Composición poliéster mejorada reforzada con fibras.

Un proceso para la producción de una composición de polímero post-condensada en estado sólido yreforzada con fibras que comprende los pasos de:



i) preparar una composición de polímero que comprende:

A) poli(tereftalato de etileno) (PET) y/o poli(tereftalato de butileno) (PBT) con una Mz/Mw< 6,0(determinada por cromatografía de exclusión de tamaños como se indica en la descripción),viscosidad relativa en solución (RSV) de PET menor que 1,70 (determinada de acuerdo conISO 1628-5 por dilución de 1 gramo de polímero en 125 gramos de disolvente a 25ºC, estandoconstituido el disolvente por 7,2 partes en peso de 2,4,6-triclorofenol y 10 partes en peso defenol), y viscosidad relativa del PBT menor que 1,90 (determinada de acuerdo con ISO 1628-5por dilución de 1 gramo de PBT en 100 gramos de metacresol a 25ºC), fibras; y

(B) fibras de vidrio; y

ii) calentar la composición de polímero preparada obtenida en el paso i) en condiciones de postcondensaciónen estado sólido, aumentando con ello la RSV del PET a al menos 1,70 y la RSV delPBT a al menos 1,90, en tanto que el aumento en la ratio de peso molecular medio z a peso molecularmedio ponderal (Mz/Mw) del PET y/o PBT post-condensado en estado sólido es menor que 100% dela ratio del PET y/o PBT utilizados para el paso i).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/051905.

Solicitante: DSM IP ASSETS B.V..

Nacionalidad solicitante: Países Bajos.

Dirección: HET OVERLOON 1 6411 TE HEERLEN PAISES BAJOS.

Inventor/es: SCHELLEKENS, RONALD MICHAEL ALEXANDER MARIA, STOLK,Jan, LEEMANS,LUC ELZA FLORENT.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08K3/00 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08K UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS NO MACROMOLECULARES COMO INGREDIENTES DE LA COMPOSICION (colorantes, pinturas, pulimentos, resinas naturales, adhesivos C09). › Utilización de ingredientes inorgánicos.
  • C08K7/04 C08K […] › C08K 7/00 Utilización de ingredientes caracterizados por su forma. › inorgánicos.
  • C08K7/14 C08K 7/00 […] › Vidrio.

PDF original: ES-2443309_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Composición poliéster mejorada reforzada con fibras.

La presente invención se refiere a una composición poliéster reforzada con fibras, la producción de la misma, y el uso de la composición en artículos moldeados.

Es bien conocido que la incorporación de fibras, tales como fibras de vidrio, en resina poliéster es capaz de mejorar las propiedades mecánicas, tales como la resistencia a la tracción. Es también bien conocido que las propiedades mecánicas de los poliésteres reforzados con fibras se mejoran con un aumento en el peso molecular del poliéster.

Un problema encontrado con la formulación de composiciones poliéster reforzadas con fibras es que la capacidad de incorporar fibras en la resina poliéster limita el peso molecular del poliéster debido a las altas viscosidades asociadas a los pesos moleculares incrementados.

Este problema se ha resuelto por aumento del peso molecular del poliéster después de la adición de las fibras. US

5.869.561 da a conocer el uso de extendedores de cadena para aumentar el peso molecular de un poliéster reforzado con fibras durante la mezcladura en fusión, mejorando así las propiedades mecánicas de la composición. US 4.163.002 expone el uso de post-condensación en estado sólido (SSPC) para aumentar el peso molecular del

poliéster en composiciones de moldeo de poli (tereftalato de alquileno) reforzadas con cargas, que conduce a características mejoradas de resistencia al impacto y envejecimiento mecánico.

Productos comerciales tales como poli (tereftalato de etileno) (PET) reforzado con fibra de vidrio, tal como Arnite® AV2 370/B disponible de DSM, Geleen, Países Bajos, se han desarrollado con éxito sobre la base de esta tecnología SSPC.

A pesar de estas mejoras, existe todavía necesidad de composiciones poliéster reforzadas con fibras con propiedades mecánicas mejoradas adicionalmente y/o procesabilidad mejorada a fin de permitir una mayor flexibilidad de diseño.

La solución se ha proporcionado en la presente invención.

