ES2229448T3 - Dispersion acuosa de fluoropolimero y procedimiento para preparar una composicion de resina termoplastica que contiene fluoropolimero. - Google Patents
Dispersion acuosa de fluoropolimero y procedimiento para preparar una composicion de resina termoplastica que contiene fluoropolimero.Info
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Abstract
UNA DISPERSION ACUOSA ESTABILIZADA DE FLUOROPOLIMERO INCLUYE UN FLUOROPOLIMERO Y UNA SAL DE ACIDO GRASO. SE PREPARA UN ADITIVO FLUOROPOLIMERO POR POLIMERIZACION EN EMULSION ACUOSA DE UNO O MAS MONOMEROS DE INSATURACION ETILENICA EN PRESENCIA DE LA DISPERSION ESTABILIZADA DE FLUOROPOLIMERO O, ALTERNATIVAMENTE, POR COCOAGULACION DE LA DISPERSION ESTABILIZADA DE FLUOROPOLIMERO Y UNA EMULSION ACUOSA DE UN SEGUNDO POLIMERO. SE PREPARA UNA COMPOSICION DE RESINA TERMOPLASTICA QUE CONTIENE FLUOROPOLIMERO COMBINADO EL ADITIVO FLUOROPOLIMERO CON UNA RESINA TERMOPLASTICA.
Description
Dispersión acuosa de fluoropolímero y
procedimiento para preparar una composición de resina termoplástica
que contiene fluoropolímero.
La presente invención se refiere al uso de
fluoropolímeros como aditivos en composiciones de resinas
termoplásticas, y más particularmente, a una dispersión acuosa
estabilizada de fluoropolímero y a un procedimiento para preparar
una composición de resina termoplástica que contiene
fluoropolímero.
Se conoce el uso de fluoropolímeros,
particularmente de politetrafluoroetileno ("PTFE") como
aditivos antigoteo y retardantes de llama en composiciones de
resinas termoplásticas. Puesto que la incorporación directa de un
fluoropolímero en una matriz de resina termoplástica tiende a ser
difícil, los aditivos antigoteo y retardantes de llama que contienen
fluoropolímero típicamente tienen forma de un fluoropolímero que se
ha mezclado previamente de alguna forma con una pequeña cantidad de
un segundo polímero. Por ejemplo, la patente de EE.UU. nº 5.521.230
describe la precipitación por vapor de una dispersión acuosa de PTFE
y una resina de policarbonato para formar un concentrado de PTFE
para usar como un aditivo inhibidor de goteo en composiciones de
resinas termoplásticas. La patente de EE.UU. nº 4.579.906 describe
la mezcla en fundido de un polvo de resina termoplástica de PTFE con
una matriz de resina termoplástica, por ejemplo, una matriz de SAN o
ABS, y otros aditivos retardantes de llama para producir una
composición de resina termoplástica retardante de llama. El polvo de
resina termoplástica de PTFE de la patente 906 está hecho por
cocoagulación de una dispersión acuosa de PTFE que está estabilizada
con un tensioactivo de nonil-fenol etoxilado, con
una emulsión acuosa de resina de
estireno-acrilonitrilo ("SAN") o una emulsión
acuosa de resina de
acrilonitrilo-butadieno-estireno
("ABS") y después precipitación y secado de la composición de
resina termoplástica de PTFE cocoagulada para proporcionar un polvo
de resina termoplástica de
PTFE.
PTFE.
El documento
EP-A-0708133 describe un
procedimiento para preparar una composición termoplástica retardante
de llama que comprende mezclar un lubricante seleccionado de sales
metálicas de ácidos grasos y ésteres de alquilo de ácidos grasos con
un polvo de polímero de tetrafluoroetileno, estando presente dicho
lubricante en un nivel de 1 a 99 por ciento en peso, basado en el
peso total de la premezcla, y mezclar con una resina termoplástica y
un retardante de llama seleccionado de fosfatos y compuestos
orgánicos halogenados, estando la premezcla en una relación en peso
entre 1:1 y 1:100 respecto a la resina termoplástica.
Aunque se conocen técnicas para incorporar
fluoropolímeros en composiciones de resinas termoplásticas
retardantes de llama, se desean más mejoras. Las técnicas conocidas
típicamente usan dispersiones acuosas de fluoropolímero, que
típicamente están estabilizadas con un tensioactivo de
nonil-fenol etoxilado. El uso de tensioactivos de
nonil-fenol etoxilados está siendo examinando desde
la perspectiva de la seguridad medioambiental, y son sumamente
convenientes planteamientos alternativos para estabilizar
dispersiones acuosas de fluoropolímero. La cantidad de
fluoropolímero que se puede incorporar en una composición de resina
termoplástica de fluoropolímero por técnicas de cocoagulación está
limitada, y sería conveniente proporcionar un aditivo que contuviera
fluoropolímero que tuviera un contenido de fluoropolímero mayor. Las
composiciones de resinas termoplásticas de fluoropolímero
cocoaguladas tienen tendencia a ser muy difíciles de manejar debido
a la aglomeración y poca fluidez, y en la misma medida es difícil
incorporar dichos aditivos de forma uniforme y reproducible en una
composición de resina termoplástica. La distribución no uniforme del
aditivo de fluoropolímero dentro de una composición de resina
termoplástica puede dar como resultado, por ejemplo, imperfecciones
en la superficie, tales como vetas y extensiones, y rendimiento de
combustión irregular, tal como por ejemplo, velocidades de
contracción desiguales y goteo. Sería muy conveniente un aditivo de
resina termoplástica de fluoropolímero que esté en forma de un polvo
fluido, tanto desde la perspectiva de manejo del material como la
perspectiva de mejorar la uniformidad y reproducibilidad de las
composiciones de resinas termoplásticas preparadas a partir de
éstos.
Un primer aspecto de la presente invención se
dirige a una dispersión acuosa de fluoropolímero que comprende de 1
parte en peso ("pp") a 80 pp de fluoropolímero por 100 pp de la
dispersión, y de 0,1 pp a 10 pp de una sal de ácido graso por 100 pp
del fluoropolímero.
La dispersión acuosa de fluoropolímero de la
presente invención no tiene tensioactivos de
nonil-fenol etoxilado y presenta alta estabilidad
mecánica. La sal de ácido graso de la dispersión acuosa estabilizada
de fluoropolímero de la presente invención, es más eficaz, en una
relación de parte a parte, que el tensioactivo de
nonil-fenol etoxilado con respecto a la
estabilización de la dispersión de fluoropolímero.
Un segundo aspecto de la presente invención se
dirige a un procedimiento para preparar un aditivo de fluoropolímero
para resinas termoplásticas. El procedimiento comprende:
(a) combinar un fluoropolímero, estando dicho
fluoropolímero en forma de una dispersión acuosa estabilizada de
fluoropolímero que comprende (i) de 1 pp a 80 pp de fluoropolímero
por 100 pp de la dispersión, y (ii) de 0,1 pp a 10 pp de una sal de
ácido graso por 100 pp del fluoropolímero, con un segundo
polímero;
(b) precipitar el fluoropolímero y segundo
polímero combinados para formar un precipitado; y
(c) secar el precipitado para formar el aditivo
de fluoropolímero.
El procedimiento evita el uso de
nonil-fenol etoxilado y por lo tanto no genera
corrientes residuales que contienen nonil-fenol
etoxilado. El aditivo de fluoropolímero preparado por el
procedimiento es fácil de manejar, se incorpora fácilmente en las
composiciones de resinas termoplásticas, e incluye una cantidad
relativamente alta de fluoropolí-
mero.
mero.
En un tercer aspecto, la presente invención se
dirige a un procedimiento para preparar una composición de polímero
termoplástico que contiene fluoropolímero. El procedimiento
comprende:
(a) combinar un fluoropolímero, estando dicho
fluoropolímero en forma de una dispersión acuosa estabilizada de
fluoropolímero que comprende (i) de 1 pp a 80 pp de fluoropolímero
por 100 pp de la dispersión, y (ii) de 0,1 pp a 10 pp de una sal de
ácido graso por 100 pp del fluoropolímero, con un segundo
polímero;
(b) precipitar el fluoropolímero y segundo
polímero combinados para formar un precipitado; y
(c) secar el precipitado para formar un aditivo
de fluoropolímero; y
(d) mezclar el aditivo de fluoropolímero con una
resina termoplástica para formar la composición de resina
termoplástica que contiene fluoropolímero.
El procedimiento evita el uso de
nonil-fenol etoxilado y por lo tanto no genera
corrientes residuales de nonil-fenol etoxilado y
permite la incorporación uniforme y reproducible de un
fluoropolímero en una composición de resina termoplástica.
En una realización preferida, la dispersión
acuosa de fluoropolímero comprende: (i) agua, preferiblemente agua
desmineralizada, (ii) de 20 a 55 pp, más preferiblemente de 35 a 45
pp de fluoropolímero por 100 pp de dispersión, y (iii) de 0,5 a 6
pp, más preferiblemente de 1 a 4 pp de una sal de ácido graso por
100 pp de fluoropolí-
mero.
mero.
En una realización muy preferida, la dispersión
acuosa estabilizada de fluoropolímero de la presente invención
consiste esencialmente en agua, un fluoropolímero y una sal de ácido
graso.
