BR112014031892B1 - Mistura, e, método para aumentar a resistência a risco de policarbonato - Google Patents
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Abstract
UNIÃO, E, MÉTODO PARA AUMENTAR A RESISTÊNCIA DE POLICARBONATO A RISCOS. Uma união compreendendo de 50 a 95 porcento em peso de policarbonato; e de 5 a 50 porcento em peso de polímero de metil metacrilato modificado, em que o polímero de metil metacrilato modificado é selecionado a partir do grupo que consiste de homopolímero de metil metacrilato modificado, polímeros de metil metacrilato modificados, e combinações dos mesmos; em que o polímero de metil metacrilato modificado possui um ou mais grupos de extremidade providos pela reação com um ou mais agentes de transferência de cadeia selecionados a partir do grupo que consiste de mercapto ésteres, cicloalquil e cicloalquil tióis substituídos, hidroxil tióis, aril e aril tióis substituídos, e aminoalquil tióis, em que o polímero de metil metacrilato modificado possui um Mw de 5.000 a 100.000 g/mol; e em que a união exibe uma dureza de lápis igual a ou maior do que F medida de acordo com ASTM D3363-05 é provida. Um método para preparar um policarbonatolmetil metacrilato também é provido.
Description
[001] A presente invenção se refere a uma mistura de policarbonato resistente a risco e método para produzir a mesma.
[002] Em geral, composições de policarbonato (PC) exibem propriedades tais como alta resistência ao impacto, retardante de chama e boa transparência e por estas razões são a resina de engenharia de escolha em aplicações eletrônicas, de equipamentos e automotivas. Infelizmente, composições de policarbonato possuem resistência a riscos ruim. Um método para lidar com a resistência a riscos ruim engloba uma etapa de revestimento cara em que um revestimento protetor é aplicado à superfície de uma mistura de PC. Assim, um aditivo mais barato que pode ser misturado com PC para produzir um PC resistente a riscos pode ser de valor comercial.
[003] Misturas de policarbonatos e (co)polímeros de polimetacrilato de metila são conhecidas e foram investigadas como um método para aprimorar a resistência a riscos do PC. Infelizmente, misturas de PC e polimetacrilato de metilas (PMMAs) típicos são frequentemente opacas o que não é aceitável para aplicações semitransparentes ou transparentes, e em geral elas sofrem de propriedades mecânicas ruins.
[004] Além disso, PC e PMMA são imiscíveis na maioria das proporções, e misturas dos mesmos são opacas sobre uma grande faixa de composições e não possui as propriedades vantajosas exibidas por qualquer um dos polímeros.
[005] Técnicas para superar as desvantagens associadas com a imiscibilidade de misturas de PC/PMMA típicas foram propostas anteriormente. Dentre tais técnicas está a adição de aditivos de copolímero, tais como copolímeros de PMMA/acrilamida e copolímeros de PMMA-éster contendo grupos carboxílicos e o uso de um copolímero de bloco de PC e PMMA em vez de uma mistura física dos dois componentes.
[006] Existe uma necessidade por uma composição de PC modificada, tendo um aumento de três a quatro níveis de dureza na escala de dureza a lápis sobre a composição de PC não modificada, que elimina a necessidade por uma etapa de revestimento rígido.
[007] A presente invenção provê uma mistura e método para produzir a mesma.
[008] Em uma modalidade, a presente invenção provê uma mistura compreendendo de 50 a 95 porcento em peso de policarbonato; e de 5 a 50 porcento em peso de polímero de metacrilato de metila modificado, em que o polímero de metacrilato de metila modificado é selecionado a partir do grupo que consiste de homopolímero de metacrilato de metila, copolímeros de metacrilato de metila e combinações dos mesmos; em que o polímero de metacrilato de metila modificado possui um ou mais grupos de extremidade providos pela reação com um ou mais agentes de transferência de cadeia selecionados a partir do grupo que consiste de mercapto ésteres, tióis de cicloalquila e cicloalquila substituída, hidroxil tióis, tióis de arila e arila substituída, e aminoalquil tióis; e em que o polímero de metacrilato de metila modificado possui um peso molecular médio mássico, Mw, de 5.000 a 100.000 g/mol; e em que a mistura exibe uma dureza a lápis igual a ou maior do que F medida de acordo com ASTM D3363-05.
[009] Em uma modalidade alternativa, a presente invenção provê adicionalmente um método para melhorar resistência a riscos de policarboneto compreendendo: formar uma mistura por mistura em massa fundida, a mistura compreendendo de 50 a 95 porcento em peso policarbonato e de 5 a 50 porcento em peso de polímero de metacrilato de metila modificado; em que o polímero de metacrilato de metila modificado possui um ou mais grupos de extremidade providos pela reação com um ou mais agentes de transferência de cadeia selecionados a partir do grupo que consiste de mercapto ésteres, tióis de cicloalquila e cicloalquila substituída, hidroxil tióis, tióis de arila e arila substituída, e aminoalquil tióis; e em que o polímero de metacrilato de metila modificado possui um Mw igual a partir de 5.000 a 100.000 g/mol.
