ES2248854T3 - Compuestos de resina de policarbonato. - Google Patents
Compuestos de resina de policarbonato.Info
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Abstract
SE REVELA UNA COMPOSICION DE RESINA DE POLICARBONATO QUE COMPRENDE (A) DE 5 A 95 PARTES EN PESO DE UNA RESINA DE POLICARBONATO QUE COMPRENDE UNA SERIE DE CADENAS PRINCIPALES DE POLICARBONATOS AROMATICOS, CARACTERIZADOS PORQUE LAS CADENAS PRINCIPALES DE POLICARBONATO AROMATICO CONTIENEN COLECTIVAMENTE HETEROUNIDADES ESPECIFICAS, EN CANTIDAD ESPECIFICA, EN LAS CADENAS PRINCIPALES DE POLICARBONATO, Y (B) DE 5 A 95 PARTES EN PESO DE UNA RESINA TERMOPLASTICA REFORZADA CON CAUCHO QUE COMPRENDE UN COPOLIMERO INJERTADO QUE SE OBTIENE POR UN PROCEDIMIENTO QUE COMPRENDE INJERTAR, EN UN POLIMERO DE CAUCHO, AL MENOS UN COMPUESTO DE VINILO. LA COMPOSICION DE RESINA DE LA PRESENTE INVENCION TIENE ELEVADA RESISTENCIA AL IMPACTO Y UNA ELEVADA MOLDEABILIDAD. CUANDO SE HACE USO DE UNA RESINA TERMOPLASTICA REFORZADA CON CAUCHO (B) QUE COMPRENDE UN COPOLIMERO INJERTADO PRODUCIDO POR POLIMERIZACION DE INJERTO EN EMULSION, EN PRESENCIA DE UN EMULSIONADOR RADICALMENTE POLIMERIZABLE, QUE TIENE UN DOBLE ENLACE EN SU MOLECULA, LA COMPOSICION RESULTANTE DE RESINA DE POLICARBONATO ES TAMBIEN VENTAJOSA POR EL HECHO DE QUE, INCLUSO CUANDO TIENE QUE PERMANECER ALGUN TIEMPO A TEMPERATURAS ELEVADAS, NO SOLO CARECE DE UNA DISMINUCION DE SU RESISTENCIA AL IMPACTO, SINO TAMBIEN DE DECOLORACION. CUANDO LA COMPOSICION DE RESINA COMPRENDE ADEMAS UN AGENTE PIRORRETARDANTE Y UN AGENTE ANTIGOTEO, COMO COMPONENTES OPTATIVOS, LA COMPOSICION DE RESINA TIENE UNA PROPIEDAD SUMAMENTE ELEVADA DE PREVENCION DEL GOTEO, EN COMPARACION CON UNA COMPOSICION CONVENCIONAL DE RESINA DE POLICARBONATO QUE CONTIENE UN PIRORRETARDANTE Y UN AGENTE ANTIGOTEO. LA COMPOSICION DE RESINA DE LA PRESENTE INVENCION PUEDE UTILIZARSE VENTAJOSAMENTE EN UNA GRAN VARIEDAD DE APLICACIONES, TALES COMO PIEZAS PARA AUTOMOVILES Y PIEZAS ELECTRICAS Y ELECTRONICAS.
Description
Compuestos de resina de policarbonato.
La presente invención se refiere a un compuesto
de resina de policarbonato. Más particularmente, la presente
invención se refiere a un compuesto de resina de policarbonato que
comprende una resina de policarbonato específica dotada de una serie
de cadenas principales de policarbonato aromático, en la que las
cadenas principales de policarbonato aromático contienen
colectivamente heterounidades específicas en una cantidad específica
en cadena principales de policarbonato, y una resina de
termoplástico reforzada con goma. El compuesto de resina de
policarbonato de la presente invención tiene una elevada resistencia
al impacto y elevada capacidad de moldeo.
Los policarbonatos han sido utilizados
ampliamente en diferentes sectores como plásticos técnicos que
tienen excelente resistencia al calor, resistencia al impacto y
transparencia. La producción de policarbonatos ha sido llevada a
cabo de manera conveniente por utilización de proceso de fosgeno. No
obstante, los policarbonatos producidos utilizando el proceso de
fosgeno tienen los problemas de que su fabricación requiere la
utilización de fosgeno, que es venenoso, y que contienen cloruro de
metileno residual (disolvente) que no solamente afecta de manera
adversa la estabilidad térmica de los policarbonatos si no que
provoca asimismo corrosión del molde utilizado para el moldeo de
dichos policarbonatos. Por lo tanto, se ha dedicado atención
recientemente a los policarbonatos producidos utilizando el proceso
de transesterificación, que se encuentran libres de los problemas de
los policarbonatos producidos por el proceso de fosgeno.
Con respecto a los policarbonatos de
transesterificación, se conoce lo siguiente:
Se pueden obtener policarbonatos de
transesterificación transparentes, casi incoloros, a escala de
laboratorio; no obstante, cuando la producción de policarbonatos de
transesterificación se lleva a cabo a escala comercial, solamente se
pueden obtener los que tienen un color ligeramente amarillento (ver
"Purasuchikku Zairyo Koza (5), Porikaboneto Jushi (conferencia
sobre materiales plásticos (5), Resinas de policarbonato"),
página 66, publicado en 1981 por The Nikkan Kogyo Shimbun Ltd.,
Japón), y
que los policarbonatos de transesterificación
tienen desventajas por el hecho de que tienen muchas estructuras
ramificadas, de forma que tienen poca resistencia (peligro elevado
de rotura por fracción) en comparación con los policarbonatos por el
proceso de fosgeno (ver "Kobunshi (Polymer)", vol. 27, p. 521,
Junio 1978)).
A efectos de reducir estos problemas de los
policarbonatos de transesterificación, se han realizado diferentes
estudios sobre la estructura y proceso de producción de los
policarbonatos de transesterificación. Con respecto a las
estructuras ramificadas de los policarbonatos de
transesterificación, es sabido que dichas estructuras ramificadas
están constituidas del modo que se indica a continuación. Durante el
avance de la reacción de polimerización en presencia de un agente
alcalino en el sistema de reacción, la cadena de policarbonato
formada sufre una reacción lateral representada por la formula de
reacción que se describe a continuación, que es similar a la
reacción de Kolbe-Schmitt:
Tal como es evidente de la estructura
anteriormente mostrada formada en la cadena principal por la
reacción secundaria, una cadena ramificada se desarrolla y se
extiende con intermedio de uniones éster. En algunos casos, esta
cadena ramificada forma una estructura reticulada en el
policarbonato final (ver "Purasuchikku Zairyo Koza (5),
Porikaboneto Jushi (Conferencia sobre materiales plásticos (5),
Resinas de policarbonato)", página 64, publicada en 1981 por The
Nikkan Kogyo Shimbun Ltd., Japón; y "Porikaboneto Jushi Hando
Bukku (Manual de resinas de policarbonato)", página 49, publicado
en 1992 por The Nikkan Kogyo Shimbun Ltd., Japón).
Con respecto a la estructura del policarbonato de
transesterificación, se ha intentado reducir la cantidad de
estructura ramificada en el policarbonato. Por ejemplo, la memoria
de solicitud de Patente Japonesa a Inspección Pública, no examinada,
Nº 5-105751 y la solicitud de Patente Japonesa a
Inspección Pública, no examinada, Nº 5-202180
(correspondiente a la Patente U.S.A. 5.468.836) dan a conocer una
técnica para obtener un policarbonato de transesterificación que no
tiene o casi no tiene estructuras ramificadas. De manera específica,
en estos documentos de la técnica anterior, la reacción de
transesterificación es llevada a cabo utilizando una combinación
específica de catalizadores, para obtener de esta manera un
policarbonato incoloro que no tiene o casi no tiene estructura
ramificada que es formada por la reacción secundaria durante la
polimerización. La solicitud de Patente Japonesa a Inspección
Pública, no examinada Nº 7-18069 (correspondiente a
la Patente USA Nº 5.418.316) propone un método para la producción de
un policarbonato, en el que, mediante la utilización de un
catalizador específico, se suprime la formación de la estructura
ramificada por la reacción secundaria de manera similar a la
reacción de Kolbe-Schmitt hasta un nivel reducido
del orden de 300 ppm o menos. Los policarbonatos que se dan a
conocer en estos documentos de la técnica anterior tienen un elevado
carácter incoloro; no obstante, estos policarbonatos tienen
problemas por el hecho de que las propiedades de flujo no
newtonianas que son características de un policarbonato de
transesterificación disminuyen, de manera que los policarbonatos
muestran de manera desventajosa baja fluidez en fusión para el
moldeo.
Para solucionar los problemas anteriores, por
ejemplo, la solicitud de Patente Japonesa a Inspección Pública, no
examinada Nº 5-271400 y 5-295101
(que corresponden a la Patente USA Nº 5.468.836) da a conocer una
técnica de transesterificación en la que la formación de una
estructura ramificada desventajosa tal como se ha mencionado
anteriormente, como resultado de la reacción secundaria de la
fórmula de reacción anterior, se reduce por la utilización de un
catalizador específico para conseguir de esta manera una mejora en
el carácter incoloro del policarbonato formado, mientras que las
características de flujo no Newtonianas del policarbonato se
incrementan al introducir de manera intencionada otra estructura
ramificada específica en el policarbonato por la utilización de un
compuesto multifuncional, de manera que el policarbonato puede ser
utilizado ventajosamente para moldeo por soplado. Además, en la
Patente USA 4.562.242, se ha intentado mejorar la fluidez en fusión
para el moldeo del policarbonato mediante la utilización de un ácido
5-(dimetil-p-hidroxibenzil)
salicílico como agente ramificante. No obstante, la utilización del
compuesto multifuncional mencionado anteriormente presenta problemas
por el hecho de que el compuesto multifuncional ayuda a una reacción
de reticulación durante la polimerización, de manera que el
policarbonato final contiene probablemente un gel.
Por lo tanto, se ha deseado desarrollar una
técnica de transesterificación en la que la ramificación de la
estructura de policarbonato se puede controlar sin utilizar un
compuesto multifuncional que pueda provocar gelificación del
policarbonato resultante, a efectos de producir un policarbonato que
no solamente tiene un elevado carácter incoloro así como elevada
resistencia mecánica, sino que muestra asimismo elevadas
características de flujo no Newtonianas, de manera que el
policarbonato puede mostrar elevada fluidez en fusión para el
moldeo, en comparación con los policarbonatos del proceso de
fosgeno.
Además, con respecto al proceso para la
producción de un policarbonato por transesterificación, se han
propuesto varias mejoras. Por ejemplo, con respecto a un proceso en
el que se utiliza una serie de polimerizadores conectados en serie,
se ha propuesto utilizar un tipo especial de polimerizador como
polimerizador de etapa final, tal como un polimerizador de tipo de
agitación horizontal de tipo especial (ver la solicitud de Patente
Japonesa publicada, a inspección pública, no examinada Nº
2-153923) o un extrusionador con ventilación de
doble husillo (ver la solicitud de Patente Japonesa examinada Nº
52-36159 y solicitud de Patente Japonesa a
Inspección Pública no examinada Nº 63-23926). No
obstante, las técnicas de los documentos antes indicados de la
técnica anterior están destinadas solamente a colaborar en la
eliminación del fenol del sistema de reacción de polimerización. Por
lo tanto, mediante estas técnicas, se puede
obtener fácilmente un policarbonato que tiene elevado peso molecular; no obstante, el policarbonato obtenido no es satisfactorio con respecto a sus características, tales como características mecánicas y fluidez de fusión para el moldeo.
obtener fácilmente un policarbonato que tiene elevado peso molecular; no obstante, el policarbonato obtenido no es satisfactorio con respecto a sus características, tales como características mecánicas y fluidez de fusión para el moldeo.
Los policarbonatos tienen desventajas por el
hecho de que su fluidez en fusión para el moldeo es reducida y su
resistencia al impacto está muy influenciada por el grosor del
producto moldeado obtenido a partir de los mismos. Por el contrario,
con respecto a compuestos de resina que comprenden un policarbonato
y una resina de termoplástico reforzada con una goma, especialmente
aleaciones policarbonato/ABS, la fluidez en fusión para el moldeo se
mejora y, de manera ventajosa, la influencia del grosor del producto
moldeado en su resistencia al impacto se reduce. Debido a esta
ventaja, en la actualidad, se utilizan compuestos de resina que
comprenden un policarbonato y una resina de termoplástico reforzada
con una goma en una amplia variedad de aplicaciones. Además, en
estos últimos años, se están utilizando de manera creciente
compuestos de resinas que comprenden un policarbonato y una resina
termoplástica reforzada con una goma que se utilizan en el sector de
la fabricación de cuerpos envolventes para ordenadores personales de
tipo portátil, teléfonos móviles y similares. No obstante, los
compuestos de resina que comprenden un policarbonato y una resina
termoplástica reforzada con una goma tienen el problema de que
presentan estabilidad térmica reducida y, por lo tanto, tienen
probabilidades de sufrir decoloración notable cuando se someten a
moldeo, de manera que varía de manera desventajosa el color de los
productos moldeados. Los compuestos de resina que comprenden un
policarbonato y una resina de termoplástico reforzada por una goma
tienen otro problema por el hecho de que, cuando se efectúa el
moldeo continuo de estos compuestos de resina durante un largo
periodo de tiempo, se presenta corrosión en la superficie de la
pared interna del molde alrededor del orificio de salida de gases
del mismo, provocando que los productos moldeados tengan menor
brillo o diferentes dimensiones unos de otros.
Para solucionar los problemas antes mencionados
que acompañan a los compuestos de resina que comprenden un
policarbonato y una resina de termoplástico reforzada con una goma,
se han realizado muchos intentos para mejorar la estabilidad térmica
de estos compuestos de resina, especialmente aleaciones de
policarbonato/ABS. Por ejemplo, se ha propuesto un método en el que
se incorporan diferentes antioxidantes en compuestos de resina
comprendiendo un policarbonato y una resina termoplástica reforzada
con una goma cuando los compuestos de resina son sometidos a
extrusión o moldeo, reduciendo de esta manera la decoloración
provocada por la degradación térmica (ver la solicitud de Patente
Japonesa a Inspección Pública no examinada Nº
61-23640). No obstante, estos intentos
convencionales no han sido capaces de mejorar de manera
satisfactoria la estabilidad térmica de los compuestos de resina que
comprenden un policarbonato y una resina termoplástica reforzada con
una goma, de manera que los problemas antes mencionados debidos a la
reducida estabilidad térmica de estos compuestos de resina no se han
resuelto. Además, estas técnicas convencionales son poco
satisfactorias para impedir la reducción de la resistencia al
impacto y la decoloración del compuesto de resina que se presentan
probablemente cuando el compuesto de resina experimenta un tiempo de
permanencia a elevada temperatura.
Por otra parte, han habido intentos de mejorar
las características de un policarbonato a mezclar con una resina
termoplástica reforzada con una goma. No obstante, la mayoría de
estos intentos están destinados simplemente a mejorar las
características mecánicas de un compuesto de resina que comprende un
policarbonato y una resina termoplástica reforzada con una goma
mediante, por ejemplo, un método en el que se utiliza un compuesto
multifuncional como agente ramificante en la producción de
policarbonatos. Casi no se han hecho intentos de solucionar los
problemas de estabilidad térmica anteriormente mencionados que
acompañan a los compuestos de resinas que comprenden un
policarbonato y una resina termoplástica reforzada con goma. La
solicitud de Patente a Inspección Pública, no examinada Nº
4-239545 (correspondiente a EP 496258), la solicitud
de Patente Japonesa publicada previa al examen (kohyo) Nº
4-504137 (correspondiente a WO90/10675), Patente USA
Nº 4.677.162 y DE 3149812 dan a conocer compuestos de resinas que
comprenden un policarbonato ramificado y una resina reforzada con
goma tal como ABS. No obstante, los policarbonatos ramificados que
se dan a conocer en estos documentos anteriores son los que se
obtienen utilizando un compuesto multifuncional como agente
ramificante. Por lo tanto, tal como se ha descrito anteriormente en
relación con la técnica anterior referente a policarbonatos, un
policarbonato obtenido utilizando un compuesto multifuncional
presenta el problema de que tiene probabilidades de contener un gel.
Además, los compuestos de resina que comprenden un policarbonato y
una resina de termoplástico reforzada con goma presentan todavía
características de moldeabilidad poco satisfactorias.
Para mejorar la estabilidad térmica de una
aleación de un policarbonato de transesterificación y una resina
reforzada con goma, por ejemplo, la solicitud de Patente Japonesa no
examinada a Inspección Pública Nº 5-239331 da a
conocer un método en el que una resina de ABS es incorporada en un
policarbonato de transesterificación acabado de fabricar que se
encuentra todavía en estado fundido. Este método está destinado a
impedir la degradación térmica de un policarbonato al reducir el
número de veces en que el policarbonato experimenta historia térmica
y el número de veces en el que el policarbonato sufre calor generado
por cizalladura cuando un policarbonato sólido es fundido y amasado.
No obstante, este método no puede mejorar satisfactoriamente la
estabilidad térmica de dicho compuesto de resina de
policarbonato.
Los compuestos de resina que comprenden un
policarbonato y una resina de termoplástico reforzada con goma se
utilizan ampliamente para producir cuerpos envolventes de objetos,
por ejemplo, para electrodomésticos y diferentes máquinas para la
automatización de oficinas tales como ordenadores y procesadores de
textos. Para garantizar la seguridad, frecuentemente se requiere que
los materiales destinados a la fabricación de estos cuerpos
envolventes tengan carácter retardante de la llama. Además, de
acuerdo con adelantos notables y recientes en las máquinas de
automatización de oficinas, la reducción de dimensiones y la
miniaturización de estas máquinas van avanzando también a efectos de
hacerlas más fácilmente portátiles. Junto con esta disminución de
dimensiones y miniaturización, el grosor de los cuerpos envolventes
es necesario frecuentemente que disminuya a efectos de disminuir su
peso. La disminución del grosor del cuerpo envolvente requiere, a su
vez, que la resina de policarbonato utilizada para su moldeo tenga
características mejoradas con respecto tanto al carácter retardante
de la llama como a la moldeabilidad. No obstante, los compuestos de
resinas de policarbonatos de la técnica anterior no pueden cumplir
con esta necesidad de carácter retardante de la llama y elevada
moldeabilidad.
Por otra parte, en una aplicación práctica (tal
como cuerpos envolventes CRT y una máquina copiadora) en las que se
debe evitar el polvo, son importantes las propiedades antiestáticas.
Para impartir propiedades antiestáticas a un producto moldeado de un
compuesto de resina de policarbonato, en general, se utiliza un
método en el que un compuesto absorbente del agua, tal como un óxido
de polialquileno, o similar es incorporado en un compuesto de resina
a moldear, o bien un método en el que un tensoactivo o similar es
aplicado como recubrimiento sobre un producto moldeado. No obstante,
la incorporación de un compuesto absorbente del agua reduce las
características mecánicas, la resistencia al calor y similares de un
compuesto de resina. El recubrimiento de un tensoactivo o similar
sobre un producto moldeado es desventajoso por el hecho de que las
características antiestáticas impartidas no se pueden mantener de
manera satisfactoria.
Un objetivo principal de la presente invención
consiste en dar a conocer un compuesto de resina de policarbonato,
que tiene tanto una elevada resistencia al impacto como una elevada
moldeabilidad, conteniendo un policarbonato de transesterificación
específico que es ventajoso en que no solamente tiene una elevada
transparencia y carácter incoloro así como una elevada resistencia
mecánica, sino que asimismo muestra elevadas características de
flujo no Newtoniano, de manera que puedan mostrar elevada
moldeabilidad por la fluidez en fusión. Otro objetivo de la presente
invención consiste en dar a conocer un compuesto de resina de
policarbonato que tiene no solamente elevada resistencia al impacto
y elevada moldeabilidad sino que tiene asimismo las siguientes
características adicionales ventajosas: capacidad de impedir el
goteo de partículas de resina fundida afectada por la llama en su
quemado; ausencia de reducción de la resistencia al impacto al
experimentar permanencia a elevadas temperaturas durante el proceso;
elevada resistencia a la decoloración; y elevadas características
antiestáticas.
En esta situación, los presentes inventores han
realizado previamente extensos y profundos estudios con vistas a
solucionar los problemas antes mencionados de la técnica
anteriormente conocida. Como resultado, han conseguido el desarrollo
de un policarbonato específico que comprende una serie de cadenas
principales de policarbonato aromático, de manera que dichas cadenas
principales de policarbonato aromático contienen colectivamente
heterounidades específicas en cantidades determinadas en las cadenas
del policarbonato. El policarbonato específico que se ha
desarrollado se encuentra libre de los problemas antes mencionados
que acompañan a los policarbonatos convencionales, y es ventajoso
por el hecho de que no solamente tiene elevada transparencia y
carácter incoloro así como elevada resistencia mecánica, sino que
muestra también elevadas características de flujo no Newtoniano, de
manera que puede mostrar elevada fluidez de moldeo en fusión.
Los inventores han hecho además otros estudios.
Como resultado de ello, han descubierto que un compuesto de resina
de policarbonato que comprende el policarbonato específico antes
mencionado y una resina termoplástica reforzada con goma que
comprende un copolímero por injerto obtenido por el injerto sobre un
polímero de goma, como mínimo, de un compuesto vinílico
copolimerizable por injerto con el polímero de goma, tiene
simultáneamente elevada resistencia al impacto y elevada
moldeabilidad. Basándose en estos nuevos descubrimientos, se ha
conseguido la presente invención.
Además, los presentes inventores han descubierto
también que cuando se utiliza una resina de termoplástico reforzada
con goma que comprende un copolímero de injerto que es producido por
polimerización por injerto en emulsión en presencia de un
emulsionador polimerizable radicalmente que tiene un doble enlace en
su molécula, el compuesto de resina de policarbonato resultante es
también ventajoso en el hecho de que, aunque esté sometido a
elevadas temperaturas durante el proceso, se encuentra libre no
solamente de reducciones de la resistencia al impacto, sino también
de decoloración.
Los inventores han descubierto además que, cuando
el compuesto de resina de policarbonato contiene un retardante de la
llama, el compuesto de resina tiene elevado carácter retardante de
la llama, además de la elevada resistencia al impacto y elevada
moldeabilidad. Los inventores han descubierto además que, cuando el
compuesto de resina de policarbonato contiene un retardante de la
llama y un agente para impedir el goteo de partículas de resina
fundida en llama (agente antigoteo), tal como politetrafluoretileno
(PTFE), el compuesto de resina de policarbonato muestra unas
características extremadamente elevadas de prevención del goteo, en
comparación con las composiciones de resina de policarbonato
convencionales que contienen retardante de la llama y agente
antigoteo.
Además, los presentes inventores han descubierto
que, cuando el compuesto de resina de policarbonato contiene un
polímero antiestático seleccionado entre una poliéteramida, un
polieteréster, una polieteresterdamida y un elastómero de
poliamidimida, el compuesto de resina tiene elevadas características
antiestáticas, además de elevada resistencia al impacto y elevada
moldeabilidad. Los presentes inventores han descubierto además que,
cuando el compuesto de resina de policarbonato contiene tanto un
polímero antiestático como un electrólito orgánico o inorgánico, las
características antiestáticas del compuesto de resina de
policarbonato resultan elevadas.
