ES2228864T3 - Pieza moldeada de resina retardante a la llama. - Google Patents
Pieza moldeada de resina retardante a la llama.Info
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Abstract
Una pieza moldeada de resina retardante a la llama, compuesta por una composición de resina retardante a la llama que contiene resina termoplástica (A) y resina de silicona (B), caracterizándose dicha pieza moldeada porque la resina de silicona (B) está dispersada como partículas planas al menos en el área cerca de la superficie de la pieza moldeada, siendo la relación entre la longitud a lo largo del eje mayor y la longitud a lo largo del eje menor de las partículas planas de 5 o superior y siendo el espesor de las partículas planas a lo largo de los ejes menores de éstas de 1-100 nm.
Description
Pieza moldeada de resina retardante a la
llama.
La presente invención se refiere a una
composición de resina retardante a la llama que contiene una resina
basada en policarbonato y más en particular a una pieza moldeada de
resina retardante a la llama para uso en carcasas y componentes de
aparatos de televisión, impresoras, fotocopiadoras, telecopiadoras,
ordenadores personales y otros tipos de componentes electrónicos
consumibles y equipo al aire libre, así como en transformadores,
bobinas, interruptores, conectores, paquetes de baterías,
reflectores de cristal líquido, partes automotrices, materiales de
construcción y otras aplicaciones con requisitos de fuerte
retardancia a la llama.
Los requisitos de fuerte retardancia a la llama
se contemplan para las carcasas y componentes de aparatos de
televisión, impresoras y otros tipos de componentes electrónicos
consumibles y equipo al aire libre; transformadores, bobinas y otros
componentes; y materiales de construcción y otras piezas
moldeadas.
En particular, los componentes exteriores de
ordenadores personales y otros dispositivos deben cumplir con
UL_{94}V, que es una norma para gran retardancia a la llama y
resistencia al impacto. Las resinas de policarbonato se usan
actualmente para tales piezas moldeadas muy retardantes a la
llama.
Los policarbonatos son materiales plásticos muy
retardantes a la llama y auto extinguibles, pero siguen teniendo
deficiencias en términos de retardancia a la llama y se ha intentado
por lo tanto añadir compuestos basados en halógenos. Hay, sin
embargo, una preocupación de que la adición de tales compuestos
basados en halógeno producirá gases que contienen halógeno durante
la combustión.
Junto con consideraciones medioambientales, tales
preocupaciones crean una necesidad para usar retardantes a la llama
desprovistos de halógenos como cloro y bromo.
Los ésteres de fosfato y resinas de silicona son
conocidos como tales retardantes a la llama libres de halógeno. Por
ejemplo, en el documento JP (Kokoku) 62-25706 se
propone añadir un éster de fosfato para mejorar la retardancia a la
llama de una resina basada en policarbonato. Sin embargo, la adición
de un éster de fosfato a una resina basada en policarbonato tiene la
desventaja de provocar una reducción en la resistencia térmica o
resistencia al impacto cuando se produce una pieza moldeada.
Por el contrario, las resinas de silicona tienen
una gran resistencia térmica y permanecen muy seguras sin generar
gases nocivos durante la combustión. Por esta razón, las resinas de
silicona se usan como retardantes a la llama para resinas basadas en
policarbonato.
"Silicone derivatives as new flame retardants
for aromatic thermoplastics used in electronic devices", Masato
Iji y Shin Serizawa, Polymers for Advanced Technologies, publicado
por John Wiley and Sons, Chichester, GB, Vol. 9, No. 10/22, 1 de
octubre de 1998, páginas 593-600, XP000784413 ISSN:
1042-7147, desvela derivados de silicona que
generan un gas no tóxico durante la combustión, desarrollados para
uso como retardantes a la llama en los termoplásticos aromáticos
(policarbonato,
acrilonitrilo-butadieno-estireno y
poliestireno) usados en muchos dispositivos electrónicos. Se
descubrió que una silicona especial con una estructura de cadena
ramificada, una mezcla rica en fenilo de grupos fenilo y metilo en
la cadena y grupos metilo en los extremos de la cadena, era eficaz
al retardar la combustión de estos plásticos y en particular para
policarbonato y sus derivados. Estos derivados de silicona han
mostrado que son por sí mismos un sustituto perfecto para los
compuestos de halógeno, que se ha reivindicado que tienen un peligro
medioambiental potencial cuando los materiales se someten a
combustión. Además, la adición de estos derivados de silicona al
policarbonato no afecta adversamente a otras propiedades
importantes, como resistencia, moldeabilidad y resistencia térmica;
la resistencia al impacto de hecho es mejor que la de un
policarbonato que contiene un compuesto de bromo como retardante a
la llama.
Sin embargo, se necesitan mejoras adicionales
relativas a la retardancia a la llama de las piezas moldeadas de
resina retardante a la llama que contienen resinas de silicona como
retardantes a la llama.
Como resultado de una investigación exhaustiva
llevada a cabo en vista de la situación descrita anteriormente y
enfocada al desarrollo de piezas moldeadas con una retardancia a la
llama mejorada, los inventores perfeccionaron la presente invención
al descubrir que se puede obtener una pieza moldeada con una gran
retardancia a la llama si se dispersa una resina de silicona como
partículas planas en la superficie de la pieza moldeada.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar una pieza moldeada de resina retardante a la llama que
tiene una gran resistencia térmica y excelentes resistencia al
impacto y retardancia a la llama. Otro objeto de la presente
invención es proporcionar componentes y carcasas para equipo
eléctrico/electrónico que tiene gran resistencia térmica y
excelentes resistencia al impacto y retardancia a la llama.
La pieza moldeada de resina retardante a la llama
que corresponde a la presente invención se compone de una
composición de resina retardante a la llama que contiene la resina
termoplástica (A) y resina de silicona (B), en la que la pieza
moldeada se caracteriza porque la resina de silicona (B) se dispersa
como partículas planas al menos en el área cerca de la superficie
del moldeo y el espesor de las partículas plásticas a lo largo de
los ejes menores de éstas es de 1-100 nm.
La relación entre la longitud a lo largo del eje
mayor y la longitud a lo largo del eje menor de las partículas
planas es de 5 o superior.
La resina termoplástica (A) debe ser
preferiblemente una resina basada en policarbonato.
La pieza moldeada de resina retardante a la llama
debe estar compuesta preferiblemente por una composición de resina
retardante a la llama que contiene un inhibidor de goteo (C) junto
con una resina termoplástica (A) y resina de silicona (B).
El inhibidor de goteo (C) debe ser
preferiblemente politetrafluoroetileno (PTFE).
Los extremos de la resina de silicona deben estar
preferiblemente bloqueadas con las unidades constituyentes
expresadas por la siguiente fórmula.
Fórmula química
2
R^{2} ---
\melm{\delm{\para}{R ^{3} }}{S}{\uelm{\para}{R ^{1} }}i
--- O
---
(en la que
R^{1}-R^{3}, que pueden ser idénticos o
diferentes entre sí, son grupos alquilo, arilo o
alquilarilo).
El componente de dispositivo
electrónico/eléctrico relativo a la presente invención se
caracteriza por estar compuesto por la pieza moldeada de resina
retardante a la llama descrita anteriormente.
La carcasa correspondiente a la presente
invención se caracteriza por estar compuesta por la pieza moldeada
de resina retardante a la llama descrito anteriormente.
La Figura 1 está formada por fotografías TEM de
secciones transversales de la pieza moldeada de resina retardante a
la llama (Ejemplo de Trabajo 1) relativa a la presente
invención.
La Figura 2 es un diagrama que ilustra la
definición de la relación entre la longitud a lo largo del eje mayor
y longitud a lo largo del eje menor para la resina de silicona en la
presente invención.
La Figura 3 está formada por fotografías TEM de
secciones transversales de una pieza moldeada obtenida usando una
resina de silicona que tiene grupos Si-OH (Ejemplo
Comparativo 1).
Se describirá ahora la pieza moldeada de resina
retardante a la llama de la presente invención.
La pieza moldeada de resina retardante a la llama
de la presente invención es una pieza moldeada formada por una
composición de resina retardante a la llama que contiene resina
termoplástica (A) y resina de silicona (B), con la resina de
silicona (B) dispersada como partículas planas al menos en el área
cerca de la superficie de la pieza moldeada, como se muestra en la
Fig. 1. La Fig. 1 muestra fotografías TEM de secciones transversales
de la composición de resina retardante a la llama relativa a la
presente invención. En la práctica convencional, las resinas de
silicona se dispersan en piezas moldeadas de resina como partículas
cuya forma depende del tipo de resina, pero los inventores han
descubierto que se pueden obtener piezas moldeadas muy retardantes a
la llama si las resinas de silicona se dispersan como partículas
planas específicas al menos en los alrededores de la superficie de
la pieza moldeada.
Medido en la dirección de sus ejes menores, el
espesor de las partículas planas compuestas de dicha resina de
silicona debe ser de 1-100 nm y preferiblemente
5-80 nm. Los ejemplos específicos de tales
partículas planas incluyen partículas con forma de barra y
partículas en placas planas.
La relación entre la longitud a lo largo del eje
mayor y la longitud a lo largo del eje menor de las partículas
planas debe ser de 5 o superior y preferiblemente de 10 o superior.
La relación entre la longitud a lo largo del eje mayor y la
longitud a lo largo del eje menor de las partículas planas
corresponde a la longitud de partícula dividida por el tamaño
transversal de la partícula cuando las partículas tienen una forma
de barra y al máximo de longitud de partícula dividida por el
espesor de la partícula cuando las partículas tienen formas de
placas planas, como se muestra en la Fig. 2.
En la composición de resina retardante a la llama
relativa a la presente invención, la resina de silicona debe
dispersarse como partículas planas al menos en el área cerca de la
superficie (hasta una profundidad de 5 micrómetros de la superficie)
de la pieza moldeada. Por esta razón, la resina de silicona puede
dispersarse uniformemente como partículas planas por toda la pieza
moldeada, o la resina de silicona se puede dispersar como partículas
distintas de las partículas planas dentro de la pieza moldeada.