[0010] As seguintes abreviações são usadas aqui: “PMMA” quer dizer polimetmetacrilato; “PC” quer dizer policarbonato; “BMP” quer dizer butil mercapto propionato; “MMA” quer dizer metacrilato de metila; “(met)acrilato” quer dizer acrilato ou metacrilato; “CHMA” quer dizer metacrilato de ciclohexila; “nDDM” quer dizer dodecilmercaptana normal;
[0011] A presente invenção provê uma mistura de policarbonato resistente a riscos, e método para produzir a mesma.
[0012] A mistura de acordo com a presente invenção compreende de 50 a 95 porcento em peso de policarbonato; e de 5 a 50 porcento em peso de polímero de metacrilato de metila modificado, em que o polímero de metacrilato de metila modificado é selecionado a partir do grupo que consiste de peso de homopolímero de metacrilato de metila, copolímeros de metacrilato de metila e combinações dos mesmos; em que o polímero de metacrilato de metila modificado possui um ou mais grupos de extremidade providos pela reação com um ou mais agentes de transferência de cadeia selecionados a partir do grupo que consiste de mercapto ésteres, tióis de cicloalquila e cicloalquila substituída, hidroxil tióis, tióis de arila e arila substituída, e aminoalquil tióis; em que o polímero de metacrilato de metila modificado possui um Mw de 5.000 a 100.000 g/mol; e em que a mistura exibe uma dureza a lápis igual a ou maior do que F medida de acordo com ASTM D3363-05.
[0013] Em uma modalidade alternativa, a presente invenção provê adicionalmente um método para melhorar resistência a riscos de policarbonato compreendendo: formar uma mistura por mistura em massa fundida, a mistura compreendendo de 50 a 95 porcento em peso policarbonato e de 5 a 50 porcento em peso de polímero de metacrilato de metila modificado; em que o polímero de metacrilato de metila modificado possui um ou mais grupos de extremidade providos pela reação com um ou mais agentes de transferência de cadeia selecionados a partir do grupo que consiste de mercapto ésteres, tióis de cicloalquila e cicloalquila substituída, hidroxil tióis, tióis de arila e arila substituída, e aminoalquil tióis; e em que o polímero de metacrilato de metila modificado possui um Mw igual a partir de 5.000 a 100.000 g/mol e em que a mistura exibe uma dureza a lápis igual a ou maior do que F medida de acordo com ASTM D3363.
[0014] Todos os valores e subfaixas individuais de 50 a 95 porcento em peso de policarbonato estão incluídos aqui e descritos aqui; por exemplo, a quantidade de PC na mistura pode ser a partir de um limite inferior de 50, 60, 70, 80 ou 90 porcento em peso até um limite superior de 55, 65, 75, 85 ou 95 porcento em peso. Por exemplo, a quantidade de PC na mistura pode estar na faixa de 50 a 95 porcento em peso, ou na alternativa, a quantidade de PC na mistura pode estar na faixa a partir de 55 a 85 porcento em peso, ou na alternativa, a quantidade de PC na mistura pode estar na faixa a partir de 75 a 95 porcento em peso.
[0015] Todas as subfaixas e valores individuais de 5 a 50 porcento em peso de polímero de metacrilato de metila metacrilato modificado estão incluídos aqui e descritos aqui; por exemplo, a quantidade de metacrilato de metila modificado pode ser a partir de um limite inferior de 5, 15, 25, 35 ou 45 porcento em peso até um limite superior de 10, 20, 30, 40 ou 50 porcento em peso. Por exemplo, a quantidade de polímero de metacrilato de metila modificado na mistura pode estar na faixa de 5 a 50 porcento em peso, ou na alternativa, a quantidade de polímero de metacrilato de metila modificado pode estar na faixa a partir de 15 a 45 porcento em peso, ou na alternativa, a quantidade de polímero de metacrilato de metila modificado pode estar na faixa de 5 a 25 porcento em peso.
[0016] O polímero de metacrilato de metila modificado útil nas modalidades da mistura da invenção é selecionado a partir do grupo que consiste de homopolímero de metacrilato de metila modificado, copolímeros de metacrilato de metila modificados e combinações dos mesmos.
