Composición de poliamida de elevada conductividad térmica.

Composición que comprende, al menos:

a) una matriz de poliamida;



b) del 2 al 30 % en peso de alúmina;

c) del 15 al 50 % en peso de grafito; y

d) del 5 al 40 % en peso de un sistema ignífugo

expresándose los porcentajes en peso con respecto al peso total de la composición.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/055821.

Solicitante: RHODIA OPERATIONS.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 40 RUE DE LA HAIE COQ 93306 AUBERVILLIERS FRANCIA.

Inventor/es: YU, YEONG-CHOOL, KIM,TAE-KYUN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08K3/04 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). › C08K 3/00 Utilización de ingredientes inorgánicos. › Carbono.
  • C08K3/22 C08K 3/00 […] › de metales.
  • C08K5/00 C08K […] › Utilización de ingredientes orgánicos.
  • C08K5/3492 C08K […] › C08K 5/00 Utilización de ingredientes orgánicos. › Triazinas.
  • C08L77/00 C08 […] › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos C09; filamentos o fibras artificiales D01F; composiciones para el tratamiento de textiles D06). › Composiciones de poliamidas obtenidas por reacciones que forman una amida carboxílica unida en la cadena principal (de polihidrazidas C08L 79/06; de poliamida-imidas o poliamida-ácidos C08L 79/08 ); Composiciones de los derivados de tales polímeros.

PDF original: ES-2542411_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Composición de poliamida de elevada conductividad térmica La presente invención se refiere a una composición a base de matriz de poliamida que presenta una elevada conductividad térmica y que comprende proporciones específicas de alúmina y de grafito, así como un sistema pirorretardante. En particular, la presente composición puede servir para fabricar componentes para aparatos de iluminación que comprenden diodos luminiscentes.

Técnica anterior La poliamida es un polímero sintético ampliamente utilizado para la fabricación de diversos artículos, tales como piezas moldeadas y/o inyectadas. Las poliamidas técnicas se utilizan para la fabricación de numerosos artículos en diferentes campos, como el campo del automóvil, la electricidad o la electrónica, donde se buscan particularmente las propiedades específicas de rigidez, resistencia a los impactos, estabilidad dimensional, en particular a temperaturas relativamente altas, de aspecto de la superficie, de densidad y de peso. En general, la elección de un material para una aplicación en particular viene dada por el nivel de prestaciones exigido con respecto a determinadas propiedades y por el coste. De hecho, se buscan siempre materiales nuevos que puedan responder a unas especificaciones en términos de prestaciones y/o de costes.

Se conoce de la técnica anterior la utilización de poliamidas técnicas que presentan una buena conductividad térmica para diversas aplicaciones, en particular en el campo de la electricidad y la electrónica, donde se utilizan con semiconductores, motores o con componentes que emiten o interaccionan con la luz. A este respecto, los diodos electroluminiscentes (DEL) o LED en inglés, son componentes electrónicos que pueden emitir luz cuando los recorre una corriente eléctrica; esta corriente eléctrica genera un calor intenso que es necesario disipar para evitar sobrecalentamientos y los consiguientes daños.

Se conoce el empleo de componentes de poliamida para la fabricación de estos artículos que comprenden DEL con la utilización de aditivos que pueden aumentar la conductividad térmica de la poliamida, tales como el grafito o el 30 nitruro de boro, por ejemplo. Sin embargo, la utilización de grafito en la poliamida da lugar también a un gran aumento de la conductividad eléctrica, como se menciona en particular en el documento FR2596567.

Por tanto, existe la necesidad de concebir composiciones a base de poliamida que presenten una elevada conductividad térmica, así como una conductividad eléctrica baja, es decir, un buen aislamiento eléctrico, al mismo 35 tiempo que presentan un buen compromiso de propiedades mecánicas y de resistencia al fuego para diversas aplicaciones.

Además, se sabía que la alúmina, cuando se utiliza en proporciones muy grandes en la poliamida, permitía conferir cierta conductividad térmica. Sin embargo, una proporción tal en la matriz deteriora de forma drástica las 40 propiedades mecánicas y reológicas de la composición de poliamida.

Invención El solicitante ha puesto ahora de relieve que la combinación de grafito y alúmina en las proporciones especificadas 45 permitía resolver los problemas mencionados anteriormente y obtener composiciones de poliamida que presentan una elevada conductividad térmica, así como una conductividad eléctrica adecuada, al mismo tiempo que presentan un buen compromiso de propiedades mecánicas y de resistencia al fuego.

Esto es sorprendente en cuanto que se sabía que el grafito permitía aumentar las conductividades térmica y eléctrica 50 de la poliamida como se ha indicado anteriormente y que la alúmina, cuando se utiliza en proporciones muy grandes, permitía aumentar la conductividad térmica sin afectar a la conductividad eléctrica.

Por lo tanto, la presente invención tiene como objetivo principal una composición que comprende, al menos:

a) una matriz de poliamida; b) del 2 al 30 % en peso de alúmina; c) del 15 al 50 % en peso de grafito; y d) del 5 al 40 % en peso de un sistema pirorretardante 60 los porcentajes en peso se expresan con respecto al peso total de la composición.

Preferentemente, la matriz de poliamida comprende una poliamida termoplástica y, más preferentemente, una poliamida termoplástica semicristalina. En particular, son preferentes las poliamidas semicristalinas alifáticas o semiaromáticas.