Alternativamente, la resina de silicona al completo puede
dispersarse como partículas planas en la superficie de la pieza
moldeada, o la resina se puede dispersar parcialmente en una
configuración distinta de partículas planas. Los ejemplos de tales
partículas no planas incluyen partículas con formas como esferas y
bloques.
Una pieza moldeada de excepcional retardancia a
la llama se puede obtener cuando una resina de silicona se dispersa
como partículas planas en el área cerca de la superficie de la pieza
moldeada de resina retardante a la llama del modo descrito
anteriormente.
Por ejemplo, cuando la pieza moldeada de resina
retardante a la llama relativa a la presente invención se analizó de
acuerdo al procedimiento descrito en Bulletin 94 "Combustion
Testing for Classification of Materials" (denominado en lo
sucesivo "UL-_{94}") de Underwriters
Laboratories Inc., los especímenes con un espesor de 1,59 mm (1/16
de pulgada) se fabricaron usando esta pieza moldeada y estos
especímenes se sometieron al análisis de inflamabilidad
UL-_{94}V y se descubrió que tenían la
clasificación V-o de UL-_{94}. A
continuación hay una breve descripción de las clasificaciones
UL-_{94}V.
V-o: Cuando una llama se aplica
dos veces a cada espécimen, el tiempo de combustión combinado de
cinco especímenes prendidos (diez aplicaciones de llama) está dentro
de 50 segundos, el tiempo de combustión que sigue a una sola
aplicación de llama está dentro de 10 segundos y ninguno de los
especímenes gotean partículas llameantes capaces de prender algodón
desgrasado.
V-1: El tiempo de combustión
combinado de cinco especímenes prendidos (diez aplicaciones de
llama) está dentro de 250 segundos, el tiempo de combustión que
sigue a una sola aplicación de llama está dentro de 30 segundos y
ninguno de los especímenes gotean partículas llameantes capaces de
prender algodón desgrasado.
V-2: El tiempo de combustión
combinado de cinco especímenes prendidos (diez aplicaciones de
llama) está dentro de 250 segundos, el tiempo de combustión que
sigue a una sola aplicación de llama está dentro de 30 segundos y
todos los especímenes gotean partículas llameantes capaces de
prender algodón desgrasado.
La pieza moldeada de resina retardante a la llama
tiene excelente retardancia a la llama y unas elevadas resistencia
al impacto y resistencia térmica. La pieza moldeada relativa a la
presente invención es por lo tanto adecuada para componentes de
dispositivos eléctricos/electrónicos y los armazones y carcasas de
equipo al aire libre y compuestos electrónicos consumibles.
Dicha pieza moldeada de resina retardante a la
llama está formada por una composición de resina retardante a la
llama que contiene resina termoplástica (A), resina de silicona (B)
y un inhibidor de goteo opcional (C).
La resina termoplástica (A) no está sometida a
ninguna limitación particular y puede ser cualquier resina
termoplástica convencional. Los ejemplos específicos incluyen
resinas basadas en policarbonato, resinas basadas en poliéster,
resinas basadas en óxido de polifenileno, resinas basadas en
poliamida, resinas basadas en polieterimida, resinas basadas en
poliimida, resinas basadas en poliolefina, resinas basadas en
estireno, copolímeros basados en vinilo aromático/dieno/cianuro de
vinilo, resinas acrílicas, resinas basadas en carbonato de poliéster
y otros materiales. También se pueden combinar conjuntamente dos o
más de estas resinas.
De éstas, se prefieren resinas basadas en
policarbonato.
La resina basada en policarbonato
(A-1) usada en la presente invención es un
homopolicarbonato aromático o un copolicarbonato aromático obtenido
mediante reacción de un compuesto dihidroxi aromático y un precursor
de carbonato.
Una resina basada en policarbonato contiene
comúnmente las unidades constituyentes de repetición expresadas por
la fórmula (1) a continuación.
Fórmula química
3
...(1)\abrecg
\ O - A - O - C \
\cierracg
(en la que A es un resto divalente
derivado de un compuesto dihidroxi
aromático).
El compuesto dihidroxi aromático puede ser un
compuesto aromático mononuclear o polinuclear que contiene dos
grupos hidroxi (grupos funcionales), con cada grupo hidroxi unido
directamente a un átomo de carbono en el núcleo aromático.
Los compuestos de bisfenol expresados por la
fórmula (2) a continuación se pueden citar como ejemplos específicos
de tales compuestos dihidroxi aromáticos.
Fórmula química
4
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(en la que R^{a} y R^{b}, que
pueden ser iguales o diferentes, son átomos halógenos o grupos
hidrocarbonados monovalentes; m y n son números
enteros entre 0 y 4; X
es
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
R^{c} y R^{d} son átomos de
hidrógeno o grupos hidrocarbonados monovalentes, con una opción de
que se formen estructuras cíclicas por el R^{c} y R^{d}; y
R^{e} es un grupo hidrocarbonado
divalente).
Los ejemplos específicos de compuestos dihidroxi
aromáticos expresados por la fórmula (2) incluyen, pero no se
limitan a, bis(4-hidroxifenil)metano,
1,1-bis(4-hidroxifenil)etano,
2,2-bis(4-hidroxifenil)propano
(también denominado bisfenol A),
2,2-bis(4-hidroxifenil)butano
2,2-bis(4-hidroxifenil)octano,
bis(4-hidroxifenil)fenilmetano,
2,2-bis(4-hidroxi-1-metilfenil)propano,
1,1-bis(4-hidroxi-t-butilfenil)propano,
2,2-bis(4-hidroxi-3-bromofenil)propano,
2,2-(4-hidroxi-3,5-dibromofenil)propano
y otros bis(hidroxiaril)alcanos;
1,1-bis(4-hidroxifenil)ciclopentano,
1,1-(4-hidroxifenil)ciclohexano y otros
bis(hidroxiaril)cicloalcanos;
4,4'-dihidroxidifenil éter; sulfuro de
4,4'-dihidroxidifenilo, sulfuro de
4,4'-dihidroxi-3,3'-dimetilfenilo
y otros sulfuros de dihidroxidiarilo; sulfóxido de
4,4'-dihidroxidifenilo, sulfóxido de
4,4'-dihidroxi-3,3'-dimetildifenilo
y otros sulfóxidos de dihidroxidiarilo; y
4,4'-dihidroxidifenil sulfona,
4,4'-dihidroxi-3,3'-dimetildifenil
sulfona y otras dihidroxidiaril sulfonas.
De estos compuestos dihidroxi aromáticos, es
particularmente preferido
2,2-bis(4-hidroxifenil)propano
(bisfenol A).
Los compuestos dihidroxi aromáticos expresados
por la fórmula (3) siguiente también se pueden usar como compuestos
distintos de los compuestos dihidroxi aromáticos expresados por la
fórmula (2) anterior.
\newpage
Fórmula química
5
(en la que R^{f}'s son cada uno
independientemente un grupohidrocarbonado
C_{1}-C_{10}, un grupo hidrocarbonado halogenado
obtenido al sustituir uno o más de tales grupos hidrocarbonados por
átomos halógenos, o un átomo halógeno; y p es un número
entero entre 0 y
4).
Los ejemplos de tales compuestos incluyen
resorcina; 3-metil resorcina, 3-etil
resorcina, 3-propil resorcina,
3-butil resorcina, 3-t-butil resorcina,
3-fenil resorcina, 3-cumil
resorcina, 2,3,4,6-tetrafluoro resorcina,
2,3,4,6-tetrabromo resorcina y otras resorcinas
sustituidas; catecol; hidroquinona; y 3-metil
hidroquinona, 3-etil hidroquinona,
3-propil hidroquinona, 3-butil
hidroquinona, 3-t-butil hidroquinona,
3-fenil hidroquinona, 3-cumil
hidroquinona, 2,3,5,6-tetrametil hidroquinona,
2,3,5,6-tetra-t-butil hidroquinona,
2,3,5,6-tetrafluorohidroquinona,
2,3,5,6-tetrabromohidroquinona y otras
hidroquinonas sustituidas.
También se pueden usar compuestos dihidroxi
aromáticos distintos de los expresados por la fórmula (2) anterior.
Uno de estos compuestos, expresado por la fórmula
Fórmula química
6
es
2,2,2',2'-tetrahidro-3,3,3',3'-tetrametil-1,1'-espirobi[1H-indeno]-7,7'-diol.
Estos compuestos dihidroxi aromáticos se pueden
usar solos o como combinaciones de dos o más compuestos.
El policarbonato puede ser un compuesto lineal o
ramificado. También se puede usar una mezcla de policarbonatos
lineales y ramificados.
Dichos policarbonatos ramificados se pueden
obtener al reaccionar compuestos aromáticos polifuncionales con
compuestos dihidroxi aromáticos y precursores de carbonato. Los
ejemplos típicos de tales compuestos aromáticos polifuncionales se
describen en las Patentes de Estados Unidos 3.028.385, 3.334.154,
4.001.124 y 4.131.576. Los ejemplos específicos incluyen
1,1,1-tris(4-hidroxifenil)etano,
2,2',2''-tris(4-hidroxifenil)diisopropilbenceno,
\alpha-metil-\alpha,\alpha',\alpha'-tris(4-hidroxifenil)-1,4-dietilbenceno,
\alpha,\alpha',\alpha''-tris(4-hidroxifenil)-1,3,5-triisopropilbenceno,
cloroglicina,
4,6-dimetil-2,4,6-tri(4-hidroxifenil)-heptano-2,
1,3,5-tri(4-hidroxifenil)benceno,
2,2-bis-[4,4-(4,4'-dihidroxifenil)ciclohexil]-propano,
ácido trimelítico, ácido 1,3,5-bencenotricarboxílico
y ácido piromelítico. De éstos, se prefieren
1,1,1-tris(4-hidroxifenil)etano
y
\alpha,\alpha',\alpha''-tris(4-hidroxifenil)-1,3,5-triisopropilbenceno.
