MASAS DE MOLDEO DE POLICARBONATO.

Composición que contiene

A) un policarbonato y/o poliéstercarbonato aromático,



B) dado el caso un modificador de la resistencia al impacto,

C) dado el caso un homo y/o copolímero termoplástico,

D) un compuesto en capas que está modificado con poli(óxido de alquileno) con un peso molecular ponderado medio de 106 a 20000 g/mol mediante un proceso en masa fundida sin disolvente, y

E) dado el caso un compuesto de fósforo

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2006/011694.

Solicitante: BAYER MATERIALSCIENCE AG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: BAYER MATERIALSCIENCE AG04653970BMS051044PCT-EP,51368 LEVERKUSEN.

Inventor/es: ECKEL, THOMAS, WITTMANN, DIETER, PEUCKER, UWE, WENZ, ECKHARD, BUCHHOLZ, VERA, DR., NENNEMANN,ARNO.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 23 de Junio de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08L69/00 QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos D01F; filamentos o fibras artificiales D06). › Composiciones de policarbonatos; Composiciones de los derivados de policarbonatos.

Clasificación PCT:

  • C08K9/04 C08 […] › C08K UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS NO MACROMOLECULARES COMO INGREDIENTES DE LA COMPOSICION (colorantes, pinturas, pulimentos, resinas naturales, adhesivos C09). › C08K 9/00 Utilización de ingredientes pretratados (utilización de materiales fibrosos pretratados para la fabricación de artículos o modelado de materiales que contienen sustancias macromoleculares C08J 5/06). › Ingredientes tratados con sustancias orgánicas.
  • C08L69/00 C08L […] › Composiciones de policarbonatos; Composiciones de los derivados de policarbonatos.

Fragmento de la descripción:

Masas de moldeo de policarbonato.

La invención se refiere a composiciones de policarbonato con una estabilidad térmica mejorada y una velocidad de descomposición máxima más baja en caso de incendio.

Wang y col. informan de composiciones de PC/ABS (policarbonato/acrilonitrilo/butadieno/estireno) con elevada estabilidad térmica. En este caso se usan montmorillonitas de alquilamonio que se repartieron preferiblemente en la fase de ABS (Wang, S., Hu, Y., Wang, Z., Yong, T., Chen, Z., & Fan, W., Synthesis and Characterization of polycarbonate/ABS/montmorillonite nanocomposites, Polymer Degradation and Stability, 80, nº 1, (2003) 157-61).

Por Stretz y col. y Yoon y col. se sabe que los modificadores de alquilamonio habituales como grasa de sebo-bis(2-hidroxietil)metilamonio, así como impurezas contenidas (por ejemplo, iones hierro) descomponen la matriz de policarbonato y aumentan, por ejemplo, la velocidad de liberación de calor (determinada mediante calorimetría con cono) (Stretz, H. A., Koo, J. H., Dimas, V. M., & Zhang, Y., Flame retardant properties of polycarbonate/montmorillonite clay nanocomposite blends, Polymer Preprints, 42, nº 2, (2001) 50; Yoon, P. J., Hunter, D. L., & Paul, D. R., Polycarbonate nanocomposites: Part 2. Degradation and color formation, Polymer, 44, nº 18, (2003) 5341-54).

El efecto sinérgico de las montmorillonitas de alquilamonio para las propiedades ignífugas se conoce por Wang y col. para masas de moldeo de ABS (Wang, S., Hu, Y., Zong, R., Tang, Y., Chen, Z., & Fan, W., Preparation and characterization of flame retardant ABS/montmorillonite nanocomposite. Applied Clay Science, 25, nº 1-2, (2004) 49-55). Wang y col. consiguen propiedades ignífugas mejoradas para las piezas moldeadas de ABS en combinación con óxido de antimonio y óxido de decabromodifenilo. En presencia de la montmorillonita de alquilamonio, la tasa de liberación de calor (calorímetro de cono) se redujo y se encontró un tiempo más prolongado hasta la ignición, es decir, el LOI (índice de oxígeno limitante "Limiting oxigen index") fue mayor y el comportamiento al fuego de las muestras se evaluó en el ensayo UL94 V con la clasificación V-0.

