ES2240840T3 - Poliesteres exentos de halogeno y protegidos conrta la llama. - Google Patents
Poliesteres exentos de halogeno y protegidos conrta la llama.Info
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Abstract
Masas de moldeo termoplásticas, conteniendo: A) de un 20 hasta un 97 % en peso de un poliéster termoplástico, B) de un 1 hasta un 40 % en peso de una sal del ácido fosfínico y/o de una sal del ácido difosfínico y/o de sus polímeros, mostrando el componente B) un tamaño medio de partículas (valor d50) menor de 10 m, C) de un 1 hasta un 30 % en peso de un agente protector contra la llama nitrogenado, D) de un 0 hasta un 5 % en peso de al menos un éster o una amida de ácidos carboxílicos alifáticos saturados o insaturados con 10 a 40 átomos de carbono con alcoholes o aninas alifáticos y saturados con 2 a 40 átomos de carbono, E) de un 0 hasta un 60 % en peso de otros aditivos, ascendiendo la suma de los porcentajes en peso de los componentes A) hasta E) a un 100 %.
Description
Poliesteres exentos de halógeno y protegidos
contra la llama.
La invención se refiere a masas de moldeo
termoplásticas, conteniendo
- A)
- de un 20 hasta un 97% en peso de un poliéster termoplástico,
- B)
- de un 1 hasta un 40% en peso de una sal del ácido fosfínico y/o de sus polímeros, mostrando el componente B) un tamaño medio de partículas (valor-d_{50}) menor de 10 \mum,
- C)
- de un 1 hasta un 30% en peso de un agente protector contra la llama nitrogenado,
- D)
- de un 0 hasta un 5% en peso de al menos un éster o una amida de ácidos carboxílicos alifáticos saturados o insaturados con 10 hasta 40 átomos de carbono con alcoholes alifáticos saturados o aminas con 2 hasta 40 átomos de carbono, y
- E)
- de 0 hasta 60% en peso de otros aditivos,
ascendiendo la suma de los porcentajes en peso de
los componentes A) hasta E) a un 100%.
La invención se refiere además a la obtención y
al empleo de las masas de moldeo según la invención para la
obtención de fibras, láminas y cuerpos moldeados de todo tipo.
Se conocen masas de moldeo de poliéster, que
están protegidas contra la llama con un agente protector contra la
llama, que contiene P, en combinación con un derivado de
melamina.
A partir de la EP-A932 643 se
conoce, por ejemplo, la combinación de fosfinatos de calcio con
cianurato de melamina como agente protector contra la llama para
poliésteres.
La mayoría de los fosfinatos son bien
hidrosolubles, de modo que se forma en el almacenaje de las masas de
moldeo de poliéster en el clima húmedo sobre la pieza moldeada un
depósito blanco o bien se muestran en caso de contactos con metales
(Cu, latón, ZN) claros vestigios de corrosión.
El objeto de la presente invención consistía, por
consiguiente, en poner a disposición masas de moldeo de poliéster
exentas de halógeno y protegidas contra la llama, que muestran bajo
diferentes condiciones de almacenaje (almacenaje en calor,
almacenaje en humedad, etc...) de granulado o bien piezas moldeadas
ningún cambio de color o bien tan sólo una migración extremadamente
reducida de aditivos.
Además tiene que minimizarse en la más posible la
corrosión en superficies metálicas, que estén en contacto directo
con la matriz polímera bajo las diferentes condiciones
climáticas.
Además se persigue un perfil de propiedades
equilibrado referente a la protección contra la llama (UL94 V0
hasta 1,6 mm), propiedades mecánicas, térmicas y eléctricas así
como referente a la elaborabilidad.
Por consiguiente se encontraron las masas de
moldeo inicialmente definidas. Las formas de ejecución preferentes
pueden sacarse de las reivindicaciones dependientes.
El fosfinato comercial y tradicional se produce
según las condiciones de obtención en el proceso de precipitación
en tamaños de partículas de d_{50} = 25 - 150 \mum. Para la
solución de la tarea anteriormente descrita se molió el fosfinato
finamente (d_{50} = 2 - 10 \mum). Se encontró sorprendentemente,
que en el empleo del fosfinato finamente dividido se aprecia una
clara reducción de la migración y de la corrosión por contacto con
metales. Las otras propiedades de material se mejoran en este caso
en parte ligeramente (mecánica), pero no se influye sobre las
mismas en ningún caso negativamente.
El fosfinato finamente dividido tiene, sin
embargo, en la elaboración el inconveniente, que se inclina hacia la
formación de grumos y depósitos en las paredes del recipiente. Esto
conlleva más esfuerzo considerable en el manejo de este polvo, por
ejemplo en la dosificación del polvo en la fusión polímera.
El objeto de la presente invención consistía, por
consiguiente, en encontrar un procedimiento mejorado para la
obtención de las masas de moldeo según la invención, que
posibilite, entre otras cosas, una elaboración más sencilla de los
componentes individuales, particularmente de la sal del ácido
fosfínico.
Por consiguiente se encontraron procedimientos
para la obtención de las masas de moldeo según la invención,
caracterizados porque se mezcla primero el componente triturado B)
con C) o se mezclan primero B) y C) así como se trituran
conjuntamente y se mezclan a continuación con los demás componentes
A así como, en caso dado, D y/o E, se homogeneizan en la fusión, se
descargan así como se enfrían y se granulan.
Sorprendentemente resulta una capacidad de riego
claramente mejorado (ninguna formación de grumos) de la mezcla. En
este caso se prefiere, mezclar antes de la molienda ambos agentes
protectores contra la llama, que tienen que estar presentes ambos
en el compuesto con aproximadamente el mismo tamaño. Además están
presentes ambas substancias entonces también en una mezcla
homogénea, lo que conduce a una distribución muy uniforme de los
aditivos en el compuesto y por consiguiente a propiedades
mejoradas.
Como componente (A) contienen las masas de moldeo
según la invención de un 20 hasta un 98, preferentemente de un 30
hasta un 97 y particularmente de un 30 hasta un 89% en peso de un
poliéster termoplástico.
Generalmente se emplean poliésteres A) a base de
ácidos dicarboxílicos aromáticos y un compuesto dihidroxílico
alifático o aromático.
Un primer grupo de poliésteres preferentes son
tereftalatos de polialquileno particularmente con 2 a 10 átomos de
carbono en la parte de alcohol.
Se conocen en sí los polialquilentereftalatos y
se describen por la literatura. Contienen un anillo aromático en la
cadena principal, que procede del ácido dicarboxílico aromático. El
anillo aromático puede estar también substituido, por ejemplo por
halógeno, como cloro y bromo o por grupos alquilo con 1 a 4 átomos
de carbono, como grupos metilo, etilo, i- o bien
n-propilo y n-, i- o bien
t-butilo.
Estos polialquilentereftalatos pueden obtenerse
mediante reacción de ácidos dicarboxílicos aromáticos, sus ésteres u
otros derivados formadores de ésteres con compuestos dihidroxílicos
alifáticos de manera en sí conocida.
Como ácidos dicarboxílicos preferentes tienen que
citarse ácido 2,6-naftalindicarboxílicom ácido
tereftálico y ácido isoftálico o sus mezclas. Hasta un 30% en mol,
preferentemente no más de un 10% en mol de los ácidos
dicarboxílicos aromáticos puede estar substituido por ácidos
dicarboxílicos alifáticos o cicloalifáticos, como ácido adípico,
ácido azelaico, ácido sebácico, diácidos dodecanoicos y ácidos
ciclohexanodicarboxílicos.