Entre los fluoropolímeros adecuados se incluyen
homopolímeros y copolímeros que comprenden unidades que se repiten
derivadas de uno o más monómeros de
\alpha-olefinas fluoradas. La expresión
"monómero de \alpha-olefina fluorado"
significa un monómero de \alpha-olefina que
incluye al menos un sustituyente átomo de flúor. Entre los monómeros
de \alpha-olefina fluoradas adecuados se incluyen,
por ejemplo, fluoroetilenos tales como, por ejemplo,
CF_{2}=CF_{2}, CHF=CF_{2}, CH_{2}=CF_{2}, CH_{2}=CHF,
CClF=CF_{2}, CCl_{2}=CF_{2}, CClF=CClF, CHF=CCl_{2},
CH_{2}=CClF, y CCl_{2}=CClF y fluoropropilenos tales como, por
ejemplo, CF_{3}CF=CF_{2}, CF_{3}CF=CHF, CF_{3}CH=CF_{2},
CF_{3}CH=CH_{2}, CF_{3}CF=CHF, CHF_{2}CH=CHF y
CF_{3}CH=CH_{2}. En una realización preferida, el monómero de
\alpha-olefina fluorado es uno o más de
tetrafluoroetileno (CF_{2}=CF_{2}), clorotrifluoroetileno
(CClF=CF_{2}), fluoruro de vinilideno (CH_{2}=CF_{2}) y
hexafluoropropileno (CF_{2}=CFCF_{3}). Los fluoropolímeros
adecuados y procedimientos para preparar dichos fluoropolímeros son
conocidos, véase, por ejemplo, las patentes de EE.UU. nº 3.671.487,
3.723.373 y 3.383.092.
Entre los homopolímeros de
\alpha-olefinas fluoradas se incluyen, por
ejemplo, poli(tetrafluoroetileno),
poli(hexafluoroetileno).
Entre los copolímeros de
\alpha-olefinas fluoradas adecuados se incluyen
copolímeros que comprenden unidades que se repiten derivadas de uno
o más copolímeros de \alpha-olefinas fluoradas
tales como por ejemplo,
poli(tetrafluoroetileno-hexafluoroetileno), y
copolímeros que comprenden unidades que se repiten derivadas de uno
o más monómeros fluorados y uno o más monómeros monoetilénicamente
insaturados no fluorados que pueden copolimerizar con los monómeros
fluorados, tales como por ejemplo, copolímeros
poli(tetrafluoroetileno-etileno-propileno).
Entre los monómeros monoetilénicamente insaturados no fluorados
adecuados se incluyen, por ejemplo, monómeros de
\alpha-olefinas, tales como por ejemplo, etileno,
propileno, buteno, monómeros de (met)acrilato tales como, por
ejemplo, metacrilato de metilo, acrilato de butilo, éteres de
vinilo, tales como por ejemplo,
ciclohexil-vinil-éter,
etil-vinil-éter,
n-butil-vinil-éter, ésteres de
vinilo, tales como por ejemplo, acetato de vinilo, versatato de
vinilo.
En una realización muy preferida, el
fluoropolímero es un homopolímero poli(tetrafluoroetileno)
("PTFE").
En una realización preferida, el fluoropolímero
está en forma de una dispersión acuosa de partículas de
fluoropolímero. En una realización más preferida, el tamaño de
partículas de las partículas de fluoropolímero está en el intervalo
de 50 a 500 nanómetros ("nm"), medido por microscopía
electrónica.
En una realización preferida, la sal de ácido
graso es el producto de la reacción de saponificación de una base
con un ácido carboxílico que tiene una fórmula estructural (1).
(1)R^{1}COOH
en la
que
R^{1} es alquilo, cicloalquilo, arilo o
HOOC-(CH_{X})_{n}-;
X = 0, 1, 2; y
n = 0-70.
En una realización preferida, R^{1} es alquilo
(C_{1}-C_{30}) o cicloalquilo
(C_{4}-C_{12}). Tal como se usa en esta
invención la expresión "alquilo
(C_{1}-C_{30})" significa un grupo
sustituyente alquilo lineal o ramificado que tiene de 1 a 30 átomos
de carbono por grupo, e incluye, por ejemplo, metilo, etilo,
n-butilo, sec-butilo,
t-butilo, n-propilo,
iso-propilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo,
nonilo, decilo, undecilo, dodecilo, estearilo, eicosilo, la
expresión "cicloalquilo (C_{4}-C_{12})"
significa un grupo sustituyente alquilo cíclico que tiene de 4 a 12
átomos de carbono por grupo, por ejemplo, ciclohexilo, ciclooctilo,
y la expresión "arilo" significa un radical orgánico derivado
de un hidrocarburo aromático por eliminación de un átomo de
hidrógeno, que opcionalmente puede estar sustituido en el anillo
aromático con uno o más grupos sustituyentes, tales como por
ejemplo, fenilo, tolilo, naftilo.
Entre los ácidos carboxílicos adecuados se
incluyen:
(i) ácidos monocarboxílicos, tales como por
ejemplo, ácido acético, ácido propiónico, ácido butanoico, ácido
pentanoico, ácido hexanoico, ácido heptanoico, ácido octanoico,
ácido nonanoico, ácido decanoico, ácido undecanoico, ácido
dodecanoico, ácido tridecanoico, ácido tetradecanoico, ácido
pentadecanoico, ácido hexadecanoico, ácido heptadecanoico, ácido
octadecanoico, ácido nonadecanoico, ácido icosanoico, ácido
henicosanoico, ácido docosanoico, ácido tricosanoico, ácido
tetracosanoico, ácido hexacosanoico, ácido octacosanoico, ácido
triacontanoico, ácido 9c-dodecanoico, ácido
9c-tetradecenoico, ácido
9c-hexadecenoico, ácido
6c-octadecenoico, ácido
6c-octadecenoico, ácido
9t-octadecenoico, ácido
9t-octadecenoico, ácido
12-hidroxi-9c-octadecenoico,
ácido 9c,12c-octadecadienoico, ácido
9t,12t-octadecadienoico, ácido
9c,12c,15c-octadecatrienoico, ácido 9c,11t,
13t-octadecatrienoico, ácido
9t,11t,13t-octadecatrienoico, ácido
9c-eicosanoico, ácido
5,8,11,14-eicosatrienoico, ácido
13c-docosenoico, ácido
13t-docosenoico, ácido
4,8,12,15,19-docosapentaenoico, ácido
15c-tetracosenoico, ácido
17c-hexacosenoico, ácido
21c-tricontenoico, ácido isoesteárico; y
(ii) ácidos grasos dímeros o trímeros,
incluyendo, por ejemplo, dímeros o trímeros de ácidos grasos
(C_{14}-C_{22}) de cadena lineal, o alifáticos
cíclicos o aromáticos.
Entre las fuentes disponibles en el comercio
convenientes de ácidos carboxílicos adecuados se incluyen, por
ejemplo, grasas y aceites, tales como por ejemplo, ácidos graso de
sebo, ácido graso de talol, colofonias de talol o ácido graso de
colofonias de talol, aceite de babassu, aceite de coco, aceite de
pepita de palma, aceite de maíz, aceite de semilla de algodón,
aceite de cánola, aceite de colza, aceite de colza con bajo
contenido de ácido erúcico, aceite de cacahuete, aceite de oliva,
aceite de palma, aceite de cártamo, aceite de sésamo, aceite de
girasol, aceite de linaza, aceite de soja, aceite de oticica, aceite
de tung, aceite de ricino, talol, grasa de la leche, manteca de
cerdo, sebo, aceite de arenque, aceite de lacha tirana, aceite de
sardina, aceite de ballena, aceite animal, mantequilla, coco,
manteca de cacao, aceite esencial, aceite de pescado, grasa de piel,
lanolina, aceite marino, aceite de amapola, aceite de salvado de
arroz, soja, aceite de esperma, aceite de atún, aceite vegetal,
aceite vegetal saturado, aceite vegetal insaturado, aceite de germen
de trigo.
Entre los ácidos grasos preferidos se incluyen el
ácido graso de sebo, tal como por ejemplo, Proctor & Gamble
T-11, disponible en Proctor & Gamble Co., 11530
Reed Hartman Highway, Cincinnati, OH 45241, ácido graso de talol,
tal como por ejemplo, ácido graso de talol Westvaco 1480, disponible
en Westvaco Chemical Division, P.O. Box 70848, Charleston Heights,
SC 29415-0848, y colofonias de talol o ácidos de
colofonias, tales como por ejemplo, Arizona Chemical Co. DRS series,
disponible en Arizona Chemical Co., 1001 E. Business Highway 98,
Panama City, FL 32401. Un dímero de ácido graso preferido es un
ácido graso C_{36}, conocido como PRIPOL® 1008, disponible en
Unichema North America, 4650 S. Racine Ave., Chicago, IL 60609.
En una realización preferida, la base es:
(i) un compuesto hidroxílico de acuerdo con la
fórmula (2):
(2)XOH
en la que X es sodio, litio,
potasio o amonio,
o
(ii) una amina de acuerdo con la fórmula (3):
(3)N(R^{2})_{3}
en la que R^{2} es H, alquilo,
hidroxialquilo,
arilo.
Entre las bases adecuadas se incluyen hidróxidos
metálicos, tales como por ejemplo, hidróxido sódico, hidróxido de
litio o hidróxido potásico, hidróxido amónico, y aminas, tales como
por ejemplo, monoetanolamina, dietanolamina o trietanolamina.
En una realización preferida, la sal de ácido
graso es una de acuerdo con la fórmula (4):
(4)R^{1}COO^{-}
M^{+}
en la que R^{1} se define como
antes y M^{+} es catión. Entre los cationes adecuados se incluyen,
por ejemplo, un resto catiónico de un compuesto básico de acuerdo
con la fórmula (2), tal como por ejemplo, Na^{+}, Li^{+},
K^{+}, NH_{4}^{+}. En una realización muy preferida, M^{+}
es K^{+}, o
NH_{4}^{+}.
En una realización preferida, la sal de ácido
graso presenta un número de saponificación de 50 a 250,
preferiblemente de 150 a 220, y más preferiblemente de 200 a
215.
En una realización preferida, la sal del ácido
graso presenta un pH de 9 a 13,5, preferiblemente de 11 a 13, y más
preferiblemente de 12 a 13.
En una realización muy preferida, se añade un
compuesto orgánico a la dispersión de fluoropolímero en una cantidad
eficaz para aumentar más la estabilidad mecánica de la dispersión.
Preferiblemente, el compuesto orgánico se añade en una cantidad de 5
pp a 20 pp de compuesto orgánico por 100 pp de dispersión.
