ES2236236T3 - Materiales termo endurecidos con resistencia al choque mejorada. - Google Patents
Materiales termo endurecidos con resistencia al choque mejorada.Info
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Abstract
Material en el que el dibloque S-B tiene una masa molar media en número que puede estar comprendida entre 10000 g/mol y 500000 g/mol. El modificador de choque comprende al menos un copolímero en bloque S-B-M y al menos un copolímero en bloque S-B y al menos un polímero núcleo-corteza (A), un caucho reactivo ATBN o CTBN y eventualmente un copolímero en bloque S-B, en el cual todo o parte del tribloque S-B-M es reemplazado por un pentabloque M-S-B-S-M o M-B-S-B-M, el que la resina termo endurecida proviene de la reacción de una resina epoxi termo endurecible y de un endurecedor.
Description
Materiales termo endurecidos con resistencia al
choque mejorada.
La presente invención se relaciona con los
materiales termo endurecidos con resistencia al choque mejorada. Un
material termo endurecido es definido como un material que está
formado por cadenas de polímeros de longitud variable unidas entre
ellas por enlaces covalentes de manera de formar una red
tridimensional. Los materiales termo endurecidos pueden ser
obtenidos por ejemplo por reacción de una resina termo endurecible
tal como una epoxi con un endurecedor de tipo amina. Los materiales
termo endurecidos presentan numerosas propiedades interesantes que
los hacen ser utilizados como adhesivos estructurales o como matriz
para materiales compuestos o también en las aplicaciones de
protección de componentes electrónicos. Los materiales de la
invención comprenden una resina termo endurecida y un copolímero en
bloques que tiene al menos un bloque constituido mayoritariamente
por motivos metacrilato de metilo. Esos materiales pueden ser
fabricados por disolución del copolímero en la resina termo
endurecible luego se adiciona el endurecedor y se reticulan al
calor.
Los materiales epoxi tienen una densidad de
reticulación elevada, lo que les asegura una temperatura de
transición vítrea, Tg, elevada, que confiere al material excelentes
propiedades termomecánicas. Mientras más elevada es la densidad de
reticulación, más alta es la Tg del material y por consiguiente
mejores son las propiedades termomecánicas: la temperatura límite de
utilización del material es más elevada. No obstante para numerosas
aplicaciones, las propiedades de resistencia a los choques de los
materiales epoxi son insuficientes. Numerosas soluciones han sido
desarrolladas para intentar responder a ese problema. Paralelamente,
los materiales Epoxi son en su conjunto difíciles de reforzar contra
los choques, los más difíciles son los materiales epoxi de alta Tg.
Numerosos estudios han sido consagrados al reforzamiento al choque
de esos materiales epoxi de alta Tg y esos estudios concluyen que la
adición de caucho a un material epoxi de alta Tg no tiene efecto
reforzador. A modo de ejemplo de tales materiales se pueden citar
los sistemas DGEBA/DDS (Tg=220ºC) en los cuales DDS designa la
diamino difenil sulfona o los sistemas DGEBA/MCDEA (Tg=180ºC) en los
cuales MCDEA designa la
4,4'-Metilenobis-(3-cloro-2,6-dietilanilina).
En los materiales precedentes DGEBA designa el glicidil éter del
bisfenol A.
Se describe la adición de Cauchos reactivos
(ATBN, CTBN). Esas abreviaturas significan:
CTBN: Carboxil terminated random copolimer of
butadiene and acrilonitrile (Copolímero aleatorio terminado en
carboxilo de buteno y acrilonitrilo).
ATBN: Amino terminated random copolimer of
butadiene and acrilonitrile (Copolímero aleatorio terminado en amino
de buteno y acrilonitrilo).
Esos productos son oligómeros a base de butadieno
y de acrilonitrilo terminados tanto por funciones carboxilos como
por funciones aminas. El butadieno tiene una Tg muy baja lo que es
favorable para obtener un buen reforzamiento a los choques pero no
es miscible con las resinas epoxi. Un cierto porcentaje de
acrilonitrilo es copolimerizado con el butadieno a fin de que el
producto formado sea inicialmente miscible con la resina epoxi y por
tanto pueda ser fácilmente incorporado a la misma. P. Lovell
(Macromol. Symp. 92, páginas 71-81, 1995) y A.
Mazouz y col. Polymer Material Science Engineering, 70, p17, 1994
relatan que a la salida de la reacción de reticulación una parte del
oligómero funcional forma partículas elastómeras y una parte no
despreciable permanece incorporada en la matriz. Esto se traduce en
una disminución de la Tg del material obtenido con relación a la red
epoxi pura lo que no es deseable para las aplicaciones que necesitan
buenas propiedades termomecánicas. Los campos de elastómeros
formados tienen un tamaño importante clásicamente comprendido entre
0.5 micrones y 5 micrones. El reforzamiento obtenido no es
satisfactorio.
Por todas esas razones otras soluciones para el
reforzamiento al choque de redes epoxi han sido buscadas. Se puede
citar por ejemplo, P. Lovell (Macromol. Symp. 92, páginas
71-81, 1995) que establece que el refuerzo por las
partículas núcleo-corteza preformadas conducen a
mejores resultados.
Tratándose del reforzamiento por partículas
preformadas núcleo-corteza (core shell): estas
son partículas preformadas con un núcleo en elastómero de
temperatura de transición vítrea inferior a -20ºC y una corteza
rígida de temperatura de transición vítrea superior a 50ºC, portando
o no funciones reactivas. Se define una función reactiva como un
grupo químico capaz de reaccionar con las funciones oxiranos de las
moléculas epoxi o con los grupos químicos del endurecedor. A modo de
ejemplos no limitativos de funciones reactivas se pueden citar: las
funciones oxiranos, las funciones aminas, las funciones carboxi.
Esas partículas de tamaño bien definido son adicionadas a los
reactivos (epoxi y endurecedor). Después de la reacción, el material
formado está caracterizado por una dispersión de estas partículas en
el seno de la matriz termo endurecida. En el material obtenido las
partículas de elastómeros tienen el mismo tamaño que a la partida,
antes de la reacción. Este resultado es bien conocido, como ejemplo
del arte anterior que lo describe se puede citar por ejemplo el
artículo de Mazouz y col. Polymer Bulletin 33, páginas
67-74, 1994 y de Sue y col.,
Rubber-Toughened Plastics, 1993, Páginas
259-291 (cf. Página 261).
Estas partículas preformadas son obtenidas por
una síntesis en emulsión en dos etapas, el núcleo en elastómero es
sintetizado durante la primera etapa, la corteza es injertada sobre
el núcleo durante la segunda etapa. Ese procedimiento de síntesis
conduce a partículas cuyo tamaño del núcleo varía entre 30
nanómetros y 2 micrómetros (Sue y col.,
Rubber-Toughened Plastics, 1993, Páginas
259-291 (cf. Página 261)). Numerosos estudios han
sido consagrados a la determinación del tamaño del núcleo en
elastómero de la partícula para obtener un reforzamiento al choque
óptimo. Esos estudios muestran que con partículas preformadas un
reforzamiento satisfactorio puede ser obtenido solo para tamaños de
partículas superiores a 120 nanómetros.