Se prefieren de los compuestos dihidroxílicos
alifáticos dioles con 2 hasta 6 átomos de carbono, particularmente
1,2-etanodiol, 1,3-propanodiol,
1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol,
1,4-hexanodiol, 1,4-ciclohexanodiol,
1,4-ciclohexanodimetanol, y neopentilglicol o sus
mezclas.
Como poliésteres (A) particularmente preferentes
tienen que citarse polialquilentereftalatos, que se derivan de
alcanodioles con 2 hasta 6 átomos de carbono. Se prefieren de los
mismos particularmente polietilentereftalato,
polipropilentereftalato y polibutilentereftalato o sus mezclas. Se
prefieren además PET y/o PBT, que contienen hasta un 1% en peso,
preferentemente hasta un 0,75% en peso de
1,6-hexanodiol y/o
2-metil-1,5-pentanodiol
como demás unidades monómeras.
El índice de viscosidad de los poliésteres (A) se
sitúa generalmente en el intervalo de 50 hasta 220, preferentemente
de 80 hasta 160 (determinado en una solución al 0,5% en peso en una
mezcla de fenol/o-diclorobenceno (proporción en peso
de 1:12 a 25ºC) según ISO 1628.
Se prefieren particularmente poliésteres, cuyo
contenido de grupos terminales carboxilo asciende hasta 100
mval/
kg, preferentemente hasta 50 mval/kg y particularmente hasta 40 mval/kg de poliéster. Los poliésteres pueden obtenerse, por ejemplo según el procedimiento de la DE-A 44 01 055. El contenido de grupos terminales carboxilo, se determina habitualmente mediante procedimientos de titulación (por ejemplo la potenciometría).
kg, preferentemente hasta 50 mval/kg y particularmente hasta 40 mval/kg de poliéster. Los poliésteres pueden obtenerse, por ejemplo según el procedimiento de la DE-A 44 01 055. El contenido de grupos terminales carboxilo, se determina habitualmente mediante procedimientos de titulación (por ejemplo la potenciometría).
Las masas de moldeo particularmente preferentes
contienen como componente A) una mezcla, constituida por
poliésteres, que son diferentes de PBT, como, por ejemplo,
polietilentereftalato (PET). El porcentaje, por ejemplo del
polietilentereftalato, asciende preferentemente en la mezcla hasta
un 50, particularmente a un 10 hasta un 35% en peso, referido a un
100% en peso de A).
Es además ventajoso, emplear reciclados PET
(también denominado scrap-PET), en caso dado en
mezcla con polialquilentereftalatos, como PBT.
Se entienden generalmente por reciclados:
- 1)
- Denominado reciclado Post Industrial: en este caso se trata de desperdicios de producción en la policondensación o en la elaboración, por ejemplo, mazarotas en la elaboración de moldeo por inyección, primeros productos en la elaboración de moldeo por inyección o la extrusión o cortes marginales de placas o láminas extrusionadas.
- 2)
- Reciclado Post Consumer: en este caso se trata de artículos de materia sintética, que se recogen y se elaboran después del uso por el consumidor final. El artículo más dominante en lo que se refiere a la cantidad son botellas PET moldeadas por soplado para agua mineral, bebidas suaves y zumos.
Ambos tipos de reciclado pueden emplearse bien
como producto molido o en forma de granulado. En el último caso se
funden y se granulan los reciclados brutos después de la
disgregación y purificación en una extrusora. En este caso se
facilita a menudo el manejo, la capacidad de riego y la
dosificabilidad para los demás etapas de elaboración.
Pueden emplearse reciclados presentes como
producto molido como también granulado, debiendo ascender la
longitud máxima de arista a 6 mm, preferentemente menor que 5
mm.
Por la disociación hidrolítica de poliésteres en
la elaboración (por vestigios de humedad) se recomienda, secar el
reciclado previamente. El contenido de humedad residual después del
secado asciende preferentemente a < de un 0,2%, particularmente
a < de un 0,05%.
Como demás grupo tienen que citarse poliésteres
plenamente aromáticos, que se derivan de ácidos dicarboxílicos
aromáticos y compuestos dihidroxílicos aromáticos.
Como ácidos dicarboxílicos aromáticos sirven los
compuestos ya descritos en los polialquilentereftalatos. Se
prefieren mezclas, constituidas por un 5 hasta un 100% en mol de
ácido isoftálico y por un 0 hasta un 95% en mol de ácido tereftálico
con un 20% de ácido isoftálico hasta aproximadamente mezclas
equivalentes de estos dos ácidos.
Los compuestos dihidroxílicos aromáticos tienen
preferentemente la formula general
en la cual significa Z un grupo
alquileno o cicloalquileno con hasta 8 átomos de carbono, un grupo
arileno con hasta 12 átomos de carbono, un grupo carbonilo, un
grupo sulfonilo, un átomo de oxígeno o de azufre o un enlace químico
en el cual tiene m el valor de 0 hasta 2. Los compuestos pueden
llevar en los grupos fenileno también grupos alquilo o alcoxi con 1
a 6 átomos de carbono y llevar flúor, cloro o bromo como
substituyentes.
Como substancias padre de estos compuestos se
cita, por ejemplo,
dihidroxidifenilo,
di-(hidroxifenil)alcano,
di-(hidroxifenil)cicloalcano,
di-(hidroxifenil)sulfuro,
di-(hidroxifenil)éter,
di-(hidroxifenil)cetona,
di-(hidroxifenil)sulfóxido,
\alpha,\alpha'-di-(hidroxifenil)-dialquilbenceno,
di-(hidroxifenil)sulfona,
di-(hidroxibenzoil)benceno,
resorcina, e
hidroquinona así como sus derivados
nucleoalquilados o nucleohalogenados.
Se prefieren de los mismos
4,4'-dihidroxidifenilo,
2,4-di-(4'-hidroxifenil)-2-metilbutano,
\alpha,\alpha'-di-(4-hidroxifenil)-p-diisopropilbenceno,
2,2-di-(3'-metil-4'-hidroxifenil)propano,
y
2,2-di-(3'-cloro-4'-hidroxifenil)propano,
así como particularmente
2,2-di-(4'-hidroxifenil)propano,
2,2-di-(3',5-diclorodihidroxifenil)propano,
1,1-di-(4'-hidroxifenil)ciclohexano,
3,4'-dihidroxibenzofenona,
4,4'-dihidroxidifenilsuldona,
y
2,2-di(3',5'-dimetil-4'-hidroxifenil)propano
o sus mezclas.
Naturalmente pueden emplearse también mezclas,
constituidas por polialquilentereftalatos y poliésteres plenamente
aromáticos. Los mismos contienen generalmente de un 20 hasta un 98%
en peso del polialquilentereftalato y de un 2 hasta un 80% en peso
del poliéster plenamente aromático.
Naturalmente pueden emplearse también copolímeros
bloque de poliéster, como copolieterésteres. Se conocen en sí los
productos de este tipo y se describen por la literatura, por
ejemplo por la US-A 3 651 014. También pueden
conseguirse en el comercio productos correspondientes, por ejemplo
Hytrel® (DuPont).
Por poliésteres tienen que entenderse según la
invención también policarbonatos exentos de halógeno. Los
policarbonatos exentos de halógeno son, por ejemplo aquellos a base
de difenoles de la formula general
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\vskip1.000000\baselineskip
en la cual significan Q un enlace
individual, un grupo alquileno con 1 a 8 átomos de carbono, un
grupo alquilideno con 2 a 3 átomos de carbono, un grupo
cicloalquilideno con 3 a 6 átomos de carbono, un grupo arileno con 6
a 12 átomos de carbono así como -O-, -S- o -SO_{2}- y m un número
entero de 0 hasta
2.
