Agente de encolado para fibras de vidrio que contiene un compuesto de polímero anfótero.

Un agente de encolado para fibras de vidrio, que comprende un compuesto de polímero anfótero,

un lubricante y agua, en el que el compuesto de polímero anfótero comprende al menos una unidad catiónica seleccionada del grupo consistente en las alilaminas representadas por las siguientes fórmulas generales (1), (2a), (2b), (3a) o (3b), y las sales de ácido inorgánico y las sales de ácido orgánico de las alilaminas, y al menos una unidad aniónica representada por las siguientes fórmulas generales (4), (5) o (6);

en las que R1 y R2, cada uno independientemente, representan hidrógeno, un grupo metilo, etilo o ciclohexilo; R3, R4 y R5, cada uno independientemente, representan hidrógeno, un grupo metilo, etilo o bencilo; y X representa un anión; en las que R6 es hidrógeno o un grupo metilo;

y cada Y independientemente representa un catión seleccionado entre Na+, K+, NH4+, 1/2 Ca2+, 1/2 Mg2+, 1/2 Fe2+, 1/3 Al3+ y 1/3 Fe3+.

Agente de encolado para fibras de vidrio que contiene un compuesto de polímero anfótero.

Campo Técnico La presente invención se refiere a un agente de encolado para fibras de vidrio, a unas hebras cortadas revestidas con el agente de encolado para fibras de vidrio, y a un método para producir un molde de resina termoplástica que usa las hebras cortadas. La invención se refiere además a un haz de fibras de vidrio revestidas con el agente de encolado para fibras de vidrio, a un gránulo de resina termoplástica que comprende el haz de fibras de vidrio, y a un molde producido a partir de los gránulos.

Antecedentes de la técnica Las resinas termoplásticas reforzadas con fibra de vidrio se usan para propósitos diversos, que incluyen piezas para el interior de los automóviles, electrodomésticos para el hogar y similares. Normalmente, las resinas de matriz usadas en las resinas termoplásticas reforzadas con fibra de vidrio son resinas termoplásticas, tales como las poliolefinas y las poliamidas.

Para la producción de un molde de resina reforzada con fibra de vidrio, se puede usar como material de refuerzo un haz de fibras de vidrio revestidas con un agente de encolado. Específicamente, el haz de fibras de vidrio revestidas con un agente de encolado se corta a una longitud de 1-10 mm para fabricar una fibra de vidrio cortada (hebras cortadas) , y esta se amasa con una resina termoplástica, conforme la resina de matriz se somete a calentamiento, y la mezcla amasada se introducen en un troquel para producir un molde.

Los métodos conocidos para producir moldes de resina reforzada con fibra de vidrio incluyen los métodos que usan hebras cortadas, así como los métodos que usan gránulos de resina termoplástica reforzada con fibra de vidrio (gránulos LFT: gránulos termoplásticos de fibra larga) . Los gránulos LFT se producen mediante un procedimiento en el que un haz de fibras de vidrio se impregna con una resina de matriz. Es decir, la resina de matriz se impregna en un haz de fibras de vidrio o en una mecha de fibras de vidrio con la que posteriormente se empaquetan múltiples haces de fibras de vidrio, después de lo cual se cortan a una longitud de 5-30 mm. Los gránulos LFT se plastifican bajo calentamiento y la mezcla amasada se introduce en un troquel para producir un molde.

Generalmente, con el uso de gránulos LFT se produce un molde más resistente que con el uso de hebras cortadas. Se cree que esto se debe a que, cuando se usan gránulos LFT impregnados con una resina de matriz, se impide el corte de las fibras de vidrio durante el amasado y en el molde quedan fibras de vidrio relativamente largas.

Ocasionalmente, se usa un agente de encolado para mantener en forma de haz las fibras de vidrio durante el procedimiento de producción de hebras cortadas o de gránulos LFT. Como agentes de encolado para fibras de vidrio normalmente se usan agentes de revestimiento, lubricantes, agentes antiestáticos, o compuestos de organosilano disueltos o dispersados y emulsionados en agua. Convencionalmente, los agentes de encolado para fibras de vidrio contienen agentes de revestimiento, tales como resinas de uretano o resinas acrílicas.