Según se midió a 25ºC en cloruro de metileno, la
viscosidad intrínseca de la resina basada en policarbonato no está
sometida a ninguna limitación particular y se puede seleccionar
apropiadamente en consideración con la aplicación pretendida y las
propiedades de la pieza moldeada. La viscosidad es comúnmente 0,26
dl/g o superior, preferiblemente 0,30-0,98 dl/g, e
idealmente 0,34-0,64 dl/g. Calculada en términos de
viscosidad-peso molecular medio, la viscosidad es
comúnmente 10.000 o superior, preferiblemente
12.000-50.000, e idealmente
14.000-30.000. También es posible usar una mezcla de
resinas de policarbonato que tienen una pluralidad de viscosidades
intrínsecas diferentes.
La resina basada en policarbonato usada en la
presente invención se puede producir mediante un procedimiento
convencional. Los ejemplos incluyen:
(1) Un procedimiento (procedimiento de estado
fundido) en el que un compuesto dihidroxi aromático y un precursor
de carbonato (por ejemplo, un diéster de carbonato) se someten a un
intercambio de éster en estado fundido y se sintetiza un
policarbonato y
(2) Un procedimiento (procedimiento de interfase)
en el que un compuesto dihidroxi aromático y un precursor de
carbonato (por ejemplo, fosgeno) se dejan reaccionar en una
solución.
Estos procedimientos de producción se describen,
por ejemplo, en el documento JP (Kokai) 2-175723 y
2-124934 y en las Patentes de Estados Unidos
4.001.184, 4.238.569, 4.238.569, 4.238.597 y 4.474.999.
Los ejemplos de diésteres de carbonato que se
pueden usar en el procedimiento (1) (procedimiento de estado
fundido) incluyen carbonato de difenilo, carbonato de
bis(clorofenilo), carbonato de
bis(2,4-diclorofenilo), carbonato de
bis(2,4,6-triclorofenilo), carbonato de
bis(2-cianofenilo), carbonato de
(o-nitrofenilo), carbonato de ditolilo, carbonato de
m-cresilo, carbonato de dinaftilo, carbonato de
bis(difenilo), carbonato de dietilo, carbonato de dimetilo,
carbonato de dibutilo y carbonato de diciclohexilo. De éstos, se
prefiere para uso el carbonato de difenilo. Dos o más de éstos se
pueden usar conjuntamente. El carbonato de difenilo es
particularmente preferido para dicho uso conjunto. Los diésteres de
carbonato pueden contener ácidos dicarboxílicos o ésteres de
dicarboxilato. Específicamente, los diésteres de carbonato pueden
contener ácidos dicarboxílicos o ésteres de dicarboxilatos en una
cantidad de 50 mol% o inferior y preferiblemente 30 mol% o
inferior.
Los ejemplos de tales ácidos dicarboxílicos y
ésteres de dicarboxilato incluyen ácido isoftálico, ácido sebácico,
ácido decanodióico, ácido dodecanodióico, sebacato de difenilo,
tereftalato de difenilo, isoftalato de difenilo, decanodioato de
difenilo y dodecanodioato de difenilo. Los diésteres de carbonato
pueden contener dos o más de tales ácidos dicarboxílicos o ésteres
de dicarboxilato.
Un policarbonato se puede obtener mediante la
policondensación de un diéster de carbonato y un compuesto hidroxi
aromático. Para proporcionar un policarbonato, el diéster de
carbonato debe usarse en una cantidad de 0,95-1,30
moles y preferiblemente 1,01-1,20 moles, por mol de
la cantidad combinada de compuestos dihidroxi aromáticos.
Un compuesto descrito, por ejemplo, en el
documento JP (Kokai) 4-175368, que es una solicitud
previamente presentada por los presentes solicitantes, se puede usar
como catalizador para dicho procedimiento de estado fundido.
Específicamente, un compuesto de metal alcalino
y/o un compuesto de metal alcalinotérreo (a) (denominado en lo
sucesivo como "compuesto de metal alcalino(térreo) (a)")
se usa comúnmente como un catalizador de policondensación en estado
fundido.
Las sales de ácido orgánico, sales de ácido
inorgánico, óxidos, hidróxidos, hidruros, alcoholatos y otros
compuestos de metales alcalinos o metales alcalinotérreos deben
usarse preferiblemente como los compuestos de metal
alcalino(térreo) (a).
Los ejemplos específicos de compuestos de metal
alcalino incluyen hidróxido de sodio, hidróxido de potasio,
hidróxido de litio, hidrógeno carbonato de sodio, hidrogeno
carbonato de potasio, hidrogeno carbonato de litio, carbonato de
sodio, carbonato de potasio, carbonato de litio, acetato de sodio,
acetato de potasio, acetato de litio, estearato de sodio, estearato
de potasio, estearato de litio, borohidruro de sodio, borohidruro de
litio, borofeniluro de sodio, benzoato de sodio, benzoato de
potasio, benzoato de litio, hidrogenofosfato de disodio,
hidrogenofosfato de dipotasio, e hidrogenodifosfato de dilitio, así
como sales de disodio, dipotasio y dilitio de bisfenol A y sales de
sodio, potasio y litio de fenoles.
Los ejemplos de compuestos de metal
alcalinotérreo incluyen hidróxido de calcio, hidróxido de bario,
hidróxido de magnesio, hidróxido de estroncio, hidrogeno carbonato
de calcio, hidrógeno carbonato de bario, hidrógeno carbonato de
magnesio, hidrógeno carbonato de estroncio, carbonato de calcio,
carbonato de bario, carbonato de magnesio, carbonato de estroncio,
acetato de calcio, acetato de bario, acetato de magnesio, acetato de
estroncio, estearato de calcio, estearato de bario, estearato de
magnesio y estearato de estroncio. También se pueden usar
conjuntamente dos o más de estos compuestos.
Dichos compuestos de metal
alcalino(térreo) deben añadirse durante la policondensación
en estado fundido en una cantidad entre 1 x 10^{-8} y 1 x
10^{-3}mol, preferiblemente 1 x 10^{-7} y 2 x 10^{-6} mol, e
idealmente 1 x 10^{-7} y 8 x 10^{-7} mol, por mol de los
bisfenoles usados. Cuando el compuesto de metal
alcalino(térreo) se añade al bisfenol (que se usa como
material de partida de la reacción de policondensación en estado
fundido), la adición debe controlarse de modo que la cantidad, por
mol de bisfenol, en la que se presenta el compuesto de metal
alcalino(térreo) durante la reacción de policondensación en
estado fundido entra dentro del intervalo mencionado
anteriormente.
\newpage
El compuesto básico (b) se puede usar junto con
el compuesto de metal alcalino(térreo) (a) como un
catalizador de policondensación.
El compuesto básico (b) puede ser un compuesto
básico que contiene nitrógeno fácilmente descomponible o vaporizable
a elevadas temperaturas. Los siguientes compuestos se pueden citar
como ejemplos específicos.
Hidróxido de tetrametilamonio (Me_{4}NOH),
hidróxido de tetraetilamonio (Et_{4}NOH), hidróxido de
tetrabutilamonio (Bu_{4}NOH), hidróxido de trimetilbencilamonio
(\phi-CH_{2}(Me)_{3}NOH) y otros
hidróxidos de amonio que tienen grupos como alquilos, arilos y
alquilarilos:
trimetilamina, trietilamina, dimetilbencilamina,
trifenilamina y otras aminas terciarias;
aminas secundarias de la fórmula R_{2}NH (en la
que R es un metilo, etilo, u otro grupo alquilo; un fenilo, tolilo,
u otro grupo arilo);
aminas primarias de la fórmula RNH_{2} (en la
que R es el mismo que antes);
4-dimetilaminopiridina,
4-dietilaminopiridina,
4-pirrolidinopiridina y otras piridinas;
2-metilimidazol,
2-fenilimidazol y otros imidazoles; y
amoníaco, borohidruro de tetrametilamonio
(Me_{4}NBH_{4}), borato de tetrafenil tetrabutilamonio
(Bu_{4}NBPh_{4}), borato de tetrafenil tetrametilamonio
(Me_{4}NBPh_{4}) y otras sales básicas.
De éstos, se prefieren para uso los hidróxidos de
tetraalquilamonio.
El compuesto básico que contiene nitrógeno (b)
debe usarse en una cantidad entre 1 x 10^{-6} y 1 x 10^{-1} mol
y preferiblemente entre 1 x 10^{-5} y 1 x 10^{-2} mol, por mol
de bisfenol.
Se puede usar un compuesto de ácido bórico (c)
como un catalizador adicional.
El ácido bórico y los ésteres de borato se pueden
citar como ejemplos de dicho compuesto de ácido bórico (c).
Los ésteres de borato expresados por la siguiente
fórmula general se pueden citar como ejemplos de dichos ésteres de
borato.
B(OR)_{n}
(OH)_{3-n},
en la que R es un alquilo como
metilo o etilo, o un arilo como fenilo; y n es 1, 2 ó
3.
Los ejemplos específicos de tales ésteres de
borato incluyen borato de trimetilo, borato de trietilo, borato de
tributilo, borato de trihexilo, borato de triheptilo, borato de
trifenilo, borato de tritolilo y borato de trinaftilo.
El ácido bórico o éster de borato (c) debe usarse
en una cantidad entre 1 x 10^{-8} y 1 x 10^{-1} mol,
preferiblemente entre 1 x 10^{-7} y 1 x 10^{-2} mol, e
idealmente entre 1 x 10^{-6} y 1 x 10^{-4} mol, por mol de
bisfenol.
Los ejemplos de los catalizadores de
policondensación en estado fundido adecuados incluyen combinaciones
de compuesto de metal alcalino(térreo) (a) y compuesto básico
que contiene nitrógeno (b) y combinaciones ternarias de compuesto de
metal alcalino(térreo) (a), compuesto básico que contiene
nitrógeno (b) y ácido bórico o éster de borato (c).
Se prefiere el uso de un catalizador en la forma
de una combinación de compuesto de metal alcalino(térreo) (a)
y compuesto básico que contiene nitrógeno (b) en dichas cantidades
porque la reacción de policondensación se puede desarrollar a un
ritmo rápido y se puede producir un policarbonato de elevado peso
molecular con una gran actividad de polimerización.
