Composiciones transparentes a base de copolímeros de vinilo aromáticos de alta resistencia al impacto.

Composiciones transparentes a base de copolímeros de vinilo aromáticos de alta resistencia al impacto,

que comprenden:

del 90 al 99% en peso de un copolímero de vinilo aromático de alta resistencia al impacto, que comprende una matriz rígida que consiste en del 50 al 70% en peso de por lo menos un monómero de vinilo aromático unido, del 20 al 40% en peso de nitrilo etilénicamente insaturado unido y del 0 al 20% en peso de por lo menos un éster unido de ácido (met)acrílico, una matriz, en la cual del 1 al 25% en peso, con respecto al peso total de la resina, de una fase elastomérica está homogéneamente dispersado, consistiendo dicha fase elastomérica homogéneamente dispersada en la matriz polimérica del componente (a) en un copolímero estireno-butadieno al azar o en bloque con un contenido en butadieno comprendido entre 40 y 55% en peso;

del 1 al 10% en peso de un aceite lubricante que consiste en un poliéster de ácido adípico con un (iso)alquil diol, en el que el grupo (iso)alquilo posee de 2 a 6 átomos de carbono, con una viscosidad a 25°C, comprendida entre 2 y 20 Pa·seg

Composiciones transparentes a base de copolímeros de vinilo aromáticos de alta resistencia al impacto.

La presente invención se refiere a composiciones transparentes a base de copolímeros de vinilo aromáticos de alta resistencia al impacto. Más particularmente, la presente invención se refiere a composiciones transparentes a base de copolímeros de vinilo aromáticos de alta resistencia al impacto, por ejemplo, ABS (Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno) y a un procedimiento másico continuo para la producción de estas composiciones.

En esta descripción, todas las condiciones que se mencionan en el texto pueden considerarse como condiciones preferidas, incluso cuando no se mencionan expresamente.

Como se sabe, los materiales poliméricos termoplásticos de alta resistencia al impacto, tal como ABS, se caracterizan por una matriz continua, en la que se dispersa un material elastomérico de refuerzo, en forma de partículas discontinuas. Los materiales de alta resistencia al impacto son generalmente opacos. Se conocen, sin embargo, pos lo menos, dos técnicas sintéticas para la obtención de polímeros bifásicos transparentes.

Las dos fases amorías (resina y elastómero) son continuas y consisten en polímeros en bloque con una estructura cilíndrica o lamelar, siendo las dimensiones de los dominios de las dos fases inferiores a 1/20 de la longitud de onda de la luz (en la práctica, la luz atraviesa un material amorfo que posee una composición homogénea, pues la nohomogeneidad no provoca la refracción de la luz. Esta estrategia se utiliza ampliamente para copolímeros estirenobutadieno en bloque (PS transparente de alta resistencia al impacto) producidos mediante síntesis amónica. Las solicitudes de patente internacionales WO 97/36944 y WO 04/72172 describen también la preparación de butadieno-SAN transparente obtenido mediante síntesis de radicales “vivientes”, pero no se conocen polímeros comerciales obtenidos con estos últimos procedimientos.

Las dos fases amorías (fase de resina continua y fase elastomérica dispersa) , presentan idéntico índice de refracción. Ésta constituye la técnica que se utiliza más ampliamente, en el caso de ABS transparente modificado con PMMA.

El siguiente documento se refiere al tema de los “polímeros estireno de alta resistencia al impacto”, que también incluye polímeros transparentes.

Echte A., Rubber – Polímeros estirénicos endurecidos en las gomas – Plásticos endurecidos, Advances in Chemistr y series nr. 222 (1989) Editor Riew K.C., ISBN 0841214883.

Como se sabe, ABS es opaco, puesto que el índice de refracción (RI) del copolímero-Estireno-Acrilonitrilo (SAN) está entre 1, 58-1, 56 (dependiendo del contenido de acrilonitrilo que está unido) y el de la goma polibutadiénica es del 1, 51 aproximadamente, y para que exista transparencia es necesario que los índices de refracción de las fases sean iguales en la tercera unidad decimal (Ln < 0, 005) .

