Masas moldeables termoplásticas.

Masa moldeable termoplástica que contiene, con respecto a la masa moldeable termoplástica,



a) al menos un polímero de matriz termoplástico seleccionado de poliamidas y poliésteres, que puede encontrarse también como combinación de polímeros, como componente A,

b) del 0,1 % al 5 % en peso al menos de un polímero altamente ramificado o híper-ramificado que presenta grupos funcionales que pueden reaccionar con el polímero de matriz del componente A, como componente B,

c) del 0,1 % al 15 % en peso de cargas de carbono conductoras, seleccionadas de nanotubos de carbono, grafenos o mezclas de los mismos, como componente C,

no conteniendo la masa moldeable termoplástica óxidos u oxihidratos amorfos al menos de un metal o semimetal con un diámetro medio promediado en número de las partículas primarias de 0,5 nm a 20 nm y excluyéndose las masas moldeables que contienen una poliamida parcialmente aromática y un copolímero de etileno, 1-octeno o 1-buteno o propileno o sus mezclas, así como monómeros funcionales, en los que el grupo funcional se selecciona de grupos ácido carboxílico, anhídrido de ácido carboxílico, éster de ácido carboxílico, amida de ácido carboxílico, imida de ácido carboxílico, amino, hidroxilo, epóxido, uretano o oxazolina, caracterizada porque el componente A es una poliamida y el componente B es una polietilenimina altamente ramificada o híperramificada o el componente A es un poliéster y el componente B es un policarbonato altamente ramificado o híper-ramificado o un poliéster altamente ramificado o híper-ramificado.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/050628.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: WEBER, MARTIN, JAIN,Sachin, KUJAT,Christof, SCHNEIDER,CECILE, YANG,XIN, PARK,HYE JIN.

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.
  • C08L67/00 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 poliésteres obtenidos por reacciones que forman un éster carboxílico unido en la cadena principal (de poliéster-amidas C08L 77/12; de poliéster-imidas C08L 79/08 ); Composiciones de los derivados de tales polímeros.
  • C08L67/03 C08L […] › C08L 67/00 Composiciones de poliésteres obtenidos por reacciones que forman un éster carboxílico unido en la cadena principal (de poliéster-amidas C08L 77/12; de poliéster-imidas C08L 79/08 ); Composiciones de los derivados de tales polímeros. › Los ácidos dicarboxílicos y los compuestos dihidroxilados que tienen los grupos hidroxi y carboxílicos unidos directamente a ciclos aromáticos.
  • C08L77/00 C08L […] › 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.
  • C08L77/02 C08L […] › C08L 77/00 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. › Poliamidas derivadas de ácidos omega-aminocarboxílicos o de sus lactamas (C08L 77/10 tiene prioridad).

PDF original: ES-2542007_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Masas moldeables termoplásticas La invención se refiere a una masa moldeable termoplástica que contiene al menos un polímero de matriz termoplástico, al menos un polímero altamente ramificado o híper-ramificado y cargas de carbono conductoras.

El uso de cargas de carbono en polímeros de matriz en combinación con polímeros altamente ramificados o híperramificados se conoce en sí.

El documento WO2009/077492 da a conocer monomateriales compuestos de poliamida.

El documento WO 2009/115536 se refiere a nanomateriales compuestos de poliamida con polietileniminas híperramificadas. Las masas moldeables termoplásticas descritas contienen al menos una poliamida termoplástica, al menos una polietilenimina híper-ramificada, al menos un óxido amorfo y/o oxihidrato al menos de un metal o semimetal con un diámetro medio promediado en número de las partículas primarias de 0, 5 nm a 20 nm, pudiendo contener las masas moldeables como cargas también nanotubos de carbono. Como pigmentos pueden usarse conjuntamente hollín y grafito.

Las polietileniminas híper-ramificadas se usan para la reducción de la viscosidad en fundido con propiedades mecánicas al mismo tiempo favorables.

El documento WO 2008/074687 se refiere a masas moldeables termoplásticas con ductilidad mejorada. Las masas moldeables contienen una poliamida parcialmente aromática, un copolímero de etileno, 1-octeno o 1-buteno o propeno o sus mezclas así como monómeros funcionales, en los que el grupo funcional se selecciona de grupos ácido carboxílico, anhídrido de ácido carboxílico, éster de ácido carboxílico, amida de ácido carboxílico, imida de ácido carboxílico, amino, hidroxilo, epóxido, uretano u oxazolina o sus mezclas. Las masas moldeables pueden contener además cargas en forma de fibra o en forma de partícula y policarbonatos altamente ramificados o híperramificados o poliésteres altamente ramificados o híper-ramificados. Además puede usarse conjuntamente un aditivo eléctricamente conductor que se selecciona por ejemplo de nanotubos de carbono, grafito u hollín conductor. También pueden usarse conjuntamente pigmentos tales como hollín.

Los policarbonatos o poliésteres altamente ramificados o híper-ramificados se usan para la mejora de la capacidad de flujo y la ductilidad.