Cuando el compuesto de metal
alcalino(térreo) (a) y el compuesto básico que contiene
nitrógeno (b) se usan conjuntamente, o cuando un compuesto de metal
alcalino(térreo) (a), compuesto básico que contiene nitrógeno
(b) y ácido bórico o éster de borato (c) se usan conjuntamente, se
puede añadir una mezcla de los componentes del catalizador a una
mezcla fundida de bisfenoles y diésteres de carbonato, o cada
componente del catalizador se puede añadir por separado una mezcla
de los componentes del catalizador a una mezcla fundida de
bisfenoles y diésteres de carbonato.
Los haluros de carbonilo, carbonatos de diarilo y
bishaloformiato se pueden citar como ejemplos de los precursores de
carbonato usados en el procedimiento de interfase (2). Se puede usar
cualquiera de estos precursores.Los ejemplos de haluros de
carbonilo incluyen bromuro de carbonilo, cloruro de carbonilo
(también denominado fosgeno) y mezclas de éstos. Los ejemplos de los
carbonatos de arilo incluyen carbonato de difenilo, carbonato de
ditolilo, carbonato de bis(clorofenilo), carbonato de
m-cresilo, carbonato de dinaftilo y carbonato de
bis(difenilo). Los ejemplos de bishaloformiatos incluyen
biscloroformiatos y bisbromoformiatos de
2,2-bis[4-hidroxifenil]propano,
2,2-bis(4-hidroxi-3,5-diclorofenil)propano,
hidroquinona y otros compuestos dihidroxi aromáticos, así como
biscloroformiatos y bisbromoformiatos de etilenglicol y otros
glicoles. Se puede usar cualquiera de los precursores de carbonato
mencionados anteriormente, aunque se prefiere cloruro de carbonilo
(también denominado fosgeno).
En el procedimiento de interfase, el compuesto
dihidroxi aromático anteriormente mencionado se disuelve primero o
se dispersa en una solución acuosa de álcali cáustica, se añade un
disolvente que hace que la mezclaresultante sea incompatible con
agua y los reactivos se ponen en contacto con un precursor de
carbonato como fosgeno en condiciones de pH especificadas en
presencia de un catalizador apropiado. Se usa comúnmente cloruro de
metileno, 1,2-dicloroetano, clorobenceno, tolueno, o
similar como el disolvente incompatible con el agua. El catalizador
usado para el procedimiento de interfase no está sometido a ninguna
limitación particular y es comúnmente una amina terciaria como
trietilamina, un compuesto de fosfonio cuaternario o un compuesto de
amonio cuaternario. La temperatura de reacción seleccionada para el
procedimiento de interfase no se somete a ninguna limitación
particular mientras esta temperatura permite que la reacción se
desarrolle. Es preferible, sin embargo, fijar la temperatura entre
la temperatura ambiente (25ºC) y 50ºC.
Los extremos del policarbonato obtenido mediante
el procedimiento (1) o (2) se pueden bloquear opcionalmente con
grupos funcionales específicos.
Los bloqueadores de los extremos no están
sometidos a ninguna limitación particular y pueden incluir fenol,
chroman-l, p-cumil fenol y otros fenoles
monohídricos.
La resina termoplástica también puede ser una
resina basada en poliéster.
Las resinas basadas en poliéster
(A-2) son muy conocidas como tal. Es posible, por
ejemplo, usar un poliéster de un diol (o un derivado de éste que
forma un éster) y un ácido dicarboxílico (o un derivado de éste que
forma un éster). Los compuestos citados a continuación también se
pueden usar como los componentes de diol y ácido dicarboxílico,
solos o como combinaciones de dos o más compuestos. Éstos también se
pueden combinar con compuestos que tienen grupos hidroxilo y grupos
ácido carboxílico en sus moléculas, como lactonas.
Los ejemplos de los componentes de diol adecuados
incluyen etilenglicol, 1,2-propanodiol,
1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol,
2,3-butanodiol, 1,6-hexanodiol,
1,8-octanodiol, neopentil glicol,
1,10-decanodiol, dietilenglicol, trietilenglicol y
otros dioles alifáticos C_{2}-C_{15}.
Etilenglicol y 1,4-butanodiol son los dioles
alifáticos preferidos.
También es posible usar
1,2-ciclohexanodiol,
1,4-ciclohexanodiol,
1,4-ciclohexanodimetanol y otros dioles alicíclicos.
Estos dioles alicíclicos pueden tener una configuración cis-
o trans-, o ser una mezcla de las dos. El
1,4-ciclohexanodimetanol es el diol alicíclico
preferido.
Además es posible usar resorcina, hidroquinona,
naftalenodiol y otros fenoles aromáticos divalentes;
polietilenglicol, polipropilenglicol, politetrametilenglicol y otros
poliglicoles con pesos moleculares de 400-6000; y
los bisfenoles (bisfenol A y similares) descritos en el documento JP
(Kokai) 3-203956. El componente de diol puede ser
un éster de diacetato, éster de dipropionato, u otro diéster.
Los ejemplos de componentes de ácido
dicarboxílico incluyen ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido
o-ftálico, ácido 2,2'-bifenildicarboxílico,
ácido 3,3'-bifenildicarboxílico, ácido
4,4'-bifenildicarboxílico, ácido
4,4'-difenileterdicarboxílico, ácido
1,5-naftalenodicarboxílico, ácido
1,4-naftalenodicarboxílico, ácido
2,6-naftalenodicarboxílico,
1,2-di(4-carboxifenil)etano
y otros ácidos dicarboxílicos aromáticos, así como ácido adípico,
ácido succínico, ácido oxálico, ácido malónico, ácido subérico,
ácido azelaico, ácido sebácico, ácido decanodicarboxílico, ácido
ciclohexanodicarboxílico y otros ácidos dicarboxílicos alifáticos o
alicíclicos. Los componentes del ácido también pueden ser derivados
de éster como metilo, etilo, u otros ésteres de alquilo, o fenilo,
cresilo, u otros ésteres de arilo.
El ácido tereftálico y ácido
naftalenodicarboxílico son los ácidos dicarboxílicos preferidos.
Se puede citar caprolactona como un ejemplo de
una lactona.
Dichas resinas basadas en poliéster se pueden
producir mediante un procedimiento convencional. El catalizador
usado en el procedimiento puede ser un compuesto de antimonio,
compuesto de titanio, compuesto de estaño, compuesto de germanio, u
otro catalizador usado comúnmente, aunque se prefieren compuestos de
antimonio, compuestos de titanio, compuestos de estaño y otros
catalizadores no volátiles porque se pueden añadir en cantidades
inferiores.
La resina basada en poliéster debe ser
preferiblemente un poliéster de un ácido dicarboxílico aromático y
un alquilenglicol. Los ejemplos específicos incluyen politereftalato
de etileno, politereftalato de butileno, naftalato de polietileno,
poli(tereftalato de 1,4-ciclohexilén
metileno),
poli(tereftalato-co-isoftalato
de 1,4-ciclohexilén metileno),
poli(tereftalato-co-isoftalato
de 1,4-butileno) y poli(tereftalato de
etilen-co-1,4-ciclohexilén
metileno).
El poliéster puede ser una única resina basada en
poliéster o una combinación de dos o más de dichas resinas. De
éstas, las combinaciones de politereftalato de etileno (PET) y
politereftalato de butileno (PBT) son particularmente preferidas
como poliésteres. Una combinación de 5-95 partes en
peso de PBT y 95-5 partes en peso de PET es
particularmente preferida como este tipo de poliéster.
La resina de silicona que constituye el
componente (B) de acuerdo con la presente invención debe ser
preferiblemente un compuesto cuyos extremos están bloqueados con
las unidades constituyentes expresadas por la siguiente fórmula.
Fórmula química
7
R^{2} ---
\melm{\delm{\para}{R ^{3} }}{S}{\uelm{\para}{R ^{1} }}i
--- O
---
(en la que
R^{1}-R^{3}, que pueden ser idénticas o
diferentes entre sí, son grupos alquilo, arilo, o
alquilarilo).
El bloqueo de los extremos de la resina de
silicona con las unidades constituyentes expresadas por la fórmula
anterior hace posible la obtención de una pieza moldeada en la que
la resina de silicona se dispersa como partículas planas en el área
cerca de la superficie de la pieza moldeada del modo anteriormente
descrito.
Las unidades constituyentes anteriormente
mencionadas se denominan ocasionalmente como "unidades M" y se
expresan como R^{1}R^{2}R^{3}SiO_{0-5}.
El contenido de un resto OH relativo al número
total de extremos en la resina de silicona usada de acuerdo con la
presente invención debe ser de 0,5% en peso o menos y
preferiblemente 0,3% o menos. En particular, se prefiere una
ausencia virtual del resto OH.
Si los extremos de la resina de silicona
contienen grupos OH en una cantidad mayor del intervalo mencionado
anteriormente (aunque se cree que estos grupos OH están
policondensados por el calor de cizallamiento generado durante la
extrusión o moldeo), se forma en la pieza moldeada una masa grande
como la mostrada, por ejemplo, en la Fig. 3, la retardancia a la
llama de la pieza moldeada se vuelve inadecuada y la resistencia al
impacto de la pieza moldeada disminuye a veces. La Fig. 3 muestra
fotografías TEM de secciones transversales de una pieza moldeada
obtenida usando una resina de silicona que tiene grupos OH.
La resina de silicona no está sometida a ninguna
limitación particular en términos de que contenga otras unidades
constituyentes en tanto que los extremos de la resina estén
bloqueados con las unidades constituyentes anteriormente
mencionadas.
La resina de silicona puede contener, por
ejemplo, cualquiera de las unidades [RSiO_{1,5}]T, unidades
[R_{2}SiO_{1,0}]D y unidades [SiO_{2}]Q
mostradas a continuación.
