ES2258807T3 - Procedimientos para producir elastomeros termoplasticos que tienen un rendimiento de ingenieria mejorado. - Google Patents
Procedimientos para producir elastomeros termoplasticos que tienen un rendimiento de ingenieria mejorado.Info
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Abstract
SE DESCRIBEN PROCESOS PARA LA PREPARACION DE UN ELASTOMERO TERMOPLASTICO QUE COMPRENDE UNA MEZCLA TRIPLE DE RESINA TECNICA, UNA ALEACION DINAMICAMENTE VULCANIZADA DE POLIMERO TERMOPLASTICO DE OLEFINA Y COPOLIMERO ELASTOMERICO, Y UN COMPATIBILIZADOR PARA LA RESINA Y ALEACION TECNICA. EL COMPATIBILIZADOR PUEDE FORMARSE EN UN PASO SEPARADO O IN SITU, EN UNA SOLA ETAPA DE PROCESO. LOS PROCESOS PRODUCEN COMPOSICIONES QUE CONSERVAN LA INTEGRIDAD ESTRUCTURAL A TEMPERATURA ELEVADA, Y TIENEN BUENAS PROPIEDADES DE RESISTENCIA A LA TRACCION, DE ALARGAMIENTO Y RESISTENCIA A LOS FLUIDOS.
Description
Procedimientos para producir elastómeros
termoplásticos que tienen un rendimiento de ingeniería mejorado.
La presente invención se refiere a los
procedimientos para producir elastómeros termoplásticos basados en
termoplásticos de ingeniería, que tienen un rendimiento mejorado a
altas temperaturas y de ingeniería a la vez que retienen excelentes
características de elongación. Un elastómero termoplástico por lo
general se define como un polímero o mezcla de polímeros que se
pueden procesar y reciclar de la misma manera que el material
termoplástico convencional, aunque tiene propiedades y un
rendimiento similares al del caucho vulcanizado a las temperaturas
de servicio. Las mezclas o aleaciones de plástico y caucho
elastomérico han ganado cada vez más importancia en la producción
de elastómeros termoplásticos de alto rendimiento, en particular
para el reemplazo de caucho termoendurecido en diversas
aplicaciones.
Las mezclas de polímero que tienen una
combinación de propiedades termoplásticas y elásticas por lo general
se obtienen combinando un termoplástico con una composición
elastomérica de tal manera que el elastómero se disperse íntima y
uniformemente como una fase de partículas discretas dentro de una un
fase continua del termoplástico. Los trabajos anteriores con
composiciones vulcanizadas se encuentran en el documento de patente
de los Estados Unidos con el número 3.037.954 que describe la
vulcanización estática, así como también, una técnica de
vulcanización dinámica, donde un elastómero vulcanizable se
dispersa en un polímero termoplástico resinoso. El elastómero se
cura a la vez que la mezcla polimérica se mezcla continuamente y se
cizalla. La composición resultante es una dispersión
micro-gel de elastómero curado, como por ejemplo,
caucho de butilo, caucho de butilo clorado, polibutadieno o
poli-isobuteno en una matriz no curada de polímeros
termoplásticos, tales como el polipropileno.
El documento de patente de los EE.UU. con el
número -A-5.003.003 se refiere a las mezclas de
resina poliamídica con polímeros elastoméricos de
etileno-propileno que se han funcionalizado y luego
entrecruzado después de la dispersión en la resina poliamídica. La
mezcla resultante tiene una resistencia a la tracción, elongación y
resistencia al aceite mejoradas.
El documento de patente de los EE.UU. con el
número -A-5.238.990 describe una mezcla
termoplástica de poliamida con un polímero injertado que es un
producto de reacción de: a) copolímeros o copolímeros que contienen
halógeno de una isomonoolefina C_{4-7} y un
alquilestireno y b) un ácido carboxílico insaturado o un derivado
del mismo. Se dice que la mezcla tiene una resistencia al impacto
mejorada, a la vez que mantiene un alto módulo de flexión de la
poliamida.
En el documento de patente de los EE.UU. con el
número -A-5.244.961 se describe un procedimiento
para la preparación de una mezcla de copolímeros de isomonoolefina
y paraalquilestireno C_{4-7} que contienen
halógeno de poliamida termoplástica, en presencia de un compuesto
de metal. La mezcla ha mejorado la baja resistencia al impacto a
bajas temperaturas.
La solicitud PCT publicada con el número
WO-A-95/26380 describe un proceso
para producir un elastómero termoplástico que tiene propiedades de
servicio mejoradas, que incorpora copolímeros de una poliolefina
funcionalizada y una poliamida en un elastómero termoplástico
seleccionado entre: a) un copolímero poliolefínico termoplástico y
un caucho olefínico que está totalmente entrecruzado, parcialmente
entrecruzado o no entrecruzado y aditivos opcionales; b) un
copolímero de bloques de estireno/dieno conjugado/estireno y/o su
derivado hidrogenado, opcionalmente en compuesto con un
homopolímero poliolefínico termoplástico o copolímeros y/o aditivos
comunes; y c) cualquier mezcla de a y b.