Dado el tamaño de los dominios de elastómeros en
el material obtenido, este no es transparente. Esta opacidad es
incómoda para ciertas aplicaciones. Es el caso por ejemplo de las
aplicaciones de materiales termo endurecidos en los compuestos donde
el fabricante desea poder constatar visualmente la calidad de su
ensambladura (material termo endurecido + fibras, o material termo
endurecido + cargas). Se puede igualmente citar el ejemplo de las
aplicaciones electrónicas de los materiales epoxi, la opacidad del
material es nefasta, la misma incomoda al utilizador.
El arte anterior ha descrito también la adición
de un Dibloque PEO-PEE:
Hillmyer y col. (M. A. Hillmyer, P. M. Lipic, D.
A. Hajduk, K. Almdal, F. S. Bates, Journal of American Chemical
Society, 1997, 119, 2749-2750) han conducido
trabajos sobre mezclas de un sistema termo endurecible epoxi /
anhídrido ftálico y de un dibloque A-B donde A es el
poli(etileno oxido) y B el poli(etil etileno)
PEO-PEE. Esos autores han mostrado que el material
obtenido está caracterizado por una morfología muy particular. Está
constituido de una matriz termo endurecida en la cual están
repartidos regularmente cilindros de PEE que tienen todos el mismo
diámetro de 5 a 10 nanómetros, ellos mismos siendo rodeados por una
corteza (o una funda) de PEO de un espesor de algunos nanómetros.
Los autores constataron que los materiales obtenidos eran
transparentes pero no estudiaron sus propiedades ni hicieron alusión
a las propiedades que los mismos podrían presentar.
Se ha descrito además la adición de un
dibloque PEO-PEP en un sistema
DGEBA-MDA, Lipic PM Bates FS y Hillmyer MA, Journal
of the American Chemical Society 1998, 120,
8963-8970. MDA designa la metileno diamina. Los
trabajos y los resultados son equivalentes a aquellos del párrafo
precedente.
Se ha descrito también la adición de un
copolímero en bloques
Polisiloxano-Policaprolactona:
PCL-b-PDMS-b-PCL
y
(PCL)_{2}-b-PDMS-b-(PCL)_{2}
Könczol y col. (Journal of Applied Polymer Science, Vol 54, páginas
815-826, 1994) han estudiado mezclas entre un
sistema epoxi / anhídrido y un copolímero multibloque
PCL-b-PDMS-b-PCL
o
(PCL)_{2}-b-PDMS-b-(PCL)_{2}
donde PCL designa la policaprolactona y PDMS el polidimetilsiloxano.
Los autores muestran que el material obtenido es transparente y que
la adición de 5% a 15% de copolímero permite una mejora
significativa de la resistencia al choque del material epoxi.
El arte anterior hace igualmente referencia a la
utilización de copolímeros en bloques para compatibilizar sistemas
termoplásticos/termo endurecidos. De esta forma,
Girard-Reydet y col., Polymer, 1999, nº 40 página
1677, han estudiado mezclas termoplásticas/termo endurecidas donde
el termoplástico es tanto el PPE (polifenileno éter), como el PEI
(poliéterimida) y el sistema termo endurecido es el par DGEBA/MCDEA.
Estas mezclas son frágiles. Los autores han constatado que la
utilización de un copolímero en bloques SEBS maleisados, previamente
modificado por reacción sobre una monoamina o una diamina (tal como
MCDEA), permitiría mejorar la resistencia al choque de la mezcla
termoplástica/termo endurecida.
El arte anterior no describe la adición de
copolímeros en bloques que tienen al menos un bloque constituido
mayoritariamente de motivos metacrilato de metilo. Se ha encontrado
ahora que la adición de copolímeros en bloques que tienen al menos
un bloque constituido mayoritariamente de motivos metacrilato de
metilo en materiales termo endurecidos conduce a materiales termo
endurecidos con resistencia al choque mejorada. Además esos
materiales se mantienen transparentes y la Tg es conservada o no es
disminuida en más de 12ºC. Se puede, además del copolímero en
bloques constituido mayoritariamente de motivos metacrilato de
metilo, adicionar otros copolímeros en bloques o modificadores de
choque tales como los de núcleo-corteza, los
elastómeros funcionalizados. Según la naturaleza de esos
modificadores adicionados además el material puede no permanecer
transparente pero la resistencia al choque es muy fuertemente
mejorada.
La presente invención concierne a un material
termo endurecido con resistencia al choque mejorada que
comprende:
- \bullet
- 99 a 20% de una resina termo endurecida,
- \bullet
- 1 a 80% de un modificador de choque que comprende al menos un copolímero seleccionado entre los copolímeros en bloques S-B-M, B-M y M-B-M en los cuales:
- \ding{226}
- cada bloque está unido a otro por medio de un enlace covalente o de una molécula intermedia unida a uno de los bloques por un enlace covalente y al otro bloque por otro enlace covalente,
- \ding{226}
- M es un PMMA homopolímero o un copolímero que comprende al menos 50% en peso de metacrilato de metilo,
- \ding{226}
- B es incompatible con la resina termo endurecida y con el bloque M y su temperatura de transición vítrea Tg es inferior a la temperatura de utilización del material termo endurecido,
- \ding{226}
- S es incompatible con la resina termo endurecida, el bloque B y el bloque M y su Tg o su temperatura de fusión Tf es superior a la Tg de B.
Tratándose del material termo endurecido
es definido como estando formado de cadenas de polímeros de longitud
variable unidas entre ellas por enlaces covalentes de manera de
formar una red tridimensional.
A modo de ejemplo se pueden citar los
cianoacrilatos, las bismaleimidas y las resinas epoxi reticuladas
por un endurecedor.
Entre los cianoacrilatos se pueden citar los
2-cianoacrílico éster que son materiales termo
endurecidos obtenidos por polimerización del monómero
CH_{2}=C(CN)COOR con diferentes grupos R posibles
(sin necesidad de adicionar un endurecedor).
Las formulaciones termo endurecidas de tipo
bismaleimida son por ejemplo:
Metilenodianilina + benzofenona
dianhídrida +
nadicimida
Metilenodianilina + benzofenona
dianhídrida +
fenilacetileno
Metilenodianilina + anhídrido
maleico +
maleimida.
El material termo endurecido proviene
ventajosamente de la reacción de una resina epoxi termo endurecible
y de un endurecedor. Es definida también como todo producto de la
reacción de un oligómero portador de funciones oxirano y de un
endurecedor. Por las reacciones que se llevan a cabo durante la
reacción de esas resinas epoxi se llega a un material reticulado que
corresponde a una red tridimensional más o menos densa según las
características de base de las resinas y endurecedores
empleados.