Los difenoles pueden tener en los restos de
fenileno también substituyentes, como alquilo con 1 a 6 átomos de
carbono o alcoxi con 1 a 6 átomos de carbono.
Los difenoles preferentes de la fórmula son, por
ejemplo, hidroquinona, resorcina,
4,4'-dihidroxidifenilo,
2,2-bis-(4-hidroxifenil)-2-metilbutano,
1,1-bis-(4-hidroxifenil)ciclohexano.
Particularmente preferentes son
2,2-bis-(4-hidroxifenil)-propano
y
1,1-bis-(4-hidroxifenil)-ciclohexano,
así como
1,1-bis-(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano.
Tanto homopolicarbonatos como también
copolicarbonatos sirven como componente A, se prefieren además del
homopolímero del bisfenol A los copolicarbonatos de bisfenol A.
Los Policarbonatos adecuados pueden estar
ramificados de manera conocida y ciertamente de forma preferente por
la incorporación de un 0,05 hasta un 2,0% en mol, referido a la
suma de los difenoles empleados, de compuestos al menos
trifuncionales, por ejemplo aquellos con tres o más de tres grupos
de OH fenólicos.
Se han mostrado como particularmente adecuados
policarbonatos, que muestran viscosidades relativas \eta_{rel}
de 1,10 hasta 1,50, particularmente de 1,25 hasta 1,40. Esto
corresponde a pesos moleculares medios M_{w} (valor promedio en
peso) de 10 000 hasta 200 000, preferentemente de 20 000 hasta 80
000g/mol.
Se conocen en sí los difenoles de la fórmula
general o son obtenibles según procedimientos conocidos.
La obtención de los policarbonatos puede llevarse
a cabo, por ejemplo, mediante reacción de los difenoles con fosgeno
según el procedimiento interfacial de fases o con fosgeno según el
procedimiento en fase homogénea (el denominado procedimiento de
piridina), consiguiéndose el peso molecular a ajustar
respectivamente de forma conocida mediante una cantidad
correspondiente de rompedores de cadena conocidos.
(Referente a policarbonatos, que contienen
polidiorganosiloxano, véase, por ejemplo, la DE-OS
33 34 782).
Los rompedores de cadenas adecuados son, por
ejemplo, fenol, p-t-butilfenol pero
también alquilfenoles de cadenas largas, como
4-(1,3-tetrametilbutil)-fenol,
según la DE-OS 28 42 005 o monoalquilfenoles o
dialquilfenoles con un total de 8 hasta 20 átomos de carbono en los
substituyentes de alquilo según la DE-A 35 06 472,
como p-nonilfenil,
3,5-di-t-butilgfenol,
p-t-octilfenol,
p-dodecilfenol,
2-(3,5-dimetil-heptil)-fenol
y
4-3,5-dimetilheptil)-fenol.
Policarbonatos exentos de halógeno en el sentido
de la presente invención significa, que los policarbonatos están
formados por difenoles exentos de halógeno, rompedores de cadenas
exentos de halógeno y, en caso dado, por ramificadores exentos de
halógeno, no considerándose conteniendo halógeno en el sentido de la
invención el contenido de cantidades de ppm secundario de cloro
saponificable, que resulta, por ejemplo, de la obtención de los
policarbonatos con fosgeno según el procedimiento interfacial de
fases. Los policarbonatos de este tipo con contenidos de ppm de
cloro saponificable son policarbonatos en el sentido de la presente
invención.
Como demás componente A) adecuado se citan
carbonatos de poliéster amorfos, habiéndose substituido en la
obtención fosgeno contra unidades del ácido dicarboxílico
aromáticas, como ácido isoftálico y/o unidades del ácido
tereftálico. Referente a más detalles se refiere en este lugar a la
EP-A 711 810.
Demás copolicarbonatos adecuados con restos
cicloalquilo como unidades monómeras se describen por la
EP-A 365 916.
Puede substituirse bisfenol A por bisfenol TMC.
Los policarbonatos de este tipo pueden obtenerse bajo el signo de
marca APES HT®de la firma Bayer.
Las masas de moldeo según la invención contienen
como componente C) de un 1 hasta 40, preferentemente de un 1 hasta
un 30 y particularmente de un 5 hasta un 20% en peso de una sal del
ácido fosfínico y/o de una sal del ácido difosfínico y/o sus
polímeros, mostrando el componente B) un tamaño medio de partículas
(valor -d_{50}) menor de 10 \mum, preferentemente menor de 7
\mum. Los componentes B) preferentes son sales del ácido
fosfínico de la fórmula I y/o sales del ácido difosfínico de la
fórmula II y/o de sus polímeros
teniendo los substituyentes el
siguiente
significado:
- R^{1}, R^{2}
- hidrógeno, alquilo con 1 a 6 átomos de carbono, que contiene, en caso dado un grupo hidroxilo, preferentemente alquilo con 1 a 4 átomos de carbono, lineal o ramificado, por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, terc.-butilo, n-pentilo, fenilo; siendo preferentemente al menos un resto R^{1} o R^{2}, particularmente R^{1} y R^{2} hidrógeno;
- R^{3}
- alquileno con 1 a 10 átomos de carbono, lineal o ramificado, por ejemplo metileno, etileno, n-propileno, iso-propileno, n-butileno, terc.-butileno, n-pentileno, n-octileno, n-dodecileno; arileno, por ejemplo, fenileno, naftileno; alquilarileno, por ejemplo, metil-fenileno, etil-fenileno, terc.-butil-fenileno, metil-naftileno, etil-naftileno, terc.-butil-naftileno; arilalquileno, por ejemplo fenil-metileno, fenil-etileno, fenil-propileno, fenil-butileno;
- M
- un metal alcalino, alcalinotérreo, Al, Zn, Fe, Boro;
- m
- un número entero de 1 a 3;
- n
- un número entero de 1 y 3, y
- x
- 1 ó 2.
Se prefieren particularmente compuestos de la
fórmula I, en los cuales R^{1} y R^{2} son hidrógeno, M
significa preferentemente Ca, Zn, o Al, siendo muy particularmente
preferente fosfinato de calcio como compuesto.
Los productos de este tipo se obtienen en el
comercio, por ejemplo como fosfinato de calcio.
Las sales adecuadas de la fórmula I o II, en las
cuales significa tan solo un resto R^{1} o R^{2} hidrógeno,
son, por ejemplo, sales del ácido fenilfosfínico, prefiriéndose sus
sales de Na y/o de Ca.
Las sales además preferentes muestran un resto
alquilo, que contiene grupos hidroxilo, R^{1} y/o R^{2}. Las
mismas se obtienen, por ejemplo, mediante hidroximetilación. Los
compuestos son Ca, Zn y sales de Al.
El tamaño medio (valor de d_{50}) del
componente B) es menor de 10 \mum, preferentemente menor de 7
\mum y particularmente menor de 5 \mum.
El experto entiende por un valor de d_{50}
generalmente el valor de tamaño de partículas, en el cual tiene un
50% de las partículas un tamaño de partículas menor y un 50% un
tamaño de partículas mayor.
El valor de d_{10} es menor de 4 \mum,
particularmente de 3 \mum y muy particularmente preferente menor
de 2 \mum.
Los valores de d_{90} son menores de 40 \mum
y particularmente menores de 30 \mum y muy particularmente
preferentes menores de 20 \mum.