[0017] O termo “modificado” como usado aqui quer dizer que o polímero de metacrilato de metila (homopolímero de metacrilato de metila modificado, copolímeros de metacrilato de metila modificados ou combinações dos mesmos) possui um ou mais grupos de extremidade providos pela reação com um ou mais agentes de transferência de cadeia selecionados a partir do grupo que consiste de mercapto ésteres, tióis de cicloalquila e cicloalquila substituída, hidroxil tióis, tióis de arila e arila substituída, e aminoalquil tióis. Agentes de transferência de cadeia usados na presente invenção são adicionados ao processo de polimerização de radical livre. O uso e o mecanismo de agentes de transferência de cadeia são bem conhecidos dos peritos na técnica com a maioria do agente de transferência de cadeia terminando na extremidade da cadeia de polímero. Através de seleção cuidadosa do agente de transferência de cadeia usado na polimerização dos monômeros de (met)acrilato, a interação do polimetacrilato de metila com o policarbonato pode ser influenciada, fornecendo uma mistura que possui boa resistência a riscos, clareza e bom desempenho de impacto.
[0018] Mercapto ésteres, como o termo é usado aqui, incluem aqueles compostos tendo uma porção HS-X-C(=O)O-R ou HS-X-OC(=O)R em que X é um grupo hidrocarbil substituído ou não substituído tendo uma valência de pelo menos dois, e R é uma porção alquil ou aril. Nas modalidades da mistura da invenção e/ou método, um ou mais mercapto ésteres adequados podem ser usados. Em outras modalidades alternativas da mistura da invenção e/ou método, nenhum mercapto éster é usado.
[0019] Mercapto ésteres de exemplo incluem, mas não estão limitados a, butilmercaptopropionato, metilmercaptopropionato, 2-etil-hexiltioglicolato, metiltioglicolato, etiltioglicolato, mercaptoetiloleato, e mercaptoetiltalato,
[0020] Exemplos de tióis de cicloalquila e cicloalquila substituída incluem, mas não estão limitados a, furfuril mercaptana, ciclo-hexano tiol, e 2-furanmetano tiol.
[0021] Exemplos de tióis de arila e arila substituída incluem, mas não estão limitados a, benzeno tiol, benzil mercaptana, 2 ou 4 bromobenzil mercaptana, 2,4,6- trimetil benzil mercaptana, 2 ou 4-aminotiofenol, e tiofenol.
[0022] Exemplos de hidroxil alquil tióis incluem, mas não estão limitados a, 6-mercapto-1-hexanol, 4-mercapto-1-butanol, 8-mercapto-1- octanol. 1-tioglicerol, mercaptoetanol
[0023] Exemplos de amina tióis incluem, mas não estão limitados a, 4-acetamidotiofenol, amionoetanotiol.
[0024] Em uma modalidade alternativa, a presente invenção provê uma mistura e método para produzir a mesma, de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, exceto que o policarbonato é um tipo de Bisfenol A e/ou policarbonato de tipo comercial tendo um peso molecular médio mássico (Mw) a partir de 10.000 a 250.000 g/mol. Todas as subfaixas e valores a partir de 10.000 a 250.000 g/mol estão incluídos aqui e divulgados aqui. Por exemplo, o policarbonato pode ter um Mw de 10.000 a 250.000 g/mol, ou na alternativa, o policarbonato pode ter um Mw de 20.000 a 100.000 g/mol, ou na alternativa, o policarbonato pode ter um Mw de 30.000 a 90.000 g/mol, ou na alternativa, o policarbonato pode ter um Mw de 50.000 a 100.000 g/mol.
[0025] Em uma modalidade alternativa, a presente invenção provê uma mistura e método para produzir a mesma, de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, exceto que o agente de transferência de cadeia é selecionado a partir do grupo que consiste de butilmercaptopropionato, metilmercaptopropionato, benzil mercaptana, furfuril mercaptana, 1-feniletil mercaptana, ciclo-hexil mercaptana, 2-etil-hexil tioglicolato, e mercaptoetanol.
[0026] Copolímeros de metacrilato de metila modificados úteis nas modalidades da mistura da invenção incluem copolímeros de metacrilato de metila e um ou mais comonômeros selecionados a partir do grupo que consiste de (ciclo)alquil (met)acrilatos, alquil (met)acrilatos, aril (met)acrilatos, estireno, e monômeros com base em estireno substituídos. Em modalidades particulares da mistura da invenção, o copolímero de metacrilato de metila compreende unidades derivadas a partir de um ou mais comonômeros selecionados a partir do grupo que consiste de metacrilato de ciclohexila, isobornil metacrilato, tetra-hidrofurfuril metacrilato, ciclopentil metacrilato, trifluoroetilmetacrilato, hidroxietilmetacrilato e diciclopentadienil metacrilato.