Se entiende por resina epoxi, designada
aquí por E, todo compuesto orgánico que posee al menos dos funciones
de tipo oxirano, polimerizable por la abertura del ciclo. El término
"resinas epoxi" designa todas las resinas epoxi usuales
líquidas a temperatura ambiente (23ºC) o a temperatura más elevada.
Estas resinas epoxi pueden ser monoméricas o poliméricas por una
parte, alifáticas, cicloalifáticas, heterocíclicas o aromáticas por
la otra parte. A modo de ejemplos de tales resinas epoxi, se puede
citar el diglicidil éter de resorcinol, el diglicidil éter de
bisfenol A, el triglicidil p-amino fenol, el
diglicidiléter de bromo-bisfenol F, el
triglicidiléter de m-amino fenol, el tetraglicidil
metileno dianilina, el triglicidil éter de (trihidrofenil) metano,
los poliglicidil éteres de fenol-formaldehído
novolac, los poliglicidil éteres de ortocresol novolac y las
tetraglicidil éteres de tetrafenil etano. Mezclas de al menos dos de
esas resinas pueden también ser utilizadas.
Se prefieren las resinas epoxi que poseen al
menos 1.5 funciones oxirano por molécula y más particularmente las
resinas epoxi que contienen entre 2 y 4 funciones oxirano por
molécula. Se prefiere igualmente las resinas epoxi que poseen al
menos un ciclo aromático como los diglicil éteres de bisfenol A.
Tratándose del endurecedor de manera
general se utiliza como endurecedor los endurecedores de resinas
epoxi que reaccionan a temperatura ambiente o a temperaturas
superiores a la temperatura ambiente. A modo de ejemplos no
limitativos se puede citar:
- \bullet
- Los anhídridos de ácido, entre ellos el anhídrido succínico,
- \bullet
- Las poliaminas aromáticas o alifáticas, entre ellas la diamino difenil sulfona (DDS) o también la metileno dianilina o también la 4,4'-Metilenobis-(3-cloro-2,6-dietilanilina) (MCDEA),
- \bullet
- La diciandiamina y sus derivados,
- \bullet
- Los imidazoles
- \bullet
- Los ácidos policarboxílicos
- \bullet
- Los polifenoles
Tratándose del dibloque
B-M M está constituida de monómeros de
metacrilato de metilo o contiene al menos 50% en masa de metacrilato
de metilo, de preferencia al menos 75% en masa de metacrilato de
metilo. Los otros monómeros que constituyen el bloque M pueden ser
monómeros acrílicos o no, ser reactivos o no. Por monómero reactivo
se entiende: un grupo químico capaz de reaccionar con las funciones
oxiranos de las moléculas epoxi o con los grupos químicos del
endurecedor. A modo de ejemplos no limitativos de funciones
reactivas se puede citar: las funciones oxiranos, las funciones
aminas, las funciones carboxi. El monómero reactivo puede ser el
ácido (met)acrílico o cualquier otro monómero hidrolizable
que conduce a esos ácidos. Entre los otros monómeros que pueden
constituir el bloque M se puede citar a modo de ejemplo no
limitativo el metacrilato de glicidilo el metacrilato de
tertiobutilo. Ventajosamente M está constituido de PMMA
sindiotáctico en al menos 60%.
Ventajosamente la Tg de B es inferior a 0ºC y de
preferencia inferior a -40ºC.
El monómero utilizado para sintetizar el bloque B
elastomérico puede ser un dieno seleccionado entre el butadieno, el
isopreno, el
2,3-dimetil-1,3-butadieno,
el 1,3-pentadieno, el
2-fenil-1,3-butadieno.
B es seleccionada ventajosamente entre los poli(dienos)
específicamente poli(butadieno), poli(isopreno) y sus
copolímeros estadísticos, o también entre los poli(dienos)
parcialmente o totalmente hidrogenados. Entre los polibutadienos se
utiliza ventajosamente aquellos cuya Tg es la más escasa, por
ejemplo el polibutadieno-1,4 de Tg (cerca de -90ºC)
inferior a aquella del polibutadieno-1,2 (cerca de
0ºC). Los bloques B pueden ser hidrogenados. Se efectúa esta
hidrogenación según las técnicas habituales.
El monómero utilizado para sintetizar el bloque B
elastomérico puede ser también un (met)acrilato de alquilo,
se obtienen las Tg siguientes entre paréntesis según el número de
acrilato: el acrilato de etilo (-24ºC), el acrilato de butilo,
(-54ºC), el acrilato de 2-etilhexilo (-85ºC), el
acrilato de hidroxietilo (-15ºC) y el metacrilato de
2-etilhexilo (-10ºC). Se utiliza ventajosamente el
acrilato de butilo. Los acrilatos son diferentes de aquellos del
bloque M para respetar la condición de B y M incompatibles.
De preferencia los bloques B están constituidos
en su mayoría de polibutadieno-1,4.
El dibloque B-M tiene una masa
molar media en número que puede estar comprendida entre 10000g/mol y
500000 g/mol, de preferencia comprendida entre 20000 y 200000 g/mol.
El dibloque B-M está ventajosamente constituido por
una fracción másica en M comprendida entre 5 y 95% y de preferencia
entre 15 y 85%.
Tratándose del tribloque
M-B-M, M está constituido por
los mismos monómeros y eventualmente comonómeros que el bloque M del
dibloque B-M. Los dos bloques M del tribloque
M-B-M pueden ser idénticos o
diferentes. Pueden también ser diferentes por su masa molar pero
constituidos por los mismos monómeros. Los bloques M del tribloque
M-B-M pueden ser idénticos o
diferentes del bloque M del dibloque B-M. El bloque
B está constituido por los mismos monómeros y eventualmente
comonómeros que el bloque B del dibloque B-M. Los
bloques B del tribloque M-B-M y del
dibloque B-M pueden ser idénticos o diferentes.
El tribloque
M-B-M tiene una masa molar media en
número que puede estar comprendida entre 10000 g/mol y 500000 g/mol,
de preferencia comprendida entre 20000 y 200000 g/m. Ventajosamente
el tribloque M-B-M tiene las
composiciones siguientes en M y B expresadas en fracción másica, el
total siendo 100%:
M: entre 10 y 80% y de preferencia entre 15 y
70%.
B: entre 90 y 20% y de preferencia entre 85 y
30%.
Tratándose del tribloque
S-B-M, M esta constituida por
los mismos monómeros y eventualmente comonómeros que el bloque M del
dibloque B-M. El bloque M del tribloque
S-B-M, cada bloque M del tribloque
M-B-M y el bloque M del dibloque
B-M pueden ser idénticos o diferentes. El bloque B
está constituido por los mismos monómeros y eventualmente
comonómeros que el bloque B del dibloque B-M. Los
bloques B del tribloque S-B-M, del
tribloque M-B-M y del dibloque
B-M pueden ser idénticos o diferentes.