El documento EP-A-2 151 415 describe el uso de polímeros híper-ramificados especiales que presentan una estructura de triarilamina, sin embargo no contienen grupos funcionales que puedan reaccionar con un polímero de matriz, como solubilizador para nanotubos de carbono. Los solubilizados así obtenidos pueden introducirse en resinas poliméricas, entre otras en resinas de poliamida o resinas de policarbonato.

Para alcanzar en polímeros de matriz termoplásticos una conductividad suficiente es necesaria habitualmente la adición de altas cantidades de cargas que mejoran la conductividad, tales como nanotubos de carbono u hollín conductor. Mediante esto se alteran mucho con frecuencia las propiedades mecánicas de la matriz polimérica termoplástica. Además, el uso de grandes cantidades de estas cargas que mejoran la conductividad es muy caro.

El objetivo de la presente invención es la facilitación de masas moldeables poliméricas termoplásticas que contienen cargas de carbono conductoras, que presentan una conductividad mejorada o en las que puede reducirse, con conservación de la conductividad, el contenido en cargas de carbono.

El objetivo se consigue de acuerdo con la invención mediante una masa moldeable termoplástica que contiene, con respecto a la masa moldeable termoplástica, a) al menos un polímero de matriz termoplástico seleccionado de poliamidas, poliésteres, poliacetales y polisulfonas, que puede encontrarse también como combinación de polímeros, como componente A, b) del 0, 1 % al 5 % en peso al menos de un polímero altamente ramificado o híper-ramificado que presenta grupos funcionales que pueden reaccionar con el polímero de matriz del componente A, como componente B, c) del 0, 1 % al 15 % en peso de cargas de carbono conductoras seleccionadas de nanotubos de carbono, grafenos, o mezclas de los mismos, como componente C, no conteniendo la masa moldeable termoplástica óxidos u oxihidratos amorfos al menos de un metal o semimetal con un diámetro medio promediado en número de las partículas primarias de 0, 5 nm a 20 nm, y excluyéndose las masas moldeables que contienen una poliamida parcialmente aromática y un copolímero de etileno, 1-octeno o 1buteno o propileno o sus mezclas, así como monómeros funcionales, en los que el grupo funcional se selecciona de grupos ácido carboxílico, anhídrido de ácido carboxílico, éster de ácido carboxílico, amida de ácido carboxílico, imida de ácido carboxílico, amino, hidroxilo, epóxido, uretano o oxazolina.

El objetivo se consigue además mediante el uso de polímeros altamente ramificados o híper-ramificados como

componente B, que presentan grupos funcionales que pueden reaccionar con un polímero de matriz de un componente A, en una masa moldeable termoplástica que contiene al menos un polímero de matriz termoplástico como componente A que se selecciona de poliamidas, poliésteres, poliacetales y polisulfonas y puede encontrarse también como combinación de polímeros y cargas de carbono conductoras, seleccionadas de nanotubos de carbono, grafenos, o mezclas de los mismos, como componente C para el aumento de la conductividad de la masa moldeable termoplástica.

Se encontró de acuerdo con la invención que la combinación de una carga de carbono conductora con polímeros altamente ramificados o híper-ramificados en masas moldeables termoplásticas conduce a un aumento significativo de la conductividad eléctrica. Para ello, el polímero altamente ramificado o híper-ramificado presenta grupos funcionales que pueden reaccionar con el polímero de matriz. La mejora de las propiedades eléctricas permite la formulación de materiales que presentan un contenido reducido en cargas conductoras.

La proporción del componente B en las masas moldeables termoplásticas de acuerdo con la invención asciende a del 0, 1 % al 5 % en peso, preferentemente del 0, 2 % al 3 % en peso, en particular del 0, 3 % al 1, 3 % en peso.

Los polímeros altamente ramificados o híper-ramificados del componente B presentan grupos funcionales que pueden reaccionar con el polímero de matriz del componente A. A este respecto pueden reaccionar en las condiciones de una conformación de la masa moldeable termoplástica, por ejemplo en el moldeado de la masa moldeable termoplástica, la fusión de la masa moldeable termoplástica, el procesamiento de la masa moldeable termoplástica en una prensa extrusora o amasadora o herramienta de prensado. A este respecto se realiza preferentemente en las condiciones de procesamiento, en particular en la extrusión, una modificación del peso molecular, preferentemente un aumento del peso molecular, por ejemplo que pude observarse mediante un aumento de la viscosidad en fundido o en solución.

Una masa moldeable termoplástica con los componentes A, B y C es preferentemente reactiva. Ésta se considera reactiva cuando se observa una modificación esencial del peso molecular o de la viscosidad en fundido o de la viscosidad en solución tras mezclado en particular de los componentes A y B, por ejemplo durante una extrusión. Una modificación se considera esencial cuando la modificación del valor de medición se encuentra por encima de la desviación estándar de un correspondiente valor de medición.

