BR112016026520B1 - Composição de resina termoplástica, e artigo moldado - Google Patents
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Abstract
composição de resina termoplástica e artigo moldado da mesma. a presente invenção refere-se a uma composição de resina termoplástica tendo um excelente equilíbrio de propriedades tais como resistência ao impacto, fluidez e resistência ao calor. uma composição de resina termoplástica compreendendo 10 a 95 partes em peso de uma resina de policarbonato (a), 5 a 90 partes em peso do copolímero de enxerto abaixo (b), e não mais do que 50 partes em peso do copolímero (c) abaixo. o copolímero de enxerto (b): um copolímero de enxerto obtido através da polimerização por enxertia de 20 a 90 partes em peso de ao menos um monômero incluindo ao menos um monômero de vinil aromático e/ou um monômero de vinil cianeto a 10 a 80 partes em peso de um polímero elástico tendo um tamanho de partícula médio ponderal de 150 a 450 nm e tendo um tamanho de partícula para uma fração de peso cumulativo de 10% em peso de 50 a 250 nm e um tamanho de partícula para uma fração de peso cumulativo de 90% em peso de 450 a 650 nm (onde o total do polímero elástico e do(s) monômero(s) é de 100 partes em peso). o copolímero (c): um copolímero obtido por copolimerização de um monômero de vinil aromático, um monômero de vinil cianeto e outro monômero de vinila.
Description
[0001] A presente invenção se refere a uma composição de resina termoplástica que inclui uma resina de policarbonato e um copolímero de enxerto incluindo, como um componente de borracha, um polímero elástico com um tamanho de partícula médio específico e distribuição de tamanho de partícula, e que tem um excelente equilíbrio de propriedades tais como resistência ao impacto, fluidez e resistência ao calor. A invenção também se refere a um artigo moldado obtido através da moldagem da composição de resina termoplástica.
[0002] As composições incluindo uma resina de policarbonato e uma resina ABS (em seguida denominada "composição de resina PC/ABS") são utilizadas em várias aplicações, incluindo peças de veículos, eletrodomésticos e peças de equipamento de escritório devido à sua excelente resistência ao impacto, resistência ao calor e trabalhabilidade durante a moldagem. Uma vez que a resina ABS tem uma fraca resistência à intempérie devido a conter uma borracha de butadieno, foram apresentadas composições que incluem uma resina de policarbonato e uma resina isenta deste dieno na cadeia principal do polímero, por exemplo, uma resina AES incluindo uma borracha de dieno não conjugada a etileno-propileno, ou uma resina ASA incluindo uma borracha acrílica (em seguida denominadas "composições de resina PC/ASA").
[0003] A Literatura de Patente (PTL) 1 apresenta uma composição de resina termoplástica que inclui uma resina ASA que inclui uma borracha compósita específica composta por um polímero elástico de dieno conjugado e um polímero de acrilato éster reticulado, e uma resina de policarbonato.
[0004] A Literatura de Patente 2 apresenta uma composição de resina de policarbonato aromático que inclui uma resina de policarbonato aromático, um copolímero como um modificador de fluidez que inclui unidades poliméricas derivadas de um (met)acrilato éster específico tal como fenil metacrilato e unidades poliméricas derivadas de um vinila aromático, e uma resina modificada com borracha como um modificador de impacto.
[0005] PTL 1: Publicação de Patente Japonesa 2013-151652A
[0006] PTL 2: Publicação de Patente Japonesa 2006-257127A
[0007] As composições de resina termoplástica convencionais são ainda insuficientes e devem ser melhoradas em termos do equilíbrio de propriedades tais como resistência ao impacto, fluidez e resistência ao calor.
[0008] Um objetivo da invenção é fornecer uma composição de resina termoplástica tendo um excelente equilíbrio de propriedades tais como resistência ao impacto, fluidez e resistência ao calor, e fornecer um artigo moldado obtido a partir da composição de resina termoplástica.
[0009] O presente inventor verificou que o objetivo acima pode ser conseguido utilizando um copolímero de enxerto obtido através de polimerização por enxertia de um monômero tal como um monômero de cianeto de vinila ou um monômero de vinila aromático em um polímero elástico tendo um tamanho de partícula médio específico e distribuição de tamanho de partícula. A presente invenção foi concluída com base nessa conclusão.
[00010] Especificamente, um sumário da invenção é como descrito abaixo. [1] Composição de resina termoplástica compreendendo 10 a 95 partes em peso de uma resina de policarbonato (A) e 5 a 90 partes em peso de um copolímero de enxerto (B), onde o total é de 100 partes em peso, o copolímero de enxerto (B) sendo um copolímero de enxerto obtido através da polimerização por enxertia de 20 a 90 partes em peso de ao menos um monômero incluindo ao menos um monômero de vinila aromático e/ou um monômero de cianeto de vinila em 10 a 80 partes em peso de um polímero elástico tendo um tamanho médio de partícula ponderal de 150 a 450 nm e tendo um tamanho de partícula para uma fração de peso cumulativo de 10% em peso de 50 a 250 nm e um tamanho de partícula para uma fração de peso cumulativo de 90% em peso de 450 a 650 nm (onde o total do polímero elástico e do(s) monômero(s) é de 100 partes em peso). [2] Composição de resina termoplástica compreendendo 10 a 95 partes em peso de uma resina de policarbonato (A), 5 a 90 partes em peso de um copolímero de enxerto (B), e não mais do que 50 partes em peso de um copolímero (C) onde o total é de 100 partes em peso, o copolímero de enxerto (B) sendo um copolímero de enxerto obtido através de polimerização por enxertia de 20 a 90 partes em peso de ao menos um monômero incluindo ao menos um monômero de vinila aromático e/ou um monômero de cianeto de vinila em 10 a 80 partes em peso de um polímero elástico tendo um tamanho médio de partícula ponderal de 150 a 450 nm e tendo um tamanho de partícula para uma fração de peso cumulativo de 10% em peso de 50 a 250 nm e um tamanho de partícula para uma fração de peso cumulativo de 90% em peso de 450 a 650 nm (onde o total do polímero elástico e do(s) monômero(s) é de 100 partes em peso); e o copolímero (C) sendo um copolímero obtido por copolimerização de ao menos dois monômeros selecionados a partir do grupo que consiste de um monômero de vinila aromático, um monômero de cianeto de vinila e outro monômero de vinila copolimerizável com estes monômeros. [3] Artigo moldado obtido por moldagem da composição de resina termoplástica de acordo com [1] ou [2].
[00011] A composição de resina termoplástica de acordo com a presente invenção tem um excelente equilíbrio de propriedades tais como resistência ao impacto, fluidez e resistência ao calor, e tais artigos moldados obtidos a partir das resinas termoplásticas são também fornecidos.
[00012] A seguir, as modalidades da invenção serão descritas em detalhes.
[00013] Na invenção, o termo "ácido (met)acrílico" significa um ou ambos de "ácido acrílico" e "ácido metacrílico". O termo "éster de (met)acrilato de alquila" indica um ou ambos de "éster de alquil acrilato" e "éster de alquil metacrilato". O mesmo se aplica ao termo "(met)acrilato".
[00014] A resina de policarbonato (A) é às vezes escrita como o "componente (A)", o copolímero de enxerto (B) como o "componente (B)" e o copolímero (C) como o "componente (C)".
[00015] Uma composição de resina termoplástica da presente invenção inclui 10 a 95 partes em peso de uma resina de policarbonato (A), 5 a 90 partes em peso de um copolímero de enxerto (B) descrito abaixo, e 0 a 50 partes em peso de um copolímero C) descrito abaixo em uma quantidade total de 100 partes em peso.
[00016] O copolímero de enxerto (B) é um copolímero de enxerto obtido através de polimerização por enxertia de 20 a 90 partes em peso de um, ou dois ou mais monômeros incluindo ao menos um monômero de vinila aromático e/ou um monômero de cianeto de vinila em 10 a 80 partes em peso de um polímero elástico. O polímero elástico tem um tamanho médio de partícula ponderal de 150 a 450 nm. O polímero elástico tem um tamanho de partícula para uma fração de peso cumulativo de 10% em peso de 50 a 250 nm e um tamanho de partícula para uma fração de peso cumulativo de 90% em peso de 450 a 650 nm (onde o total do polímero elástico e do monômero(s) é 100 partes em peso).
[00017] O copolímero (C) é um copolímero obtido por copolimerização de dois ou mais monômeros selecionados a partir de um monômero de vinila aromático, um monômero de cianeto de vinila e outro monômero de vinila copolimerizável com estes monômeros.
[00018] A composição de resina termoplástica da presente invenção atinge um excelente equilíbrio de propriedades tais como resistência ao impacto, fluidez e resistência ao calor, contendo de 10 a 95 partes em peso da resina de policarbonato (A), 5 a 90 partes em peso do copolímero de enxerto (B), e 0 a 50 partes em peso do copolímero (C). Mesmo uma falha em satisfazer estas condições por qualquer um destes componentes resulta em um mau equilíbrio das propriedades tais como resistência ao impacto, fluidez e resistência ao calor. Do ponto de vista do equilíbrio das propriedades, o teor da resina de policarbonato (A) é preferencialmente de 20 a 90 partes em peso, e mais preferencialmente de 30 a 70 partes em peso. O teor do copolímero de enxerto (B) é preferencialmente de 10 a 80 partes em peso, e mais preferencialmente de 10 a 60 partes em peso. O teor do copolímero (C) é de preferência de 0 a 45 partes em peso, e mais preferencialmente de 0 a 40 partes em peso. (O total da resina de policarbonato (A), do copolímero de enxerto (B) e do copolímero (C) é de 100 partes em peso).