En una realización mucho más preferida, el
compuesto orgánico se selecciona de alcanos
(C_{1}-C_{20}), tal como por ejemplo, heptano,
dodecano, cicloalcanos (C_{6}-C_{20}), tales
como por ejemplo, ciclohexano, ciclooctano y compuestos de arilo,
que pueden estar opcionalmente sustituidos en el anillo aromático
con uno o más grupos sustituyentes alquilo o alquenilo, tales como
por ejemplo, benceno, naftaleno, estireno,
\alpha-metil-estireno. Más
preferiblemente, el compuesto orgánico es un monómero aromático
vinílico, tal como por ejemplo, estireno,
\alpha-metilestireno.
La dispersión de la presente invención se prepara
por dispersión de las partículas de fluoropolímero en agua en
presencia de la sal de ácido graso.
La dispersión de la presente invención es útil en
las mismas aplicaciones que una dispersión de fluoropolímero análoga
estabilizada con nonil-fenol etoxilado, con la
ventaja de que la dispersión de la presente invención no tiene
nonil-fenol etoxilado.
Un segundo aspecto de la presente invención se
dirige a un procedimiento para preparar un aditivo a fluoropolímero.
El procedimiento comprende combinar un fluoropolímero, en forma de
la emulsión acuosa de fluoropolímero de la presente invención, con
un segundo polímero, precipitar el fluoropolímero y segundo polímero
combinados, y después secar el precipitado para formar el aditivo de
fluoropolímero. El procedimiento de la presente invención evita el
uso de tensioactivo de nonil-fenol etoxilado y por
lo tanto no genera ninguna corriente residual que contenga
nonil-fenol etoxilado.
En una realización preferida, la emulsión de
aditivo de fluoropolímero polimerizado comprende de 30 a 70% en
peso, más preferiblemente 40 a 60% en peso, del fluoropolímero y de
30 a 70% en peso, más preferiblemente 40 a 60% en peso, del segundo
polímero.
En una realización muy preferida, el segundo
polímero comprende unidades que se repiten derivadas de estireno y
acrilonitrilo. Más preferiblemente, el segundo polímero comprende de
60 a 90% en peso de unidades que se repiten derivadas de estireno y
de 10 a 40% en peso de unidades que se repiten derivadas de
acrilonitrilo.
\newpage
El aditivo de fluoropolímero preparado por el
procedimiento de la presente invención, es útil como un aditivo
antigoteo y retardante de llama en composiciones de resinas
termoplásticas.
En una primera realización del procedimiento de
la presente invención, se prepara un aditivo de fluoropolímero por
polimerización en emulsión de uno o más monómeros monoetilénicamente
insaturados en presencia de la dispersión acuosa de fluoropolímero
de la presente invención, para formar un segundo polímero en
presencia del fluoropolímero. Después la emulsión se hace
precipitar, por ejemplo, por adición de ácido sulfúrico. El
precipitado se deshidrata, por ejemplo, por centrifugación, y
después se seca para formar un aditivo de fluoropolímero que
comprende fluoropolímero y un segundo polímero asociado. El aditivo
de fluoropolímero polimerizado en emulsión seco está en forma de un
polvo fluido.
Tal como se usa en esta invención, la
terminología "monoetilénicamente insaturado" significa que
tiene un solo sitio de insaturación etilénica por molécula. Entre
los monómeros monoetilénicamente insaturados adecuados se incluyen
monómeros aromáticos vinílicos, monómeros de nitrilo
monoetilénicamente insaturados y de (met)acrilato de
alquilo(C_{1}-C_{12}), ácidos
carboxílicos monoetilénicamente insaturados, monómeros de
(met)acrilato de hidroxi-alquilo
(C_{1}-C_{12}); monómeros de
(met)acrilato de cicloalquilo
(C_{4}-C_{12}); monómeros de
(met)acrilamida y ésteres de vinilo. Tal como se usa en esta
invención el término(met)acrilato se refiere
colectivamente a acrilatos y metacrilatos, y el término
"(met)acrilamida" se refiere colectivamente a
acrilamidas y metacrilamidas.
Entre los monómeros aromáticos vinílicos
adecuados se incluyen, por ejemplo, estireno y estirenos sustituidos
que tienen uno o más grupos sustituyentes alquilo, alcoxi,
hidroxilo, o halógeno unidos al anillo aromático, incluyendo, por
ejemplo, \alpha-metilestireno,
p-metilestireno, vinil-tolueno,
vinil-xileno, trimetil-estireno,
butil-estireno, cloroestireno, dicloroestireno,
bromoestireno, p-hidroxiestireno, metoxiestireno y
estructuras de anillos aromáticos condensados sustituidos con
vinilo, tales como por ejemplo, vinil-naftaleno,
vinil-antraceno, así como mezclas de monómeros
aromáticos vinílicos.
Tal como se usa en esta invención, la expresión
"monómero de nitrilo monoetilénicamente insaturado" significa
un compuesto acíclico que incluye un solo grupo nitrilo y un solo
sitio de insaturación etilénica por molécula, e incluye, por
ejemplo, acrilonitrilo, metacrilonitrilo,
\alpha-cloro-acrilonitrilo.
Entre los monómeros de (met)acrilato de
alquilo (C_{1}-C_{12}) adecuados se incluyen
monómeros de acrilato de alquilo (C_{1}-C_{12}),
por ejemplo, acrilato de etilo, acrilato de butilo, acrilato de
iso-pentilo, acrilato de n-hexilo,
acrilato de 2-etil-hexilo, y sus
análogos de metacrilato de alquilo
(C_{1}-C_{12}) tales como por ejemplo,
metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de propilo,
metacrilato de iso-propilo, metacrilato de butilo,
metacrilato de hexilo, metacrilato de decilo. Entre los ácidos
carboxílicos monoetilénicamente insaturados adecuados se incluyen,
por ejemplo, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacónico.
Entre los monómeros de (met)acrilato de
hidroxi-alquilo (C_{1}-C_{12})
adecuados se incluyen, por ejemplo, metacrilato de hidroxietilo;
entre los monómeros de (met)acrilato de cicloalquilo
(C_{4}-C_{12}) se incluyen, por ejemplo,
metacrilato de ciclohexilo. Entre los monómeros de
(met)acrilamida adecuados se incluyen, por ejemplo,
acrilamida y metacrilamida. Entre los ésteres de vinilo adecuados se
incluyen, por ejemplo, acetato de vinilo y propionato de vinilo.
En una realización preferida, uno o más de los
monómeros monoetilénicamente insaturados comprenden uno o más
monómeros seleccionados de monómeros aromáticos vinílicos, monómero
de nitrilo monoetilénicamente insaturado y monómeros de
(met)acrilato de alquilo
(C_{1}-C_{12}).
La mezcla de reacción de polimerización en
emulsión, opcionalmente puede incluir una cantidad minoritaria, por
ejemplo, hasta 5 por ciento en peso (% en peso), de un monómero
"de reticulación" polietilénicamente insaturado, por ejemplo,
diacrilato de butileno, divinil-benceno,
dimetacrilato de butanodiol, tri(met)acrilato de
trimetilolpropano. Tal como se usa en esta invención, la expresión
"polietilénicamente insaturado" significa que tiene dos o más
sitios de insaturación etilénica por molécula.
La mezcla de reacción de polimerización en
emulsión puede incluir opcionalmente partículas emulsionadas o
dispersas de un tercer polímero, tal como por ejemplo, un látex de
caucho de butadieno emulsionado.
En una realización preferida, la sal de ácido
graso presente en la dispersión estabilizada de fluoropolímero es el
único tensioactivo usado para estabilizar la mezcla de reacción
durante la reacción de polimerización en emulsión.
Opcionalmente, se puede añadir a la mezcla de
reacción una cantidad adicional, por ejemplo de hasta
aproximadamente 2 pp de la sal de ácido graso por 100 pp de medio
acuoso, para potenciar la estabilidad de la mezcla de reacción
durante la reacción de polimerización en emulsión. Alternativamente
y menos preferiblemente, se pueden añadir a la mezcla de reacción
cantidades minoritarias, es decir, hasta 4 pp por 100 pp de sal de
ácido graso, u otros estabilizantes, por ejemplo, tensioactivos
aniónicos, tales como por ejemplo, alquil-sulfato
sódico, alquil-sulfonato sódico, ácido sulfónico,
para potenciar la estabilidad de la mezcla de reacción durante la
reacción de polimerización en emulsión.
La reacción de polimerización en emulsión se
inicia usando un iniciador de radicales libres convencional, tal
como por ejemplo, un compuesto peróxido orgánico, tal como por
ejemplo, peróxido de benzoilo, un compuesto de persulfato, tal como
por ejemplo, persulfato potásico, un compuesto de azonitrilo tal
como por ejemplo
2,2'-azobis-2,3,3-trimetilbutironitrilo,
o un sistema iniciador redox, tal como por ejemplo, una combinación
de hidroperóxido de cumeno, sulfato ferroso, pirosulfato tetrasódico
y un azúcar reductor o formaldehído sulfoxilato sódico.
Se puede añadir opcionalmente al recipiente de
reacción un agente de transferencia de cadena, tal como por ejemplo,
un compuesto de alquil-mercaptano
(C_{9}-C_{13}) tal como
nonil-mercaptano,
t-dodecil-mercaptano, durante la
reacción de polimerización para reducir el peso molecular del
segundo polímero. En una realización preferida no se usa agente de
transferencia de cadena.
En una realización preferida, la dispersión
estabilizada de fluoropolímero se carga en un recipiente de reacción
y se calienta con agitación. Después, se cargan en el recipiente de
reacción el sistema iniciador y uno o más de los monómeros
monoetilénicamente insaturados, y se calienta para polimerizar los
monómeros en presencia de las partículas de fluoropolímero de la
dispersión, para formar así el segundo polímero.
