Materiales compuestos de caucho de nitrilo hidrogenado con procesabilidad mejorada.

Un material compuesto polimérico que comprende al menos un polímero de caucho de nitrilo hidrogenado quetiene una viscosidad Mooney (ML 1+4 @ 100 °C) en el intervalo de 30 a menos de 45 y un índice de polidispersidadde menos de 2,

9, al menos una carga y opcionalmente, al menos un agente de reticulación.

Materiales compuestos de caucho de nitrilo hidrogenado con procesabilidad mejorada Campo de la invención La presente invención se refiere a materiales compuestos poliméricos que comprenden al menos un polímero de caucho de nitrilo hidrogenado que tiene una viscosidad Mooney (ML 1+4 @ 100 °C) en el intervalo de 30 a menos de 45 y un índice de polidispersidad de menos de 2, 9, al menos una carga y opcionalmente al menos un agente de reticulación, a un procedimiento para preparar dicho material compuesto polimérico en el que se mezclan al menos un polímero de caucho de nitrilo hidrogenado que tiene una viscosidad Mooney (ML 1+4 @ 100 °C) en el intervalo de 30 a menos de 45 y un índice de polidispersidad de menos de 2, 9, al menos una carga y opcionalmente al menos un agente de reticulación, y un procedimiento para la fabricación de un artículo conformado que comprende la etapa de moldeo por inyección de un material compuesto polimérico que comprende al menos un polímero de caucho de nitrilo hidrogenado que tiene una viscosidad Mooney (ML 1+4 @ 100 °C) en el intervalo de 30 a menos de 45 y un índice de polidispersidad de menos de 2, 9, al menos una carga y al menos un agente de reticulación.

Antecedentes de la invención El caucho de nitrilo hidrogenado (HNBR) , preparado mediante la hidrogenación selectiva de caucho de acrilonitrilobutadieno (caucho de nitrilo; NBR, un copolímero que comprende al menos un dieno conjugado, al menos un nitrilo insaturado y opcionalmente comonómeros adicionales) , es un caucho especializado que tiene una resistencia muy buena al calor, una excelente resistencia al ozono y química y excelente resistencia al aceite. Junto al elevado nivel de propiedades mecánicas del caucho (en particular, la elevada resistencia a la abrasión) no es sorprendente que NBR y HNBR hayan encontrado un uso extendido en vehículos automotores (juntas herméticas, mangueras, cojinetes) , aceites (estatores, juntas herméticas para bocas de pozos, placas para válvulas) , elementos eléctricos (aislantes de cableado) , ingeniería mecánica (ruedas, cilindros) e industria de construcción naval (juntas herméticas para conducciones, acoplamientos) entre otros.

El HNBR comercialmente disponible tiene una viscosidad Mooney en el intervalo de 55 a 105, un peso molecular en el intervalo de 200.000 a 500.000 g/mol, una polidispersidad mayor de 3, 0 y un contenido residual de dobles enlaces (RDB) en el intervalo de 1 a 18 % (mediante espectroscopía de IR) .

Una limitación en el procesamiento de HNBR es la viscosidad Mooney relativamente alta. En principio, el HNBR que tenga un peso molecular más bajo y una viscosidad Money más baja tendría mejor procesabilidad. Se han hecho intentos para reducir el peso molecular del polímero mediante masticación (rotura mecánica) y por medios químicos (utilizando, por ejemplo, un ácido fuerte) , pero dichos procedimientos tienen las desventajas de que dan como resultado la introducción de grupos funcionales (tales como ácidos carboxílicos y grupos éster) en el polímero, y la alteración de la microestructura del polímero. Esto da como resultado cambios poco ventajosos en las propiedades del polímero. Además, estos tipos de soluciones, por sus propias características, producen polímeros que tienen una amplia distribución de pesos moleculares.

Es difícil de fabricar utilizando las tecnologías actuales un caucho de nitrilo hidrogenado que tenga una Mooney baja y una procesabilidad mejorada, pero que tenga la misma microestructura que aquellos cauchos que están actualmente disponibles. La hidrogenación de NBR para producir HNBR da como resultado un aumento en la viscosidad Mooney del polímero bruto. Esta Relación de Aumento de Mooney (MIR) es por lo general de alrededor de 2, dependiendo de la calidad del polímero, el nivel de hidrogenación y la naturaleza de la materia prima. Además, limitaciones asociadas con la producción del propio NBR dictan el intervalo de baja viscosidad de la materia prima del HNBR. Actualmente, uno de los productos con viscosidad Mooney más baja disponible es Therban® VP KA 8837 (disponible de Bayer) , que tiene una viscosidad Mooney de 55 (ML 1+4 @ 100°C) y un RDB del 18 %.

Las solicitudes de titularidad compartida CA-2.351.961, CA-2.357.470, CA 2.350.280 y CA 2.357.465 dan a conocer un HNBR de Mooney baja y un procedimiento para producir dicho HNBR con Mooney baja. Aunque el HNBR dado a conocer es perfectamente adecuado para la presente invención, dichas solicitudes no dicen nada acerca de los materiales compuestos poliméricos que comprenden dicho HNBR con Mooney baja y los procedimientos para producir artículos conformados a partir de dicho HNBR bajo.

El documento DE-A-10027768 da a conocer copolímeros basados en nitrilos insaturados y dienos conjugados que tienen una viscosidad Mooney en el intervalo de 15 a 150 unidades Mooney. El índice de polidispersidad de los copolímeros dados a conocer en el documento DE-A-10027768, es decir la relación “Mw/Mn”, varía desde 3, 5 a 250, preferiblemente desde 5, 0 a 150. Los copolímeros de NBR utilizados en los ejemplos de DE-A-100 27 768 tienen un índice de polidispersidad de 85 (Ejemplo 1) y 3 (Ejemplo 2) .

