polietileno injertado no lineal.

14. Laminado metálico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que la capa polimérica adhesiva comprende una fase continua de poliamida.

15. Laminado metálico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que la capa polimérica adhesiva comprende entre un 0, 5 y un 10% en peso de un copolímero reactivo.

16. Laminado metálico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el que la capa polimérica adhesiva comprende además una resina epoxídica.

17. Laminado metálico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en el que la capa polimérica adhesiva comprende además un agente retardador de llama.

18. Procedimiento para la fabricación de un laminado metálico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, que comprende las siguientes etapas:

a. Proporcionar una primera y segunda láminas metálicas;

b. Aplicar una composición polimérica que comprende poliamida, polietileno injertado y un copolímero reactivo sobre la primera lámina metálica;

c. Aplicar la segunda lámina metálica sobre la capa polimérica aplicada sobre la primera lámina metálica para obtener un laminado metálico; y

d. Calentar el laminado metálico para completar la adhesión.

19. Procedimiento según la reivindicación 18, en el que la composición polimérica es previamente extruida para formar una película polimérica.

20. Procedimiento según la reivindicación 18, en el que la película polimérica es extruida directamente sobre la primera lámina metálica.

21. Utilización del laminado metálico según las reivindicaciones 1 a 17 para la fabricación de piezas de carrocería de automóvil. 10