En una realización de la presente invención, se proporciona un proceso para la producción de una composición de polímero reforzada con fibras post-condensada en estado sólido, adecuada preferiblemente para un intensificador de frenado, que comprende los pasos de:

i) preparar una composición de polímero que comprende:

A) poli (tereftalato de etileno) (PET) y/o poli (tereftalato de butileno) (PBT) con una Mz/Mw < 6, 0, con una viscosidad relativa en solución (RSV) del PET menor que 1, 70 (determinada de acuerdo con ISO

1628-5 por dilución de 1 gramo de polímero en 125 gramos de disolvente a 25ºC, estando constituido el disolvente por 7, 2 partes en peso de 2, 4, 6-triclorofenol y 10 partes en peso de fenol) y con una viscosidad relativa del PBT menor que 1, 9 (determinada de acuerdo con ISO 1628-5 por dilución de 1 gramo de polímero en 100 gramos de metacresol a 25ºC) ,

B) fibras; y

ii) calentar la composición de polímero preparada obtenida en el paso i) en condiciones de condensación en fase sólida, aumentando con ello la RSV del PET a al menos 1, 70 y la RSV del PBT a al menos 1, 90, en tanto que el aumento en la ratio de peso molecular medio z a peso molecular medio ponderal (Mz/Mw) del PET y/o PBT post-condensado en estado sólido es menor que 100% de la ratio del PET y/o PBT utilizados para el paso i) .

Con el PET y/o PBT utilizados para el paso i) se entiende el polímero como tal antes del paso de preparación de la composición. Durante el paso de preparación de la composición, la RSV podría disminuir ligeramente y las distribuciones de pesos moleculares podrían verse influidas también.

La composición de polímero comprende preferiblemente, con relación al peso total de la composición de polímero, 40 a 95% en peso de constituyentes polímeros; y 5 a 60% en peso de fibras reforzantes. Los constituyentes del

polímero son PET y/o PBT, y eventualmente otros polímeros.

Sorprendentemente, se ha encontrado que, comparado con las composiciones convencionales de polímero reforzadas con fibras post-condensadas en estado sólido que comprenden PET y/o PBT, una viscosidad relativa reducida en solución (es decir mejor fluidez) en combinación con una distribución de pesos moleculares estrecha (es decir Mz/Mw < 6, 0) de la composición, da como resultado propiedades mecánicas mantenidas o mejoradas, tales 50 como resistencia a la tracción con entalladura.

La composición de polímero obtenida por el proceso de la presente invención proporciona libertades de diseño aumentadas sobre las composiciones de polímero convencionales, siendo posible producir componentes más finos de menor peso y más ligero susceptibles de ser producidos con las mismas propiedades mecánicas. Alternativamente, o además de lo anterior, las propiedades mecánicas mejoradas de las composiciones de polímero pueden utilizarse para desarrollar nuevas aplicaciones para su utilización.

Se describe también, pero no forma parte de la invención una composición de polímero termoplástico reforzada con fibras, adecuada preferiblemente para un intensificador de frenado, que comprende, con relación al peso total de la composición:

(A) 40 a 95% en peso de PET y/o PBT y eventualmente otros constituyentes polímeros; y

(B) 5 a 60% en peso de fibras reforzantes,

en donde el PET y el PBT tienen una ratio de peso molecular medio z a peso molecular medio ponderal (Mz/Mw) menor que 6, 0, el PET tiene una viscosidad relativa en solución (RSV) de al menos 1, 70 (determinada a 25ºC por dilución de 1 gramo de polímero en 125 gramos de disolvente, estando constituido el disolvente por 7, 2 partes en peso de 2, 4, 6-triclorofenol a 10 partes en peso de fenol) y el PBT tiene una viscosidad relativa menor que 1, 9 (determinada por dilución de 1 gramo de polímero en 100 gramos de metacresol a 25ºC) .

Los componentes (A) y (B) representan preferiblemente al menos 80% en peso, más preferiblemente al menos 90% en peso y muy preferiblemente al menos 99, 5% en peso de la composición de polímero total.

Fibra reforzante La fibra reforzante es una fibra de vidrio.

