Utilización de nanotubos de carbono en mezclas de poliamida y de poliolefina.

Utilización de nanotubos de carbono en al menos una capa de una estructura,

estando dicha capa formada apartir de una mezcla de poliamida (A) y de poliolefina (B), para mejorar las propiedades de barrera a las gasolinasque contienen alcohol de dicha estructura.

Utilización de nanotubos de carbono en mezclas de poliamida y de poliolefina Campo de la invención La presente invención se refiere a la utilización de nanotubos de carbono en al menos una capa de una estructura, estando dicha capa formada a partir de una mezcla de poliamida y de poliolefina. Esta estructura puede ser un tubo mono o multiestratificado para la transferencia de fluidos.

Como ejemplo de tubos para la transferencia de fluido, pueden mencionarse los tubos para gasolina, y en particular para transportar la gasolina del depósito hasta el motor de los automóviles. Como otros ejemplos de transferencia de fluido, pueden mencionarse los fluidos empleados en la fuel cell (pila de combustible) , el sistema de CO2 para la refrigeración y el aire acondicionado, sistemas hidráulicos, circuito de refrigeración, aire acondicionado y las transferencias de potencia a presión media.

Por razones de seguridad y de conservación del medio ambiente, los constructores de automóviles imponen a estos tubos a la vez características mecánicas como la resistencia al estallido y la flexibilidad con una buena resistencia a impactos en frío (-40ºC) así como a temperatura elevada (125ºC) , y también una muy reducida permeabilidad a los hidrocarburos y a sus aditivos, en particular alcoholes como metanol y etanol. Estos tubos también deben tener una buena resistencia a los carburantes y a los aceites de lubricación del motor.

En los vehículos a motor, bajo el efecto de la bomba de inyección, la gasolina circula a gran velocidad en las canalizaciones que conectan el motor con el depósito. En algunos casos, el roce gasolina/pared interna del tubo puede generar cargas electrostáticas, cuya acumulación puede provocar una descarga eléctrica (chispa) capaz de inflamar la gasolina con consecuencias catastróficas (explosión) . Por lo tanto, es necesario hacer conductora a la superficie interna del tubo en contacto con la gasolina.

Estos tubos se fabrican mediante coextrusión de las diferentes capas de acuerdo con las técnicas habituales de los termoplásticos.

Se ha descubierto que la utilización de mezclas de poliamida y de poliolefina que contienen nanotubos de carbono que permitía obtener a la vez buenas propiedades de barrera y propiedades antiestáticas.

Técnica anterior y problema técnico La patente EP 470606 describe tubos que tienen una capa de poliamida antiestática. Esta capa antiestática está constituida por poliamida cargada con el 20% en peso de negro de humo. Se obtiene una capa antiestática sin embargo la incorporación del 20% de negro de humo provoca un aumento del módulo de flexión de la poliamida y el tubo ya no supera los tests de impacto.

La ventaja de los nanotubos de carbono es que basta con colocar del 2 a 6% en peso de ellos en la poliamida para hacerla antiestática y que, a este contenido, la poliamida conserva sus propiedades mecánicas. En particular un tubo que comprende esta capa no resulta fragilizado y supera los tests de impacto. La patente US 6090459 describe tubos que comprenden capas de poliamida 12 y/o de PVDF y que comprenden también una capa de PA 12 o de PVDF antiestática. Estas capas antiestáticas se obtienen por incorporación en el PA 12 o el PVDF de fibras de grafito cristalino de diámetro del orden de 10 nanómetros. La proporción de estas fibras en el PA 12 o el PVDF está entre el 3 y el 5% en peso.