En particular, la poliamida que se va a utilizar según la invención se selecciona del grupo que comprende las poliamidas obtenidas por policondensación de al menos un diácido carboxílico alifático con una diamina alifática o cíclica o cicloalifática o arilalifática, como PA 6.6, PA6.10, PA6.12, PA 10.10, PA 10.6, PA 12.12, PA 4.6, MXD 6, PA 92, o entre al menos un diácido carboxílico aromático y una diamina alifática o aromática como las politereftalamidas, las poliisoftalamidas, las poliaramidas o sus mezclas y (co) poliamidas. La poliamida que se va a utilizar según la invención también se puede seleccionar de entre las poliamidas obtenidas por policondensación de al menos un aminoácido o una lactama sobre sí mismos, aminoácido que se puede generar por la apertura hidrolítica de una lactama cíclica tal como, por ejemplo, PA 6, PA 7, PA 11, PA 12, PA 13, o sus mezclas y (co) poliamidas. En particular, como tipo de copoliamida se puede citar la poliamida 6/66.

Son particularmente preferentes las poliamidas de tipo 6 y las poliamidas de tipo 66. En particular, se entiende por poliamida de tipo 6 una poliamida que comprende al menos el 90 % en peso de residuos de monómeros de caprolactama o aminocaproico. En particular, se entiende por poliamida de tipo 66 una poliamida que comprende al menos el 90 % en peso de residuos de monómeros de ácido adípico y hexametilendiamina.

Las poliamidas pueden presentar una viscosidad aparente en fase fundida comprendida entre 10 y 1200 Pa.s, medida según la norma ISO 11443 a una velocidad de cizalladura de 1000 s-1 y una temperatura de 250 °C, en particular, para la poliamida de tipo 6; o una viscosidad aparente en fase fundida comprendida entre 10 y 700 Pa.s, medida según la norma ISO 11443 a una velocidad de cizalladura de 1000 s-1 y una temperatura de 280 °C, en particular para las poliamidas de tipo 66.

En particular, se pueden utilizar poliamidas de pesos moleculares variables por la adición, antes o durante la polimerización, de monómeros de poliamida, o incluso en el curso de la extrusión en fundido, de monómeros que modifican la longitud de las cadenas, tales como, en particular, compuestos difuncionales y/o monofuncionales que presentan grupos funcionales amina o ácido carboxílico que puede reaccionar con los monómeros de poliamida o con la poliamida.

Por ácido carboxílico se entiende los ácidos carboxílicos y sus derivados, tales como los anhídridos de ácido, los cloruros de ácido y los ésteres, por ejemplo. Por amina se entiende las aminas y sus derivados que pueden formar un enlace amida.

Al principio, durante el curso o al final de la polimerización se pueden utilizar todo tipo de ácidos mono-o dicarboxílicos, alifáticos o aromáticos o todo tipo de aminas mono-o diaminas, alifáticas o aromáticas.

Muy en particular, se puede utilizar una poliamida obtenida al menos a partir de ácido adípico y de hexametilendiamina o de sus sales, tales como el adipato de hexametilendiamina, que, en su caso, pueden comprender diversas proporciones de otros monómeros de poliamida. Se puede citar a modo de ejemplo la poliamida 66/6T.

Las poliamidas según la invención también se pueden obtener por mezclas, en particular en fundido. Por ejemplo, se puede mezclar una poliamida con otra poliamida, o una poliamida con un oligómero de poliamida, o incluso una poliamida con monómeros que modifican la longitud de las cadenas, tales como, en particular, diaminas, diácidos carboxílicos, monoaminas y/o monoácidos carboxílicos. En particular, se puede combinar una poliamida del ácido isoftálico, del ácido tereftálico o del ácido benzoico, por ejemplo, en concentraciones de alrededor del 0, 2 al 2 % en peso.

La composición de la invención puede comprender además las copoliamidas derivadas en particular de las poliamidas anteriores, o las mezclas de estas poliamidas o (co) poliamidas.

Además, se pueden utilizar poliamidas ramificadas de alta fluidez obtenidas en particular por mezclas en la polimerización, en presencia de monómeros de poliamida, de al menos un compuesto multifuncional que comprende al menos 3 grupos funcionales idénticos de tipo grupo amina o grupo ácido carboxílico.

Asimismo, se puede utilizar como poliamida de alta fluidez una poliamida ramificada en estrella que comprende cadenas macromoleculares ramificadas en estrella... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Composición que comprende, al menos:

a) una matriz de poliamida; b) del 2 al 30 % en peso de alúmina; c) del 15 al 50 % en peso de grafito; y d) del 5 al 40 % en peso de un sistema ignífugo expresándose los porcentajes en peso con respecto al peso total de la composición.

2. Composición según la reivindicación 1, caracterizada por que comprende del 20 al 80 % en peso de poliamida, con respecto al peso total de la composición.

3. Composición según la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que comprende del 2 al 20 % en peso de alúmina.

4. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que comprende del 20 al 40 % en peso de grafito.

5. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que el grafito se ha añadido a la composición en forma de mezcla madre en una resina.

6. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que el sistema pirorretardante comprende al menos un agente pirorretardante seleccionado del grupo que comprende: agentes pirorretardantes con contenido en fósforo, agentes pirorretardantes de tipo compuestos orgánicos nitrogenados y agentes pirorretardantes con contenido en derivados halogenados.

7. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que el sistema pirorretardante comprende al menos un ácido fosfónico o una de sus sales o un ácido fosfínico o una de sus sales. 30

8. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que comprende cargas de refuerzo o de relleno.

9. Componentes asociados a diodos electroluminiscentes obtenidos a partir de la composición de una cualquiera de 35 las reivindicaciones 1 a 8.

10. Componentes según la reivindicación 9, fabricados mediante la conformación de la composición por extrusión, moldeo o inyección.

11. Aparato de iluminación que comprende al menos un diodo luminiscente y un componente obtenido a partir de una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.


 

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