ES2214054T3 - Masas de moldeo de abs con una combinacion mejorada de propiedades. - Google Patents
Masas de moldeo de abs con una combinacion mejorada de propiedades.Info
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Abstract
Masas de moldeo de ABS, que contienen I)un polímero de caucho de injerto, que puede obtenerse mediante polimerización por emulsión de estireno y acrilonitrilo en la proporción en peso de 90:10 hasta 50:50, pudiendo estar reemplazado el estireno y/o el acrilonitrilo total o parcialmente por -metilestireno, metacrilato de metilo o N-fenil-maleinimida, en presencia de una mezcla constituida por un látex de polímero de butadieno (A) con un diámetro medio de las partículas d50 230 nm y un contenido en gel del 40 hasta el 95 % en peso, por un látex de polímero de butadieno (B) con un diámetro medio de las partículas d50 desde 250 hasta 330 nm y con un contenido en gel desde el 35 hasta el 75 % en peso y por un látex de polímero de butadieno (C) con un diámetro medio de las partículas d50 350 nm y un contenido en gel desde el 60 hasta el 90 % en peso, conteniendo copolimerizado los látices de los polímeros de butadieno respectivamente desde 0 hasta 50 % en peso de otros monómeros vinílicos y siendo la proporción en masa entre los polímeros de injerto empleados y los polímeros de butadieno empleados de 10:90 hasta 60:40, y II) al menos un copolímero exento de caucho constituido por estireno y acrilonitrilo en la proporción en peso de 90:10 hasta 50:50, pudiendo estar reemplazados el estireno y/o el acrilonitrilo total o parcialmente por -metilestireno, metacrilato de metilo o N- fenilmaleinimida.
Description
Masas de moldeo de ABS con una combinación
mejorada de propiedades.
Las masas de moldeo de ABS se emplean ya desde
hace muchos años en grandes cantidades como resinas termoplásticas
para la fabricación de piezas moldeadas de cualquier tipo. En este
caso puede variarse dentro de amplios límites el espectro de
propiedades de estas resinas.
Son especialmente interesantes los polímeros de
ABS, que se caracterizan por una combinación de buenos valores para
las propiedades clave, tenacidad (especialmente a baja
temperatura), dureza (es decir módulo E), aptitud a la
transformación y brillo superficial.
Cuando se emplea la tecnología de la
polimerización por emulsión se fabrican tales productos, por regla
general, mediante el empleo combinado de diversos componentes de
caucho de injerto en una matriz resínica termoplástica.
De este modo las DE-OS 24 20 357
y DE-OS 24 20 358 describen, por ejemplo, masas de
moldeo termoplásticas del tipo ABS con elevada tenacidad, elevado
brillo superficial y fácil aptitud a la transformación mediante
combinación de un caucho de injerto de partículas groseras con un
caucho de injerto de partículas finas, debiendo presentar valores
especiales la proporción en peso entre el
estireno-acrilonitrilo en los cauchos de injerto y
en la resina de la matriz.
Las EP-A 470 229,
EP-A 473 400 y WO 91/13118 muestran la fabricación
de resinas resistentes al choque, de brillo elevado,
termoplásticas, mediante la combinación de un polímero de injerto
con un bajo contenido en caucho y un bajo diámetro de las
partículas con un polímero de injerto con elevado contenido en
caucho y diámetros mayores de las partículas.
En la DE-OS 4113 326 se describen
masas de moldeo termoplásticas con dos productos de injerto
diferentes, siendo los contenidos en caucho, de los cauchos de
injerto, respectivamente del 30% en peso como máximo.
En todas las masas de moldeo aquí descritas se
necesitan al menos dos polímeros de caucho de injerto, fabricados
separadamente, para la obtención de las propiedades deseadas. Esto
significa que deben llevarse a cabo separadamente el optimizado de
las condiciones de la reacción de injerto, de las reacciones de
polimerización de injerto, de la elaboración etc. para cada uno de
los polímeros de injerto. Además, por regla general, al menos uno
de los componentes del caucho de injerto, necesarios, debe
presentar un contenido bajo en caucho, es decir que debe emplearse
una proporción relativamente elevada del polímero del caucho de
injerto de fabricación costosa. La seguridad necesaria en el ajuste
de las combinaciones de propiedades deseadas sin embargo no se da en
muchos casos.
También se ha intentado sintetizar cauchos de
injerto para la fabricación de productos de ABS mejorados mediante
el empleo de mezclas de los látices de caucho, a modo de bases de
injerto.
De este modo la EP-A 288 298
describe, por ejemplo, la fabricación de productos con un látex de
caucho finamente dividido y con un látex de caucho dividido de
manera grosera, a modo de bases de injerto, describiéndose sin
embargo únicamente cauchos de injerto con bajos contenidos en caucho
próximos al 40%. Las resinas termoplásticas, fabricadas a partir de
los mismos, presentan únicamente una aptitud a la transformación
insuficiente debido a las malas aptitudes a la fluencia
termoplásticas; además tienen que emplearse componentes resínicos
con elevados contenidos en acrilonitrilo, lo cual conduce usualmente
a coloraciones de los productos de ABS.
En la EP-A-745
624 se describe el empleo de una mezcla de dos látices de caucho
con intervalos definidos de las distribuciones del tamaño de las
partículas para la fabricación de masas de moldeo de ABS, sin
reforzados del color en el caso de las piezas moldeadas con
estructuras nervadas. Estos productos conducen, sin embargo,
tenacidades a baja temperatura insuficientes y, especialmente, a
una mala relación en la tenacidad y la aptitud a la transformación
termoplástica (aptitud a la fluencia).
Así pues existía la tarea de poner a disposición
masas de moldeo termoplásticas del tipo ABS que pudiesen fabricarse
con empleo únicamente de un único polímero de caucho de injerto,
estableciéndose de manera segura las combinaciones anteriormente
citadas, constituidas por elevada tenacidad, elevada dureza o bien
módulo E, elevado brillo superficial y, especialmente, aptitud a la
transformación termoplástica muy buena. Además el polímero del
caucho de injerto empleado debería presentar contenidos en caucho
por encima del 50% en peso, preferentemente por encima del 55% en
peso.