La Tg o la Tf de S es ventajosamente superior a
23ºC y de preferencia superior a 50ºC. A modo de ejemplo de bloques
S se pueden citar aquellos que se derivan de compuestos
vinilaromáticos tales como estireno, \alpha-metil
estireno, viniltolueno, y aquellos que se derivan de alquil ésteres
de los ácidos acrílico y/o metacrílico que tienen de 1 a 18 átomos
de carbono en la cadena alquilo. En ese último caso los acrilatos
son diferentes de aquellos del bloque M para respetar la condición
de S y M incompatibles.
El tribloque
S-B-M tiene una masa molar media en
número que puede estar comprendida entre 10000 g/mol y 500000 g/mol,
de preferencia comprendida entre 20000 y 200000 g/mol. El tribloque
S-B-M ventajosamente tiene la
composición siguiente expresada en fracción másica, el total siendo
100%:
M: entre 10 y 80% y de preferencia entre 15 y
70%.
B: entre 2 y 80% y de preferencia entre 5 y
70%.
S: entre 10 y 88% y de preferencia entre 15 y
85%.
Los copolímeros en bloques utilizados en los
materiales de la presente invención pueden ser fabricados por
polimerización aniónica por ejemplo según los procedimientos
descritos en las solicitudes de patente EP 524.054 y EP 749.987.
Ventajosamente la proporción del modificador de
choque es de 1 a 35% por respectivamente 99 a 65% de resina termo
endurecida.
De preferencia la proporción del modificador de
choque es de 8 a 32% por respectivamente 92 a 68% de resina termo
endurecida.
Según una forma preferida de la invención
el modificador de choque comprende al menos uno de los copolímeros
en bloques M-B-M,
S-B-M y al menos un polímero
seleccionado entre los núcleo - corteza (A), los elastómeros
funcionalizados, los copolímeros en bloques S-B y
los cauchos reactivos ATBN y CTBN.
Tratándose del dibloque
S-B los bloques S y B son incompatibles y están
constituidos por los mismos monómeros y eventualmente comonómeros
que los bloques S y los bloques B del tribloque
S-B-M. Los bloques S y B pueden ser
idénticos o diferentes de los otros bloques S y B presentes en los
otros copolímeros en bloques del modificador de choque en el
material termo endurecido.
El dibloque S-B tiene una masa
molar media en número que puede estar comprendida entre 10000 g/mol
y 500000 g/mol, de preferencia comprendida entre 20000 y 200000
g/mol. El dibloque S-B es ventajosamente constituido
por una fracción másica en B comprendida entre 5 y 95% y de
preferencia entre 15 y 85%.
Tratándose del copolímero núcleo - corteza
(A) se presenta bajo la forma de finas partículas que tienen un
núcleo en elastómero y al menos una corteza termoplástica, el tamaño
de las partículas es en general inferior al \mum y ventajosamente
comprendida entre 50 y 500 nm. A modo de ejemplo de núcleo se pueden
citar los homopolímeros del isopreno o del butadieno, los
copolímeros del isopreno con a lo máximo 30% en moles de un monómero
vinílico y los copolímeros del butadieno con a lo máximo 30% en
moles de un monómero vinílico. El monómero vinílico puede ser el
estireno, un alquilestireno, el acrilonitrilo o un
(met)acrilato de alquilo. Otra familia de núcleo está
constituida por los homopolímeros de un (met)acrilato de
alquilo y los copolímeros de un (met)acrilato de alquilo con
a lo máximo 30% en moles de un monómero vinílico. El
(met)acrilato de alquilo es ventajosamente el acrilato de
butilo. El monómero vinílico puede ser el estireno, un
alquilestireno, el acrilonitrilo, el butadieno o el isopreno. El
núcleo del copolímero (A) puede ser reticulado totalmente o en
parte. Es suficiente adicionar monómeros al menos difuncionales en
el curso de la preparación del núcleo, esos monómeros pueden ser
seleccionados entre los ésteres poli(met)acrílicos de
polioles tales como el di(met)acrilato de butileno y
el trimetilol propano trimetacrilato. Otros monómeros difuncionales
son por ejemplo el divinilbenceno, el trivinilbenceno, el acrilato
de vinilo y el metacrilato de vinilo. Se puede también reticular el
núcleo introduciendo allí, por injerto o como comonómero durante la
polimerización, monómeros funcionales insaturados tales como
anhídridos de ácidos carboxílicos insaturados, ácidos carboxílicos
insaturados y epóxidos insaturados. Se pueden citar a modo de
ejemplo el anhídrido maleico, el ácido (met)acrílico y el
metacrilato de glicidilo.
La corteza o las cortezas son homopolímeros del
estireno, de un alquilestireno o del metacrilato de metilo o
copolímeros que comprenden al menos 70% en moles de uno de esos
monómeros precedentes y al menos un comonómero seleccionado entre
los otros monómeros precedentes, el acetato de vinilo y el
acrilonitrilo. La corteza puede ser funcionalizada introduciendo
allí, por injerto o como comonómero durante la polimerización,
monómeros funcionales insaturados tales como anhídridos de ácidos
carboxílicos insaturados, ácidos carboxílicos insaturados y epóxidos
insaturados. Se puede citar a modo de ejemplo el anhídrido maleico,
el ácido (met)acrílico y el metacrilato de glicidilo. A modo
de ejemplo se pueden citar copolímeros núcleo - corteza (A) que
tienen una corteza en poliestireno y copolímeros núcleo - corteza
(A) que tienen una corteza en PMMA. Existen además copolímeros
núcleo - corteza (A) que tienen dos cortezas, una en poliestrineo y
la otra por el exterior en PMMA. Ejemplos de copolímero (A) así como
su procedimiento de preparación son descritos en las patentes
siguientes: US 4 180 494, US 3 808 180, US 4 096 202, US 4 260 693,
US 3 287 443, US 3 657 391, US 4 299 928, US 3 985 704.
Ventajosamente el núcleo representa, en peso, 70
a 90% de (A) y la corteza 30 a 10%.
A modo de ejemplo de copolímero (A) se puede
citar aquel constituido (i) de 75 a 80 partes de un núcleo que
comprende en moles al menos 93% de butadieno, 5% de estireno y 0,5 a
1% de divinilbenceno y (ii) de 25 a 20 partes de dos cortezas
esencialmente del mismo peso una interior en poliestireno y la otra
exterior en PMMA.
Según una segunda forma preferida de la
invención el modificador de choque comprende al menos un
copolímero en bloque S-B-M y al
menos un copolímero en bloque S-B. El modificador de
choque comprende ventajosamente entre 5 y 80% de dibloque
S-B por respectivamente de 95 a 20% de tribloque
S-B-M.
Además la ventaja de esas composiciones es que no
es necesario purificar el S-B-M a la
salida de su síntesis. En efecto las
S-B-M son en general preparadas a
partir de S-B y la reacción conduce a menudo a una
mezcla de S-B y
S-B-M que se separa a continuación
para disponer de S-B-M.