[0027] O copolímero de metacrilato de metila útil em certas modalidades da mistura da invenção compreende igual a ou maior do que 70 porcento em peso derivado a partir de unidades de metacrilato de metila e a partir de mais do que um e igual a ou menor do que 30 porcento em peso derivado a partir de um ou mais comonômeros. Todas as subfaixas e valores individuais a partir de pelo menos 70 porcento em peso derivados das unidades de metacrilato de metila estão incluídos aqui e descritos aqui; por exemplo, a quantidade derivada a partir das unidades de metacrilato de metila pode ser a partir de um limite inferior de 70, 75, 80, 85, 90, 95 ou 98 porcento em peso. Todas as subfaixas e valores individuais a partir de mais do que um a menos do que 30 porcento em peso derivadas a partir de uma ou mais unidades de comonômero estão incluídas aqui e descritas aqui; por exemplo, a quantidade derivada a partir das unidades de comonômero pode ser a partir de um limite inferior de 1,5, 5, 10, 20, ou 25 porcento em peso até um limite superior de 2, 7,5, 15, 25 ou 29 porcento em peso.
[0028] Em uma modalidade alternativa, a presente invenção provê uma mistura e método para produzir a mesma, de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, exceto que o polímero de metacrilato de metila modificado possui um Mw de 5.000 a 100.000 g/mol. Todas as subfaixas e valores individuais a partir de 5.000 a 100.000 g/mol estão incluídas aqui e descritas aqui; por exemplo, o Mw pode ser a partir de um limite inferior de 5.000; 25.000; 35.000; 45.000; 55.000; 65.000; 75.000; 85.000; ou 95.000 g/mol até um limite superior de 10.000; 20.000; 30.000; 40.000; 50.000; 60.000; 70.000; 80.000; 90.000 ou 100.0000 g/mol. Por exemplo, o Mw pode estar na faixa a partir de 5.000 a 100.000 g/mol, ou na alternativa, o Mw pode estar na faixa a partir de 25.000 a 75.000 g/mol, ou na alternativa, o Mw pode estar na faixa a partir de 55.000 a 95.000 g/mol.
[0029] Em uma modalidade alternativa, a presente invenção provê uma mistura e método para produzir a mesma, de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, exceto que a mistura da invenção exibe uma dureza a lápis igual a ou maior do que F medida de acordo com ASTM D3363-05. Todas as subfaixas e valores individuais a partir de igual a ou maior do que F estão incluídas aqui e descritas aqui; por exemplo, a dureza a lápis da mistura pode ser igual a ou maior do que F, ou na alternativa, a dureza a lápis da mistura pode ser igual a ou maior do que H.
[0030] Em uma modalidade alternativa, a presente invenção provê uma mistura e método para produzir a mesma, de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, exceto que uma amostra de teste feita a partir da mistura e medida de acordo com ASTM D1003-11 possui uma turvação de igual a ou menor do que 50%. Todas as subfaixas e valores individuais a partir de igual a ou menor do que 50% estão incluídas aqui e descritas aqui; por exemplo, a turvação pode ser a partir de um limite superior de 5%, 10%, 20%, 30%, 40% ou 50%.
[0031] Em uma modalidade alternativa, a presente invenção provê uma mistura, e método para produzir a mesma, de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, exceto que o polímero de metacrilato de metila modificado é a partir da reação de a partir de 0,2 a 10 porcento em peso agente de transferência de cadeia com base no peso total do polímero de metacrilato de metila. Todas as subfaixas e valores individuais a partir de 0,2 a 10 porcento em peso estão incluídas aqui e descritas aqui; por exemplo, a quantidade de agente de transferência de cadeia usado para formar o polímero de metacrilato de metila modificado pode ser a partir de um limite inferior de 0,2, 0,5, 1, 2, 4, 6, 8, ou 9 porcento em peso até um limite superior de 1, 3, 5, 7, 9, ou 10 porcento em peso. Por exemplo, a quantidade de agente de transferência de cadeia usado para formar o polímero de metacrilato de metila modificado pode estar na faixa de a partir de 0,5 a 10 porcento em peso, ou na alternativa, a quantidade de agente de transferência de cadeia usada para formar o polímero de metacrilato de metila modificado pode estar na faixa a partir de 2 a 10 porcento em peso, ou na alternativa, a quantidade de agente de transferência de cadeia usado para formar o polímero de metacrilato de metila modificado pode estar na faixa de 5 a 10 porcento em peso, ou na alternativa, a quantidade de agente de transferência de cadeia usado para formar o polímero de metacrilato de metila modificado pode estar na faixa a partir de 1 a 5 porcento em peso.
[0032] Em uma modalidade alternativa, a presente invenção provê uma mistura e método para produzir a mesma, de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, exceto que o polímero de metacrilato de metila modificado possui um índice de refração de menos do que 1,52, alternativamente menos do que 1,51, alternativamente menor do que 1,50.
[0033] Em uma modalidade alternativa, a presente invenção provê uma mistura e método para produzir a mesma, de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, exceto que o metacrilato de metila modificado é preparado por uma ou mais técnicas de polimerização de radical livre padrão selecionadas a partir do grupo que consiste de polimerização em emulsão, polimerização em suspensão, polimerização em dispersão, polimerização em massa, e polimerização em solução. Em uma modalidade, o polímero de metacrilato de metila modificado é preparado por polimerização em solução.