El objeto de la invención son masas de moldeo de
ABS que contienen
- I)
- un polímero de caucho de injerto, que se obtiene mediante polimerización por emulsión de estireno y acrilonitrilo en la proporción en peso de 90:10 hasta 50:50, pudiendo estar reemplazados el estireno y/o el acrilonitrilo total o parcialmente por \alpha-metilestireno, metacrilato de metilo o N-fenilmaleinimida en presencia de una mezcla constituida por un látex de polímero de butadieno (A) con un diámetro medio de las partículas d_{50} \leq 230 nm, preferentemente de 150 hasta 220 nm, de forma especialmente preferente de 170 hasta 215 nm, y muy especialmente preferente de 175 hasta 200 nm y con un contenido en gel del 40 hasta el 95% en peso, preferentemente del 50 hasta el 90% en peso y de forma especialmente preferente del 60 hasta el 85% en peso, por un látex de polímero de butadieno (B) con un diámetro medio de las partículas d_{50} de 250 hasta 330 nm, preferentemente de 260 hasta 320 nm y, de forma especialmente preferente, de 270 hasta 310 nm y con un contenido en gel del 35 hasta el 75% en peso, preferentemente del 40 hasta el 70% en peso y, de forma especialmente preferente, del 45 hasta el 60% en peso y por un látex de polímero de butadieno (C) con un diámetro medio de las partículas d_{50} \geq 350 nm, preferentemente de 370 hasta 450 nm, de forma especialmente preferente de 375 hasta 430 nm y de una manera muy especialmente preferente de 380 hasta 425 nm y con un contenido en gel del 60 hasta el 90% en peso, preferentemente del 65 hasta el 85% en peso y, de forma especialmente preferente, del 70 hasta el 80% en peso, conteniendo copolimerizado los látices de los polímeros de butadieno respectivamente de un 0 hasta un 50% en peso de otro monómero vinílico y siendo la proporción en masa entre los monómeros de injerto empleados y los polímeros de butadieno empleados de 10:90 hasta 60:40, preferentemente de 20:80 hasta 50:50 y de forma especialmente preferente de 25:75 hasta 45:55, y
- II)
- al menos un copolímero exento de caucho constituido por estireno y acrilonitrilo en la proporción en peso de 90:10 hasta 50:50, pudiendo estar reemplazado el estireno y/o el acrilonitrilo total o parcialmente por \alpha-metilestireno, metacrilato de metilo o N-fenilmaleinimida.
Preferentemente se emplearán los látices de los
polímeros de butadieno (A), (B) y (C), en la obtención del polímero
de caucho de injerto (I), en proporciones desde 10 hasta 40% en
peso, preferentemente desde 20 hasta 37,5% en peso y, de forma
especialmente preferente, desde 22,5 hasta 35% en peso de (A),
desde 10 hasta 70% en peso, preferentemente desde 20 hasta 75% en
peso y, de forma especialmente preferente, desde 30 hasta 60% en
peso de (B) y desde 5 hasta 50% en peso, preferentemente desde 7,5
hasta 45% en peso y, de forma especialmente preferente, desde 10
hasta 40% en peso de (C) (respectivamente referido al contenido
correspondiente en materia sólida de los látices).
Otro grupo especialmente preferente es el empleo
de los látices de los polímeros de butadieno (A), (B) y (C) en la
obtención del polímero del caucho de injerto (I), en proporciones
desde 10 hasta 40% en peso, preferentemente desde 20 hasta 37,5% en
peso y, de forma especialmente preferente, desde 22,5 hasta 35% en
peso de (A), desde 70 hasta 70% en peso, preferentemente desde 35
hasta 65% en peso y, de forma especialmente preferente, desde 40
hasta 60% en peso de (B) y desde 5 hasta 45% en peso,
preferentemente desde 7,5 hasta 40% en peso y, de forma
especialmente preferente, desde 10 hasta 35% en peso de (C)
(referido respectivamente al contenido correspondiente en materia
sólida de los látices.
Especialmente se emplearán los látices de los
polímeros de butadieno (A), (B) y (C) preferentemente en cantidades
tales que se cumplan para las cantidades de caucho las ecuaciones
B\leqA+C, B> y B>C.
En general las masas de moldeo según la invención
pueden contener desde 1 hasta 60 partes en peso, preferentemente
desde 5 hasta 50 partes en peso de (I) y desde 40 hasta 99 partes
en peso, preferentemente desde 50 hasta 95 partes en peso de
(II).
Las masas de moldeo según la invención pueden
contener, además, otras resinas termoplásticas exentas de caucho,
no constituidas a partir de monómeros vinílicos, empleándose estas
resinas termoplásticas en cantidades de hasta 500 partes en peso,
preferentemente hasta 400 partes en peso y, de forma especialmente
preferente, hasta 300 partes en peso (referido respectivamente a
100 partes en peso de I + II).
Los látices de los polímeros de butadieno (A),
(B) y (C) pueden prepararse mediante polimerización por emulsión de
butadieno. Este procedimiento de polimerización es conocido y se ha
descrito, por ejemplo, en Houben-Weyl, Methoden der
Organischen Chemie, Makromolekulare Stoffe, parte 1, página 674
(1961), Thieme Verlag Stuttgart. Como comonómeros pueden emplearse
hasta 50% en peso, preferentemente, hasta 30% en peso (referido a
la cantidad total de los monómeros empleada para la obtención de
los polímeros de butadieno) uno o varios monómeros copolimerizables
con butadieno.
Ejemplos de tales monómeros son isopreno,
cloropreno, acrilonitrilo, estireno,
\alpha-metilestireno, alquilestirenos con 1 a 4
átomos de carbono, acrilatos de alquilo con 1 a 8 átomos de
carbono, metacrilatos de alquilo con 1 a 8 átomos de carbono,
diacrilatos de alquilenglicol, dimetacrilatos de alquilenglicol,
divinilbenceno; preferentemente se empleará butadieno solo. También
es posible en la obtención de (A), (B) y (C) preparar, según métodos
conocidos, en primer lugar un polímero finamente dividido de
butadieno y a continuación proceder a su aglomeración, de manera
conocida, para el ajuste del diámetro necesario de las
partículas.