En una realización mucho más preferida, se cargan
en un recipiente de reacción agua, una sal de ácido graso y una
primera parte de uno o más de los monómeros etilénicamente
insaturados que se van polimerizar, después se carga la dispersión
de fluoropolímero en el reactor, y la mezcla así formada se calienta
con agitación para llevar la mezcla de reacción a las condiciones de
polimerización, y así empezar la reacción de polimerización. Después
la mezcla de reacción se mantiene en condiciones de polimerización
mientras se alimentan corrientes del sistema iniciador y de la parte
restante de uno o más de los monómeros etilénicamente insaturados, a
velocidades controladas respectivamente, para polimerizar los
monómeros en presencia de las partículas de fluoropolímero de la
dispersión. La presencia de una parte del monómero etilénicamente
insaturado en la mezcla de reacción inicial imparte estabilidad
mecánica adicional a la dispersión acuosa de fluoropolímero en
virtud de la presencia, como se ha indicado antes, de un compuesto
orgánico en la dispersión. Preferiblemente, la primera parte del
monómero etilénicamente insaturado cargado en el reactor es un
monómero aromático vinílico, incluso más preferiblemente estireno o
\alpha-metilestireno.
En una realización preferida, el segundo polímero
presenta un peso molecular medio ponderado ("M_{W}") de 75 x
10^{3} a 800 x 10^{3}, un peso molecular medio numérico
("M_{n}") de 30 x 10^{3} a 200 x 10^{3}, y una
polidispersión (M_{W}/M_{n}) menor o igual a 6.
En una realización preferida, el polvo de aditivo
de fluoropolímero polimerizado en emulsión presenta una densidad en
masa de 240 a 560 kg/m^{3}.
En una realización preferida, la distribución del
tamaño de partículas del polvo de aditivo de fluoropolímero es tal
que el polvo pasará a través de un tamiz de malla 6, más
preferiblemente a través de un tamiz de malla 20.
En una segunda y menos preferida realización, el
aditivo de fluoropolímero de la presente invención se prepara por
cocoagulación de la dispersión acuosa de fluoropolímero antes
descrita con una emulsión acuosa de un segundo polímero. Después el
fluoropolímero y el segundo polímero cocoagulados se hacen
precipitar, se deshidratan y secan para formar el aditivo de
fluoropolímero.
Los polímeros adecuados como segundo polímero
para usar en la realización de cocoagulación del procedimiento de la
presente invención, incluyen los obtenidos por polimerización en
emulsión de uno o más monómeros monoetilénicamente insaturados antes
discutidos en relación con la realización de polimerización en
emulsión del procedimiento de la presente invención. En una
realización preferida, el segundo polímero es una resina de
estireno-acrilonitrilo o una resina de
acrilonitrilo-butadieno-estireno.
En una realización preferida, la emulsión acuosa
del segundo polímero comprende de 25 a 60% en peso, más
preferiblemente de 35 a 55% en peso, y todavía más preferiblemente,
de 45 a 50% en peso, de partículas del segundo polímero.
En general, se conocen en la técnica, técnicas de
cocoagulación de una dispersión de fluoropolímero y una emulsión de
polímero. En el presente procedimiento, la dispersión acuosa de
fluoropolímero de la presente invención se mezcla con una emulsión
acuosa de un segundo polímero. En una realización preferida, de 0,5
a 99,5 pp, más preferiblemente de 10 a 90 pp, e incluso más
preferiblemente, de 40 a 60 pp, de la dispersión acuosa de
fluoropolímero de la presente invención, se mezcla con 0,5 a 99,5
pp, más preferiblemente de 10 a 90 pp, e incluso más
preferiblemente, de 40 a 60 pp, de la emulsión de resina acuosa.
Después, la mezcla acuosa del fluoropolímero y
segundo polímero se cocoagula y se hace precipitar por adición de un
ácido, por ejemplo, ácido acético, ácido sulfúrico, ácido fosfórico,
o una sal, por ejemplo cloruro cálcico, sulfato magnésico, sulfato
de aluminio. Después, el precipitado se deshidrata y se seca para
formar el aditivo de fluoropolímero cocoagulado en forma de
partículas secas.
Aunque el aditivo de fluoropolímero cocoagulado
es tratable, presenta una tendencia indeseable a formar aglomerados
que tienden a complicar el manejo del aditivo de fluoropolímero
cocoagulado y a complicar la mezcla del aditivo de fluoropolímero
cocoagulado con otras resinas.
El aditivo de fluoropolímero preparado por el
procedimiento de la presente invención se mezcla con una resina
termoplástica como un aditivo antigoteo y retardante de llama.
En una realización preferida, la composición de
resina termoplástica comprende de 0,01 a 5 pp de fluoropolímero por
100 pp de resina termoplástica.
La matriz de resina termoplástica puede ser
cualquier polímero termoplástico tal como por ejemplo, resinas de
poliestireno, resinas de
poli(\alpha-metilestireno), resinas de
poli(cloruro de vinilo), resinas de
poli(acrilonitrilo-butadieno-estireno),
resinas de copolímero de injerto de
acrilonitrilo-butadieno-estireno,
resinas de copolímero de injerto de
metacrilato-butadieno-estireno,
resinas de copolímero de injerto de
acrilonitrilo-estireno-acrilato,
resinas de poliéster, resinas de policarbonato, así como sus
mezclas, tales como por ejemplo, mezclas de resina de
policarbonato-resina de poliéster, mezclas de resina
de policarbonato-resina de copolímero de injerto de
acrilonitrilo-butadieno-estireno.
Los copolímeros de injerto adecuados comprenden
una fase polímera gomosa y una fase polímera rígida, en los que al
menos una parte de la fase polímera rígida está químicamente
injertada en la fase polímera gomosa.
En una realización preferida, la fase polímera
gomosa presenta una temperatura de transición vítrea
("T_{g}") menor que 0ºC y comprende unidades que se repiten
derivadas de uno o más monómeros monoetilénicamente insaturados
seleccionados de monómeros de dieno conjugados, monómeros de
acrilato de alquilo (C_{1}-C_{12}), monómeros de
nitrilo monoetilénicamente insaturados y monómeros aromáticos
vinílicos. Tal como se usa en esta invención, la T_{g} del
polímero es la medida por calorimetría diferencial de barrido
(velocidad de calentamiento 20ºC/minuto, valor de T_{g}
determinado en el punto de inflexión) del polímero.
Entre los monómeros de dieno conjugados adecuados
se incluyen, por ejemplo, 1,3-butadieno, isopreno,
1,3-heptadieno,
metil-1,3-pentadieno,
2,3-dimetilbutadieno,
2-etil-1,3-pentadieno,
1,3-hexadieno, 2,4-hexadieno,
diclorobutadieno, bromobutadieno, y dibromobutadieno, así como
mezclas de monómeros de dienos conjugados. En una realización
preferida, el monómero de dieno conjugado del copolímero de bloques
de aromático vinílico-dieno conjugado es
1,3-butadieno.
Los monómeros de acrilato de alquilo
(C_{1}-C_{12}), monómeros de nitrilo
monoetilénicamente insaturados y monómeros aromáticos vinílicos
adecuados, son los descritos antes en la discusión de la preparación
de un aditivo de fluoropolímero de la presente invención por
polimerización en emulsión.
En una realización preferida, la fase polímera
gomosa comprende de 30 a 90% en peso de unidades que se repiten
derivadas de uno o más monómeros de dieno conjugado, y de 10 a 70%
en peso de unidades que se repiten de uno o más monómeros
seleccionados de monómeros aromáticos vinílicos y monómeros de
nitrilo monoetilénicamente insaturados.
La fase polímera gomosa puede incluir
opcionalmente, en un nivel de hasta 50% en peso del peso total de la
fase polímera gomosa, unidades que se repiten derivadas de uno o más
monómeros etilénicamente insaturados copolimerizables, con la
condición de que se satisfaga la limitación de T_{g} anterior.
Entre los monómeros monoetilénicamente insaturados que se pueden
copolimerizar con los monómeros antes descritos, se incluyen, por
ejemplo, los ácidos carboxílicos monoetilénicamente insaturados,
(met)acrilatos de hidroxi-alquilo
(C_{1}-C_{12}), monómeros de
(met)acrilato de cicloalquilo
(C_{4}-C_{12}), (met)acrilamidas, ésteres
de vinilo, antes descritos.
La fase polímera gomosa, puede incluir
opcionalmente una cantidad minoritaria, por ejemplo, hasta 5% en
peso, de unidades que se repiten derivadas de un monómero de
"reticulación" polietilénicamente insaturado, por ejemplo,
diacrilato de butileno, divinil-benceno,
dimetilacrilato de butenodiol, tri(met)acrilato de
trimetilolpropano. Tal como se usa en esta invención, la expresión
"polietilénicamente insaturado" significa que tiene dos o más
sitios de insaturación etilénica por molécula.
La fase polímera gomosa, particularmente en
aquellas realizaciones en las que la fase gomosa tiene unidades que
se repiten derivadas de monómeros de (met)acrilato de
alquilo, puede incluir una cantidad minoritaria, por ejemplo, hasta
3% en peso de unidades que se repiten derivadas de un monómero de
"unión de injerto" polietilénicamente insaturado, por ejemplo,
metacrilato de alilo, maleato de dialilo, cianurato de trialilo, en
los que los sitios de insaturación etilénica tienen reactividades
sustancialmente diferentes de los monómeros monoetilénicamente
insaturados de los cuales derivan las respectivas fases o
superestratos.
En una primera realización muy preferida, la fase
polímera gomosa comprende unidades que se repiten derivadas de uno o
más monómeros de dieno conjugado y uno o más comonómeros
copolimerizables, preferiblemente seleccionados de monómeros
aromáticos vinílicos y monómeros de nitrilo monoetilénicamente
insaturados, tales como por ejemplo, copolímeros de
estireno-butadieno, copolímeros de
acrilonitrilo-butadieno y copolímeros de
estireno-butadieno-acrilonitrilo. En
una realización mucho más preferida, la fase comprende de 60 a 95%
en peso de unidades que se repiten derivadas de uno o más monómeros
de dieno conjugado y de 5 a 40% en peso de unidades que se repiten
derivadas de comonómeros copolimerizables.
En una segunda realización muy preferida, la fase
polímera gomosa comprende unidades que se repiten derivadas de uno o
más monómeros de acrilato de alquilo
(C_{1}-C_{12}), más preferiblemente de uno o más
monómeros seleccionados de acrilato de etilo, acrilato de butilo y
acrilato de n-hexilo.