Por el documento WO 99/43747 A1 se conoce el efecto sinérgico para las propiedades ignífugas de montmorillonitas de alquilamonio para composiciones de PC/ABS y se enseña que el tiempo hasta la ignición de composiciones de PC/ABS se alarga mediante la adición de la montmorillonita de alquilamonio Clayton HY.

La desventaja de las montmorillonitas modificadas con alquilamonio son el complicado y costoso procedimiento de modificación del filosilicato. Los filosilicatos modificados de esta forma también repercuten desventajosamente en las propiedades físicas de composiciones de policarbonato ya que los modificadores básicos del filosilicato degradan el polímero y así conducen a una disminución del peso molecular del polímero, así como a opacidad y coloración. En el procedimiento dado a conocer se trabaja con filosilicatos sin modificar.

Por el documento US 2005/0137287 A1 se conocen composiciones de policarbonato que contienen filosilicatos que están modificadas con un polímero de bloques de 2-(dimetilamino)-estireno-metacrilato de etilo con un grupo terminal amonio cuaternario. Las masas de moldeo de policarbonato resultantes son transparentes y no muestran colora- ción.

Por el documento WO 99/07790 A1 y de Fischer y col. (Fischer, H. R., Gielgens, L. H., & Koster, T. P. M., Nanocomposites from polymers and layered minerals, Mat. Res. Soc. Proc. Vol 519, 1998, 117-123) se conocen materiales nanocompuestos que están constituidos por copolímeros de bloques o de injerto y un filosilicato, llevando el copolímero una unidad estructural que es compatible con el filosilicato, así como otra unidad que es compatible con la matriz polimérica. Los materiales compuestos descritos se preparan en una primera etapa mediante mezcla del filosilicato con copolímero a elevada temperatura y en una etapa posterior mediante extrusión en la matriz polimérica deseable. Alternativamente, también puede añadirse un disolvente. Por tanto, se consigue una mejora de la resistencia a la tracción del material modificado. No se describen composiciones de PC/ABS y procedimientos de modificación de los filosilicatos por la vía acuosa.

Las desventajas de la modificación mediante copolímeros de bloques son el complicado y costoso procedimiento de modificación, así como la necesidad de una etapa de procedimiento adicional para la síntesis de copolímeros de bloques.

El objetivo de la invención consiste en proporcionar masas de moldeo de policarbonato con una alta estabilidad térmica, una baja velocidad de descomposición máxima después de la ignición, así como una baja densidad de humo.

Se encontró sorprendentemente que mediante el uso de filosilicatos, que están modificados con poli(óxido de alquileno) con un peso molecular ponderado medio de 106 a 20.000 g/mol mediante un proceso en masa fundida sin disolvente, aumenta la estabilidad térmica de masas de moldeo que contienen policarbonato y se reduce la velocidad de descomposición máxima en caso de incendio. Las composiciones según la invención destacan porque no usan sales de amonio cuaternarias de cadena larga como estabilizadores y se evita una degradación del peso molecular del policarbonato, lo que también resulta en un alto nivel de propiedades mecánicas de las masas de moldeo según la invención.

Por tanto, son objeto de la presente invención composiciones o masas de moldeo termoplásticas que contienen

A) un policarbonato y/o poliéstercarbonato aromático, B) dado el caso un modificador de la resistencia al impacto, C) dado el caso un homo y/o copolímero termoplástico, D) un compuesto en capas que está modificado con poli(óxido de alquileno) con un peso molecular ponderado medio de 106 a 20000 g/mol mediante un proceso en masa fundida sin disolvente, y E) dado el caso un compuesto de fósforo.