Las técnicas correspondientes han sido descritas
(véanse las EP-PS 0 029 613; EP-PS
0 007 810; DD-PS 144 415 DE-AS 1 233
131; DE-AS 1 258 076; DE-OS 2 101
650; US-PS 1 379 391).
Igualmente puede trabajarse según la denominada
técnica de polimerización con siembra, en la cual se prepara, en
primer lugar, un polímero finamente dividido de butadieno y a
continuación se polimeriza ulteriormente mediante conversión
adicional con monómeros que contienen butadieno para dar partículas
mayores.
En principio pueden obtenerse los látices de los
polímeros de butadieno (A), (B) y (C) también mediante emulsión de
polímeros finamente divididos de butadieno en medios acuosos (véase
la solicitud de patente japonesa 55 125 102).
El látex de polímero de butadieno (A) tiene un
diámetro medio de las partículas d_{50} \leq 230 nm,
preferentemente desde 150 hasta 220 nm, de forma especialmente
preferente de 170 hasta 215 nm y de forma muy especialmente
preferente de 175 hasta 200 nm, y un contenido en gel del 40 hasta
el 95% en peso, preferentemente de 50 hasta 90% en peso y de forma
especialmente preferente del 60 hasta el 85% en peso.
El látex del polímero de butadieno (B) tiene un
diámetro medio de las partículas d_{50} desde 250 nm hasta 330
nm, preferentemente desde 260 hasta 320 nm y de forma muy
especialmente preferente desde 270 hasta 310 nm y un contenido en
gel desde 35 hasta 75% en peso, preferentemente desde 40 hasta 70%
en peso y de forma especialmente preferente desde 45 hasta 60% en
peso.
El látex de polímero de butadieno (C) tiene un
diámetro medio de las partículas d_{50} \geq350 nm,
preferentemente desde 370 hasta 450 nm, de forma especialmente
preferente desde 375 hasta 430 nm y de forma muy especialmente
preferente desde 380 hasta 425 nm y un contenido en gel desde el 60
hasta el 90% en peso, preferentemente desde el 65 hasta el 85% en
peso y, de forma especialmente preferente, desde el 70 hasta el 80%
en peso.
La determinación del diámetro medio de las
partículas d_{50} puede llevarse a cabo con ayuda de la medida
por ultracentrifugado (véase W. Scholtan, H. Lange: Kolloid Z. y Z.
Polymere 250, páginas 782 hasta 796 (1972)), los valores indicados
para el contenido en gel se refieren a la determinación según el
método de la jaula de tela metálica en tolueno (véase
Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie,
Makromolekulare Stoffe, parte 1, página 307 (1961), Thieme Verlag
Stuttgart).
Los contenidos en gel de los látices de los
polímeros de butadieno (A), (B) y (C) pueden ajustarse en principio
de manera conocida mediante el empleo de condiciones adecuadas de
la reacción (por ejemplo elevada temperatura de reacción y/o
polimerización hasta una elevada conversión así como, en caso dado,
adición de substancias de acción reticulante para alcanzar un
elevado contenido en gel o por ejemplo baja temperatura de reacción
y/o interrupción de la reacción de polimerización antes que se
produzca una reticulación demasiado pronunciada así como, en caso
dado, adición de reguladores del peso molecular, tales como por
ejemplo n-dodecilmercaptan o
t-dodecilmercaptan para alcanzar un contenido en
gel bajo). Como emulsionantes pueden emplearse los emulsionantes
aniónicos usuales tales como sulfatos de alquilo, sulfonatos de
alquilo, sulfonatos de aralquilo, jabones de ácidos grasos
saturados o insaturados así como ácido abiético o ácido de talol
desproporcionados de manera alcalina o hidrogenados,
preferentemente se emplearán emulsionantes con grupos carboxilo
(por ejemplo sales de ácidos grasos con 10 hasta 18 átomos de
carbono, ácido abiético desproporcionado).
La polimerización por injerto en el caso de la
obtención del polímero de injerto I) puede llevarse a cabo de tal
manera que la mezcla de los monómeros se alimente en continuo a la
mezcla de los látices de los polímeros de butadieno (A), (B) y (C)
y se polimerice.
En este caso se respetarán proporciones
preferentemente especiales de monómeros/caucho y los monómeros se
añadirán de manera conocida al látex de caucho.
Para la obtención del componente I) según la
invención se polimerizarán preferentemente de 15 hasta 50 partes en
peso, de forma especialmente preferente de 20 hasta 40 partes en
peso, de una mezcla constituida por estireno y acrilonitrilo, que
puede contener en caso dado hasta 50% en peso (referido a la
cantidad total de los monómeros empleados para la polimerización por
injerto) de uno o varios comonómeros, en presencia de al menos 50
hasta 85 partes en peso, de forma especialmente preferente de 60
hasta 80 partes en peso (respectivamente referido a la materia
sólida) de la mezcla de los látex de los polímeros de butadieno
constituida por (A), (B) y (C).
Los monómeros, empleados en la polimerización por
injerto, son, preferentemente, mezclas constituidas por estireno y
acrilonitrilo en la proporción en peso de 90:10 hasta 50:50, de
forma especialmente preferente en la proporción en peso de 65:35
hasta 75:25, pudiendo estar reemplazados el estireno y/o el
acrilonitrilo total o parcialmente por monómeros copolimerizables,
preferentemente por \alpha-metilestireno,
metacrilato de metilo o N-fenilmaleinimida.
Adicionalmente pueden emplearse reguladores del
peso molecular en la polimerización por injerto, preferentemente en
cantidades desde 0,05 hasta 2% en peso, de forma especialmente
preferente en cantidades desde 0,1 hasta 1% en peso (referido
respectivamente a la cantidad total de los monómeros en la etapa de
la polimerización por injerto).
Los reguladores adecuados del peso molecular son,
por ejemplo, alquilmercaptanos, tales como
n-dodecilmercaptan,
t-dodecilmercaptan;
\alpha-metilestireno dímero; terpinoles.