[0034] Os ingredientes das misturas de polímero podem ser misturados ou misturados usando métodos conhecidos de um perito na técnica, preferivelmente métodos que podem prover uma distribuição substancialmente homogênea do metacrilato de metila modificado no policarbonato. Exemplos não limitantes de métodos de mistura adequados incluem mistura em massa fundida e amassamento em fusão, por exemplo, em uma extrusora, e semelhantes.
[0035] Em uma realização alternativa, a presente invenção fornece uma mistura e método para produzir a mesma de acordo com qualquer realização antecedente, exceto que a mistura tem uma dureza a lápis igual a ou maior que F medida de acordo com ASTM D3363- 05.
[0036] Em uma realização alternaiva, a presente invenção fornece uma mistura e método para produzir a mesma de acordo com qualquer realização antecedente, exceto que o copolímero de metacrilato de metila modificado compreende igual a ou mais que 70 porcento em peso de unidades de metacrilato de metila entre mais que um ou mais monômeros selecionados do grupo consistindo de monômeros com base em (met)acrilatos de alquila, estireno, estireno substituído
[0037] Em uma modalidade alternativa, a presente invenção provê uma mistura e método para produzir a mesma, de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, exceto que a mistura compreende adicionalmente um ou mais componentes selecionados a partir do grupo que consiste de retardantes de chama, pigmentos, antioxidantes primários, antioxidantes secundários, auxiliadores de processamento, modificadores de impacto, estabilizantes de UV, plastificantes, misturas dos mesmos, e combinações dos mesmos.
[0038] Em uma modalidade alternativa, a mistura resistente de acordo com a presente invenção consiste essencialmente de 50 a 95 porcento em peso de policarbonato; e de 5 a 50 porcento em peso de polímero de metacrilato de metila modificado, em que o polímero de metacrilato de metila modificado é selecionado a partir do grupo que consiste de homopolímero de metacrilato de metila, copolímeros de metacrilato de metila e combinações dos mesmos; em que o polímero de metacrilato de metila modificado possui um ou mais grupos de extremidade de mercapto ésteres, tióis de cicloalquila e cicloalquila substituída, hidroxil tióis, tióis de arila e arila substituída, e aminoalquil tióis em que o polímero de metacrilato de metila modificado possui um Mw de 5.000 a 100.000 g/mol; e em que a mistura exibe uma dureza a lápis igual a ou maior do que F medida de acordo com ASTM D3363-05.
[0039] Em mais uma modalidade alternativa, a presente invenção provê adicionalmente um método para melhorar resistência de plicarbonato a riscos que consiste essencialmente de: formar uma mistura por mistura em massa fundida, a mistura compreendendo de 50 a 95 porcento em peso policarbonato e de 5 a 50 porcento em peso de polímero de metacrilato de metila modificado; em que o polímero de metacrilato de metila modificado possui um ou mais grupos de extremidade providos pela reação com um ou mais agentes de transferência de cadeia selecionados a partir do grupo que consiste de mercapto ésteres, tióis de cicloalquila e cicloalquila substituída, hidroxil tióis, tióis de arila e arila substituída, e aminoalquil tióis e em que o polímero de metacrilato de metila modificado possui um Mw de 5.000 a 100.000 g/mol; e em que a mistura exibe uma dureza a lápis igual a ou maior do que F medida de acordo com ASTM D3363-05.
[0040] Em uma modalidade alternativa, a presente invenção provê uma mistura e método para produzir a mesma, de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, exceto que a mistura é miscível termodinamicamente na maioria das faixas de composição. Como usado aqui, o termo "termodinamicamente miscível"se refere a uma mistura de polímero que é misturada no nível molecular que forma uma única fase homogênea que exibe apenas uma transição vítrea.
[0041] Em uma modalidade alternativa, a presente invenção provê uma mistura e método para produzir a mesma de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, exceto que a mistura exibe mais do que uma transição vítrea.
[0042] Em uma modalidade alternativa, a presente invenção provê uma mistura, e método para produzir a mesma, de acordo com qualquer uma das modalidades anteriores, exceto que a mistura não compreende quaisquer unidades derivadas a partir de um reticulante. Tais reticulantes que não estão presentes em modalidades particulares da mistura ou usados nas modalidades do método incluem, por exemplo, divinilbenzeno; monômeros que contêm grupo vinil incluindo; compostos alil incluindo alil (met)acrilato, dialil fumarato, dialil ftalato, dialilacrilamida, trialil (iso)cianurato, e trialil trimelitato; compostos (poli)alquileno glicol di(met)acrilato incluindo etileno glicol dimetacrilato (EGDMA), dietileno glicol dimetacrilato, 1,6-hexanodiol di(met)acrilato, (poli)etileno glicol di(met)acrilato, (poli)propileno glicol di(met)acrilato, (poli)tetrametileno glicol di(met)acrilato, pentaeritritol tetra(met)acrilato, pentaeritritol tri(met)acrilato, pentaeritritol di(met)acrilato, trimetilolpropano tri(met)acrilato, dipentaeritritol hexa(met)acrilato, dipentaeritritol penta(met)acrilato, e glicerol tri(met)acrilato e misturas e combinação dos mesmos.
