Combinaciones mejoradas de poliarilenéteres y poli(sulfuros de arileno).

Masas moldeables termoplásticas que contienen los siguientes componentes:

(A) al menos un poliarilenéter (A1) con en promedio como máximo 0,1 grupos terminales fenólicos por cadena depolímero y al menos un poliarilenéter (A2) con en promedio al menos 1,5 grupos terminales fenólicos por cadenade polímero,

(B) al menos un poli(sulfuro de arileno),

(C) al menos un poliarilenéter funcionalizado que comprende grupos carboxilo,

(D) al menos una carga en forma de fibras o partículas y

(E) opcionalmente otros aditivos y/o coadyuvantes de procesamiento.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/052721.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: MALETZKO, CHRISTIAN, DR., GUNTHERBERG, NORBERT, WEBER, MARTIN, VOLKEL,MARK, BLUHM,Rüdiger, ZEIHER,SUSANNE.

Fecha de Publicación: 25 de Diciembre de 2013.

Clasificación Internacional de Patentes:

C08L71/10 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos D01F; filamentos o fibras artificiales D06). › C08L 71/00 Composiciones de poliéteres obtenidos por reacciones que forman un éter unido en la cadena principal (de poliacetales C08L 59/00; de resinas epoxi C08L 63/00; de politioéter-éteres C08L 81/02; de poliéter-sulfonas C08L 81/06 ); Composiciones de los derivados de tales polímeros. › de fenoles.
C08L81/02 C08L […] › C08L 81/00 Composiciones de compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones que forman un enlace que contiene azufre con o sin nitrógeno, oxígeno o carbono, solamente en la cadena principal; Composiciones de polisulfonas; Composiciones de los derivados de tales polímeros. › Politioéteres; Politioéter-poliéteres.
C08L81/06 C08L 81/00 […] › Polisulfonas; Poliétersulfonas.

PDF original: ES-2446976_T3.pdf

Fragmento de la descripción:

Combinaciones mejoradas de poliarilenéteres y poli (sulfuros de arileno)

La presente invención se refiere a masas moldeables termoplásticas que contienen los siguientes componentes:

(B) al menos un poli (sulfuro de arileno) ,

(D) al menos una carga en forma de fibras o partículas y

(E) opcionalmente otros aditivos y/o coadyuvantes de procesamiento.

Además, la presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de las masas moldeables termoplásticas de acuerdo con la invención, a su uso para la fabricación de piezas moldeadas, fibras, espumas o películas y las piezas moldeadas, fibras, espumas y películas que pueden obtenerse así.

Los poliarilenéteres pertenecen al grupo de los termoplásticos de altas prestaciones y debido a su alta termoestabilidad de forma y resistencia a productos químicos se usan en aplicaciones de alta solicitación. Los poliarilenéteres son amorfos y presentan por tanto con frecuencia una estabilidad insuficiente frente a medios agresivos. Además, los poliarilenéteres presentan también una alta viscosidad en masa fundida, lo que influye negativamente especialmente en el procesamiento para obtener piezas moldeadas grandes por medio de moldeo por inyección. La alta viscosidad en masa fundida es en particular desventajosa en la preparación de masas moldeables con alta carga de sustancias de carga o de fibras.

Se conocen en sí mezclas de los poliarilenéteres estables frente a altas temperaturas y poli (sulfuros de arileno) y presentan, en comparación con los componentes individuales, por ejemplo propiedades mecánicas mejoradas y ressitencia frente a productos químicos más alta.

Por el documento EP-A 673 973 se conocen mezclas de polímeros con carga de fibras de vidrio que contienen poliarilenéteres con al menos un 0, 03 % en peso de grupos OH terminales, poliarilenéteres con menos del 0, 03 % en peso de grupos OH terminales y poli (sulfuro de fenileno) . Las masas moldeables termoplásticas del documento EP-A 673 973 no contienen poliarilenéteres funcionalizados y no presentan propiedades mecánicas suficientes para todas las aplicaciones, en particular un alargamiento de rotura, una resistencia a la rotura y resistencia al choque suficientes. En particular la resistencia frente a combustibles es mejorable.

Por el documento EP-A 855 428 se conocen poliarilenéteres que contienen caucho, que contienen poliarilenéteres funcionalizados que contienen grupos carboxilo. Las masas moldeables termoplásticas del documento EP-A 855 428 no contienen poliarilenéteres con OH terminal y no presentan propiedades mecánicas suficientes para todas las aplicaciones, en particular una resistencia a la rotura y resistencia al choque suficientes. En particular, la resistencia frente a combustibles es mejorable.