Los tamaños de partículas se determinan
generalmente mediante difracción de láser, a presiones de inyector
mayores de 2 bar, preferentemente mayores de 2,5 bar, y una
velocidad de gas mayor de 100 m/s, preferentemente mayor de 140
m/s.
Las masas de moldeo termoplásticas según la
invención contienen como componente C) de un 1 hasta un 30,
preferentemente de un 1 hasta un 20 y particularmente de un 5 hasta
un 15% en peso de un agente protector contra la llama
nitrogenado.
El cianurato de melamina adecuado y
particularmente preferente según la invención (componente C) es un
producto de reacción, formado por preferentemente cantidades
equimolares de melamina (fórmula III) y ácido cianúrico o bien ácido
isocianúrico (formulas IIIa y IIIb)
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Se obtiene, por ejemplo, mediante reacción de
soluciones acuosas de los compuestos de partida a 90 hasta 100ºC. El
producto obtenible en el comercio es un polvo blanco con un tamaño
medio de grano d_{50} de 1,5 hasta 7 \mum.
Particularmente preferentes son compuestos de
melamina de todo tipo. Los compuestos adecuados (a menudo
denominados también como sales o aductos) son borato, oxalato,
fosfato primario, fosfato secundario, y pirofosfato secundario de
melamina, melamina del ácido neopentilglicolbórico así como fosfato
de melamina polímero (CAS-Nº
56386-64-2).
Las sales de guanidina adecuadas son:
\newpage
CAS-Nº | |
Carbonato de guanidina | 593-85-1 |
Cianurato de guanidina primario | 70285-19-7 |
Fosfato de guanidina primario | 5423-22-3 |
Fosfato de guanidina secundario | 5423-23-4 |
Sulfato de guanidina primario | 646-34-4 |
Sulfato de guanidina secundario | 594-14-9 |
Guanidina del ácido pentaeritritbórico | N.A. |
Guanidina del ácido neopentilglicolbórico | N.A. |
Fosfato de urea verde | 4861-19-2 |
Cianurato de urea | 57517-11-0 |
Ammelin | 645-92-1 |
Ammelid | 645-93-2 |
Melam | 3576-88-3 |
Melem | 1502-47-2 |
Melon | 32518-77-7 |
Tienen que entenderse por compuestos en el
sentido de la presente invención tanto, por ejemplo, benzoguanamina
misma y sus aductos o bien sus sales como también los derivados
substituidos en el nitrógeno y sus aductos o bien sus sales.
Sirven además polifosfato amónico
(NH_{4}PO_{3})_{n} con n aproximadamente 200 hasta
1000, preferentemente 600 hasta 800, y
tris(hidroxietil)isocianurato (THEIC) de la fórmula
IV
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o sus productos de reacción con
ácidos carboxílicos aromáticos AR(COOH)_{m}, que
pueden estar presentes, en caso dado, en mezcla entre sí,
significando Ar un sistema de anillos de seis miembros aromático de
uno, dos o tres núcleos y m 2, 3 ó
4.
Los ácidos carboxílicos adecuados son, por
ejemplo, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido
1,3,5-bencenotricarboxílico, ácido
1,2,4-bencenotricarboxílico, ácido piromelítico,
ácido melofánico, ácido prehnítico, ácido
1-naftóico, ácido 2-naftóico,
ácidos naftalindicarboxílicos y ácidos antracencarboxílicos.
La obtención se lleva a cabo por reacción del
tris(hidroxietil)isocianurato con los ácidos, sus
ésteres alquílicos o sus halogenuros según los procedimientos de la
EP-A 584567.
Los productos de reacción de este tipo
representan una mezcla de ésteres monómeros y oligómeros, que pueden
estar también reticulados. El grado de oligomerización asciende
habitualmente a 2 hasta aproximadamente 100, preferentemente de 2
hasta 20. Preferentemente se emplean mezclas, constituidas por
THEIC y/o sus productos de reacción con compuestos de nitrógeno
fosfóricos, particularmente (NH_{4}PO_{3}) o pirofosfato de
melamina o fosfato de melamina polímero. La proporción de mezcla,
por ejemplo, de (NH_{4}PO_{3})n a THEIC asciende
preferentemente a un 90 hasta un 50 a un 10 hasta un 50,
particularmente de un 80 un hasta un 50 a un 50 hasta un 20% en
peso, referido a la mezcla de componentes B) de este tipo.
Sirven además compuestos de benzoguanamina de la
fórmula V
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en la cual R, R' significan restos
de alquilo de cadena lineal o ramificados con 1 a 10 átomos de
carbono, preferentemente hidrógeno y particularmente sus aductos
con ácido fosfórico, ácido bórico y/o ácido
pirofosfórico.
Se prefieren además compuestos de alantoína de la
fórmula VI
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teniendo R, R' el significado
indicado en la fórmula V así como sus sales con ácido fosfórico,
ácido bórico, y/o ácido pirofosfórico así como glicolurilos de la
fórmula VII o sus sales con los ácidos anteriormente
citados
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en la cual tiene R el significado
citado en la fórmula
V.
La cianguanidina utilizable según la invención
(Fórmula VIII) se obtiene, por ejemplo, mediante reacción de cal
nitrogenada (cianamida de calcio) con ácido carbónico, dimerizando
la cianamida, que se forma, en pH 9 hasta 10 para dar
cianguanidina.
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El producto obtenible en el comercio es un polvo
blanco con un punto de fusión de 209ºC hasta 211ºC.
Las masas de moldeo según la invención pueden
contener como componente D) de un 0 hasta un 5, preferentemente de
un 0,05 hasta un 3 y particularmente de un 0,1 hasta un 2% en peso
de al menos un éster o una amida de ácidos carboxílicos alifáticos
saturador o insaturados con 10 hasta 40, preferentemente con 16 a 22
átomos de carbono con alcoholes alifáticos saturados o aminas con 2
a 40, preferentemente con 2 a 6 átomos de carbono.
Los ácidos carboxílicos pueden ser mono- o
divalentes. como ejemplos se citan ácido pelargónico, ácido
palmítico, ácido láurico, ácido margárico, diácido dodecanoico,
ácido behénico y particularmente preferente ácido esteárico, ácido
cáprico así como ácido montánico (mezclas, constituidas por ácidos
grasos con 30 hasta 40 átomos de
carbono).
carbono).
Los alcoholes alifáticos pueden ser mono a
tetravalentes. Los ejemplos de alcoholes son
n-butanol, n-octanol,
estearilalcohol, etilenglicol. propilenglicol, neopentilglicol,
pentaeritrita, siendo preferentes glicerina y pentaeritrita.
Las aminas alifáticas pueden ser mono hasta
trivalentes. Los ejemplos de las mismas son estearilamina,
etilendiamina, propilendiamina, hexametilendiamina,
di(6-aminohexil)amina, siendo
particularmente preferentes etilendiamina y hexametilendiamina. Los
ésteres o las amidas preferentes son correspondientemente
diestearato de glicerina, triestearato de glicerina, diestearato de
etilendiamina, monopalmitrato de glicerina, trilaurato de
glicerina, monobehenato de glicerina y tetraestearato de
pentaeritrita.
Pueden emplearse también mezclas, constituidas
por diferentes ésteres o amidas o ésteres con amidas en combinación,
siendo la proporción de mezcla según la voluntad.
Como componente E) pueden contener las masas de
moldeo según la invención de un 0 hasta un 60, particularmente hasta
un 50% en peso de otros aditivos y agentes auxiliares de
elaboración, que son diferentes de B), C) y D).