[0043] Os seguintes exemplos ilustram a presente invenção mas não intencionam limitar o escopo da invenção.
[0044] 1000 g de metil etil cetona (MEK) foram carregados para um frasco de fundo redondo de 5 litros ajustado com portas de entrada e um condensador. Os conteúdos foram aquecidos até 75°C enquanto foram agitados com um agitador do tipo pá em uma taxa de 90 rpm e gentilmente varrido com nitrogênio. Após 30 minutos de varredura 0,75 g de TRIGONOX 125-C75 foi carregado (terc-amil peroxi pivalato, disponível a partir de AkzoNobel Company) para o vaso; subsequentemente 750 g de metacrilato de metila, 7,7 g de Trigonox 125-C75 (em 47 g de MEK) e 37,7 g de butil mercaptopropionato foram alimentados como três correntes diferentes por 3 horas, enquanto se mantém a temperatura a 75°C.
[0045] Após o fim das alimentações, os conteúdos do frasco de reação foram aquecidos até 80°C e mantidos naquela temperatura por 2 horas. A conversão típica neste ponto é maior do que 98%. Subsequentemente, 3,4 g de TRIGONOX 125-C75 foram adicionados por um período de 2 horas enquanto o frasco de reação é mantido a 80°C. Então os conteúdos do frasco de reação foram resfriados até 50°C, vertidos para bandejas e secos até um conteúdo de solvente de menos do que 5000 ppm. A massa de polímero resultante foi moída com um pilão e adicionalmente seca até um conteúdo de solvente menor do que 1000 ppm em um forno de vácuo (<18” Hg e 75°C). O polimetacrilato de metila isolado foi composto com LEXAN 141R em uma extrusora de parafuso duplo LEISTRITZ de contra -rotação que opera em 100 rpm. A temperatura de barril que varia a partir de 248°C a 265°C na matriz.
[0046] A máquina de moldagem por injeção de modelo ALLROUNDER 221-75-350 a uma temperatura de cilindro de 275°C e uma temperatura de molde de 65°C. A turvação e a dureza a lápis foram testados nos espécimes resultantes.
[0047] Preparação de copolímero de metacrilato de metila e metacrilato de ciclohexila
[0048] 1000 g de tolueno foi carregado em um frasco de fundo redondo de 5 litros equipado com oifícios de entrada de ar e um condensador. Os conteúdos foram aquecidos até 1 IOC, enquanto se mantinha a agitação com um agitador de tipo de pá a uma taxa de 90 rpm e suavemente varridos com nitrogênio. Depois de 30 minutos de varrimento, 0,94 g de TRIGONOX™ 21 S (terc-butil peróxi-2-etilhexanoato) foi adicionado ao recipiente e imediatamente uma mistura de 780 g de metacrilato de metila e 160,6 g de metacrilato de ciclohexila, 9,6 g de TRIGONOX 21 S (em 47 g de tolueno) e 28,3 g de butil mercaptopropionato foram alimentados como três diferentes correntes por 3 horas, enquanto a temperatura foi mantida a 110°C.
[0049] Após a conclusão das alimentações, os conteúdos do frasco de reação foram aquecidos a 80°C e mantidos a essa temperatura durante 2 horas. A conversão típica neste ponto é > 96%. Subsequentemente, 4,3 g de TRIGONOX 21 S foi adicionado e o conteúdo do frasco de reação foi mantida a 110°C. Em seguida, os conteúdos do frasco de reação foi resfriado até 50°C, vertido em pratos e secos até um teor de solvente de <5000 ppm. A massa de polímero resultante foi moída com um almofariz e pilão e depois seca até que o teor de solvente fosse menor do que <1000 ppm em um forno a vácuo (<18" (45,72 cm e 75°C). O copolímero de metacrilato de metila isolado era composto com LEXAN 141R em uma extrusora de parafuso duplo LEISTRITZ em contra-rotação extrusora operando a 100 rpm. A temperatura do cilindro variou de 248°C a 265°C na matriz. Os filamentos resultantes foram peletizados e secos durante a noite em um forno a vácuo a 60°C e moldados por injeção em uma máquina de moldagem por injeção de modelo ARBURG ALLROUNDER 221-75-350 a uma temperatura de cilindro de 275°C e uma temperatura de molde de 65°C. Os grupos finais foram analisados utilizando difusão de RMN de HI e verificou-se ser predominantemente do modificador. Nenhum domínio visível estava presente em TEM onde foi corado por tetraóxido de rutênio. A turvação e a dureza a lápis foram testados nos espécimes resultantes.