Según una tercera forma preferida de la
invención el modificador de choque comprende al menos un
copolímero en bloque S-B-M y al
menos un polímero núcleo-corteza (A). La proporción
de núcleo corteza con relación al
S-B-M puede estar comprendida entre
5 por 1 y 1 por 4, y de preferencia entre 3 por 1 y 1 por 2.
Según una cuarta forma preferida de la
invención el modificador de choque comprende al menos un
copolímero en bloque S-B-M y al
menos un caucho reactivo ATBN o CTBN. La proporción de caucho
reactivo con relación al S-B-M puede
estar comprendida entre 5 por 1 y 1 por 4, y de preferencia entre 3
por 1 y 1 por 2.
Según una forma ventajosa una parte del
S-B-M puede ser remplazado por un
dibloque S-B. Esta parte puede ser hasta 70% en peso
del S-B-M.
No se apartará del marco de la invención
reemplazar todo o parte del tribloque
S-B-M por un pentabloque
M-S-B-S-M
o
M-B-S-B-M.
Estos pueden ser preparados por polimerización aniónica como los di
o tribloques citados más arriba pero utilizando un cebador
difuncional. La masa molar media en número de esos pentablqoues está
en los mismos intervalos que aquella de los tribloques
S-B-M. La proporción de dos bloques
M juntos, de dos bloques B o S juntos está en los mismos intervalos
que las proporciones de S, B y M en el tribloque
S-B-M.
Los materiales de la invención pueden ser
preparados por mezclado de la resina termo endurecida aún no
reticulada y del modificador de choque con la ayuda de un
dispositivo de mezclado convencional.
Tratándose de resinas epoxi los materiales de la
invención de escaso porcentaje del modificador de choque (\leq10%
en masa) pueden ser preparados con la ayuda de un reactor agitado
convencional. La resina epoxi termo endurecible es introducida en el
reactor y llevada algunos minutos a una temperatura suficiente para
ser fluida. El modificador de choque que comprende los copolímeros
en bloques es a continuación adicionada y amasada a una temperatura
suficiente para ser fluida hasta su disolución completa. El tiempo
de mezclado depende de la naturaleza del copolímero adicionado. Se
adiciona entonces el endurecedor y se mezcla durante otros 5 minutos
a una temperatura suficiente para ser fluida para obtener una mezcla
homogénea. La reacción epoxi-endurecedor comienza
durante ese mezclado y debe por tanto estar fijada tan corta como
sea posible. Esas mezclas son a continuación coladas y cocidas en un
molde.
Para los materiales con una tasa del modificador
de choque superior a 10% en masa, un pre-mezclado de
la resina termo endurecible y del modificador de choque que contiene
10% en masa del modificador de choque es realizada según el método
siguiente: después de haber llevado la resina termo endurecible a
una temperatura suficiente para ser fluida durante algunos minutos,
el modificador de choque es adicionado y mezclado a una temperatura
suficiente para ser fluida hasta su disolución completa. La masa del
modificador de choque que falta para alcanzar la tasa deseada es
entonces mezclada a esa pre-mezcla con la ayuda de
un calandro o de un mezclador bi-tornillo a una
temperatura suficiente para ser fluida durante una hora. El sistema
resina termo endurecible modificador de choque obtenido es entonces
enfriado y criotriturado y el endurecedor es adicionado. La mezcla
final es prensada en un molde a la temperatura de cocción
deseada.
Estas son las condiciones habituales.
No se apartará del marco de la invención
adicionar en los materiales termo endurecidos los aditivos
habituales.
Se han utilizado los productos siguientes:
Resina epoxi: se trata de un éter
diglicidico del Bisfenol A (DGEBA) de masa molar 383 g/mol
con un número medio de grupo hidroxilo por un grupo epoxi de
n=0.075, comercializado por la sociedad Ciba Geigy bajo la
referencia comercial LY556.
Endurecedor: se trata de un endurecedor
amina que es una diamina aromática, la
4,4'-Metilenobis-(3-cloro-2,6-dietilanilina)
comercializada por la sociedad Lonza bajo la referencia comercial
LONZACURE M-CDEA: Ese producto está caracterizado
por un punto de fusión comprendido entre 87ºC y 90ºC y una masa
molar de 380 g/mol.
PB (Polibutadieno): se trata de un
homopolímero de butadieno obtenido por síntesis aniónica con la
ayuda de un cebador de butil litio secundario, de masa molar media
en número 42000 g/mol. Ese producto ha sido preparado según el modo
de operación descrito en EP 524.054 y en EP 749.987. Está
caracterizado por una transición vítrea de -90ºC.
PMMA (Polimetacrilato de metilo): se trata
de un homopolímero de metacrilato de metilo fuertemente
sindiotáctico (72%), obtenido por síntesis aniónica con la ayuda de
un cebador de butil litio secundario, de masa molar media en número
54000 g/mol. Está caracterizado por una transición vítrea de
132ºC.
BM1: se trata de un copolímero dibloque
B-M en el cual B es el polibutadieno y M el PMMA que
contiene 35% en fracción másica de Polibutadieno y 65% en masa de
Polimetacrilato de metilo, obtenido por polimerización aniónica
sucesivamente de un bloque polibutadieno de masa 42000 g/mol y de un
bloque polimetacrilato de metilo de masa molar media en número 75000
g/mol. Ese producto ha sido preparado según el modo de operación
descrito en
EP 524.054 y en EP 749.987. Ese producto presenta dos transiciones vítreas, una de -90ºC y la otra de 132ºC.
EP 524.054 y en EP 749.987. Ese producto presenta dos transiciones vítreas, una de -90ºC y la otra de 132ºC.
SB1: se trata de un copolímero dibloque
S-B en el cual S es del poliestireno y B del
polibutadieno que contiene 29% en fracción másica de Polibutadieno y
71% en masa de Poliestireno, obtenido por polimerización aniónica
sucesivamente de un bloque poliestireno de masa molar media en
número 27000 g/mol y de un bloque polibutadieno de masa 11000 g/mol.
Ese producto ha sido preparado según el modo de operación descrito
en EP 524.054 y en EP 749.987. Ese producto presenta dos
transiciones vítreas, una de -90ºC y la otra de 95ºC.
SB2: se trata de un copolímero dibloque
S-B en el cual S es del poliestireno y B del
Polibutadieno que contiene 65% en fracción másica de Polibutadieno y
35% en masa de Poliestireno, obtenido por polimerización aniónica
sucesivamente de un bloque poliestireno de masa molar media en
número 14000 g/mol y de un bloque polibutadieno de masa 22000 g/mol.
Ese producto ha sido preparado según el modo de operación descrito
en EP 524.054 y en EP 749.987. Ese producto presenta dos
transiciones vítreas, una de -90ºC y la otra de 95ºC.
SB3: se trata de un copolímero dibloque
S-B en el cual S es del poliestireno y B del
Polibutadieno que contiene 52% en fracción másica de Polibutadieno y
48% en masa de Poliestireno, obtenido por polimerización aniónica
sucesivamente de un bloque poliestireno de masa molar media en
número 21000 g/mol y de un bloque polibutadieno de masa 22000 g/mol.