Como iniciadores entran en consideración
peróxidos inorgánicos y orgánicos, por ejemplo H_{2}O_{2},
peróxido de di-terc.-butilo, hidroperóxido de
cumol, diciclohexilpercarbonato, hidroperóxido de terc.-butilo,
p-metanohidroperóxido, azoiniciadores tal como el
azobisisobutironitrilo, persales inorgánicas tales como persulfato
de amonio, de sodio o de potasio, perfosfato de potasio, perborato
de sodio, así como sistemas Redox. Los sistemas Redox están
constituidos, por regla general, por un agente oxidante orgánico y
por un agente reductor, pudiendo estar presentes en el medio de
reacción además iones de metales pesados (véase Houben- Weyl,
Methoden der Organischen Chemie, tomo 14/1, páginas 263 hasta
297).
La temperatura de la polimerización es de 25ºC
hasta 160ºC, preferentemente de 40ºC hasta 90ºC. Los emulsionantes
adecuados se han indicado anteriormente.
Para la formación de los componentes I) según la
invención puede llevarse a cabo la polimerización por injerto
preferentemente mediante alimentación de los monómeros de tal
manera que, en el transcurso de la primera mitad del tiempo total
necesario para la dosificación de los monómeros, se dosifique del 55
hasta el 90% en peso, preferentemente del 60 hasta el 80% en peso y,
de forma especialmente preferente, del 65 hasta el 75% en peso de
la totalidad de los monómeros que deben emplearse para la
polimerización por injerto; la parte restante de los monómeros se
dosificará en el transcurso de la segunda mitad del tiempo total
necesario para la dosificación de los monómeros.
Como copolímeros exentos de caucho II) se
emplearán, preferentemente, copolímeros del estireno y del
acrilonitrilo en la proporción en peso de 90:10 hasta 50:50,
pudiendo estar reemplazados el estireno y/o el acrilonitrilo total
o parcialmente por \alpha-metilestireno,
metacrilato de metilo o N-fenilmaleinimida.
Son especialmente preferentes los copolímeros II)
con proporciones en unidades incorporadas de acrilonitrilo <30%
en peso.
Estos copolímeros tienen, preferentemente, pesos
moleculares medios \overline{M}_{W} de 20.000 hasta 200.000 o
bien viscosidades límites [\eta] de 20 hasta 110 ml/g (medidas en
dimetilformamida a 25ºC).
Se han descrito detalles relativos a la obtención
de estas resinas, por ejemplo, en la DE-AS 2 420
358 y en la DE-AS 2 724 360. Las resinas vinílicas
obtenidas mediante polimerización en masa o bien en solución se han
acreditado especialmente. Los copolímeros pueden añadirse solos o
en mezclas arbitrarias.
Además de las resinas termoplásticas,
constituidas por monómeros vinílicos, es posible también el empleo
de policondensados, por ejemplo policarbonatos aromáticos,
poliéstercarbonatos aromáticos, poliésteres, poliamidas, a modo de
copolímero exento de caucho, en las masas de moldeo según la
invención.
Los policarbonatos y los poliéstercarbonatos
adecuados son conocidos (véanse por ejemplo las
DE-AS 1 495 626, DE-OS 2 232 877,
DE-OS 2 703 376, DE-OS 2 714 544,
DE-OS 3 000 610, DE-OS 3 832 396,
DE-OS 3 077 934), que puede fabricarse, por ejemplo
mediante reacción de los difenoles de las fórmulas (I) y (II).
en las
que
A significa un enlace sencillo, alquileno con 1
a 5 átomos de carbono, alquilideno con 2 a 5 átomos de carbono,
cicloalquilideno con 5 a 6 átomos de carbono, -O-, -S-, -SO-,
-SO_{2}- o -CO-,
R^{5} y R^{6} significan, independientemente
entre sí, hidrógeno metilo o halógeno, preferentemente hidrógeno,
metilo, cloro o bromo,
R^{1} y R^{2} significan, independientemente
entre sí, hidrógeno, halógeno, preferentemente coloro o bromo,
alquilo con 1 a 8 átomos de carbono, preferentemente metilo, etilo,
cicloalquilo con 5 a 6 átomos de carbono, preferentemente
ciclohexilo, arilo con 6 a 10 átomos de carbono, preferentemente
fenilo, o aralquilo con 7 a 12 átomos de carbono, preferentemente
fenil-alquilo con 1 a 4 átomos de carbono,
especialmente bencilo,
m significa números enteros de 4 hasta 7,
preferentemente 4 o 5,
n significa 0 ó 1,
R^{3} y R^{4} pueden elegirse
individualmente para cada X y significan, independientemente entre
sí, hidrógeno o alquilo con 1 a 6 átomos de carbono y
X significan carbono.
con halogenuros de carbonilo, preferentemente
fosgeno y/o dihalogenuros de carbonilo aromáticos, preferentemente
dihalogenuros de bencenodicarbonilo, mediante policondensación en
la superficie límite entre las fases o con fosgeno mediante
policondensación en fase homogénea (el procedimiento denominado a la
piridina), pudiéndose ajustar el peso molecular de manera conocida
por medio de una cantidad correspondiente de interruptores de
cadena
conocidos.
Los difenoles adecuados de las fórmulas (I) y
(II) son, por ejemplo hidroquinona, resorcina,
4,4'-dihidroxidifenilo,
2,2-bis-(4-hidroxifenil)-propano,
2,4-bis-(4-hidroxifenil)-2-metilbutano,
2,2-bis-(4-hidroxi-3,5-dimetilfenil)-propano,
2,2-bis-(4-hidroxi-3,5-diclorofenil)-propano,
2,2-bis-(4-hidroxi-3,5-dibromofenil)-propano,
1,1-bis-(4-hidroxifenil)-ciclohexano,
1,1-bis-(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano,
1,1-bis-(4-hidroxifenil)-3,3-dimetilciclohexano,
1,1-bis-(4-hidroxifenil)-3,3,5,5-tetrametilciclohexano
o
1,1-bis-(4-hidroxifenil)-2,4,4-trimetilciclopentano.
