Material de moldeo de poliamida (5,10)reforzado con fibras.

Material de moldeo de poliamida[5,10] que contiene

A) 40 a 90 % en peso de poliamida[5,

10];

B) 10 a 60 % en peso de materiales de relleno que contienen fibras o minerales, y

C) 0 a 20 % en peso de sustancias aditivas adicionales,

en donde la suma de los porcentajes en peso de los componentes A) a C) da como resultado el 100%.

Material de moldeo de poliamida[5, 10] reforzado con fibras La presente invención hace referencia a materiales de moldeo de poliamida[5, 10] que contienen:

A) 40 a 90 % en peso de una poliamida[5, 10],

B) 10 a 60 % en peso de materiales de relleno que contienen fibras o minerales,

C) 0 a 20 % en peso de sustancias aditivas adicionales,

en donde la suma de los porcentajes en peso de los componentes A) a C) da como resultado el 100%.

Además, la presente invención hace referencia a un método para la fabricación de esta clase de materiales de moldeo, a la utilización de esta clase de materiales de moldeo para la fabricación de cuerpos moldeados de diferentes clases, y a los cuerpos moldeados que se pueden obtener en este caso, preferentemente piezas de la carrocería de vehículos a motor o componentes electrónicos de diferentes clases, láminas y fibras.

De la patente WO2007/113127 se conoce un método para la fabricación de pentametilendiamina, y su policondensación con ácidos dicarboxílicos alifáticos para obtener poliamidas. Sobre la poliamida[5, 10] se conoce poco en la literatura. Las poliamidas reforzadas con fibras usuales en el comercio, como la poliamida[6] o la poliamida[6, 10], generalmente no presentan una calidad satisfactoria de superficie. En particular, dicha calidad insuficiente de superficie se presenta en las poliamidas teñidas de negro.

El objeto de la presente invención consiste en incrementar la calidad de la superficie de las poliamidas reforzadas con fibras, particularmente las teñidas de negro, sin perjudicar las propiedades mecánicas de dichas poliamidas.

De manera sorprendente, las poliamidas[5, 10] conforme a la presente invención presentan una calidad de la superficie considerablemente mejor, en comparación con los materiales de moldeo comparables PA[6] y PA[6, 1 0]. Simultáneamente se mejoran también las propiedades mecánicas, como por ejemplo, la fluidez y la contracción de moldeo.

Las poliamidas[5, 10] se pueden fabricar como se ha descrito en la patente WO 2007/113127. Los materiales de moldeo conformes a la presente invención, contienen la poliamida[5, 10] (componente A) en una proporción de 40 a 90 % en peso, preferentemente de 55 a 88 % en peso, y particularmente de 60 a 80 % en peso.

Como materiales de relleno que contienen fibras B) se mencionan las fibras de carbono, las fibras de vidrio o las fibras naturales, que se utilizan en cantidades de 10 a 60 % en peso, particularmente de 15 a 40 % en peso, preferentemente de 20 a 35 % en peso.

Como materiales de relleno preferidos en forma de fibras, se mencionan las fibras de vidrio, las fibras de carbono, las fibras de aramida y las fibras de titanato de potasio, en donde las fibras de vidrio se prefieren particularmente como vidrio E. Dichas fibras se pueden utilizar como fibras roving o particularmente como vidrio cortado, en las formas usuales en el comercio. Las fibras presentan en general un diámetro de 3 a 30 !m, preferentemente de 6 a 20 !m, y de manera particularmente preferente de 8 a 15 !m. La longitud de fibra en el compuesto, asciende generalmente de 20 a 1000 !m, preferentemente de 180 a 500 !m, y de manera particularmente preferente de 200 a 400 !m.

Como fibras naturales se consideran las fibras de celulosa, fibras de cáñamo, sisal o kenaf.

Los materiales de relleno en forma de fibras, se pueden someter a un tratamiento superficial previo para una mejor compatibilidad con los termoplásticos, con un compuesto de silano.