Fórmula química
8
\hskip2.5cmUnidad D
\hskip3cmUnidad T
\hskip3cmUnidad Q
--- O ---
\melm{\delm{\para}{R}}{S}{\uelm{\para}{R}}i --- O ---
\hskip1.5cm--- O ---
\melm{\delm{\para}{\delm{O}{\delm{\para}{}}}}{S}{\uelm{\para}{R}}i
--- O --- \hskip1.5cm--- O ---
\melm{\delm{\para}{\delm{O}{\delm{\para}{}}}}{S}{\uelm{\para}{\uelm{O}{\uelm{\para}{}}}}i
--- O --- \hskip2.5cmR_{2}SiO_{1,0}
\hskip3.3cmRsiO_{1,5}
\hskip3.3cmSiO_{2,0}
Los grupos orgánicos R que constituyen la resina
de silicona pueden ser iguales o diferentes. Los ejemplos
específicos incluyen metilo, etilo, propilo, butilo y otros grupos
alquilo; vinilo, alilo y otros grupos alquenilo; y fenilo, tolilo y
otros grupos arilo.
Con algunos de estos grupos orgánicos R, la
resina de silicona está más fácilmente disponible, se puede
conseguir mejor dispersibilidad en resinas basadas en policarbonato
y se puede mejorar la retardancia a la llama. Por esta razón, las
resinas de silicona que tienen grupos metilo y/o fenilo como dichos
grupos orgánicos R son particularmente preferidas. En el caso
particular de una resina de silicona que tiene grupos fenilo, se
puede conseguir una excelente retardancia a la llama, se puede
mejorar la compatibilidad con policarbonatos y se puede asegurar una
mejor transparencia de policarbonato. El contenido de tales grupos
fenilo debe ser de 20% en mol o superior y preferiblemente de 40% en
mol o superior; en relación con la cantidad total de grupos
orgánicos en la resina de silicona.
Se prefieren las siguientes resinas de silicona:
resinas de silicona que comprenden unidades de siloxano de la
fórmula RSiO_{1,5} (unidades T) y unidades de siloxano de la
fórmula R^{1}R^{2}R^{3}SiO_{0,5} (unidades M); y resinas de
silicona que comprenden unidades T, unidades M y unidades de
siloxano de la fórmula SiO_{2,0} (unidades Q).
El peso-peso molecular medio de
la resina de silicona debe mantenerse bajo, como, por ejemplo,
1000-50.000, preferiblemente
2000-20.000, e idealmente
3000-10.000. Una resina de silicona cuyo peso
molecular está dentro de dicho intervalo tiende a dispersarse más
fácilmente como partículas con forma de barra, partículas en placas
planas, u otras partículas planas cerca de la superficie de una
pieza moldeada.
Dicha resina de silicona se puede sintetizar
mediante un procedimiento conocido, como uno en el que un
organoclorosilano, organoalcoxisilano, o similar se
hidroliza/condensa con exceso de agua. Específicamente, se prefiere
la siguiente aproximación porque el hecho de que el peso molecular
del producto se puede controlar fácilmente: un compuesto de silano
para formar unidades constituyentes se hidroliza/condensa primero
con agua, se produce una resina de silicona que contiene grupos
silanol y los grupos silanol se bloquean entonces con las unidades
constituyentes mencionadas anteriormente, proporcionando la resina
de silicona deseada.
Según un ejemplo específico del procedimiento
para fabricar una resina de silicona, se hace reaccionar una resina
de silicona que contiene grupos silanol en una cantidad de 100
partes en peso con 5-100 partes en peso de un
compuesto de silicona (b) de la fórmula
(R^{1}R^{2}R^{3}Si)_{\alpha}Z (en la que
R^{1}-R^{3}, que pueden ser idénticos o
diferentes entre sí, son grupos alquilo, arilo o alquilarilo;
\alpha es un número entero entre 1 y 3; Z es un átomo de
hidrógeno, átomo halógeno, grupo hidroxilo, o grupo hidrolizable
cuando \alpha es 1; -O-, -NX-, o
Fórmula química
9
-- S -- cuando
\alpha es 2; y
\hskip1cm
\uelm{\para}{\hskip-0.3cm -- N --}
\hskip1cmcuando \alpha es 3; y
X es un átomo de hidrógeno o un grupo
hidrocarbonado monovalente C_{1}-C_{4}).
La resina de silicona que contiene grupos silanol
que constituye el componente (a) se puede sintetizar mediante un
procedimiento conocido, como uno en el que un organoclorosilano,
organoalcoxisilano, o similar se hidroliza/condensa con exceso de
agua. Dicha reacción permite que se obtengan resinas de silicona que
tienen una gran variedad de grados de polimerización al ajustar la
cantidad de agua, el tipo y cantidad de catalizador de hidrólisis,
el tiempo y la temperatura de la reacción de condensación y
similares. La resina de silicona obtenida de este modo contiene
comúnmente grupos silanol (-SiOH-).
El compuesto de silicona de la fórmula
(R^{1}_{3}Si)_{a}Z que constituye el componente (b) se
obtiene mediante la sililación de los grupos silanol en el
componente (a). Los ejemplos del grupo hidrolizable Z incluyen
metoxilo, etoxilo, propoxilo, isopropoxilo, butoxilo y otros grupos
alcoxilo; cloro, bromo y otros halógenos; propenoxi y otros grupos
alqueniloxi; acetoxi, benzoxi y otros grupos aciloxi; acetona oxima,
butanona oxima y otros grupos organooxima; dimetilaminoxi,
dietilaminoxi y otros grupos organoaminoxi; dimetilamino,
dietilamino, ciclohexilamino y otros grupos organoamino; y
N-metilacetamido y otros grupos organoamido.
Los ejemplos específicos de componente (b)
incluyen trimetilsilano, trietilsilano y otros hidrógeno silanos;
trimetilclorosilano, trietilclorosilano, trifenilclorosilano y
otros clorosilanos; trimetilsilanol y otros silanoles;
trimetilmetoxisilano, trimetiletoxisilano y otros alcoxisilanos;
(CH_{3})_{3}SiNHCH_{3},
(CH_{3})_{3}SiNHC_{2}H_{5},
(CH_{3})_{3}SiNH(CH_{3})_{2},
(CH_{3})_{3}
SiNH(C_{2}H_{5})_{2} y otros aminosilanos; (CH_{3})_{3}SiOCOCH_{3} y otros aciloxisilanos; hexametildisilazano [(CH_{3})_{2}Si]_{2}NH, 1,3-diviniltetrametildisilazano y otros disilazanos; y nonametiltrisilazano [(CH_{3})_{3}Si]_{3}N y otros trisilazanos. De éstos, se prefieren silazanos y clorosilanos porque facilitan el control de la reacción y permiten que se retiren fácilmente los productos sin reaccionar.
SiNH(C_{2}H_{5})_{2} y otros aminosilanos; (CH_{3})_{3}SiOCOCH_{3} y otros aciloxisilanos; hexametildisilazano [(CH_{3})_{2}Si]_{2}NH, 1,3-diviniltetrametildisilazano y otros disilazanos; y nonametiltrisilazano [(CH_{3})_{3}Si]_{3}N y otros trisilazanos. De éstos, se prefieren silazanos y clorosilanos porque facilitan el control de la reacción y permiten que se retiren fácilmente los productos sin reaccionar.
La reacción entre los componentes (a) y (b) se
puede llevar a cabo en condiciones comunes para sililar
silanoles.
Por ejemplo, la reacción se puede llevar a cabo
fácilmente al mezclar simplemente y calentar los componentes (a) y
(b) cuando el componente (b) es un silazano o clorosilano. El
consumo correspondiente del componente (b) deber ser preferiblemente
5-100 partes en peso por 100 partes en peso del
componente (a). El uso de menos de 5 partes en peso de componente
(b) no logra sililar adecuadamente los grupos silanol del componente
(a), induce la gelificación durante la reacción y crea otros
problemas. El uso de más de 100 partes en peso del componente (b) da
como resultado el uso antieconómico de materiales de partida porque
queda una gran cantidad de componente (b) sin reaccionar y complica
el procedimiento porque se necesita un tiempo considerable para
retirar el componente (b) sin reaccionar.
La reacción de sililación mencionada
anteriormente se debe llevar acabo preferiblemente en un disolvente
orgánico para controlar la temperatura de reacción y para inhibir la
deshidrocondensación como una reacción secundaria. Los ejemplos de
disolventes orgánicos adecuados incluyen tolueno, xileno, hexano,
gasolina industrial, alcoholes minerales, queroseno y otros
disolventes basados en hidrocarburos; tetrahidrofurano, dioxano y
otros disolventes basados en éter; y diclorometano, dicloroetano y
otros disolventes basados en hidrocarburos clorados. La temperatura
de reacción no está sometida a ninguna limitación particular y puede
estar entre la temperatura ambiente y 120ºC. El ácido clorhídrico,
amoníaco, cloruro de amonio, alcoholes y otros compuestos producidos
por la reacción se pueden eliminar al aclarar, o destilar al mismo
tiempo con el disolvente.
La resina de silicona obtenida por este
procedimiento es comúnmente líquida o sólida a temperatura
ambiente.
La resina de silicona a añadir en la resina
basada en policarbonato debe ser preferiblemente sólida debido a su
capacidad para estar uniformemente dispersada en la resina basada en
policarbonato. Es particularmente preferible una resina de silicona
sólida con una temperatura de reblandecimiento de 40ºC o superior y
preferiblemente 70-250ºC.
También es posible ajustar la temperatura de
reblandecimiento del material de resina de silicona al mezclar dos o
más resinas de silicona que tienen diferentes temperaturas de
reblandecimiento.
El peso molecular del material se puede controlar
al seleccionar el peso molecular de la resina de silicona que
contiene grupos silanol y que constituye el componente (a), el tipo
de grupos silanol a sililar y el tipo de componente (b) que
constituye el agente de sililación.
La cantidad en la que la resina de silicona se
añade a la composición de resina retardante a la llama debe ser de
0,1-9 partes en peso y preferiblemente
0,3-6 partes en peso, por 100 partes en peso de
resina termoplástica. La adición de menos de 0,1 partes en peso de
resina de silicona no logra dotar al producto con la adecuada
retardancia a la llama, mientras que la adición de más de 9 partes
en peso no sólo no logra dar como resultado un aumento proporcionado
en la retardancia a la llama sino que además tiene un efecto adverso
en el aspecto, transparencia óptica y resistencia de la pieza
moldeada resultante. La resina de silicona no produce gases nocivos
cuando se quema.