Los difenoles preferentes de la fórmula (I) son
2,2-bis-(4-hidroxifenil)-propano
y
1,1-bis-(4-hidroxifenil)-ciclohexano,
el fenol preferente de la fórmula (II) es el
1,1-bis-(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano.
También pueden emplearse mezclas de
difenoles.
Los interruptores de cadena adecuados son, por
ejemplo, fenol, p-terc.-butilfenol, alquilfenoles de
cadena larga, tal como
4-(1,3-tetrametilbutil)-fenol, según
la DE-OS 2 842 005, monoalquilfenoles,
dialquilfenoles con un total de 8 a 20 átomos de carbono en los
alquil-substituyentes según la DE-OS
3 506 472, tales como p-nonilfenol,
2,5-di-terc.-butilfenol,
p-terc.-octilfenol, p-dodecilfenol,
2-(3,5-dimetilheptil)-fenol y
4-(3,5-dimetilheptil)-fenol. La
cantidad necesaria de interruptores de cadena es, en general, de
0,5 hasta 10% en moles, referido a la suma en moles de los
difenoles (I) y (II).
Los policarbonatos o bien los poliéstercarbonatos
adecuados pueden ser lineales o estar ramifica; los productos
ramificados se obtienen de manera preferente mediante la
incorporación de 0,05 hasta 2,0% en moles, referido a la suma de
los difenoles empleados, de compuestos trifuncionales o con una
funcionalidad mayor que tres, por ejemplo aquellos con tres o más de
tres grupos OH fenólicos.
Los policarbonatos o bien los poliéstercarbonatos
adecuados pueden contener halógeno, enlazado de manera aromática,
preferentemente bromo y/o cloro, de manera preferente están exentos
de halógeno.
Estos tienen pesos moleculares medios (
\overline{M}_{W}, promedio en peso) medidos por ejemplo
mediante ultracentrifugado o por medida de la dispersión de la luz,
desde 10.000 hasta 200.000, preferentemente desde 20.000 hasta
80.000.
Los poliésteres termoplásticos adecuados son,
preferentemente tereftalatos de polialquileno, es decir productos
de reacción de ácidos dicarboxílicos aromáticos o de sus derivados
reactivos (por ejemplo los ésteres de dimetilo o los anhídridos) y
los dioles alifáticos, cicloalifáticos o arilalifáticos y mezcla de
tales productos de reacción.
Los tereftalatos de polialquilo preferentes
pueden prepararse a partir de los ácidos tereftálicos (o de sus
derivados reactivos) y de los dioles alifáticos o cicloalifáticos
con 2 hasta 10 átomos de carbono según métodos conocidos
(Kunststoff-Handbuch, tomo VIII, páginas 695 y
siguientes, Carl Hanser Verlag, München 1973).
En los tereftalatos de polialquilo preferentes,
el 80 hasta el 100, preferentemente el 90 hasta el 100% en moles de
los restos de los ácidos dicarboxílicos son restos de ácido
tereftálico y el 80 hasta el 100, preferentemente el 90 hasta el
100% en moles de los restos diol, son restos de etilenglicol y/o de
butanodiol-1,4.
Los polialquilentereftalatos preferentes pueden
contener, además de los restos de etilenglicol o bien de
butanodiol-1,4, desde 0 hasta 20% en moles de
restos de otros dioles alifáticos con 3 hasta 12 átomos de carbono o
de dioles cicloalifáticos co 6 hasta 12 átomos de carbono, por
ejemplo restos de propanodiol-1,3, de
2-etilpropanodiol-1,3, de
neopentilglicol, de pentanodiol-1,5, de
hexanodiol-1,6, de
ciclohexanodimetanol-1,4, de
3-metilpentanodiol-1,3 y -1,6, de
2-etilenhexanodiol-1,3, de
2,2-dietilpropanodiol-1,3, de
hexanodiol-2,5, de
1,4-di-(\beta-hidroxietoxi)-benceno,
de
2,2-bis-(4-hidroxiciclohexil)-propano,
de
2,4-dihidroxi-1,1,3,3-tetrametilciclobutano,
de
2,2-bis-(3-\beta-hidroxietoxifenil)-propano
y de
2,2-bis-(4-hidroxipropoxifenil)-propano
(DE-OS 2 407 647, 2 407 776, 2 715 932).
Los polialquilentereftalatos pueden ramificarse
mediante la incorporación de cantidades relativamente pequeñas de
alcoholes tri o tetravalentes o de ácidos carboxílicos tri o
tetrabásicos, como los que se han descrito en la
DE-OS 1 900 270 y en la US-PS 3 692
744. Ejemplos de agentes ramificadores preferentes son ácido
trimésico, ácido trimelítico, trimetiloletano y -propano y
pentaeritrita. Es recomendable no emplear una proporción mayor que
un 1% en peso del agente de ramificación, referido a los
componentes ácidos.
Son especialmente preferentes
polialquilentereftalatos que hayan sido obtenidos solo a partir del
ácido tereftálico y de sus derivados reactivos (por ejemplo de sus
ésteres de dialquilo) y etilenglicol y/o
butanodiol-1,4 y mezclas de estos
polialquilentereftalatos.
Los polialquilentereftalatos preferentes son
también copoliésteres, que se preparan a partir al menos de dos de
los componentes alcohólicos anteriormente citados: los
copoliésteres especialmente preferentes son
poli-(etilenglicolbuta-
nodiol-1,4)-tereftalatos.
nodiol-1,4)-tereftalatos.
Los polialquilentereftalatos adecuados de manera
preferente tienen, en general, una viscosidad intrínseca desde 0,4
hasta 1,5 dl/g, preferentemente desde 0,5 hasta 1,3 dl/g,
especialmente desde 0,6 hasta 1,2 dl/g, medida respectivamente en
fenol/o-diclorobenceno (1:1 partes en peso) a
25ºC.
Las poliamidas adecuadas son homopoliamidas
conocidas, copoliamidas y mezclas de estas poliamidas. Estas pueden
ser poliamidas parcialmente cristalinas y/o amorfas.