Cuando se usan hebras cortadas revestidas con un agente de encolado como material de refuerzo, el molde de resina reforzada con fibra de vidrio obtenido no siempre presenta una resistencia al agua y una resistencia al impacto suficientes. De este modo, el agente de encolado tiene un efecto considerable sobre el rendimiento de las hebras cortadas y, por lo tanto, sobre el rendimiento del molde producido. Por consiguiente, se ha investigado mucho sobre las especificaciones de agentes de encolado que pueden mejorar la resistencia al agua y la resistencia mecánica de los moldes.

Por ejemplo, el documento de patente 1 describe una técnica que usa fibras de vidrio tratadas en la superficie con un copolímero de anhídrido maleico y un agente de acoplamiento a base de silano, con el fin de mejorar la resistencia mecánica de los moldes. Ella también enseña que la técnica puede mejorar la resistencia al agua de los moldes, cuando se usa una resina de poliamida o similar como resina de matriz.

El documento de patente 2 describe una técnica en la que una resina de poliamida se impregna en un haz de fibras de vidrio tratadas con un agente de tratamiento que comprende un copolímero de un ácido carboxílico insaturado (por ejemplo, ácido maleico) y un monómero insaturado (por ejemplo, etileno) . Además, el documento de patente 3 describe una técnica en la que un agente de encolado, que contiene una resina de olefina modificada con un ácido (por ejemplo, polipropileno modificado con ácido maleico) neutralizado con una amina, se usa para producir un molde reforzado con fibras de vidrio en el que la resina de matriz es una resina de olefina.

El documento de patente 4 describe un método para producir homo y copolímeros de al menos un derivado de dialquilamina, mediante fotopolimerización. La solicitud describe inter alia unos compuestos de polímero anfótero que se pueden usar como agentes de encolado para fibras de vidrio.

Lista de referencias

-Documento de patente 1: Publicación de Patente Japonesa Examinada SHO Nº 61-37308.

-Documento de patente 2: Publicación de Patente Japonesa Nº 2764550.

-Documento de patente 3: Publicación de Patente Japonesa no Examinada Nº 2003-253563.

-Documento de patente 4: Solicitud de Patente Alemana DE 2416675 A1.

Compendio de la invención Problemas a resolver mediante la invención Sin embargo, según las investigaciones llevadas a cabo para la presente invención el agente de encolado que contiene el copolímero de anhídrido maleico descrito en el documento de patente 1 es inestable en el intervalo ácido y se precipita fácilmente. Además, las hebras cortadas tratadas en la superficie con el agente de encolado tienden a dar lugar a un amarillamiento del tono de color de los moldes cuando se usan como material de refuerzo para moldes con una resina de poliamida como resina de la matriz. Además, las hebras cortadas tratadas en la superficie con el agente de encolado forman moldes con una resistencia mecánica o una resistencia al agua insuficiente, cuando se usan en moldes con resinas de poliolefina, tales como el polipropileno, como resinas de matriz.

Por otra parte, cuando los agentes de tratamiento o los agentes de encolado descritos en los documentos de patente 2 y 3 son ácidos, no siempre se presenta un rendimiento adecuado. Específicamente, el agente de tratamiento en el documento de patente 2 tiene una estabilidad insuficiente, lo que da lugar a la producción de precipitados en el intervalo ácido. Esto ha sido un inconveniente porque limita la selección del tipo de los aditivos (por ejemplo, lubricantes) . El agente de encolado del documento de patente 3 tiene unas propiedades de hilado insuficientes en el intervalo ácido. La propiedad de hilado es el rendimiento que se refiere a la facilidad de arrollamiento de los haces de fibras de vidrio revestidos con el agente de encolado, y una inadecuada propiedad de hilado de un agente de encolado puede provocar problemas de arrollamiento y un arrollamiento dificultoso en las formas de bobina plana con puntas cuadradas.