[00019] A resina de policarbonato (A) é um polímero obtido por um processo de fosgênio no qual vários compostos de di-hidroxidiarila são reagidos com fosgênio, ou por um processo de transesterificação em que um composto de di-hidroxidiarila é reagido com um éster de carbonato tal como difenil carbonato. Exemplos típicos incluem resinas de policarbonato aromático produzidas a partir de 2,2-bis (4- hidroxifenil) propano (bisfenol A).
[00020] Exemplos de compostos di-hidroxidiarila, que não o bisfenol A, incluem bis (hidroxiaril) alcanos tais como bis (4-hidroxifenil) metano, 1,1-bis (4-hidroxifenil) etano, 2,2-bis (4-hidroxifenil) butano, 2,2-bis (4-hidroxifenil) octano, bis (4-hidroxifenil) difenilmetano, 2,2-bis (4-hidróxi-3-metilfenil) propano, 1,1-ter-butilfenil) propano, 2,2-bis (4- hidróxi-3-bromofenil) propano, 2,2-bis (4-hidróxi-3,5-dibromofenil) propano e 2,2-3,5-diclorofenil) propano, bis (hidroxiaril) cicloalcanos tais como 1,1-bis (4-hidroxifenil) ciclopentano e 1,1-bis (4-hidroxifenil) ciclo-hexano, di-hidroxidiaril éteres tais como 4,4'-di-hidroxidifenil éter e 4,4'-di-hidróxi-3,3'-dimetildifenil éter, sulfetos de di-hidroxidiarila tais como sulfeto de 4,4'-di-hidroxidifenila e sulfeto de 4,4'-dihidróxi-3,3'- dimetildifenila, di-hidroxidiaril sulfóxidos tais como 4,4'-di-hidroxidifenil sulfóxido e di-hidroxidiaril sulfonas tais como 4,4'-di-hidroxidifenil sulfona e 4,4'-di-hidróxi-3,3'-dimetildifenil sulfona.
[00021] Estes compostos podem ser utilizados isoladamente, ou dois ou mais podem ser utilizados em combinação. Além disso, estes compostos podem ser utilizados como misturas com outros compostos tais como piperazina, dipiperidil hidroquinona, resorcina e 4,4'-di- hidroxidifenila.
[00022] Os compostos de di-hidroxidiarila anteriores podem ser utilizados como misturas com compostos de fenol tri-hídrico ou poli- hídrico descritos abaixo. Exemplos de tais fenóis tri-hídricos ou poli- hídricos incluem floroglucina, 4,6-dimetil-2,4,6-tri-(4-hidroxifenil) - hepteno, 2,4,6-trimetil-2,4,6-tri-(4-hidroxifenil)-heptano, 1,3,5-tri- (4- hidroxifenil) -benzol, 1,1,1-tri-(4-hidroxifenil)-etano e 2,2-bis- (4,4-di (4- hidroxifenil) ciclo-hexil)-propano.
[00023] O peso molecular médio de viscosidade (Mv) da resina de policarbonato (A) é preferencialmente 10.000 a 80.000, ou em particular de 15.000 a 60.000.
[00024] A resina de policarbonato (A) é preferencialmente produzida reagindo-se os materiais tais como o composto de dihidroxidiarila opcionalmente com o uso de reagentes tais como um modificador de peso molecular e um catalisador de modo a obter um peso molecular médio de viscosidade na faixa acima.
[00025] Exemplos específicos das resinas de policarbonato (A) incluem "Iupilon series" e "NOVAREX series" fabricadas por Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation, e "TARFLON series" fabricada por Idemitsu Kosan Co., Ltd.
[00026] Na invenção, dois ou mais tipos das resinas de policarbonato (A) podem ser utilizados como uma mistura. Por exemplo, dois ou mais tipos de resinas de policarbonato com diferentes pesos moleculares médios de viscosidade podem ser misturados em conjunto para controlar o peso molecular médio de viscosidade para descer na faixa preferencial acima.
[00027] O copolímero de enxerto (B) é aquele obtido através de polimerização por enxertia de um monômero de vinila aromático e/ou um monômero de cianeto de vinila e opcionalmente ao menos um monômero selecionado a partir de monômeros de vinila adicionais copolimerizáveis com os monômeros acima, na presença de um polímero elástico tendo um tamanho de partícula médio específico e distribuição de tamanho de partícula (em seguida chamado de "polímero elástico (e)").
[00028] O tipo de borracha do polímero elástico (e) utilizado na invenção não é particularmente limitado. Exemplos incluem borrachas de dieno tais como polibutadieno, borrachas de (met)acrilato de alquila tais como borracha de butil acrilato, borrachas de copolímero de etileno-propileno tais como borracha de etileno-propileno, borrachas de poliorganossiloxano, borrachas compósitas de dieno/(met)acrilato de alquila, e poliorganossiloxano/(met)acrilato de alquila. As borrachas preferidas são borrachas de (met)acrilato de alquila, borrachas compósitas de dieno/(met)acrilato de alquila e borrachas compósitas de poliorganossiloxano/(met)acrilato de alquila.
[00029] Estes polímeros elásticos podem ser utilizados isoladamente, ou podem ser utilizados dois ou mais em combinação.
[00030] Do ponto de vista da resistência ao impacto, o tamanho de partícula médio ponderal do polímero elástico (e) é de 150 a 450 nm, e preferencialmente de 200 a 400 nm. O tamanho de partícula médio ponderal do polímero elástico (e) pode ser controlado por um método conhecido.
[00031] Do ponto de vista da resistência ao impacto, o tamanho de partícula do polímero elástico (e) para uma fração de peso cumulativo de 10% em peso é de 50 a 250 nm e que para uma fração de peso cumulativo de 90% em peso é de 450 a 650 nm, e preferencialmente o tamanho de partícula para uma fração de 10% em peso é de 100 a 200 nm e que para uma fração de 90% em peso é de 500 a 600 nm.
[00032] Os tamanhos de partícula do polímero elástico (e) para as respectivas frações de peso cumulativo podem ser controlados por um método conhecido para controlar uma distribuição de tamanho de partícula. Alguns métodos exemplificados são descritos abaixo.
[00033] Em polimerização contínua, um emulsificante e um monômero de borracha como uma matéria-prima para um polímero elástico são introduzidos durante um longo período de tempo de modo a produzir um polímero elástico tendo a distribuição de tamanho de partícula desejada.
[00034] Os polímeros elásticos com tamanhos de partícula diferentes são fornecidos separadamente e são misturados em conjunto de modo a fornecer um polímero elástico com a distribuição de tamanho de partícula desejada.
[00035] Um polímero elástico tendo um tamanho de partícula relativamente pequeno primeiro produzido e é então ampliado por agregação de modo a formar um polímero elástico agregado e ampliado tendo a distribuição de tamanho de partícula desejada.
[00036] Quando o polímero elástico é produzido através de polimerização por emulsão, o tamanho de partícula médio ponderal e a distribuição de tamanho de partícula podem ser controlados selecionando-se apropriadamente o tipo e a quantidade do emulsificante. Na polimerização contínua, a queda de um monômero elástico é acompanhada por uma diminuição no pH do látex, e a estabilidade do látex é às vezes perdida para causar a geração de coágulos. Nesse caso, a polimerização pode ser conduzida de forma estável utilizando um emulsificante que exibe uma capacidade emulsificante estável mesmo sob condições ácidas tais como alquilbenzenossulfonato de sódio.
[00037] Quando um polímero elástico é produzido com um tamanho de partícula relativamente pequeno e é depois ampliado, o tratamento de ampliação é de preferência realizado misturando-se o látex do polímero elástico particulado relativamente pequeno com um látex de um copolímero contendo um grupo ácido e é mais preferencialmente tal que um sal de ácido condensado é adicionado antes da mistura do látex de copolímero contendo grupo ácido. Tal ampliação fornece um polímero elástico (e) tendo o tamanho médio de partícula e a distribuição de tamanho de partícula desejados. A adição de um sal de ácido condensado controla a formação de um polímero elástico tendo um pequeno tamanho de partícula.
[00038] O sal de ácido condensado adicionado antes da mistura do látex de copolímero contendo grupo ácido no tratamento de ampliação pode ser um sal de um ácido condensado tal como ácido fosfórico ou ácido silícico, com um metal alcalino e/ou alcalinoterroso. Um sal de ácido condensado preferencial é um sal de ácido pirofosfórico, que é o ácido condensado de ácido fosfórico, com um metal alcalino. Pirofosfato de sódio ou pirofosfato de potássio é particularmente preferencial. A quantidade na qual o sal de ácido condensado é adicionado é preferencialmente de 0,1 a 10 partes em peso e mais preferencialmente de 0,5 a 7 partes em peso com relação a 100 partes em massa (em termos de sólidos) do látex de polímero elástico particulado relativamente pequeno. Se a quantidade do sal de ácido condensado adicionado está abaixo do limite inferior, a ampliação não prossegue suficientemente. Se a quantidade do sal de ácido condensado está acima do limite superior, a ampliação não prossegue suficientemente ou a estabilidade do látex de borracha é às vezes perdida para causar uma geração pesada de coágulos.