Las fases polímeras gomosas adecuadas se preparan
por procedimientos conocidos, por ejemplo, por polimerización en
emulsión y polimerización en masa.
En una realización preferida, la fase polímera
gomosa se prepara por polimerización en emulsión acuosa, en
presencia de un iniciador de radicales libres, por ejemplo, un
iniciador peróxido orgánico o persulfato, o un sistema iniciador
redox, y opcionalmente, en presencia de un agente de transferencia
de cadena, por ejemplo un alquil-mercaptano. En una
realización preferida, la fase polímera gomosa polimerizada en
emulsión está en forma de partículas y tiene un tamaño medio de
partículas ponderado de 50 a 1000 nanómetros (nm), más
preferiblemente de 50 a 600 nm, medido por transmisión de la luz. La
fase polímera gomosa puede presentar una distribución del tamaño de
partículas unimodal, o una distribución multimodal, por ejemplo, una
distribución bimodal. Una distribución bimodal de ejemplo, es una
que tiene de 50 a 80% en peso de las partículas que tienen tamaños
de partículas dentro de un intervalo, por ejemplo, de 80 a 180 nm, y
20 a 50% en peso que tienen tamaños de partículas dentro de un
intervalo, por ejemplo, de 250 a 1000 nm.
En una realización preferida, la fase polímera
rígida presenta una T_{g} mayor o igual a 0ºC, y comprende
unidades que se repiten derivadas de uno o más monómeros
seleccionados del grupo formado por monómeros de
(met)acrilato de alquilo (C_{1}-C_{12}),
monómeros aromáticos vinílicos y monómeros de nitrilo
monoetilénicamente insaturados. Monómeros aromáticos vinílicos,
monómeros de (met)acrilato de alquilo
(C_{1}-C_{12}) y monómeros de nitrilo
monoetilénicamente insaturados adecuados, son los expuestos
antes.
En una realización preferida, el copolímero de
injerto comprende de 20 a 90% en peso e incluso más preferiblemente,
de 50 a 70% en peso, de la fase polímera gomosa, y de 10% en peso a
80% en peso, e incluso más preferiblemente, de 30% en peso a 50% en
peso, de la fase polímera rígida.
En una realización muy preferida, la fase
polímera rígida comprende unidades que se repiten derivadas de uno o
más monómeros seleccionados de estireno,
\alpha-metilestireno y acrilonitrilo. En una
realización más preferida, la fase polímera rígida comprende de 60 a
90% en peso de unidades que se repiten derivadas de estireno y de 10
a 40% en peso de unidades que se repiten derivadas de
acrilonitrilo.
La fase polímera rígida puede incluir
opcionalmente, en un nivel de hasta 50% en peso del peso total de la
fase polímera rígida, unidades que se repiten derivadas de uno o más
monómeros etilénicamente insaturados copolimerizables, con la
condición de que se satisfaga la limitación de T_{g} anterior.
Entre los monómeros monoetilénicamente insaturados adecuados que se
pueden copolimerizar con los monómeros antes descritos se incluyen,
por ejemplo, los ácidos carboxílicos monoetilénicamente insaturados,
(met)acrilatos de hidroxi-alquilo
(C_{1}-C_{12}), (met)acrilatos de
cicloalquilo (C_{4}-C_{12}),
(met)acrilamidas, ésteres de vinilo, antes descritos.
La fase polímera rígida puede incluir,
opcionalmente, una cantidad minoritaria, por ejemplo, de hasta 3% en
peso, más preferiblemente hasta 1,5% en peso, de unidades que se
repiten derivadas de uno o más monómeros de reticulación
polietilénicos. Los monómeros de reticulación adecuados se han
descrito antes en relación con la composición de las partículas de
la fase polímera gomosa.
El copolímero de injerto se prepara de acuerdo
con procedimientos conocidos, por ejemplo, polimerización en masa,
polimerización en emulsión, polimerización en suspensión, o sus
combinaciones, en los que una parte de la fase termoplástica rígida
se une químicamente, es decir, "se injerta" en la fase
elastómera, por reacción con sitios insaturados presentes en la fase
elastómera. Los sitios insaturados en la fase elastómera son
proporcionados, por ejemplo, por sitios insaturados residuales en
las unidades que se repiten derivadas de un dieno conjugado o por
sitios insaturados residuales en unidades que se repiten derivadas
de un monómero de unión de injerto.
En una realización preferida, la fase
termoplástica rígida se prepara por polimerización en emulsión
acuosa o suspensión acuosa en presencia de la fase elastómera y un
sistema iniciador de polimerización, por ejemplo, un sistema
iniciador térmico o redox.
En un procedimiento de polimerización en masa, el
material a partir del cual se va a formar la fase elastómera se
disuelve en una mezcla de monómeros a partir de los cuales se va a
formar la fase termoplástica rígida, y después los monómeros de la
mezcla se polimerizan para formar la resina termoplástica modificada
de caucho.
En una realización preferida, de 15 a 70% en peso
de la fase polímera rígida se injerta químicamente en la fase
polímera gomosa, y de 30 a 85% en peso de la fase polímera rígida
permanece sin injertar.
La fase polímera rígida se puede polimerizar en
una sola etapa a partir de un monómero adecuado o mezcla adecuada de
monómeros, o se puede formar a partir de dos o más fases polímeras
rígidas polimerizadas por separado de diferente composición, por
ejemplo, una fase de metacrilato de metilo y una fase de estireno
polimerizada por separado.
En una primera realización muy preferida, la fase
polímera rígida comprende unidades que se repiten derivadas de uno o
más monómeros de dieno conjugado, y opcionalmente puede comprender
además unidades que se repiten derivadas de uno o más monómeros
seleccionados de monómeros aromáticos vinílicos y monómeros de
nitrilo monoetilénicamente insaturados, y la fase comprende unidades
que se repiten derivadas de uno o más monómeros seleccionados de
monómeros aromáticos vinílicos y monómeros de nitrilo
monoetilénicamente insaturados tales como por ejemplo, copolímeros
de injerto de
acrilonitrilo-butadieno-estireno
("ABS"). Los copolímeros de injerto de tipo ABS adecuados están
disponibles en el comercio, por ejemplo, las resinas CYCOLAC® de
General Electric Company.
En una segunda realización muy preferida, la fase
comprende unidades que se repiten derivadas de uno o más acrilatos
de alquilo (C_{1}-C_{12}) y la fase comprende
unidades que se repiten derivadas de uno o más monómeros
seleccionados de monómeros aromáticos vinílicos y monómeros de
nitrilo monoetilénicamente insaturados, tales como por ejemplo,
copolímeros de injerto de
acrilonitrilo-estireno-acrilato
("ASA"). Hay disponibles en el comercio copolímeros de injerto
de tipo ASA adecuados, por ejemplo, resinas GELOY®, en General
Electric Company.
Las resinas de policarbonato aromático adecuadas
para usar en la presente invención, los procedimientos para preparar
resinas de policarbonato aromático y el uso de resinas de
policarbonato aromático en compuestos para moldeo termoplásticos,
son conocidos en la técnica, véase en general, patente de EE.UU. nº
5.411.999, cuya descripción se incorpora en esta invención como
antecedente.
Las resinas de policarbonato aromático en general
se preparan haciendo reaccionar un fenol dihídroxílico, por ejemplo
2,2-bis-(4-hidroxifenil)propano
("bisfenol A"),
2,2-bis(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)propano,
bis(2-hidroxifenil)metano,
2,6-dihidroxinaftaleno, hidroquinona,
2,4'-dihidroxifenil-sulfona y
4,4'-dihidroxi-3,3-diclorofenil-éter,
con un precursor de carbonato, por ejemplo, bromuro de carbonilo y
cloruro de carbonilo, un halógenoformiato, un bishalógenoformiato de
un fenol dihídroxílico, o un éster de carbonato, por ejemplo,
carbonato de difenilo, carbonato de diclorofenilo, carbonato de
dinaftilo, carbonato de fenil-tolilo y carbonato de
ditolilo.
Entre las resinas de policarbonato aromático se
incluyen resinas de policarbonato aromático lineales, resinas de
policarbonato aromático ramificadas, y resinas de
poli(éster-carbonato).
Entre las resinas de policarbonato aromático
lineales se incluyen, por ejemplo, resina de policarbonato de
bisfenol A.
Los policarbonatos aromáticos ramificados
adecuados se preparan, por ejemplo, haciendo reaccionar un compuesto
aromático polifuncional, por ejemplo, anhídrido trimelítico, ácido
trimelítico, ácido trimésico, tricloruro de
trihidroxi-fenil-etano-trimelitilo,
con un fenol dihídrico y un precursor de carbonato para formar un
polímero ramificado.
Los copolímeros de
poli(éster-carbonato) adecuados se preparan, por
ejemplo, haciendo reaccionar un ácido carboxílico difuncional, ácido
tereftálico, ácido 2,6-naftálico, o un derivado de
un ácido carboxílico difuncional, por ejemplo, un cloruro de ácido,
con un fenol dihídrico y un precursor de carbonato.
Los policarbonatos preferidos para usar en la
presente invención son los derivados de bisfenol A y fosgeno y que
tienen una viscosidad intrínseca de aproximadamente 0,3 a
aproximadamente 1,5 decilitros por gramo en cloruro de metileno a
25ºC.
Hay disponibles en el comercio resinas de
policarbonato aromático adecuadas, por ejemplo, resinas de
policarbonato LEXAN® en General Electric Company.
Las resinas de poliéster adecuadas para usar en
la presente invención, los procedimientos para preparar resinas de
poliéster y el uso de las resinas de poliéster en composiciones para
moldeo termoplásticas son conocidas en la técnica, véase en general,
la patente de EE.UU. nº 5.411.999.