De acuerdo con lo anterior, es un objetivo de la
presente invención dar a conocer un compuesto de resina de
policarbonato que tiene tanto una elevada resistencia de impacto
como elevada moldeabilidad.
Otro objetivo de la presente invención consiste
en dar a conocer un compuesto de resina de policarbonato que no
solamente tiene una elevada resistencia al impacto y elevada
moldeabilidad sino que también es ventajoso en el hecho que, aunque
esté sometido a permanencia a elevada temperatura durante el
proceso, se encuentra libre no solamente de reducción de resistencia
al impacto sino también de decoloración.
Todavía otro objeto de la presente invención
consiste en dar a conocer un compuesto de resina de policarbonato
que no solamente tiene elevada resistencia al impacto y elevada
moldeabilidad sino que es ventajoso también por el hecho de que
tiene alto carácter retardante a la llama, especialmente
características preventivas de goteo.
Otro objetivo de la presente invención consiste
en dar a conocer un compuesto de resina de policarbonato que no
solamente tiene elevada resistencia de impacto y elevada
moldeabilidad, sino que además es ventajoso por el hecho de que
tiene elevadas características antiestáticas.
Los anteriores y otros objetivos, características
y ventajas de la presente invención quedarán evidentes en la
siguiente descripción detallada y de las reivindicaciones adjuntas,
en relación con los dibujos adjuntos.
En el dibujo:
la figura 1 es un diagrama que muestra el sistema
utilizado para la producción de un policarbonato según los
ejemplos.
-1A - 6A- : Numerales asignados en relación con
un primer tipo de recipiente de polimerización de agitación de tipo
vertical (A)
-1B - 6B- : Numerales asignados en relación con
un primer recipiente polimerización de tipo de agitación vertical
(B)
-1C - 7C- : Numerales asignados en relación con
un segundo recipiente de polimerización de tipo de agitación
vertical (C)
-1D - 7D- : Numerales asignados en relación con
un tercer recipiente de polimerización de tipo de agitación vertical
(D)
-101A - 109A- : Numerales asignados en relación
con un polimerizador de degradación ("fall polymerizer")de
humectación de hilos
-101B - 109B- : Numerales asignados en relación
con un segundo polimerizador de degradación humectante de hilos
-1A, 1B- : Entrada para un material polimerizable
inicial
-1C, 1D- : Entrada para un prepolímero
-2A, 2B, 2C, 2D- : Ventilación
-3A, 3B- : Primeros recipientes (A) y (B) de
polimerizadores de tipo de agitación vertical
-3C- : Segundo recipiente polimerizador de tipo
de agitación vertical (C)
-3D- : Tercer recipiente polimerizador de tipo de
agitación vertical (D)
-4A, 4B, 4C, 4D- : Prepolímero fundido
-5A, 5B, 5C, 5D- : Salida
-6A, 6B, 6C, 6D- : Agitador
-7C, 7D, 8- : Bomba de transferencia
-101A, 101B- : Entrada para un prepolímero
-102A, 102B- : Placa perforada
-103A, 103B- : Hilo
-104A, 104B- : Abertura de alimentación de
gas
-105A, 105B- : Ventilación
-106A- : Bomba de transferencia
-106B- : Bomba de descarga
-107A, 107B- : Salida
-108A, 108B- : Cuerpo principal del polimerizador
de degradación humectante de hilo
-109A- : Prepolímero fundido
-109B- : Polímero fundido
\newpage
De acuerdo con la presente invención, se da a
conocer un compuesto de resina de policarbonato, que comprende:
(A) 5 a 95 partes en peso de una resina de
policarbonato que comprende una serie de cadenas de policarbonato
aromático principales, comprendiendo cada una de ellas unidades
repetitivas representadas independientemente por la siguiente
fórmula (1):
en la que Ar representa un grupo
aromático bivalente
C_{5}-C_{200},
en la que la serie de cadenas principales de
policarbonato aromático contienen colectivamente como mínimo una
heterounidad (I) y como mínimo una heterounidad (II) en las cadenas
principales de policarbonato,
la heterounidad (I) está representada por una
fórmula seleccionada del siguiente grupo (II) de fórmulas:
en la que Ar' representa un grupo
aromático trivalente C_{5}-C_{200}, Ar''
representa un grupo aromático tetravalente
C_{5}-C_{200}, y X representa una cadena de
policarbonato que tiene unidades repetidas, cada una de las cuales
está representada por la fórmula 4 en la que Ar es la
que se ha definido anteriormente y que tiene un peso molecular por
medio de un peso comprendido entre 214 y 100.000,
y
en la que, cuando las cadenas principales de
policarbonato contienen una serie de heterounidades (I), dichas
heterounidades (I) son iguales o distintas,
estando representada la heterounidad (II) por una
fórmula seleccionada del grupo siguiente (3) de fórmulas:
\newpage
en las que Ar, Ar' y X son los que
se han definido anteriormente e Y representa una cadena de
policarbonatos que tiene unidades repetidas, cada una de las cuales
está representada por la fórmula 6 en la que Ar es el
grupo anteriormente definido y que tiene un peso molecular promedio
en peso comprendido entre 214 y 100.000,
y
en el que, cuando las cadenas principales de
policarbonato contienen una serie de heterounidades (II), dichas
heterounidades (II) son iguales o distintas,
siendo la suma de las cantidades de la
heterounidad (I) y heterounidad (II) de 0,01 a 0,3 moles %, basadas
en la cantidad molar de las unidades repetitivas (1),
de manera que cada uno de X e Y contiene
finalmente como mínimo una heterounidad seleccionada entre el grupo
que consiste en las heterounidades (I) y (II),
poseyendo el policarbonato un peso molecular
promedio en peso de 5.000 a 300.000; y
(B) 5 a 95 partes en peso de una resina
termoplástica reforzada con goma que comprende un copolímero de
injerto que es obtenido por un método que comprende el injerto sobre
un polímero de goma como mínimo un compuesto vinílico
copolimerizable por injerto con el polímero de goma.
Para una fácil comprensión de la presente
invención, se indicarán a continuación las características
esenciales y diferentes realizaciones de la misma:
1. Un compuesto de resina de policarbonato, que
comprende:
(A) 5 a 95 partes en peso de una resina de
policarbonato que comprende una serie de cadenas principales de
policarbonato aromático, cada una de las cuales comprende unidades
repetidas, cada una de ellas es presentada por las siguiente fórmula
(1):
en la que Ar representa un grupo
aromático bivalente
C_{5}-C_{200},
en la que la serie de cadenas principales de
policarbonato aromático contienen colectivamente como mínimo una
heterounidad (I) y como mínimo una heterounidad (II) en las cadenas
principales de policarbonato,
estando representada la heterounidad (I) por una
fórmula seleccionada entre el siguiente grupo (2) de fórmulas:
en la que Ar' representa un grupo
aromático trivalente C_{5}-C_{200}, Ar''
representa un grupo aromático tetravalente
C_{5}-C_{200}, y X representa una cadena de
policarbonato con unidades repetitivas, cada una de ellas
representada por la fórmula 9 en la que Ar es el que
se ha definido anteriormente y que tiene un peso molecular promedio
en peso comprendido entre 214 y 100.000,
y
en el que, cuando las cadenas principales de
policarbonato contienen una serie de heterounidades (I), las
heterounidades (I) son iguales o distintas,
estando representada la heterounidad (II) por una
fórmula seleccionada del siguiente grupo (3) de fórmulas:
en las que Ar, Ar' y X son los
definidos anteriormente e Y representa una cadena de policarbonato
que tiene unidades repetitivas, cada una de ellas representada por
la fórmula 11 en la que Ar es el grupo definido
anteriormente, y poseyendo un peso molecular promedio en peso
comprendido entre 214 y 100.000,
y
en el que, cuando las cadenas principales de
policarbonato contienen una serie de heteronunidades (II), las
heterounidades (II) son iguales o distintas,
la suma de las cantidades de la heterounidad (I)
y la heterounidad (II) está comprendida entre 0,01 y 0,3 moles %,
basándose en la cantidad molar de las unidades repetitivas (1),
de manera que cada una de X e Y contiene
opcionalmente como mínimo una heterounidad seleccionada entre el
grupo que consiste en las heterounidades (I) y (II),
poseyendo el policarbonato un peso molecular
promedio en peso comprendido entre 5.000 a 300.000; y
(B) 5 a 95 partes en peso de una resina de
termoplástico reforzada con una goma comprendiendo un copolímero de
injerto obtenido por un método que comprende injertar sobre un
polímero de goma como mínimo un compuesto vinílico copolimerizable
por injerto con el polímero de goma.
2. El compuesto de resina, según el anterior
punto 1 en el que 85% o más de las unidades repetitivas (1) de la
resina de policarbonato (A) están representadas, cada una de ellas
por la siguiente fórmula (1'):
3. El compuesto de resina según el anterior punto
1, en el que:
las unidades repetitivas (1) están representadas
cada una de ellas por la siguiente fórmula (1'):
\newpage
la heterounidad (I) está
representada por una fórmula seleccionada por el siguiente grupo
(2') de
fórmulas:
en la que X es el cupo definido por
la fórmula (2), y la heterounidad (II) está representada por una
fórmula seleccionada del siguiente grupo (3') de
fórmulas:
en el que X corresponde al grupo
definido para la fórmula (2), e Y es el definido para la fórmula
(3).
4. El compuesto de resina, según cualquiera de
los anteriores puntos 1 a 3, en el que la heterounidad (II) se
encuentra presente en una cantidad de 0,1 a 30 moles %, basado en la
cantidad molar de la heterounidad (I).
5. El compuesto de resina, según cualquiera de
los anteriores puntos 1 a 4, en el que la resina de policarbonato
(A) es producida a partir de un compuesto dihidroxi aromático y un
diéster carbónico por transesterificación.
6. Compuesto de resina, según cualquiera de los
anteriores puntos 1 a 5, en el que la resina de policarbonato (A) es
producida por un método que comprende someter a una reacción de
transesterificación por fases, en una serie de zonas de reacción,
como mínimo un material polimerizable seleccionado entre el grupo
que consiste en:
una mezcla fundida de monómeros de un compuesto
dihidroxi aromático y un diéster carbónico, y
un prepolímero fundido obtenido por un proceso
que comprende una reacción de un compuesto dihidroxi aromático con
un diéster carbónico,
estando representado el compuesto dihidroxi
aromático por la siguiente fórmula:
HO -- Ar --
OH
en la que Ar representa un grupo
aromático bivalente
C_{5}-C_{200},
estando representado el diéster carbónico por la
siguiente fórmula:
Ar^{3} --
O
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}O -- Ar^{4}
en la que Ar^{3} y Ar^{4} son
iguales o distintos y cada uno representa un grupo aromático
monovalente
C_{5}-C_{200},
en el que la reacción de transesterificación por
etapas del material polimerizable se lleva a cabo en condiciones de
reacción que satisfacen las siguiente fórmula (4):
(4)0,2 \leqq
\sum\limits^{n}_{i=1} \ (ki \ x \ Ti \ x \ Hi) \leqq
1,2
en la
que:
i representa el número de zona asignado en un
orden arbitrario entre n zonas de reacción del sistema de
reacción,
Ti representa la temperatura promedio (ºC) del
material polimerizable en la zona de reacción de orden i,
Hi representa el tiempo de permanencia promedio
(hr) del material polimerizable en la zona de reacción de orden
i,
ki representa un coeficiente expresado por la
siguiente fórmula (5):
(5)ki = 1/(a \
x \
Ti^{-b})
en la que Ti es el definido
anteriormente, y a y b dependen de Ti, y de manera
que:
cuando Ti satisface la fórmula:
- Ti < 240ºC,
a es 1,60046 x 10^{5} y b es 0,472,
cuando Ti satisface la fórmula:
- 240ºC \leq Ti < 260ºC,
a es 4 x 10^{49} y b es 19,107, y
cuando Ti satisface la fórmula:
- 260ºC \leq Ti,
a es 1 x 10^{122} y b es 49,082.
7. El compuesto de resina, según cualquiera de
los anteriores puntos 1 a 6, en el que el copolímero de injerto es
producido por polimerización por injerto en emulsión, en presencia
como mínimo de un emulsionante radicalmente polimerizable que tiene
un doble enlace en su molécula.
\newpage
8. El compuesto de resina, según cualquiera de
los anteriores puntos de 1 a 7, que comprende además (C) de 0,1 a 30
partes en peso, con respecto a cien partes de un peso del total de
componente (A) y componente (B), de un retardante de llama.
9. El compuesto de resina, según cualquiera de
los anteriores puntos 1 a 8, que comprende además (D) de 0,5 a 30
partes en peso, con respecto a 100 partes en peso del componente
total (A) y componente (B) de, como mínimo, un polímero antiestático
seleccionado ante el grupo que consiste en una polieteramida, un
polieteréster, una polieteresteramida y un eslatómero de
poliamidaimida.
10. Compuesto de resina, según el anterior punto
9, que comprende además (E) 0,01 a 10 partes en peso, con respecto a
100 partes en peso del total del componente (A) y componente (B), de
como mínimo un electrólito seleccionado del grupo que consiste en un
electrólito orgánico y un electrólito inorgánico.
11. Compuesto de resina, según cualquiera de los
anteriores puntos 8 a 10, en el que el retardante de la llama es un
retardante de la llama que contiene un halógeno.
12. Compuesto de resina, según cualquiera de los
anteriores puntos 8 a 10, en el que el retardante de la llama es un
retardante de la llama de fosfato.
13. Compuesto de resina, según cualquiera de los
anteriores puntos de 8 a 10, en el que el retardante de la llama es
un retardante de la llama de fosfato oligómero.
14. Compuesto de resina, según cualquiera de los
anteriores puntos 8, 11, 12 y 13, que comprende además de 0,01 a 3
partes en peso con respecto a 100 partes en peso del compuesto de
resina de un politetrafluoretileno.
15. Compuesto de resina, según cualquiera de los
anteriores puntos de 1 a 14, que comprende además de 0,1 a 50 partes
en peso, con respecto a 100 partes en peso del compuesto de resina,
de una carga.
16. Artículo moldeado producido por moldeo y el
compuesto de resina de cualquiera de los anteriores puntos 1 a
15.
La presente invención se describe a continuación
de manera detallada.
La resina de policarbonato (A) de la presente
invención comprende una serie de cadenas principales de
policarbonato aromático, cada una de las cuales comprende unidades
repetitivas cada una de ellas representada independiente por la
anterior fórmula (1), de manera que las cadenas principales de
policarbonato aromático contienen colectivamente como mínimo una
heterounidad (I) y como mínimo una heterounidad (II). La
heterounidad (I) está representada por una fórmula seleccionada
entre las anteriores fórmulas mencionadas en el grupo (2). Cuando
las cadenas principales de policarbonato aromático contienen una
serie de las heterounidades (I), dichas heterounidades (I) pueden
ser iguales o distintas. La heterounidad (II) está representada por
una fórmula seleccionada entre las fórmulas anteriormente
mencionadas del grupo (3). Cuando las cadenas principales de
policarbonato aromático contienen una serie de heterounidades (II),
dichas heterounidades (II) pueden ser iguales o distintas.
En la fórmula (1), las fórmulas de grupo (2) y
las fórmulas de grupo (3), cada grupo Ar representa
independientemente un grupo aromático bivalente de
C_{5}-C_{200}, cada grupo Ar' representa
independientemente un grupo trivalente aromático
C_{5}-C_{200}, que tienen una estructura
equivalente a un Ar monosustituido, y cada uno de Ar'' representa
independientemente un grupo aromático tetravalente
C_{5}-C_{200} que tiene una estructura
equivalente a un Ar disustituido. Se incluyen entre los ejemplos de
grupos aromáticos bivalentes Ar, fenileno, naftileno, bifenileno,
piridileno y un grupo aromático bivalente representado por la
fórmula: -Ar^{1}-Q-Ar^{2}, en la
que cada uno de Ar^{1} y Ar^{2} representan independientemente
un grupo bivalente C_{5}-C_{70} carbocíclico o
heterocíclico aromático, y Q representa un grupo alcano bivalente
C_{1}-C_{30}.
En los grupos aromáticos bivalentes Ar^{1} y
Ar^{2}, como mínimo un átomo de hidrógeno puede ser sustituido por
un sustituyente que no afecte de manera adversa la reacción, tal
como un átomo de halógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 10
átomos de carbono, un grupo alcoxi que tiene de 1 a 10 átomos de
carbono, un grupo fenilo, un grupo fenoxi, un grupo vinilo, un grupo
ciano, un grupo éster, un grupo amida, un grupo nitro.
Se incluyen entre los ejemplos específicos de
grupos aromáticos heterocíclicos un grupo aromático que tiene en su
esqueleto como mínimo un hétero átomo, tal como un átomo de
nitrógeno, un átomo de oxígeno o un átomo de azufre.
Se incluyen entre los ejemplos de grupos
aromáticos bivalentes Ar^{1} y Ar^{2} un grupo fenileno
sustituido o no sustituido, un grupo bifenileno sustituido o no
sustituido y un grupo piridileno sustituido o no sustituido. Se han
descrito anteriormente substituyentes para Ar^{1} y Ar^{2}.
\newpage
Se incluyen entre los ejemplos de grupos alcano
bivalentes Q, grupos orgánicos especialmente representados por las
siguientes fórmulas:
en las que cada uno de R^{1},
R^{2}, R^{3} y R^{4} representa independientemente un átomo de
hidrógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono,
un grupo alcoxi que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo
cicloalquilo que tiene de 5 a 10 átomos de carbono formadores de
anillo, un grupo aromático carbocíclico que tiene de 5 a 10 átomos
de carbono formadores de anillo o un grupo aralquilo carbocíclico
que tiene de 6 a 10 átomos de carbono formadores de anillo; K
representa un entero de 3 a 11; cada uno de Z representa un átomo de
carbono, y tiene R^{5} y R^{6} unidos al mismo; cada uno de
R^{5} representa independientemente un átomo de hidrógeno o un
grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, y cada uno de
R^{6} representa independientemente un átomo de hidrógeno o un
grupo alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono;
y
en las que como mínimo un átomo de hidrógeno de
cada uno de R^{1}, R^{2}, R^{3}, R^{4}, R^{5} y R^{6}
puede ser sustituido independientemente por un sustituyente que no
afecta de manera adversa la reacción, tal como un átomo de halógeno,
un grupo alquilo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo
alcoxi que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo fenilo, un
grupo fenoxi, un grupo vinilo, un grupo ciano, un grupo éster, un
grupo amida o un grupo nitro.
Se incluyen entre los ejemplos específicos de
grupos aromáticos bivalentes Ar, grupos representados
respectivamente por las siguientes fórmulas:
en las que cada uno de R^{7} y
R^{8} representa independientemente un átomo de hidrógeno, un
átomo de halógeno, un grupo alquilo que tiene de 1 a 10 átomos de
carbono, un grupo alcoxi que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, un
grupo cicloalquilo que tiene de 5 a 10 átomos de carbono formador de
anillo, o un grupo fenilo; y cada uno de m y n representa
independientemente un entero de 1 a 4, con la condición de que
cuando m es un entero comprendido entre 2 y 4, los R^{7} son
iguales o distintos, y cuando n es un entero con el valor
comprendido entre 2 y 4, los R^{8} son iguales o
distintos.
Se incluyen entre otros ejemplos de grupos
aromáticos bivalentes Ar los representados por la siguiente
formula:
-- Ar^{1} -- Z^{1} -- Ar^{2}
--
en la que Ar^{1} y Ar^{2} son
los definidos anteriormente; y Z' representa un enlace simple por un
grupo bivalente, tal como -O-, -CO-, -S-, -SO_{2}-, -SO-, -COO-,
o -CON(R^{1})-, y en los que R^{1} es el definido
anteriormente.
Entre los ejemplos de dichos grupos aromáticos
bivalentes Ar se incluyen grupos representados, respectivamente, por
las fórmulas siguientes:
en las que R^{7}, R^{8}, m y n
son los definidos
anteriormente.
En la presente invención, estos grupos aromáticos
Ar pueden ser utilizados individualmente o en combinación. Como
ejemplo preferente de unidades recurrentes de fórmula (1) en la
resina de policarbonato (A), se pueden mencionar una unidad
representada por la siguiente fórmula (1'), que se deriva del
bisfenol A.
Es preferible que 85 moles % o más de las
unidades ocurrentes (1) sean las unidades de la fórmula (1').
Con respecto a la heterounidad (I), es preferible
que dicha heterounidad (I) sea una unidad representada por una
fórmula seleccionada entre las fórmulas del siguiente grupo
(2'):
en las que X es el grupo definido
para la fórmula
(2).
En la resina de policarbonato (A) de la presente
invención, es necesario que las cadenas principales de policarbonato
aromático contengan colectivamente como mínimo una heterounidad
(I).
Con respecto a la heterounidad (II), es
preferible que dicha heterounidad (II) sea una unidad representada
por una fórmula seleccionada entre el grupo de fórmulas (3'):
en las que X es el grupo definido
para la fórmula (2), e Y es igual que el definido por la fórmula
(3).
En la resina de policarbonato (A) de la presente
invención, es necesario que las cadenas de policarbonato aromático
contengan colectivamente como mínimo una heterounidad (II).
En la resina de policarbonato (A) de la presente
invención, es necesario que la suma de las cantidades de la
heterounidad (I) y la heterounidad (II) se encuentre comprendida
entre 0,01 y 0,3 moles %, basado en la cantidad molar de las
unidades repetitivas (1).
Cuando la suma de las cantidades en la
heterounidad (I) y la heterounidad (II) es menor de 0,01 moles %,
todas las características de flujo no Newtoniano de la resina de
policarbonato disminuyen, de manera que la fluidez en fusión para
moldeo (es decir, la fluidez de la resina y del policarbonato a un
valor más elevado de cizalladura) disminuye de manera desfavorable.
Cuando la suma de las cantidades de la heterounidad (I) y la
heterounidad (II) es mayor de 0,3 moles %, las características
mecánicas (tales como alargamiento a la tracción y resistencia al
impacto Izod) de la resina de policarbonato disminuyen.
En la presente invención, la suma de la
heterounidad (I) y la heterounidad (II) está comprendida
preferentemente entre 0,02 y 0,25 moles %, más preferentemente entre
0,03 y 0,2 moles %, basado en la cantidad molar de las unidades
repetitivas (1). En la presente invención, para conseguir un buen
equilibrio de la fluidez en fusión para el moldeo y la resistencia
mecánica, es preferible que la resina de policarbonato contenga la
heterounidad (II) en una proporción de 0,1 a 30 moles %, más
preferentemente de 0,1 a 10 moles %, basada en la cantidad molar de
la heterounidad (I).
En la presente invención, la determinación de
cada una de las unidades repetitivas (1), las heterounidades (I) y
(II) puede ser llevado a cabo, por ejemplo, por un método en el que
el policarbonato es completamente hidrolizado, y la mezcla de
hidrólisis resultante es analizada por cromatografía líquida de fase
inversa (el análisis por cromatografía líquida de fase inversa puede
ser llevado a cabo en las condiciones escritas a continuación en los
ejemplos). Con respecto a la hidrólisis del policarbonato, es
preferible que la hidrólisis sea llevada a cabo a temperatura
ambiente por el método descrito en Degradación y Estabilidad de
Polímeros 45 (1994), 127-137. La hidrólisis por este
método es ventajosa por el hecho de que se puede conseguir la
hidrólisis completa de un policarbonato por operativa simple,
encontrándose libre del peligro de aparición de reacciones
secundarias durante la hidrólisis.