[00039] O látex de copolímero contendo grupo ácido que é utilizado na ampliação é aquele que é obtido por polimerização em água de uma mistura de monômeros incluindo um monômero contendo grupo ácido, um monômero de éster de (met)acrilato de alquila e opcionalmente um monômero adicional copolimerizável com os monômeros acima.
[00040] O monômero contendo grupo ácido é de preferência um composto insaturado contendo grupo carboxila. Exemplos de tais compostos incluem ácido (met) acrílico, ácido itacônico e ácido crotônico, sendo o ácido (met) acrílico particularmente preferencial. Os monômeros contendo grupo ácido podem ser utilizados isoladamente, ou podem ser utilizados dois ou mais em combinação.
[00041] Exemplos dos monômeros de éster de (met)acrilato de alquila incluem ésteres de ácido acrílico e/ou ácido metacrílico com um álcool tendo um grupo C1-12 alquila linear ou ramificado, tal como metil acrilato, etil acrilato, propil acrilato, n-butil acrilato, isobutil acrilato, t- butil acrilato, 2-etil-hexil acrilato, metil metacrilato, etil metacrilato, propil metacrilato, n-butil metacrilato, isobutil metacrilato, t-butil metacrilato e 2-etilhexil metacrilato. Destes, os ésteres de (met)acrilato de alquila tendo um grupo C1-8 alquila são particularmente preferenciais. Os monômeros de éster de (met)acrilato de alquila podem ser utilizados isoladamente, ou podem ser utilizados dois ou mais em combinação.
[00042] Os monômeros adicionais são os monômeros que são copolimerizáveis com os monômeros contendo grupo ácido e os monômeros de éster de (met)acrilato de alquila e não pertencem a monômeros contendo grupo ácido ou monômeros de éster de (met)acrilato de alquilas. Exemplos de monômeros adicionais incluem monômeros de vinila aromático (por exemplo, estireno, a-metilestireno e p-metilestireno), monômeros de cianeto de vinila (por exemplo, acrilonitrilo e metacrilonitrilo) e compostos tendo dois ou mais grupos funcionais polimerizáveis (por exemplo, alil metacrilato, dimetacrilato éster de polietileno glicol, trialil cianurato, trialil isocianurato e trialil trimelitato). Os monômeros adicionais podem ser utilizados unicamente, ou dois ou mais podem ser utilizados em combinação.
[00043] As quantidades dos monômeros polimerizáveis expressas em termos das proporções em relação a 100% em peso do látex de copolímero contendo grupo ácido são tais que a quantidade do monômero contendo grupo ácido é preferencialmente de 5 a 40% em peso, ou mais preferencialmente de 8 a 30% em peso, a quantidade do monômero de éster de (met)acrilato de alquila é preferencialmente 60 a 95% em peso, ou mais preferencialmente de 70 a 92% em peso, e a quantidade do monômero copolimerizável adicional é preferencialmente de 0 a 48%, ou mais preferencialmente de 0 a 30% em peso. Se a proporção do monômero contendo grupo ácido está abaixo do limite inferior, resulta em uma capacidade de ampliação insuficiente. Se a proporção do monômero contendo grupo ácido está acima do limite superior, grandes quantidades de coágulos são formadas durante a produção do látex de copolímero contendo grupo ácido.
[00044] O látex de copolímero contendo grupo ácido pode ser produzido por um método de polimerização por emulsão usual.
[00045] O emulsificante utilizado na polimerização por emulsão pode ser um único ou uma combinação de dois ou mais tipos de emulsificantes conhecidos tais como emulsificantes aniônicos selecionados a partir de, dentre outros, emulsificantes de carboxilato representados por sais de metal alcalino de ácido oleico, ácido palmítico, ácido esteárico e ácido de rosina, e sais de metais alcalinos de ácido alquenilsuccínico, bem como ésteres de alquilsulfato, alquilbenzenossulfonato de sódio, alquilsulfossuccinato de sódio e ésteres de polioxietileno nonilfenil éter sulfatos de sódio.
[00046] O emulsificante pode ser utilizado de tal maneira que a quantidade total seja adicionada imediatamente durante um estágio inicial da polimerização, ou uma parte é utilizada em um estágio inicial e o resto é adicionado durante a polimerização de forma intermitente ou contínua. A quantidade e a forma na qual o emulsificante é utilizado têm impactos sobre o tamanho de partícula do látex de copolímero contendo grupo ácido e assim sobre o tamanho de partícula do polímero elástico ampliado (e). Por conseguinte, é necessário utilizar o emulsificante em uma quantidade apropriada e de uma maneira apropriada.
[00047] A polimerização pode envolver um iniciador de polimerização tal como um iniciador termicamente decomponível ou um iniciador de redox. Exemplos de iniciadores termicamente decomponíveis incluem persulfato de potássio, persulfato de sódio e persulfato de amônio. Exemplos de iniciadores de redox incluem combinações de um peróxido orgânico tal como hidroperóxido de cumeno, formaldeído sulfoxilato de sódio e um sal de ferro. Estes iniciadores podem ser utilizados isoladamente, ou dois ou mais podem ser utilizados em combinação.
[00048] Para controlar o peso molecular, mercaptanos tais como t- dodecilmercaptano e n-octilmercaptano, e agentes de transferência de cadeia tais como terpinoleno e dímero de a-metilestireno podem ser usados. Para ajustar o pH, álcalis, ácidos e eletrólitos como redutores de viscosidade podem ser adicionados.
[00049] A quantidade na qual é adicionado o látex de copolímero contendo grupo ácido é de preferência 0,1 a 10 partes em massa (em termos de sólidos), e mais preferencialmente de 0,3 a 7 partes em massa em relação a 100 partes em massa (em termos de sólidos) do látex de polímero elástico particulado relativamente pequeno. Se a quantidade do látex de copolímero contendo grupo ácido está abaixo do limite inferior, a ampliação não prossegue suficientemente e grandes quantidades de coágulos às vezes são geradas. Se a quantidade do látex de copolímero contendo grupo ácido está acima do limite superior, o pH do látex ampliado é assim reduzido de modo que a estabilidade do látex tende a ser perdida.
[00050] Uma estrutura reticulada pode ser introduzida no polímero elástico (e). Exemplos de agentes de reticulação utilizados neste caso incluem divinilbenzeno, alil (met)acrilato, etilenoglicol di (met)acrilato, dialil ftalato, diciclopentadieno di (met)acrilato, trimetilolpropano tri (met)acrilato, 1,4-butanodiol di (met)acrilato, 1,6-hexanodiol di (met)acrilato, trialil cianurato e trialil isocianurato. Estes agentes podem ser utilizados isoladamente, ou dois ou mais podem ser utilizados em combinação.
[00051] Dos monômeros polimerizados por enxertia no polímero elástico (e), exemplos de monômeros de vinila aromático incluem estireno, α-metilestireno, p-metilestireno e bromoestireno. Um, ou dois ou mais destes monômeros podem ser usados. Estireno e o a- metilestireno são particularmente preferenciais.
[00052] Exemplos dos monômeros de cianeto de vinila incluem acrilonitrilo, metacrilonitrilo, etacrilonitrilo e fumaronitrilo. Um, ou dois ou mais destes monômeros podem ser usados. Acrilonitrilo é particularmente preferencial.
[00053] Em adição ao monômero de vinila aromático e ao monômero de cianeto de vinila, um monômero de vinila adicional copolimerizável com estes monômeros pode ser polimerizado por enxertia no polímero elástico (e). Exemplos do monômero de vinila adicional copolimerizável incluem monômero de (met)acrilato éster, monômero de maleimida e monômero de amida. Um, ou dois ou mais destes monômeros podem ser usados.
[00054] Exemplos dos monômeros de (met)acrilato éster incluem metil (met)acrilato, etil (met)acrilato, propil (met)acrilato, butil (met)acrilato, 2-etilhexil (met)acrilato, 4-t-butilfenil (met)acrilato, bromofenil (met)acrilato, dibromofenil (met)acrilato e clorofenil (met)acrilato.
[00055] Exemplos de monômeros de maleimida incluem N- fenilmaleimida e N-ciclo-hexilmaleimida.
[00056] Exemplos dos monômeros de amida incluem acrilamida e metacrilamida.