Entre las resinas de poliéster adecuadas se
incluyen resinas de poliéster lineales, resinas de poliéster
ramificadas, resinas de poliéster copolímeras y sus mezclas o
combinaciones. Entre las resinas de poliéster lineales adecuadas se
incluyen, por ejemplo, poli(ftalatos de alquileno), tales
como por ejemplo, poli(tereftalato de etileno) ("PET"),
poli(tereftalato de butileno) ("PBT"),
poli(tereftalato de propileno) ("PPT"),
poli(ftalatos de cicloalquileno) tales como por ejemplo,
poli(tereftalato de ciclohexanodimetanol) ("PCT"),
poli(naftalatos de alquileno) tales como por ejemplo,
poli(2,6-naftalato de butileno) ("PBN")
y poli(2,6-naftalato de etileno)
("PEN"), poli(dicarboxilatos de alquileno) tal como por
ejemplo, poli(dicarboxilato de ciclohexano). Entre las
resinas de poliéster copolímeras se incluyen, por ejemplo
copolímeros de poliesteramida, copolímeros de
ciclohexanodimetanol-ácido tereftálico-ácido isoftálico y
copolímeros de ciclohexanodimetanol-ácido
tereftálico-etilenglicol ("PETG").
En una realización preferida de la presente
invención, la resina de poliéster se selecciona de una o más resinas
de PBT y PET.
En una realización preferida, la resina de
poliéster tiene una viscosidad intrínseca de 0,4 a 2,0 dl/g medida
en una mezcla de fenol/tetracloroetano 60:40 o disolvente similar a
23ºC-30ºC.
Hay disponibles en el comercio resinas de
poliéster adecuadas, por ejemplo resinas de poliéster VALOX® en
General Electric Company.
También son adecuadas mezclas de las resinas
termoplásticas antes descritas como resina termoplástica.
En una realización preferida, la resina
termoplástica es una mezcla de una o más resinas de policarbonato
con una o más resinas de poliéster, más preferiblemente una mezcla
de 10 pp a 80 pp de una resina de policarbonato con 20 pp a 90 pp de
una resina de poliéster. En una realización mucho más preferida, la
resina de policarbonato es una resina de policarbonato de tipo
bisfenol A y la resina de poliéster es una resina de
poli(tereftalato de butileno) o una resina de
poli(tereftalato de etileno). Hay disponibles en el comercio
mezclas de resina de policarbonato-resina de
poliéster adecuadas, por ejemplo, resinas XENOY® de General Electric
Company.
En un realización preferida alternativa, la
resina termoplástica es una mezcla de una o más resinas de
policarbonato con una o más resinas de ABS, más preferiblemente una
mezcla de 66 pp a 99 pp de una resina de policarbonato con de 1 pp a
40 pp de una resina de ABS. En una realización mucho más preferida,
la resina de policarbonato es una resina de policarbonato de
bisfenol A. Hay disponibles en el comercio mezclas de resina de
policarbonato-resina de ABS adecuadas, por ejemplo,
resinas CYCOLOY® de General Electric Company.
En una realización preferida, la composición de
resina termoplástica comprende una cantidad eficaz de un aditivo
retardante de llama en la composición. Los aditivos retardantes de
llama adecuados son conocidos en la técnica, y se incluyen, por
ejemplo, compuestos retardantes de llama orgánicos que contiene
halógeno, compuestos retardantes de llama de organofosfato y
compuestos retardantes de llama de borato.
Entre los compuestos retardantes de llama que
contienen halógeno adecuados se incluyen compuestos retardantes de
llama orgánicos que contienen bromo, tales como por ejemplo,
tetrabromoftalimida, tribromofenoximetano,
bis(tribromo-fenoxi)etano,
tris(tribromofenil)trifosfato, hexabromociclodecano,
decabromodifeniléter o una resina epoxídica bromada, tal como por
ejemplo, copolímeros de tetrabromobisfenol A y epiclorhidrina.
Entre los compuestos retardantes de llama de
organofosfato adecuados se incluyen, por ejemplo, fosfato de
fenil-bisdodecilo, fosfato de
etil-difenilo, difosfato de resorcinol,
hidrógeno-fosfato de difenilo, fosfato de tritolilo,
fosfato de 2-etilhexilo.
En una realización muy preferida, la composición
de resina termoplástica incluye de 1 pp a 35 pp del aditivo
retardante de llama por 100 pp de la composición de resina
termoplástica.
En una realización preferida, la composición de
resina termoplástica comprende además, es decir además del aditivo
retardante de llama, un retardante de llama metálico sinérgico, tal
como por ejemplo, óxidos y carbonatos de metales del grupo V, tales
como por ejemplo, Sb_{2}O_{3},
Sb_{2}(CO_{3})_{3}, SbS, Bi_{2}O_{3}, y
Bi_{2}(CO_{3})_{3}.
En una realización muy preferida, la composición
de resina termoplástica incluye de 1 pp a 10 pp del retardante de
llama metálico sinérgico por 100 pp de la composición de resina
termoplástica.
Las composiciones de polímero termoplásticas de
la presente invención opcionalmente también pueden contener
diferentes aditivos convencionales, tales como:
(1) antioxidantes, tales como por ejemplo,
organofosfitos, por ejemplo fosfito de tris(nonilfenilo),
fosfito de
(2,4,6-tri-terc-butilfenil)(2-butil-2-etil-1,3-propanodiol),
difosfito de
bis(2,4-di-t-butilfenil)pentaeritritol
o difosfito de diestearil-pentaeritritol, así como
monofenoles alquilados, polifenoles, productos de reacción de
polifenoles con dienos alquilados, tales como por ejemplo, productos
de reacción de para-cresol y diciclopentadieno
butilados, hidroquinonas alquiladas, tiodifenil-éteres hidroxilados,
alquiliden-bisfenoles, compuestos bencílicos,
acilaminofenoles, ésteres de ácido
beta-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenol)-propiónico
con alcoholes monohídricos o polihídricos, ésteres de ácido
beta-(5-terc-butil-4-hidroxi-3-metilfenil)-propiónico
con alcoholes monohídricos o polihídricos, ésteres de ácido
beta-(5-terc-butil-4-hidroxi-3-metilfenil)-propiónico
con alcoholes mono- o polihídricos, ésteres de compuestos de
tioalquilo o tioarilo, tales como por ejemplo, tiopropionato de
diestearilo, tiopropionato de dilaurilo, tiodipropionato de
ditridecilo, amidas del ácido
beta-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenol)-propiónico;
(2) absorbentes de luz UV y estabilizantes de luz
tales como por ejemplo, (i)
2-(2'-hidroxifenil)-benzotriazoles,
2-hidroxi-benzofenonas; (ii) ésteres
de ácidos benzoicos sustituidos y no sustituidos, (iii) acrilatos,
(iv) compuestos de níquel;
(3) desactivadores de metales, tales como por
ejemplo, diamida del ácido N,N'-difeniloxálico,
3-saliciloilamino-1,2,4-triazol;
(4) depuradores de peróxido, tales como por
ejemplo, ésteres de alquilo (C_{10}-C_{20}) de
ácido \beta-tiodipropiónico,
mercapto-bencimidazol;
(5) estabilizantes de poliamida;
(6) coestabilizantes básicos, tales como por
ejemplo, melamina, polivinilpirrolidona, cianurato de trialilo;
derivados de urea, derivados de hidrazina, aminas, poliamidas,
poliuretanos;
(7) aminas con impedimento estérico, tales como
por ejemplo, triisopropanol-amina o el producto de
reacción de la
2,4-dicloro-6-(4-morfolinil)-1,
3, 5-triazina con un polímero de
1,6-diamina,
N,N'-bis(2,2,4,6-tetrametil-4-piperidinil)hexano;
(8) neutralizadores tales como estearato
magnésico, óxido magnésico, óxido de cinc, estearato de cinc,
hidrotalcita;
(9) cargas y agentes de refuerzo, tales como por
ejemplo silicatos, TiO_{2}, fibras de vidrio, negro de humo,
grafito, carbonato cálcico, talco, mica;
(9) otros aditivos tales como, por ejemplo,
lubricantes tales como, por ejemplo, tetraestearato de
pentaeritritol, cera EBS, líquidos de silicona, plastificantes,
abrillantadores ópticos, pigmentos, tintes, colorantes, agentes
ignífugos; agentes antiestáticos; agentes de soplado.
La composición de resina termoplástica de la
presente invención, se prepara, por ejemplo, mezclando en fundido
los componentes, por ejemplo, en un laminador de dos cilindros, en
un mezclador Banbury o en una extrusora por un solo tornillo o dos
tornillos equipada con elementos de amasado.
La composición de resina termoplástica se puede
conformar en artículos útiles por una variedad de medios tales como
por ejemplo, inyección, extrusión, rotación, y moldeo por soplado y
termoformación.
La composición de resina termoplástica de la
presente invención es particularmente adecuada para aplicaciones que
requieren propiedades retardantes de llama y resistentes al goteo en
artículos tales como, por ejemplo, cajas para productos electrónicos
de consumo tales como, por ejemplo, ordenadores personales, cajas
para electrodomésticos.
Ejemplos
1-5
Se preparó una solución acuosa al 10% en peso de
una sal potásica de ácido graso de sebo ("K^{+}TFA") que
tenía un índice de saponificación de 203,5, combinando 89,43 pp de
agua desmineralizada con 8,79 pp de un ácido graso de sebo
(T-11, Proctor & Gamble), y 1,97 pp de hidróxido
potásico. El ácido graso de sebo T-11 nominalmente
comprende 38-43% en peso de ácido oleico,
24-32% en peso de ácido palmítico,
20-25% en peso de ácido esteárico,
3-6% en peso de ácido mirístico y
2-3% en peso de ácido linoleico.
Las composiciones de los Ejemplos
1-5 se prepararon combinando en un vaso de
precipitados la solución de K^{+}TFA al 10% en peso con una
dispersión bruta de PTFE que consistía en 34,9 a 46,0% en peso de
partículas de PTFE dispersas en agua y presentaba un pH entre 3,0 y
4,0, y agitando suavemente el vaso de precipitados para mezclar los
materiales. Las cantidades relativas de K^{+}TFA y PTFE se
presentan a continuación en la Tabla 1, expresadas como pp de
K^{+}TFA por 100 pp de PTFE en una base de peso seco.
