Nanocomposiciones de poliamida con poliéter-aminas hiper-ramificadas.

Composiciones moldeables termoplásticas, que contienen l los siguientes componentes:

A) al menos una poliamida termoplástica,

B) al menos una poliéter-amina híper-ramificada,

C) al menos un óxido amorfo y/u oxihidróxido de al menos un metal o semimetal con un diámetro promedio ponderado en número de las partículas primarias de 0, 5 a 20 nm.

Nanocomposiciones de poliamida con poliéter-aminas híper-ramificadas.

La invención se refiere a composiciones moldeables termoplásticas, que contienen los componentes A) al menos una poliamida termoplástica, B) al menos una poliéter-amina híper-ramificada, C) al menos un óxido amorfo y/u oxihidróxido de al menos un metal o semimetal con un diámetro promedio ponderado en número de las partículas primarias de 0, 5 hasta 20 nm.

Además, la invención se refiere al uso de los componentes mencionados B) y C) para el mejoramiento de la capacidad de flujo y/o de la estabilidad térmica de poliamidas, al uso de las composiciones moldeables para la producción de fibras, láminas y cuerpos moldeados de cualquier tipo así como a las fibras, láminas y cuerpos moldeados que pueden obtenerse en este caso.

Poliéter-amina (-polioles) se obtienen usualmente de trialcanolaminas, por ejemplo trietanolamina, tripropanolamina, triisopropanolamina, opcionalmente en mezcla con mono-o di-alcanolaminas, eterificando estos monómeros mediante catálisis, por ejemplo catálisis ácida o básica, con eliminación de agua. La preparación de estos polímeros se describe, por ejemplo, en US 2, 178, 173, US 2, 290, 415, US 2, 407, 895 y DE 40 03 243. La polimerización puede efectuarse o bien aleatoriamente, o bien pueden producirse estructuras en bloque de alcanolaminas individuales que se enlazan entre sí en una reacción adicional (véase para esto también US 4, 404, 362) .

Para el mejoramiento de la fluidez de los poliésteres y policarbonatos termoplásticos en general se adicionan lubricantes (véase GÃchter, Müller: Kunststoffadditive (Aditivos para plásticos) , 3. Edición, páginas 479, 486-488, Carl Hanser Verlag (Editorial) 1989) . Las desventadas aquí son principalmente la eflorescencia de los aditivos durante el procesamiento.

La EP-A 1 424 360 describe el uso de compuestos poliméricos polifuncionales en los extremos del grupo de los poliésteres, poligliceroles y poliéteres para disminuir la viscosidad del material fundido en policondensados termoplásticos.

La WO 2006/42705 describe composiciones moldeables termoplásticas a base de poliamidas y policarbonatos altamente ramificados. De la WO 2006/42705 mencionada se conoce además que los nanomateriales de carga en forma de placas o de agujas pueden aumentar la resistencia. Lo desventajoso es, sin embargo, un empeoramiento de la capacidad de flujo por la adición de materiales de carga de este tipo.

La WO 2004/041937 divulga composiciones moldeables termoplásticas a base de poliamida semicristalina, poliamida amoría así como de copolamidas injertadas ramificadas especiales. Las composiciones moldeables de poliamida deben presentar incluso en caso de grados altos de carga una baja viscosidad de material fundido mediante materiales de refuerzo o materiales de carga usuales.

La WO 2006/122602 describe composiciones moldeables a base de poliamida termoplástica que contiene además al menos un oligómero de poliamida con estructura de cadena lineal o ramificada. Las composiciones de poliamida deben tener una capacidad de flujo ostensiblemente mejorada. La aplicación está dirigida a termoplásticos conductores que se preparan con materiales de carga correspondientes como negro de humo o también nanofibrillas de carbono. La WO 2006/122602 indica que la adición de materiales de carga en forma de partículas a pequeña escala, conduce a una reducción desventajosa de la capacidad de flujo de la poliamida fundida, exactamente como la adición de fibras de vidrio. La situación se mejora con la adición de oligómeros de poliamida.

Por consiguiente son conocidos los compuestos orgánicos altamente o híper-ramificados para el mejoramiento de la capacidad de flujo de las poliamidas fundidas. Sin embargo, la disminución de la viscosidad del material fundido resulta de una modificación de la estructura molecular, principalmente por la reducción del peso molecular. De esto resulta un empeoramiento desventajoso de las propiedades mecánicas, principalmente en lo que se refiere a la resistencia, principalmente la resistencia a la fractura.