[00057] Os monômeros acima podem ser polimerizados por enxertia no polímero elástico (e) em qualquer proporção sem limitação. Algumas relações preferenciais são descritas abaixo:
[00058] 60 a 90% em peso de monômero de vinila aromático, 10 a 40% em peso de monômero de cianeto de vinila e 0 a 30% em peso de monômero de vinila adicional copolimerizável;
[00059] 30 a 80% em peso de monômero de vinila aromático, 20 a 70% em peso de monômero de (met)acrilato éster e 0 a 50% em peso de monômero de vinila adicional copolimerizável; ou
[00060] 20 a 70% em peso de monômero de vinila aromático, 20 a 70% em peso de monômero de (met)acrilato éster, 10 a 60% em peso de monômero de cianeto de vinila e 0 a 30% em peso de monômero de vinila adicional copolimerizável.
[00061] O copolímero de enxerto (B) utilizado na invenção é obtido através de polimerização por enxertia de 20 a 90 partes em peso de um, ou dois ou mais tipos dos monômeros acima em 10 a 80 partes em peso do polímero elástico (e) (o total do polímero elástico e do(s) monômero(s) é de 100 partes em peso). Se a quantidade do polímero elástico (e) é menor do que 10 partes em peso, a composição de resina termoplástica obtida será pobre em resistência ao impacto. A fluidez da composição de resina termoplástica obtida é deteriorada se a quantidade do polímero elástico (e) for maior do que 80 partes em peso. É preferencial que a quantidade do polímero elástico (e) seja de 30 a 70 partes em peso e a do monômero(s) seja de 30 a 70 partes em peso e é mais preferencial que a quantidade do polímero elástico) seja de 40 a 60 partes em peso e a do monômero(s) seja de 60 a 40 partes em peso (o total do polímero elástico e do(s) monômero(s) é de 100 partes em peso).
[00062] O copolímero de enxerto (B) na invenção pode ser produzido por quaisquer técnicas sem limitação, por exemplo, através de polimerização por emulsão, polimerização por suspensão ou polimerização em massa. No caso de polimerização por emulsão, a polimerização por enxertia dos monômeros acima no polímero elástico (e) resulta em um látex do copolímero de enxerto (B). O látex do copolímero de enxerto (B) pode ser solidificado por um método conhecido, e o sólido pode ser lavado, desidratado e seco para obter um pó do copolímero de enxerto (B).
[00063] Quando o copolímero de enxerto (B) é produzido através de polimerização por emulsão, o peso molecular e a razão de enxerto dos componentes enxertados podem ser controlados selecionando-se apro-priadamente o tipo e a quantidade do emulsificante, o tipo e a quantidade do iniciador, e as condições de produção tais como o tempo de polime- rização, a temperatura de polimerização e as condições de agitação.
[00064] O emulsificante utilizado na polimerização por emulsão é de preferência um emulsificante aniônico porque fornece excelente estabilidade do látex durante a polimerização por emulsão e permite que a relação de polimerização seja aumentada. Exemplos de emulsificantes aniônicos incluem sais carboxilato (por exemplo, sarcosinato de sódio, ácido graxo - potássio, ácido graxo - sódio, alquenilsuccinato dipotássio e sabão de ácido de rosina), sais de alquilsulfato éster, alquilbenzenossulfonato de sódio, alquilsulfos- succinatos de sódio e ésteres de polioxietileno nonilfenil éter sulfato. Para evitar a hidrólise dos monômeros, os emulsificantes preferenciais são, dentre outros, sarcosinato de sódio, alquenilsuccinato dipotássio, sais de alquilsulfato éster, alquilbenzenossulfonato de sódio, alquilsulfossuccinato de sódio e ésteres de polioxietileno nonilfenil éter sulfato de sódio. A partir dos pontos de vista tais como a estabilidade em polimerização, os alquenilsuccinatos dipotássio são particularmente preferenciais. Estes emulsificantes podem ser utilizados isoladamente, ou dois ou mais podem ser utilizados em combinação.
[00065] O copolímero de enxerto (B) pode ser recuperado a partir do látex de copolímero de enxerto (B) resultante da polimerização por enxertia em emulsão, por exemplo, por um processo a úmido no qual o látex de copolímero de enxerto (B) é adicionado a uma solução de um coagulante em água quente para fazer com que o copolímero seja floculado como uma pasta fluida, ou um processo de secagem por aspersão no qual o copolímero de enxerto (B) é recuperado semidiretamente por aspersão do látex de copolímero de enxerto (B) em uma atmosfera sendo aquecida.
[00066] Exemplos de coagulantes utilizados no processo a úmido incluem ácidos inorgânicos tais como ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido fosfórico e ácido nítrico, e sais metálicos tais como cloreto de cálcio, acetato de cálcio e sulfato de alumínio. O coagulante é selecionado de acordo com o emulsificante utilizado na polimerização. Embora a recuperação do copolímero de enxerto (B) seja viável com qualquer tipo de coagulante quando o emulsificante utilizado é um sabão de ácido carboxílico isoladamente tal como sabão de ácido graxo ou sabão de ácido de rosina, é preferencial que o copolímero de enxerto (B) seja recuperado usando-se um ácido inorgânico a partir do ponto de vista da estabilidade térmica residencial. No caso em que o sistema inclui um emulsificante que exibe uma capacidade emulsificante estável mesmo sob condições ácidas tais como alquilbenzeno sulfonato de sódio, é necessário utilizar um sal metálico como o coagulante porque a adição de um ácido inorgânico faz com que o líquido recuperado se torne turvo e torna assim difícil a recuperação do copolímero de enxerto (B).
[00067] Para obter o copolímero de enxerto (B) no estado seco a partir da pasta fluida do copolímero de enxerto (B) resultante do processo a úmido, um método pode ser adotado no qual o resíduo do emulsificante que permanece na pasta fluida é dissolvido em água por lavagem e então a pasta fluida é desidratada com um dispositivo tal como uma centrífuga ou um desidratador de prensa e seca com um secador tal como um secador a ar. Alternativamente, a desidratação e a secagem podem ser realizadas simultaneamente com um dispositivo tal como um desidratador de compressão ou uma extrusora. Por estes métodos, o copolímero de enxerto (B) pode ser obtido como um pó seco ou partículas. O copolímero de enxerto (B) descarregado a partir de um desidratador de compressão ou de uma extrusora pode ser fornecido, sem ser recuperado, diretamente para uma extrusora ou a um aparelho de moldagem no qual a composição de resina será produzida e moldada.
[00068] No copolímero de enxerto (B) utilizado na invenção, a razão de enxerto (determinada a partir das quantidades de componentes solúveis em acetona e insolúveis em acetona do copolímero de enxerto (B), e do peso do polímero elástico no copolímero de enxerto (B)), e a viscosidade reduzida de componentes solúveis em acetona (medida a 25°C em relação a uma solução de 0,2 g/dL de N,N- dimetilformamida) não estão particularmente limitados, e a estrutura pode ser selecionada apropriadamente de acordo com o desempenho desejado. A partir do ponto de vista do equilíbrio das propriedades, a relação de enxerto é preferencialmente de 5 a 150% e a viscosidade reduzida é preferencialmente de 0,2 a 2,0 dL/g.
[00069] Especificamente, a relação de enxerto no copolímero de enxerto (B) e a viscosidade reduzida de componentes solúveis em acetona são medidas pelos métodos descritos posteriormente na seção de Exemplos.
[00070] O copolímero (C) utilizado na invenção é obtido por copolimerização de dois ou mais monômeros selecionados a partir de um monômero de vinila aromático, um monômero de cianeto de vinila e outro monômero de vinila copolimerizável com estes monômeros. Os monômeros para constituir o copolímero (C) podem ser similares aos monômeros utilizados para o copolímero de enxerto (B).
[00071] A relação dos monômeros no copolímero (C) não é particularmente limitada. Por exemplo, o copolímero é obtido por polimerização de uma mistura de monômeros incluindo 60 a 95% em peso, ou de preferência 70 a 85% em peso de um monômero de vinila aromático, 5 a 40% em peso, ou preferencialmente 15 a 30% em peso de um monômero de cianeto de vinila, e 0 a 40% em peso, ou de preferência 0 a 30% em peso de um monômero adicional copolimerizável com os monômeros acima. A relação acima do monômero de vinila aromático, do monômero de cianeto de vinila e do monômero adicional garante que o copolímero de enxerto (B) e o copolímero (C) terão boa compatibilidade entre si e os artigos moldados obtidos estarão isentos de defeitos na aparência.
[00072] O copolímero (C) pode ser produzido por quaisquer métodos sem limitação, por exemplo, através de polimerização por emulsão, polimerização em suspensão, polimerização em solução ou polimerização em massa.
[00073] O peso molecular médio ponderal (Mw) do copolímero (C) está preferencialmente na faixa de 50000 a 200000 e mais preferencialmente na faixa de 75000 a 150000. Se o peso molecular médio ponderal do copolímero (C) está abaixo dessa faixa, os artigos moldados obtidos serão pobres em resistência ao impacto. A trabalhabilidade durante a moldagem é diminuída se o peso molecular médio ponderal do copolímero (C) exceder a faixa acima. O peso molecular médio ponderal do copolímero (C) é medido pelo método descrito posteriormente na seção dos Exemplos.