Esta solución es una ventaja técnica con respecto a la técnica anterior precedente EP 470606, sin embargo, el coste de estas fibras es elevado. Se ha descubierto actualmente que en las mezclas de poliamida, de poliolefina y de nanotubos de carbono, estos últimos se concentran en la poliamida. De este modo una mezcla de poliamida, de poliolefina y de nanotubos de carbono con matriz de poliamida tiene las mismas propiedades antiestáticas que una mezcla de poliamida y de nanotubos de carbono pero contiene muchos menos de estos, es por lo tanto más económico. Además estas mezclas de poliamida, de poliolefina y de nanotubos de carbono son una mucho mejor barrera para las gasolinas que contienen alcohol que las mezclas de poliamida y de poliolefina que no contienen nanotubos de carbono.

Breve descripción de la invención La presente invención se refiere a la utilización de nanotubos de carbono en al menos una capa de una estructura, estando dicha capa formada a partir de una mezcla de poliamida (A) y de poliolefina (B) para mejorar las propiedades de barrera a las gasolinas que contienen alcohol de dicha estructura.

Ventajosamente la proporción de nanotubos de carbono es suficiente para que la resistividad superficial sea del orden de 106 a 107 Ω.

La invención se refiere también a la utilización de una estructura que comprende al menos una capa de esta mezcla y opcionalmente al menos una capa de otro material. Estas estructuras pueden estar en forma de botellas, depósitos, contenedores, mangueras y recipientes de cualquier tipo. Estas estructuras pueden fabricarse de acuerdo con las técnicas habituales de termoplásticos tales como inyección, extrusión por soplado y coextrusión.

La presente invención, de acuerdo con una realización particular, se refiere a la utilización de un tubo multiestratificado que comprende en su dirección radial del exterior hacia el interior:

ºuna capa externa (1) formada por una poliamida seleccionada entre PA 11 y PA 12,

ºuna capa (2) formada por un aglutinante,

ºuna capa opcional (3) formada por un EVOH,

ºopcionalmente una capa de aglutinante (no existe si la capa (3) no está presente) ,

ºuna capa interna (4) , estando dicha capa interna (4) formada por la mezcla de poliamida (A) y de poliolefina (B) , siendo esta mezcla con matriz de poliamida y conteniendo los nanotubos de carbono,

ºsiendo las capas sucesivas y adhiriéndose entre sí en su zona de contacto respectiva. De acuerdo con una variante, la capa (4) es sustituida por una capa (4bis) y una capa (5) tales que:

• la capa (4 bis) está formada por poliamida (A1) o por una mezcla de poliamida (A) y de poliolefina (B) con matriz de poliamida y no contiene nanotubos de carbono,

• la capa (5) está dispuesta en el interior del tubo y está formada por la mezcla de poliamida (A) y de poliolefina (B) con matriz de poliamida y contiene los nanotubos de carbono,

• una capa opcional de aglutinante que está dispuesta entre las capas (4 bis) y (5) .

Es decir que, de acuerdo con esta variante, la invención se refiere a la utilización de un tubo multiestratificado que comprende en su dirección radial del exterior hacia el interior:

• una capa externa (1) formada por una poliamida seleccionada entre PA 11 y PA 12,

• una capa (2) formada por un aglutinante,

• una capa opcional (3) formada por un EVOH, • opcionalmente una capa de aglutinante (no existe si la capa (3) no está presente) ,

• una capa (4 bis) formada por poliamida (A1) o por una mezcla de poliamida (A) y de poliolefina (B) con matriz de poliamida y que no contiene nanotubos de carbono,

• opcionalmente una capa de aglutinante,

• una capa (5) dispuesta en el interior del tubo y formada por la mezcla de poliamida (A) y de poliolefina (B) con matriz de poliamida y que contiene los nanotubos de carbono,

• siendo las capas sucesivas y adhiriéndose entre sí en su zona de contacto respectiva.

Ventajosamente la proporción de nanotubos de carbono es suficiente para que la resistividad superficial de la capa interna (la capa en contacto con el fluido transportado) de los tubos sea del orden de 106 a 107 Ω.