El polímero altamente ramificado o híper-ramificado del componente B debería adaptarse con ello al polímero de matriz del componente A, de modo que fuera posible una reacción de los grupos funcionales.

Son híper-ramificados los compuestos en los que el grado de ramificación, es decir la suma del número promedio de enlaces dendríticos y unidades terminales dividido entre la suma del número promedio de los enlaces totales (enlaces dendríticos, lineales y terminales) multiplicado por 100, asciende a del 10 % al 98 %, preferentemente del 25 % al 90 %, de manera especialmente preferente del 30 % al 80 %.

La característica "híper-ramificado" significa en el contexto de la presente invención que el grado de ramificación DB (degree of branching) de los respectivos polímeros que se define como DB (%) = 100 x (T + Z) / (T + Z + L) , significando T el número promedio de las unidades monoméricas unidas de manera terminal, Z el número promedio de las unidades monoméricas que forman ramificaciones y L el número promedio de las unidades monoméricas unidas linealmente en las macromoléculas de las respectivas sustancias, asciende a del 10 % al 98 %, preferentemente del 25 % al 90... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Masa moldeable termoplástica que contiene, con respecto a la masa moldeable termoplástica,

a) al menos un polímero de matriz termoplástico seleccionado de poliamidas y poliésteres, que puede encontrarse también como combinación de polímeros, como componente A, b) del 0, 1 % al 5 % en peso al menos de un polímero altamente ramificado o híper-ramificado que presenta grupos funcionales que pueden reaccionar con el polímero de matriz del componente A, como componente B, c) del 0, 1 % al 15 % en peso de cargas de carbono conductoras, seleccionadas de nanotubos de carbono, grafenos o mezclas de los mismos, como componente C, no conteniendo la masa moldeable termoplástica óxidos u oxihidratos amorfos al menos de un metal o semimetal con un diámetro medio promediado en número de las partículas primarias de 0, 5 nm a 20 nm y excluyéndose las masas moldeables que contienen una poliamida parcialmente aromática y un copolímero de etileno, 1-octeno o 1-buteno o propileno o sus mezclas, así como monómeros funcionales, en los que el grupo funcional se selecciona de grupos ácido carboxílico, anhídrido de ácido carboxílico, éster de ácido carboxílico, amida de ácido carboxílico, imida de ácido carboxílico, amino, hidroxilo, epóxido, uretano o oxazolina, caracterizada porque el componente A es una poliamida y el componente B es una polietilenimina altamente ramificada o híperramificada o el componente A es un poliéster y el componente B es un policarbonato altamente ramificado o híper-ramificado o un poliéster altamente ramificado o híper-ramificado.

2. Masa moldeable termoplástica según la reivindicación 1, caracterizada porque el componente B se usa en una cantidad del 0, 2 % al 3 % en peso, con respecto a la masa moldeable termoplástica.

3. Masa moldeable termoplástica según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el componente A contiene como polímero de combinación cauchos naturales o sintéticos, cauchos de acrilato, poliéster, poliolefinas, poliuretanos o mezclas de los mismos, dado el caso en combinación con un agente mediador de la compatibilidad.

4. Masa moldeable termoplástica según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el componente B reacciona con el componente A en condiciones de procesamiento de termoplásticos con modificación del peso molecular.

5. Masa moldeable termoplástica según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque las poliamidas en el componente A se seleccionan de la siguiente lista, indicándose los monómeros de partida entre paréntesis

PA 26 (etilendiamina, ácido adípico) PA 210 (etilendiamina, ácido sebácico) PA 46 (tetrametilendiamina, ácido adípico) PA 66 (hexametilendiamina, ácido adípico) PA 69 (hexametilendiamina, ácido azelaico) PA 610 (hexametilendiamina, ácido sebácico) PA 612 (hexametilendiamina, ácido decandicarboxílico) PA 613 (hexametilendiamina, ácido undecandicarboxílico) PA 1212 (1, 12-dodecandiamina, ácido decandicarboxílico) PA 1313 (1, 13-diaminotridecano, ácido undecandicarboxílico) PA MXD6 (m-xililendiamina, ácido adípico) PA TMDT (trimetilhexametilendiamina, ácido tereftálico) PA 4 (pirrolidona) PA 6 (-caprolactama) PA 7 (ácido -amino-enántico) PA 8 (capril-lactama) PA 9 (ácido 9-aminononanoico) poli (p-fenilendiamintereftalamida) (fenilendiamina, ácido tereftálico) PA11 (ácido 11-aminoundecanoico) PA12 (laurinlactama)

o mezclas o copolímeros de los mismos.

6. Procedimiento para la fabricación de masas moldeables termoplásticas según una de las reivindicaciones 1 a 6 mediante mezclado de los componentes, preferentemente en una prensa extrusora.

7. Uso de una masa moldeable termoplástica según una de las reivindicaciones 1 a 6 para la fabricación de cuerpos moldeados conductores.

8. Cuerpo moldeado a partir de una masa moldeable termoplástica según una de las reivindicaciones 1 a 6.

 

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