Como poliamidas parcialmente cristalinas son
adecuadas poliamida-6,
poli-amida-6,6, mezclas y
copolímeros correspondientes constituidos por estos componentes.
Además entran en consideración poliamidas parcialmente cristalinas,
cuyos componentes ácidos estén constituidos total o parcialmente por
ácido tereftálico y/o ácido isoftálico y/o ácido subérico y/o ácido
sebácico y/o ácido azeláico y/o ácido adípico y/o ácido
ciclohexanodicarboxílico, cuyos componentes de diamina están
constituidas total o parcialmente por m- y/o
p-xililen-diamina y/o
hexametilendiamina y/o
2,2,4-trimetilhexametilendiamina y/o
2,2,4-trimetilhexametildi-amina y/o
isoforonadiamina y cuya composición es conocida en principio.
Además deben citarse poliamidas que se preparan
total o parcialmente a partir de lactamas con 7 a 12 átomos de
carbono en el anillo, en caso dado con empleo concomitante de uno o
varios de los componentes de partida anteriormente citados.
Las poliamidas parcialmente cristalinas
especialmente preferentes son
poli-amida-6 y
poliamida-6,6 y sus mezclas. Como poliamidas amorfas
pueden emplearse productos conocidos. Estos se obtienen mediante
policondensación de diaminas tales como etilendiamina,
hexametilendiamina, decametilendiamina, 2,2,4- y/o
2,4,4-tri-metilhexametilendiamina,
m- y/o p-xililen-diamina,
bis-(4-aminociclohexil)-metano,
bis-(4-aminociclohexil)-propano,
3,3'-dimetil-4,4'-diamino-ciclohexilmetano,
3-aminometil-3,5,5-trimetilciclohexilamina,
2,5- y/o
2,6-bis-(aminometil)-norbornano y/o
1,4-diaminometilciclohexano con ácidos
dicarboxílicos tales como ácido oxálico, ácido adípico, ácido
azeláico, ácido azeláico, ácido decanodicarboxílico, ácido
heptadecanodicarboxílico, ácido 2,2,4- y/o
2,4,4-trimetiladípico, ácido isoftálico y ácido
tereftálico.
También son adecuados copolímeros que se obtienen
mediante policondensación de varios monómeros, además copolímeros,
que se preparan mediante adición de ácidos aminocarboxílicos tales
como ácido \varepsilon-aminocaprónico, ácido
\omega-aminoundecanoico o ácido
\omega-aminoláurico o sus lactamas.
Las poliamidas amorfas especialmente adecuadas
son las poliamidas preparadas a partir de ácido isoftálico,
hexametilendiamina y otras diaminas tales como
4,4'-diaminodiciclohexilmetano, isoforonadiamina,
2,2,4- y/o
2,4,4-trimetilhexa-metilendiamina,
2,5- y/o
2,6-bis-(aminometil)-norborneno; o a
partir de ácido isoftálico,
4,4'-diamino-diciclohexilmetano y
\varepsilon-caprolactama; o a partir de ácido
isoftálico,
3,3'-dimetil-4,4'-diamino-diciclohexilmetano
y laurinlactama; o a partir de ácido tereftálico y de la mezcla de
isómeros constituida por 2,2,4- y/o
2,4,4-trimetilhexametilendiamina.
En lugar del
4,4'-diaminodiciclohexilmetano puro pueden emplearse
también mezclas de los diaminodiciclohexilmetanos con isomería de
posición, que están constituidas por
70 hasta 99% en moles del
4,4'-diamino-isómero
1 hasta 30% en moles del
2,4'-diamino-isómero
0 hasta 2% en moles del
2,2'-diamino-isómero y
en caso dado diaminas superiores condensadas
correspondientes, que se obtienen mediante hidrogenación de
diaminodifenilmetano de calidad industrial. El ácido isoftálico
puede reemplazarse hasta en un 30% por ácido
tereftálico.
Las poliamidas presentan, preferentemente, una
viscosidad relativa (medida en una solución al 1%en peso en
m-cresol a 25ºC) de 0,2 hasta 5,0, de forma
especialmente preferente de 2,5 hasta 4,0.
Las masas de moldeo preferentes según la
invención contienen desde 1 hasta 60 partes en peso,
preferentemente desde 5 hasta 50 partes en peso del componente del
polímero de injerto I) y desde 40 hasta 99 partes en peso,
preferentemente desde 50 hasta 95 partes en peso del copolímero
exento de caucho II).
Cuando se utilicen, adicionalmente, otras resinas
termoplásticas exentas de caucho, no constituidas a partir de
monómeros vinílicos, su cantidad es de hasta 500 partes en peso,
preferentemente de hasta 400 partes en peso y, de forma
especialmente preferente, de hasta 300 partes en peso, (referido
respectivamente a 100 partes en peso de I) + II)).
\newpage
La obtención de las masas de moldeo según la
invención se lleva a cabo por mezclado de los componentes I) y II)
en dispositivos mezcladores usuales (preferentemente en bancos de
varios cilindros, extrusoras mezcladoras o amasadores
internos).
Así pues el objeto de la invención es además un
procedimiento para la obtención de las masas de moldeo según la
invención, en el cual se mezclan los componentes I) y II) y se
amasan y extruyen a temperatura elevada, en general a temperaturas
desde 150ºC hasta 300ºC.
Pueden añadirse a las masas de moldeo según la
invención, durante la obtención, la elaboración, la transformación
y el moldeo definitivo, los aditivos necesarios o bien
convenientes, por ejemplo antioxidantes, estabilizantes frente a
los UV, destructores de los peróxidos, antiestáticos,
lubrificantes, agentes de desmoldeo, agentes protectores contra la
llama, agentes de carga o reforzantes (fibras de vidrio, fibras de
carbono, etc.), colorantes.
El moldeo final puede llevarse a cabo en
dispositivos de transformación usuales en el comercio y comprende,
por ejemplo, la transformación mediante colada por inyección, la
extrusión de placas con, en caso dado, subsiguiente moldeo en
caliente, moldeo en frío, extrusión de tubos y de perfiles,
transformación en calandria.