La estabilidad mecánica de las composiciones
acuosas de K^{+}TFA/PTFE de los Ejemplos 1-5 se
siguió midiendo el tiempo para desestabilizar una muestra de
dispersión tras cizalladura mecánica. Se puso una muestra de 40
mililitros (ml) de dispersión en una probeta graduada de 250 ml y se
agitó a alta velocidad (aproximadamente 18.000 revoluciones por
minuto ("rpm")) usando una pala mezcladora de 2,54 cm de
diámetro y 1,65 mm de grosor que tenía 4 lóbulos de alta cizalladura
en forma de "S", y se registró el tiempo necesario para
producir "coagulación", es decir, una desestabilización de la
dispersión indicada por un rápido aumento de la viscosidad y
acompañada típicamente por algo de separación de fase. Un tiempo más
largo indica una dispersión más estable. En la siguiente Tabla 1 se
presentan los resultados del ensayo de estabilidad, expresados en
segundos(s).
| Ejemplo nº | K^{+}TFA (pp por 100 pp de PTFE, en seco) | Estabilidad mecánica(s) |
| 1 | 0 | 3 |
| 2 | 0,5 | 8 |
| 3 | 1,0 | 15 |
| 4 | 2,0 | 120 |
| 5 | >2 | 120 |
Ejemplos
6-13
Se preparó una solución acuosa al 10% en peso de
una sal de amonio de ácido graso de sebo ("NH_{4}^{+}TFA")
que tenía un índice de saponificación de 204, combinando 89,43 pp de
agua desmineralizada con 8,79 pp de un ácido graso de sebo
(T-11, Proctor & Gamble), y 1,33 pp de hidróxido
amónico.
Las composiciones de los Ejemplos
6-13 se prepararon combinando en un vaso de
precipitados la solución de NH_{4}^{+}TFA al 10% en peso con una
dispersión bruta de PTFE que consistía en 34,9 a 46,0% en peso de
partículas de PTFE dispersas en agua y presentaba un pH entre 3,0 y
4,0, y agitando suavemente el vaso de precipitados para mezclar los
materiales. Las cantidades relativas de NH_{4}^{+}TFA y PTFE se
presentan a continuación en la Tabla 2, expresadas como pp de
NH_{4}^{+}TFA por 100 pp de PTFE basándose en el peso en
seco.
La estabilidad de cada una de las composiciones
de los ejemplos 6-13 se ensayó usando el
procedimiento expuesto antes en relación con los Ejemplos
1-5. En la siguiente Tabla 2 se presentan los
resultados del ensayo de estabilidad, expresados en
segundos(s).
| Ejemplo nº | NH_{4}^{+}TFA (pp por 100 pp de PTFE, en seco) | Estabilidad mecánica(s) |
| 6 | 0 | 3,5 |
| 7 | 0,5 | 13 |
| 8 | 1,0 | 18 |
| 9 | 2,0 | 69 |
| 10 | 2,5 | 240 |
| 11 | 3,0 | >300 |
| 12 | 3,5 | >300 |
| 13 | 4,0 | >300 |
Ejemplos
14-34
La composición del Ejemplo 14 era una dispersión
bruta de PTFE que consistía en 34,9 a 46,0% en peso de partículas de
PTFE dispersas en agua que tenía un pH entre 3,0 y 4,0.
La composición del Ejemplo 15 se preparó
ajustando el pH de 1000 g de la dispersión bruta de PTFE del Ejemplo
14, a un valor de 9,39 con 10 g de una solución acuosa de KOH al
5%.
La composición del Ejemplo 16 se preparó
ajustando el pH de 1000 g de la dispersión bruta de PTFE del Ejemplo
14, a un valor de 9,39 con 12 g de
trietanol-amina.
Las composiciones de los Ejemplos 17 a 34 se
prepararon cada una añadiendo tensioactivo de
nonil-fenol etoxilado (TRITON X-100,
Union Carbide Corporation) o una solución acuosa al 15% de la sal
potásica del ácido graso de sebo descrito antes en el Ejemplo 1, a
cada una de las respectivas composiciones de los Ejemplos
15-17. La cantidad relativa de cada uno de los
componentes de las composiciones de los Ejemplos
14-34 se presenta a continuación en la Tabla 3,
expresada como pp de KOH, trietanol-amina
("TEA"), nonil-fenol etoxilado ("ENP") o
sal potásica de ácido graso de sebo ("K^{+}TFA") por 100 pp
de dispersión.
La estabilidad mecánica de cada una de las
dispersiones de los ejemplos 14-34 se midió por el
procedimiento descrito antes en los Ejemplos 1-5.
Los resultados se presentan en la siguiente Tabla 3.
Ejemplos
35-44
Las composiciones de los Ejemplos
35-44 se prepararon combinando una dispersión bruta
de PTFE que consistía en 34,9 a 46,0% en peso de partículas de PTFE
dispersas en agua que tenía un pH entre 3,0 y 4,0, con un compuesto
orgánico o una combinación de un compuesto orgánico y una solución
de K^{+}TFA al 10% en peso. Las cantidades relativas de K^{+}TFA
y compuesto orgánico se presentan a continuación en la Tabla 4,
expresadas como pp por 100 pp de PTFE basado en el peso en
seco.
La estabilidad mecánica de cada una de las
dispersiones de los ejemplos 35-44 se midió por el
procedimiento descrito antes en los Ejemplos 1-5.
Los resultados se presentan en la siguiente Tabla 4.
La composición de resina termoplástica de
fluoropolímero del Ejemplo 45 se preparó por polimerización en
emulsión acuosa. Se cargó agua (160 pp) en un recipiente de reacción
cerrado, de temperatura controlada, con camisa exterior, que estaba
equipado con un agitador. Después el agua se calentó a 38ºC. Se
añadió hidróxido potásico (0,05 pp) al agua caliente y después el
contenido del recipiente de reacción se agitó durante 5 minutos. Se
cargó estabilizador K^{+}TFA (2 pp) que tenía un índice de
saponificación de 204 en el recipiente de reacción, y después el
contenido del recipiente se agitó durante 5 minutos. Se cargó
monómero estireno (10 pp) en el recipiente de reacción, y después el
contenido del recipiente de reacción se calentó a 57ºC con agitación
continua. Se cargó lentamente una dispersión bruta de PTFE (125 pp)
que contenía PTFE al 40% en peso y agua al 60% en peso en el
recipiente de reacción con agitación lenta. Después se alimentaron
en el reactor corrientes separadas de hidroperóxido de cumeno (0,375
pp), monómero estireno (27,5 pp) y monómero acrilonitrilo (12,5 pp),
a velocidades respectivas sustancialmente uniformes en los
respectivos periodos de tiempo expuestos en la Tabla 5.
| Corriente alimentada | t_{inicial} (minutos) | t_{final} (minutos) |
| hidroperóxido de cumeno | 0 | 70 |
| acrilonitrilo | 5 | 70 |
| estireno | 10 | 70 |
La temperatura se aumentó de acuerdo con el
siguiente programa: 57ºC de t=0 a t=30 minutos, 59ºC de t=30 minutos
a t=35 minutos, 61ºC de t=35 minutos a t=40 minutos, 63ºC de t=40
minutos a t=70 minutos y 71ºC de t=70 minutos a t=135 minutos.
Se dejó enfriar el contenido del recipiente de
reacción a 21ºC y el producto de reacción se hizo precipitar
transfiriendo el contenido del recipiente de reacción a un segundo
recipiente de reacción que contenía una solución de H_{2}SO_{4}
(4 pp) en agua (96 pp) a una temperatura de aproximadamente 96ºC.
Después de completar la transferencia, se añadió suficiente agua en
el segundo recipiente de reacción para bajar la temperatura del
contenido del recipiente de reacción a 16ºC. Después se centrifugó
el contenido del segundo recipiente de reacción y se secó para
producir un producto de aditivo de SAN/PTFE sólido. El producto se
obtuvo en forma de un polvo fluido y tenía un contenido de estireno
de 36,5% en peso, un contenido de acrilonitrilo de 10,7% en peso y
un contenido de PTFE de 52,9% en peso, medido por espectroscopía
infrarroja de transformada de Fourier. La fase de copolímero de
estireno-acrilonitrilo del producto presentaba un
peso molecular medio ponderado de 2,4 x 10^{5} y un pero molecular
medio numérico de 5,2 x 10^{4}.
La composición de resina termoplástica de
fluoropolímero del Ejemplo 46 se preparó por cocoagulación de una
dispersión acuosa de PTFE con una emulsión acuosa de
estireno-acrilonitrilo. Se coaguló una muestra (50 g
en seco, 41% en peso de sólidos) de una mezcla de una dispersión
acuosa de PTFE estabilizada con K^{+}TFA (41% en peso de sólidos)
y una emulsión acuosa de copolímero de SAN (41% de sólidos, 66,6% en
peso de estireno/33,4% en peso de acrilonitrilo), a una temperatura
de 88ºC por adición de una solución de 1 mililitro (ml) de ácido
sulfúrico concentrado en 250 ml de agua corriente. La suspensión
coagulada se mantuvo a 93ºC, con agitación vigorosa, durante un
minuto, y después se inactivó con 250 ml agua corriente. La
suspensión se deshidrató en una centrífuga de laboratorio y la
resina deshidratada se secó en aire a 110ºC hasta que el contenido
de humedad de la resina era menor que 2% en peso.