Ese producto ha sido preparado según el modo de operación descrito
en EP 524.054 y en EP 749.987. Ese producto presenta dos
transiciones vítreas, una de -90ºC y la otra de 95ºC.
Núcleo-corteza-1
(CS1): se trata de partículas núcleo-corteza
preformadas constituidas por un núcleo consituido en su mayoría de
polibutadieno de diámetro comprendido entre 80 y 120 nanómetros y de
una corteza a base de metacrilato de metilo comercializado por la
sociedad Metablen bajo la referencia C140.
PCL-PDMS-PCL:
Copolímero
Policaprolactona-Polisiloxano-Policaprolactona
de tipo tribloque PCL-PDMS-
PCL: se trata de un copolímero tribloque producido y comercializado por la sociedad Goldschmidt bajo la referencia Tegomer H-Si 6440. Tiene una masa molar de 6500 g/mol.
PCL: se trata de un copolímero tribloque producido y comercializado por la sociedad Goldschmidt bajo la referencia Tegomer H-Si 6440. Tiene una masa molar de 6500 g/mol.
SBM1: se trata de un copolímero tribloque
S-B-M en el que S es poliestireno, B
es polibutadieno y M PMMA que contiene 22% en fracción másica de
Poliestireno, 9% en fracción másica de Polibutadieno y 69% en masa
de polimetacrilato de metilo, obtenido por polimerización aniónica
sucesivamente de un bloque poliestireno de masa molar media en
número 27000 g/mol, de un bloque polibutadieno de masa 11000 g/mol y
de un bloque polimetacrilato de metilo de masa molar media en número
84000 g/mol. Ese producto ha sido preparado según el modo de
operación descrito en EP 524.054 y en EP 749.987. Ese producto
presenta tres transiciones vítreas, una de -90ºC, la otra de 95ºC y
la tercera de 130ºC.
SBM2: se trata de un copolímero tribloque
S-B-M en el que S es poliestireno, B
es polibutadieno y M PMMA que contiene 12% en fracción másica de
Poliestireno, 18% en fracción másica de Polibutadieno y 70% en masa
de polimetacrilato de metilo, obtenido por polimerización aniónica
sucesivamente de un bloque poliestireno de masa molar media en
número 14000 g/mol, de un bloque polibutadieno de masa 22000 g/mol y
de un bloque polimetacrilato de metilo de masa molar media en número
85000 g/mol. Ese producto ha sido preparado según el modo de
operación descrito en EP 524.054 y en EP 749.987. Ese producto
presenta tres transiciones vítreas, una de -90ºC, la otra de 95ºC y
la tercera de 130ºC.
SBM3: se trata de un copolímero tribloque
S-B-M en el que S es poliestireno, B
es polibutadieno y M PMMA que contiene 24% en fracción másica de
Poliestireno, 26% en fracción másica de Polibutadieno y 50% en masa
de polimetacrilato de metilo, obtenido por polimerización aniónica
sucesivamente de un bloque poliestireno de masa molar media en
número 21000 g/mol, de un bloque polibutadieno de masa 22000 g/mol y
de un bloque polimetacrilato de metilo de masa molar media en número
43000 g/mol. Ese producto ha sido preparado según el modo de
operación descrito en EP 524.054 y en EP 749.987. Ese producto
presenta tres transiciones vítreas, una de -90ºC, la otra de 95ºC y
la tercera de 130ºC.
Las partículas núcleo-corteza son
dispersadas en la DGEBA con la ayuda de un
ultra-turax a 5000 rev/min. Los ciclos son de 10
minutos de mezclado seguidos de 10 minutos de reposo, el tiempo
final de dispersión siendo de 3 horas. Por otra parte, el recipiente
que contiene DGEBA y Núcleo-Corteza es
continuamente sumergido en un baño de hielo para evitar cualquier
calentamiento. La mezcla es entonces llevada a 100ºC (por encima de
la temperatura de fusión de la amina) y la diamina es dispersada
durante 10 minutos con la ayuda del ultra-turax a
5000 rev/min. La mezcla es seguidamente colada en un molde y
cocida.
Las mezclas de escaso porcentaje del modificador
de choque (\leq10% en masa) han sido preparadas con la ayuda de un
reactor. La DGEBA es introducida en el reactor y llevada algunos
minutos a 135ºC. El modificador de choque es a continuación
adicionado y amasado a 135ºC hasta su disolución completa. El tiempo
de mezclado depende de la naturaleza del modificador de choque
adicionado. En nuestro caso, sería un máximo de 12 horas. Se
adiciona entonces el endurecedor diamina y se mezcla durante otros 5
minutos a 135ºC para obtener una mezcla homogénea. La reacción
epoxi-amina comienza durante ese mezclado y debe por
lo tanto estar fijado tan corto como sea posible. Esas mezclas son a
continuación coladas y cocidas en un molde. Para las mezclas con una
tasa del modificador de choque superior a 10% en masa, un
pre-mezclado DGEBA-modificador de
choque que contiene 10% en masa del modificador de choque es
realizada según el método siguiente: después de haber llevado la
DGEBA a 135ºC durante algunos minutos, el modificador de choque es
adicionado y mezclado a 135ºC hasta su disolución completa. La masa
del modificador de choque que falta para alcanzar la tasa deseada es
entonces mezclada a esa pre-mezcla con la ayuda de
una calandria o de un mezclador bi-tornillo a 135ºC
durante una hora. El sistema DGEBA-modificador de
choque obtenido es entonces enfriado y criotriturado y el polvo de
amina es adicionado. La mezcla final es prensada en un molde a la
temperatura de cocción deseada.
Las mezclas a 10% de aditivos son precocidas
durante 14 horas a 135ºC y pos-cocidas durante 4
horas a 190ºC.
Las mezclas a 30% de aditivos son precocidas
durante 20 horas a 135ºC y pos-cocidas durante 4
horas a 190ºC.
La medida del K1C ha sido realizada a temperatura
ambiente sobre muestras entalladas de flexión tres puntos según el
procedimiento propuesto por Williams y Cawood (Polymer Testing, 9
(1990) 15-26). Las probetas son pre entalladas con
un sierra diamantada. Una fisura más fina es realizada sobre las
muestras, sujetadas en un tornillo de banco con la ayuda de una
cuchilla fina sobre la cual se da un ligero golpe que provoca la
fisura. Esto permite obtener un fondo de fisura muy fino, próximo a
una fisura natural. La profundidad del entalle total es medida con
la ayuda de una lupa binocular.
La medida de Tg ha sido realizada por análisis
mecánico dinámico sobre las muestras pos-cocidas con
la ayuda de un aparato Reométrico (Rheometrics Solid Analyser
RSAII). Las muestras de forma paralelepípedas (1*2.5*34 mm^{3})
son sometidas a un barrido a temperatura entre 50 y 250ºC a una
frecuencia de tracción de 1Hz. La temperatura de transición vítrea
es tomada al máximo del valor \delta.