Preferiblemente, las composiciones según la invención contienen

A) 30 a 99,9 partes en peso, preferiblemente 40 a 90 partes en peso de policarbonato y/o poliéstercarbonato aromático, B) 0 a 60 partes en peso, preferiblemente 1 a 40 partes en peso, con especial preferencia 2 a 15 partes en peso de un polímero de injerto modificado con caucho, C) 0 a 30 partes en peso, preferiblemente 0 a 25 partes en peso de homo y/o copolímero, D) 0,1 a 40 partes en peso, preferiblemente 1 a 25 partes en peso, con especial preferencia 2 a 10 partes en peso de un compuesto en capas que está modificado con poli(óxido de alquileno) con un peso molecular ponderado medio de 106 a 20.000 g/mol mediante un proceso en masa fundida sin disolvente, y E) 0 a 30 partes en peso, preferiblemente 1 a 20 partes en peso, especialmente 4 a 15 partes en peso de compuesto de fósforo.

Todos los datos de proporciones en peso en la presente solicitud están normalizados de forma que la suma de las partes en peso de los componentes A + B + C + D + E en la composición está normalizada a 100.

Los componentes adecuados según la invención de las composiciones de policarbonato se explican a continuación a modo de ejemplo.

Componente A

Según la invención, policarbonatos aromáticos y/o poliéstercarbonatos aromáticos adecuados según el componente A con conocidos en la bibliografía o pueden prepararse según procedimientos conocidos en la bibliografía (para la preparación de policarbonatos aromáticos véase, por ejemplo, Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Interscience Publishers, 1964, así como los documentos DE-AS 1 495 626, DE-A 2 232 877, DE- A 2 703 376, DE-A 2 714 544, DE-A 3 000 610, DE-A 3 832 396; para la preparación de poliéstercarbonatos aromáticos, por ejemplo, el documento DE-A 3 077 934).

La preparación de policarbonatos aromáticos se realiza, por ejemplo, mediante reacción de difenoles con halogenuros de ácido carbónico,...

 


Reivindicaciones:

1. Composición que contiene

A) un policarbonato y/o poliéstercarbonato aromático, B) dado el caso un modificador de la resistencia al impacto, C) dado el caso un homo y/o copolímero termoplástico, D) un compuesto en capas que está modificado con poli(óxido de alquileno) con un peso molecular ponderado medio de 106 a 20000 g/mol mediante un proceso en masa fundida sin disolvente, y E) dado el caso un compuesto de fósforo.

2. Composición según la reivindicación 1 que contiene

A) 30 a 99,9 partes en peso de policarbonato y/o poliéstercarbonato aromático, B) 0 a 60 partes en peso de un polímero de injerto modificado con caucho, C) 0 a 30 partes en peso de homo y/o copolímero, D) 0,1 a 40 partes en peso de un compuesto en capas que está modificado con poli(óxido de alquileno) con un peso molecular ponderado medio de 106 a 20000 g/mol mediante un proceso en masa fundida sin disolvente, y E) 0 a 30 partes en peso de compuesto de fósforo,

estando la suma de las partes en peso de los componentes A, B, C, D y E normalizada a 100.

3. Composición según la reivindicación 1 que contiene compuestos en capas con un espesor medio de 0,3 a 10 nm.

4. Composición según la reivindicación 3 que contiene compuestos en capas en la que las capas presentan un diámetro de 5 a 10000 nm.

5. Composición según una de las reivindicaciones 1 a 4 que contiene un compuesto en capas que está modificado con poli(óxido de alquileno) con un peso molecular ponderado medio de 106 a 20000 g/mol y al menos otro polímero mediante un proceso en masa fundida sin disolvente.

6. Composición según una de las reivindicaciones 1 a 5, en la que como componente B) se usa un polímero de injerto modificado con caucho de

B.1 el 65 al 95% en peso referido a B) de una mezcla de B.1.1 el 50 al 99% en peso referido a B.1) de al menos un monómero seleccionado del grupo de los compuestos aromáticos de vinilo y compuestos aromáticos de vinilo sustituidos en el núcleo y B.1.2 el 1 al 50% en peso referido a B.1) de al menos un monómero seleccionado del grupo de los cianuros de vinilo, ésteres alquílicos (C1-C8) de ácido (met)acrílico y derivados de ácidos carboxílicos insaturados

en

B.2 el 5 al 35% en peso referido a B) de una o más bases de injerto con una temperatura de transición vítrea =q -10ºC.