Los aditivos habituales E) son, por ejemplo, en
cantidades hasta un 40%, preferentemente hasta un 30% en peso
polímeros cauchoelásticos (a menudo denominados también como
modificadores a la resiliencia, elastómeros o cauchos).
Muy generalmente se trata en este caso de
copolímeros, que están formados preferentemente de al menos dos de
los monómeros siguientes: etileno, propileno, butadieno, isopreno,
cloropreno, acetato de vinilo, estireno, acrilonitrilo y ésteres
del ácido acrílico o metacrílico con 1 a 18 átomos de carbono en el
componente alcohol.
Los polímeros de este tipo se describen, por
ejemplo, por Houben-Weyl, Methoden der organischen
Chemie, tomo 14/1
(Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart,
1961), páginas 392 hasta 406 y por la monografía de C.B. Bucknall,
"Toughened Plastics" (Applied Science Publishers, London,
1977).
En lo siguiente se representan algunos tipos
preferentes de tales elastómeros.
Los tipos preferentes de elastómeros de este tipo
son los denominados cauchos de etileno-propileno
(EPM) o bien de
etileno-propileno-dieno (EPDM).
Los cauchos de EPM tienen generalmente ya
prácticamente ningún enlace doble, mientras cauchos de EPDM pueden
mostrar 1 a 20 enlaces dobles/100 átomos de carbono.
Como monómeros de dieno para cauchos de EPDM se
citan, por ejemplo, dienos conjugados, como isopreno, y butadieno,
dienos no conjugados con 5 hasta 25 átomos de carbono, como
penta-1,4-dieno,
hexa-1,4-dieno,
hexa-1,5-dieno,
2,5-dimetilhexa-1,5-dieno
y octa-1,4-dieno, dienos cíclicos,
como ciclopentadieno, ciclohexadienos, ciclooctadienos y
diciclopentadieno así como alquenilnorbornenos, como
5-etiliden-2-norborneno,
5-butiliden-2-norborneno,
2-metalil-5-norborneno,
2-isopropenil-5-norborneno
y triciclodienos, como
3-metil-triciclo(5.2.1.0.2.5)-3,8-decadieno
o sus mezclas. Se prefieren
hexa-1,5-dieno,
5-etilidennorborneno y diciclopentadieno. El
contenido de dieno de los cauchos de EPDM asciende preferentemente
a un 0,5 hasta un 50, particularmente a un 1 hasta un 8% en peso,
referido a la totalidad del peso del caucho.
Los cauchos de EPM; o bien de EPDM pueden estar
injertados preferentemente también con ácidos carboxílicos reactivos
o sus derivados. En este caso se citan, por ejemplo, ácido
acrílico, ácido metacrílico y sus derivados, por ejemplo
(met)acrilato de glicidilo, así como anhídrido del ácido
maleico.
Otro grupo de cauchos preferentes son copolímeros
del etileno con ácido acrílico y/o metacrílico y/o los ésteres de
estos ácidos. Adicionalmente pueden contener los cauchos todavía
ácidos dicarboxílicos, como ácido maleico y ácido fumárico o
derivados de estos ácidos, por ejemplo ésteres y anhídridos,
monómeros que contienen grupos epóxi. Estos derivados del ácido
dicarboxílico o bien monómeros, que contienen grupos epóxi, se
incorporan por adición de monómeros, que contienen grupos del ácido
dicarboxílico o bien epóxi de las fórmulas I o II o III o IV a la
mezcla monómera en el caucho
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significando R^{1} hasta R^{9}
hidrógeno o grupos alquilo con 1 a 6 átomos de carbono y m un
número de 0 hasta 20, g un número entero de 0 hasta 10 y p un
número entero de 0 hasta
5.
Preferentemente significan los restos R^{1}
hasta R^{6} hidrógeno, significando m 0 ó 1 y g 1. Los compuestos
correspondientes son ácido maleico, ácido fumárico, anhídrido del
ácido maleico, éter alilglicidílico y éter vinilglicidílico.
Los compuestos preferentes de las fórmulas I, II
y IV son ácido maleico, anhídrido del ácido maleico, y ésteres, que
contienen grupos epóxi del ácido acrílico y/o ácido metacrílico,
como acrilato de glicidilo, metacrilato de glicidilo y los ésteres
con alcoholes terciarios, como acrilato de t-butilo.
Los últimos no muestran ciertamente grupos carboxilo libres, se
acercan en su comportamiento, sin embargo, a los ácidos libres y se
denominan, por consiguiente como monómeros con grupos carboxilo
latentes.
Con ventaja consisten los copolímeros en un 50
hasta un 98% en peso de etileno, en un 0,1 hasta un 20% en peso de
monómeros, que contienen grupos epóxi y/o ácido metacrílico y/o
monómeros, que contienen grupos anhídrido de ácido así como la
cantidad residual de ésteres del ácido (metacrílico).
Se prefieren preferentemente copolímeros,
constituidos por
un 50 hasta un 98, particularmente un 55 hasta un
95% en peso de etileno,
un 0,1 hasta un 40, particularmente un 0,3 hasta
un 20% en peso de acrilato de glicidilo y/o metacrilato de
glicidilo, ácido (met)acrílico y/o anhídrido del ácido
maleico, y
un 1 hasta un 45, particularmente un 10 hasta un
40% en peso de acrilato de n-butilo y/o
2-etilhexilacrilato.
Otros ésteres preferentes del ácido acrílico y/o
del ácido metacrílico son los ésteres metílicos, etílicos
propílicos e i- o bien t-butílicos.
Pueden emplearse además también ésteres vinílicos
y éteres vinílicos como comonómeros.
Los copolímeros de etileno anteriormente
descritos pueden obtenerse según procedimientos en sí conocidos,
preferentemente mediante copolimerización estadística bajo presión
elevada y temperatura elevada. Se conocen generalmente los
procedimientos correspondientes.
Los elastómeros preferentes son también polímeros
de emulsión, cuya obtención se describe, por ejemplo, por Blackley
en la monografía "Emulsion Polymerization". Los emulsionantes
y catalizadores utilizables son en sí conocidos.
Fundamentalmente pueden emplearse elastómeros
homogéneamente formados o, sin embargo, aquellos con una formación
de envolturas. La formación de tipo envolturas se determina por el
orden de adición de los monómeros individuales; también la
morfología de los polímeros se influye por este orden de
adición.
Solo de forma representativa se citan como
monómeros para la obtención de la parte de caucho de los
elastómeros acrilatos, como, por ejemplo, acrilato de
n-butilo y acrilato de
2-etilohexilo, metacrilatos correspondientes,
butadieno e isopreno así como sus mezclas. Estos monómeros pueden
copolimerizarse con demás monómeros, como, por ejemplo, con
estireno, acrilonitrilo, éteres vinílicos y demás acrilatos o
metacrilatos, como metacrilato de metilo, acrilato de metilo,
acrilato de etilo y acrilato de propilo.
La fase elástica o de caucho (con una temperatura
de transición vítrea de menos de 0ºC) de los elastómeros puede
representar el núcleo, la envoltura externa o una envoltura mediana
(en el caso de elastómeros con una formación de más de dos
envolturas); en el caso de elastómeros con más de dos envolturas
pueden consistir varias envolturas de una fase de caucho.