Una muestra de forma paralelepípeda de dimensión
20x20x1 mm es colocada en un vaso de precipitado de 100ml lleno de
tolueno durante una duración de 15 días. El vaso de precipitado es
mantenido herméticamente cerrado, a temperatura ambiente. Después de
15 días de inmersión la muestra es extraída y su masa controlada. El
porcentaje de hinchazón es obtenido por la ecuación siguiente:
%hinchazón =
(m15días-minicial)/minicial
La muestra es secada a continuación y pesada de
nuevo para controlar que cualquiera de los constituyentes del
material no haya sido solubilizada por el tolueno.
Las diferentes formulaciones reportadas en la
tabla 1 han sido preparadas según el protocolo experimental descrito
precedentemente. Los resultados están en la tabla 2.
El material termo endurecido no reforzado
(testigo 1) es un material transparente, de muy alto Tg pero frágil.
La adición de homoplímero Polibutadieno en la cantidad de 5 a 10%
presenta una dificultad. Durante la etapa de incorporación del
homopolímero a la DGEBA, la disolución del primero en el segundo no
es perfecta. No se obtiene una mezcla perfecta homogénea. Después de
la cocción el material es opaco y presenta un reforzamiento casi
nulo (testigos 2 y 3). Por el contrario, la incorporación del
homopolímero PMMA es fácil. La mezcla PMMA/DGEBA es homogénea y
transparente, el material se mantiene perfectamente transparente
después de la cocción. El material no presenta sin embargo ningún
reforzamiento significativo cuando se adiciona 5% o 10% de PMMA
(testigo 4 y 5). El testigo 5 tiene una Tg inferior a aquella del
material de referencia (testigo 1), 174ºC y 187ºC respectivamente.
Esa disminución es relativamente limitada. La adición de 5 o 10% de
Core shell (testigos 6 y 7) no presenta dificultad, la mezcla
inicial tiene un aspecto homogéneo. Después de la cocción el
material tiene una Tg elevada muy próxima a aquella de la
referencia, pero el material se ha puesto opaco y ningún
reforzamiento al choque se ha observado. Los resultados obtenidos
con esos diferentes materiales confirman que es difícil reforzar un
material termo endurecido de alto Tg, conservando su transparencia y
no disminuyendo significativamente su temperatura de transición
vítrea.
Es sorprendente constatar que la adición de
dibloque B-M PMMA-b-PB conduce a un material
reforzado con relación al material aditivo de PB, de PMMA o de
Core-shell. En efecto, el material del ensayo 1
tiene un K1C de 0.95 mientras que todos los testigos tienen un K1C
comprendido entre 0.6 y 0.7 muy cercano al del material epoxi
puro.
Es de destacar que el reforzamiento obtenido con
el dibloque PMMA-b-PB no puede ser obtenido con cualquier
dibloque ya que el material del ensayo 2 realizado con un dibloque
S-B PS-b-PB no presenta ningún reforzamiento.
Es igualmente de destacar que la incorporación del dibloque
PS-b-PB no es fácil y que el material después de la cocción
está opaco.
La adición de un dibloque B-M
PMMA-b-PB conduce no solamente a un reforzamiento de la
matriz epoxi sino que permite además conservar la transparencia del
material lo que es crucial en ciertas aplicaciones de esos
materiales.
El ensayo 3 realizado con un aditivo tal como el
descrito en el arte anterior más próximo, un copolímero en bloque de
tipo
Policaprolactona-b-Polidimetilsiloxano-b-Policaprolactona,
conduce a un material transparente, aunque la incorporación del
aditivo presenta una dificultad: la mezcla DGEBA/aditivo tiene la
tendencia a crear espuma durante la fase de incorporación lo que
obliga al utilizador a detener frecuentemente la agitación para
dejar caer la espuma formada. Ese material presenta un buen
reforzamiento al choque como es descrito en el arte anterior. La Tg
del material es de 164ºC. Esta Tg es igual a aquella del material
realizado en el curso del ensayo 1 con el dibloque PMMA-b-PB.
A Tg iguales, se constata que el dibloque B-M
PMMA-b-PB conduce a un reforzamiento superior (K1C=0.95) a
aquel aportado por el copolímero en bloque
Policaprolactona-b-Polidimetilsiloxano-b-Policaprolactona
(K1C=0.85). Este intervalo es muy superior al error experimental y
demuestra por lo tanto la superioridad de ese aditivo con relación a
aquellos descritos precedentemente.
Los ensayos 4, 5, 6 realizados con copolímeros
tribloque S-B-M
PMMA-b-PB-b-PS conducen todos a materiales
transparentes. La incorporación del aditivo no presenta ninguna
dificultad. Se ha constatado que los materiales realizados presentan
Tg superiores a aquellas de los materiales de ensayos 1 y 3 lo que
es una ventaja importante. Esas altas Tg no son obtenidas en
detrimento del reforzamiento ya que el ensayo 6 presenta el mejor
reforzamiento que se haya obtenido.
Los copolímeros en bloques que comprenden un
bloque M en PMMA (PMMA-b-PB y PMMA-b-PB-b-PS)
conducen a un reforzamiento significativo de la matriz y preservan
la transparencia del material. Con relación a los copolímeros de
naturaleza química diferente descritas en el arte anterior, esos
copolímeros permiten obtener tanto un reforzamiento superior y una
Tg más elevada, como una Tg igual y un reforzamiento superior. Esos
resultados ilustran el interés de la invención.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
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Las diferentes formulaciones reportadas en la
tabla 3 han sido preparadas según el protocolo experimental descrito
precedentemente. Los resultados obtenidos son reportados en la tabla
4.
Se constata un comportamiento muy singular de las
mezclas constituidas de dos copolímeros dibloques donde al menos uno
de los dos copolímeros tiene un bloque PMMA. En efecto, los
materiales realizados a partir de una mezcla de un dibloque
S-B y de un dibloque B-M no
presentan reforzamiento significativo con relación al material epoxi
sin aditivo mientras que como se ha visto precedentemente los
materiales realizados a partir de dibloque B-M
PMMA-b-PB presentan un reforzamiento significativo. Además,
el material no es transparente.
Por el contrario, los tres materiales realizados
a partir de una mezcla de un dibloque PS-b-PB
(S-B) y de un tribloque PS-b-PB-b-PMMA
(S-B-M) presentan un reforzamiento
significativo y de manera sorprendente se constató que en los tres
casos estudiados (ensayo 9, 10 y 11) el material que contiene 10%
de aditivo
(S-B)+S-B-M tiene
una resistencia más importante que el material realizado a partir de
10% del tribloque S-B-M mientras que
el S-B utilizado solo no tiene ningún efecto
reforzador. Se concluye que existe un efecto de sinergia
sorprendente. Este efecto es tanto más interesante ya que la
transparencia del material es preservada. La medida de la Tg de los
materiales muestra que la adición de una mezcla
S-B+S-B-M tiene un
efecto mínimo sobre la transición vítrea del material. La invención
permite obtener un reforzamiento significativo sin pérdida de la
transparencia y con una reducción mínima de la temperatura de
utilización del material.