[00074] Em adição ao componente (A), o componente (B) e o componente (C), a composição de resina termoplástica da invenção pode opcionalmente conter aditivos, por exemplo, estabilizadores da luz de amina impedida; antioxidantes tais como os baseados em fenóis impedidos, compostos orgânicos contendo enxofre e compostos orgânicos contendo fósforo; estabilizadores térmicos tais como os baseados em fenóis e acrilatos; absorvedores de UV tais como aqueles baseados em benzoatos, benzotriazóis, benzofenonas e salicilatos; lubrificantes tais como os baseados em níquel orgânico e amidas de ácidos graxos superiores; plastificantes tais como ésteres de fosfato; retardadores de chama e auxiliares de retardadores de chama tais como compostos contendo halogênio, por exemplo, polibromofenil éter, tetrabromobisfenol-A, oligômero de epóxi bromado e oligômero de policarbonato bromado, compostos de fósforo e trióxido de antimônio; agentes de mascaramento de odores; pigmentos tais como negro de fumo e óxido de titânio; e corantes. Ademais, agentes de reforço e enchimentos podem ser adicionados, com exemplos incluindo talco, carbonato de cálcio, hidróxido de alumínio, fibras de vidro, flocos de vidro, esferas de vidro, fibras de carbono e fibras metálicas.
[00075] A composição de resina termoplástica da invenção pode ser obtida por misturação dos componentes descritos acima. Por exemplo, os componentes podem ser misturados em conjunto com a utilização de uma máquina de amassamento conhecida tal como uma extrusora, um rolo, um misturador Banbury ou uma amassadora.
[00076] A resina de policarbonato (A), o copolímero de enxerto (B) e o copolímero (C) podem ser misturados em qualquer ordem e de qualquer forma sem limitação. Estes três componentes podem ser misturados de tal maneira que dois dos componentes são misturados e amassados em conjunto de antemão e o restante componente é misturado e amassado com a mistura. Os outros componentes podem ser misturados e amassados em qualquer estágio sem limitação. O amassamento em fusão é de preferência realizado utilizando uma extrusora conhecida em 180 a 300°C.
[00077] A composição de resina termoplástica da invenção pode ser utilizada como uma mistura com outras resinas termoplásticas enquanto continua a atingir a sua finalidade. Exemplos de tais resinas termoplásticas incluem resinas acrílicas tais como polimetil metacrilato, resinas de poliéster tais como resina de polibutileno tereftalato, resina de polietileno tereftalato e resina de polilactato, e resinas de poliamida. Um, ou dois ou mais tipos destas resinas podem ser utilizados.
[00078] Um artigo moldado da invenção é produzido moldando-se a composição de resina termoplástica da presente invenção descrita acima. A composição de resina termoplástica da invenção pode ser moldada por quaisquer métodos sem limitação. Exemplos dos métodos de moldagem incluem moldagem por injeção, extrusão, moldagem por compressão, moldagem por inserto, moldagem a vácuo e moldagem por sopro.
[00079] A composição de resina termoplástica da invenção tem excelente fluidez e formabilidade, e os artigos moldados da invenção obtidos por moldagem da composição têm excelente resistência ao impacto e resistência ao calor.
[00080] Os artigos de resina moldada da invenção são adequadamente utilizados em várias aplicações tais como peças de veículos, materiais de construção, necessidades diárias e peças em eletrodomésticos e equipamento de escritório.
[00081] Dentre as aplicações de uso dos artigos de resina moldada da presente invenção, exemplos de partes de veículos incluem agrupamentos centrais, moldura de registo, painéis superiores de console, porta-copos, apoios de braços de portas, alças internas, várias peças de comutação, moldagens tais como moldagens de áudio, alojamentos de espelho de porta, grelhas de radiador, colunas, alojamentos de lâmpada de combinação traseira, emblemas e trilhos de teto. Exemplos de materiais de construção incluem materiais de parede, materiais de piso, caixilhos de janelas, corrimãos, interiores e calhas. Exemplos das necessidades diárias incluem utensílios de mesa, brinquedos e produtos diversos. Algumas das peças em eletrodomésticos e equipamentos de escritório para os quais os artigos moldados são adequadamente aplicados são peças de eletrodomésticos tais como invólucros de limpador a vácuo, invólucros de televisão e invólucros de ar condicionado, e invólucros de equipamentoselétricos tais como invólucros de equipamentos de comunicação, invólucros de laptop, invólucros de terminal móvel, invólucros de equipamentos de comunicação móveis e invólucros de projetores de cristal líquido.
[00082] A seguir, a presente invenção será descrita em mais detalhes apresentando Exemplos Sintéticos, Exemplos e Exemplos Comparativos. O escopo da invenção não está limitado a tais Exemplos sem abandonar o espírito da invenção.
[00083] Na seguinte descrição, o termo "partes" indica "partes em peso".
[00084] As propriedades dos componentes utilizados para a produção de composições de resina termoplástica nos Exemplos e Exemplos Comparativos foram medidas pelos seguintes métodos.
[00085] A viscosidade foi medida em relação a uma solução da resina em cloreto de metileno como um solvente com utilização de um viscosímetro de Ubbelohde e o peso molecular foi calculado utilizando a equação de viscosidade de Schnell abaixo.
[00086] (Na equação, ^ é a viscosidade intrínseca e Mv é o peso molecular médio de viscosidade).
[00087] Exatamente 1 g de um látex de polímero elástico foi pesado, e os componentes voláteis foram evaporados a 200°C durante 20 minutos. O peso do resíduo foi medido. O teor de sólidos no látex foi determinado utilizando a seguinte equação.
[00088] A conversão de polimerização foi determinada utilizando a seguinte equação com base no teor de sólidos medido acima.
[00089] Conversão de polimerização [%] = (S ^ 100 x Partes em peso de todos os materiais - Partes em peso de materiais exceto monômeros e água)/Peso total dos monômeros x 100 S: Teor de sólidos [%]
[00090] Partes em peso de todos os materiais: Total de partes em peso de materiais tais como monômeros e água alimentados no reator
[00091] O tamanho de partícula médio ponderal e os tamanhos de partículas para as respectivas frações de peso cumulativo de componentes tais como polímeros elásticos, borrachas expandidas e borrachas blendadas foram determinados por um método de correlação de fótons utilizando "Microtrac Model: 9230 UPA" fabricado por NIKKISO CO., LTD.
[00092] Um copolímero de enxerto pesando 2,5 g foi combinado com 80 mL de acetona, e a mistura foi submetida a refluxo em um banho de água quente a 65°C durante 3 horas para extrair componentes solúveis em acetona. Os componentes insolúveis em acetona que permaneceram foram separados por centrifugação, e o seu peso seco foi medido para calcular a proporção em peso dos componentes insolúveis em acetona no copolímero de enxerto. Com base na proporção em peso dos componentes insolúveis em acetona no copolímero de enxerto, a relação de enxerto foi calculada utilizando a seguinte equação.
[00093] Com a utilização de um viscosímetro de Ubbelohde, a viscosidade reduzida ^sp/C (unidade: dL/g) foi medida a 25°C em relação a uma solução de N,N-dimetilformamida de componentes solúveis em acetona de um copolímero de enxerto tendo uma concentração de 0,2 g/dL.
[00094] Como amostra de medição, uma solução de um copolímero em tetra-hidrofurano foi analisada com um GPC (cromatografia de permeação em gel) (fabricado por TOSOH CORPORATION), e o peso molecular foi calibrado em relação aos padrões de poliestireno.
[00095] Um policarbonato comercial (A) foi fornecido ("S-2000F" fabricado por Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation). O peso molecular médio de viscosidade (Mv) desta resina de policarbonato foi 22.000.
[00096] Um reator equipado com um recipiente de injeção de reagente, um tubo condensador, um aquecedor de camisa e um agitador foi carregado, enquanto executando agitação, com 200 partes de água deionizada (em seguida denominada simplesmente como água), 2,4 partes de alquilbenzenossulfonato de sódio, 10 partes de n- butil acrilato, 0,05 parte de trialil isocianurato e 0,02 parte de hidroperóxido de cumeno. O reator foi purgado com nitrogênio, e então os materiais foram aquecidos.
[00097] A uma temperatura interior de 60°C, uma solução aquosa foi adicionada que incluía 0,09 parte de formaldeído-dissulfoxilato de sódio, 0,006 parte de sal sulfato ferroso heptahidratado, 0,012 parte de etilenodiaminotetra-acetato dissódico e 5 partes de água. A polime- rização foi assim iniciada. Após a geração de calor de polimerização ser observada, a temperatura da camisa foi ajustada para 60°C e a polimerização foi continuada até a geração de calor de polimerização ter cessado. Em seguida, foram introduzidos, durante um período de 10 horas, 1,8 L/h de uma mistura líquida incluindo 99,5 partes de n- butil acrilato, 0,5 parte de trialil isocianurato e 0,2 parte de hidroperóxido de cumeno, 2,4 L/h de uma solução aquosa incluindo 2,5 partes de alquilbenzenossulfonato de sódio e 115 partes de água, e 100 mL/h de uma solução aquosa incluindo 0,09 parte de formaldeído-dissulfoxilato de sódio, 0,006 parte de sal sulfato ferroso heptahidratado, 0,012 parte de etilenodiaminotetra-acetato dissódico e 5 partes de água. A polimerização foi realizada continuamente a uma temperatura de polimerização de 60°C para fornecer um látex de polímero elástico (e-1) (um látex de borracha de alquil acrilato) com um teor de sólidos de 43% em peso, um tamanho médio de partícula ponderal do polímero elástico de 260 nm, um tamanho de partícula para uma fração de 10% em peso de 110 nm, e um tamanho de partícula para uma fração de 90% em peso de 550 nm.