En el caso de que participen además de la fase de
caucho todavía uno o varios componentes rígidos (con temperaturas de
transición vítrea de más de 20ºC) en la formación del elastómero,
entonces se obtienen los mismos generalmente por polimerización de
estireno, acrilonitrilo, metacrilonitrilo,
\alpha-metilestireno,
p-metilestireno, ésteres del ácido acrílico, y
ésteres del ácido metacrílico como acrilato de metilo, acrilato de
etilo y metacrilato de metilo como componentes rígidos. Además
pueden emplearse también en este caso porcentajes más reducidos de
otros comonómeros.
En algunos casos se ha mostrado como conveniente,
emplear polímeros de emulsión, que muestran en la superficie grupos
reactivos. Los grupos de este tipo son, por ejemplo, grupos epóxi,
carboxilo, carboxilo latentes, amino o amido así como grupos
funcionales, que pueden introducirse con empleo concomitante de
monómeros de la fórmula
general
general
CH_{2}
\biequal
\uelm{C}{\uelm{\para}{R ^{10} }}--- X ---
\uelm{N}{\uelm{\para}{R ^{11} }}---
\delm{C}{\delm{\dpara}{O}}--- R^{12}
pudiendo tener los substituyentes
el siguiente
significado:
- R^{10}
- hidrógeno o un grupo alquilo con 1 a 4 átomos de carbono,
- R^{11}
- hidrógeno, un grupo alquilo con 1 a 8 átomos de carbono o un grupo arilo, particularmente fenilo,
- R^{12}
- hidrógeno, un grupo alquilo con 1 a 10 átomos de carbono, un grupo arilo con 6 a 12 átomos de carbono u -OR^{13},
- R^{13}
- un grupo alquilo con 1 a 8 átomos de carbono o arilo con 6 a 12 átomos de carbono, que pueden estar substituidos, en caso dado, con grupos que contienen -O o -N,
- X
- un enlace químico un grupo alquileno con 1 a 10 átomos de carbono o arileno con 6 a 12 átomos de carbono, o
---
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}--- Y
- y
- O-Z o NH-Z, y
- Z
- un grupo de alquileno con 1 a 10 átomos de carbono o arileno con 6 a 12 átomos de carbono.
También los monómeros de injerto descritos por la
EP-A 208 187 sirven para la introducción de grupos
reactivos en la superficie.
Como demás ejemplos se citan todavía acrilamida,
metacrilamida y ésteres substituidos del ácido acrílico o
metacrílico, como metacrilato de
(N-t-butilamino)-etilo,
acrilato de (N,N,-dimetilamino)etilo, acrilato de
(N,N-dimetilamino)-metilo y
acrilato de (N,N,dietilamino)etilo.
Las partículas de la fase de caucho pueden estar
también reticuladas. Los monómeros, que actúan como reticulantes,
son por ejemplo, buta-1,3-dieno,
divinilbenceno, dialilftalato y acrilato de
dihidrodiciclopentadienilo así como los compuestos descritos por la
EP-A 50 265.
Pueden emplearse también denominados monómeros
reticulados por injertos (graft-linking monomers),
es decir monómeros con dos o más enlaces dobles polimerizables, que
reaccionan en la polimerización con diferentes velocidades.
Preferentemente se emplean aquellos compuestos, en los cuales
polimeriza al menos un grupo reactivo con aproximadamente la misma
velocidad como los demás monómeros, mientras polimeriza
(polimerizan) el otro grupo reactivo (o grupos reactivos) por
ejemplo claramente más lento(s). Las diferentes velocidades
de polimerización conllevan un determinado porcentaje de enlaces
dobles en el caucho. Si se injerta sobre un caucho de este tipo
otra fase, entonces reaccionan los enlaces dobles existentes en el
caucho al menos en parte con los monómeros de injerto con formación
de enlaces químicos, es decir la fase injertada es al menos en
parte enlazada a través de enlaces químicos con la base de
injerto.
Los ejemplos de monómeros reticulantes por
injerto de este tipo son monómeros, que contienen grupos alílicos,
particularmente ésteres alílicos de ácidos carboxílicos
etilénicamente insaturados, como acrilato de alilo, metacrilato de
alilo, maleato de dialilo, fumarato de dialilo, itaconato de dialilo
o los correspondientes compuestos monoalílicos de estos ácidos
dicarboxílicos. Además hay un gran número de otros monómeros
reticulantes de injerto adecuados; para más detalles se refiere en
este caso, por ejemplo, a la US-PS 4 148846.
Generalmente asciende el porcentaje de estos
monómeros reticulantes en el polímero modificante a la resiliencia
hasta un 5% en peso, preferentemente a no más de un 3% en peso,
referido al polímero modificante a la resiliencia.
A continuación se indican algunos polímeros de
emulsión preferentes. Primeramente tienen que citarse en este caso
polímeros de injerto con un núcleo y al menos una envoltura
externa, que tienen la siguiente formación:
Tipo | Monómeros para el núcleo | Monómeros para la envoltura |
I | \begin{minipage}[t]{65mm} buta-1,3-dieno, Isopreno, acrilato de n-butilo, acrilato de etilhexilo o sus mezclas \end{minipage} | estireno, acrilonitrilo, metacrilato de metilo, |
II | \begin{minipage}[t]{65mm} como I, pero con empleo concomitante de reticulantes \end{minipage} | como I |
III | como I o II | \begin{minipage}[t]{75mm} acrilato de n-butilo, acrilato de etilo, acrilato de metilo, buta-1,3-dieno, isopreno, acrilato de etilhexilo, \end{minipage} |
IV | como I o II | \begin{minipage}[t]{75mm} como I o III, pero con empleo concomitante de monómeros con grupos reactivos como descrito en el texto \end{minipage} |
V | \begin{minipage}[t]{65mm} estireno, acrilonitrilo, metacrilato de metilo o sus mezclas \end{minipage} | \begin{minipage}[t]{75mm} primera envoltura, formada por monómeros como descritos en I y II para el núcleo, segunda envoltura, como descrita en I o IV para la envoltura \end{minipage} |
Estos polímeros de injerto, particularmente los
polímeros de ABS y/o de ASA en cantidades hasta un 40% en peso, se
emplean preferentemente para la modificación a la resiliencia de
PBT, en caso dado en mezcla con hasta un 40% en peso de
polietilentereftalato. Los correspondientes productos de mezcla se
obtienen bajo el nombre comercial Ultradur®S de la firma BASF
AG).
En lugar de polímeros de injerto con una
formación de varias envoltura pueden emplearse también elastómeros
homogéneos, es decir de una envoltura de
buta-1,3-sieno, isopreno y acrilato
de n-butilo o sus copolímeros. También estos
productos pueden obtenerse por empleo concomitante de monómeros
reticulantes o monómeros con grupos reactivos.
Los ejemplos de polímeros de emulsión preferentes
son copolímeros de acrilato de n-butilo/ácido
(met)acrílico, copolímeros de acrilato de
n-butilo/acrilato de glicidilo o de acrilato de
n-butilo/metacrilato de glicidilo, polímeros de
injerto con un núcleo interno, formado por acrilato de
n-butilo o a base de butadieno y una envoltura
externa, formada por los copolímeros anteriormente citados y
copolímeros de etileno con comonómeros, que proporcionan grupos
reactivos.
Los elastómeros descritos pueden obtenerse
también según otros procedimientos habituales, por ejemplo mediante
polimerización en suspensión.
Se prefieren también cauchos de silicona, como
descritos por las DE-A 37 25 576,
EP-A 235 690, DE-A 38 00 603 y
EP-A 319 290.
Naturalmente pueden emplearse también mezclas de
los tipos de caucho anteriormente indicados.