Descripción detallada de la invención Tratándose de la mezcla de poliamida (A) y de poliolefina (B) que contiene nanotubos de carbono, se entiende por poliamida los productos de condensación:

-de uno o varios aminoácidos, tales como los ácidos aminocaproicos, amino-7-heptanoico, amino-11-undecanoico y amino-12-dodecanoico o de una o varias lactamas tales como caprolactama, oenantolactama y laurillactama;

-de una o varias sales o mezclas de diaminas tales como hexametilendiamina, dodecametilendiamina, metaxiliendiamina, bis-p aminociclohexilmetano y trimetilhexametilendiamina con diácidos tales como los ácidos isoftálico, tereftálico, adípico, azelaico, subérico, sebácico y dodecanodicarboxílico.

Como ejemplo de poliamida, pueden mencionarse PA 6 y PA 6-6.

También pueden utilizarse ventajosamente copoliamidas. Pueden mencionarse las copoliamidas que resultan de la condensación de al menos dos ácidos alfa omega aminocarboxílicos o de dos lactamas o de una lactama y de un ácido alfa omega aminocarboxílico. También... [Seguir leyendo]

1. Utilización de nanotubos de carbono en al menos una capa de una estructura, estando dicha capa formada a partir de una mezcla de poliamida (A) y de poliolefina (B) , para mejorar las propiedades de barrera a las gasolinas que contienen alcohol de dicha estructura.

2. Utilización de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que la mezcla de poliamida (A) y de poliolefina (B) es con matriz de poliamida.

3. Utilización de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que los nanotubos de carbono son tubos o fibras huecas de diámetro del orden de 5 a 20 nanómetros y de longitud del orden de 100 a 1000 veces el diámetro.

4. Utilización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que la proporción de 10 nanotubos de carbono es suficiente para que la resistividad superficial sea del orden de 106 a 107 Ω.

5. Utilización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que la proporción de nanotubos de carbono está comprendida entre el 0, 1 y el 10% en peso, ventajosamente entre el 1 y el 7% en peso, y preferentemente entre el 2 y el 6% en peso para, respectivamente, del 99, 9 al 90% en peso, ventajosamente del 99 al 93% en peso, y preferentemente del 98 al 94% en peso, de la mezcla de poliamida (A) y de poliolefina (B) .

6. Utilización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que la mezcla de poliamida (A) y de poliolefina (B) comprende además al menos un aditivo seleccionado entre un colorante, un pigmento, un blanqueante, un antioxidante y un estabilizante a UV.

7. Utilización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que la estructura es una botella, un depósito, un contenedor, una manguera, un recipiente o un tubo monoestratificado para la 20 transferencia de fluidos.

8. Utilización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que la estructura es un tubo multiestratificado para la transferencia de fluidos en el que dicha capa que comprende los nanotubos de carbono es la capa en contacto con el fluido transportado.

9. Utilización de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada por que el tubo multiestratificado comprende, en su 25 dirección radial del exterior hacia el interior:

• una capa externa (1) formada por una poliamida seleccionada entre PA 11 y PA 12,

• una capa (2) formada por un aglutinante,

• una capa opcional (3) formada por un EVOH,

• opcionalmente una capa de aglutinante (no existe si la capa (3) no está presente) , 30 • comprendido dicha capa los nanotubos de carbono que constituyen la capa interna (4) , siendo dicha capa interna (4) con matriz de poliamida, siendo las capas sucesivas y adhiriéndose entre sí en su zona de contacto respectiva.

10. Utilización de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada por que la capa interna (4) se sustituye por una capa (4bis) y una capa (5) , tales que:

• la capa (4 bis) está formada por poliamida (A1) o por una mezcla de poliamida (A) y de poliolefina (B) con matriz de poliamida y que no contiene nanotubos de carbono,

• comprendiendo dicha capa los nanotubos de carbono que constituyen la capa (5) dispuesta en el interior del tubo, siendo dicha capa (5) con matriz de poliamida,

• estando una capa opcional de aglutinante dispuesta entre las capas (4 bis) y (5) . 40