7. Composición según la reivindicación 6, en la que los monómeros B.1.1) son estireno y los monómeros B.1.2) acrilonitrilo.

8. Composición según la reivindicación 7, en la que la base de injerto B.2) contiene caucho diénico.

9. Composición según una de las reivindicaciones precedentes que contiene un (co)polímero de

C.1 el 50 al 99% en peso referido al (co)polímero de al menos un monómero seleccionado del grupo de los compuestos aromáticos de vinilo, compuestos aromáticos de vinilo sustituidos en el núcleo y ésteres alquílicos (C1-C8) de ácido (met)acrílico y C.2 el 1 al 50% en peso referido al copolímero de al menos un monómero seleccionado del grupo de los cianuros de vinilo, ésteres alquílicos (C1-C8) de ácido (met)acrílico, ácidos carboxílicos insaturados y derivados de ácidos carboxílicos insaturados.

10. Composición según una de las reivindicaciones 1 a 9, en la que para modificar el compuesto en capas mediante un proceso en masa fundida sin disolvente

(1) en una primera etapa, el compuesto en capas se mezcla con poli(óxido de alquileno) con un peso molecular ponderado medio de 106 a 20000 g/mol o una mezcla de poli(óxido de alquileno) con un peso molecular ponderado medio de 106 a 20000 g/mol y al menos otro polímero orgánico, (2) en una segunda etapa, la mezcla se calienta a una temperatura por encima de la temperatura de fusión del poli(óxido de alquileno) usado con un peso molecular ponderado medio de 106 a 20000 mol o de la mezcla de polímeros usada de poli(óxido de alquileno) con un peso molecular ponderado medio de 106 a 20000 g/mol y al menos otro polímero orgánico.

11. Composición según una de las reivindicaciones precedentes que contiene aditivos seleccionados de al menos uno del grupo de los agentes ignífugos, agentes antigoteo, agentes lubricantes y agentes de desmoldeo, agentes de nucleación, antiestáticos, estabilizadores, cargas y sustancias de refuerzo, colorantes y pigmentos.

12. Procedimiento para la preparación de masas de moldeo termoplásticas a partir de composiciones según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque

(i) en una primera etapa, el compuesto en capas se modifica con poli(óxido de alquileno) con un peso molecular ponderado medio de 106 a 20000 g/mol mediante un proceso en masa fundida sin disolvente, (ii) en una segunda etapa, la mezcla madre del compuesto en capas obtenida de (i) se mezcla con el componente (A) y dado el caso otros componentes seleccionados del grupo de (B), (C), (E), (F) y (G) y (iii) en una tercera etapa, la mezcla de (ii) se combina en masa fundida y se extruye en masa fundida a temperaturas de 200ºC a 300ºC.

13. Uso de las composiciones según una de las reivindicaciones 1 a 11 para la fabricación de cuerpos moldeados.

14. Cuerpos moldeados que contienen una composición según una de las reivindicaciones 1 a 11.

15. Cuerpos moldeados según la reivindicación 14, caracterizados porque el cuerpo moldeado es una parte de un vehículo, vehículo sobre raíles, aeronave o vehículo acuático o una carcasa de aparatos eléctricos que contienen transformadores pequeños, carcasa para aparatos para el procesamiento y la transmisión de información, carcasa y revestimiento de aparatos médicos, aparatos de masaje y carcasa para ellos, vehículos de juguete para niños, paneles de pared planos, carcasa para dispositivos de seguridad, recipientes de transporte calorifugados, piezas moldeadas para equipamientos sanitarios y de baños, rejilla de protección para orificios de ventilación o una carcasa para útiles de jardinería.


 

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