De la PCT/EP2008/050062 no publicada se conoce que mediante adición de cantidades pequeñas de determinados óxidos u oxihidróxidos de metal o semimetal, que pueden obtenerse de una síntesis de sol-gel, con un tamaño de partícula de hasta 10 nm, puede lograrse una reducción de la viscosidad de material fundido en poliamidas, la cual impide las desventajas mencionadas del empeoramiento de las propiedades mecánicas.

El grado de reducción de la viscosidad del material fundido en relación con las propiedades mecánicas no es suficiente, sin embargo, para todas las aplicaciones y para todos los tipos de poliamida y pesos moleculares.

Era objetivo de la presente invención evitar las desventajas mencionadas del estado de la técnica. Debían proporcionarse composiciones moldeables de poliamida, principalmente composiciones moldeables de poliamida con material de carga, que tienen viscosidad reducida del material fundido al mismo tiempo que propiedades mecánicas favorables. Principalmente debían lograrse la resistencia al impacto y la resistencia a la fractura en caso de una capacidad mejorada de flujo al menos al nivel de las composiciones moldeables sin auxiliares para el mejoramiento del flujo. Un objetivo más de la presente invención fue proporcionar composiciones de poliamida con estabilidad térmica mejorada. Además, en las composiciones moldeables el aditivo o los aditivos debían estar presentes en las cantidades más bajas posibles. Los aditivos no debían eflorescer durante el procesamiento.

Por consiguiente, se encontraron las composiciones moldeables termoplásticas mencionadas al principio, y su uso, y los cuerpos moldeados, láminas y fibras que pueden obtenerse a partir de las mismas. Las formas preferidas de la invención pueden inferirse de la descripción y de las reivindicaciones dependientes. Las combinaciones de las formas preferidas de realización no quedan por fuera del marco de la presente invención.

De acuerdo con la invención, las composiciones moldeables termoplásticas contienen los siguientes componentes:

A) al menos una poliamida termoplástica, B) al menos una poliéter-amina híper-ramificada, C) al menos un óxido amorfo y/o un oxihidróxido de al menos un metal o semimetal con un diámetro promedio ponderado en número de las partículas primarias de 0, 5 hasta 20 nm.

Preferentemente, las composiciones moldeables termoplásticas contienen de 50 hasta 99, 9 % en peso del componente A) , de 0, 05 hasta 30 % en peso del componente B) y de 0, 05 hasta 20 % en peso del componente C) , en cuyo caso la suma de los porcentajes en peso de los componentes A) hasta C) da el 100 % en peso.

El rango preferido previamente mencionado del porcentaje en peso abarca en tal caso las composiciones moldeables termoplásticas de acuerdo con la invención en el sentido más estrecho como también las llamadas mezclas maestras (masterbatches) como productos intermedios en los que los componentes B) y C) se suministran en A) en una forma fuertemente concentrada.

Preferentemente, las composiciones moldeables termoplásticas contienen los componentes B) y C) en una proporción de peso B/C de 0, 5 hasta 8, preferentemente de 1 hasta 4, principalmente de 1 hasta 2.

Las composiciones moldeables de la invención contienen, en una forma particularmente preferida de realización, de 85 hasta 99, 9 % en peso del componente A) , de 0, 05 hasta 10 % en peso del componente B) y de 0, 05 hasta 5 % en peso del componente C) , en cuyo caso la suma de los porcentajes en peso de los componentes A) hasta C) del 100 % en peso. Las composiciones moldeables de acuerdo con la invención contienen aquí, de manera particularmente preferida, de 93 hasta 99, 9 % en peso del componente A) , de 0, 05 hasta 5 % en peso del componente B) y de 0, 05 hasta 2 % en peso del componente C) , en cuyo caso la suma del porcentaje en peso de los componentes A) hasta C) da el 100 % en peso.

Componente A

De acuerdo con la invención, las composiciones moldeables termoplásticas contienen como componente A) al menos una poliamida termoplástica.