La fibra reforzante como se define dentro del alcance de la presente invención es no reactiva. Una fibra reforzante es no reactiva cuando, en condiciones SSPC (paso (iii) ) la fibra no reacciona o reacciona apenas con el PET y/o PBT, de tal modo que la ratio Mz/Mw es sustancialmente la misma (es decir no es sustancialmente mayor) que la Mz/Mw del PET y/o PBT utilizados para el paso i) . Una cantidad que no es sustancialmente la misma será una cantidad comprendida por los expertos en la técnica dependiendo del polímero específico y las condiciones de procesamiento en cuestión y la magnitud de aumento en la ratio Mz/Mw observada en el poliéster no reforzado correspondiente en condiciones de reacción SSPC. Una ratio Mz/Mw se considera generalmente que no ha aumentado sustancialmente cuando el % de aumento en la ratio Mz/Mw del producto del paso (ii) a la ratio Mz/Mw del polímero utilizado para el paso (i) es menor que 100%, preferiblemente menor que 50%, aún más preferiblemente menor que 30%, y muy preferiblemente menor que 15%. V.g., si la (Mz/Mw) en el paso (ii) es 3, 0 y la (Mz/Mw) en el paso (i) es 2, 0, entonces el % de aumento es 50%.

Se cree que las diferencias en propiedades de la fibra (v.g. fibras de vidrio o fibras cerámicas) guardan relación con las propiedades del recubrimiento aplicado a la fibra. Por conveniencia, los términos "fibra reforzada" y "fibra de vidrio" se utilizan intercambiablemente, en caso apropiado.

Los recubrimientos de fibra comprenden típicamente:

● un agente formador de film,

● un agente de acoplamiento;

● un lubricante; y

● otros aditivos.

Los recubrimientos se aplican comúnmente utilizando un disolvente, tal como agua desmineralizada, que se evapora subsiguientemente.

El agente formador de film o aglomerante se aplica para mantener juntas las fibras o filamentos de vidrio individuales a fin de impedir la abrasión y la rotura durante la producción de las fibras de vidrio. El agente formador de film proporciona también compatibilidad con polímeros específicos. Compuestos formadores de film emulsionables utilizados generalmente incluyen poli (acetato de vinilo) , poliésteres, epóxidos, poliuretanos, poliacrilatos y combinaciones de los mismos.

Los agentes de acoplamiento o agentes clave hacen posible que el polímero reforzado con fibra de vidrio exhiba alta resistencia mecánica y retención de la resistencia en estado húmedo. La unión entre las fibras de vidrio y el polímero... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un proceso para la producción de una composición de polímero post-condensada en estado sólido y reforzada con fibras que comprende los pasos de:

i) preparar una composición de polímero que comprende:

A) poli (tereftalato de etileno) (PET) y/o poli (tereftalato de butileno) (PBT) con una Mz/Mw < 6, 0 (determinada por cromatografía de exclusión de tamaños como se indica en la descripción) , viscosidad relativa en solución (RSV) de PET menor que 1, 70 (determinada de acuerdo con ISO 1628-5 por dilución de 1 gramo de polímero en 125 gramos de disolvente a 25ºC, estando constituido el disolvente por 7, 2 partes en peso de 2, 4, 6-triclorofenol y 10 partes en peso de fenol) , y viscosidad relativa del PBT menor que 1, 90 (determinada de acuerdo con ISO 1628-5 por dilución de 1 gramo de PBT en 100 gramos de metacresol a 25ºC) , fibras; y

(B) fibras de vidrio; y ii) calentar la composición de polímero preparada obtenida en el paso i) en condiciones de postcondensación en estado sólido, aumentando con ello la RSV del PET a al menos 1, 70 y la RSV del 15PBT a al menos 1, 90, en tanto que el aumento en la ratio de peso molecular medio z a peso molecular

medio ponderal (Mz/Mw) del PET y/o PBT post-condensado en estado sólido es menor que 100% de la ratio del PET y/o PBT utilizados para el paso i) .

2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el aumento en Mz/Mw del PET y/o PBT utilizados en el paso i) es menor que 50% después del paso ii) .

3. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el aumento en Mz/Mw del PET y/o PBT utilizados en el paso i) es menor que 30% después del paso ii) .

4. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde la composición contiene PET.

5. Un artículo moldeado obtenido a partir de una composición obtenida con el proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el artículo moldeado es un intensificador del frenado.

Figura 3

Fuerza

 

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