El ensayo 11 es igualmente particularmente
interesante y sorprendente. Mientras que la
Core-shell.1 no aporta ningún efecto reforzador
cuando es adicionado en una cantidad de 5 o 10% (testigos 6 y 7)
cuando es adicionado en una cantidad de 5% con 5% de tribloque
S-B-M, el material obtenido tiene
una resistencia al choque excepcional (K1C= 1.4). Se constata por lo
tanto un nuevo efecto de sinergia particularmente sorprendente
aportado por el tribloque S-B-M.
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Las diferentes formulaciones reportadas en la
tabla 5 han sido preparadas según el protocolo experimental descrito
precedentemente.
Los resultados obtenidos son reportados en la
tabla 6.
Con relación al Testigo 1 que no contiene
aditivo, los ensayos 12 y 13 que contienen una mezcla de tribloque
PS-b-PB-b-PMMA (S-B-M)
y de dibloque PS-b-PB (S-B) en una cantidad
de 30% presentan un reforzamiento al choque muy importante. Ese
reforzamiento es muy superior a los niveles obtenidos con esos
aditivos o con otros introducidos en una cantidad de 10%. Se
constata que la introducción de esta cantidad significativa de
aditivos no perturba la transparencia del material final.
Por otra parte, una característica esencial del
material termo endurecido a base de epoxi es su resistencia a los
solventes. Es importante que el material sea claro está no soluble
pero que además presente una hinchazón limitada en los solventes.
Para esto se ha seleccionado el tolueno que es un solvente que no
hincha el material epoxi testigo y que por el contrario es un
excelente solvente de tribloques
S-B-M y de dibloques
S-B. Esa prueba es por lo tanto particularmente
severa. La hinchazón en el tolueno de los materiales obtenidos a
partir de los ensayos 12 y 13 ha sido determinada según el método
descrito precedentemente. No solamente se observaron que los
aditivos no son extraídos por una inmersión prolongada del material
en el tolueno, sino que se constató además que esos materiales
presentan una hinchazón tan escasa como el material epoxi puro de
referencia. Por consiguiente, la adición de 30% de aditivo tales
como los descritos en la presente invención no tienen ningún efecto
nefasto sobre la resistencia a la hinchazón en el tolueno del
material y permite un reforzamiento considerable.
\vskip1.000000\baselineskip
Claims (23)
1. Material termo endurecido con resistencia al
choque mejorada que comprende:
- \bullet
- 99 a 20% de una resina termo endurecida,
- \bullet
- 1 a 80% de un modificador de choque que comprende al menos un copolímero seleccionado entre los copolímeros en bloques S-B-M, B-M y M-B-M en los cuales:
- \ding{226}
- cada bloque está unido a otro por medio de un enlace covalente o de una molécula intermedia unida a uno de los bloques por un enlace covalente y al otro bloque por otro enlace covalente,
- \ding{226}
- M es un PMMA homopolímero o un copolímero que comprende al menos 50% en peso de metacrilato de metilo,
- \ding{226}
- B es incompatible con la resina termo endurecida y con el bloque M y su temperatura de transición vítrea Tg es inferior al tiempo de utilización del material termo endurecido,
- \ding{226}
- S es incompatible con la resina termo endurecida, el bloque B y el bloque M y su Tg o su temperatura de fusión Tf es superior a la Tg de B.
2. Material según la reivindicación 1 en el cual
los bloques M de los copolímeros en bloques están constituidos de
PMMA sindiotáctico en al menos 60%.
3. Material según la reivindicación 1 o 2 en el
cual los bloques M de los copolímeros en bloques comprenden
monómeros reactivos, ventajosamente el metacrilato de glicidilo o el
metacrilato de tertiobutilo.
4. Material según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes en el cual la Tg de los bloques B de
los copolímeros en bloques es inferior a 0ºC.
5. Material según la reivindicación 4 en el cual
la Tg de los bloques B de los copolímeros en bloques es inferior a
-40ºC.
6. Material según la reivindicación 5 en el cual
los bloques B de los copolímeros en bloques están constituidos en su
mayoría de polibutadieno-1,4.
7. Material según cualquiera de las
reivindicaciones 4 a 6 en el cual los dienos del bloque B son
hidrogenados.
8. Material según la reivindicación 4 en el cual
el bloque B está constituido de poli(acrilato de butilo).
9. Material según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes en el cual la Tg o la Tf de S es
superior a 23ºC.
10. Material según la reivindicación 9 en el cual
la Tg o la Tf de S es superior a 50ºC.
11. Material según la reivindicación 10 en el
cual S es poliestireno.
12. Material según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes en el cual la masa molar media en
número de copolímeros en bloques puede estar comprendida entre 10000
g/mol y 500000 g/mol.
13. Material según la reivindicación 12 en el
cual la masa molar media en número de copolímeros en bloques puede
estar comprendida entre 20000 g/mol y 200000 g/mol.
14. Material según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes en el cual la proporción del
modificador de choque es de 1 a 35% por respectivamente 99 a 65% de
resina termo endurecida.
15. Material según la reivindicación 14 en el
cual la proporción del modificador de choque es de 8 a 32% por
respectivamente 92 a 68% de resina termo endurecida.
16. Material según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes en el cual el modificador de choque
comprende al menos uno de los copolímeros en bloques
M-B-M,
S-B-M y al menos un polímero
seleccionado entre los núcleo - corteza (A), los elastómeros
funcionalizados, los copolímeros en bloques S-B y
los cauchos reactivos ATBN o CTBN.
17. Material según la reivindicación 16 en el
cual los bloques S y B del dibloque S-B son aquellos
de las reivindicaciones 1 y 4 a 11.
18. Material según la reivindicación 17 en el
cual el dibloque S-B tiene una masa molar media en
número que puede estar comprendida entre 10000 g/mol y 500000
g/mol.
19. Material según cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 18 en el cual el modificador de choque
comprende al menos un copolímero en bloque
S-B-M y al menos un copolímero en
bloque S-B.
20. Material según cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 18 en el cual el modificador de choque
comprende al menos un copolímero en bloque
S-B-M y al menos un polímero
núcleo-corteza (A).
21. Material según cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 18 en el cual el modificador de choque
comprende al menos un copolímero en bloque
S-B-M, al menos un caucho reactivo
ATBN o CTBN y eventualmente un copolímero en bloque
S-B.
22. Material según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes en el cual todo o parte del tribloque
S-B-M es reemplazado por un
pentabloque
M-S-B-S-M
o
M-B-S-B-M.
23. Material según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes en el cual la resina termo endurecida
proviene de la reacción de una resina epoxi termo endurecible y de
un endurecedor.
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