[0050] O seguinte processo de polimerização em emulsão foi utilizado para preparar o Exemplo 11: 1200 gramas de água deionizada, 0,20 g NaEDTA (sal de sódio de etilenodiamino tetracetato) e 0,04 g de hepta-hidrato de sulfato de ferro foram carregados para um reator de vidro de fundo redondo de 5 litros. O conteúdo do reator de vidro foi agitado a 100 rpm e aquecido a 47°C enquanto era pulverizado com nitrogênio durante 30 minutos. Uma mistura de emulsão de monômero de: (1) 2000 g de metacrilato de metila, 40 g de butil mercaptopriopionato, 960 gramas de água deionizada, e 182 g de dodecilbenzenossulfonato de sódio (solução a 10%), foi em seguida alimentada no reator de vidro ao longo de um período de 6 horas. Ao mesmo tempo, (2) uma solução de 4,8 g de persulfato de sódio em 65 gramas de água, e (3) uma solução de 1,6 g de formaldeído sulfoxilato de sódio em 68,4 gramas de água, foram alimentados no reator de vidro ao longo de um período de 7 horas. Isto é, as alimentações de componentes (2) e (3) continuou por 1 hora após o término da alimentação da emulsão de monômero. Durante a alimentação de componentes (1), (2) e (3) a temperatura da mistura no reator de vidro foi mantida a 47 ± 2°C. Depois de todos os componentes (l) - (3) foram alimentados ao reator de vidro, a temperatura da mistura no reator de vidro, um látex, foi aumentada para 60°C e mantida a essa temperatura durante 30 minutos antes de resfriar e filtrar o látex resultante. O pH do látex foi ajustado para entre 6,8 e 7,0 por adição de uma 0,6% em peso (com base no polímero total) de solução de fosfato dissódico (5% soln.) Gota a gota até o pH ser levado para a faixa desejada.
[0051] O polímero no látex acima foi isolado por congelamento a 60°C até um teor de umidade <0,5 porcento em peso. O peso molecular da composição resultante foi medido por cromatografia de permeação em gel e determinada como sendo de 10.000 g/mol (peso médio).
[0052] O componente à base de PMMA acima foi misturado em fusão com LEXAN 141R (uma resina de policarbonato baseada em bisfenol-A) em uma extrusora de parafuso duplo a 280°C. Os filamentos resultantes foram peletizados e moldados por injeção em placas de 3 milímetros de espessura em uma máquina de moldagem por injeção de modelo ARBURG ALLROUNDER 221-75-350 a uma temperatura do cilindro de 275°C e uma temperatura de molde de 65°C. A turvação e a dureza a lápis foram testados nos espécimes resultantes. A Tabela 1 abaixo lista a composição, peso molecular e o índice de refração calculado de um exemplo de policarbonato LEXAN, metacrilato de metilas modificados de exemplo (Mod. MMA) como utilizados nas correspondentes misturas da invenção e Mod MMA Comparativo como utilizado nas correspondentes misturas comparativas. TABELA 1
[0053] Os Mod. MMAs 3, 4, 5 e 6 foram preparados por polimerização em solução, seguindo o procedimento descrito para preparar a composição homopolímero do exemplo 1 (Mod. MMA 1), exceto se o solvente nos exemplos 3,4,5,6 foi tolueno.
[0054] Os exemplos 2, 8, 9, 10 e 13 foram preparados por polimerização em solução seguindo o procedimento descrito para preparar o Exemplo 2 (Mod. MMA 2), exceto se o solvente no Mod. MMA 8 foi de metil etil cetona.
[0055] Os Mod. MMA 11 e 12 foram preparados através do procedimento de polimerização em emulsão descrito para preparar o Exemplo 11 (Mod. MMA 11).
[0056] A Tabela 2 ilustra a turvação e a dureza a lápis dos vários Mod. MMA e Mod. MMA Comp., cada um misturado em fusão com policarbonato LEXAN 141R. O LEXAN 141R está disponível comercialmente da SABIC Innovative Plastics (Pittsfield, MA). TABELA 2
[0057] A dureza, como usada aqui, se refere à dureza como determinada de acordo com ASTM D3363-05 “Standard Test Method for Film Hardness by Pencil Test” Este teste padrão pode ser seguido exceto que o teste pode ser conduzido em um espécime de teste moldado por injeção na forma de uma placa com dimensões 3 x 50 x 50 mm. O lápis pode ser mantido em um ângulo de 45° e retirado pela superfície da placa longe do operador que começa com o lápis mais duro com uma carga de 750 g. A dureza de substrato pode ser reportada como a dureza a lápis mais duro que não risca a superfície. A escala de dureza a lápis de mais macio para mais duro é 2B, B, HB, F, H, 2H, 3H, etc.