El documento EP-A-0419952 da a conocer un procedimiento para preparar un caucho de nitrilo hidrogenado que tiene una viscosidad Mooney de entre 30 hasta 50 mediante descomposición termooxidativa de un caucho de nitrilo hidrogenado que tiene una viscosidad Mooney de entre 55 a 100. Este procedimiento se lleva a cabo por medio de cizalladura con un índice de cizalladura específico hasta que se obtiene la viscosidad Mooney deseada. El documento EP-A-0419952 no ilustra ningún HNBR que tenga una polidispersidad de menos de 2, 9.

El documento EP-A-0423593 da a conocer mezclas de policloropreno y un caucho de nitrilo hidrogenado en el que el caucho de nitrilo hidrogenado posee una viscosidad Mooney de entre 10 a 150, preferiblemente de entre 25 a 90. El documento EP-A-0423593 no da a conocer ningún HNBR que tenga una polidispersidad menor de 2, 9.

El documento EP-A-0972797 da a conocer un caucho de copolímero muy saturado que contiene nitrilo que tiene una viscosidad Mooney de 5 a 135 y una distribución de pesos moleculares (es decir, índice de polidispersidad = “Mw/Mn”) de entre 3, 0 a 5, 0.

Resumen de la invención En uno de sus aspectos, la presente invención se refiere a un material compuesto polimérico que comprende al menos un polímero de caucho de nitrilo hidrogenado (“HNBR”) que tiene una viscosidad Mooney (ML 1+4 @ 100 °C) en el intervalo de entre 30 a menos de 45 y un índice de polidispersidad de menos de 2, 9, al menos una carga y opcionalmente al menos un agente de reticulación. Se prefiere que el HNBR tenga un contenido residual en dobles enlaces (RDB) en el intervalo de 1 a 18 % (mediante espectroscopía de IR) . En particular, la invención se refiere a materiales compuestos poliméricos que comprenden al menos un polímero de caucho de nitrilo hidrogenado que tiene una viscosidad Mooney (ML 1+4 @ 100 °C) en el intervalo de 30 a menos de 45, preferiblemente menos de 40 y un índice de polidispersidad de menos de 2, 9.

En otro de sus aspectos, la presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un artículo conformado que comprende la etapa de moldear por inyección un material compuesto polimérico que comprende al menos un polímero de caucho de nitrilo hidrogenado que tiene una viscosidad Mooney (ML 1+4 @ 100 °C) en el intervalo de 30 a menos de 45 y un índice de polidispersidad de menos de 2, 9, al menos una carga y al menos un agente de reticulación.

En otro aspecto más de la presente invención, un artículo conformado, tal como una junta hermética, manguera cojinete, estator, junta hermética para boca de pozo, placa para válvula, aislante de cableado, rueda, cilindro, junta hermética para conducción o un componente de calzado se prepara mediante moldeo por inyección y posterior endurecimiento de un material compuesto polimérico que comprende al menos un polímero de caucho de nitrilo hidrogenado que tiene una viscosidad Mooney (ML 1+4 @ 100 °C) en el intervalo de 30 a menos de 45 y un índice de polidispersidad de menos de 2, 9, al menos una carga y opcionalmente al menos un agente de reticulación.

Descripción de la invención Tal como se usa a lo largo de esta memoria, se pretende que el término “polímero de nitrilo” o NBR tenga un amplio significado y se entiende que abarca un copolímero que tiene unidades de repetición derivadas de al menos un dieno conjugado, al menos un nitrilo alfa, beta insaturado y opcionalmente además uno o más monómeros copolimerizables.

El dieno conjugado puede ser cualquier dieno conjugado,... [Seguir leyendo]

1. Un material compuesto polimérico que comprende al menos un polímero de caucho de nitrilo hidrogenado que tiene una viscosidad Mooney (ML 1+4 @ 100 °C) en el intervalo de 30 a menos de 45 y un índice de polidispersidad de menos de 2, 9, al menos una carga y opcionalmente, al menos un agente de reticulación.

2. Un material compuesto polimérico de acuerdo con la reivindicación 1 en el que la viscosidad Mooney del polímero bruto (ML 1+4 @ 100 °C) es menos de 40.

3. Un material compuesto polimérico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2 en el que el material compuesto polimérico comprende un sistema de endurecimiento con peróxido o azufre.

4. Un procedimiento para preparar un material compuesto polimérico de acuerdo con cualquiera de las

reivindicaciones 1-3 en el que se mezclan al menos un polímero de caucho de nitrilo hidrogenado que tiene una viscosidad Mooney (ML 1+4 @ 100 °C) en el intervalo de 30 a menos de 45 y un índice de polidispersidad de menos de 2, 9, al menos una carga y opcionalmente al menos un agente de reticulación.

5. Un procedimiento para la fabricación de un artículo conformado que comprende la etapa de moldear por inyección un material compuesto polimérico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3 que comprende al menos un polímero de caucho de nitrilo hidrogenado que tiene una viscosidad Mooney (ML 1 +4 @ 100 °C) en el intervalo de 30 a menos de 45 y un índice de polidispersidad de menos de 2, 9, al menos una carga y al menos un agente de reticulación.

6. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el artículo conformado es una junta hermética, una manguera, un cojinete, un estator, una junta hermética para boca de pozo, una placa para válvula, un aislante de 20 cableado, una rueda, un cilindro, cintas, una junta de fijación en sitio o una junta hermética para conducción.