Son objeto del documento EP-A 903 376 masas moldeables termoplásticas que contienen poliarilenéteres, poli (sulfuro de arileno) y caucho, que igualmente contienen adicionalmente poliarilenéteres funcionalizados. Los poliarilenéteres del documento EP-A 903 376 presentan una proporción insignificante como máximo de grupos OH terminales. Los poliarilenéteres funcionalizados usados en el documento EP-A 903 376 son con frecuencia insuficientes en cuanto a su idoneidad para masas moldeables reforzadas. El uso de tales productos conduce en masas moldeables cargadas, en particular reforzadas con fibras, con frecuencia a propiedades mecánicas insuficientes, en particular a una tenacidad y resistencia a la rotura insuficientes así como a una resistencia insuficiente frente a combustibles, en particular FAM B.

Por consiguiente, una estrategia para la mejora de la resistencia frente a combustibles de combinaciones de poliarilenéteres y poli (sulfuros de arileno) no se conoce por el estado de la técnica.

El objetivo de la presente invención consistía, por lo tanto, en facilitar masas moldeables termoplásticas a base de poliarilenéteres que no presentaran los inconvenientes mencionados anteriormente o los presentaran en extensión más baja. En particular, las masas moldeables termoplásticas deberían presentar una alta resistencia frente a combustibles, en particular FAM B. Al mismo tiempo, las masas moldeables termoplásticas deberían presentar buenas propiedades mecánicas, en particular una alta resistencia al choque, un alto alargamiento de rotura y una alta resistencia a la rotura.

Los objetivos mencionados anteriormente se solucionan mediante las masas moldeables termoplásticas de acuerdo con la invención. Formas de realización preferentes pueden deducirse de las reivindicaciones y de la siguiente descripción. Las combinaciones de formas de realización preferentes no abandonan el contexto de la presente invención.

Las masas moldeables termoplásticas de acuerdo con la invención contienen los siguientes componentes:

(B) al menos un poli (sulfuro de arileno) ,

(D) al menos una carga en forma de fibras o partículas y

(E) opcionalmente otros aditivos y/o coadyuvantes de procesamiento.

Las masas moldeables termoplásticas de acuerdo con la invención contienen, a este respecto, preferentemente del 20 al 88, 5 % en peso del componente (A1) , del 0, 5 al 10 % en peso del componente (A2) , del 5 al 65 % en peso del componente (B) , del 1 % al 15 % en peso del componente (C) , del 5 % al 70 % en peso del componente (D) y del 0 % al 40 % en peso del componente (E) , en las que la suma de los % en peso de los componentes (A) a (E) con respecto a la cantidad total de los componentes (A) a (E) resulta el 100 % en peso.

Las masas moldeables termoplásticas de acuerdo con la invención contienen de manera especialmente preferente del 20 % al 73 % en peso del componente (A1) , del 1 % al 10 % en peso del componente (A2) , del 10 % al 30 % en peso del componente (B) , del 1 % al 15 % en peso del componente (C) , del 15 % al 60 % en peso del componente

(D) y del 0 % al 30 % en peso del componente (E) , en las que la suma de los % en peso de los componentes (A) a

(E) con respecto a la cantidad total de los componentes (A) a (E) resulta el 100 % en peso.

Los componentes individuales se explican a continuación en más detalle.

Componente A

De acuerdo con la invención, las masas moldeables termoplásticas contienen al menos un poliarilenéter (A1) con en promedio como máximo 0, 1 grupos terminales fenólicos por cadena de polímero y al menos un poliarilenéter (A2) con en promedio al menos 1, 5 grupos terminales fenólicos por cadena de polímero. La expresión “en promedio” significa a este respecto un promedio en número.

Es evidente para el experto que los grupos terminales fenólicos son reactivos y pueden encontrarse en las masas termoplásticas en forma que ha reaccionado al menos parcialmente. Las masas moldeables termoplásticas se fabrican preferentemente mediante preparación de mezcla (“compounding”) , es decir mediante mezclado de los componentes en un estado que puede fluir. De manera correspondiente, la formulación “masas moldeables termoplásticas que contienen los siguientes componentes” puede equipararse preferentemente con “masas moldeables termoplásticas que pueden obtenerse mediante preparación de mezcla de los siguientes componentes”.

Por grupo terminal fenólico se entiende en el contexto de la presente invención un grupo hidroxilo que está unido a un núcleo aromático y que puede encontrarse eventualmente también de manera desprotonada. El experto sabe que un grupo terminal fenólico mediante separación de un protón como consecuencia de la acción de una base puede encontrarse también como el denominado grupo fenolato terminal. El término grupos terminales fenólicos comprende, por consiguiente, de manera expresa tanto grupos OH como fenolato aromáticos.

La determinación de la proporción de los grupos terminales fenólicos se realiza preferentemente mediante titulación potenciométrica. Para ello se disuelve el polímero en dimetilformamida y se titula con... [Seguir leyendo]

Reivindicaciones:

1. Masas moldeables termoplásticas que contienen los siguientes componentes:

(B) al menos un poli (sulfuro de arileno) ,

(D) al menos una carga en forma de fibras o partículas y

(E) opcionalmente otros aditivos y/o coadyuvantes de procesamiento.