Como cargas E) fibrosas o en forma de partículas
se citan fibras de carbono, fibras de vidrio, esferas de vidrio,
ácido silícico amorfo, amianto, silicato de calcio, metasilicato de
calcio, carbonato de magnesio, caolín, tiza, cuarzo en polvo, mica,
sulfato de bario y feldespato, que se emplean en cantidades hasta
un 50% en peso, particularmente hasta un 40% en peso.
Como cargas fibrosas preferentes se citan fibras
de carbono, fibras de aramida y fibras de titanato de potasio,
siendo particularmente preferentes fibras de vidrio como
vidrio-E. Las mismas pueden emplearse como rovings o
vidrio cortado en las formas corrientes en el comercio.
Las cargas fibrosas pueden estar tratadas
superficialmente para la mejor compatibilidad con el termoplástico
con un compuesto de silano.
Los compuestos de silano adecuados son aquellos
de la fórmula general
(X-(CH_{2})_{n})_{k}-Si-(O-C_{m}H_{2m+1})_{2-k}
en la cual tienen los
substituyentes el siguiente
significado:
X
n un número entero de 2 hasta 10,
preferentemente de 3 hasta
4
m un número entero de 1 hasta 5,
preferentemente de 1 hasta
2
k un número entero de 1 hasta 3,
preferentemente
1.
Los compuestos de silano preferente son
aminopropiltrimetoxisilano, aminobutiltrimetoxisilano,
aminopropiltrietoxisilano, aminobutiltrietoxisilano, así como los
silanos correspondientes, que contienen como substituyente X un
grupo glicidilo.
Los compuestos de silano se emplean generalmente
en cantidades de un 0,05 hasta un 5, preferentemente de un 0,5 hasta
un 1,5 y particularmente de un 0,8 hasta un 1% en peso (referido a
E) para el recubrimiento superficial.
Sirven también cargas minerales aciculares.
Se entiende por cargas minerales aciculares en el
sentido de la invención una carga mineral con un carácter acicular
fuertemente subrayado. Como ejemplo se cita volastonita acicular.
Preferentemente muestra el mineral una proporción L/D
(longitud/diámetro) de 8 : 1 hasta 35 : 1, preferentemente de 8 : 1
hasta 11 :1. La carga mineral puede estar tratada previamente con
los compuestos de silano anteriormente citados; el tratamiento
previo es, sin embargo no obligatoriamente necesario.
Como demás cargas se citan caolín, caolín
calcinado, volastonita, talco y tiza.
Como componente E) pueden contener las masas de
moldeo termoplásticas según la invención agentes auxiliares de
elaboración habituales, como estabilizantes, retardantes de
oxidación, agentes contra la descomposición térmica y descomposición
por luz ultravioleta, deslizantes y agentes desmoldeantes, agentes
de color, como colorantes y pigmentos, agentes formadores de
gérmenes, plastificantes, etc...
Como ejemplos de retardantes de oxidación y
estabilizantes térmicos se citan fenoles estéricamente impedidos y/o
fosfitos, hidroquinonas, aminas secundarias aromáticas, como
difenilaminas, diferentes representantes substituidos de estos
grupos y sus mezclas en concentraciones hasta un 1% en peso,
referido al peso de las masas de moldeo termoplásticas.
Como estabilizantes de UV, que se emplean
generalmente en cantidades hasta un 2% en peso, referido a la masa
de moldeo, se citan diferentes resorcinas substituidas,
salicilatos, benzotriazoles y benzofenonas.
Pueden agregarse como agentes de color pigmentos
inorgánicos, como dióxido de titanio, azul ultramarino, óxido de
hierro, además pigmentos orgánicos, como ftalocianinas,
chinacridonas, perilenos así como colorantes, como nigrosina y
antraquinonas.
Como agentes formadores de gérmenes pueden
emplearse fenilfosfinato sódico, óxido de aluminio, dióxido de
silicio, así preferentemente talco.
Los deslizantes y agentes desmoldeantes, que son
diferentes de E), se emplean habitualmente en cantidades hasta un 1%
en peso. Son preferentemente ácidos grasos de cadenas largas (por
ejemplo ácido esteárico o ácido behénico), sus sales (por ejemplo
estearato de calcio o de Zn) o ceras de montana (mezclas
constituidas por ácidos carboxílicos saturados de cadenas largas
con longitudes de cadenas de 28 hasta 32 átomos de carbono) así
como montanato de Ca o de Na así como ceras de polietileno o bien
de polipropileno de bajo peso molecular.
Como ejemplos de plastificantes se citan éster
dioctílico del ácido ftálico, éster dibencílico del ácido ftálico,
éster butilbencílico del ácido ftálico, aceites hidrocarburos y
N-(n-butil)bencenosulfonamida.
Las masas de moldeo según la invención pueden
contener todavía de un 0 hasta un 2% en peso de polímeros de etileno
fluorados. En este caso se trata de polímeros del etileno con un
contenido de flúor de un 55 hasta un 76% en peso, preferentemente
de un 70 hasta un 76% en peso.
Los ejemplos de los mismos son
politetrafluoretileno (PTFE), copolímeros de
tetrafluoretileno-hexafluorpropileno o copolímeros
de tetrafluoretileno con pequeños porcentajes (generalmente hasta
un 50% en peso) de monómeros etilénicamente insaturados y
copolimerizables. Los mismos se describen, por ejemplo, por
Schildknecht en "Vinyl and Related Polymers",
Wiley-Verlag, 1952, páginas 484 hasta 494 y por
Wall en "Fluorpolymers" (Wiley Interscience, 1972).
Estos polímeros de etileno fluorados están
presentes de forma homogéneamente distribuidos en las masas de
moldeo y muestran preferentemente un tamaño de partículas d_{50}
(valor promedio de numero) en el intervalo de 0,05 hasta 10 \mum,
particularmente de 0,1 hasta 5 \mum. Estos reducidos tamaños de
partículas pueden conseguirse particularmente preferentes por el
empleo de dispersiones acuosas de polímeros de etileno fluorados y
su incorporación en una fusión de poliéster.
Las masas de moldeo termoplásticas según la
invención pueden obtenerse según procedimientos en sí conocidos,
mezclando los componentes de partida en dispositivos de mezcla
habituales, como extrusoras de husillos, molinos Brabender o molinos
Banbury y se extrusionan a continuación. Después de la extrusión
puede enfriarse el extrudato y triturarse. Pueden mezclarse
previamente componentes individuales y agregarse entonces los
productos de partida residuales de forma individual y/o también de
forma mezclada. Las temperaturas de mezcla se sitúan generalmente
en 230 hasta 290ºC.
Según una forma preferente de trabajo pueden
mezclarse primero los componentes B) y C), generalmente a
temperaturas desde 20 hasta 60ºC, preferentemente a temperatura
ambiente, y mezclarlos a continuación con los componentes A) así
como, en caso dado, D y/o E, homogeneizarlos en la fusión,
descargarlos así como enfriarlos y granularlos.
En este caso puede también el componente C), en
caso dado, antes de la mezcla triturarse por separado. Los tamaños
de partículas corresponden preferentemente a los valores de
d_{50}, en caso dado también a los valores de d_{10} y/o
d_{90} del componente B).
En una otra forma de ejecución especial se mezcla
los componentes B) y C) primeramente, se trituras los mismos
conjuntamente y se mezclan los mismos a continuación como descrito
anteriormente con los demás componentes.
Según una forma de trabajo preferente pueden
mezclarse los componentes B) hasta C) así como, en caso dado, D) y
aditivos habituales E) con un prepolímero de poliéster,
confeccionarse y granularse. El granulado obtenido se condensa en
fase sólida a continuación bajo gas inerte de forma continua o
discontinua a una temperatura por debajo del punto de fusión del
componente A) hasta la viscosidad deseada.