El inhibidor de goteo usado en la presente
invención puede ser un aditivo conocido diseñado para controlar el
goteo durante la combustión. En particular, se prefieren las resinas
basadas en policarbonato tipificadas por politetrafluoroetileno
(PTFE) y provistas con una estructura de fibrilla debido a su
pronunciado efecto para inhibir el goteo.
Entre dichos materiales de politetrafluoroetileno
(PTFE), se prefieren los siguientes debido a su capacidad para dotar
a una composición de policarbonato moldeada con un excelente aspecto
de superficie: materiales muy dispersables como los obtenidos al
emulsionar y dispersar PTFE en una solución acuosa y otras
soluciones y materiales en los que el PTFE está encapsulado en
resinas tipificadas por policarbonatos y copolímeros de
estireno/acrilonitrilo.
Cuando se emulsiona y se dispersa PTFE en una
solución acuosa o en otra solución, el diámetro de partícula medio
de PTFE, aunque no se someta a ninguna limitación particular, debe
mantenerse a 1 \mum (micrómetro) o menos y preferiblemente a 0,5
\mum (micrómetros) o menos.
Los ejemplos específicos de productos
comercialmente disponibles como materiales de PTFE incluyen Teflon
30J® (Mitsui-Dupont Fluorochemical), Polyflon
D-2C® (Daikin Industries) y Aflon AD1® (Asahi
Glass).
El inhibidor de goteo debe añadirse en una
cantidad entre 0,01-10 partes en peso,
preferiblemente 0,05-2 partes en peso, e idealmente
0,1-0,5 partes en peso, por 100 partes en peso de
resina basada en policarbonato.
La adición del componente (C) en una cantidad por
debajo del intervalo mencionado anteriormente no logra proporcionar
una composición de policarbonato retardante a la llama, mientras que
la adición de más del intervalo mencionado anteriormente tiene un
efecto adverso en la fluidez.
Este tipo de politetrafluoroetileno se puede
producir mediante un procedimiento conocido (véase Patente de
Estados Unidos 2.393.967). Específicamente, el
politetrafluoroetileno se puede obtener como un sólido blanco
mediante un procedimiento en el que se usa un catalizador radical
libre como peroxidisulfato de amonio, potasio, o sodio y el
tetrafluoroetileno se polimeriza en un disolvente acuoso a una
presión de 689-6895 KPa (100-1000
psi) y a una temperatura de 0-200ºC y
preferiblemente 20-100ºC.
El politetrafluoroetileno debe tener un peso
molecular de 500.000 o superior y preferiblemente
1.000.000-
50.000.000.
50.000.000.
Como resultado, una composición de resina que
contiene este politetrafluoroetileno tiene un goteo mínimo durante
la combustión. Además, dicho uso conjunto de politetrafluoroetileno
y resina de silicona inhibe el goteo más aun y da como resultado un
tiempo de combustión más corto que cuando se añade el
politetrafluoroetileno solo.
\newpage
La presente invención permite que se use éter de
polifenileno (PPE) junto con politetrafluoroetileno como un
inhibidor de goteo.
Las resinas basadas en éter de polifenileno son
conocidas como tales e incluyen homopolímeros y/o copolímeros cuyas
unidades se expresan mediante la fórmula (4) siguiente.
Fórmula química
10
(en la que R^{5}, R^{6},
R^{7} y R^{8} se seleccionan cada uno independientemente entre
átomos de hidrógeno, átomos halógenos, grupos hidrocarbonados y
grupos hidrocarbonados sustituidos (como grupos hidrocarbonados
halogenados)).
Los ejemplos específicos de tales PPE incluyen
poli(2,6-dimetil-1,4-fenilen)éter,
poli(2,6-dietil-1,4-fenilen)éter,
poli(2-metil-6-etil-1,4-fenilen)éter,
poli(2-metil-6-propil-1,4-fenilen)éter,
poli(2,6-dipropil-1,4-fenilen)éter,
poli(2-
etil-6-propil-1,4-fenilen)éter, poli(2,6-dimetoxi-1,4-fenilen)éter, poli(2,6-diclorometil-1,4-fenilen)éter, poli(2,6-dibromometil-1,4-fenilen)éter, poli(2,6-difenil-1,4-fenilen)éter, poli(2,6-ditolil-1,4-fenilen)éter, poli(2,6-dicloro-1,4-fenilen)éter, poli(2,6-dibencil-1,4-fenilen)éter y poli(2,5-dimetil-1,4-fenilen)éter. Poli(2,6-dimetil-1,4-fenilen)éter es particularmente adecuado como una resina basada en PPE. Además, los ejemplos de copolímeros de éter de polifenileno incluyen copolímeros obtenidos mediante incorporación parcial de un fenol alquil-trisustituido como 2,3,6-trimetilfenol en las unidades de repetición de éter de polifenileno anteriormente mencionado. Los copolímeros obtenidos mediante el injerto de compuestos basados en estireno a dichos éteres de polifenileno también se pueden usar. Los ejemplos de los éteres de polifenileno injertados con compuestos basados en estireno incluyen copolímeros que resultan de la polimerización por injerto de estireno, \alpha-metilestireno, viniltolueno, cloroestireno y otros compuestos basados en estireno con los éteres de polifenileno mencionados anteriormente.
etil-6-propil-1,4-fenilen)éter, poli(2,6-dimetoxi-1,4-fenilen)éter, poli(2,6-diclorometil-1,4-fenilen)éter, poli(2,6-dibromometil-1,4-fenilen)éter, poli(2,6-difenil-1,4-fenilen)éter, poli(2,6-ditolil-1,4-fenilen)éter, poli(2,6-dicloro-1,4-fenilen)éter, poli(2,6-dibencil-1,4-fenilen)éter y poli(2,5-dimetil-1,4-fenilen)éter. Poli(2,6-dimetil-1,4-fenilen)éter es particularmente adecuado como una resina basada en PPE. Además, los ejemplos de copolímeros de éter de polifenileno incluyen copolímeros obtenidos mediante incorporación parcial de un fenol alquil-trisustituido como 2,3,6-trimetilfenol en las unidades de repetición de éter de polifenileno anteriormente mencionado. Los copolímeros obtenidos mediante el injerto de compuestos basados en estireno a dichos éteres de polifenileno también se pueden usar. Los ejemplos de los éteres de polifenileno injertados con compuestos basados en estireno incluyen copolímeros que resultan de la polimerización por injerto de estireno, \alpha-metilestireno, viniltolueno, cloroestireno y otros compuestos basados en estireno con los éteres de polifenileno mencionados anteriormente.
Los inhibidores de goteo inorgánicos también se
pueden usar conjuntamente con el politetrafluoroetileno mencionado
anteriormente como inhibidores de goteo adicionales. Los ejemplos de
tales inhibidores de goteo inorgánicos incluyen sílice, cuarzo,
silicato de aluminio, mica, alúmina, hidróxido de aluminio,
carbonato de calcio, talco, carburo de silicio, nitruro de silicio,
nitruro de boro, óxido de titanio, óxido de hierro y negro de
carbón.
Dependiendo del objetivo, una composición de
resina retardante a la llama de la presente invención puede contener
resinas termoplásticas distintas de policarbonatos mientras no se
comprometan las propiedades físicas de la composición.
Los ejemplos de las resinas termoplásticas
distintas de policarbonatos incluyen resinas basadas en estireno,
copolímeros basados en vinilo aromático/dieno/cianuro de vinilo,
resinas acrílicas, resinas basadas en poliéster, resinas basadas en
poliolefina, resinas basadas en óxido de polifenileno, resinas
basadas en carbonato de poliéster, resinas basadas en polieterimida
y copolímeros de metacrilato de metilo/butadieno/estireno (resinas
MBS). También es posible usar combinaciones de dos o más
resinas.
Los ejemplos de resinas basadas en estireno
incluyen poliestireno,
poli(\alpha-metilestireno) y copolímeros de
estireno/acrilonitrilo (resinas SAN).
Los copolímeros de
estireno/butadieno/acrilonitrilo (resinas ABS) se pueden citar como
ejemplos de copolímeros basados en vinilo aromático/dieno/cianuro de
vinilo.
Polimetacrilato de metilo se puede citar como un
ejemplo de una resina acrílica.
Politereftalato de etileno y politereftalato de
butileno se pueden citar como ejemplos de resinas basadas en
poliéster.
Los ejemplos de resinas basadas en poliolefina
incluyen polietileno, polipropileno, polibuteno, polimetilpenteno,
copolímeros de etileno/propileno y copolímeros de
etileno/propileno/dieno.
Las resinas de óxido de polifenileno se pueden
citar como ejemplos de resinas basadas en óxido de
polifenileno.
Los hidrógenos unidos al núcleo de benceno de
éstas pueden estar sustituidos por grupos alquilo o átomos
halógenos.
Los otros componentes de resinas termoplásticas
deben añadirse en una cantidad de 200 partes en peso o menos y
preferiblemente 100 partes en peso o menos, por 100 partes en peso
de policarbonato (A). La adición de otros componentes de resina
termoplástica en una cantidad superior a 200 partes en peso tiene a
veces un efecto adverso en las características de la resina basada
en policarbonato.
La composición de resina retardante a la llama de
la presente invención también puede contener absorbentes de UV,
antioxidantes basados en fenol impedido, estabilizantes basados en
fósforo y estabilizantes epoxi.
Los ejemplos de los absorbentes de UV incluyen
absorbentes de UV basados en benzotriazol, absorbentes de UV basados
en benzofenona y absorbentes de UV basados en salicilato.