Los compuestos de silano apropiados son aquellos de la fórmula general:

(X- (CH2) n) k-Si- (O-CmH2m+1) 4-k

en la que los sustituyentes presentan el siguiente significado:

X NH2-,

n un número entero de 2 a 10, preferentemente de 3 a 4

m un número entero de 1 a 5, preferentemente de 1 a 2

k un número entero de 1 a 3, preferentemente 1

Los compuestos de silano preferidos son aminopropiltrimetoxisilano, aminobutiltrimetoxisilano,

aminopropiltrietoxisilano, aminobutiltrietoxisilano, así como los silanos correspondientes que contienen un grupo glicidil como sustituyente X.

Los compuestos de silano se utilizan para el recubrimiento de la superficie generalmente en cantidades de 0, 01 a 2 % en peso, preferentemente de 0, 025 a 1, 0 % en peso, y particularmente de 0, 05 a 0, 5 % en peso (en relación con B) .

Como materiales de relleno B apropiados que contienen minerales, se puede utilizar un material de relleno mineral con un estructura acicular muy marcada. Como ejemplo se menciona la wollastonita acicular. Preferentemente, el mineral presenta una relación de diámetro/longitud de 8 :1 a 35 : 1, preferentemente de 8 : 1 a 11 : 1.El material de relleno mineral se puede someter eventualmente a un tratamiento previo con los compuestos de silano anteriormente mencionados, sin embargo, el tratamiento previo no resulta absolutamente necesario.

Como materiales de relleno minerales adicionales B) , en forma de partículas, se mencionan el talco, caolín, caolín calcinado, wollastonita y tiza, así como adicionalmente materiales de relleno en forma de escamas o aciculares, preferentemente en cantidades de entre 10 y 60 % en peso, particularmente entre 10 y 50 % en peso. Preferentemente, se utilizan para ello boemita, bentonita, montmorillonita, vermiculita, hectorita y laponita.

Se ha comprobado que los pigmentos como nigrosina, dióxido de titanio, sulfuro de cinc, azul ultramar, óxido de hierro, antraquinonas, quinacridonas, ftalocianinas, perilenos o sus mezclas, son sustancias aditivas apropiadas C) . De manera particularmente preferente, se utilizan sustancias aditivas con nanopartículas.

Conforme a la presente invención, como componente C) se adiciona un aditivo conductor de electricidad. Preferentemente, sólo se utiliza un aditivo conductor de electricidad, sin embargo, eventualmente se pueden utilizar también dos o más aditivos conductores de electricidad. Como aditivos conductores de electricidad resultan apropiados, por ejemplo, los nanotubos de carbono, el grafito o el negro de carbón. Se prefiere particularmente la utilización de negro de carbón. Además del incremento de la conductividad, dicho aditivo se ocupa del teñido de negro.

La adición de preferentemente negro de carbón y grafito, se realiza en general en cantidades de entre 0, 01 y 20 % en peso, preferentemente entre 0, 01 y 10 % en peso, y de manera particularmente preferente entre 0, 01 y 5 % en peso.

En la presente invención, como nanotubos de carbono se consideran las macromoléculas que contienen carbono, en las que el carbono presenta principalmente una estructura de grafito, y las capas de grafito individuales se disponen de forma tubular. Los nanotubos, así como sus síntesis, se conocen previamente de la literatura (por ejemplo, J. Hu y otros, Acc. Chem. Res. 32 (1999) , 435 - 445) . En la presente invención se puede utilizar básicamente cualquier clase de nanotubos.

Preferentemente, el diámetro de las capas de grafito individuales que presentan una forma tubular (tubos de grafito) asciende de 4 a 12 nm, particularmente de 5 a 10 nm. En principio, los nanotubos se pueden diferenciar en los denominados nanotubos de pared simple (SWNTs) y los nanotubos de paredes múltiples (MWNTs) . Por consiguiente, en los MWNTs una pluralidad de tubos de grafito se encuentran colocados uno sobre otro.