En los ejemplos siguientes las partes indicadas
son siempre partes en peso y los % indicados son siempre % en peso,
en tanto en cuanto no se diga otra cosa.
Se llevan 15 partes en peso (calculado como
materia sólida) de un látex de polibutadieno, emulsionado,
aniónico, preparado mediante polimerización por radicales, con un
valor d_{50} de 183 nm y con un contenido en gel del 79% en peso,
30 partes en peso (calculado como materia sólida) de un látex de
polibutadieno aniónico, emulsionado, preparado mediante
polimerización por radicales, con un valor d_{50} de 305 nm y con
un contenido en gel del 55% en peso y 15 partes en peso (calculado
como materia sólida) de un látex de polibutadieno aniónico,
emulsionado, preparado mediante polimerización por radicales, con
un valor d_{50} de 423 nm y con un contenido en gel del 78% en
peso, con agua hasta un contenido en materia sólida de
aproximadamente el 20% en peso, después de lo cual se calientan a
63ºC y se combinan con 0,5 partes en peso de peroxodisulfato de
potasio (disuelto en agua). A continuación se dosifican
homogéneamente 40 partes en peso de una mezcla constituida por un
73% en peso de estireno y un 27% en peso de acrilonitrilo y 0,12
partes en peso de terc.-dodecilmercaptan, en el transcurso de 4
horas, paralelamente a esto se dosifica una parte en peso
(calculado como substancia sólida) de la sal de sodio de una mezcla
de ácidos resínicos (Dresinate 731, Abieta Chemie GmbH, Gersthofen,
Alemania, disuelta en agua alcalinizada) durante un lapso de tiempo
de 4 horas. Al cabo de un tiempo de reacción final de 4 horas se
coagula el látex de injerto, tras adición de aproximadamente 1,0
partes en peso de un antioxidante fenólico, con una mezcla de
sulfato de magnesio/ácido acético y, tras el lavado con agua, se
seca en vacío a 70ºC el polvo resultante.
Se llevan 17,5 partes en peso (calculado como
materia sólida) de un látex de polibutadieno aniónico, emulsionado,
preparado mediante polimerización por radicales, y con un valor
d_{50} de 183 nm y con un contenido en gel del 79% en peso, 35
partes en peso (calculado como materia sólida) de un látex de
polibutadieno aniónico, emulsionado, preparado mediante
polimerización por radicales y por un valor d_{50} de 305 nm y
con un contenido en gel del 55% en peso y 17,5 partes en peso
(calculado como materia sólida) de un látex de polibutadieno
aniónico, emulsionado, preparado mediante polimerización por
radicales, con un valor d_{50} de 423 nm y con un contenido en gel
del 78% en peso, con agua hasta un contenido en materia sólida de
aproximadamente el 20% en peso, después de lo cual se calientan a
63ºC y se combinan con 0,4 partes en peso de peroxodisulfato de
potasio (disuelto en agua). A continuación se dosifican
homogéneamente 30 partes en peso de una mezcla constituida por un
73% en peso de estireno y un 27% en peso de acrilonitrilo y 0,1
partes en peso de terc.-dodecilmercaptan, en el transcurso de 4
horas. La obtención ulterior se lleva a cabo como se ha descrito en
el caso del polímero de injerto de ABS 1.
Se llevan 17,5 partes en peso (calculado como
materia sólida) de un copolímero de estireno/butadieno = 10:90
aniónico, emulsionado, preparado mediante polimerización por
radicales, con un valor d_{50} de 182 nm y un contenido en gel
del 71% en peso, 30 partes en peso (calculado como materia sólida)
de un látex de polibutadieno aniónico, emulsionado, preparado
mediante polimerización por radicales, con un valor d_{50} de 288
nm y con un contenido en gel del 51% en peso y 12,5 partes en peso
(calculado como materia sólida) de un látex de polibutadieno
aniónico, emulsionado, preparado mediante polimerización por
radicales, con un valor d_{50} de 410 nm y con un contenido en
gel del 75% en peso, con agua hasta un contenido en materia sólida
del 20% en peso aproximadamente, después de lo cual se calientan a
63ºC y se combinan con 0,5 partes en peso de peroxodisulfato de
potasio (disuelto en agua). A continuación se dosifican
homogéneamente 40 partes en peso de una mezcla constituida por un
73% en peso de estireno y un 27% en peso de acrilonitrilo y 0,12
partes en peso de terc.-dodecilmercaptan, en el transcurso de 4
horas. La obtención ulterior se lleva a cabo como se ha descrito en
el caso del polímero de injerto de ABS 1.
Se repitió la rutina descrita bajo "polímero
de injerto de ABS 1", empleándose 60 partes en peso, (calculado
como materia sólida) del látex de polibutadieno con un valor
d_{50} de 423 nm y con un contenido en gel del 78% en peso en
lugar de la mezcla de los látex de polibutadieno.
Se repitió la rutina descrita bajo "polímero de
injerto de ABS 1", empleándose 60 partes en peso, (calculado
como materia sólida) de un látex de polibutadieno con un valor
d_{50} de 131 nm y con un contenido en gel del 88% en peso en
lugar de la mezcla de los látex de polibutadieno.
Copolímero estadístico de estireno/acrilonitrilo
(proporción en peso de estireno:acrilonitrilo 72:28) con un
\overline{M}_{W} de aproximadamente 85.000 y
\overline{M}_{W} / \overline{M}_{n}-1 \leq
2, obtenido mediante polimerización en solución por radicales.
Copolímero estadístico de estireno/acrilonitrilo
(proporción en peso estireno:acrilonitrilo 72:28) con un
\overline{M}_{W} de aproximadamente 115.000 y
\overline{M}_{W} / \overline{M}_{n}-1 \leq
2, obtenido mediante polimerización en solución por radicales.
Los componentes polímeros anteriormente descritos
se mezclan, en un amasador interno en las proporciones indicadas en
la tabla 1, 2 partes en peso de etilendiaminobisestearilamida y 0,1
partes en peso de un aceite de silicona y, tras granulación se
transforman en probetas y en una placa plana (para la evaluación de
la superficie).