Los ejemplos específicos de absorbentes UV de
basados en benzotriazol incluyen
2-(2'-hidroxi-5'-metilfenil)benzotriazol,
2-(2'-hidroxi-5'-t-butilfenil)benzotriazol,
2-(2'-hidroxi-5'-t-octilfenil)benzotriazol,
2-(2'-hidroxi-3',5'-di-butilfenil)benzotriazol,
2-(2'-hidroxi-3',5'-di-t-amilfenil)benzotriazol,
2-(2'-hidroxi-3'-docedil-5'-metilfenil)benzotriazol,
2-(2'-hidroxi-3',5'-dicumilfenil)benzotriazol
y 2,2'-metilen
bis[4-(1,1,3,3-tetrametilbutil)-6-(2H-benzotriazol-2-il)fenol].
Dichos absorbentes de UV basados en benzotriazol están
comercialmente disponibles, por ejemplo, como UV5411 de American
Cyanamid. Los absorbentes de UV basados en benzofenona están
comercialmente disponibles, por ejemplo, como UV531 de Cyanamid. Los
ejemplos de absorbentes de UV basados en salicilato incluyen
salicilato de fenilo, salicilato de
p-t-butilfenilo y salicilato de
p-octilfenilo.
Estos absorbentes de UV deben añadirse en una
cantidad de 0,01-10 partes en peso y preferiblemente
0,05-5 partes en peso, por 100 partes en peso de
resina basada en policarbonato.
Los materiales comercialmente disponibles usados
convencionalmente como antioxidantes se pueden usar como
estabilizadores basados en fósforo sin estar sometidos a ninguna
limitación particular.
Los ejemplos específicos incluyen trifenil
fosfito, difenilnonil fosfito,
tris(2,4-di-t-butilfenil)fosfito,
trisnonilfenil fosfito, difenilisooctil fosfito,
2,2'-metilen
bis(4,6-di-t-butilfenil)octil
fosfito, difenilisodecil fosfito,
difenilmono(tridecil)fosfito,
2,2'-etilidén
bis(4,6-di-t-butilfenol)fluorofosfito,
fenildiisodecil fosfito, fenil di(tridecil)fosfito,
tris(2-etilhexil)fosfito,
tris(isodecil)fosfito,
tris(tridecil)fosfito, dibutil hidrógeno fosfito,
trilauril tritiofosfito,
tetraquis(2,4-di-t-butilfenil)-4,4'-bifenilén
difosfonito, 4,4'-isopropiliden difenolalquil
(C_{12}-C_{15}) fosfito,
4,4'-butilidén
bis(3-metil-6-t-butilfenil)di-tridecil
fosfito,
bis(2,4-di-t-butilfenil)pentaeritritol
difosfito, fenol-bisfenol A pentaeritritol
difosfito, tetrafenil dipropilenglicol difosfito,
1,1,3-tris(2-metil-4-di-tridecil
fosfito-5-t-butilfenil)butano y
3,4,5,6-tetrabenzo-1,2-oxafosfan-2-óxido.
También se pueden usar los hidrosilatos parciales de estos
fosfitos. Dichos estabilizadores basados en fósforo están
comercialmente disponibles como Adeka Stab PEP-36,
PEP-24, PEP-4C,
PEP-8 (fabricados por Asahi Denka Kogyo),
Irfagos168® (fabricado por Ciba-Geigy), Sandstab
P-EPQ® (fabricado por Sandoz), Chelex L® (fabricado
por Sakai Chemical Industry), 3P2S® (fabricado por Ihara Chemical
Industry), Mark 329K® (fabricado por Asahi Denka Kogyo), Mark P
(misma compañía) y Weston 618® (fabricado por Sanko Chemical
Industry).
Dichos estabilizadores basados en fósforo deben
añadirse en una cantidad de 0,0001-1 parte en peso y
preferiblemente 0,001-0,5 partes en peso, por 100
partes en peso de resina termoplástica.
Los ejemplos específicos de antioxidantes basados
en fenol impedido incluyen
n-octadecil-3-(3',5'-di-t-butil-4-hidroxifenil)propionato,
2,6-di-t-butil-4-hidroximetilfenol,
2,2'-metilenbis(4-metil-6-t-butilfenol)
y
pentaeritritil-tetraquis[3-(3',5'-di-t-butil-4-hidroxifenil)propionato].
Éstos se pueden usar solos o como combinaciones de dos o más
componentes.
Dichos estabilizadores basados en fenol impedido
deben añadirse en una cantidad de 0,0001-1 partes en
peso y preferiblemente 0,001-0,5 partes en peso,
por 100 partes en peso de resina termoplástica.
Los siguientes materiales se pueden usar como
estabilizadores basados en epoxi: aceite de semilla de soja
epoxidada, aceite de linaza epoxidada,fenilglicidil éter,
alilglicidil éter, t-butilfenilglicidil éter, carboxilato de
3,4-epoxiciclohexilmetil-3',4'-epoxiciclohexilo,
carboxilato de
3,4-epoxi-6-metilciclohexilmetil-3',4'-epoxi-6'-metilciclohexilo,
carboxilato de
2,3-epoxiciclohexilmetil-3',4'-epoxiciclohexilo,
carboxilato de
4-(3,4-epoxi-5-metilciclohexil)butil-3',4'-epoxiciclohexilo,
óxido de 3,4-epoxiciclohexil etileno, carboxilato
de
ciclohexilmetil-3,4-epoxiciclohexilo,
carboxilato de
3,4-epoxi-6-metilciclohexilmetil-6'-metilciclohexilo,
bisfenol A diglicidil éter, tetrabromobisfenol A glicidil éter,
éster diglicidílico de ácido ftálico, éster diglicidílico de ácido
hexahidroftálico, bis-epoxidiciclopentadienil éter,
bis-epoxietilen glicol, adipato de
bis-epoxiciclohexilo, diepóxido de butadieno,
epóxido de tetrametil etileno, epoxitalato de octilo, epóxido de
polibutadieno,
3,4-dimetil-1,2-epoxiciclohexano,
3,5-dimetil-1,2-epoxiciclohexano,
3-metil-5-t-butil-1,2-epoxiciclohexano,
carboxilato de
octadecil-2,2-dimetil-3,4-epoxiciclohexilo,
carboxilato de
N-butil-2,2-dimetil-3,4-epoxiciclohexilo,
carboxilato de
ciclohexil-2-metil-3,4-epoxiciclohexilo,
carboxilato de
N-butil-2-isopropil-3,4-epoxi-5-metilciclohexilo,
carboxilato de
octadecil-3,4-epoxiciclohexilo,
carboxilato de
2-etilhexil-3',4'-epoxiciclohexilo,
carboxilato de
4,6-dimetil-2,3-epoxiciclohexil-3',4'-epoxiciclohexilo,
anhídrido 4,5-epoxitetrahidroftálico, anhídrido
3-t-butil-4,5-epoxitetrahidroftálico,
dicarboxilato de
dietil-4,5-epoxi-cis-1,2-ciclohexilo
y dicarboxilato de
di-n-butil-3-t-butil-4,5-epoxi-cis-1,2-ciclohexilo.
Dichos estabilizadores basados en epoxi deben
añadirse en una cantidad de 0,0001-5 partes en peso,
preferiblemente 0,001-1 partes en peso, e idealmente
0,005-0,5 partes en peso, por 100 partes en peso de
resina basada en policarbonato.
También es posible usar estabilizadores basados
en tioles y sales de metal.
Los ejemplos de agentes de desmoldeo incluyen
aceite de metilfenil silicona y otros agentes de desmoldeo basados
en silicona; tetraestearato de pentaeritritol, monoestearato de
glicerina, cera de ácido montánico y otros agentes de desmoldeo
basados en éster; y poli(\alpha-olefinas) y
otros agentes de desmoldeo basados en olefina. Dichos agentes de
desmoldeo deben añadirse en una cantidad de 0,01-10
partes en peso, preferiblemente 0,05-5 partes en
peso, e idealmente 0,1-1 partes en peso, por 100
partes en peso de la resina basada en policarbonato.
Dependiendo del fin, aditivos conocidos como
colorantes (negro de carbón, óxido de titanio y otros pigmentos y
tintes), agentes de carga, agentes reforzantes (fibras de vidrio,
fibras de carbono, talco, arcilla, mica, copos de vidrio, vidrio
molido, perlas de vidrio y similares), lubricantes, plastificantes,
retardantes a la llama y reforzador del flujo también se pueden
añadir a la composición de resina retardante a la llama relativa a
la presente invención durante su mezcla o moldeo, a condición de que
las propiedades físicas de la resina no resulten comprometidas.
La composición de resina se puede producir
mediante cualquier procedimiento conocido, aunque los
procedimientos de fusión y mezcla son particularmente preferidos. Se
pueden añadir pequeñas cantidades de disolventes durante la
producción de la composición de resina.
Extrusores, mezcladores Banbury, rodillos y
amasadores se pueden citar como ejemplos particulares de equipo
adecuado. Éstos pueden operar continuamente o por lotes. No se
imponen restricciones particulares en la secuencia en la que se
mezclan los componentes.
Se puede usar moldeo por extrusión, moldeo por
inyección, moldeo por compresión, o cualquier otro procedimiento de
moldeo comúnmente empleado para obtener la pieza moldeada de resina
retardante a la llama relativa a la presente invención.
En el caso particular de que la composición de
resina retardante a la llama se moldee mediante moldeo por
inyección, la resina de silicona se puede dispersar como partículas
planas al menos en el área cerca de la superficie de la resina
retardante a la llama moldeada y se puede obtener una pieza moldeada
muy retardante a la llama.
La pieza moldeada de la presente invención tiene
excelente resistencia al impacto, alta resistencia térmica y
superior retardancia a la llama. La composición de resina moldeada
de la presente invención es por lo tanto adecuada para componentes
de dispositivos electrónicos/eléctricos y los armazones y carcasas
de equipo al aire libre y componentes electrónicos de consumo.
La composición de resina retardante a la llama de
la presente invención tiene una gran retardancia a la llama sin
pérdida de nada de su resistencia al impacto o moldeabilidad y es
muy beneficiosa para la protección del medio ambiente porque la
ausencia de retardantes a la llama formados por compuestos de cloro
o compuestos de bromo, elimina el riesgo de que se produzcan gases
nocivos que contienen halógeno por dichos retardantes a la llama
durante la combustión.