Además, la forma exterior de los tubos puede variar, puede presentar un diámetro uniforme tanto en el interior y como en el exterior, sin embargo, también se pueden fabricar tubos con forma de nudo y estructuras vermiculares.

La relación entre dimensiones (longitud del respectivo tubo de grafito en relación con su diámetro) es, al menos, > 10, preferentemente > 5. Los nanotubos presentan una longitud de, al menos, 10 nm. En la presente invención, se

prefieren como componente E) los MWNTs. En particular, los MWNTs presentan una relación entre dimensiones de aproximadamente 1000 : 1, así como una longitud media de alrededor de 10.000 nm.

La superficie específica de acuerdo con BET, asciende generalmente de 50 a 2000 m2/g, preferentemente de 200 a 1200 m2/g. Las impurezas que se generan en la preparación catalítica (por ejemplo, óxido metálico) , de acuerdo con la microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM) , ascienden en general de 0, 1 a 12 %, preferentemente de 0, 2 a 10 %.

Los nanotubos apropiados se pueden obtener bajo la denominación “multiwall” de la empresa Hyperion Catalysis Int., Cambridge MA (USA) , (observar también las patentes EP 205 556, EP 969 128, EP 270 666, US 6, 844, 061) .

Como negro de carbón conductor, se puede utilizar cualquier... [Seguir leyendo]

1. Material de moldeo de poliamida[5, 10] que contiene A) 40 a 90 % en peso de poliamida[5, 10]; B) 10 a 60 % en peso de materiales de relleno que contienen fibras o minerales, y 5 C) 0 a 20 % en peso de sustancias aditivas adicionales, en donde la suma de los porcentajes en peso de los componentes A) a C) da como resultado el 100%.

2. Materiales de moldeo de poliamida[5, 10] de acuerdo con la reivindicación 1, que contienen como componente A) fibras de vidrio, fibras de carbono o fibras naturales.

3. Materiales de moldeo de poliamida[5, 10] de acuerdo con la reivindicación 2, que contienen como componente A) 10 fibras de vidrio cortadas o fibras roving.

4. Materiales de moldeo de poliamida[5, 10] de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, que contienen 15 a 40 % en peso de un material de relleno que contiene fibras.

5. Materiales de moldeo de poliamida[5, 10] de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, que contienen como componente C) productos ignífugos, como por ejemplo, fósforo, hidróxido de magnesio o cianurato de melamina.

6. Materiales de moldeo de poliamida[5, 10] de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, que contienen como componente C) materiales de relleno en forma de partículas, como por ejemplo, negro de carbón, grafito, nanotubos de carbono, nigrosina, dióxido de titanio, sulfuro de cinc, azul ultramar, óxido de hierro, antraquinonas, quinacridonas, ftalocianinas, perilenos o sus mezclas.

7. Materiales de moldeo de poliamida[5, 10] de acuerdo con la reivindicación 6, que contienen como componente C) 20 de 0, 01 a 5 % en peso de negro de carbón.

8. Método para la fabricación de materiales de moldeo de poliamida[5, 10] de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque i) se policondensa 1, 5-pentametilendiamina, fabricada mediante fermentación con Cor y nebacterium glutamicum, y ácido sebácico; y

ii) la poliamida[5, 10] obtenida de esta manera, se mezcla en un extrusor con 10 a 60 % en peso del material de relleno que contiene fibras o minerales.

9. Utilización de los materiales de moldeo de poliamida[5, 10] de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, para la fabricación de cuerpos moldeados en la industria automotriz o en la industria electrónica.

10. Fibras, láminas y cuerpos moldeados que se pueden obtener a partir de materiales de moldeo de poliamida[5, 10] 30 de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 7.