[0058] O termo "peso molecular" como usado se refere ao peso molecular médio de pico como determinado por cromatografia de permeação em gel contra padrões de poliestireno de peso molecular estreito em solvente de tetra-hidrofurano a 25°C usando software de manipulação de dados de Polymer Laboratories’.
[0059] A transição vítrea é medida em um Calorímetro de Varredura Diferencial TA INSTRUMENTS Q1000 usando uma pequena amostra do polímero (5 a 20 mg) vedada em um pequeno painel de alumínio. O painel é posicionado no aparelho de DSC, e sua resposta de fluxo de calor é gravada por varredura em uma taxa de 10°C/min a partir da temperatura ambiente até 180°C. A temperatura de transição vítrea é observada como um deslocamento distinto na curva de fluxo de calor.
[0060] Método de Teste Padrão ASTM para Turvação e Transmitância Luminosa de Plásticos Transparentes, D1003-11 foi usado para medir os valores de turvação de diferentes espécimes.
[0061] Método e Teste Padrão ASTM para Resistência de Impacto dos Espécimes Plásticos Rígidos Planos por meio de um dardo em queda, D5628-10 foi usado para determinar a resistência de impacto dos diferentes espécimes.
[0062] A presente invenção pode ser incorporada em outras formas sem fugir do espírito e os atributos essenciais da mesma, e, de maneira apropriada, referência deve ser feita às reivindicações anexas, em vez de a especificação anterior, como indicando o escopo da invenção.
Claims (4)
1. Mistura, caracterizadapelo fato de que compreende: de 50 a 95 porcento em peso de policarbonato; e de 5 a 50 porcento em peso de polímero de metacrilato de metila modificado, em que o polímero de metacrilato de metila modificado é preparado por uma polimerização em solução, e em que o polímero de metacrilato de metila modificado é selecionado a partir do grupo que consiste de (a) homopolímero de metacrilato de metila modificado compreendendo 2% a 4,8% em peso de butilmercaptopropionato, (b) copolímeros de metacrilato de metila modificados compreendendo de 77,7%, a 78,4% em peso de unidades derivadas de metacrilato de metila, de 2% a 2,9% em peso de butilmercaptopropionato, e de 19,4% a 19,6% em peso de metacrilato de ciclohexila e (c) combinações dos mesmos; em que o polímero de metacrilato de metila modificado possui um ou mais grupos de extremidade de mercapto éster providos pela reação com o agente de transferência de cadeia de butilmercaptopropionato, e aminoalquil tióis, em que o polímero de metacrilato de metila modificado possui um Mw a partir de 9.300 a 13.200 g/mol; e em que a mistura exibe uma dureza a lápis igual a ou maior do que F medida de acordo com ASTM D3363-05, e em que a mistura possui uma turvação de igual a ou menor do que 5%, medida de acordo com ASTM D1003.
2. Mistura de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que o polímero de metacrilato de metila modificado possui um índice de refração menor do que 1,52.
3. Método para aumentar a resistência a risco de policarbonato caracterizadopelo fato de que compreende: formar uma mistura como definida na reivindicação 1 ou 2 por mistura em massa fundida, a mistura compreendendo de 50 a 95 porcento em peso policarbonato e de 5 a 50 porcento em peso de polímero de metacrilato de metila modificado; em que o polímero de metacrilato de metila modificado é preparado por uma polimerização em solução, e em que o polímero de metacrilato de metila modificado é (a) um homopolímero de metacrilato de metila modificado compreendendo 2 a 4,8% em peso de butilmercaptopropionato, (b) copolímero de metacrilato de metila modificado compreendendo de 77,7%, a 78,4% em peso de unidades derivadas de metacrilato de metila, de 2% a 2,9% em peso de butilmercaptopropionato, e de 19,4% a 19,6% em peso de metacrilato de ciclohexila ou (c) combinação dos mesmos, tendo um ou mais grupos de extremidade providos pela reação com um ou mais agentes de transferência de cadeia selecionados a partir do grupo que consiste de mercapto ésteres, tióis de cicloalquila e cicloalquila substituída, hidroxil tióis, tióis de arila e arila substituída, e aminoalquil tióis e em que o polímero de metacrilato de metila modificado possui um Mw igual a partir de 9.300 a 13.200 g/mol; em que a mistura exibe uma dureza a lápis igual a ou maior do que F medida de acordo com ASTM D3363-05, e em que a mistura possui uma turvação de igual a ou menor do que 5%, medida de acordo com ASTM D1003.
4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a mistura possui um índice de refração menor do que 1,52.
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