Procedimiento de extrusión para la preparación de un granulado de plástico con un efecto estáticamente disipativo.

Procedimiento de extrusión para la fabricación de un granulado de plástico constituido por las siguientes etapas:

-en una etapa previa se muele una mezcla de cloruro de litio y agentes antiaglomerantes del grupo de creta, talco,sílice, dióxido de titanio, sulfuro de zinc, sulfato de bario y óxido de aluminio hasta un tamaño de partícula de d90 ≥20 μm, - a continuación de esto se proporcionan las sustancias de partida a) al menos un agente antiestático internotensioactivo, orgánico, b) un plástico termoplástico y c) la mezcla en forma pura, de manera individual o comomezcla, para que finalmente se añadan directamente en la máquina extrusora simultáneamente, sucesivamente opor separado uno de otro o bien mediante los dispositivos de dosificación iguales o mediante dispositivos dedosificación gravimétricos o volumétricos distintos, a una temperatura de procesamiento ajustada previamente,dependiente del plástico termoplástico de las zonas de calentamiento de la máquina extrusora, y la masa fundidapolimérica producida a partir de esto se enfría y se granula o bien en forma de cordón mediante un baño de aguaaccionado con presión ambiente normal o se proporciona como granulado en forma de lente, esférico o elipsoide, sinbordes de corte, mediante un sistema de granulación bajo agua accionado con presión unido directa eindirectamente a la cabeza terminal de la prensa extrusora.

Procedimiento de extrusión para la preparación de un granulado de plástico con un efecto estáticamente disipativo La invención se refiere a un procedimiento de extrusión para la preparación de un granulado de plástico con un efecto estáticamente disipativo.

Las cargas electroestáticas se generan mediante el rozamiento entre dos superficies de material que se encuentran en contacto que presentan básicamente distintos signos de carga, debido a los procesos de transporte de 10 electrones.

Una de estas superficies de material pierde por ejemplo electrones y se carga positivamente, mientras que la otra capta estos electrones y se carga negativamente.

La intensidad de esta carga depende de los siguientes factores:

- grado de contacto entre las dos superficies,

- propiedades de rozamiento de los materiales, 20

- humedad del aire y

- propiedades eléctricas de los plásticos, tales como por ejemplo la resistencia y la constante dieléctrica (valor pequeño significa que la disposición a la carga es alta) .

Mediante la presencia de partículas cargadas eléctricamente sobre la superficie de artículos de plástico pueden producirse perturbaciones en el transporte, envasado y almacenamiento, cuando se producen las descargas que siguen a esto en la proximidad de máquinas y aparatos sensibles. Además, en la descarga repentina de partículas eléctricamente cargadas existe el riesgo de la inflamación de mezclas de gases explosivas así como el riesgo de avería de aparatos electrónicos vitales tales como marcapasos, en personas que agarran estas piezas mecánicas.

Finalmente, la atracción incontrolada de partículas suspendidas y polvos influyen en el aspecto, la óptica y la función de piezas de pared gruesa y delgada que se encuentran en contacto constante con flujos de aire.

La relación entre la atracción de polvo y la alta formación de algas en piezas de plástico no protegidas se ha demostrado ya. Las algas disminuyen no sólo el aspecto óptico del producto, reducen también la permeabilidad a la luz deseada, tal como en el caso de cubiertas de placas de doble nervio. Las algas contribuyen adicionalmente a reacciones de degradación mecánicas. La consecuencia: se acorta la vida útil del producto usado.

En general se determina el efecto antiestático mediante mediciones de la resistencia superficial (según la norma ASTM D257) o de la resistencia de paso (según la norma DIN 53482) por un lado y el tiempo de descarga con el semivalor de la tensión aplicada (según la norma DIN 53486E) por otro lado.

Para minimizar los problemas de la carga electrostática en plásticos, han mostrado su eficacia ya algunos agentes. 45 Al estado de la técnica pertenecen tanto sustancias de volumen activo como sustancias tensioactivas con distinto fondo químico y por consiguiente distinto modo de acción.

Estos materiales disponibles pueden subdividirse en:

- agentes antiestáticos catiónicos [tensioactivos]: tales como sales de fosfonio y amonio cuaternario.

-agentes antiestáticos aniónicos [tensioactivos]: tales como alquilsulfonatos, alquilfosfonatos, alquiltiocarbamatos, cloruros, nitratos, hidrofosfatos.

- agentes antiestáticos no iónicos [tensioactivos]: tales como alcoholes de cadena larga, aminas de cadena larga y amidas de ácido graso etiloxilados y propiloxilados, ésteres de polietilenglicol o ésteres de alquilfenol de ácidos grasos, monoéster, diéster de glicerilo y ésteres de sorbitol de ácidos grasos.

- agentes antiestáticos organometálicos [tensioactivos]: tales como titanatos de alquilo y zirconatos de alquilo. 60

- materiales conductores [de volumen activo]: tales como nanoarcillas orgánicamente modificadas, óxidos metálicos en nanoescala, negro de carbono (hollín conductor) , grafito, nanotubos, polvo metálico y fibras de cobre y aluminio, fibras de carbono, vidrio metalizado, polímeros intrínsecamente conductores (por ejemplo poliacetales, polipirroles, politiofenos, polianilinas) y amidas en bloque de poliamida-poliéter.