Por consiguiente, el moldeo de resina retardante
a la llama resultante es muy adecuado para uso en las carcasas y
componentes de aparatos de televisión, impresoras, fotocopiadoras,
telecopiadoras, ordenadores personales y otros tipos de componentes
electrónicos consumibles y equipo al aire libre, así como en
transformadores, bobinas, interruptores, conectores, paquetes de
baterías, reflectores de cristal líquido, partes automotrices,
materiales de construcción y otras aplicaciones con requisitos de
fuerte retardancia a la llama.
La presente invención se describirá ahora en
mayor detalle a través de ejemplos de trabajo, pero la presente
invención no está limitada por estos ejemplos de trabajo.
A menos que se indique lo contrario, los términos
"partes" y "%" usados en los ejemplos de trabajo se
refieren a partes y porcentaje en peso, respectivamente.
Se usaron los siguientes compuestos como los
componentes correspondientes.
Policarbonato de bisfenol A: LEXAN® (fabricado
por OE Plastics Japan); viscosidad intrínseca en cloruro de metileno
a 25ºC: 0,42 dl/g; viscosidad-peso molecular medio
(M_{v}):18.000 (valor calculado).
Polyflon D-2C® (fabricado por
Daikin Industries); emulsión/dispersión de PTFE en agua; contenido
de PTFE: 60%. La adición de PTFE actual fue 0,49% porque se añadió
Polyflon D-2C a la resina basada en policarbonato en
una cantidad de 0,82%. El agua se evaporó cuando se preparó la
composición de resina.
Se usaron resinas de silicona cuyas composiciones
se muestran en la Tabla 1.
La resina de silicona (A-1) está
formada por unidades T y M; todos los
R^{1}-R^{3} en las unidades M
(R^{1}R^{2}R^{3}SiO_{0,5}) fueron grupos metilo; los R's en
las unidades T (RSiO_{1,5}) fueron grupos metilo o fenilo; la
relación molar entre grupos fenilo y grupos metilo en las unidades T
fue 65/35; se descubrió que el contenido de resto
Si-OH (resto de grupos silanol) era 0 en la base de
los datos de absorbancia IR; y el peso-peso
molecular medio de la resina fue 5500.
La resina de silicona (B-1) está
formada por unidades T; los R's en las unidades T (RSiO_{1,5})
fueron grupos metilo o fenilo; la relación molar entre grupos fenilo
y grupos metilo en las unidades T fue 65/35; se descubrió que el
contenido de resto Si-OH (resto de grupos silanol)
era 0,0436 en la base de los datos de absorbancia IR; y el
peso-peso molecular medio de la resina fue 5800.
| Peso-peso | Unidades | Ph/Me^{(1)} | Resto OH^{(2)} | Temperatura de | |
| molecular | constituyentes | reblandecimiento | |||
| medio | (ºC) | ||||
| Resina de | 5500 | T y M | 65/35 | 0 | 90 |
| silicona (A-1) | |||||
| Resina de | 5800 | T | 65/35 | 0,0436 | 90 |
| silicona (B-1) | |||||
| 1) "Ph/Me" es la relación molar entre grupos fenilo y metilo. | |||||
| 2) El resto OH se identificó al emplear un procedimiento IR (espectro de absorción infrarrojo) para medir la absor- | |||||
| bancia del resto OH (en torno a 3680 cm^{-1}) |
Ejemplo de trabajo
1
Se preparó una mezcla a partir de 100 partes en
peso de policarbonato, 2 partes en peso de resina de silicona
(A-1), 0,49 partes en peso de PTFE y 0,045 partes en
peso de estabilizador basado en fósforo
tris(2,4-di-t-butilfenil)fosfito;
Irgafos 168®, fabricado por Ciba-Geigy); la mezcla
se extrudió mediante una extrusora de dos tornillos a una velocidad
de atornillamiento rotacional de 270 rpm y una temperatura de tambor
de 280ºC; y el extrudido se cortó en pastillas de longitud
prescrita. Las pastillas se moldearon por inyección con la ayuda de
una máquina de moldeo por inyección de 100-t a una
temperatura de tambor de 280ºC y una temperatura de molde de 80ºC,
proporcionando un espécimen que mide 125 x 13 x 1,6 mm. La pieza
moldeada resultante se analizó para comprobar la retardancia a la
llama.
Se tomaron fotografías TEM de secciones
transversales de las piezas moldeadas resultantes. Los resultados se
muestran en la Fig. 1.
La resina de silicona se dispersó en el área
cerca de la superficie de la pieza moldeada resultante como
partículas en placas planas cuyo espesor a lo largo del eje menor
fue 5-40 nm.
La pieza moldeada se analizó para comprobar
retardancia a la llama según UL_{-94}. Específicamente, la pieza
moldeada se analizó de acuerdo con el procedimiento de prueba
descrito en el Bulletin 94 "Combustion Testing for Classification
of Materials" (denominado en lo sucesivo como "UL_{-94}")
de los Underwriters Laboratories, Inc.
Específicamente, los especímenes verticalmente
orientados se pusieron en contacto con una llama quemadora y se
midió el tiempo de combustión. Se analizaron cinco especímenes, cada
uno sometido a dos aplicaciones de llama y se evaluaron los
siguientes parámetros: el tiempo de combustión generado tras diez
aplicaciones de llama, el tiempo de combustión tras una única
aplicación de llama y el goteo de partículas llameantes. Se
asignaron las siguientes clasificaciones en función de su
evaluación. El fin del presente ejemplo de trabajo fue determinar si
la pieza moldeada se adaptó a la clasificación
V-o.
V-o: El tiempo de combustión
combinado de cinco especímenes prendidos (diez aplicaciones de
llama) está dentro de 50 segundos, el tiempo de combustión que sigue
a una sola aplicación de llama está dentro de 10 segundos y ninguno
de los especímenes gotean partículas llameantes capaces de prender
algodón desgrasado.
V-1: El tiempo de combustión
combinado de cinco especímenes prendidos (diez aplicaciones de
llama) está dentro de 250 segundos, el tiempo de combustión que
sigue a una sola aplicación de llama está dentro de 30 segundos y
ninguno de los especímenes gotean partículas llameantes capaces de
prender algodón desgrasado.
V-2: El tiempo de combustión
combinado de cinco especímenes prendidos (diez aplicaciones de
llama) está dentro de 250 segundos, el tiempo de combustión que
sigue a una sola aplicación de llama está dentro de 30 segundos y
todos los especímenes gotean partículas llameantes capaces de
prender algodón desgrasado.
Los resultados se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo comparativo
1
Aparte del hecho de que la resina de silicona
(B-1) se usó en lugar de resina de silicona
(A-1), se usó el mismo procedimiento que en el
Ejemplo de Trabajo 1 para fabricar una pieza moldeada y se llevaron
a cabo pruebas de inflamabilidad.
Se tomaron fotografías TEM de secciones
transversales de la pieza moldeada resultante. Los resultados se
muestran en la Fig. 1.
La resina de silicona se presentó como una masa
que mide aproximadamente 1 \mum en el área cerca de la superficie
de la pieza moldeada.
Se analizó la pieza moldeada para comprobar la
retardancia a la llama según UL_{-94} del mismo modo que en el
Ejemplo de Trabajo 1.
Los resultados se muestran en la Tabla 2.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
\newpage
| 1) Para PTFE, se indica la cantidad de PTFE sin agua o similar. | |
| \begin{minipage}[t]{145mm} 2) "Tiempo de combustión combinado" es el tiempo de combustión medio combinado de cinco especímenes.\end{minipage} | |
| \begin{minipage}[t]{145mm} 3) "Número de goteo" es el número de especímenes (de cinco especímenes) cuyo goteo prendió el algodón desgrasado.\end{minipage} |
Puede verse en la Tabla 2 que una pieza moldeada
en la que una resina de silicona se dispersó como partículas planas
al menos en el área cerca de la superficie tuvo un corto tiempo de
combustión, mínimo goteo y una elevada retardancia a la llama
(UL_{-94} V-o).
Claims (7)
1. Una pieza moldeada de resina retardante a la
llama, compuesta por una composición de resina retardante a la llama
que contiene resina termoplástica (A) y resina de silicona (B),
caracterizándose dicha pieza moldeada porque
la resina de silicona (B) está dispersada como
partículas planas al menos en el área cerca de la superficie de la
pieza moldeada, siendo la relación entre la longitud a lo largo del
eje mayor y la longitud a lo largo del eje menor de las partículas
planas de 5 o superior y siendo el espesor de las partículas planas
a lo largo de los ejes menores de éstas de 1-100
nm.
2. Una pieza moldeada de resina retardante a la
llama según la reivindicación 1, caracterizada porque la
resina termoplástica (A) es una resina basada en policarbonato.
3. Una pieza moldeada de resina retardante a la
llama según la reivindicación 1 o reivindicación 2,
caracterizada por estar compuesta por una composición de
resina retardante a la llama que contiene inhibidor de goteo (C)
junto con resina termoplástica (A) y resina de silicona (B).
4. Una pieza moldeada de resina retardante a la
llama según la reivindicación 3, caracterizada porque el
inhibidor de goteo (C) es politetrafluoroetileno (PTFE).
5. Una pieza moldeada de resina retardante a la
llama según cualquiera de las reivindicaciones 1-4,
caracterizada porque los extremos de la resina de silicona
están bloqueados con las unidades constituyentes expresadas por la
siguiente fórmula
Fórmula química
1
R^{2} ---
\melm{\delm{\para}{R ^{3} }}{S}{\uelm{\para}{R ^{1} }}i
--- O
---(en la que
R^{1}-R^{3}, que pueden ser idénticos o
diferentes entre sí, son grupos alquilo, arilo o
alquilarilo).
6. Un componente de dispositivo
eléctrico/electrónico, compuesto por una pieza moldeada de resina
retardante a la llama según cualquiera de las reivindicaciones
1-5.
7. Una carcasa compuesta por una pieza moldeada
de resina retardante a la llama según cualquiera de las
reivindicaciones 1-5.
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