La resina de policarbonato (A) de la presente
invención tiene un peso molecular promedio en peso comprendido entre
5.000 y 300.000. Cuando el peso molecular promedio en peso es menor
de 5.000, la resistencia mecánica del policarbonato se reduce, de
modo desfavorable. Cuando el peso molecular promedio en peso es
superior a 300.000, la fluidez en fusión para el moldeo del
policarbonato se reduce de manera desfavorable. En la presente
invención, el peso molecular promedio en peso del policarbonato es
preferentemente de 7.000 a 100.000, más preferentemente de 10.000 a
80.000.
En la presente invención, la estructura terminal
del policarbonato no está especialmente limitada. El grupo terminal
del policarbonato puede ser como mínimo un grupo seleccionado entre
un grupo hidróxilo, un grupo aril carbonato y un grupo alquil
carbonato. El grupo hidróxilo terminal antes mencionado se deriva
del compuesto dihidroxy aromático utilizado en el material
polimerizable.
El grupo terminal aril carbonato está
representado por la siguiente fórmula:
-- O --
\delm{C}{\delm{\dpara}{O}}-- O -- Ar^{3}
en la que Ar^{3} representa un
grupo aromático C_{5}-C_{200} monovalente
sustituido o no
sustituido.
Se incluyen entre los ejemplos específicos de
grupos aril carbonato terminales, grupos representados
respectivamente por las siguientes fórmulas:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
El grupo alquil carbonato terminal está
representado por la siguiente fórmula:
-- O --
\delm{C}{\delm{\dpara}{O}}-- O -- R^{7'}
en la que R^{7'} representa un
grupo alquilo de cadena recta o ramificada que tiene de 1 a 20
átomos de
carbono.
Se incluyen entre los ejemplos específicos de
grupos alquil carbonato terminales, grupos representados
respectivamente por las siguientes fórmulas:
-- O --
\delm{C}{\delm{\dpara}{O}}-- O - C_{8}H_{17} ,
\hskip2cm-- O --
\delm{C}{\delm{\dpara}{O}}-- O -- C_{12}H_{25} \hskip1cm y
-- O --
\delm{C}{\delm{\dpara}{O}}-- O -- C_{18}H_{37} \hskip6,5cm
Entre estos grupos terminales, son preferentes un
grupo fenil carbonato, un grupo
p-t-butilfenil carbonato y un grupo
p-cumil-fenil carbonato. Con
respecto a la proporción molar del grupo hidroxilo terminal con
respecto a otros grupos terminales, no hay limitación específica. No
obstante, la proporción molar es seleccionada de manera general es
una gama de 0:100 a 100:0 dependiendo de la utilización. Desde el
punto de vista de mejorar la resistencia al calor y resistencia al
agua caliente, es preferible que la cantidad del grupo hidróxido
terminal sea la menor posible.
A continuación, se explicará un método preferente
para la producción de la resina de policarbonato (A) de la presente
invención.
El método de producción preferente para la resina
de policarbonato (A) utilizado en la presente invención comprende el
someter a una reacción de transesterificación por etapas, en una
serie de zonas de reacción, como mínimo un material polimerizable
seleccionado a partir del grupo que consiste en:
una mezcla de monómeros fundidos de un compuesto
dihidroxi aromático y un diéster carbónico, y
un prepolímero fundido obtenido por un proceso
que comprende la reacción de un compuesto dihidroxi aromático con un
diéster carbónico,
estando representado el compuesto dihidroxi
aromático por la siguiente fórmula:
HO -- Ar --
OH
en la que Ar representa un grupo
aromático bivalente
C_{5}-C_{200},
estando representado el grupo diéster carbónico
por la siguiente fórmula:
Ar^{3} --
O
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}O -- Ar^{4}
en la que Ar_{3} y Ar_{4} son
iguales o distintos y cada uno representa un grupo aromático
monovalente
C_{5}-C_{200},
\newpage
en la que la reacción de transesterificación por
etapas del material polimerizable se lleva a cabo en condiciones de
reacción que satisfacen la siguiente fórmula (4):
(4)0,2 \leqq
\sum\limits^{n}_{i=1} \ (ki \ x \ Ti \ x \ Hi) \leqq
1,2
en la
que:
i representa el número de zona asignado en orden
arbitrario entre n zonas de reacción del sistema de reacción,
Ti representa la temperatura promedio (ºC) del
material polimerizable en la zona de reacción de orden i, Hi
representa el tiempo de permanencia promedio (hr) del material
polimerizable en la zona de reacción de orden i,
ki representa un coeficiente representado por la
siguiente fórmula (5):
(5)Ki = 1/(a x
Ti^{-b})
en la que Ti es el definido
anteriormente, y a y b dependen de Ti, y en la
que:
cuando Ti satisface la fórmula:
- Ti < 240ºC,
a es 1,60046 x 10^{5} y b es 0,472,
- cuando
- Ti satisface la fórmula:
- 240ºC \leq Ti < 260ºC,
a es 4 x 10^{49} y b es 19,107, y
cuando Ti satisface la fórmula:
- 260ºC \leq Ti,
a es 1 x 10^{122} y b es 49,082.
En la presente invención, el término "compuesto
dihidroxi aromático" significa un compuesto representado por la
fórmula: HO-Ar-OH en la que Ar
representa un grupo aromático bivalente
C_{5}-C_{200}. En la presente invención, el
compuesto dihidroxi aromático puede ser un tipo único de compuesto
dihidroxi aromático ó una combinación de dos o más tipos de
compuestos dihidroxi aromáticos. Es preferible utilizar un compuesto
dihidroxi aromático en el que el contenido de un átomo de cloro, un
metal alcalino y un metal alcalino térreo como impurezas es
reducido. Es más preferible utilizar un compuesto dihidroxi
aromático sustancialmente libre de átomos de cloro, metales
alcalinos o metales alcalinos térreos.
El diéster carbónico utilizado en la presente
invención está representado por la siguiente fórmula:
Ar^{3} --
O
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}O -- Ar^{4}
en la que Ar^{3} y Ar^{4} son
iguales o distintos y cada uno representa un grupo aromático
monovalente
C_{5}-C_{200}.
En cada uno de Ar^{3} y Ar^{4}, que
representan independientemente un grupo aromático monovalente
carbocíclico o heterocíclico, como mínimo un átomo de hidrógeno
puede estar sustituido por un substituyente que no afecta
adversamente la reacción, tal como un átomo de halógeno, un grupo
alquilo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo alcoxi que
tiene de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo fenilo, un grupo fenoxi,
un grupo vinilo, un grupo ciano, un grupo éster, un grupo amida o un
grupo nitro. Ar^{3} y Ar^{4} pueden ser iguales o
distintos.
Se incluyen entre los ejemplos representativos de
grupos aromáticos monovalentes Ar^{3} y Ar^{4} un grupo fenilo,
un grupo naftilo, un grupo bifenilo y un grupo piridilo. Estos
grupos pueden estar sustituidos o no por el sustituyente o
sustituyentes antes mencionados.
\newpage
Se incluyen entre los ejemplos preferentes de
grupos aromáticos monovalentes como Ar^{3} y Ar^{4}, aquellos
representados respectivamente por las siguientes fórmulas:
Se incluyen entre los ejemplos representativos de
diésteres carbónicos compuestos de difenlo de carbonato (no
sustituidos o sustituidos) representados por la siguiente
fórmula:
en la que cada uno de R^{9} y
R^{10} representa independientemente un átomo de hidrógeno, un
grupo alquilo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo alcoxi
que tiene de 1 a 10 átomos de carbono, un grupo cicloalquilo que
tiene de 5 a 10 átomos de carbono formadores de anillo o un grupo
fenilo; representando cada uno de p y q independientemente un entero
comprendido entre 1 y 5, a condición de que cuando p es un entero de
valor 2 o más, los R^{9} son iguales o distintos, y cuando q es el
entero de valor 2 o más, los R^{10} son iguales o
distintos.
De estos compuestos de difenil carbonato son
preferentes los que tienen configuración simétrica, por ejemplo,
difenil carbonato (no sustituido) y difenil carbonatos (sustituidos
por alquilos inferiores), por ejemplo, ditolil carbonato y
di-t-butilfenil carbonato. Es
particularmente preferente el difenil carbonato que tiene la
estructura más simple.
Estos diésteres carbónicos pueden ser utilizados
indivildualmente o en combinación. Es preferible que estos diésteres
carbónicos tengan un contenido bajo de átomos de cloro, metales
alcalinos o metales alcalino térreos como impurezas. Es más
preferible que estos diésteres carbónicos se encuentren
sustancialmente libres de átomos de cloro, un metal alcalino y un
metal alcalino térreo.
La proporción en la que el compuesto dihidroxi
aromático y el diéster carbónico son utilizados (es decir, la
proporción de carga) no está particularmente limitada y se puede
variar dependiendo de los tipos del compuesto dihidroxi aromático y
diéster carbónico utilizados, la temperatura de polimerización y
otras condiciones de polimerización, así como el peso molecular
deseado del policarbonato a obtener y las proporciones deseadas de
los grupos terminales en el policarbonato. El diéster carbónico se
utiliza en general en una cantidad de 0,9 a 2,5 moles,
preferentemente de 0,95 a 2,0 moles, más preferentemente de 0,98 a
1,5 moles, por mol del compuesto dihidroxi aromático.
En la presente invención, la heterounidad (I) y
la heterounidad (II) son formadas durante la reacción de
polimerización, de manera que la resina de policarbonato final (A)
contiene la heterounidad (I) y la heterounidad (II).
En la presente invención a efectos de introducir
una estructura ramificada en la resina de policarbonato (A), se
puede utilizar un compuesto aromático polihidroxi (tri o más) en una
pequeña cantidad en la producción del policarbonato, siempre que la
resina de policarbonato (A) que satisface las exigencias antes
mencionadas de la presente invención pueda ser obtenida. Asimismo,
se puede utilizar un compuesto monohidroxi aromático o un alcohol
alifático para cambiar los grupos terminales, o ajustar el peso
molecular del policarbonato.
En la presente invención, la producción de una
resina de policarbonato es llevada a cabo por un proceso de
transesterificación que es un proceso en el que se lleva a cabo la
polimerización por condensación de un material polimerizable por
transesterificación en estado fundido o en estado sólido, calentando
simultáneamente en presencia o ausencia de un catalizador a presión
reducida, con un caudal de gas inerte, o a presión reducida y caudal
de gas inerte simultáneamente. La forma del proceso de
transesterificación, el equipo de polimerización y similares no
están específicamente limitados. Por ejemplo, cuando se utiliza
transesterificación en estado fundido, se incluyen entre los
ejemplos de reactores utilizables para llevar a cabo la reacción de
transesterificación un recipiente reactor de tipo de agitación, un
reactor de tipo de película arrastrada, un reactor de tipo
evaporación de película arrastrada de forma centrífuga, un reactor
de amasado de doble husillo del tipo de renovación superficial, un
reactor del tipo de agitación horizontal de doble husillo, un
reactor de caída con humectación de paredes, un polimerizador de
caída libre que tiene una placa perforada, y un polimerizador de
caída con humectación de hilos que tiene una parte perforada y como
mínimo un hilo dispuesto en asociación con la placa perforada. Estos
diferentes tipos de reactores y polimerizadores pueden ser
utilizados individualmente o en combinación. Además, por ejemplo, la
reacción de transesterficación puede ser también realizada por un
método en el que se lleva a cabo, en primer lugar, una
transesterificación en estado fundido para obtener un prepolímero, y
el prepolímero obtenido es sometido a continuación a polimerización
en estado sólido a presión reducida, bajo caudal de gas inerte o a
presión reducida y caudal de gas inerte simultáneamente, utilizando
un polimerizador de estado sólido.
Con respecto a los materiales de construcción de
estos reactores y polimerizadores utilizados en la presente
invención, no existe limitación específica. No obstante, se utiliza
de manera general acero inoxidable, níquel o vidrio como material,
como mínimo para las partes internas de la pared de los reactores y
polimerizadores.
Con respecto a los diferentes tipos de reactores
o polimerizadores que se han mencionado, especialmente un
polimerizador de caída libre que tiene una placa perforada y un
polimerizador de caída con humectación de hilo que tiene una placa
perforada y como mínimo un hilo, se puede hacer referencia, por
ejemplo, a la solicitud de patente EP-0 783 743
A1.
En el método de fabricación de la resina de
policarbonato (A) de la presente invención, se puede utilizar
cualquiera de las modalidades de reacción de transesterificación
anteriormente mencionadas siempre que la transesterificación sea
llevada a cabo en las condiciones de reacción que se han definido
anteriormente.
La temperatura de reacción de la
transesterificación para producir un policarbonato se encuentra en
general en una gama de 50 a 350ºC, preferentemente de 100 a 300ºC.
Es bien sabido que cuando la temperatura de reacción es más elevada
que la gama de temperatura antes mencionada, el policarbonato
producido sufrirá probablemente una grave decoloración y tenderá a
poca estabilidad térmica, y que cuando la temperatura de reacción es
inferior a la gama de temperaturas anteriormente mencionada, la
polimerización tiene lugar tan lentamente que no se puede utilizar
prácticamente una temperatura tan baja.
En el método de fabricación preferente para la
resina de policarbonato (A) de la presente invención, tal como se ha
mencionado anteriormente, se requiere que, en una reacción de
transesterificación por etapas de un material polimerizable, la
relación entre la temperatura del material polimerizable y el tiempo
de permanencia del mismo en las zonas de reacción sea controlado
para satisfacer la siguiente fórmula (4):
(4)0,2 \leqq
\sum\limits^{n}_{i=1} \ (ki \ x \ Ti \ x \ Hi) \leqq
1,2
en la
que:
i representa el número de zona asignado en un
orden arbitrario entre n zonas de reacción del sistema de
reacción,
Ti representa la temperatura de promedio (ºC) del
material polimerizable en la zona de reacción de orden i,
Hi representa el tiempo de permanencia promedio
(hr) del material polimerizable en la zona de reacción de orden
i,
ki representa un coeficiente definido por la
siguiente fórmula (5):
ki = 1/(a x
Ti^{-b})
en la que Ti es el definido
anteriormente, y a y b dependen de Ti, y en el
que:
cuando Ti satisface la fórmula (5):
- Ti < 240ºC,
a es 1,60046 x 10^{5} y b es 0,472,
cuando Ti satisface la fórmula:
- 240ºC \leq Ti < 260ºC,
a es 4 x 10^{49} y b es 19,107, y
cuando Ti satisface la fórmula:
- 260ºC \leq Ti,
a es 1 x 10^{122} y b es 49,082.
Cuando el valor de \sum\limits^{n}_{i=1} (ki x
Ti x Hi) en la fórmula (4), que es determinado por la relación
entre la temperatura antes mencionada y el tiempo de permanencia, es
superior a 1,2, el policarbonato producido tiene la desventaja de
que las características mecánicas del policarbonato, tal como
alargamiento a la rotura y la resistencia al impacto Izod, son
reducidas. Cuando el valor de \sum\limits^{n}_{i=1} (ki x Ti x
Hi) es menor de 0,2, el policarbonato producido muestra la
desventaja de que la fluidez en fusión para el moldeo del
policarbonato es reducida. La gama preferente para el valor de
\sum\limits^{n}_{i=1} (ki x Ti x Hi) es de 0,3 a 1,0.
De modo general, en un procedimiento para la
producción continua de un policarbonato para la reacción de
transesterificación, la reacción de transesterificación del material
polimerizable se lleva a cabo por etapas en una serie de zonas de
reacción, de manera que la temperatura de reacción, el tiempo de
permanencia y la presión de reacción se cambian por etapas a lo
largo de la serie de zonas de reacción involucradas en el proceso.
El valor de \sum\limits^{n}_{i=1} (ki x Ti x Hi) de la fórmula
(4) representa la suma de valores de (k x T x H) para todas las
zonas de reacción. Por ejemplo, cuando se lleva a cabo
polimerización continua utilizando un sistema en el que un
recipiente para fusión y mezcla de un compuesto dihidroxi aromático
y diéster carbónico, un recipiente reactor de tipo agitación, un
reactor del tipo de evaporación laminar arrastrado de forma
centrifuga y un reactor de amasado de doble husillo de renovación
superficial están conectados en serie mediante conductos,
\sum\limits^{n}_{i=1} (ki x Ti x Hi) es la suma de (k x T x H en
el recipiente de fusión y de mezcla), (k x T x H en el conducto que
conecta el recipiente de fusión y de mezcla al recipiente del
reactor de tipo agitación), (k x T x H en el recipiente de reacción
de tipo agitación), (k x T x H en el conducto que conecta el
recipiente del reactor tipo agitación al reactor de tipo
evaporación de película extendida centrífugamente), (k x T x H en el
reactor tipo evaporación de película extendida centrífugamente), (k
x T x H en el conducto que conecta el reactor de tipo evaporación de
película extendida centrífugamente al reactor de amasado de doble
husillo de tipo de renovación superficial), (k x T x H en el reactor
de amasado de doble husillo de renovación superficial) y (k x T x H
en el conducto que conecta el reactor de amasado de doble husillo de
tipo de renovación superficial a la tobera de retirada del polímero
producido), es decir, la suma de valores de (k x T x H) para la
totalidad de zonas de reacción incluyendo los conductos. El término
"zona de reacción de orden i" significa una zona de reacción
que se encuentra en el número i que se determina por el sistema de
numeración en el que todas las zonas de reacción que incluyen
conductos, tal como, un recipiente de mezcla, un reactor o conducto
que conecta estos aparatos, reciben la asignación de sus respectivos
números en un orden arbitrario. Cuando se dispone un calentador en
un conducto que conecta los reactores entre sí, el segmento del
conducto entre uno de los reactores hasta el calentador, el
calentador y el segmento de conducto entre el calentador y el otro
reactor se consideran como zona de reacción. La temperatura promedio
del material polimerizable significa la temperatura promedio del
material polimerizable en la zona de reacción de orden i. Cuando el
material polimerizable en la zona de reacción de orden i tiene una
distribución de temperatura en la que diferentes partes tienen
temperaturas claramente distintas, cada una de dichas partes puede
ser considerada separadamente como una zona de reacción de orden i.
Con respecto a la medición de la temperatura promedio, se pueden
utilizar diferentes métodos. Por ejemplo, la temperatura promedio
puede ser obtenida promediando una o varias temperaturas medidas por
uno o varios termómetros dispuestos en un reactor o un conducto.
Cuando no se disponen termómetros en un reactor o conducto, la
temperatura de un medio de calentamiento en una envolvente o camisa
de un calentador se puede utilizar como temperatura promedio. De
manera alternativa, la temperatura promedio de la entrada y salida
de una camisa de circulación para un medio de calentamiento, o la
temperatura que ha sido ajustada para un calentador o un medio de
calentamiento se puede utilizar como temperatura promedio del
material polimerizable en la zona de reacción de orden i. El tiempo
promedio de permanencia se calcula dividiendo el volumen del
material polimerizable retenido en la zona de reacción de orden i
por el volumen del material polimerizable que pasa por la zona de
reacción de orden i o que es retirado de la misma por unidad de
tiempo.
Se selecciona una presión de reacción adecuada
dependiendo del peso molecular del policarbonato del sistema de
reacción. Cuando el peso molecular promedio en número del
policarbonato del sistema es menor de 1.000, se utiliza en general
una presión de reacción en una gama comprendida entre 50 mmHg hasta
la presión atmosférica. Cuando el peso molecular promedio en número
del policarbonato del sistema de reacción se encuentra en una gama
de valores de 1.000 a 2.000, se utiliza normalmente una presión de
reacción comprendida entre 3 mmHg a 80 mmHg, de modo general. Cuando
el peso molecular promedio en número del policarbonato en el sistema
de reacción es superior a 2.000, se utiliza en general una presión
de reacción de 10 mmHg o inferior, preferentemente 5 mmHg o
inferior.
Se puede llevar a cabo una reacción de
transesterificación en ausencia de un catalizador. No obstante, si
se desea acelerar la polimerización, ésta puede ser efectuada en
presencia de un catalizador. Los catalizadores de polimerización que
se utilizan habitualmente en esta técnica se pueden utilizar sin
limitación específica. Se incluyen entre los ejemplos de estos
catalizadores, los hidróxidos de un metal alcalino y de un metal
alcalinotérreo, tal como hidróxido de litio, hidróxido sódico,
hidróxido potásico e hidróxido cálcico; sales de metales alcalinos,
de metales alcalinotérreos y sales de amonio cuaternario de hidruro
de boro y de hidruro de aluminio, tal como hidruro de aluminio y
litio, hidruro de boro y sodio e hidruro de boro y tetrametil
amonio; hidruros de un metal alcalino y de un metal alcalinotérreo,
tal como, hidruro de litio, hidruro sódico e hidruro cálcico;
alcóxidos de un metal alcalino y de un metal alcalinotérreo, tal
como, metóxido de litio, etóxido sódico y metóxido de cálcico;
arilóxidos de un metal alcalino y de un metal alcalinotérreo, tal
como fenóxido de litio, fenóxido de sódico, fenóxido de magnesio,
Lio-Ar'''-Oli en el que Ar'''
representa un grupo arileno, y NaOAr'''-ONA en el
que Ar''' es el anteriormente definido; sales ácidas orgánicas de un
metal alcalino y de un metal alcalinotérreo, tal como, acetato de
litio, acetato cálcico y benzato sódico; compuestos de zinc, tales
como óxido de zinc, acetato de zinc y fenóxido de zinc; compuestos
de boro, tales como ácido de boro, ácido bórico, borato sódico,
trimetil borato, tributil borato, trifenil borato, boratos amónicos
representados por la fórmula:
(R^{1} R^{2} R^{3} R^{4})NB
(R^{1} R^{2} R^{3} R^{4}), y boratos de fosfonio
representados por la fórmula:
(R^{1} R^{2} R^{3} R^{4})PB
(R^{1} R^{2} R^{3} R^{4}), en la que R^{1} R^{2}
R^{3} y R^{4} se definen tal como se ha hecho anteriormente;
compuestos de silicio, tales como óxido de silicio, silicato sódico,
tetraalquilsilicio, tetraarilsilicio y
difenil-etil-etoxisilicio;
compuestos de germanio, tales como óxido de germanio, tetracloruro
de germanio, etóxido de germanio y fenóxido de germanio; compuestos
de estaño, tales como, óxido de estaño, óxido de dialquil estaño,
carboxilato de dialquil estaño, acetato de estaño, compuestos de
estaño que tienen un grupo alcoxi o un grupo ariloxi unido al
estaño, tal como tributóxido de etil estaño, y compuestos de órgano
estaño; compuestos de plomo, tales como, óxido de plomo, acetato de
plomo, carbonato de plomo, carbonato básico de plomo y alcóxido y
arilóxidos de plomo o, de órgano plomo; compuestos onio, tales como,
sal de amonio cuaternario, sal de fosfonio cuaternario y sal de
arsonio cuaternario; compuestos de antimonio, tales como, óxido de
antimonio y acetato de antimonio; compuestos de manganeso, tales
como acetato de manganeso, carbonato de manganeso y borato de
manganeso; compuestos de titanio, tales como óxido de titanio y
alcóxidos de titanio y arilóxido de titanio; y compuestos de
circonio, tales como acetato de circonio, óxido de circonio,
alcóxido de circonio, arilóxido de circonio y acetilacetona de
circonio.