Se determinan los datos siguientes:
Resiliencia con entalla a temperatura ambiente
(a_{k} ^{RT}) y a -40ºC (a_{k}^{-40^{o}C}) según ISO 180/1A
(unidad: kJ/m^{2}),
Dureza a la penetración de la bola (H_{C})
según DIN 53456 (unidad: N/mm^{2}),
Aptitud a la fluencia termoplástica (MVI) según
DIN 53735U (unidad: cm^{3}/10 minutos) y brillo superficial
según DIN 67530 con un ángulo de reflexión de 20º (valor del
reflectómetro).
Puede verse por los ejemplos (para los datos de
los ensayos véase la tabla 2), que las masas de moldeo según la
invención se caracterizan por una combinación única de
tenacidades muy elevadas (a temperatura ambiente y a baja
temperatura), dureza a la penetración de la bola muy elevada,
aptitud a la transformación muy fácil y valores de brillo muy
buenos. En este caso la variabilidad de las propiedades de los ABS
es extraordinariamente elevada con empleo de un solo polímero de
injerto (véase por ejemplo casi la duplicación de los valores de
tenacidad mediante el aumento del contenido en caucho desde el 15%
en peso hasta el 22% en peso con mantenimiento de la matriz de
resina).
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(Tabla pasa página
siguiente)
Claims (8)
1. Masas de moldeo de ABS, que contienen
- I)
- un polímero de caucho de injerto, que puede obtenerse mediante polimerización por emulsión de estireno y acrilonitrilo en la proporción en peso de 90:10 hasta 50:50, pudiendo estar reemplazado el estireno y/o el acrilonitrilo total o parcialmente por \alpha-metilestireno, metacrilato de metilo o N-fenil-maleinimida, en presencia de una mezcla constituida por un látex de polímero de butadieno (A) con un diámetro medio de las partículas d_{50} \leq 230 nm y un contenido en gel del 40 hasta el 95% en peso, por un látex de polímero de butadieno (B) con un diámetro medio de las partículas d_{50} desde 250 hasta 330 nm y con un contenido en gel desde el 35 hasta el 75% en peso y por un látex de polímero de butadieno (C) con un diámetro medio de las partículas d_{50} \geq 350 nm y un contenido en gel desde el 60 hasta el 90% en peso, conteniendo copolimerizado los látices de los polímeros de butadieno respectivamente desde 0 hasta 50% en peso de otros monómeros vinílicos y siendo la proporción en masa entre los polímeros de injerto empleados y los polímeros de butadieno empleados de 10:90 hasta 60:40, y
- II)
- al menos un copolímero exento de caucho constituido por estireno y acrilonitrilo en la proporción en peso de 90:10 hasta 50:50, pudiendo estar reemplazados el estireno y/o el acrilonitrilo total o parcialmente por \alpha-metilestireno, metacrilato de metilo o N-fenilmaleinimida.
2. Masas de moldeo de ABS, que contienen
- I)
- un polímero de caucho de injerto, que puede obtenerse mediante polimerización por emulsión de estireno y acrilonitrilo en la proporción en peso de 90:10 hasta 50:50, pudiendo estar reemplazados el estireno y/o el acrilonitrilo total o parcialmente por \alpha-metilestireno, metacrilato de metilo o N-fenilmaleinimida, en presencia de una mezcla constituida por un látex de polímero de butadieno (A) con un diámetro medio de las partículas desde 150 hasta 220 nm y con un contenido en gel desde el 50 hasta el 90% en peso, por un látex de polímero de butadieno (B) con un diámetro medio de las partículas d_{50} desde 260 hasta 320 nm y con un contenido en gel del 40 hasta el 70% en peso y por un látex de polímero de butadieno (C), con un diámetro medio de las partículas d_{50} desde 370 hasta 450 nm y con un contenido en gel del 65 hasta el 85% en peso, pudiendo contener copolimerizado los látices de los polímeros de butadieno respectivamente de 0 hasta 50% en peso de otros monómeros vinílicos y siendo la proporción en masa entre los monómeros de injerto empleados y los polímeros de butadieno empleados de 20:80 hasta 50:50, y
- II)
- al menos un copolímero exento de caucho constituido por estireno y acrilonitrilo en la proporción en peso de 90:10 hasta 50:50, pudiendo estar reemplazados estireno y/o el acrilonitrilo total o parcialmente por \alpha-metilestireno, metacrilato de metilo o N-fenilmaleinimida.
3. Masas de moldeo de ABS según la reivindicación
1, en las que el látex de polímero de butadieno A) se emplea en una
cantidad de un 10 hasta un 40% en peso, B) en una cantidad de 10
hasta 70% en peso y C) en una cantidad de 5 hasta 50% en peso
(referido respectivamente a la proporción en materia sólida
correspondiente de los látices).
4. Masas de moldeo de ABS según las
reivindicaciones 1 a 3, en las que el polímero de butadieno está
contenido hasta en un 50% en peso (referido a la cantidad total de
los monómeros empleada para la obtención del polímero de butadieno)
además de butadieno y comonómeros elegidos del grupo formado por
isopreno, cloropreno, acrilonitrilo, estireno,
\alpha-metilestireno, alquilestirenos con 1 a 4
átomos de carbono, acrilatos de alquilo con 1 a 8 átomos de
carbono, metacrilatos de alquilo con 1 a 8 átomos de carbono,
diacrilatos de alquilenglicol, dimetacrilatos de alquilenglicol,
divinilbenceno o mezclas de los mismos.
5. Masas de moldeo termoplásticas según las
reivindicaciones 1 a 4, que contienen además al menos una resina
elegida entre policarbonato aromático, poliéstercarbonato
aromático, poliéster, poliamida o mezclas de los mismos.
6. Procedimiento para la obtención de masas de
moldeo según las reivindicaciones 1 a 5, en el que se mezclan los
componentes I) y II) y se amasan y se extruyen a temperatura
elevada.
7. Empleo de las masas de moldeo termoplásticas
según las reivindicaciones 1 a 6, para la fabricación de piezas
moldeadas.
8. Piezas moldeadas, obtenibles a partir de las
masas de moldeo según las reivindicaciones 1 a 6.
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