Las masas de moldeo termoplásticas según la
invención destacan por una reducida tendencia a la migración y
buenas propiedades de protección contra la llama.
La corrosión de metal está minimizada
adicionalmente y se mantienen las propiedades mecánicas.
Particularmente se simplifica la elaboración de
los componentes individuales (sin grumos y depósitos).
Las mismas sirven para la obtención de fibras,
láminas, y cuerpos moldeados, particularmente para aplicaciones en
el sector eléctrico y de la electrónica. Estas aplicaciones son
particularmente piezas para lámparas, como sujeciones y roscas para
lámparas, enchufes, y regletas, cuerpos para bobinas, carcasas para
condensadores o contactores así como interruptores de seguridad,
carcasas para relés y reflectores.
- Componente A:
- Polibutilentereftalato con un índice de viscosidad de 130 ml/g y un contenido de grupos terminales carboxilo de 34 mval/kg (Ultradur®B4520 de la firma BASF, AG) (VZ determinado en una solución al 0,5% en peso, formada por fenol/o-diclorobenceno), mezcla de 1:1 a 25ºC, conteniendo un 0,7% en peso de tetraestearato de pentaeritrita (componente D), referido a un 100% en peso de A).
- Componente B:
- Ca(H_{2}PO_{2})_{2}
- Componente C:
- Cianurato de melamina
- Componente E:
- Fibras de vidrio cortadas con un espesor medio de 10 \mum.
El fosfinato de Ca se molió y se determinó el
tamaño de partículas mediante difracción de láser con un Malvern
2600 (presión de inyector 3,5 bar; velocidad de gas 172 m/s). La
mezcla con cianurato de melamina para el ejemplo 6 se llevó a cabo
después de la molienda en una mezcladora. Para el ejemplo 7 se
mezclaron el cianurato de melamina C) y el fosfinato de Ca B) sin
moler (d_{50}> 100 \mum) y se molieron a continuación
conjuntamente hasta un tamaño de partículas d_{50} = 4 \mum.
Los componentes A) hasta E) se mezclaron
exclusivamente en una extrusora de dos husillos a 250 hasta 260ºC y
se extrusionaron en un baño de agua. Después del granulado y el
secado se moldearon probetas por inyección en una máquina para
moldear por inyección y se ensayaron.
Los ensayos de incendios se llevaron a cabo
después del acondicionamiento habitual según la instrucción
UL-94, los ensayos de mecánica según ISO
527-2 o bien ISO 179/1eU. Las determinaciones de
CIT se llevaron a cabo según IEC 112 con la solución de ensayo
A.
La migración se determinó durante 20 días
mediante almacenaje a una humedad del aire relativa a un 100% (12 h
a 23ºC), (12 h a 40ºC). Se pesaron 64 g de piezas moldeadas de
moldeo por inyección (barras de incendio con un espesor de 3,2 mm).
Se elimina por lavado el fosfinato salido a través de la humedad
condensada en la superficie de la pieza moldeada en 50 ml de agua.
Se analiza la concentración de P en el agua mediante espectroscopía
de emisión atómica. La corrosión de contacto se investigó bajo
condiciones del almacenaje idénticos, sumergiéndose las plaquitas
metálicas de Cu, Zn y Latón (40*40*1 mm^{3}) respectivamente hasta
la mitad en el granulado y la otra mitad estaba expuesta por
consiguiente al recinto de gas por encima del granulado.
La composición de las masas de moldeo
correspondió a un 50% en peso de polibutilentereftalato, un 15% en
peso de fosfinato de Ca con un tamaño de partículas respectivamente
indicado, un 10% en peso de cianurato de melamina (d_{50} = 3
\mum) y a un 25% en peso de fibras de vidrio cortadas con un
espesor medio de 10 \mum.
Las formas del procedimiento según la invención y
los resultados de las mediciones pueden sacarse de la tabla.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Claims (11)
1. Masas de moldeo termoplásticas,
conteniendo
- A)
- de un 20 hasta un 97% en peso de un poliéster termoplástico,
- B)
- de un 1 hasta un 40% en peso de una sal del ácido fosfínico y/o de una sal del ácido difosfínico y/o de sus polímeros, mostrando el componente B) un tamaño medio de partículas (valor d_{50}) menor de 10 \mum,
- C)
- de un 1 hasta un 30% en peso de un agente protector contra la llama nitrogenado,
- D)
- de un 0 hasta un 5% en peso de al menos un éster o una amida de ácidos carboxílicos alifáticos saturados o insaturados con 10 a 40 átomos de carbono con alcoholes o aninas alifáticos y saturados con 2 a 40 átomos de carbono,
- E)
- de un 0 hasta un 60% en peso de otros aditivos,
ascendiendo la suma de los porcentajes en peso de
los componentes A) hasta E) a un 100%.
2. Masas de moldeo termoplásticas según la
reivindicación 1, conteniendo una sal del ácido fosfínico de la
fórmula I y/o una sal del ácido difosfínico de la fórmula II y/o
sus polímeros
teniendo los substituyentes el
siguiente
significado:
- R^{1}, R^{2}
- un resto alquilo lineal o ramificado con 1 a 6 átomos de carbono, que contiene, en caso dado, un grupo hidroxilo, un resto fenilo, hidrógeno,
- R^{3}
- un resto alquileno lineal o ramificado con 1 a 10 átomos de carbono, un resto arileno, un resto alquilarileno o un resto arilalquileno,
- M
- un metal alcalino o alcalinotérreo, Zn, Al, Fe, boro,
- m
- un número entero de 1 a 3,
- n
- un número entero de 1 y 3, y
- x
- 1 ó 2.
3. Masas de moldeo termoplásticas según las
reivindicaciones 1 ó 2, en las cuales muestra el componente B) un
tamaño medio de partículas d_{50} de menos de 7 \mum.
4. Masas de moldeo termoplásticas según las
reivindicaciones 1 a 3, en los cuales muestra el componente B) un
valor d_{10} de menos de 4 \mum.
5. Masas de moldeo termoplásticas según las
reivindicaciones 1 a 4, en los cuales muestra el componente B) un
valor d_{90} de menos de 40 \mum.
6. Masas de moldeo termoplásticas según las
reivindicaciones 1 a 5, en las cuales está formado el componente C)
de compuestos de melamina.
7. Masas de moldeo termoplásticas según las
reivindicaciones 2 o 3, en las cuales significa R^{1} y R^{2}
hidrógeno y M calcio o aluminio en las fórmulas generales I y
II.
8. Procedimiento para la obtención de las masas
de moldeo termoplásticas según las reivindicaciones 1 a 7,
caracterizado porque se mezclan primero los componentes B) y
C) y a continuación se mezclan con los componentes A) así como, en
caso dado, D) y/o E), se homogeneizan en la fusión, se descargan así
como se enfrían y se granulan.
9. Procedimiento para la obtención de las masas
de moldeo termoplásticas según la reivindicación 8,
caracterizado porque se mezclan primero los componentes B) y
C) y se trituran conjuntamente así como se mezclan a continuación
con los otros componentes.
10. Empleo de las masas de moldeo termoplásticas
según las reivindicaciones 1 a 7 para la obtención de fibras,
láminas y piezas moldeadas.
11. Cuerpos moldeados, obtenibles de las masas de
moldeo termoplásticas según las reivindicaciones 1 a 7 o según las
condiciones del procedimiento de las reivindicaciones 8 y/o 9.
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