Los catalizadores pueden ser utilizados
individualmente o en combinación. La cantidad de los catalizadores
utilizados se encuentran en general en una gama de 10^{-8} a 1% en
peso, preferentemente de 10^{-7} a 10^{-1}% en peso, basado en
el peso del compuesto de dihidroxi aromático.
Dada la presencia de una serie de heterounidades
específicas en una cantidad específica, la resina de policarbonato
(A) del compuesto de resina de policarbonato de la presente
invención es ventajosa por el hecho de que no solamente tiene una
elevada transferencia y carácter incoloro, así como elevada
resistencia mecánica, sino que muestra asimismo elevadas
características de flujo no Newtoniano, de manera que muestra
elevada fluidez en fusión para el moldeo. Por lo tanto, la resina de
policarbonato (A) de la presente invención puede ser utilizada de
manera ventajosa en diferentes sectores de aplicación. De modo
específico, la resina de policarbonato (A) puede ser combinada de
manera adecuada con la resina de termoplástico reforzada con goma
(B) para obtener el compuesto de resina de la presente
invención.
Un método por la producción de la resina de
termoplástico (B) reforzada con goma que se utiliza en la presente
invención se describe a continuación. En la presente invención, la
resina (B) de termoplástico reforzada con una goma comprende un
copolímero de injerto que se obtiene por un método que comprende el
injerto en un polímero de goma como mínimo de un compuesto de vinilo
copolimerizable por injerto con el copolímero de goma. La resina
termoplástica reforzada con goma (B) puede contener un polímero de
vinilo no injertado que es formado por la polimerización sin injerto
de un compuesto de vinilo que tiene lugar simultáneamente con la
polimerización con injerto del copolímero de vinilo para formar el
copolímero de injerto. Además, en la presente invención, la resina
de termoplástico (B) reforzada con una goma puede también contener
un polímero de vinilo que ha sido producido separadamente del
copolímero de injerto y que se ha incorporado en dicho copolímero de
injerto. En la presente invención, es preferible que como mínimo 1%
en peso del polímero de vinilo presente en la resina de
termoplástico (B) reforzada con una goma sea injertada en el
polímero de goma.
Se incluyen entre los ejemplos de polímeros de
goma utilizados en la presente invención las gomas de dieno
conjugado, tales como polibutadieno, poliisopreno, policloropreno,
un copolímero de butadieno-estireno, un copolímero
de butadieno-acrilonitrilo; gomas de
etileno-propileno; y gomas acrílicas, tales como un
polímero de etil-acrilato y un polímero de
butilacrilato. De estos, son preferentes el polibutadieno, un
copolímero de butadieno estileno y un copolímero de butadieno
acrilonitrilo, que son gomas de dieno conjugadas. Estos polímeros de
goma pueden ser utilizados en combinación.
El contenido del polímero de goma de la resina
termoplástica (B) reforzada con una goma es de 5 a 60% en peso,
preferentemente de 10 a 50% en peso. Cuando el contenido del
polímero de goma en la resina termoplástica (B) reforzada con goma
es menor de 5% en peso, el compuesto de resina de policarbonato que
contiene dicha resina termoplástica (B) reforzada con una goma no
puede mostrar una resistencia al impacto satisfactoria. Por otra
parte, cuando el contenido del polímero de goma en la resina
termoplástica (B) reforzada con goma es superior a 60% en peso, el
compuesto de resina de policarbonato que contiene dicha resina
termoplástica (B) reforzada con goma tiene desventajas por el hecho
de que no solamente su fluidez en fusión para el moldeo es reducida,
sino que igualmente un artículo moldeado producido a partir de
aquélla tiene un brillo reducido.
\newpage
Con respecto al diámetro de partículas del
polímero de goma en la resina termoplástica (B) reforzada con goma,
no existe limitación específica. El diámetro de partículas
preferente del polímero de goma varía dependiendo del tipo de
polímero de vinilo, que constituye la parte designada como
"mar" de las resina de termoplástico reforzado con goma (B) que
tiene una estructura de "mar/islas". Por ejemplo, cuando la
resina termoplástica reforzada con goma (B) es una resina ABS, es
preferible que el diámetro de partículas del polímero de goma sea de
el 0,15 a 0,6 \mum, más preferentemente de 0,2 a 0,5 \mum, y de
modo más preferente todavía de 0,25 a 0,45 \mum, medido antes de
la copolimerización por injerto de un compuesto de vinilo. Cuando el
diámetro de partículas de un polímero de goma es inferior a 0,15
\mum, el compuesto de resina de policarbonato no puede mostrar
resistencia al impacto satisfactoria. Además, cuando el diámetro de
partículas del polímero de goma es superior a 0,6 \mum, el
compuesto de resina de policarbonato tiene la desventaja de que el
artículo moldeado producido a partir de la misma tiene un
brillo
reducido.
reducido.
Se incluyen dentro de los ejemplos de compuestos
vinílicos copolimerizables por injerto con un polímero de goma
utilizada en la presente invención, compuestos vinílicos, tales como
estireno, \alpha-metilestireno y
para-metilestireno; alquil metacrilatos, tales como
metil metracrilato, metil acrilato, butil acrilato y etil acrilato;
ácidos (meta)acrílicos, tales como ácido acrílico y ácido
metacrílico; compuestos de vinilcianuro, tales como acrilonitilo y
metacrilonitrilo; ácidos carboxílicos \alpha, \beta insaturados,
tales como anhídrido maleico; compuestos de maleimida, tales como
N-fenilmaleimida, N-metilmaleimida y
N-ciclohexilmaleimida; y compuestos que contienen el
grupo glicidilo, tales como glicidil metracrilato. Como compuesto
vinílico copolimerizable por injerto con partículas de polímero de
goma son preferentes los compuestos vinílicos aromáticos, alkil
(meta)acrilatos, compuestos de vinil cianuro y compuestos de
maleimida. Son más preferibles, estireno, acrilonitrilo,
N-fenilmaleimida y butil acrilato.
Estos compuestos de vinilo pueden ser utilizados
individualmente o en combinación.
Se incluyen entre los ejemplos de polímeros de
vinilo que pueden estar contenidos en la resina termoplástica (B)
reforzada con goma, los polímeros de compuestos vinil aromáticos,
tales como estireno, \alpha-metilestireno y
para-metilestireno; polímeros de
alquil(meta)acrilato, tales como meti metacrilato,
metil acrilato, butil acrilato y etil acrilato; polímeros de ácidos
(meta)acrílicos, tales como ácido acrílico y ácido
metacrílico; polímeros de compuestos de vinilcianuro, tales como
acrilonitrilo y metacrilonitrilo; polímeros de ácidos carboxílicos
\alpha, \beta insaturados, tales como anhídrido maleico;
polímeros de compuestos de maleimida, tales como
N-fenilmaleimida, N-metilmaleimida y
N-ciclohexilmaleimida; polímeros de compuestos que
contienen grupo glicidil, tales como glicidil metacrilato; y
copolímeros de los compuestos de vinilo antes mencionados. De estos
polímeros de vinilo, son preferentes un polímero de un compuesto de
vinilo aromático, un polímero de un alquil (meta)acrilato, un
polímero de un compuesto de vinil cianuro, un polímero de un
compuesto de maleimida y un copolímero de estos compuestos de
vinilo. Son más preferibles un polímero de estireno, un polímero de
acrilonitrilo, un polímero de N-fenilmaleimida, un
polímero de butil acrilato, y un copolímero de estos compuestos de
vinilo.
Los polímeros y copolímeros antes mencionados de
compuestos de vinilo pueden ser utilizados individualmente o en
combinación. Con respecto al método para la producción de la resina
termoplástica (B) reforzada con una goma, utilizado en la presente
invención, no hay limitación específica. No obstante, como ejemplos
de métodos para la producción de la resina termoplástica (B)
reforzada con una goma, se puede mencionar la polimerización por
injerto en emulsión que comprende el injerto del compuesto de vinilo
sobre un látex polímero de goma producido por polimerización en
emulsión, y una polimerización de dos etapas que comprende la
producción de una mezcla de reacción que contiene un copolímero de
injerto producido por la polimerización de injerto por emulsión
antes mencionada; añadiendo a continuación un compuesto de vinilo a
la mezcla de reacción; y llevando a cabo otra polimerización por
injerto del compuesto de vinilo por polimerización en solución o
polimerización en suspensión. Cada uno de dichos métodos de
polimerización se puede llevar a cabo de cualquier manera continua,
en forma de lotes y en forma de semi lotes. Además, como otro
ejemplo de los métodos para la producción de la resina termoplática
(B) reforzada con una goma, se puede mencionar un método en el cual:
se produce un copolímero de injerto con elevado contenido de una
goma por cualquiera de los métodos de polimerización antes
mencionados; una resina termoplástica diluyente es producida
separadamente por polimerización en masa, polimerización por
emulsión o polimerización por suspensión, utilizando una materia
primera formada principalmente por el mismo compuesto vinílico que
el injertado en el polímero de goma; y la resina termoplástica
diluyente obtenida es incorporada en el copolímero de injerto de
alto contenido de goma mencionado anteriormente, a efectos de
ajustar el contenido de goma del copolímero de injerto al
valor
deseado.
deseado.
No obstante, en la presente invención, como
método para la fabricación de la resina termoplástica (B) reforzada
por goma, es preferible utilizar una polimerización por injerto en
emulsión que comprende la obtención de una mezcla de reacción que
contiene un polímero de goma producido por polimerización por
emulsión y, a continuación, añadir de manera continuada un compuesto
de vinilo a la mezcla de reacción que contiene el polímero de goma
producido, junto con un iniciador, un modificador de peso molecular
y similar, injertando de este modo el compuesto vinílico en el
polímero de goma.
Con respecto al valor de pH del sistema de
reacción para la copolimerización por injerto, no hay limitación
específica. No obstante, desde el punto de vista de facilitar la
polimerización por injerto, es preferible que el pH del sistema de
reacción para la copolimerización por injerto esté comprendido
dentro de una gama de valores neutros, es decir, en una gama de 7 a
9.
Cuando se utiliza polimerización por injerto en
emulsión para producir la resina termoplástica (B) con refuerzo de
goma, es preferible utilizar un emulsionante polimerizable
radicalmente que tiene un doble enlace en la molécula (al que se
hará referencia a continuación simplemente como "emulsionante
polimerizable"). El emulsionante polimerizable utilizado
preferentemente en la presente invención es seleccionado entre
compuestos que satisfacen las siguientes exigencias: tienen un grupo
hidrofílico y un grupo hidrofóbico en su molécula; tienen la
capacidad de reducir la tensión interfacial
gas-líquido, la tensión interfacial
líquido-líquido y la tensión interfacial
sólido-líquido; tienen como mínimo un doble enlace
en su molécula; y son radicalmente copolimerizables con una goma de
dieno conjugado, un compuesto vinil aromático, un compuesto de
cianuro de vinilo y/o un éster (meta)acrílico. El grupo
hidrofílico contenido en el emulsionante polimerizable que se puede
utilizar en la presente invención puede ser aniónico, no iónico o
catiónico. No obstante, es preferible que el grupo hidrofílico del
emulsionante polimerizable sea aniónico. Es más preferible que el
emulsionante polimerizable tenga tanto un grupo hidrofílico no
iónico como un grupo hidrofílico aniónico.
En la polimerización por injerto en emulsión, se
puede utilizar un emulsionante no polimerizable junto con un
emulsionante polimerizable. Cuando se utiliza un emulsionante no
polimerizable en la polimerización por injerto en emulsión, la
cantidad total del emulsionante no polimerizable utilizado en la
polimerización por injerto en emulsión y el emulsionante no
polimerizable utilizado en la producción del polímero de goma debe
ser de 4 partes en peso o menos, con respecto a 100 partes en peso
de la goma de dieno conjugado contenida en la resina termoplástica
(B) reforzada con goma. Cuando la cantidad total antes mencionada de
emulsionantes no polimerizables es superior a 4 partes en peso, con
respecto a 100 partes en peso de la goma de dieno conjugado
contenida en la resina termoplástica (B) reforzada con goma, es
probable que aparezcan problemas de manera tal que la resistencia al
impacto y la rigidez del compuesto de resina de policarbonato son
bajos, de manera que, cuando el compuesto de resina de policarbonato
es sometido a moldeo a altas temperaturas, el artículo moldeado
obtenido tiene menos brillo, y que, cuando se somete a moldeo, el
compuesto de resina de policarbonato provoca depósitos de moho y
muestra decoloración. El término "emulsificante no
polimerizable" utilizado en la presente invención significa un
emulsionante ordinario que es utilizado en general en la
polimerización en emulsión. Se incluyen entre los ejemplos de dichos
emulsionantes los emulsionantes aniónicos, tales como un rosinato
(trementinato), sal de ácido graso de cadena larga, sal de
alquilsulfato, sal de ácido alquilbencensulfónico, sal de ácido
alquildifenileterdisulfónico, sal de un ácido polioxietilén
alquilfeniletersulfúrico y una sal de ácido dialquilsulfosuccínico,
así como emulsionantes no iónicos, tales como polioxietilén
alquiléter y polioxietilén alquilfeniléter.
Como ejemplos de emulsionantes polimerizables
utilizables preferentemente en la presente invención, se pueden
mencionar los emulsionantes representados respectivamente por las
fórmulas (6) a (9), (27), (30) y (32) que se indican a continuación.
No obstante, los emulsionantes polimerizables utilizables en la
presente invención no quedan limitados a dichos emulsionantes.
Tal como se ha mencionado anteriormente, se
incluyen entre los ejemplos de emulsionantes polimerizables los
emulsionantes representados por la siguientes fórmula (6):
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la
que:
X^{6} representa un grupo (meta)alilo,
un grupo (meta)acriloilo o un grupo
1-propenilo;
Y^{6} representa un átomo de hidrógeno, un
grupo formador de sal de éster sulfato representado por
-SO_{3}M^{6}
- en la que M^{6} representa un átomo de hidrógeno, un metal alcalino, un metal alcalino térreo, un grupo amonio o un grupo C_{1}-C_{4} hidroxialquil amonio,
una sal de ácido carboxílico representada por
-CH_{2}COOM^{6}
- en la que M^{6} representa un átomo de hidrógeno, un metal alcalino, un metal alcalino térreo, un grupo amonio o un grupo C_{1}-C_{4} hidroxialquil amonio,
\newpage
o un grupo formador de sal monoéster fosfórico
representado por la siguiente fórmula (6'):
(6')---
\melm{\delm{\para}{OM ^{6'} }}{P}{\uelm{\dpara}{O}}--- OM^{6'}
- en la que cada uno de M^{6'} representa independientemente un átomo de hidrógeno, un metal alcalino, un metal alcalino térreo, un grupo amonio o un grupo C_{1}-C_{4} hidroxialquil amonio;
R^{6'} representa un grupo
C_{1}-C_{18} alquilo, un grupo alquenilo o un
grupo aralquilo;
R^{6''} representa un átomo de hidrógeno, un
grupo C_{1}-C_{18} alquilo, un grupo alquenilo
o un grupo aralquilo;
R^{6'''} representa un átomo de hidrógeno o un
grupo propenilo;
A^{6} representa un grupo
C_{2}-C_{4} sustituido o no sustituido; y
m representa un entero comprendido entre 1 y
200.
Se incluyen entre los ejemplos específicos de
emulsionantes polimerizables representados por la anterior fórmula
(6) los emulsionantes representados, respectivamente, por las
siguientes fórmulas (10) a (13):
en la que M^{10} representa un
metal alcalino, un metal alcalino térreo, un grupo amonio o un grupo
C_{1}-C_{4} hidroxialquil amonio, y n representa
un entero comprendido entre 1 y
100;
en la que M^{11} representa un
metal alcalino o un metal alcalino térreo, y n representa un entero
comprendido entre 1 y
100;
en la que n representa un entero
comprendido entre 10 y 200;
y
en la que M^{13} representa un
metal alcalino, un metal alcalino térreo, un grupo amonio o un grupo
C_{1}-C_{4} hidroxialquil amonio, y n representa
un entero comprendido entre 1 y
100.
Tal como se ha mencionado anteriormente, como
otros ejemplos de emulsionantes polimerizables utilizados
preferentemente en la presente invención, se pueden mencionar los
derivados de (meta)alilgliceriléter y
(meta)acrilgliceriléster, ambos representados por la
siguiente fórmula (7):
(7)
\melm{\delm{\para}{CH _{2} O(A ^{7} O) _{n} -- Z ^{7} }}{C}{\uelm{\para}{CH _{2} O -- X ^{7} }}HO(A^{7}O)_{m} -- Y^{7} \hskip2cm o \hskip2cm
\melm{\delm{\para}{CH _{2} O(A ^{7} O) _{n} -- Y ^{7} }}{C}{\uelm{\para}{CH _{2} O -- X ^{7} }}HO(A^{7}O)_{m} -- Z^{7}
en la
que:
X^{7} representa un grupo (meta)alilo o
un grupo (meta)acriloilo;
Y^{7}representa un átomo de hidrógeno, un grupo
formador de sal de sulfato éster representado por
-SO_{3}M^{7}
- en la que M^{7} representa un átomo de hidrógeno, un metal alcalino, un metal alcalino térreo, un grupo amonio o un grupo C_{1}-C_{4} hidroxialquil amonio,
una sal de ácido carboxílico representada por
-CH_{2}COOM^{7'}
- en la que M^{7'} representa un átomo de hidrógeno, un metal alcalino o un metal alcalino térreo,
un grupo formador de sal fosfórico monoéster
representado por la anterior fórmula (6'), o un grupo representado
por la fórmula (6''):
en las que M^{6''} representa un
átomo de hidrógeno, un metal alcalino, un metal alcalino térreo, un
grupo amonio, un grupo C_{1}-C_{4} hidroxialquil
amonio o un grupo C_{8}-C_{30} alquilo que
opcionalmente tiene una unidad de óxido de
C_{2}-C_{4} alquileno; y M^{6'''} alquileno
representa un átomo de hidrógeno, un metal alcalino, un metal
alcalino térreo, un grupo amonio o un grupo
C_{1}-C_{4} hidroxialquil
amonio;
Z^{7} representa un grupo
C_{8}-C_{30} alquilo sustituido o no sustituido,
un grupo alquenilo sustituido o no sustituido, un grupo alquilarilo
sustituido o no sustituido, un grupo aralquilarilo sustituido o no
sustituido, o un grupo acilo sustituido o no sustituido;
A^{7} representa un grupo
C_{2}-C_{4} alquileno sustituido o no
sustituido;
m representa un entero comprendido entre 0 y 100;
y
n representa un entero comprendido entre 0 y
50.
Se incluyen como ejemplos de emulsionantes
polimerizables representados por la anterior fórmula (7) los
emulsionantes representados, respectivamente, por las siguientes
fórmulas (14) a (20):
(14)
\melm{\delm{\para}{CH _{2} O -- Z ^{14} }}{C}{\uelm{\para}{CH _{2} O -- CH _{2} CH = CH _{2} }}HO(CH_{2}CH_{2}O)_{m}M^{14}
en la que M^{14} representa un
átomo de hidrógeno o un grupo formador de sal sulfato éster
representado por
-SO_{3}M^{14}'
- en la que M^{14}' representa un metal alcalino, un metal alcalino térreo, un grupo amonio o un grupo C_{1}-C_{4} hidroxialquil amonio;
Z^{14} representa un grupo
C_{8}-C_{30} alquilo o un grupo alquilarilo; y
m representa un entero comprendido entre 0 y 100,
(15)
\melm{\delm{\para}{CH _{2} O -- Z ^{15} }}{C}{\uelm{\para}{CH _{2} O -- CH _{2} CH = CH _{2} }}HO(CH_{2}CH_{2}O)_{m}CH_{2}COOM^{15}
en la que M^{15} representa un
metal alcalino o un metal alcalino térreo; Z^{15} representa un
grupo C_{8}-C_{30} alquilo o un grupo
alquilarilo; y m representa un entero comprendido entre 0 y
100,
(16)
\melm{\delm{\para}{CH _{2} O -- Y ^{16} }}{C}{\uelm{\para}{CH _{2} O -- CH _{2} CH = CH _{2} }}HOH
en la que Y^{16} representa la
siguiente fórmula
(16'):
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la que M^{16'} representa un
grupo C_{8}-C_{30} alquilo que opcionalmente
tiene una unidad de óxido de C_{2}-C_{4}
alquileno; y M^{16''} representa un metal alcalino, un metal
alcalino térreo, un grupo amonio o un grupo
C_{1}-C_{4} hidroxialquil
amonio,
en la que R^{17} representa un
grupo alquilo C_{4}-C_{30} sustituido o no
sustituido; y M_{17} representa un metal alcalino, un metal
alcalino térreo, un grupo amonio o un grupo
C_{1}-C_{4} hidroxialquil
amonio,
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Entre los emulsionantes polimerizables
representados por la anterior fórmula (7), los que tienen
estructuras preferentes son los emulsionantes polimerizables
representados por las fórmulas anteriores (14) y (16). Otros
ejemplos preferentes de emulsionantes polimerizables representados
por la fórmula (16) comprenden emulsionantes representados por las
siguientes fórmulas (40) y (41):
Tal como se ha mencionado anteriormente, como
ejemplos adicionales de emulsionantes polimerizables preferentemente
utilizados en la presente invención, se pueden mencionar los
derivados de ácido succínico representados por las siguientes
fórmulas (8):
en las
que:
X^{8} representa un grupo (meta)alilo o
un grupo (meta)acriloilo;
cada uno B^{8} y B^{8}' representa el
siguiente grupo Y^{8} o Z^{8} de manera que Y^{8} representa
M^{8} o un grupo formador de sal de sulfato éster representado por
-SO_{3}M^{8}
- en la que M^{8} representa un átomo de hidrógeno, un metal alcalino, un metal alcalino térreo, un grupo amonio o un grupo C_{1-}C_{4} hidroxialquil amonio, y
Z^{8} representa un grupo
C_{8}-C_{30} alquilo o un grupo alquenilo, a
condición de que B^{8} y B^{8'} sean distintos entre sí;
A^{8} representa un grupo
C_{2}-C_{4} alquileno sustituido o no
sustituido; y
cada uno de m y n representa independientemente
un entero comprendido entre 0 y 50.