[00098] Um reator equipado com um recipiente de injeção de reagente, um tubo condensador, um aquecedor de camisa e um agitador foi carregado, durante a agitação, com 340 partes de água, 1,7 parte de alquenilsuccinato dipotássio (LATEMUL ASK fabricado por Kao Corporation), 100 partes de n-butil acrilato, 0,5 parte de trialil isocianurato e 0,34 parte de t-butil hidroperóxido. O reator foi purgado com nitrogênio, e então os materiais foram aquecidos.
[00099] A uma temperatura interna de 55°C, uma solução aquosa foi adicionada que incluiu 0,34 parte de formaldeído-dissulfoxilato de sódio, 0,0005 parte de sal sulfato ferroso hepta-hidratado, 0,0015 parte de etilenodiaminotetra-acetato dissódico e 10 partes de água. A polimerização foi assim iniciada. Após a geração de calor de polimerização ser observada, a temperatura da camisa foi ajustada para 60°C e a polimerização foi continuada até a geração de calor de polimerização ter cessado. Após 3 horas a partir do início da polimerização, o sistema foi resfriado. Deste modo, um látex de polímero elástico (e-2) (um látex de borracha de alquil acrilato) que foi obtido tinha um teor de sólidos de 23% em peso, um tamanho médio de partícula ponderal do polímero elástico de 105 nm, um tamanho de partícula para uma fração de 10% em peso de 70 nm, e um tamanho de partícula para uma fração de 90% em peso de 150 nm.
[000100] Os látices de polímero elástico (e-3) a (e-6) tendo os tamanhos de partícula mostrados na Tabela 1 foram obtidos do mesmo modo que no Exemplo Sintético 2, exceto que o trialil isocianurato foi substituído por alil metacrilato e a quantidade foi alterada como descrito na Tabela 1. Tabela 1
BA: n-butil acrilato TAIC: Trialil isocianurato AMA: Alil metacrilato (No polímero elástico (e - 1), a quantidade foi convertida em relação a BA como 100 partes).
[000101] Um recipiente resistente ao calor foi carregado com 100 partes de 1,3-butadieno, 1,0 parte de t-dodecilmercaptano, 0,15 parte de persulfato de potássio, 1,5 parte de rosinato de sódio, 0,02 parte de hidróxido de potássio, 0,3 parte de pirofosfato de sódio e 200 partes de água. A reação foi realizada a 60°C. Após 15 horas, a reação foi terminada por resfriamento, obtendo-se um látex de polímero elástico (e - 7) (um látex de borracha de polibutadieno) tendo um teor de sólidos de 32% em peso, um teor de gel de 60%, um tamanho de partícula médio ponderal de 75 nm, um tamanho de partícula para uma fração de 10% em peso de 45 nm, e um tamanho de partícula para uma fração de 90% em peso de 110 nm.
[000102] Os procedimentos no Exemplo Sintético 4 foram repetidos, exceto que a quantidade de t-dodecilmercaptano foi alterada de 1,0 parte para 0,5 parte, obtendo-se assim um látex de polímero elástico (e-8) (um látex de borracha de polibutadieno) com um teor de sólidos de 33%, um teor de gel de 88% em peso, um tamanho médio de partícula ponderal de 75 nm, um tamanho de partícula para uma fração de 10% em peso de 40 nm, e um tamanho de partícula para uma fração de 90% em peso de 105 nm.
[000103] Sob um fluxo de nitrogênio, um reator equipado com um recipiente de injeção de reagente, um tubo condensador, um aquecedor de camisa e um agitador foi carregado com 200 partes de água, duas partes de oleato de potássio, 4 partes de dioctilsul- fossuccinato de sódio, 0,003 parte de sulfato ferroso hepta-hidratado, 0,009 parte de etilenodiaminotetra-acetato dissódico e 0,3 parte de formaldeído-dissulfoxilato de sódio. A temperatura foi elevada para 60°C. Após a temperatura ter atingido 60°C, uma mistura incluindo 82 partes de n-butil acrilato, 18 partes de ácido metacrílico e 0,5 parte de hidroperóxido de cumeno foram despejados continuamente ao longo de um período de 120 minutos. Após a conclusão da adição por gotejamento, a mistura foi envelhecida a 60°C durante duas horas. Deste modo, um látex de copolímero contendo grupo ácido (K-1) que foi obtido tinha um teor de sólidos de 33% em peso, uma conversão de polimerização de 96%, e um tamanho de partícula médio ponderal do copolímero contendo grupo ácido de 150 nm.
[000104] Os procedimentos no Exemplo Sintético 6 foram repetidos, exceto que 82 partes de n-butil acrilato e 18 partes de ácido metacrílico foram alteradas para 86 partes de n-butil acrilato e 14 partes de ácido metacrílico, obtendo-se assim um látex de copolímero contendo grupo ácido (K-2) que tinha um teor de sólidos de 33% em peso, uma conversão de polimerização de 95%, e um tamanho de partícula médio ponderal do copolímero contendo grupo ácido de 110 nm.
[000105] Os procedimentos no Exemplo Sintético 6 foram repetidos, exceto que 82 partes de n-butil acrilato e 18 partes de ácido metacrílico foram substituídas por 89 partes de n-butil acrilato e 11 partes de ácido metacrílico, obtendo-se assim um látex de copolímero contendo grupo ácido (K-3) que tinha um teor de sólidos de 33% em peso, uma conversão de polimerização de 97%, e um tamanho de partícula médio ponderal do copolímero contendo grupo ácido de 60 nm.
[000106] Um reator equipado com um recipiente de injeção de reagente, um aquecedor de camisa e um agitador foi carregado com 435 partes (100 partes em termos de sólidos) do látex de polímero elástico (e-2) e, enquanto se realizava a agitação, a temperatura interna foi aumentada para 30°C com o aquecedor de camisa. 0,8 Parte de pirofosfato de sódio foram adicionadas como uma solução aquosa a 5% em peso ao reator, e a agitação foi realizada suficientemente. Em seguida, 3 partes (1 parte em termos de sólidos) do látex de copolímero contendo grupo ácido (K-1) e 0,9 parte (0,3 parte em termos de sólidos) do látex de copolímero contendo grupo ácido (K-2) foram adicionadas. A mistura foi agitada durante 30 minutos enquanto se mantinha a temperatura interina em 30°C. Deste modo, um látex de borracha expandida (f-1) que tinha um tamanho de partícula médio ponderal da borracha expandida de 350 nm, um tamanho de partícula para uma fração de 10% em peso de 150 nm, e um tamanho de partícula para uma fração de 90% em peso de 580 nm.
[000107] Os látices de borracha expandida (f-2) a (f-14) tendo os tamanhos de partícula mostrados na Tabela 2 foram obtidos do mesmo modo que no Exemplo Sintético 9, exceto que os tipos e as quantidades do látex de polímero elástico (e), pirofosfato de sódio e os látices de copolímero contendo grupo ácido (K) foram alterados tal como descrito na Tabela 2. Tabela 2
[000108] Um reator equipado com um agitador foi carregado com 260 partes (60 partes em termos de sólidos) do látex de polímero elástico (e-3) e 174 partes (40 partes em termos de sólidos) do látex de borracha expandida (f-10) enquanto executando a agitação. Assim, um látex de borracha blendada (g-1) que foi obtido tinha um tamanho de partícula médio ponderal de 130 nm, um tamanho de partícula para uma fração de 10% em peso de 90 nm e um tamanho de partícula para uma fração de 90% em peso de 490 nm.
[000109] Os látices de borracha blendada (g-2) a (g-5) tendo os tamanhos de partícula mostrados na Tabela 3 foram obtidos do mesmo modo que no Exemplo Sintético 11, exceto que o tipo e a quantidade do látex de polímero elástico ou do látex de borracha expandida foram alterados como descrito na Tabela 3. Tabela 3
[000110] Um reator equipado com um recipiente de injeção de reagente, um tubo condensador, um aquecedor de camisa e um agitador foi carregado com 260 partes de água (incluindo a água no látex de borracha), 140 partes (60 partes em termos de sólidos) do látex de polímero elástico (e-1) e 0,5 parte de alquilbenzenossulfonato de sódio. A temperatura do líquido no reator foi aumentada para 60°C. Em seguida, foram adicionados por gotejamento, ao longo de um período de duas horas, uma solução aquosa incluindo 0,2 parte de formaldeídosulfoxilato de sódio, 0,003 parte de sal de sulfato ferroso hepta-hidratado, 0,017 parte de etilenodiamino tetra-acetato dissódico e 10 partes de água e uma mistura líquida incluindo 15 partes de acrilonitrilo, 25 partes de estireno e 0,2 parte de hidroperóxido de cumeno, realizando assim a polimerização. Após a conclusão da adição por gotejamento, o líquido foi agitado durante 30 minutos enquanto se mantinha a temperatura interna a 60°C, e foi depois resfriado. Um látex de copolímero de enxerto (B-1) foi assim obtido.