De manera ampliamente extendida, como también la variante más económica y más eficaz, se ofrece el uso de hollín conductor. Se aprovecha de manera dirigida la propiedad de hollín conductor para conducir corriente. Habitualmente se encuentran dispersas las partículas de hollín en granulados basados en poliolefina (PP, LD/HD-PE) en mezclas entre el 5 % y el 25 % en peso, dependiendo de la calidad y el tipo de hollín. Los artículos moldeados por inyección y extruidos de todo tipo pueden prepararse a partir de estos compuestos. Pueden obtenerse también calidades de película, sin embargo necesitan un esfuerzo de dispersión alto. La acción conductora puede obtenerse inmediatamente, independientemente de la humedad del aire, no está limitada temporalmente y es adecuada tanto para masas como para aplicaciones de alta tecnología.

Los hollines conductores presentan en comparación con otras variantes precios de compra más bajos, ofrecen una vida útil muy larga para el equipo conductor y pueden procesarse bien mediante técnicas habituales.

La conductividad depende sin embargo muy intensamente de las concentraciones de hollín en el producto final. Por tanto se observa un comportamiento de percolación. Dependiendo de las proporciones de mezcla y de las condiciones de procesamiento se proporciona un intervalo estrecho, donde se eleva o se reduce repentinamente la conductividad con bajas modificaciones de concentración del hollín conductor.

Un gran inconveniente es que estos materiales no pueden teñirse y en la mayoría de los casos se encuentran únicamente en negro. Mediante la alta adición de hollín conductor pueden empeorarse algunas propiedades mecánicas. La conductividad de estos materiales se modifica también con carga mecánica, alargamiento o extensión. Por consiguiente ya no pueden garantizarse determinados valores de conductividad en aplicaciones de fibras y películas estiradas durante la duración de la carga.

Los desarrollos más nuevos en el campo de agentes antiestáticos de alto rendimiento y aditivos conductores a base de óxidos metálicos en nanoescala de indio, estaño, antimonio o zirconio así como nanotubos de carbono del tipo unicapa/multicapa (abreviado SWCNT y MWCNT) .

Generalmente, todos estos materiales nuevos deben encontrarse en el producto final a ser posible en concentraciones bajas como nanopartículas, de lo contrario no pueden desarrollar su acción esperada que justificaría también el alto precio de compra. Ha de considerarse también que la polaridad del soporte de plástico desempeña un gran papel. En plásticos polares, tales como PC, PA y PBT son los resultados claramente mejores que en PP no polares. Sin embargo en artículos de PP y HDPE conductores se encuentra la amplia aplicación de masa, lo que explica el éxito comercial ausente hasta la fecha de los nanotubos.

De manera similar se comporta con materiales intrínsecamente conductores (ICP) tales como polianilinas, politiofenos, etc., que garantizan también una acción conductora permanente. Proporcionan al producto final una tinción profundamente oscura (verde, gris, marrón) que no puede cubrirse por otros colores. Estas partículas de ICP son además también muy sensibles al cizallamiento. Su acción puede anularse, por consiguiente, mediante condiciones de procesamiento mecánicas existentes, ya que experimentan daños mecánicos mediante el cizallamiento en la propia prensa extrusora. ICP, tal como los materiales de hollín, general propiedades conductoras permanentes. El precio de compra se encuentra sin embargo por encima del de los hollines conductores disponibles comercialmente.

De todo los productos conductores [de volumen activo] disponibles comercialmente, aquellos sistemas poliméricos a 45 base de amidas en bloque de poliamida-poliéter (copolímeros de caprolactama de ácido adípico-poliéterglicol) representan actualmente la mejor solución técnica. Un efecto estáticamente disipativo (conductor) (en 107 0) puede generarse tanto en la superficie como en el volumen de la parte de plástico de pared gruesa, independientemente de la humedad de aire circundante. Estos artículos de plástico pueden teñirse también sin la pérdida de la conductividad. Sin embargo salen a la luz algunos inconvenientes que hacen necesaria la búsqueda de otros productos alternativos. Las aplicaciones en PP y PC/ABS se conocen, con otros plásticos (PA, EVA) se vuelven problemáticos.

Los costes de material por kg de componente modificado se elevan, de manera condicionada por las altas adiciones de aproximadamente el 10 % al 15 % en peso, para poder generar el efecto antiestático deseado. Estas altas 55 modificaciones... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de extrusión para la fabricación de un granulado de plástico constituido por las siguientes etapas: en una etapa previa se muele una mezcla de cloruro de litio y agentes antiaglomerantes del grupo de creta, talco, 5 sílice, dióxido de titanio, sulfuro de zinc, sulfato de bario y óxido de aluminio hasta un tamaño de partícula de d90 = 20 μm, - a continuación de esto se proporcionan las sustancias de partida a) al menos un agente antiestático interno tensioactivo, orgánico, b) un plástico termoplástico y c) la mezcla en forma pura, de manera individual o como mezcla, para que finalmente se añadan directamente en la máquina extrusora simultáneamente, sucesivamente o por separado uno de otro o bien mediante los dispositivos de dosificación iguales o mediante dispositivos de 10 dosificación gravimétricos o volumétricos distintos, a una temperatura de procesamiento ajustada previamente, dependiente del plástico termoplástico de las zonas de calentamiento de la máquina extrusora, y la masa fundida polimérica producida a partir de esto se enfría y se granula o bien en forma de cordón mediante un baño de agua accionado con presión ambiente normal o se proporciona como granulado en forma de lente, esférico o elipsoide, sin bordes de corte, mediante un sistema de granulación bajo agua accionado con presión unido directa e indirectamente a la cabeza terminal de la prensa extrusora.

2. Procedimiento de extrusión según la reivindicación 1, caracterizado por que se proporciona la mezcla de cloruro de litio y agentes antiaglomerantes en la proporción del 90 % en peso al 10 % en peso.

3. Procedimiento de extrusión según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que se proporciona el agente antiaglomerante de creta y sílice en la misma proporción.