Se incluyen entre los ejemplos específicos de
emulsionantes representados por la anterior fórmula (8) los
emulsionantes respectivamente representados por las siguientes
fórmulas (21) a (24):
Tal como se ha mencionado anteriormente, como
otros ejemplos adicionales de emulsionantes polimerizables
utilizados preferentemente en la presente invención se pueden
mencionar los emulsionantes representados por la siguiente fórmula
(9):
en la
que:
X^{9} representa un grupo (meta)alilo o
un grupo (meta)acriloilo;
Y^{9} representa un átomo de hidrógeno, un
grupo formador de sal de sulfato éster representado por
-SO_{3}M^{9}
- en la que M^{9} representa un átomo de hidrógeno, un metal alcalino, un metal alcalino térreo, un grupo amonio o un grupo C_{1}-C_{4} hidroxialquil amonio,
o una sal de ácido carboxílico representada por
-CH_{2}COOM^{9}
- en la que M^{9} representa un átomo de hidrógeno, un metal alcalino, un metal alcalino térreo, un grupo amonio o un grupo C_{1}-C_{4} hidroxialquil amonio;
cada uno de R^{9} representa independientemente
un átomo de hidrógeno o un grupo C_{1}-C_{25}
alquilo;
cada uno de R^{9'} representa
independientemente un grupo C_{1}-C_{25}
alquilo, un grupo de bencilo o un grupo estirilo;
p representa un entero comprendido entre 0 y
2;
A^{9} representa un grupo
C_{2}-C_{4} alquileno sustituido o no
sustituido; y
cada uno de m y n representa independientemente
un entero de 0 a 50.
Se incluyen entre los ejemplos específicos de
emulsionantes representados por la anterior fórmula (9)
emulsionantes representados respectivamente por las siguientes
fórmulas (25) y (26):
en la que M^{25} representa un
átomo de hidrógeno o un metal alcalino; A^{25}, R^{25} y
R^{25'} son respectivamente los mismos que A^{9}, R^{9}y
R^{9'} de la fórmula anterior (9); y m representa un entero
comprendido entre 1 y 200,
y
en la que M^{26} representa un
átomo de hidrógeno o un metal alcalino; A^{26}, R^{26} y
R^{26'} son respectivamente iguales que A^{9}, R^{9} y
R^{9'} de la fórmula anterior (9); y m representa un entero
comprendido entre 1 y
200.
Entre los ejemplos preferentes de los
emulsionantes polimerizables representados por la anterior fórmula
(9) se incluyen emulsionantes representados por las siguientes
fórmulas (36) a (39):
Tal como se ha mencionado anteriormente, como
otros ejemplos adicionales de emulsionantes polimerizables
preferentemente utilizados en la presente invención, se pueden
mencionar derivados de (meta)alilo éter y derivados del éster
(meta)acrílico, ambos representados por la siguiente fórmula
(27):
(27)
\melm{\delm{\para}{Z ^{27} }}{C}{\uelm{\para}{CH _{2} --- O(A ^{27} O) _{m} --- X ^{27} }}H --- O(A^{27}O)_{n} --- Y^{27}
\hskip3cm
\melm{\delm{\para}{CH --- O(A ^{27} O) _{n} --- Y ^{27} }}{C}{\uelm{\para}{Z ^{27} }}H_{2} --- O(A^{27}O)_{m} --- X^{27}
en la
que:
X^{27} representa un grupo (meta)alilo o
un grupo (meta)acriloilo;
Y^{27} representa un átomo de hidrógeno, un
grupo metilo, un grupo formador de sal de éster sulfato
representando por -SO_{3}M^{27}
- en el que M^{27} representa un átomo de hidrógeno, un metal alcalino, un metal alcalino térreo, un grupo amonio o un grupo C_{1}-C_{4} hidroxialquil amonio,
una sal de ácido carboxílico representada por
-CH_{2}COOM^{27}
- de la que M^{27} representa un átomo de hidrógeno, un metal alcalino o un metal alcalino térreo, un grupo amonio o un grupo C_{1}-C_{4} hidroxialquil amonio,
o bien un grupo formador de sal fosfórico
monoéster representado por la anterior fórmula (6');
Z^{27} representa un grupo
C_{8}-C_{30} alquilo;
A^{27} representa un grupo
C_{2}-C_{4} alquileno sustituido o no
sustituido;
m representa un entero comprendido entre 0 y 20;
y
n representa un entero comprendido entre 0 y
50.
Se incluyen en todos los ejemplos específicos de
emulsionantes representados por la anterior fórmula (27)
emulsionantes respectivamente representados por las siguientes
fórmulas (28) y (29):
Tal como se ha mencionado anteriormente, como
otros ejemplos adicionales de emulsionantes polimerizables
utilizados preferentemente en la presente invención, se pueden
mencionar los compuestos de diol representados por la siguiente
fórmula (30):
en la que A^{30} representa un
grupo C_{2}-C_{4} alquileno; R^{30} representa
un grupo C_{8}-C_{24} hidrocarburo; R^{30'}
representa un átomo de hidrógeno o un grupo metilo; cada uno de m y
n representa independientemente un entero de 0 a 100, a condición de
que la suma de m y n está comprendida entre 0 y 100; y M^{30}
representa un átomo de hidrógeno, un metal alcalino, un metal
alcalino térreo, un grupo amonio o un grupo
C_{1}-C_{4} hidroxialquil
amonio.
Entre los ejemplos específicos de compuestos diol
representados por la anterior fórmula (30) se incluyen compuestos
representados por la siguiente fórmula (31):
en la que M^{31} es igual que
M^{30} en la fórmula anterior
(30).
Tal como se ha mencionado anteriormente, como
otros ejemplos adicionales de emulsionantes polimerizables
preferentemente utilizados en la presente invención, se pueden
mencionar compuestos representados por la siguiente fórmula
(32):
(32)X^{32}
--- Z^{32} --- Y^{32} \hskip0,5cm o \hskip0,5cm X^{32} ---
Z^{32} --- O(A^{32}O)_{n} ---
Y^{32}
en la
que:
X^{32} representa un grupo (meta)alilo,
un grupo (meta)aliloxi,
un grupo (meta)acriloilo, un grupo
(meta)acriloiloxi o un grupo representado por la fórmula
siguiente (32'):
(32')---
\uelm{N}{\uelm{\para}{R ^{32'} }}---
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}---
\uelm{C}{\uelm{\para}{R ^{32''} }}
\biequalCH_{2}
en la que cada uno de R^{32'} y
R^{32''} representa independientemente un átomo de hidrógeno o un
grupo
metilo;
Y^{32} representa un átomo de hidrógeno, un
grupo formador de sal de sulfato éster representado por
-SO_{3}M^{32}
- en la que M^{32} representa un átomo de hidrógeno, un metal alcalino, un metal alcalino térreo, un grupo amonio o un grupo C_{1}-C_{4} hidroxialquil amonio,
una sal de ácido carboxílico representada por
-CH_{2}COOM^{32}
- en la que M^{32} representa un átomo de hidrógeno, un metal alcalino y un metal alcalino térreo, un grupo amonio o un grupo C_{1}-C_{4} hidroxialquil amonio,
un grupo formador de sal monoéster fosfórico
representado por la anterior fórmula (6'), o un grupo formador de
sal de monoéster de ácido sulfosuccínico representado por la
anterior fórmula (6'');
Z^{32} representa un grupo
C_{6}-C_{30} alquileno sustituido o no
sustituido;
A^{32} representa un grupo
C_{2}-C_{4} alquileno sustituido o no
sustituido; y
cada uno de m y n representa independientemente
un entero comprendido entre 0 y 50.
Los ejemplos específicos de compuestos
representados por la anterior fórmula (32) comprenden compuestos
respectivamente representados por las fórmulas (33) a (35):
(33)CH_{2} =
CHCH_{2} --- C_{12}H_{24} ---
O(CH_{2}CH_{2}O)_{10} ---
CH_{2}COONa
\vskip1.000000\baselineskip
(34)CH_{2} =
\uelm{C}{\uelm{\para}{ \hskip-0,4cm H _{3} C}}---
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}O --- C_{12}H_{24} --- O(CH_{2}CH_{2}O)_{10} --- CH_{2}COONa
(35)CH_{2} =
\uelm{C}{\uelm{\para}{ \hskip-0,4cm H _{3} C}}---
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}--- NH --- C_{12}H_{24} --- O(CH_{2}CH_{2}O)_{20}H
Entre los emulsionantes polimerizables
anteriormente mencionados son preferentes los emulsionantes
polimerizables representados por las fórmulas (6) a (9). Los
emulsionantes polimerizables representados por la fórmula anterior
(6) son especialmente preferentes.
Se incluyen entre los ejemplos especialmente
preferentes de emulsionantes polimerizables representados por la
fórmula anterior (6) los emulsionantes representados por las
siguientes fórmulas (42) a (46):
Cuando se utiliza polimerización en emulsión para
producir la resina termoplástica (B) reforzada por una goma, la
resina termoplástica (B) deseada se obtiene en forma de un látex
polímero. En general, para recoger dicho látex polímero, el látex
polímero es sometido a un tratamiento de coagulación por adición de
un agente de salificación inorgánico y, a continuación, es sometido
a eliminación del agua. No hay limitación específica con respecto al
tipo de agente de salificación utilizado para coagulación. Se
incluyen entre los ejemplos de agentes de salificación utilizados en
la presente invención las soluciones acuosas de sulfato de aluminio,
sulfato de magnesio, cloruro cálcico y ácido sulfúrico. Es
preferible que la cantidad del agente de salificación residual en la
resina termoplástica reforzada con goma obtenida sea lo menor
posible.
Por incorporación de un retardante de la llama
(C) en el compuesto de resina de policarbonato de la presente
invención que comprende los componentes anteriormente mencionados
(A) y (B), el compuesto de resina de policarbonato puede mostrar no
solamente una alta resistencia al impacto y elevada moldeabilidad
sino también elevado carácter retardante de la llama.
\newpage
En la presente invención, se pueden utilizar como
retardante de la llama (C) retardantes de la llama de tipo
convencional. Se incluyen entre los ejemplos de retardante de la
llama los compuestos que contienen fósforo; compuestos orgánicos que
contienen halógeno; compuestos orgánicos que contienen nitrógeno tal
como una melamina; compuestos inorgánicos tales como hidróxido
magnésico e hidróxido de aluminio; óxidos de antimonio; y óxidos de
bismuto. Como otros ejemplos de retardantes de la llama, se pueden
mencionar óxidos metálicos tales como óxido de zinc y óxido de
estaño; fósforo rojo; compuestos de fósforo inorgánicos tales como
fosfino, ácido hipofosforoso, ácido fosforoso, ácido metafosfórico,
ácido pirofosfórico y anhídrido fosfórico; fibras tales como fibras
de carbono y fibras de vidrio; grafito expandido; sílice; y vidrio
de sílice fundido. De estos, son precedentes los compuestos que
contienen fósforo, compuestos orgánicos que contienen halógenos y
una combinación de un compuesto orgánico que contiene un halógeno y
óxido de antimonio.
Como compuesto orgánico que contiene un halógeno,
se puede utilizar cualquier compuesto seleccionado entre retardantes
de la llama que contienen halógenos de tipo convencional y fosfatos
que contienen halógenos. Se incluyen entre los ejemplos de
compuestos orgánicos que contienen halógeno el hexacloropentadieno,
hexabromodifenilo, óxido de octabromofenilo, tribromofenoximetano,
decabromodifenilo, óxido de decabromodifenilo, óxido de
octabromodifenilo, tetrabromo bisfenol A, tetrabromooftalimida,
hexabromobuteno y hexabromociclododecano. De estos, es preferible un
compuesto orgánico que contiene un halógeno representado por la
siguiente fórmula (47):
en la que n representa cero o un
número natural, cada uno de X^{47} representa independientemente
un átomo de cloro o un átomo de bromo, cada uno de i, j, k, y l
representa independientemente un entero de 1 a 4, cada uno de
R^{47} y R^{47'} representa independientemente un átomo de
hidrógeno, un grupo metilo, un grupo de epoxipropilo representado
por la fórmula
(49):
\vskip1.000000\baselineskip
un grupo fenilo o un grupo
representado por la siguiente fórmula
(50):
en la que m representa 0, 1, 2 ó
3.
Un compuesto orgánico que contiene un halógeno,
especialmente preferente está representado por la siguiente fórmula
(48):
en la que n representa cero o un número natural,
cada uno de R^{48} y R^{48'} representa independientemente un
grupo epoxipropilo representado por la fórmula anterior (49), un
grupo fenilo o un grupo representado por la siguiente fórmula
(51):
en la que m representa 0, 1, 2 ó
3.
Por otra parte, se pueden citar como ejemplos de
fosfatos que contienen halógenos, utilizables como retardantes de la
llama en la presente invención:
tris(cloroetilfosfato),
tris(dicloropropilfosfato),
tris-(\beta-cloropropilfosfato),
tris(tribromofenil)fosfato,
tris(dibromo-fenil)fosfato,
tris(tribromoneopentilfosfato) y fosfatos oligómeros
derivados de aquéllos. De estos, son precedentes los tris
(tribromoneopentilfosfato), tris(tribromofenil)fosfato
y tris (dibromofenil) fosfato. Estos compuestos orgánicos que
contienen halógenos pueden ser utilizados individualmente o en
combinación.
Se incluyen entre los fosfatos retardantes de la
llama fosfatos tales como trimetilfosfato, trietilfosfato,
tripropilfosfato, tributilfosfato, tripentilfosfato,
trihexilfosfato, tricicloexilfosfato, trifenilfosfato,
tricresilfosfato, trixilenilfosfato, dimetiletilfosfato,
metildibutilfosfato, etildipropilfosfato e
hidroxifenildifenilfosfato; y compuestos obtenidos modificando los
fosfatos anteriormente mencionados con varios sustituyentes.
Los fosfatos oligómeros utilizables en el
compuesto de resina de policarbonato de la presente invención están
representados por la siguiente fórmula (52):
en la que n representa un entero
comprendido entre 1 y 10; cada uno de Ar^{5}, Ar^{6}, Ar^{7} y
Ar^{8} representa independientemente un grupo fenilo, un grupo
tolilo, un grupo xililo, a condición de que, cuando n es 2 o más, en
la serie de Ar^{8} estos pueden ser iguales o distintos; y
R^{52} representa un grupo seleccionado entre las siguientes
fórmulas A1 a
A4:
Entre los fosfatos oligómeros representados por
la anterior fórmula (52) son preferentes los representados por las
fórmulas (53) a (56):
en la que cada uno de Ar^{5'},
Ar^{6'} y Ar^{81} representa independientemente un grupo fenilo,
un grupo tolilo o un grupo xililo distinto del grupo
2,6-xililo; y R' es un grupo representado por la
anterior fórmula
A4.
Estos fosfatos son especialmente efectivos para
impartir elevado carácter retardante a la llama y elevada
resistencia térmica al compuesto de resina de policarbonato de la
presente invención.
Los retardantes de la llama antes mencionados
pueden ser utilizados individualmente o en combinación.
La cantidad de retardante de la llama en el
compuesto de resina de la presente invención se selecciona de
acuerdo con el nivel de carácter de retraso de la llama requerido
del compuesto de resina. No obstante, es preferible que la magnitud
de retardante de la llama en el compuesto de resina de la presente
invención quede comprendido entre 0,1 y 30 partes en peso, con
respecto a 100 partes en peso del total de componentes (A) y (B).
Cuando la cantidad de un retardante de la llama es menor de 0,1
partes en peso, el efecto del retardante de la llama no es
satisfactorio. Cuando la cantidad de un retardante de la llama es
superior a 30 partes en peso, la resistencia mecánica del compuesto
de resina disminuye. La cantidad de retardante de la llama es más
preferentemente de 1 a 25 partes en peso, más preferentemente de 3 a
22 partes en peso, con respecto a 100 partes en peso de los
componentes totales (A) y (B). Cuando se utiliza un compuesto que
contiene un halógeno como el retardante de la llama, el compuesto de
resina de la presente invención puede contraer también un retardante
de la llama auxiliar para aumentar el efecto del retardante de la
llama. Un compuesto preferentemente utilizable como retardante de la
llama auxiliar es un compuesto que contiene un elemento que
pertenece al grupo VB de la tabla periódica. De manera específica,
un compuesto que contiene nitrógeno, un compuesto que contiene
fósforo, un óxido de antimonio y un óxido de bismuto pueden ser
mencionados como ejemplos preferentes de retardantes de la llama
auxiliares. También son eficaces como retardantes de la llama
auxiliares los óxidos metálicos tales como óxido de hierro, óxido de
zinc o bien óxido de estaño. De estos compuestos, es el más
preferente un óxido de antimonio tal como trióxido de diantimonio o
pentóxido de diantimonio. Estos retardantes de la llama auxiliares
pueden ser sometidos a un tratamiento superficial para mejorar las
características de dispersión de los mismos en el compuesto de
resina y/o mejorar la estabilidad térmica del compuesto de resina
que contiene este retardante de la llama auxiliar.
La cantidad de retardante de la llama auxiliar en
el compuesto de resina está comprendido preferentemente entre 0,5 y
20 partes en peso, con respecto a 100 partes en peso del componente
total (A) y componente (B). Cuando la cantidad de retardante
auxiliar de la llama es menor de 0,5 partes en peso, el efecto del
retardante de la llama auxiliar es poco satisfactorio. Cuando la
cantidad de retardante de la llama auxiliar es superior a 20 partes
en peso, la resistencia mecánica del compuesto de la resina
disminuye y la moldeabilidad del compuesto de la resina se hace
reducida. La magnitud del retardante de la llama auxiliar es más
preferentemente de 1 a 15 partes en peso, más preferentemente de 1 a
10 partes en peso, con respecto a 100 partes en peso del componente
total (A) y componente (B).
En la presente invención, para impartir
características de mejora de la prevención del goteo en el compuesto
de resina de la presente invención, además de mejoras en el retraso
de la llama, es preferible que el compuesto de resina de la presente
invención comprenda además un agente antigoteo.
Como agente antigoteo se puede mencionar un
polímero que tenga una estructura de perfluoralcano, tal como
politetrafluoretileno (PTFE), una goma de silicona y una goma de
tipo acrílico/silicona. De éstas, es especialmente preferente
PTFE.
Como PTFE utilizable en el compuesto de resina de
la presente invención se pueden mencionar, por ejemplo, las que se
describen en las Patentes U.S.A N1 2.393.967, 3.671.487 y
3.723.373.
Es preferible que la cantidad de PTFE en el
compuesto de resina de la presente invención esté comprendida entre
0,01 y 5 partes en peso, con respecto a 100 partes en peso de los
componentes totales (A) y (B). Cuando la cantidad de PTFE como
agente antigoteo es menor de 0,01 partes en peso, las
características de prevención del goteo del compuesto de resina son
poco satisfactorias. Cuando la cantidad de PTFE es superior a 5
partes en peso, la resistencia mecánica del compuesto de resina
disminuye y la moldeabilidad del compuesto de resina se reduce.
A continuación, se realizará la explicación de un
compuesto polímero antiestático opcionalmente utilizables (D)
seleccionado del grupo que comprende una polieteramina, un
polieteréster, una polieteresteramida y un elastómero de
poliamidaimida.
Por la incorporación del polímero antiestático
(D) en el compuesto de resina de la presente invención, se puede
impartir una resistividad superficial baja y estable al compuesto de
resina manteniendo simultáneamente una resistencia mecánica
satisfactoria y resistencia al calor, de manera que la composición
de resina puede mostrar características antiestáticas duraderas.
Se incluyen entre las polieteramidas,
polieterésteres y polieteresteramidas los copolímeros bloque y
copolímeros de injerto, obtenidos ambos por la reacción entre un
compuesto formador de poliamida y/o un compuesto formador de
poliéster, así como un compuesto que contiene una unidad de óxido de
polialquileno. Como compuesto formador de poliamida, se pueden
mencionar ácido aminocarboxílico tal como ácido
\omega-aminocaproico, ácido
\omega-aminoenántico, ácido
\omega-aminocaprílico, ácido
\omega-aminoperlagónico, ácido
\omega-aminocáprico, ácido
11-aminoundecanoico y ácido
12-aminododecanoico; lactamas, tales como
\varepsilon-caprolactama y enantalactama; una sal
de una diamina con un ácido dicarboxílico tal como adipato de
hexametilendiamina, sebacato de hexametilendiamina, e isoftalato de
hexametilendiamina; así como una mezcla de estos compuestos que
forman poliamida. Es preferente que el compuesto formador de
poliamida sea una caprolactama, ácido
12-aminododecanoico o una combinación de
hexametilendiamina y
adipato.
adipato.
Como compuesto formador de poliéster se puede
mencionar, por ejemplo, una combinación de un ácido dicarboxílico (o
una mezcla de dos o más ácidos dicarboxílicos) con un diol alifático
(o una mezcla de dos o más dioles alifáticos). Se incluye entre los
ejemplos de ácidos dicarboxílicos los ácidos dicarboxílicos
aromáticos, tales como ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido
ftálico, ácido naftalén -2,6-dicarboxílico, ácido
naftalén -2,7-dicarboxílico, ácido difenil
-4,4'-dicarboxílico, ácido difenoxietandicarboxílico
y 3-sulfoi-softalato sódico; ácidos
alicíclicos dicarboxílicos, tales como ácido
1,3-ciclopentanodicarboxílico, ácido
1,4-ciclohexandicarboxílico, ácido
1,2-ciclohexandicarboxílico y
1,3-dicarboximetilciclohexano; así como ácidos
alifáticos dicarboxílicos, tales como ácido succínico, ácido
oxálico, ácido adípico, ácido sebácico y ácido decanodicarboxílico.
Estos ácidos dicarboxílicos pueden ser utilizados individualmente o
en combinación. Se incluyen entre los ejemplos de dioles alifáticos
el etilén glicol, 1,2-propilén glicol,
1,3-propilén glicol, 1,2-butanodiol,
1,3-butanodiol, 2,3-butanodiol,
1,4-butanodiol, neopentil glicol y hexanodiol.
Estos dioles alifáticos pueden ser utilizados individualmente o en
combinación. Son ácidos dicarboxílicos preferentes el ácido
tereftálico, ácido isoftálico, ácido
1,4-ciclohexandicarboxílico, ácido sebácico y ácido
decandicarboxílico. Son dioles preferentes etilén glicol,
1,2-propilén glicol, 1,3-propilén
glicol y 1,4-butanodiol.
Como ejemplo de compuestos que contienen una
unidad de óxido de polialquileno, se pueden mencionar dioles tales
como polietilén glicol, polipropilén glicol, politetrametilén
glicol, así como un copolímero bloque o copolímero al azar de óxido
de etileno y óxido de tetrametileno; diaminas obtenidas por su
sustitución de los grupos hidróxilo terminales de estos dioles por
grupos amino; y ácidos dicarboxílicos obtenidos sustituyendo el
grupo hidróxilo terminal de estos dioles por grupos de ácido
carboxílico. Estos compuestos que contienen una unidad de óxido de
polialquileno se pueden utilizar individualmente o en combinación.
De estos compuestos, es preferente el polietilén glicol.
Para sintetizar una polieteramida, un
polieteréster o una polieteresteramida, se puede utilizar un método
en el que un compuesto formador de poliamida y/o un compuesto
formador de poliéster se hacen reaccionar con compuestos que
contienen una unidad de óxido de polialquileno, de manera que,
dependiendo del tipo de grupos terminales del compuesto que contiene
una unidad de óxido de polialquileno, la reacción es una reacción de
esterificación o una reacción de amidación. Además, dependiendo del
tipo de la reacción se puede utilizar también en la reacción un
ácido dicarboxílico o una diamina.