[000111] Em seguida, 150 partes de uma solução aquosa a 1% em peso de acetato de cálcio (acetato de Ca) foram aquecidas a 75°C. Enquanto agitando a solução aquosa, 100 partes do látex de copolímero de enxerto (B-1) foram gradualmente vertidas na solução aquosa, e o copolímero de enxerto (B-1) foi solidificado. Além disso, a temperatura foi aumentada para 90°C e mantida constante durante 5 minutos. Em seguida, os sólidos foram desidratados, lavados e secos para fornecer o copolímero de enxerto (B-1) como um pó.
[000112] Um reator equipado com um recipiente de injeção de reagente, um tubo condensador, um aquecedor de camisa e um agitador foi carregado com 220 partes de água (incluindo a água no látex de borracha), 250 partes (60 partes em termos de sólidos) do látex de borracha expandida (f-1) e 0,2 parte de alquenilsuccinato dipotássico (LATEMUL ASK, fabricado por Kao Corporation). A temperatura do líquido no reator foi aumentada para 70°C. Em seguida, foi adicionada uma solução aquosa incluindo 0,3 parte de formaldeído sulfoxilato de sódio, 0,001 parte de sal de sulfato ferroso heptahidratado, 0,03 parte de etilenodiamino tetra-acetato dissódico e 10 partes de água. Em seguida, uma mistura líquida incluindo 15 partes de acrilonitrilo, 25 partes de estireno e 0,2 parte de t-butil hidroperóxido foi adicionada por gotejamento durante um período de duas horas, realizando assim a polimerização. Após a conclusão da adição por gotejamento, o líquido foi agitado durante 30 minutos enquanto mantendo a temperatura interna a 60°C, e foi depois resfriado. Um látex de copolímero de enxerto (B-2) foi assim obtido.
[000113] Em seguida, 150 partes de uma solução aquosa de ácido sulfúrico a 1,2% em peso foram aquecidas a 75°C. Enquanto agitando a solução aquosa, 100 partes do látex de copolímero de enxerto (B-2) foram vertidas gradualmente na solução aquosa, e o copolímero de enxerto (B-2) foi solidificado. Ademais, a temperatura foi aumentada para 90°C e mantida constante durante 5 minutos. Em seguida, os sólidos foram desidratados, lavados e secos para fornecer o copolímero de enxerto (B-2) como um pó.
[000114] Os copolímeros de enxerto em pó (B-3) a (B-16) foram obtidos do mesmo modo que no Exemplo Sintético 14, com a exceção de que os tipos e as quantidades do látex de polímero elástico, do látex de borracha expandida ou do látex de borracha blendada, dos componentes de monômero e do coagulante foram alterados como descrito na Tabela 4.
[000115] Uma autoclave foi carregada com 240 partes de água (incluindo a água no látex de borracha), 180 partes (60 partes em termos de sólidos) do látex de borracha blendada (g-4), 1,5 parte de sabão de soda semi-hidrogenada de sebo, e uma solução aquosa incluindo 0,05 parte de hidróxido de potássio, 0,004 parte de sal de sulfato ferroso hepta-hidratado, 0,1 parte de pirofosfato de sódio, 0,15 parte de glicose cristalina e 10 partes de água. A temperatura do líquido no reator foi aumentada para 60°C. Enquanto mantendo a temperatura a 60°C, uma mistura líquida incluindo 13 partes de acrilonitrilo, 27 partes de estireno e 0,2 parte de hidroperóxido de cumeno foi adicionada por gotejamento durante um período de duas horas, realizando assim a polimerização. Após a conclusão da adição por gotejamento, o líquido foi agitado durante 30 minutos enquanto mantendo a temperatura interna a 65°C, e foi então resfriado. Um látex de copolímero de enxerto (B-17) foi assim obtido.
[000116] Em seguida, um antioxidante foi adicionado ao látex de copolímero de enxerto (B-17) e 150 partes de uma solução aquosa de ácido sulfúrico a 1,2% em peso foram aquecidas a 75°C. Enquanto agitando a solução aquosa, 100 partes do látex de copolímero de enxerto (B-17) foram vertidas gradualmente na solução aquosa, e o copolímero de enxerto (B-17) foi solidificado. Além disso, a temperatura foi aumentada para 90°C e mantida constante durante 5 minutos. Em seguida, os sólidos foram desidratados, lavados e secos para fornecer o copolímero de enxerto (B-17) como um pó.
[000117] Um copolímero de enxerto (B-18) foi obtido sob a forma de um pó do mesmo modo que no Exemplo Sintético 16, exceto que o látex de borracha blendada (g-4) foi substituído pelo látex de borracha blendada (g-5).
[000118] A Tabela 4 descreve as relações de enxerto e as viscosidades reduzidas dos componentes solúveis em acetona dos copolímeros de enxerto obtidos. Tabela 4
[000119] Um reator purgado com nitrogênio com 120 partes de água, 0,002 parte de alquilbenzeno sulfonato de sódio, 0,5 parte de polivinil álcool, 0,3 parte de azoisobutironitrilo e 0,5 parte de t- dodecilmercaptano. Uma mistura de monômeros incluindo 27 partes de acrilonitrilo e 73 partes de estireno foi usada. Ao adicionar estireno em porções sequencialmente, a temperatura foi aumentada de uma temperatura de início de 60°C para 120°C em 5 horas. A reação foi ainda realizada a 120°C durante 4 horas, e em seguida o produto foi recuperado. Deste modo, um copolímero (C) tendo um peso molecular médio ponderal (Mw) de 110000 foi obtido.
[000120] A resina de policarbonato (A), o copolímero de enxerto (B) e o copolímero (C) foram utilizados nas combinações descritas nas Tabelas 5 a 7 e nas quantidades mostradas nas Tabelas 5 a 7. Adicionalmente, 0,5 parte de lubrificante "FLO- THENE UF", fabricado por SUMITOMO SEIKA CHEMICALS CO., LTD. foi utilizada como um aditivo (D). Estes materiais foram misturados em conjunto com o uso de um misturador Henschel. A mistura resultante foi amassada por fusão utilizando uma extrusora de parafuso duplo TEX28V fabricada por Japan Steel Works, LTD., a 260°C para fornecer péletes. Os péletes foram submetidos às seguintes avaliações de propriedades. Os resultados da avaliação estão descritos nas Tabelas 5 a 7.
[000121] Cada um dos péletes obtidos nos Exemplos e Exemplos Comparativos foi formado em peças de teste de acordo com o Método de Teste ISO 294, e a resistência ao impacto foi medida em temperaturas prescritas (23°C e -30°C). No teste de resistência ao impacto, a espessura foi de 4 mm, e a resistência ao impacto Charpy em corpos de prova entalhados foi medida de acordo com ISO 179. A unidade é kJ/m2. (NB indica não quebra, o que significa que a peça de teste não foi quebrada e a força não foi mensurável).
[000122] Cada um dos péletes obtidos nos Exemplos e Exemplos Comparativos foi testado de acordo com ISO 1133 para determinar a taxa de fluxo de volume de fusão a 220°C e carga de 10 kg. A unidade é cm3/10 min.
[000123] Cada um dos péletes obtidos nos Exemplos e Exemplos Comparativos foi formado em peças de teste de acordo com o Método de Teste ISO 294. O módulo de elasticidade em flexão foi medido a uma temperatura de 23°C de acordo com ISO 178. A unidade é GPa.
[000124] Cada um dos péletes obtidos nos Exemplos e Exemplos Comparativos foi formado em peças de teste de acordo com o Método de Teste ISO 294. A temperatura de flexão sob carga foi medida sob uma carga de 1,8 MPa de acordo com ISO 75. A unidade é °C.
[000125] Os péletes obtidos nos Exemplos e Exemplos Comparativos foram moldados em uma máquina de moldagem por injeção (IS55FP-1.5A fabricada por TOSHIBA ELECTRIC APPLIANCES CO., LTD, temperatura do cilindro: 280°C, temperatura do molde: 60°C) enquanto adotando um ciclo de moldagem de 50 segundos ou um ciclo de moldagem de 10 minutos. Os artigos moldados obtidos foram testados pelo teste de resistência ao impacto acima (23°C). Tabela 5 Tabela 6 Tabela 7
[000126] Conforme mostrado nas Tabelas 5 e 6, as composições de resina termoplástica da invenção dos Exemplos 1 a 19 atingiram um excelente equilíbrio de propriedades tais como resistência ao impacto, fluidez e resistência ao calor. Em particular, uma excelente resistência ao calor foi obtida no Exemplo 12. Uma boa resistência ao impacto foi obtida nos Exemplos 6 a 11, 13 e 14. Os Exemplos 1 a 4 atingiram um aumento maior na resistência ao impacto. No Exemplo 5, em que o copolímero de enxerto foi recuperado utilizando ácido sulfúrico, uma boa estabilidade térmica residencial também foi obtida.