Las poliamidas de las composiciones moldeables de la invención presentan en general un número de viscosidad de 70 hasta 350, preferentemente 70 hasta 200 ml/g, determinado en una solución al 0, 5 % en peso en ácido sulfúrico al 96 % en peso a 25º C según ISO 307.

1. Composiciones moldeables termoplásticas, que contienen l los siguientes componentes:

A) al menos una poliamida termoplástica, B) al menos una poliéter-amina híper-ramificada, C) al menos un óxido amorfo y/u oxihidróxido de al menos un metal o semimetal con un diámetro promedio ponderado en número de las partículas primarias de 0, 5 a 20 nm.

2. Composiciones moldeables termoplásticas según la reivindicación 1, donde los componentes B) y C) están contenidos en una proporción de peso B/C de 0, 5 a 8, preferentemente de 1 hasta 4.

3. Composiciones moldeables termoplásticas de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que contienen de 50 hasta 99, 9 % en peso del componente A) , de 0, 05 hasta 30 % en peso del componente B) y de 0, 05 hasta 20 % en peso del componente C) , en cuyo caso la suma del porcentaje en peso de los componentes A) hasta C) da el 100 % en peso respecto de la totalidad de los componentes A) , B) y C) .

4. Composiciones moldeables termoplásticas según las reivindicaciones 1 hasta 3, que además contienen como componente D) al menos una polietilenimina.

5. Composiciones moldeables termoplásticas según las reivindicaciones 1 hasta 4, que además contienen como componente E) al menos un material de carga fibroso, preferentemente fibras de vidrio.

6. Composiciones moldeables termoplásticas de acuerdo con la reivindicación 5, que contienen de 15 hasta 98, 8 % en peso del componente A) , de 0, 1 hasta 10 % en peso del componente B) , de 0, 1 hasta 10 % en peso del componente C) , de 0 hasta 5 % en peso del componente

D) y de 1 hasta 70 % en peso del componente E) , en cuyo caso la suma del porcentaje en peso de los componentes A) hasta E) dan el 100 % en peso respecto de la totalidad de los componentes A) hasta E) .

7. Composiciones moldeables termoplásticas según las reivindicaciones 1 hasta 6, que además contienen como componente (F) otros aditivos.

8. Composiciones moldeables termoplásticas según las reivindicaciones 1 hasta 7, en cuyo caso el componente C) puede obtenerse mediante un método de sol-gel.

9. Composiciones moldeables termoplásticas según las reivindicaciones 1 hasta 8, que contienen como componente C) un óxido amorfo y/u oxihidróxido de silicio con un diámetro promedio ponderado en número de las partículas primarias de 0, 5 hasta 20 nm.

10. Composiciones moldeables termoplásticas según las reivindicaciones 1 hasta 9, donde el componente C) tiene un diámetro promedio ponderado en número de las partículas primarias de 1 hasta 15 nm, preferentemente de 1 hasta 10 nm.

11. Composiciones moldeables termoplásticas según las reivindicaciones 1 hasta 10, donde el componente B) un número OH de acuerdo con DIN 53240 de 100 hasta 900 mg KOH/g.

12. Composiciones moldeables termoplásticas según las reivindicaciones 1 hasta 11, donde el componente B) tiene en promedio al menos 3 grupos funcionales hidroxilo por molécula.

13. Composiciones moldeables termoplásticas según las reivindicaciones 1 hasta 12, donde el componente B) puede obtenerse mediante reacción de al menos una trialcanolamina.

14. Uso de poliéter-aminas híper-ramificadas B) tal como se define en las reivindicaciones 1 y 11 hasta 13 en combinación con óxidos amorfos y/u oxihidróxidos C) tal como se define en las reivindicaciones 1 y 8 hasta 10 para el mejoramiento de la capacidad de flujo y/o estabilidad térmica de poliamidas.

15. Uso de composiciones moldeables termoplásticas de acuerdo con las reivindicaciones 1 hasta 13 para la producción de fibras, láminas y cuerpos moldeados de cualquier tipo.

16. Fibras, láminas y cuerpos moldeados que pueden obtenerse de las composiciones moldeables termoplásticas de acuerdo con las reivindicaciones 1 hasta 13.

17. Combinación de los componentes A) , B) y C) presentes por separado tal como se definen en las reivindicaciones 1 y 8 hasta 13 para la aplicación conjunta.