Se incluyen entre los ejemplos de ácidos
dicarboxílicos los ácidos dicarboxílicos aromáticos, tales como
ácido tereftálico, ácido isoftálico y ácido ftálico, ácidos
dicarboxílicos alicíclicos tales como ácido
1,4-ciclohexan dicarboxílico y ácido
1,2-ciclohexan dicarboxílico, así como ácidos
dicarboxílicos alifáticos tales como ácido succínico, ácido oxálico,
ácido adípico, ácido sebácico y ácido decan dicarboxílico. Estos
ácidos dicarboxílicos pueden ser utilizados individualmente o en
combinación. Entre ellos, son preferentes el ácido tereftálico,
ácido isoftálico, ácido 1,4-ciclohexan
dicarboxílico, ácido adípico, ácido sebácico y ácido decan
dicarboxílico.
Como elastómero de poliamidaimida, se utiliza un
copolímero multibloque que es producido a partir de la mezcla de (a)
caprolactama, (b) un ácido policarboxílico trivalente o tetravalente
y (c) polioxietilén glicol o un polioxialquilén glicol formado
principalmente por polioxietilén glicol, y en el que las unidades de
poliamidaimida, que constituyen el segmento duro derivado de los
materiales antes mencionados (a) y (b), están enlazados con
intermedio de un enlace éster a las unidades de polioxialquilén
glicol, que constituyen el segmento blando derivado del material
antes mencionado (c).
El material (b) utilizado en la producción del
elastómero de poliamidaimida es un ácido policarboxílico trivalente
o tetravalente aromático capaz de reaccionar con un grupo amino para
formar como mínimo un anillo ímido, o es el ácido policarboxílico en
forma anhidra.
Se incluyen entre los ejemplos de ácidos
tricarboxílicos utilizables como el material antes mencionado (b),
ácido 1,2,4-trimelítico, ácido
1,2,5-naftalén tricarboxílico, ácido
2,6,7-naftalén tricarboxcílico, ácido
3,3',4-difenil tricarboxílico, ácido
benzofenona-3,3,4-tricarboxílico,
ácido difenilsulfona-3,
3',4-tricarboxílico y ácido
difeniléter-3,3',4-tricarboxílico.
Se incluyen entre los ejemplos de ácidos
tetracarboxílicos utilizables como el material (b) antes mencionado
el ácido piromelítico, el ácido
difenil-2,2',3,3'-tetracarboxílico,
ácido benzofenona 2,2',3,3'-tetracarboxílico, ácido
difenilsulfona-2,2',3,3'-tetracarboxílico
y ácido
difeniléter-2,2',3,3'-tetracarboxcílico.
El ácido policarboxílico (b) es utilizado en una
cantidad tal que los grupos de ácido carboxílico del mismo se
encuentran presentes en una cantidad sustancialmente equimolar, con
respecto a la cantidad molar de los grupos hidróxilo del glicol (c),
a saber, en una proporción molar de 0,9 a 1,1 veces la cantidad
molar de los grupos hidróxilo del glicol (c).
En el elastómero de poliamidaimida, la
polaimidaimida como segmento duro contribuye a no solamente a la
resistencia al calor, resistencia mecánica y dureza del elastómero
de poliamidaimida sino también a la compatibilidad del elastómero de
poliamidaimida con la resina de policarbonato (A) y la resina
termoplástica reforzada con goma (B). Es preferible que el contenido
de poliamidaimida del elastómero de poliamidaimida sea 15 a 70% en
peso. Cuando el contenido de poliamidaimida del elastómero de
poliamidaimida es menor de 15% en peso, la resistencia del
elastómero de poliamidaimida se hace reducida, de manera que la
resistencia al impacto del compuesto de resina de poliamida final
resulta reducida. Cuando el contenido de poliamidaimida del
elastómero de poliamidaimida es superior a 70% en peso, no solamente
se reduce la compatibilidad del elastómero de poliamidaimida con la
resina de policarbonato (A) y la resina de termoplástico reforzado
con goma (B) sino que, asimismo, las características antiestáticas
del elastómero de poliamidaimida se hacen pobres.
Es preferible que el peso molecular de la
polaimidaimida se encuentre en una gama de 1, 2 a 3, más
preferentemente de 1,2 a 2,5 en términos de la viscosidad relativa
medida por un método en el que 0,5 gramos del polímero se disuelven
en metacresol de manera que el volumen de la solución resultante
pasa a ser de 100 ml, y la solución se somete a medición de
viscosidad relativa a 30ºC por medio de un viscosímetro capilar.
Cuando el peso molecular de la poliamidaimida en términos de la
viscosidad relativa antes definida es menor de 1,2, la estabilidad
térmica del elastómero de poliamidaimida es reducida. Cuando el peso
molecular de la poliamidaimida en términos de la viscosidad relativa
antes definida es superior a 3, la compatibilidad del elastómero de
poliamidaimida con la resina de policarbonato (A) y la resina
termoplástica reforzado con goma (B) se reduce.
La estabilidad del elastómero de poliamidaimida
se puede mejorar introduciendo un anillo de imida. Se puede
introducir un anillo de imida utilizando una diamina (d). Cuando se
utiliza la diamina (d) para introducir un anillo de imida, se
utiliza ácido policarboxílico (b) en una proporción molar de 0,9 a
1,1 veces la cantidad molar total de los grupos hidróxilo del glicol
(c) y los grupos amino de la diamina (d).
Se incluyen entre los ejemplos de diaminas (d) la
etilendiamina, tetrametilendiamina, hexametilendiamina y
fenilendiamina. Cuando se utiliza la diamina (d) es preferible que
la cantidad de la misma sea tal que la cantidad molar de los grupos
amino de la diamina (d) sea igual o inferior a la cantidad molar de
los grupos hidróxilo del glicol (c). Cuando la cantidad de la
diamina (d) es superior al valor antes mencionado, se hace difícil
obtener un elastómero uniforme, de manera que la compatibilidad del
elastómero de poliamidaimida con la resina de policarbonato (A) y la
resina de termoplástico reforzada con gomas (B) resulta pobre.
\newpage
Se incluyen entre los ejemplos de glicoles (c)
utilizados en la producción del elastómero de poliamidaimida, el
polietilén glicol o una mezcla de polietilén glicol y un
polialquilén glicol distinto al polietilén glicol.
El peso molecular promedio en número de un
polietilén glicol (c) no está particularmente limitado, pero es
preferible que el peso molecular promedio en número se encuentre en
una gama de valores de 500 a 5.000 (determinado por cálculo del
valor OH del polietilén glicol). Cuando el peso molecular promedio
en número es menor de 500, la temperatura de fusión del elastómero
de poliamidaimida tiende a reducirse, de manera que la resistencia
al calor del elastómero tiende a resultar reducida, si bien la
temperatura de fusión del elastómero de poliamidaimida está
influenciada también por las otras características del elastómero.
Cuando el peso molecular promedio en número es superior a 5.000, se
hace difícil obtener un elastómero que tenga elevada rigidez de
manera que, cuando el elastómero obtenido es mezclado con el
policarbonato (A) y la resina termoplástica reforzada con goma (B),
el compuesto de resina resultante tiende desventajosamente a tener
reducida resistencia al impacto y reducida rigidez.
Se puede utilizar un polialquilén glicol distinto
del polietilén glicol en una cantidad menor al 50% en peso basado en
el peso del glicol (c). Como polialquilén glicol que se puede
utilizar en combinación con polietilén glicol se pueden mencionar
politetrametilén glicol que tiene un peso molecular promedio en
número de 500 a 5.000, un politetrametilén glicol modificado que
tiene un peso molecular promedio en número de 500 a 5.000 y
polipropilén glicol con un peso molecular promedio en número de 500
a 5.000.
Como politetrametilén glicol modificado se puede
utilizar un politetrametilén glicol que tiene una estructura
obtenida sustituyendo una parte de los enlaces
-(CH_{2})_{4}-O- del politetrametilén
glicol por un enlace -R-O- en el que R es un grupo
C_{2}-C_{10} alquileno. Este grupo R alquileno
del polialquilén glicol modificado representa, por ejemplo, un grupo
etileno, un grupo 1,2-propileno, un grupo
1,3-propileno, un grupo
2-metil-1,3-propileno,
un grupo
2,2-dimetil-1,3-propileno,
un grupo pentametileno o un grupo hexametileno. El grado de
modificación del politetrametilén glicol modificado no está
particularmente limitado, sino que se selecciona generalmente en una
gama de valores de 3 a 50% en peso en términos del contenido del
enlace -R-O- en el politetrametilén glicol
modificado. El grado de modificación y el tipo del grupo alquileno
representado por R se seleccionan de manera apropiada de acuerdo con
las características requeridas para el compuesto de resina de
policarbonato, tal como resistencia al impacto de baja temperatura,
características antiestáticas y resistencia al calor.
El politetrametilén glicol modificado puede ser
producido, por ejemplo, por copolimerización de tetrahidrofurano con
un dial en presencia de un heteropoliácido como catalizador o por la
copolimerización de butanodiol con un diol o un éter cíclico que es
un producto de una reacción de condensación de un diol.
Con respecto al método para la preparación de un
elastómero de poliamidaimida, no hay limitación específica siempre
que se produzca un elastómero de poliamidaimida homogéneo. Por
ejemplo, se puede utilizar el siguiente procedimiento.
Se mezclan caprolactama (a), un ácido
policarboxílico aromático (b) y glicol (c) en una proporción tal que
los materiales (b) y (c) se encuentran presentes en cantidades
sustancialmente equimolares entre sí y se lleva a cabo una reacción
de polimerización de los materiales a una temperatura comprendida
entre 150 y 300ºC, preferentemente de 180 a 280ºC, manteniendo el
contenido de agua del sistema de reacción dentro de una gama de 0,1
a 1% en peso. En este método la temperatura de reacción puede ser
elevada gradualmente durante el proceso de condensación por
deshidratación.
En la reacción antes mencionada, una parte de la
caprolactama permanece sin reaccionar, y la caprolactama sin
reaccionar es separada por destilación de la mezcla de reacción a
presión reducida. Después de la eliminación de la caprolactama no
reaccionada, en caso deseado, la mezcla de reacción puede ser
sometida a una post-polimerización a una temperatura
comprendida entre 200 y 300ºC, preferentemente entre 230 y 280ºC a
una presión reducida.
En el método antes mencionado se impide una macro
separación en la fase llevando a cabo una esterificación y amidación
simultáneamente durante el proceso de condensación por
deshidratación, obteniendo de esta manera un elastómero homogéneo y
transparente. Dadas estas excelentes características del elastómero
de poliamidaimida, dicho elastómero de poliamidaimida muestra
excelente compatibilidad con la resina de policarbonato (A) y la
resina (B) de termoplástico reforzada con goma, de manera que la
resina de policarbonato que contiene el elastómero de poliamidaimida
puede mostrar excelentes características, tales como características
antiestáticas elevadas, elevadas características mecánicas, buen
brillo y otras.
Para producir un elastómero homogéneo y
transparente por el método de reacción en el que la reacción de
esterificación y la reacción de polimerización de la caprolactama se
llevan a cabo simultáneamente controlando las velocidades de
reacción de ambas reacciones, es preferible que el contenido de agua
del sistema de reacción se mantenga dentro de una gama de 0,1 a 1%
en peso al eliminar del sistema de reacción el agua generada por las
reacciones. Cuando el contenido de agua del sistema de reacción es
superior a 1% en peso, la polimerización de la caprolactama domina
sobre la reacción de esterificación, resultando ello en la aparición
de una macroseparación en la fase. Por otra parte, cuando el
contenido de agua del sistema de reacción es menor de 0,1% en peso,
la reacción de esterificación domina e inhibe la reacción de
polimerización de la caprolactama, de manera que no se puede obtener
un elastómero que tenga la estructura molecular deseada. El
contenido de agua del sistema de reacción es seleccionado dentro de
la gama antes mencionada de acuerdo con las características
mecánicas deseadas del elastómero.
En el método de reacción antes mencionado, en el
caso deseado, el contenido de agua del sistema de reacción se puede
disminuir gradualmente en el curso de las reacciones. El contenido
de agua del sistema de reacción se puede controlar cambiando las
condiciones de reacción, tales como temperatura de reacción,
cantidad de gas inerte introducido en el sistema de reacción, y
grado de reducción de presión o cambiando la estructura del
reactor.
El grado de polimerización del elastómero de
poliamidaimida se puede controlar en el grado deseado, pero es
preferible que el grado de polimerización se encuentre a un nivel
tal que la viscosidad relativa del elastómero de poliamidaimida sea
de 1,5 o más, medido por el método en el que se disuelven 0,5 gramos
del elastómero de poliamidaimida en metacresol de manera que el
volumen de la solución resultante pasa a ser de 100 ml, y la
solución es sometida a medición de viscosidad relativa a 30ºC por
medio de un viscosímetro capilar. Cuando la viscosidad relativa es
menor de 1,5, el elastómero no puede mostrar características
mecánicas satisfactorias de manera que, cuando este elastómero es
amasado con la resina de policarbonato (A) y la resina de
termoplástico reforzado con goma (B), es posible que las
características mecánicas de la resina obtenida resulten
insatisfactorias. Es más preferible que la viscosidad relativa
medida por el método anteriormente indicado sea de 1,6 o
superior.
Cuando se utiliza un diamina (d) para producir el
elastómero de poliamidaimida, se puede utilizar o bien un método de
reacción de etapa única o un método de reacción de dos etapas. En el
método de reacción de etapa única la totalidad de la caprolactama
(a), ácido policarboxílico (b), glicol (c) y diamina (d) se cargan
en el reactor en una sola vez y se hacen reaccionar. En el método de
reacción de dos etapas, en primer lugar, se hace reaccionar ácido
policarboxílico (b) y una diamina (d) entre sí para obtener el
método de reacción y, a continuación, se añaden caprolactama (a) y
glicol (c) a la mezcla de reacción y la mezcla resultante es
sometida a reacción adicional.
En la producción del elastómero de poliamidaimida
se puede utilizar un catalizador de esterificación como acelerador
de la polimerización.
Se incluyen entre los ejemplos de aceleradores de
polimerización compuestos de fósforo, tales como ácido fosfórico,
ácido polifosfórico y ácido metafosfórico; tetralquilortotitanatos,
tal como tetrabutilortotitanato; catalizadores de estaño, tales como
laurato de dibutilestaño; catalizadores de manganeso, tales como
acetato de manganeso; catalizadores de antimonio, tales como
trióxido de diantimonio; y catalizadores de plomo, tales como
acetato de plomo. El catalizador se puede añadir al sistema de
reacción en la etapa inicial o intermedia de la reacción de
polimeriza-
ción.
ción.
Para mejorar la estabilidad térmica del
elastómero de poliamidaimida, se pueden utilizar diferentes
estabilizantes, tales como agentes térmicos de prevención del
envejecimiento y un antioxidante. Estos estabilizantes se pueden
añadir a la mezcla de reacción en la etapa inicial, media o final de
la reacción de la polimerización.
Se incluyen entre estos estabilizantes los
fenoles impedidos, tales como
N,N'-hexametilén-bis(3,5-di-t-butil-4-hidroxicinamamida),
4,4'-bis(2,6-di-t-butilfenol)
y 2,2'-metilen-
bis(4-etil-6-t-butilfenol);
aminas aromáticas tales como
N,N'-bis(\beta-naftil)-p-fenilendiamina,N,N'-difenil-p-fenilendiamina
y
poli(2,2,4-trimetil-1,2-dihidroquinolina);
sales de cobre, tales como cloruro de cobre y yoduro de cobre;
compuestos que contienen azufre, tales como dilauril
tiodipropionato; y compuestos de fósforo.
Al incorporar el componente (E), es decir, un
electrólito orgánico y/o un electrólito inorgánico, en el compuesto
de resina de policarbonato de la presente invención además del
polímero antiestático antes mencionado (D) como componente opcional,
se pueden mejorar notablemente las características antiestáticas del
compuesto de resina.
Se incluyen entre los ejemplos de estos
electrólitos orgánicos los compuestos orgánicos que tienen un grupo
ácido y sales metálicas de los mismos, sales de amonio orgánico y
sales de fosfonio orgánico. Se incluyen entre los ejemplos de
compuestos orgánicos que tienen un grupo ácido y sales de metales de
los mismos, los ácidos aromáticos sulfónicos, tales como ácido
dodecilbenzenosulfónico, ácido p-toluensulfónico,
ácido dodecilfenileterdisulfónico, ácido naftalensulfónico, un
condensado de ácido naftalensulfónico y formalina y un ácido
poliestirensulfónico; ácidos alquilsulfónicos, tales como ácido
laurilsulfónico; ácidos orgánicos carboxílicos, tales como ácido
esteárico, ácido láurico y un ácido poliacrílico; ácidos fosfóricos
orgánicos, tales como difenil fosfito y difenil fosfato; y sales de
metales alcalinos y de metales alcalinos térreos.
Los compuestos orgánicos antes mencionados que
tienen un grupo ácido pueden mostrar efectos satisfactorios como
componente (D) incluso en forma de ácido libre. No obstante, es
preferible que estos compuestos orgánicos que tienen un grupo ácido
adopten cada uno de ellos la forma de una sal de metal alcalino o de
una sal de metal alcalino térreo de aquéllos, tal como una sal
sódica, una sal de litio, una sal de potasio, una sal de magnesio,
una sal cálcica y similares.
Se incluyen entre los ejemplos de sales de amonio
orgánico las sales de amonio cuaternario, tal como bromuro de
trimetiloctilamonio, cloruro de trimetiloctilamonio, bromuro de
cetiltrimetilamonio, cloruro de cetiltrimetilamonio y bromuro de
trioctilmetilamonio. Se incluyen entre los ejemplos de sales de
fosfonio orgánico las sales de fosfonio cuaternario, tales como
bromuro de amiltrifenilfosfonio y bromuro de tetrabutilfosfonio.
Se incluyen entre los ejemplos de electrólitos
inorgánicos AgNO_{3}, BeSO_{4}, CaCl_{2},
Ca(NO_{3})_{2}, CdCl_{2},
Cd(NO_{3})_{2}, CoCl_{2}, CrCl_{2}, CsCl,
CuCl_{2}, Cu(NO_{3})_{2}, CuSo_{4},
FeCl_{2}, KBr, KH_{2}PO_{4}, KSCN, KNO_{3}, LiCl, LiOH,
LiNO_{3}, MgCl_{2}, Mg(NO_{3})_{2},
MgSO_{4}, MnCl_{2}, MnSO_{4}, NH_{4}Cl, NH_{4}NO_{3},
(NH_{4})_{2}SO_{4}, NaBr, Na_{2}CO_{3},
NaH_{2}PO_{4}, NaNO_{3}, NiSO_{4},
Pb(NO_{3})_{2},
PrCl_{3}, RbCl, RbNO_{3}, Zn(NO_{3})_{2} y ZnSO_{4}.
PrCl_{3}, RbCl, RbNO_{3}, Zn(NO_{3})_{2} y ZnSO_{4}.
Las proporciones de la resina de policarbonato
(A) y de la resina de termoplástico (B) reforzada con goma contenida
en el compuesto de resina de la presente invención se seleccionan de
acuerdo con la resistencia mecánica, rigidez, moldeabilidad y
resistencia térmica que se requieren en la utilización del compuesto
de resina. No obstante, es necesario que el compuesto de resina
comprenda de 5 a 95 partes en peso del componente (A) y de 5 a 95
partes en peso del componente (B). Es preferente que el compuesto de
resina comprenda de 20 a 85 partes en peso del componente (A) y de
15 a 80 partes en peso del componente (B), más preferentemente de 25
a 80 partes en peso del componente (A) y de 20 a 75 partes en peso
del componente (B).
Cuando el compuesto de resina de policarbonato de
la presente invención contiene como mínimo un polímero antiestático
(D) seleccionado entre el grupo que consiste en un poliéteramida, un
polieteréster, un polieterésteramida y un elástomero de
poliamidaimida, la cantidad de polímero antiestático (D) es de 0,5 a
30 partes en peso, preferentemente de 3 a 20 partes en peso, con
respecto a 100 partes en peso del componente total (A) y componente
(B). Cuando la cantidad de componente (D) en el compuesto de resina
es menor de 0,5 partes en peso, con respecto a 100 partes en peso
del componente total (A) y componente total (B), el compuesto de
resina no puede mostrar características antiestáticas
satisfactorias. Por otra parte, cuando la cantidad de componente (D)
en el compuesto de resina es superior a 30 partes en peso, con
respecto a 100 partes en peso del componente total (A) y componente
(B), el compuesto de resina se ablanda, por lo que se presenta una
reducción de la resistencia mecánica del compuesto de resina.
Cuando el compuesto de resina de policarbonato de
la presente invención comprende además, como mínimo, un electrólito
(E) seleccionado entre el grupo que consiste en un electrólito
orgánico y un electrólito inorgánico, la cantidad del electrólito
(E) es de 0,01 a 10 partes en peso, preferentemente de 0,1 a 5
partes en peso, con respecto a 100 partes en peso del total del
componente (A) y componente (B). Cuando la cantidad de componente
(E) en el compuesto de resina es menor de 0,01 partes en peso, con
respecto a 100 partes en peso del total del componente (A) y
componente (B), el compuesto de resina no puede mostrar
características antiestáticas satisfactorias. Por otra parte, cuando
la cantidad del componente (E) en el compuesto de resina es superior
a 10 partes en peso, se presentan problemas, tales como reducción de
la resistencia mecánica, corrosión del molde, aparición de depósitos
en el molde y similares.
Con respecto al método de producción del
compuesto de resina de policarbonato de la presente invención
mezclando los componentes para el compuesto de resina entre sí, no
hay limitación, y se pueden utilizar métodos convencionales para la
mezcla de los componentes entre sí para un compuesto de resina de
policarbonato. Se incluyen entre los ejemplos de métodos para la
mezcla de los componentes de un compuesto de resina de policarbonato
según la presente invención, un método en el que los componentes
para el compuesto de resina son mezclados, en primer lugar, entre
sí, utilizando un mezclador Henschel, un supermezclador, un
mezclador de volteo, un mezclador de cintas ("ribbon blender")
o similar, y la mezcla resultante es sometida a amasado en fusión
utilizando un extrusionador de husillo único, un extrusionador de
husillo doble, un mezclador Banbury o similar; y un método en el que
un policarbonato de proceso de fusión obtenido en estado fundido es
dispuesto como resina de policarbonato (A), y el policarbonato (A)
en estado de fusión es mezclado con los otros componentes,
utilizando un depósito de mezcla, un mezclador estático, un
extrusionador de husillo simple, de husillo doble o de husillos
múltiples o similares. En la producción del compuesto de resina,
siempre que se puedan conseguir los efectos de la presente
invención, se pueden utilizar aditivos convencionales, tales como un
estabilizante, un antioxidante, un absorbente de luz UV, un
lubrificante, un agente desmoldeante, un agente antiestático y un
colorante. Entre los ejemplos especialmente preferentes de aditivos
se incluyen un estabilizante de fósforo.
En caso deseado, se pueden utilizar materiales de
carga. Se incluyen dentro de los ejemplos de materiales de carga
utilizables en el compuesto de resina de la presente invención fibra
de vidrio, copos de vidrio, fibras de carbono, talco y mica. Los
tipos de materiales de carga utilizados en la presente invención se
pueden seleccionar de acuerdo con la resistencia mecánica, rigidez,
moldeabilidad y resistencia al calor que se requieren en la
utilización del compuesto de resina. La cantidad de carga en el
compuesto de resina se selecciona en una gama de 1 a 50 partes en
peso, con respecto a 100 partes en peso del total de componente (A)
y componente (B).