[000127] Como mostrado na Tabela 7, uma fraca resistência ao impacto foi causada no Exemplo Comparativo 1 que envolveu menos do que 5 partes em peso do copolímero de enxerto (B) e no Exemplo Comparativo 2 em que a quantidade do copolímero de enxerto (B) foi maior do que 90 partes em peso. A resistência ao impacto foi fraca nos Exemplos Comparativos 3, 7, 8, 10 e 13 em que o polímero elástico no copolímero de enxerto (B) tinha um tamanho de partícula médio ponderal fora da faixa de 150 a 450 nm. Uma fraca resistência ao impacto foi também encontrada nos Exemplos Comparativos 6, 12 e 16 em que o tamanho de partícula do polímero elástico para uma fração de peso cumulativo de 10% em peso estava fora da faixa de 50 a 250 nm, e nos Exemplos Comparativos 3 a 5, 7, 9, 11 e 13 a 15, em que o tamanho de partícula para uma fração de 90% em peso estava fora da faixa de 450 a 650 nm.
[000128] As composições de resina termoplástica e os seus artigos moldados fornecidos de acordo com a invenção têm um excelente equilíbrio de propriedades tais como resistência ao impacto, fluidez e resistência ao calor. As composições de resina termoplástica e os seus artigos moldados de acordo com a invenção são úteis em aplicações tais como peças de veículos, materiais de construção, necessidades diárias e peças em eletrodomésticos e equipamento de escritório.
[000129] Embora a presente invenção tenha sido descrita em detalhes em relação a algumas modalidades específicas, um versado na técnica compreenderá que são possíveis várias modificações dentro do espírito e âmbito da invenção.
[000130] Este pedido baseia-se no Pedido de Patente Japonesa N°. 2014-122591 depositado em 13 de junho de 2014, cujo conteúdo total é aqui incorporado por referência.
Claims (16)
1. Composição de resina termoplástica, caracterizada pelo fato de que compreende: 30 a 60 partes, em peso, de uma resina de policarbonato (A), 20 a 60 partes em peso de um copolímero de enxerto (B), e 10 a 20 partes em peso de um copolímero (C), sendo que o total é de 100 partes em peso, sendo que o copolímero de enxerto (B) é um copolímero de enxerto obtido por polimerização de enxerto de 20 a 90 partes em peso de pelo menos um monômero, incluindo pelo menos um monômero de vinila aromático e/ou um monômero de cianeto de vinila com 10 a 80 partes em peso de borracha de (met)acrilato de alquila com um tamanho médio de partícula de 150 a 450 nm e um tamanho de partícula para uma fração em peso cumulativa de 10% em peso de 50 a 150 nm e um tamanho de partícula para uma fração em peso cumulativo de 90% em peso de 450 a 650 nm (sendo que um total de borracha de (met)acrilato de alquila e monômero(s) é de 100 partes em peso); e sendo que o copolímero (C) é um copolímero obtido por polimerização de uma mistura de monômeros incluindo 60 a 95% em peso de um monômero de vinila aromático, 5 a 40% em peso de um monômero de cianeto de vinila e 0 a 40% em peso de um monômero adicional copolimerizável com o referido monômeros e um peso molecular médio ponderal (Mw) do copolímero (C) variando entre 50000 e 200000; sendo que o tamanho de partícula médio ponderal é determinado por um método de correlação de fótons utilizando "Microtrac Model: 9230 UPA"; e sendo que o peso molecular médio ponderal (Mw) é determinado por uma GPC (cromatografia de permeação em gel), e sendo que o peso molecular foi calibrado em relação aos padrões de poliestireno.
2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a borracha de (met)acrilato de alquila no copolímero de enxerto (B) é obtida adicionando um sal de ácido condensado a um látex de um polímero de borracha com um tamanho pequeno de partícula e depois misturando o látex com um látex de copolímero contendo grupo ácido para aumentar o tamanho das partículas.
3. Composição, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que uma quantidade de sal de ácido condensado adicionada é de 0,1 a 10 partes em peso em relação a 100 partes em massa (em termos de sólidos) do látex do polímero de borracha com o pequeno tamanho de partícula e uma quantidade do grupo ácido o látex de copolímero contendo é de 0,1 a 10 partes em massa (em termos de sólidos) em relação a 100 partes em massa (em termos de sólidos) do látex do polímero de borracha com o tamanho de partícula pequeno.
4. Composição, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o látex de copolímero contendo grupo ácido é obtido polimerizando uma mistura de monômeros incluindo um monômero contendo grupo ácido, um monômero de éster de (met)acrilato de alquila e, opcionalmente, um monômero adicional copolimerizável com esses monômeros.
5. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que uma composição dos monômeros a serem enxertados polimerizados na borracha de (met)acrilato de alquila para formar o copolímero de enxerto (B) é aquela selecionada do grupo que consiste em: 60 a 90% em peso de monômero de vinila aromático, 10 a 40% em peso de monômero de cianeto de vinila e 0 a 30% em peso de monômero de vinila adicional copolimerizável; 30 a 80% em peso de monômero de vinila aromático, 20 a 70% em peso de monômero de éster de (met)acrilato e 0 a 50% em peso de monômero de vinila adicional copolimerizável; e 20 a 70% em peso de monômero de vinila aromático, 20 a 70% em peso de monômero de éster de (met)acrilato, 10 a 60% em peso de monômero de cianeto de vinila e 0 a 30% em peso de monômero de vinila adicional copolimerizável.
6. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o copolímero de enxerto (B) apresenta uma proporção de enxerto de 5 a 150% e a viscosidade reduzida de 0,2 a 2,0 dL/g.
7. Composição, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o látex de copolímero contendo grupo ácido é obtido polimerizando uma mistura de monômeros incluindo um monômero contendo grupo ácido, um monômero de éster de (met)acrilato de alquila e, opcionalmente, um monômero adicional copolimerizável com esses monômeros.
8. Composição, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que uma composição dos monômeros a serem enxertados polimerizados na borracha de (met)acrilato de alquila para formar o copolímero de enxerto (B) é aquela selecionada do grupo que consiste em: 60 a 90% em peso de monômero de vinila aromático, 10 a 40% em peso de monômero de cianeto de vinila e 0 a 30% em peso de monômero de vinila adicional copolimerizável; 30 a 80% em peso de monômero de vinila aromático, 20 a 70% em peso de monômero de éster de (met)acrilato e 0 a 50% em peso de monômero de vinila adicional copolimerizável; e 20 a 70% em peso de monômero de vinila aromático, 20 a 70% em peso de monômero de éster de (met)acrilato, 10 a 60% em peso de monômero de cianeto de vinila e 1 a 30% em peso de monômero de vinila adicional copolimerizável.
9. Composição, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que uma composição dos monômeros a serem enxertados polimerizados na borracha de (met)acrilato de alquila para formar o copolímero de enxerto (B) é aquela selecionada do grupo que consiste em: 60 a 90% em peso de monômero de vinila aromático, 10 a 40% em peso de monômero de cianeto de vinila e 0 a 30% em peso de monômero de vinila adicional copolimerizável; 30 a 80% em peso de monômero de vinila aromático, 20 a 70% em peso de monômero de éster de (met)acrilato e 0 a 50% em peso de monômero de vinila adicional copolimerizável; e 20 a 70% em peso de monômero de vinila aromático, 20 a 70% em peso de monômero de éster de (met)acrilato, 10 a 60% em peso de monômero de cianeto de vinila e 0 a 30% em peso de monômero de vinila adicional copolimerizável.
10. Composição, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que uma composição dos monômeros a serem enxertados polimerizados na borracha de (met)acrilato de alquila para formar o copolímero de enxerto (B) é aquela selecionada do grupo que consiste em: 60 a 90% em peso de monômero de vinila aromático, 10 a 40% em peso de monômero de cianeto de vinila e 0 a 30% em peso de monômero de vinila adicional copolimerizável; 30 a 80% em peso de monômero de vinila aromático, 20 a 70% em peso de monômero de éster de (met)acrilato e 0 a 50% em peso de monômero de vinila adicional copolimerizável; e 20 a 70% em peso de monômero de vinila aromático, 20 a 70% em peso de monômero de éster de (met)acrilato, 10 a 60% em peso de monômero de cianeto de vinila e 0 a 30% em peso de monômero de vinila adicional copolimerizável.
11. Composição, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o copolímero de enxerto (B) apresenta uma proporção de enxerto de 5 a 150% e a viscosidade reduzida de 0,2 a 2,0 dL/g.
12. Composição, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o copolímero de enxerto (B) apresenta uma proporção de enxerto de 5 a 150% e a viscosidade reduzida de 0,2 a 2,0 dL/g.
13. Composição, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o copolímero de enxerto (B) apresenta uma proporção de enxerto de 5 a 150% e a viscosidade reduzida de 0,2 a 2,0 dL/g.
14. Composição, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o copolímero de enxerto (B) apresenta uma proporção de enxerto de 5 a 150% e a viscosidade reduzida de 0,2 a 2,0 dL/g.
15. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a resina termoplástica compreende 30 partes em peso da resina de policarbonato (A).
16. Artigo moldado, caracterizado pelo fato de que é obtido por moldagem da composição, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 14.
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