Un procedimiento para obtener la transparencia que se describe, por ejemplo, en el documento de A. Echte que se ha citado previamente, es aumentar el índice de refracción de la fase elastomérica, obteniendo el elastómero mediante la copolimerización del butadieno con estireno (Estireno IR = 1, 59) en emulsión. De esta forma, se consigue una goma con un RI = 1, 53 – 1, 55 variando la composición del copolímero Estireno Butadieno (SB) . Sobre las partículas de goma así obtenidas, se injerta el metacrilato de polimetilo (PMMA) , dando lugar a un producto injertado en las partículas de goma así obtenidas, produciendo un producto injertado con un alto contenido elastomérico.

La fase de resina se añade entonces mezclando en un estado fundido; consistiendo dicha resina en SAN (con un contenido en acrilonitrilo unido menor del 22% en peso) y PMMA (IR = 1, 49) , que son fácilmente miscibles entre ellos, formando una aleación polimérica homogénea con un índice de refracción inferior que el de SAN. El contenido total de PMMA es superior al 40%, y por tanto, el ABS transparente es, de hecho, MABS.

Otro procedimiento conocido de síntesis, que se describe en la patente US nº 4.767.833, es copolimerizar estireno y butadieno para obtener partículas de goma que poseen un índice de refracción más alto que el de polibutadieno, injertándose en esta goma entonces, un polímero de estiren-metil metacrilato, que contiene posiblemente acrilonitrilo.

La reacción de injerto puede realizarse en emulsión, suspensión o másicamente. El monómero acrílico debe estar presente cuando se adopta este procedimiento de síntesis, mientras que el acrilonitrilo puede estar ausente. Se obtiene un producto que posee buenas características mecánicas, transparente y decolorado, pero la resistencia química puede ser inferior a la de ABS.

En la patente Europea EP 1.417.242, se describe un procedimiento para preparar un producto ABS transparente para láminas con extrusión. Dicho procedimiento consiste en un elastómero estireno-butadieno que se injerta con estireno metacrilato de metilo-acrilonitrilo, con una cantidad mínima de acrilonitrilo unido de, por lo menos, el 0, 5%, debiendo tener las partículas dispersas de goma un diámetro medio del orden de 150 a 550 nm. El documento EPA-0832933A1 da a conocer una mezcla de un ABS polimerizado y de, por lo menos, una resina poliéster con una masa molecular Mm con un valor promedio del orden de entre 800 a 7.000.

El documento DE-A-2448596A1 da a conocer una nueva resina ABS resistente al impacto que comprende 1-10 partes en peso de tesina de cadena recta de poliéster saturado, que muestra un peso molecular promedio del orden de 1.000 a 50.000.

El documento EP-A-0409657A2 da a conocer mezclas poliméricas termoplásticas modificadas para el impacto que comprenden entre un 10% a 99% de un copolímero transparente en bloque; entre 0, 01 a 1% de una goma en forma de partículas; siendo el resultado polímeros vítreos más o menos claros.

El documento EP-A-0356249 da a conocer un procedimiento para producir una resina termoplástica de goma modificada que incluye la polimerización del 30-100% en peso de un compuesto aromático-alquenilo y/o un monómero alquil (met) acrilato, y un 70-0% en peso de, por lo menos, otro compuesto monomérico capaz de copolimerizarse, en presencia de un dienopolímero hidrogenado.

El solicitante ha encontrado ahora una nueva composición transparente a base de resinas vinilo aromáticas reforzadas con un elastómero, que representa una alternativa a las ya conocidas de la técnica, y que permite la utilización de materiales en bruto que se encuentran fácilmente en el mercado. Esta composición es apropiada para preparar estructuras formadas transparentes.

Un objetivo de la presente invención, por tanto, se refiere a una composición transparente a base de copolímeros de vinilo aromáticos de alta resistencia al impacto, que incluyen:

Del 90 al 99% en peso, preferentemente del 93 al 98%, de un copolímero de vinilo aromático de alta resistencia al impacto, que comprende una matriz rígida que consiste en del 50 al 70% en peso, preferentemente del 55 al 65% de, por lo menos, un monómero unido de vinilo, aromático, de un nitrilo etilénicamente insaturado, unido, del 20 al 40%, en peso, preferentemente del 25 al 38%, y de un cero al 20% en peso, por ejemplo, de un 2 al 10%, de, por lo menos, un éster unido del ácido (met) acrílico, una matriz en la que el 1 al 25% en peso, con respecto al peso total de la resina, de una fase elastomérica, dispersa esta homogéneamente consistiendo dicha fase elastomérica dispersa homogéneamente en la matriz polimérica del componente (2) formado por un copolímero en bloque o al azar de estireno-butadieno, con un contenido de butadieno del orden del 40 al 55% en peso;

Entre el 1 y el 10% en peso, preferentemente entre el 2 y el 7% de un aceite lubricante que consiste en un poliéster del ácido adípico con un (iso) alquil diol, en el que éste posee de 2 a 6 átomos de carbono, con una viscosidad a 25°C de entre 2 y 20 Pa·seg.