No hay limitación específica con respecto al
método de moldeo de compuesto de resina de policarbonato objeto de
la presente invención. Se incluyen entre los ejemplos de métodos
para el moldeo del compuesto de resina, el moldeo por extrusión,
moldeo por compresión, moldeo por inyección y moldeo por inyección
ayudado mediante gas. Se incluyen entre los ejemplos de artículos
moldeados que pueden ser fabricados a partir del compuesto de
resina, los tapacubos de automóvil, deflectores de aire para
automóviles ("spoilers"), paneles de instrumentos para
automóviles, y cuerpos envolventes para ordenadores portátiles,
teléfonos móviles y similares.
La presente invención se explicará a continuación
de manera más detallada haciendo referencia a los ejemplos y
ejemplos comparativos.
En los siguientes ejemplos y ejemplos
comparativos, diferentes características han sido medidas y
evaluadas del modo que se indica a continuación.
El peso molecular promedio en peso de una resina
de policarbonato fue medido por cromatografía de permeación de gel
(GPC)
Aparato: HLC-8020 (fabricado y
comercializado por Tosoh Corp., Japón).
Eluyente: THF (tetrahidrofurano).
Columna: TSK gel (T5000HXL + T4000HXL) (fabricada
y comercializada por Tosoh Corp., Japón).
Se disolvieron 55 mg de un policarbonato en 2 ml
de tetrahidrofurano. A la solución resultante, se añadieron 0,5 ml
de una solución 5 N de hidróxido potásico en metanol, y la solución
fue agitada a temperatura ambiente durante 2 horas para la
hidrólisis completa del policarbonato. La mezcla obtenida fue
mezclada con 0,3 ml de ácido clorhídrico concentrado y, a
continuación, fue sometida a cromatografía líquida de fase
inversa.
La cromatografía líquida de fase inversa fue
llevada a cabo utilizando un detector 991L UV (fabricado y
comercializado por Waters Corporation, U.S.A.) y una columna
Inertsil ODS-3 (marca registrada, fabricada y
comercializada por GL Science Inc., Japón) a 25ºC. Se utilizó como
eluyente una mezcla de metanol y 0,1% en peso de una solución acuosa
de ácido fosfórico, y se llevó a cabo la medición por la técnica de
elución de gradiente a un gradiente tal que la proporción de volumen
(metanol/0,1% en peso de solución acuosa de ácido fosfórico) se
cambió de 20/80 al inicio a 100/0.
Se midió la absorbancia a 300 nm utilizando el
detector UV. Se obtuvieron los coeficientes de absorbancia para
determinar la unidad recurrente (1), heterounidad (I) y heterounidad
(II) utilizando compuestos estándar [que son compuestos hidroxi que
tienen respectivamente estructuras formadas por hidrólisis de la
unidad repetitiva (1'), heterounidad (2') y heterounidad (3')].
La resistencia al impacto Izod (entallado) de un
compuesto de resina de policarbonato fue medida de acuerdo con la
norma ASTM-D256, utilizando una muestra de pruebas
con entalladura con unas dimensiones de 1/2 pulgada x 1/8 de pulgada
x 5/2 pulgadas que fue obtenida por moldeo de gránulos del compuesto
de resina de policarbonato en condiciones en las que la temperatura
de moldeo era de 260ºC y la temperatura del molde era de 65ºC
(unidad: kg \cdot cm/cm).
La resistividad superficial de una resina de
policarbonato fue medida, utilizando una placa plana con un grosor
de 1/8 de pulgada, en una atmósfera de 23ºC y una humedad relativa
(RH) de 50%. La medición de la resistividad superficial fue llevada
a cabo por medio de un aparato de pruebas de aislamiento Modelo
SM-10E (fabricado y comercializado por Toa Electrics
Ltd., Japón) (unidad: \Omega).
La dilución de flujo en fusión, que es un
criterio de fluidez en fusión, se midió de acuerdo con la norma
ASTM-D1238. Es decir, la velocidad de flujo en
fusión se determinó a partir de la velocidad de extrusión (g/10 min)
de un compuesto de resina medido a una temperatura de fusión de
220ºC durante 10 minutos bajo una carga de 10 kg (unidad: g/10
min).
La resistencia al impacto Izod (entallado)
después de permanencia de un compuesto de resina de policarbonato
fue medida de acuerdo con la norma ASTM-D256,
utilizando una muestra de pruebas con entalladura con dimensiones de
1/2 pulgadas x 1/8 pulgadas x 5/2 pulgadas que fue obtenida por un
método en el que los gránulos del compuesto de resina fueron
cargados en una máquina de moldeo ajustada a 260ºC y a continuación,
la resina fundida resultante se dejó permanecer a 260ºC durante 40
minutos y se sometió a moldeo a una temperatura de moldeo de 65ºC
(unidad: kg \cdot cm/cm).
\newpage
Se sometieron gránulos de un compuesto de resina
de policarbonato a moldeo en condiciones en las que la temperatura
de moldeo era de 260ºC y la temperatura del molde era de 65ºC, para
obtener de este modo una muestra de control. Separadamente, se
cargaron gránulos de un compuesto de resina de policarbonato en una
máquina de moldeo ajustada a 240ºC y a continuación, la resina
fundida resultante se dejó permanecer a 240ºC durante 30 minutos y
se sometió a moldeo por inyección en las mismas condiciones de
moldeo que en la preparación de la muestra de control, para obtener
de esta manera una muestra de pruebas. Cada una de las muestras de
control y la muestra de pruebas tenían una longitud de 216 mm, una
anchura de 12,6 mm y un grosor de 3,2 mm. La decoloración después de
permanencia del compuesto de resina de policarbonato fue medida,
utilizando un ordenador de color SM Modelo SM-5
(fabricado y comercializado por Suga Test Instruments Co. Ltd.,
Japón), de acuerdo con la norma ASTM-D1925. De
manera, la evaluación fue realizada determinando la diferencia
(\DeltaYI) en el índice de amarilleo entre la muestra de control y
la muestra de pruebas [\DeltaYI = (índice de amarilleo de la
muestra de pruebas) - (índice de amarilleo de la muestra de
control)]. La medición de cada una de las muestras se realizó en su
parte media.
El carácter retardante de la llama de una muestra
con un grosor de 1/16 de pulgada fue evaluado de acuerdo con la
prueba de quemado vertical de 20MM que se describe en
UL-Subject 94. En esta prueba, los resultados de la
prueba que se evalúan con el código "V-0" o
"V-1" no incluyen la aparición de goteo de una
partícula en combustión, y los resultados de la prueba que son
evaluados con el código "V-2" incluyen la
aparición de goteo de una partícula en combustión.
A continuación, se realizará la explicación con
respecto a diferentes ingredientes utilizados para la producción de
compuestos de resina de policarbonato en los ejemplos y ejemplos
comparativos.
Producción de
PC-1
Se produjo un policarbonato por
transesterificación por fusión de acuerdo con el sistema mostrado en
la figura 1. El sistema de la figura 1 comprende una primera etapa,
una segunda etapa y una tercera etapa de polimerizaciones con
agitación, y una primera etapa, y segunda etapa de polimerizaciones
por caída con humectación de hilos.
La primera etapa de polimerización por agitación
en los primeros recipientes polimerizadores de tipo agitación (3A) y
(3B) (cada uno de los cuales tiene una capacidad de 100 litros y
está dotado de un agitador que tiene paletas agitadoras de tipo
ancla) se realizó por lotes, mientras que la segunda y tercera
etapas de polimerizaciones por agitación en un segundo y en un
tercer recipientes polimerizadores de tipo agitación (3C) y (3D)
(cada uno de los cuales tenía una capacidad de 50 litros y estaba
dotado de un agitador con paletas de agitación de tipo ancla) se
llevaron a cabo de manera continuada.
La primera y segunda etapas de polimerizaciones
por caída con humectación de hilo en los primero y segundo
polimerizadores de caída con humectación de hilo (108A) y (108B) se
llevaron a cabo de manera continua. Cada uno de dichos primero y
segundo polimerizadores de caída con humectación de hilo está dotado
de una placa perforada que tiene 50 orificios que tienen un diámetro
de 7,5 mm y dispuestos en configuración de zigzag. En cada uno del
primer y segundo polimerizadores de caída con humectación de hilo,
se suspenden verticalmente 50 hilos de 1 mm \varnothing SUS 316 L
de los respectivos orificios de la placa perforada hasta una parte
de recipiente en el fondo del polimerizador de caída con humectación
de hilo (108), de manera que el material polimerizable no cae
libremente (no existe caída libre) sino que cae a lo largo y en
contacto con los hilos (caída con humectación de hilos). De modo
ilustrativo, cada hilo o varilla (103) está fijado en el extremo
superior del mismo a una barra de soporte (no mostrada) dispuesta
por encima de la placa perforada (102) y se extiende hacia abajo a
través de un orificio (no mostrado) de la placa perforada (102). En
cada uno de dichos primer y segundo polimerizadores de caída con
humectación de hilo, la distancia de caída con humectación de hilo
es de 8 m.
Las condiciones de reacción de polimerización en
ambos primeros recipientes polimerizadores de tipo agitación (3A) y
(3B) eran las siguientes: temperatura de reacción de 180ºC, presión
de reacción atmosférica y caudal de nitrógeno de 1 litro/hora.
En funcionamiento, se cargaron 80 kilos de
materiales polimerizables [es decir, bisfenol A como compuesto
dihidróxido aromático y difenil carbonato como diéster carbónico
(proporción molar de difenil carbonato a bisfenol A = 1,04)] junto
con una sal disódica de bisfenol A como catalizador (la cantidad de
sal disódica de bisfenol A en términos de cantidad de átomos de
sodio: 25 ppb en peso basado en el peso del bisfenol A como material
polimerizable) en el primer recipiente polimerizador de tipo
agitación (3A). La mezcla de monómeros en el polimerizador (3A) fue
polimerizada en estado fundido durante 4 horas con agitación, para
obtener el prepolímero (4A). La salida (5A) fue abierta y se
alimentó el prepolímero (4A) al segundo recipiente polimerizador de
tipo agitación (3C), que tenía una capacidad de 50 litros, con un
caudal de 5 kilos/hora.
\newpage
Mientras se efectuaba la alimentación del
prepolímero (4A) obtenido en el primer recipiente polimerizador de
tipo agitación (3A) al segundo recipiente polimerizador de tipo
agitación (3C), el primer recipiente polimerizador del tipo
agitación (3B) fue accionado para la polimerización de la mezcla de
monómeros de bisfenol A y difenil carbonato de la misma manera que
en la polimerización con agitación en el primer recipiente
polimerizador de tipo agitación (3A) para obtener el prepolímero
(4B).
Cuando se vació el primer recipiente
polimerizador de tipo agitación (3A), se cerró la salida (5A) del
polimerizador (3A) y en vez de ello, se abrió la salida (5B) del
polimerizador (3B), de manera que el prepolímero (4B) fue alimentado
desde el primer recipiente polimerizador tipo agitación (3B) al
segundo recipiente polimerizador del tipo agitación (3C) con un
caudal de 5 kilos/hora. En este caso se cargaron en el polimerizador
(3A) los mismos materiales polimerizables y catalizador
anteriormente mencionados. Mientras se efectuaba la alimentación del
prepolímero (4B) obtenido en el primer recipiente (3B) polimerizador
de tipo agitación al segundo recipiente (3C) polimerizador de tipo
agitación, el recipiente polimerizador (3A) se encontraba en
funcionamiento, de manera que la mezcla de monómeros cargada en el
mismo se polimerizó de la misma manera mencionada anteriormente.
Con respecto a la polimerización por lotes en los
primeros recipientes polimerizadores de tipo agitación (3A) y (3B) y
las alimentaciones alternativas de prepolímeros (4A) y (4B) desde
los polimerizadores (3A) y (3B) al segundo recipiente polimerizador
de tipo agitación (3C), se repitió la misma operación mencionada
anteriormente, de manera que el prepolímero (prepolímero (4A) o
prepolímero (4B) de manera alternativa) fue alimentado de manera
continua a un segundo recipiente polimerizador de tipo agitación
(3C).
En el segundo recipiente polimerizador de tipo
agitación del tipo agitación (3C) se llevó a cabo de manera continua
una polimerización con agitación adicional de los prepolímeros (4A)
y (4B), alimentándose de manera alternada desde los primeros
recipientes de polimerización de tipo agitación (3A) y (3B), en
condiciones de reacción de polimerización en las que la temperatura
de reacción era de 230ºC, la presión de reacción era de 100 mmHg y
el caudal de gas nitrógeno era de 2 litros/hora, obteniendo de esta
manera el prepolímero (4C).
Cuando el volumen del prepolímero (4C) en el
segundo recipiente polimerizador de tipo agitación (3C) alcanzó 20
litros, una parte del prepolímero (4C) fue alimentado de manera
continua a un tercer recipiente polimerizador de tipo agitación (3D)
de manera que el volumen del prepolímero (4C) en el segundo
recipiente polimerizador de tipo agitación (3C) fue mantenido de
manera constante en 20 litros.
En el tercer recipiente (3D) polimerizador de
tipo agitación se llevó a cabo de manera continua otra
polimerización por agitación de prepolímero (4C) alimentado desde un
segundo recipiente polimerizador de tipo agitación (3C) en
condiciones de reacción de polimerización, de manera que la
temperatura de reacción era de 240ºC, la presión de reacción era de
10 mmHg y el caudal de nitrógeno era de 2 litros/hora, obteniendo de
esta manera el prepolímero (4D).
Cuando el volumen de prepolímero (4D) en el
tercer recipiente polimerizador de tipo agitación (3D) alcanzó 20
litros, una parte del prepolímero (4D) fue alimentado de manera
continua al polimerizador de caída con humectación de hilo (108A),
de manera que el volumen del prepolímero (4D) en el tercer
polimerizador de tipo agitación (3D) se mantuvo de manera constante
en 20 litros. La alimentación del prepolímero (4D) al primer
polimerizador de caída con humectación de hilo (108A) se llevó a
cabo mediante la entrada (101A).
En el primer polimerizador de caída con
humectación de hilo (108A)se llevó a cabo de manera
continuada la polimerización por caída con humectación de hilo del
prepolímero (4D) en condiciones de reacción de polimerización de
manera que la temperatura de reacción era de 245ºC, y la presión de
reacción de 1,5 mmHg y el caudal de gas nitrógeno de 4 litros/hora,
obteniendo de esta manera el prepolímero (109A).
Cuando el volumen del prepolímero (109A) en el
fondo del primer polimerizador de caída con humectación de hilo
(108A) alcanzó 10 litros, una parte del prepolímero (109A) fue
alimentado de manera continua al segundo polimerizador (108B), de
caída con humectación de hilo, de manera que el volumen del
prepolímero (109A) en el primer polimerizador (108A) de caída con
humectación de hilo se mantuvo de manera constante en 10 litros.
En el segundo polimerizador de caída con
humectación de hilo (108B), se llevó a cabo de manera continua una
reacción de polimerización con caída con humectación de hilo en
condiciones de reacción de polimerización de manera que la
temperatura de reacción fue de 245ºC, y la presión de reacción era
0,3 mmHg y el caudal de nitrógeno era de 2 litros/hora, obteniendo
de esta manera el policarbonato (109B).
Cuando el volumen del policarbonato (109B) en el
fondo del segundo polimerizador de caída con humectación de hilo
(108B) alcanzó 10 litros, se retiró de manera continuada
policarbonato (109B) en forma de hilo del segundo polimerizador de
caída con humectación de hilo (108B) a través de la salida (107B)
por medio de la bomba de descarga (106B) de forma que el volumen de
policarbonato (109B) en el segundo polimerizador de caída con
humectación de hilo (108B) se mantuvo de manera constante en 10
litros. El hilo obtenido fue cortado en gránulos por medio de un
dispositivo cortador del hilo.
La temperatura, el tiempo de permanencia y el
valor de (Ki x Ti x Hi) de cada uno de los recipientes
polimerizadores de tipo agitación, de cada uno de los
polimerizadores de caída con humectación de hilo y en cada uno de
los conductos se muestran en la tabla 1, junto con el valor de
\sum\limits^{n}_{i=1} (Ki x Ti x Hi). Con respecto a los gránulos
de policarbonato obtenidos, se evaluaron diferentes características
de acuerdo con los métodos antes mencionados. El peso molecular
promedio en peso del policarbonato obtenido fue de 26.800.
Además, como resultado de la medición por
cromatografía líquida de fase inversa se observó que el
policarbonato obtenido contenía unidades con fórmula (2')-(a) como
heterounidad (A) y unidades con fórmula (3')-(d) como hetereounidad
(B), de manera que las unidades de fórmula (3')-(d) se encontraban
presentes en una cantidad de 0,50 moles %, basado en la cantidad
molar de las unidades de fórmula (2')-(a), y de manera que la suma
de las cantidades de las unidades de fórmula (2')-(a) y de las
unidades de fórmula (3')-(d) fue de 0,09 moles % basado en la
cantidad molar de las unidades repetitivas (1).
\vskip1.000000\baselineskip
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{ \begin{minipage}[t]{160mm} Nota: En la Tabla 1, cada uno de los ``conductos'' entre los polimerizadores muestra las condiciones de reacción en un conducto situado entre un polimerizador mencionado antes del ``conducto'' y un polimerizador mencionado debajo del ``conducto'' y el ``conducto'' de la última línea muestra las condiciones de reacción en un conducto entre el último polimerizador (para un producto final) y una tobera de extracción.\end{minipage} \cr}
(PC-2)
Policarbonato de proceso de fosgeno comercial que
tiene un peso molecular promedio en peso de 26.800 que se utilizó
como PC-2.
(B-1)
Como B-1, se utilizó una resina
ABS (resina de
acrilonitrilo-butadieno-estireno)
con la siguiente composición:
Segmento de acrilonitrilo | 24% en peso |
Segmento de butadieno | 10% en peso. |
Segmento de etireno | 66% en peso. |
\newpage
(B-2)
Como B-2, se utilizó una resina
AAS (resina de crilonitrilo-butil
crilato-estireno) con la siguiente composición:
Segmento de acrilonitrilo | 24% es peso. |
Goma de butilacrilato | 20% en peso. |
Segmento de estireno | 56% en peso. |
(B-3)
Como B-3 se utilizó una resina de
termoplástico reforzada con goma con la siguiente composición.
Segmento de acrilonitrilo | 18% en peso |
Segmento de butadieno | 20% en peso |
Segmento de estireno | 50% en peso |
Segmento de N-fenilmaleimida | 12% en peso |
0,2 parte en peso de
t-dodecilmercaptano, 0,7 parte de peso de rosinato
potásico, 0,3 parte en peso de un jabón de sebo de vaca, 0,25 parte
en peso de persurfato sódico, 0,1 parte en peso de hidróxido sódico
y 0,35 parte en peso de bicarbonato sódico se disolvieron en 60
partes en peso de agua sometida a intercambio iónico. La solución
resultante, 97,0 partes en peso de 1,3-butadieno y
3,0 partes en peso de acrilonitrilo se cargaron en un autoclave de
50 litros sometido a vacío y se llevó a cabo reacción de
polimerización a 65ºC.
Mientras continuaba la reacción de
polimerización, una solución acuosa preparada disolviendo 0,3 parte
en peso de rosinato potásico, 0,1 parte en peso de jabón de sebo de
vaca, 0,1 parte en peso de persulfato sódico, 0,05 partes en peso de
hidróxido sódico y 0,15 parte en peso de bicarbonato sódico en 50,0
partes en peso de agua sometida a intercambio iónico se añadió de
manera gradual y continuada al sistema de reacción a lo largo de
diez horas entre los dos puntos de tiempo de 10 horas y 20 horas
después del inicio de la reacción. La cantidad total de cada uno de
los compuestos antes mencionados en forma de materia prima se
indican en la columna S-1 de la siguiente tabla
2.
Después de terminar la adición continua antes
mencionada de la solución, la temperatura de polimerización se
aumentó a 80ºC y se llevó a cabo otra reacción. 26 horas después del
inicio de la reacción de polimerización, dicha reacción de
polimerización fue terminada por enfriamiento del sistema de
reacción. Los monómeros sin reaccionar fueron retirados por
insuflado de vapor en la mezcla de reacción resultante, obteniendo
de esta manera un látex de goma. El diámetro de las partículas
promedio en peso del látex de goma obtenido se determinó a partir de
una fotografía tomada mediante un microscopio electrónico de
transmisión (TEM) y se encontró el valor de 0,28 Fm. El pH del látex
de goma era de 10,1.
\vskip1.000000\baselineskip
S-1 | |
1,3 butadieno | 97 |
acrilonitrilo | 3 |
Persulfato sódico | 0,35 |
Rosinato potásico | 1,0 |
Jabón de sebo de vaca | 0,4 |
agente de control pH | NaOH/NaHCO_{3} |
Tiempo de polimerización (hora) | 26 |
pH después de polimerización | 10,1 |
Diámetro del peso promedio (\mum) | 0,28 |
\newpage
Producción de
R-1
Una solución acuosa obtenida disolviendo 0,3
partes en peso de rosinato potásico en 100 partes en peso de agua
sometida a intercambio iónico y 40 partes en peso (en términos de
contenido de no volátiles) del látex de goma S-1
preparado anteriormente fueron cargados en un reactor de
polimerización de 10 litros para obtener una solución inicial.
Después del purgado de la fase gaseosa en el reactor con gas
nitrógeno, la solución inicial fue calentada a 70ºC. A continuación
se añadieron de manera continuada al reactor de polimerización a lo
largo de un periodo de cinco horas dos soluciones y una mezcla de
monómeros que se describen en la siguiente Tabla 3, es decir, la
solución acuosa (i), la solución acuosa (ii) que contiene un
emulsionante polimerizable representado por la fórmula (42), y la
mezcla de monómeros (iii). Después de completar la adición antes
mencionada se mantuvo la temperatura de la mezcla de reacción en
70ºC durante una hora para completar la reacción, obteniendo de esta
manera un látex de copolímero injertado.
Las abreviaturas utilizadas en la Tabla 3
representan los siguientes compuestos:
SFS: formaldehído sulfoxilato sódico; EDTA:
etilendiaminatetraacetato disódico; t-DM:
t-dodecilmercaptán; y CHP hidroperóxido de
cumeno.
Después de añadir un antioxidante al látex del
copolímero de injerto obtenido, se añadió sulfato de aluminio al
mismo para coagular el copolímero de injerto. El polímero coagulado
fue lavado, deshidratado y secado, para obtener de esta manera un
material en polvo de un copolímero de injerto (al que se hará
referencia frecuentemente a continuación como "GRC").
Producción de
R-2
Se repitió sustancialmente el mismo procedimiento
que en la producción de R-1, excepto que se utilizó
un emulsionante polimerizable indicado en la Tabla 3. A
continuación, el látex de copolímero de injerto obtenido fue tratado
sustancialmente de la misma manera que en la producción de
R-1, para obtener de esta manera un GRC (copolímero
de injerto en polvo).