Ejemplos
47-50
Las composiciones de los Ejemplos
47-50 se prepararon mezclando en estado fundido 100
pp de una resina de ABS (acrilonitrilo al 20,5% en peso/butadieno al
24,4% en peso/estireno al 55,1% en peso), un aditivo que contenía
PTFE, un copolímero de tetrabromobisfenol A rematado con
tribromofenol/epiclorhidrina (EC-20, Reichhold
Chemicals, Inc., contenido de bromo 48-52% en peso),
trióxido de antimonio, TiO_{2} y otros aditivos (estabilizantes y
lubricantes) en una extrusora, peletizarido del extruido y moldeando
de las especies de ensayo a partir de los pelets. El aditivo que
contenía PTFE era una dispersión acuosa de PTEF
(T-30, E.I. DuPont de Nemours & Co.) que tenía
un contenido de PTFE de 60% en peso ("PTFE"), una mezcla
cocoagulada de resina de estireno-acrilonitrilo y
PTFE que tenía un contenido de PTFE de 46,3% en peso
("SAN/PTFE^{1}") o un aditivo de PTFE/resina de
estireno-acrilonitrilo preparado por
copolimerización semidiscontinua de acuerdo con el procedimiento
expuesto antes en el Ejemplo 45, que tenía un contenido de PTFE de
45% en peso ("SAN/PTFE^{2}"). La cantidad relativa de cada
uno de los componentes de los Ejemplos 47-50 se
presentan a continuación en la Tabla 6.
Se midió el resultado del impacto Izod (de
acuerdo con ASTM D-256) y el impacto Gardener (de
acuerdo con ASTM D-3029, Procedimiento G) de cada
una de las composiciones de los Ejemplos 47-50 y
cada una de las composiciones se ensayó de acuerdo con el protocolo
para UL 94 V0. Los resultados se presentan en la Tabla 6, como
impacto Izod, expresado en J/m a 23ºC ("Impacto Izod (J/m)"),
impacto Gardener, expresado como Nm a 23ºC ("Impacto Gardener
(Nm)"), tiempo medio de extinción, expresado en segundos
("AFOT(s)") y número de gotas/igniciones y gotas/no
igniciones observados por cinco muestras de ensayo.
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
Ejemplos
51-52
Las composiciones retardantes de llama de los
Ejemplos 51-52 se prepararon mezclando en fundido
una resina de policarbonato de bisfenol A ("BPA"), una resina
de policarbonato de tetrabromobisfenol A que tenía un contenido de
bromo de 48-52% en peso ("TBBPA") y
estabilizantes y lubricantes con una mezcla de ABS/PTFE cocoagulada
por el procedimiento del Ejemplo 46 y que tenía un contenido de PTFE
de 46,3% ("ABS/PTFE cocoagulado") o una resina de SAN/PTFE
copolimerizada preparada por el procedimiento expuesto en el Ejemplo
45 y que tenía un contenido de PTFE de 45% en peso ("SAN/PTFE,
copolimerizado"), peletizando el extruido y modelando los pelets
en las especies de ensayo. La cantidad relativa de cada uno de los
componentes de los Ejemplos 51-52 se presenta en la
Tabla 7.
Se midió el resultado del índice de volumen
fundido e impacto Izod (de acuerdo con ASTM D-256)
de las composiciones de los Ejemplos 51 y 52 y se ensayaron las
composiciones de acuerdo con el protocolo de UL 94 V0. Los
resultados de las composiciones de los Ejemplos 51 y 52 se presentan
a continuación en la Tabla 7 como índice de volumen fundido
("MVI"), impacto Izod, expresado en J/m ("Impacto Izod
(J/m)"), clasificación UL 49 V0, tiempo medio de extinción,
expresado en segundos ("AFOT(s)"), tiempo máximo de
extinción, expresado en segundos ("MFOT(s)"), y número
de gotas/igniciones y gotas/no igniciones observados por cinco
muestras de ensayo.
Ejemplos
53-54
Las composiciones de resina de poliéster de los
Ejemplos 53 y 54 se prepararon por mezcla en fundido de un
concentrado de PTFE con una composición que incluía una resina de
tereftalato de polibutileno ("PBT"), carga de vidrio picado de
14 \mum ("Vidrio"), óxido de antimonio
("Sb_{2}O_{3}") y carbonato de tetrabromobisfenol A
("tetrabromo-BPA-C") y
estabilizantes y lubricante, como se presenta en la siguiente Tabla
8. El concentrado de PTFE era una mezcla precipitada con vapor de
PTFE al 20% en peso y resina de policarbonato de bisfenol A al 80%
en peso ("PC/PTFE") o una resina de SAN/PTFE preparada de
acuerdo con el procedimiento del ejemplo 45 anterior y que tenía un
contenido de PTFE de 50% en peso ("SAN/PTFE").
Las composiciones de los Ejemplos 53 y 54 se
ensayaron de acuerdo con el protocolo de UL 94 V-0.
Los resultados de los ensayos se presentan a continuación en la
Tabla 8 para cada composición, como la clasificación UL 94
V-0 ("UL 94 V-0"), la duración
media de la llama después de la primera aplicación de llama,
expresada en segundos ("AFOT^{1}(s)"), la duración
media de la llama después de la segunda aplicación de llama
("AFOT^{2}(s)"), y el número de gotas/igniciones
("gotas/igniciones") por cinco muestras de ensayo.
Ejemplos
55-56
Las composiciones de mezcla de resina de
policarbonato/resina de
acrilonitrilo-butadieno-estireno de
los Ejemplos 55 y 56 se prepararon por mezclando en fundido un
concentrado de PTFE con una composición que incluía resina de
policarbonato de bisfenol A ("PC"), resina de
acrilonitrilo-butadieno-estireno
("ABS"), resina de estireno-acrilonitrilo
("SAN"), un retardante de llama de organofosfato ("FR"),
estabilizantes y lubricantes, como se presenta en la Tabla 9. El
concentrado de PTFE era una mezcla de PTFE secada por atomización y
un policarbonato de bisfenol A que tenía un contenido de PTFE de 20%
en peso ("PC/PTFE") o una resina de PTFE/SAN preparada de
acuerdo con el procedimiento del Ejemplo 45 anterior y que tenía un
contenido de PTFE de 53% en peso ("SAN/PTFE").
Se ensayaron el resultado del impacto Izod y UL
94 V0 de las composiciones 55 y 56. Se presentan los resultados para
cada una de las composiciones en la siguiente Tabla 9 como Impacto
Izod con entalla, expresado en J/m (J/m) y tiempo medio de
extinción, 0,0625º, expresado en segundos, (AFOT(s)).
La dispersión acuosa de fluoropolímero de la
presente invención no tiene tensioactivos de
nonil-fenol etoxilados y presenta alta estabilidad
mecánica. La sal de ácido graso de la dispersión acuosa estabilizada
de fluoropolímero de la presente invención, es más eficaz, en una
relación de parte a parte, que un tensioactivo de
nonil-fenol etoxilado con respecto a la
estabilización de la dispersión de fluoropolímero.
Los respectivos procedimientos de la presente
invención para preparar un aditivo de fluoropolímero y procedimiento
para preparar una composición de resina termoplástica, evitan cada
uno el uso de nonil-fenol etoxilado y por lo tanto
no generan corrientes residuales que contienen
nonil-fenol.
Claims (10)
1. Una dispersión acuosa de fluoropolímero, que
comprende de 1 parte en peso a 80 partes en peso de fluoropolímero
por 100 partes en peso de la dispersión, y de 0,1 partes en peso a
10 partes en peso de una sal de ácido graso por 100 partes en peso
del fluoropolímero, en la que dicha sal de ácido graso es el
producto de la reacción de saponificación de una base con un ácido
carboxílico que tiene una fórmula estructural (1):
(1)R^{1}COOH
en la
que
R^{1} es alquilo, cicloalquilo, arilo o
HOOC-(CH_{X})_{n}-;
X = 0, 1, 2; y
n = 0-70.
2. La dispersión de la reivindicación 1, en la
que el fluoropolímero comprende uno o más fluoropolímeros
seleccionados del grupo formado por poli(tetrafluoroetileno),
poli(hexafluoroetileno) y
poli(tetrafluoroetileno-hexafluoroetileno).
3. La dispersión de la reivindicación 1, en la
que la sal de ácido graso es el producto de la reacción de
saponificación de una base y un ácido graso de sebo, un ácido graso
de talol, una colofonia de talol o un ácido graso de colofonia de
talol.
4. La dispersión de la reivindicación 3, en la
que la base se selecciona del grupo formado por hidróxido sódico,
hidróxido de litio o hidróxido potásico, hidróxido amónico,
monoetanol-amina, dietanol-amina o
trietanol-amina.
5. La dispersión de la reivindicación 1, que
además comprende un compuesto orgánico.
6. Un procedimiento para preparar un aditivo de
fluoropolímero, que comprende:
(a) combinar un fluoropolímero, estando dicho
fluoropolímero en forma de una dispersión acuosa estabilizada de
fluoropolímero que comprende (i) de 1 pp a 80 pp de fluoropolímero
por 100 pp de la dispersión, y (ii) de 0,1 pp a 10 pp de una sal de
ácido graso por 100 pp del fluoropolímero, con un segundo
polímero;
(b) hacer precipitar el fluoropolímero y segundo
polímero combinados para formar un precipitado; y
(c) secar el precipitado para formar el aditivo
de fluoropolímero.
7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el
que el fluoropolímero y segundo polímero se combinan por
cocoagulación de una dispersión acuosa del fluoropolímero con una
emulsión acuosa del segundo polímero.
8. El procedimiento de la reivindicación 6, en el
que el segundo polímero se prepara por polimerización en emulsión de
uno o más monómeros monoetilénicamente insaturados en presencia de
la dispersión acuosa de fluoropolímero.
9. El procedimiento de la reivindicación 8, en el
que el segundo polímero comprende una resina de
estireno-acrilonitrilo.
10. Un procedimiento para preparar una
composición de resina termoplástica que contiene fluoropolímero, que
comprende:
(a) combinar un fluoropolímero, estando dicho
fluoropolímero en forma de una dispersión acuosa estabilizada de
fluoropolímero que comprende (i) de 1 pp a 80 pp de fluoropolímero
por 100 pp de la dispersión, y (ii) de 0,1 pp a 10 pp de una sal de
ácido graso por 100 pp del fluoropolímero, con un segundo
polímero;
(b) hacer precipitar el fluoropolímero y segundo
polímero combinados para formar un precipitado; y
(c) secar el precipitado para formar el aditivo
de fluoropolímero; y
(d) mezclar el aditivo de fluoropolímero con una
resina termoplástica para formar la composición de resina
termoplástica que contiene fluoropolímero.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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