Según la presente invención, el término “copolímero de vinilo aromático”, tal como se utiliza en la presente descripción se refiere esencialmente a un producto obtenido a partir de monómeros que tienen la fórmula general siguiente:

en el que R es hidrógeno o un grupo metilo, n es cero o un entero del orden de 1 a 5, e Y es un halógeno tal como cloro o bromo, o un radical alquilo o alcoxilo con 1 a 4 átomos de carbono.

Ejemplos de monómeros de vinilo aromáticos con la fórmula tal como se ha definido anteriormente, son: estireno, αmetilestireno, metilestireno, etilestireno, butil estireno, dimetilestireno,... [Seguir leyendo]

1. Composiciones transparentes a base de copolímeros de vinilo aromáticos de alta resistencia al impacto, que comprenden:

del 90 al 99% en peso de un copolímero de vinilo aromático de alta resistencia al impacto, que comprende una matriz rígida que consiste en del 50 al 70% en peso de por lo menos un monómero de vinilo aromático unido, del 20 al 40% en peso de nitrilo etilénicamente insaturado unido y del 0 al 20% en peso de por lo menos un éster unido de ácido (met) acrílico, una matriz, en la cual del 1 al 25% en peso, con respecto al peso total de la resina, de una fase elastomérica está homogéneamente dispersado, consistiendo dicha fase elastomérica homogéneamente dispersada en la matriz polimérica del componente (a) en un copolímero estireno-butadieno al azar o en bloque con un contenido en butadieno comprendido entre 40 y 55% en peso;

del 1 al 10% en peso de un aceite lubricante que consiste en un poliéster de ácido adípico con un (iso) alquil diol, en el que el grupo (iso) alquilo posee de 2 a 6 átomos de carbono, con una viscosidad a 25°C, comprendida entre 2 y 20 Pa·seg.

2. Composiciones según la reivindicación 1, que comprenden:

del 93 al 98% en peso de un copolímero de vinilo aromático de alta resistencia al impacto, que comprende una matriz rígida que consiste en del 55 al 65% en peso de por lo menos un monómero de vinilo aromático unido, del 25 al 38% en peso de nitrilo etilénicamente insaturado unido, y del 2 al 10% en peso de por lo menos un éster unido de ácido (met) acrílico, una matriz, en la que del 1 al 25% en peso, con respecto al peso total de la resina, de una fase elastomérica, está homogéneamente dispersado;

del 2 al 7% en peso de un aceite lubricante que consiste en un poliéster de ácido adípico con un (iso) alquil diol, en el que el grupo (iso) alquilo posee de 2 a 6 átomos de carbono con una viscosidad a 25°C comprendida entre 2 y 20 Pa·s.

3. Composiciones según la reivindicación 1 o 2, en las que el monómero de vinilo aromático del componente (a) es estireno y/o α-metil estireno.

4. Composiciones según la reivindicación 1, 2 o 3, en las que el monómero acrílico del componente (a) se selecciona de entre acrilato de butilo y metacrilato de butilo.

5. Composiciones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en las que el nitrilo etilénicamente insaturado del componente (a) es acrilonitrilo.

6. Composiciones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en las que el poliéster de ácido adípico con un (iso) alquil diol del componente (b) es el poliéster de ácido adípico con 1, 3-butanediol con una viscosidad a 20°C, comprendida entre 2 y 20 Pa·s.

7. Composiciones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en las que la diferencia en el índice de refracción entre la matriz rígida y el elastómero es inferior a 0, 005.

8. Procedimiento para la preparación de composiciones poliméricas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende la mezcla de los dos componentes (a) y (b) en estado fundido y un enfriamiento y una granulación subsiguientes.

9. Utilización de las composiciones poliméricas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, para la preparación de cuerpos transparentes formados.