Producción de
R-3
Se cargó una solución de partida indicada en la
Tabla 3 en un reactor de polimerización de 10 litros. Después de
purgado de la fase gaseosa en el reactor con gas nitrógeno, la
solución inicial fue calentada a 70ºC. A continuación, la solución
acuosa (i), la solución acuosa (ii) y la mezcla de monómeros (iii)
que se indican en la Tabla 3 que se adjunta a continuación, se
añadieron de manera continuada al reactor de polimerización a lo
largo de un periodo de 5 horas. Después de completar la adición
antes mencionada, se mantuvo la temperatura de la mezcla de reacción
a 70ºC durante 1 hora para completar la reacción, obteniendo a
continuación un látex de copolímero de injerto. A continuación, el
látex del copolímero de injerto obtenido fue tratado sustancialmente
de la misma manera que en la producción de R-1,
obteniendo de esta manera un GRC.
R-1 | R-2 | R-3 | |||
Solución de | Tipo de polímero de goma | S-1 | S-1 | S-1 | |
partida | Cantidad de polímero de goma | 40 | 40 | 40 | |
Rosinato potásico | 0,3 | 0,3 | 0,3 | ||
Agua con intercambio de iones | 100 | 100 | 100 | ||
Solución | Sulfato de hierro (II) | 0,005 | 0,005 | 0,005 | |
acuosa (i) | SFS | 0,1 | 0,1 | 0,1 | |
EDTA | 0,04 | 0,04 | 0,04 | ||
Agua con intercambio de iones | 50 | 50 | 50 | ||
Solución | Tipo de emulsionante (nº de fórmula descrita | (42) | (45) | (Ver nota 1) | |
acuosa (ii) | en la presente descripción) | ||||
Cantidad de emulsionante | 1,0 | 1,0 | 2,0 | ||
Agua de intercambio de iones | 20 | 20 | 20 | ||
Mezcla de | Acrilonitrilo | 24 | 24 | 24 | |
monómeros | Estireno | 36 | 36 | 36 | |
(iiii) | t-DM | 0,6 | 0,6 | 0,6 | |
CHP | 0,1 | 0,1 | 0,1 | ||
Cantidad de emulsionante polimerizable (ver Nota 2) | 1,0 | 1,0 | 1,0 | ||
Nota 1: Rosinato potásico | |||||
Nota 2: \begin{minipage}[t]{145mm}Cantidad de emulsionante polimerizable significa la cantidad del emulsionante polimerizable contenida en el sistema de reacción de polimerización por injerto en emulsión (incluyendo la cantidad de emulsionante polimerizable contenida en el polímero de goma).\end{minipage} |
(T-1)
Se preparó una solución consistiendo en 30 partes
en peso de tolueno (como disolvente), 36 partes en peso de estireno,
34 partes en peso de acrilonitrilo y 0,05 partes en peso de
t-butil peroxiisopropil monocarbonato (como
iniciador de polimerización). La solución fue alimentada de forma
continua a un recipiente de reacción de 10 litros para llevar a cabo
de esta manera una polimerización en solución continua a 120ºC
manteniendo simultáneamente un tiempo de permanencia promedio de 1,1
horas. Se retiró una mezcla de reacción del recipiente de reacción y
se cargó en un aparato para eliminación de volátiles, en el que se
mantuvieron a una temperatura de 250ºC y una presión reducida de 10
mmHg. De esta manera, los monómeros no reaccionados y el disolvente
orgánico fueron recogidos por evaporación, y se obtuvo un copolímero
(T-1) en forma de gránulos. La composición del
copolímero obtenido fue determinada por espectrofotometría IR. Como
resultado, se descubrió que el copolímero contenía acrilonitrilo en
una cantidad de 40% en peso y estireno en una cantidad de 60% en
peso. La viscosidad reducida del copolímero T-1 fue
0,41 (medida a 30ºC con respecto a un 0,617% en peso de solución del
copolímero T-1).
(FR-1)
Como FR-1, se utilizó un
retardante de la llama, con una temperatura de reblandecimiento de
105ºC, que es un compuesto representado por la anterior fórmula (48)
en el que n es 0 o un número natural y cada uno de R^{48} y
R^{48}' representa un grupo de acuerdo con la fórmula (51).
(FR-2)
Como FR-2, se utilizó trifenil
fosfato.
(FR-3)
Como FR-3, se utilizó un
retardante de la llama que es un compuesto representado por la
anterior fórmula (52), en la que R^{52} es A4, el valor promedio
de n es 1,5, y cada uno de Ar^{5} a Ar^{8} representa un grupo
fenilo.
(FR-4)
Como FR-4, se utilizó un
retardante de la llama fosfato oligómero compuesto principalmente de
un compuesto representado por la anterior fórmula (53). El
FR-4 fue sintetizado según el método siguiente.
114 g (0,5 mol) de Bisfenol A, 154 g (1,0 mol) de
oxicloruro de fósforo y 1,4 g (0,015 mol) de cloruro de magnesio
anhidro se cargaron en un recipiente de cuatro cuellos de 500 ml
dotado de agitador y tubo de reflujo, y se hizo reaccionar con un
caudal de nitrógeno a una temperatura comprendida entre 70 y 140ºC
durante 4 horas. Después de completar la reacción, manteniendo la
temperatura interna del recipiente a la temperatura de reacción, se
redujo la presión interna a 200 mmHg o menos utilizando una bomba de
vacío, y el oxicloruro fosforoso sin reaccionar evaporado fue
recuperado mediante un dispositivo retenedor. A continuación, el
recipiente fue enfriado a temperatura ambiente, y se añadieron al
recipiente enfriado 61 g (0,5 mol) de 2,6-xilenol y
2,0 g (0,015 mol) de cloruro de aluminio anhidro. A continuación, el
recipiente fue calentado a una temperatura comprendida entre 100 y
150ºC, y la temperatura fue mantenida dentro de esta gama durante 4
horas, llevando a cabo de esta manera una reacción adicional durante
4 horas. A continuación, el recipiente fue enfriado a temperatura
ambiente, y se añadieron 141 g (1,5 mol) de fenol al recipiente
enfriado. A continuación, el recipiente fue calentado a una
temperatura comprendida en una gama de 100 a 150ºC, y la temperatura
se mantuvo dentro de estos valores durante 4 horas para completar la
reacción. La presión interna del recipiente se redujo a 1 mmHg
manteniendo simultáneamente la temperatura interna del recipiente a
la temperatura de reacción para eliminar el fenol sin reaccionar,
obteniendo de esta manera un fosfato.
Durante la reacción antes descrita, el cloruro de
hidrógeno generado por la reacción fue recogido y absorbido por una
solución de hidróxido sódico acuosa, y la cantidad de cloruro de
hidrógeno gaseoso generado fue medida por titulación de
neutralización, y el valor medio fue utilizado para controlar el
avance de la reacción.
El fosfato obtenido fue lavado con agua destilada
y sometido a filtrado utilizando papel de filtro (# 131, fabricado y
comercializado por Advantech Toyo Kabushiki Kaisha, Japón) para
eliminar los sólidos y obtener un filtrado. El filtrado fue secado
en vacío obteniendo un fosfato purificado. El fosfato purificado
obtenido era transparente y amarillo pálido.
El fosfato purificado fue analizado por GPC
[LC-10A, fabricado y comercializado por Shimadzu
Corporation, Japón; Columna: TSK gel ODS-80T,
fabricado y comercializado por Tosoh Corporation, Japón; Eluyente:
un mezcla de metanol y agua (metanol/agua: 90/10)]. Como resultado
se observó que el contenido del compuesto representado por la
fórmula (53) en el fosfato purificado era de 63% en peso.
Se utilizó una poliéteresteramida comercial
(nombre comercial: Pelestat 6321, fabricado y comercializado por
Sanyo Chemical Industries, Ltd., Japón).
Se utilizó un alquilbencensulfonato sódico
comercial [dodecilbencensulfonato sódico (tipo duro), fabricado y
comercializado por Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd., Japón]
Se utilizó PTFE (Politetrafluoroetileno) con un
tamaño promedio de partículas de 500 \mum medido de acuerdo con la
norma ASTM-D1457, y una temperatura de fusión de
327ºC medida de acuerdo con la norma JIS-K6891.
Se utilizó una fibra de vidrio con un diámetro de
fibras de 13 \mum que había sido tratada con un agente de
acoplamiento de silano.
Ejemplos 1 a 20 y ejemplos
comparativos 1 a
13
Se mezclaron resinas de policarbonato y otros
ingredientes de acuerdo con las formulaciones (unidad: partes en
peso) indicadas en las Tablas 4 a 6, y las mezclas resultantes se
amasaron en fusión individualmente, utilizando un extrusionador de
doble husillo (ZSK-25), fabricado y comercializado
por Werner Pfleiderer GmbH, Alemania) con una temperatura del
cilindro de 240ºC, obteniendo de esta manera gránulos de compuestos
de resina de policarbonato. La evaluación de las diferentes
características se realizó con respecto a los gránulos de acuerdo
con los métodos antes mencionados.
Ejemplos 21 a
24
Se mezclaron resinas de policarbonato y otros
ingredientes según las formulaciones (unidad: parte en peso)
indicadas en la Tabla 5, y las mezclas resultantes fueron amasadas
en fusión individualmente utilizando un extrusionador de doble
husillo (ZSK-25, fabricado y comercializado por
Werner Pfleiderer GmbH, Alemania) con una temperatura de cilindro de
240ºC, obteniendo de esta manera gránulos de compuestos de resina de
policarbonato. Durante el amasado en fusión, se alimentaron fibras
de vidrio a la resina fundida, siendo sometidas a amasado en fusión,
a través de una abertura de alimentación lateral del extrusionador
que está dispuesta cerca de la salida del extrusionador. Se realizó
la evaluación de diferentes características con respecto a los
gránulos de acuerdo con los métodos antes mencionados.
Los resultados de los ejemplos 1 a 24 y de los
ejemplos comparativos 1 a 13 se muestran en las Tablas 4 a 6.
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
Ejemplos 25 a 38, 45 y 46, y
ejemplos comparativos 14 a
21
Se mezclaron resinas de policarbonato y otros
ingredientes de acuerdo con las formulaciones (unidad: partes en
peso) indicadas en las Tablas 7 a 9, y las mezclas resultantes
fueron amasadas en fusión individualmente utilizando un
extrusionador de doble husillo (ZSK-25, fabricado y
comercializado por Werner Pfleiderer GmbH, Alemania) con una
temperatura del cilindro de 240ºC, obteniendo de esta manera
gránulos de compuestos de resina de policarbonato. La evaluación de
diferentes características se llevó a cabo con respecto a los
gránulos de acuerdo con los métodos antes mencionados.
Ejemplos 39 a
44
Se mezclaron resinas de policarbonato y otros
ingredientes de acuerdo con las formulaciones (unidad: partes en
peso) indicadas en la Tabla 8, y las mezclas resultantes fueron
amasadas en fusión individualmente utilizando un extrusionador de
doble husillo (ZSK-25, fabricado y comercializado
por Werner Pfleiderer GmbH, Alemania) con una temperatura del
cilindro de 240ºC, obteniendo de esta manera gránulos de compuestos
de resina de policarbonato. Durante el amasado en fusión, se
alimentaron fibras de vidrio en la resina fundida sometida a amasado
en fusión, a través de la abertura de alimentación lateral del
extrusionador que está dispuesta cerca de la salida del mismo. La
evaluación de diferentes características fue llevada a cabo con
respecto a los gránulos de acuerdo con los métodos antes
mencionados.
Los resultados de los ejemplos 25 a 46 y ejemplos
comparativos 14 a 21 se muestran en las Tablas 7 a 9.
Tal como es evidente por la comparación de los
resultados de los ejemplos 1 a 6 con los de los ejemplos
comparativos 1 a 6, el compuesto de resina de la presente invención
muestra un elevado valor de MFR (es decir, excelente capacidad de
flujo en fusión) y, por lo tanto, excelente moldeabilidad, en
comparación con un compuesto de resina que no contiene resina de
policarbonato que tiene la heterounidad. El compuesto de resina de
la presente invención tiene también excelente resistencia Izod al
impacto.
Además, tal como es evidente por la comparación
de los resultados de los ejemplos 7 a 14 con los de los ejemplos
comparativos 7 a 10, cuando el compuesto de resina de la presente
invención contiene un retardante de la llama y un agente antigoteo,
el compuesto de resina no solamente muestra elevada resistencia Izod
al impacto y excelente moldeabilidad, sino que alcanza el nivel
"V-0" en la evaluación del carácter retardante
de la llama de acuerdo con UL-Subjetct 94, en
comparación con un compuesto de resina que no contiene una resina de
policarbonato que tiene la heterounidad y que muestra de manera
desventajosa el nivel "V-2" en una evaluación
del carácter retardante de la llama de acuerdo con
UL-Subject 94. Esto indica que las características
de prevención de goteo del compuesto de resina de la presente
invención que contienen un retardante de la llama y un agente
antigoteo son exce-
lentes.
lentes.
Además, tal como es evidente de los resultados
del ejemplo 15, el compuesto de resina de la presente invención que
contiene un polímero antiestático y un alquilbenzensulfonato sódico,
muestra baja resistividad superficial, indicando que el compuesto de
resina tiene excelentes características antiestáticas.
Además, tal como es evidente de la comparación de
los resultados de los Ejemplos 25 a 44, 45 y 46 con los Ejemplos
Comparativos 14 a 21, cuando se utiliza una resina de termoplástico
reforzada con goma (B) que comprende un copolímero de injerto
producido por polimerización por injerto en emulsión, en presencia
de un emulsionante polimerizable radicalmente que tiene un doble
enlace en su molécula, el compuesto de resina resultante de la
presente invención es ventajoso no solamente por el hecho de que
tiene las excelentes propiedades antes mencionadas, sino también por
el hecho de que, incluso cuando experimenta un tiempo de permanencia
a alta temperatura, muestra elevada resistencia al impacto Izod y
\DeltaYI reducido, indicando que, incluso cuando experimenta
permanencia a alta temperatura, se encuentra libre no solamente de
disminución de resistencia al impacto, sino también de
decoloración.
decoloración.
\newpage
Por la presencia de una serie de heterounidades
específicas en una cantidad específica en la resina de policarbonato
(A), el compuesto de resina de policarbonato de la presente
invención que comprende el componente (A) y la resina termoplástica
(B) reforzada con goma es ventajoso por el hecho de que no solamente
tiene elevada resistencia al impacto, sino que muestra asimismo
excelente moldeabilidad. Cuando se utiliza una resina de
termoplástico reforzada con goma (B) que comprende un copolímero por
injerto que es producido por polimerización por injerto en emulsión
en presencia de un emulsionante polimerizable, el compuesto de
resina de policarbonato resultante es también ventajoso por el hecho
de que, incluso cuando experimenta tiempos de permanencia a elevadas
temperaturas durante el proceso, se encuentra libre no solamente de
reducción de resistencia al impacto, sino también de decoloración.
Además, cuando el compuesto de resina de policarbonato comprende
además un retardante de la llama (C) y un agente antigoteo, el
compuesto de resina tiene características de prevención de goteo
estremadamente elevadas en comparación con un compuesto de resina de
policarbonato convencional que contiene un retardante de la llama y
un agente antigoteo. El compuesto de resina de policarbonato de la
presente invención que tiene las excelentes características antes
mencionadas se puede utilizar de manera ventajosa en una amplia
variedad de aplicaciones, tales como producción de tapacubos,
deflectores de aire para automóviles ("spoilers"), paneles de
instrumentos para automóviles y cuerpos de ordenadores personales
portátiles, teléfonos móviles y similares.
Claims (16)
1. Compuesto de resina de policarbonato que
comprende:
(A) de 5 a 95 partes en peso de una resina de
policarbonato que comprende una serie de cadenas principales de
policarbonato aromático, cada una de las cuales comprende unidades
repetitivas representada cada una de ellas independientemente por la
siguiente fórmula (1):
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la que -Ar- representa un grupo
aromático bivalente
C_{5}-C_{200},
en el que dicha serie de cadenas principales de
policarbonato aromático contiene colectivamente, como mínimo, una
heterounidad (I) y como mínimo una heterounidad (II) en dichas
cadenas principales de policarbonato,
estando representada dicha heterounidad (I) por
una fórmula seleccionada entre el siguiente grupo de fórmulas
(2):
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en las que Ar' representa un grupo
aromático trivalente C_{5}-C_{200}, Ar''
representa un grupo aromático tetravalente
C_{5}-C_{200}, y X representa una cadena de
policarbonato que tiene unidades repetitivas cada una de ellas
representadas por la fórmula 80 en la que Ar es el
radical definido anteriormente y poseyendo un peso molecular
promedio en peso comprendido entre 214 y 100.000,
y
en la que, cuando dichas cadenas principales de
policarbonato contienen una serie de heterounidades (I), las
heterounidades (I) son iguales o distintas,
\newpage
estando representada dicha heterounidad (II) por
una fórmula seleccionada entre el siguiente grupo de fórmulas
(3):
en las que Ar, Ar' y X son los
definidos anteriormente e Y representa una cadena de policarbonato
que tiene unidades repetitivas cada una de ellas representadas por
la fórmula 82 en al que, Ar es el grupo definido
anteriormente y poseyendo un peso molecular promedio en peso
comprendido entre 214 y
100.000,
en la que, cuando dichas cadenas principales de
policarbonato contienen una serie de heterounidades (II), las
heterounidades (II) son iguales o distintas,
la suma de las cantidades de dicha heterounidad
(I) y dicha heterounidad (II) están comprendidas entre 0,01 y 0,3
moles %, basado en la cantidad molar de dichas unidades repetitivas
(1),
de manera que cada uno de dichos X e Y contienen
opcionalmente como mínimo una heterounidad seleccionada del grupo
que consiste en las heterounidades (I) y (II),
poseyendo dicho policarbonato un peso molecular
promedio comprendido entre 5.000 y 300.000; y
(B) de 5 a 95 partes en peso de una resina de
termoplástico reforzada con goma que comprende un copolímero por
injerto que se puede obtener por un método que comprende el injerto
en un polímero de goma como mínimo de un compuesto vinílico
copolimerizable por injerto con dicho polímero de goma.
2. Compuesto de resina, según la reivindicación
1, en el que el 85% o más de dichas unidades recurrentes (1) de
dicha resina de policarbonato (A) están representadas cada una de
ellas por la siguiente fórmula (1'):
\newpage
3. Compuesto de resina, según la reivindicación
1, en el que:
dichas unidades recurrentes (1) están
representadas cada una de ellas por la siguiente fórmula (1'):
estando representada dicha
heterounidad (I) por una fórmula seleccionada del siguiente grupo de
fórmulas
(2'):
en la que X es el definido para la
fórmula (2),
y
dicha heterounidad (II) está representada por una
fórmula seleccionada por el siguiente grupo de fórmulas (3')
en las que X es el definido para la
fórmula (2), e Y es el definido para la fórmula
(3).
4. Compuesto de resina, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha heterounidad (II) se
encuentra presente en una cantidad de 0,1 a 30 moles %, basado en la
cantidad molar de dicha heterounidad (I).
5. Compuesto de resina, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha resina de policarbonato (A)
es producida a partir de un compuesto dihidroxi aromático y un
diéster carbónico por transesterificación.
6. Compuesto de resina, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que dicha resina de policarbonato (A)
es producida por un método que comprende someter a una reacción de
transesterificación por etapas, en una serie de zonas de reacción,
como mínimo un material polimerizable seleccionado entre un grupo
que consiste en:
una mezcla de monómeros fundidos de un compuesto
dihidroxiaromático y un diéster carbónico, y
un prepolímero fundido obtenido por un proceso
que comprende la reacción de un compuesto dihidroxi aromático con un
diéster carbónico,
estando representado dicho compuesto dihidroxi
aromático por la siguiente fórmula:
HO -- Ar --
OH
en la que Ar representa un grupo
aromático bivalente
C_{5}-C_{200},
estando representado dicho diéster carbónico por
la siguiente fórmula:
Ar^{3} --
O
\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}O -- Ar^{4}
en la que Ar^{3} y Ar^{4} son
iguales o distintos y cada uno de ellos representa un grupo
aromático monovalente
C_{5}-C_{200},
en la que, dicha reacción de transesterificación
por etapas del material polimerizable es llevada a cabo en
condiciones de reacción que satisfacen la siguiente fórmula (4):
(4)0,2 \leqq
\sum\limits^{n}_{i=1} \ (ki \ x \ Ti \ x \ Hi) \leqq
1,2
en la
que:
i representa el número de zona asignado en un
orden arbitrario entre las n zonas de reacción del sistema de
reacción,
Ti representa la temperatura promedio (ºC) del
material polimerizable en la zona de reacción de orden i,
Hi representa el tiempo promedio de permanencia
(horas) del material polimerizable en la zona de reacción de orden
i,
Ki representa un coeficiente representado por la
siguiente fórmula(5):
(5)ki = 1/(a \
x
Ti^{-b})
en la que Ti es el definido
anteriormente, y a y b dependen de Ti, y en la que cuando Ti
satisface la
fórmula:
cuando Ti satisface la fórmula:
- Ti < 240ºC,
a es 1,60046 x 10^{5} y b es 0,472,
cuando Ti satisface la fórmula:
- 240ºC \leqq Ti < 260ºC,
a es 4 x 10^{49} y b es 19,107, y
cuando Ti satisface la fórmula:
- 260ºC \leqq Ti,
a es 1 x 10^{122} y b es 49,082.
7. Compuesto de resina, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho copolímero por injerto es
producido por polimerización por injerto en emulsión en presencia
como mínimo de un emulsionante radicalmente polimerizable que tiene
un doble enlace en su molécula.
8. Compuesto de resina, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, que comprende además (C) de 0,1 a 30 partes
en peso con respecto a 100 partes en peso del total del componente
(A) y componente(B), de un retardante de la llama.
9. Compuesto de resina, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, que comprende además (D) de 0,5 a 30 partes
en peso, con respecto a 100 partes en peso del total del componente
(A) y del componente (B), de como mínimo un polímero antiestático
seleccionado del grupo que consiste en una polieteramida, un
polieteréster, una polieteresteramida y un elastóremo de
poliamidaimida.
10. Compuesto de resina, según la reivindicación
9, que comprende además (E) de 0,01 a 10 partes en peso, con
respecto a 100 partes en peso del total del componente (A) y del
componente (B), de como mínimo un electrolito seleccionado entre el
grupo que consiste en un electrolito orgánico y un electrolito
inorgánico.
11. Compuesto de resina, según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 10, en el que dicho retardante de la llama es
un retardante de la llama que contiene un halógeno.
12. Compuesto de resina, según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 10, en el que dicho retardante de la llama es
un retardante de la llama de fosfato.
13. Compuesto de resina, según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 10, en el que dicho retardante de la llama es
un retardante de la llama de fosfato oligómero.
14. Compuesto de resina, según cualquiera de las
reivindicaciones 8, 11, 12 y 13, que comprende además de 0,01 a 3
partes en peso, con respecto a 100 partes de en peso del compuesto
de resina, de un politetrafluoroetileno.
15. Compuesto de resina, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 14, que comprende además de 0,1 a 50 partes en
peso con respecto a 100 partes en peso de dicho compuesto de resina,
de un material de carga.
16. Artículo moldeado que puede ser obtenido por
moldeo del compuesto de resina, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 15.
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