Las hebras cortadas revestidas con el agente de encolado descrito en el documento de patente 1 no se usan actualmente como material de refuerzo para los moldes de resina de poliolefina. Por otra parte, el agente de tratamiento del documento de patente 2 se prepara para resinas de poliamida, mientras que el agente de encolado del documento de patente 3 se prepara para resinas de olefina. Es decir, para los agentes de encolado convencionales es necesario variar las especificaciones según el tipo de resina usada como resina de matriz.

Es un objeto de la presente invención, que se ha logrado bajo las circunstancias descritas antes, proporcionar un agente de encolado para fibras de vidrio con una alta flexibilidad de uso con las resinas de matriz de las resinas reforzadas con fibra de vidrio.

Es otro objeto de la invención proporcionar unas hebras cortadas empaquetadas con el agente de encolado para fibras de vidrio, y un método para producir un molde usando las hebras cortadas.

Es todavía otro objeto de la invención proporcionar un haz de fibras de vidrio y unos gránulos de resina termoplástica reforzada con fibra de vidrio que comprenden el agente de encolado para fibras de vidrio, así como un molde producido a partir de los gránulos.

Medios para resolver los problemas Para la presente invención se han estudiado atentamente las especificaciones de agentes de encolado para fibras de vidrio que se pueden usar para cualquiera de las resinas termoplásticas que se emplean... [Seguir leyendo]

1. Un agente de encolado para fibras de vidrio, que comprende un compuesto de polímero anfótero, un lubricante y agua,

en el que el compuesto de polímero anfótero comprende al menos una unidad catiónica seleccionada del grupo consistente en las alilaminas representadas por las siguientes fórmulas generales (1) , (2a) , (2b) , (3a)

o (3b) , y las sales de ácido inorgánico y las sales de ácido orgánico de las alilaminas, y al menos una unidad aniónica representada por las siguientes fórmulas generales (4) , (5) o (6) ;

en las que R1 y R2, cada uno independientemente, representan hidrógeno, un grupo metilo, etilo o ciclohexilo; R3, R4 y R5, cada uno independientemente, representan hidrógeno, un grupo metilo, etilo o bencilo; y X representa un anión;

en las que R6 es hidrógeno o un grupo metilo; y cada Y independientemente representa un catión seleccionado entre Na+, K+, NH4+, 1/2 Ca2+, 1/2 Mg2+, 1/2 Fe2+, 1/3 Al3+ y 1/3 Fe3+.

2. El agente de encolado para fibras de vidrio según la reivindicación 1, en el que el compuesto de polímero anfótero es un copolímero de una dialilamina y ácido maleico.

3. El agente de encolado para fibras de vidrio según la reivindicación 1 ó 2, que contien.

5. 90% en peso del compuesto de polímero anfótero, basado en el peso total de los componentes no volátiles en el agente de encolado para fibras de vidrio.

4. El agente de encolado para fibras de vidrio según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el valor del pH está en el intervalo de 3-5.

5. El agente de encolado para fibras de vidrio según la reivindicación 1 ó 2, que además comprende un compuesto de organosilano y que contiene 20% en peso, o más, y menos de 50% en peso del compuesto de polímero anfótero, 5 basado en el peso total de los componentes no volátiles en el agente de encolado para fibras de vidrio.

6. El agente de encolado para fibras de vidrio según la reivindicación 5, en el que el valor del pH está en el intervalo de 3-6.

7. Unas hebras cortadas revestidas con los componentes no volátiles del agente de encolado para fibras de vidrio según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.

8. Un método para producir un molde que comprende una resina reforzada con fibra de vidrio, que comprende:

una etapa de amasado en la que se amasan las hebras cortadas según la reivindicación 7 y la resina termoplástica, y

una etapa de moldeo en la que la mezcla amasada obtenida en la etapa de amasado se moldea por inyección para obtener un molde.

9. Un haz de fibras de vidrio revestidas con los componentes no volátiles del agente de encolado para fibras de vidrio según la reivindicación 5 ó 6.

10. Un gránulo de resina termoplástica reforzada con fibra de vidrio, que comprende uno o más haces de fibras de vidrio según la reivindicación 9, en el que los haces de fibras de vidrio se extienden de un extremo al otro.

11. Un molde obtenido mediante moldeo por inyección de los gránulos de resina termoplástica reforzada con fibra 20 de vidrio según la reivindicación 10.