2. Masas moldeables termoplásticas según la reivindicación 1, en las que los poliarilenéteres (A1) presentan en promedio como máximo 0, 05 grupos terminales fenólicos por cadena de polímero.

3. Masas moldeables termoplásticas según la reivindicación 1 o 2, en las que los poliarilenéteres (A2) presentan en promedio al menos 1, 8 grupos terminales fenólicos por cadena de polímero.

4. Masas moldeables termoplásticas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, que contienen del 20 % al 88, 5 % en peso del componente (A1) , del 0, 5 % al 10 % en peso del componente (A2) , del 5 % al 65 % en peso del componente (B) , del 1 % al 15 % en peso del componente (C) , del 5 % al 70 % en peso del componente (D) y del 0 % al 40 % en peso del componente (E) , en las que la suma de los % en peso de los componentes (A) a (E) con respecto a la cantidad total de los componentes (A) a (E) resulta el 100 % en peso.

5. Masas moldeables termoplásticas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, en las que los poliarilenéteres de los componentes (A1) y (A2) están constituidos independientemente entre sí por unidades estructurales de fórmula general I:

con los siguientes significados t, q: independientemente entre sí 0, 1, 2 ó 3, Q, T, Y: independientemente entre sí respectivamente un enlace químico o grupo seleccionado de -O-, -S-, -SO2, S=O, C=O, -N=N- y -CRaRb-, representando Ra y Rb independientemente entre sí respectivamente un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo C1-C12, alcoxilo C1-C12 o arilo C6-C18, siendo al menos uno de Q, T e Y distinto de -O-, y representando al menos uno de Q, T e Y -SO2- y Ar, Ar1: independientemente entre sí grupo arileno C6-C18.

6. Masas moldeables termoplásticas según la reivindicación 5, en las que los poliarilenéteres (A1) y (A2) están constituidos por las mismas unidades estructurales de acuerdo con la fórmula general I.

7. Masas moldeables termoplásticas según la reivindicación 5 o 6, en las que Q, T e Y en la fórmula (I) se seleccionan independientemente entre sí de -O- y -SO2- y al menos uno de Q, T e Y representa -SO2-.

8. Masas moldeables termoplásticas según una o varias de las reivindicaciones 5 a 7, en las que Ar y Ar1 en la fórmula (I) se seleccionan independientemente entre sí del grupo que está constituido por 1, 4-fenileno, 1, 3-fenileno, naftileno y 4, 4’-bisfenileno.

9. Masas moldeables termoplásticas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 8, en las que el poliarilenéter funcionalizado que comprende grupos carboxilo contiene unidades estructurales de fórmula general I tal como se ha definido en las reivindicaciones 5 a 8 así como unidades estructurales de fórmula general IV:

en la que

- n representa un número entero de 0 a 6, y

-R1 representa H, alquilo C1 a C6, o - (CH2) n-COOH

-Ar2 y Ar3 independientemente entre sí significan un grupo arileno C6 a C18 y

- Y significa un enlace químico o grupo seleccionado de -O-, -S-, -SO2-, S=O, C=O, -N=N- y -CRaRb-, representando Ra y Rb independientemente entre sí respectivamente un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo C1-C12, alcoxilo C1-C12 o arilo C6-C18.

10. Masas moldeables termoplásticas según la reivindicación 9, en las que la proporción de unidades estructurales de acuerdo con la fórmula general (I) con respecto a la suma de las unidades estructurales de acuerdo con la 10 fórmula (I) y fórmula (IV) asciende a del 0, 5 % al 2 % en mol, preferentemente del 0, 7 % al 1, 5 % en mol.

11. Masas moldeables termoplásticas según la reivindicación 9 o 10, en las que n = 2 y R1 = metilo.

12. Masas moldeables termoplásticas según una o varias de las reivindicaciones 9 a 11, en las que Ar2 = Ar3 = 1, 4fenileno e Y = -SO2-.

13. Masas moldeables termoplásticas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 12, en las que los poli (sulfuros

de arileno) del componente (B) están constituidos del 30 % al 100 % en peso por unidades de repetición de acuerdo con la fórmula general -Ar-S-, representando -Ar- un grupo arileno con 6 a 18 átomos de carbono.

14. Masas moldeables termoplásticas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 13, en las que el componente (B) es poli (sulfuro de fenileno) , preferentemente poli (sulfuro de 1, 4-fenileno) .

15. Masas moldeables termoplásticas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 14, en las que el componente 20 (D) está constituido por fibras de vidrio.

16. Procedimiento para la fabricación de masas moldeables termoplásticas de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 15 que comprende el mezclado de los componentes (A) a (E) en un dispositivo de mezcla.

17. Uso de masas moldeables termoplásticas de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 15 para la fabricación de piezas moldeadas, fibras, espumas o películas.

18. Piezas moldeadas, fibras, espumas o películas que contienen masas moldeables termoplásticas de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 15.

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