El documento de patente de los EE.UU. con el
número -A-4.594.390 describe un procedimiento para
la preparación de elastómeros termoplásticos que comprende una
mezcla de caucho plástico y curado mediante vulcanización dinámica,
donde la mezcla se somete a un alto esfuerzo cortante en una
mezcladora, como por ejemplo, una extrusora de dos tornillos de
toma constante completa y co-rotativa. Todo el
plástico y el caucho y los otros ingredientes para formar el
compuesto, excepto un activador de curado, se introducen en el
orificio de entrada de la extrusora. En el primer tercio de la
extrusora, la composición se tritura para fusionar el plástico y
formar una mezcla esencialmente homogénea. El activador de curado
se adiciona a un orificio de entrada situado aproximadamente a un
tercio de la longitud del orificio de entrada inicial. Los últimos
dos tercios de la extrusora se consideran una zona de vulcanización
dinámica.
El documento de patente de los EE.UU. con el
número -A-5.574.105 describe un elastómero
termoplástico que comprende una mezcla de tres componentes
consistente en una resina de ingeniería, una aleación vulcanizada
dinámicamente de polímero olefínico termoplástico y copolímeros
elastoméricos, en presencia de un compatibilizador para la resina
de ingeniería y aleación vulcanizada dinámicamente. Las
composiciones retienen su integridad estructural a altas
temperaturas y tienen buena elongación de tensión y propiedades de
resistencia a los fluidos.
\newpage
La presente invención se basa en el
descubrimiento de un procedimiento que produce, en un solo equipo,
composiciones de elastómero termoplástico (TPE, thermoplastic
elastomer) que tienen excelentes propiedades físicas a
temperaturas elevadas. Estas composiciones se proveen vulcanizando
una mezcla pre-curada de polímero olefínico y un
elastómero olefínico, para formar una aleación vulcanizada
dinámicamente (DVA, dynamically vulcanized alloy), y luego
mezclando: a) una resina de ingeniería termoplástica con; b) la DVA
que comprende el polímero olefínico termoplástico y el elastómero
olefínico que tiene centros de curado reactivos, en presencia de un
compatibilizador para la resina de ingeniería y la DVA, después de
la vulcanización dinámica del elastómero olefínico.
Alternativamente, los componentes pre-curados de la
DVA se mezclan con la resina de ingeniería antes de la etapa de
vulcanización dinámica.
La presente invención también se basa en el
descubrimiento que el compatibilizador se puede formar
in-situ, a partir de la mezcla por fusión de
un material formador de compatibilizador y la resina de ingeniería
en el recipiente de mezcla, ya sea antes de la etapa de
vulcanización, durante la etapa de vulcanización o después de la
etapa de vulcanización.
Estas etapas del procedimiento producen una
composición de elastómero termoplástico que retiene su integridad a
altas temperaturas y tiene buenas propiedades de tensión, elongación
y resistencia a los fluidos. Estas etapas de procedimiento también
optimizan el proceso de producción y permiten la producción de
elastómeros termoplásticos más blandos.
En particular, la presente invención se describe
mediante el procedimiento de las reivindicaciones 1, 29 y 34 y las
reivindicaciones dependientes.
La resinas termoplásticas de ingeniería usadas
en las composiciones de la invención son materiales amorfos o
semicristalinos, por lo general de una naturaleza polar, con una
temperatura de transición del vidrio (Tg) o punto de fusión
superior a los 150ºC, preferiblemente, superior a los 200°C. Se
pueden usar solas o en combinación y se seleccionan entre
poliamidas, policarbonatos, poliésteres, polisulfonas, polilactonas,
poliacetales, resinas de
acrilonitrilo-butadieno-estireno
(ABS), óxido de polifenileno (PPO), sulfuro de polifenileno (PPS),
resinas de estireno-acrilonitrilo (SAN), poliimidas,
anhídrido maleico de estireno (SMA) y policetonas aromáticas. Las
resinas termoplásticas de ingeniería preferidas son las poliamidas.
Las poliamidas más preferidas son nailon 6, nailon 6,6, nailon 11,
nailon 12 y mezclas o copolímeros de los mismos.
Las poliamidas termoplásticas adecuadas
(nailones) incluyen polímeros sólidos cristalinos o resinosos, de
alto peso molecular (incluso los copolímeros y terpolímeros) que
tengan unidades de amida recurrentes dentro de la cadena
polimérica. Las poliamidas se pueden preparar por polimerización de
una o más épsilon-lactamas, tales como
caprolactama, pirrolidona, laurel-lactama y lactama
aminoundecanoica o aminoácido o por condensación de ácidos
dibásicos y diaminas. Son adecuados tanto los nailones formadores de
fibras como los de grado de moldeo. Los ejemplos de estas
poliamidas son policaprolactama (nailon 6),
polilauril-lactama (nailon 12),
polihexametilendipamida (nailon 6,6), polihexametilenazelamida
(nailon 6,9), polihexametilensebacamida (nailon 6,10),
polihexametilenisoftalamida (nailon 6,IP) y el producto de
condensación de ácido 1.1-aminoundecanoico (nailon
11). Otros ejemplos de poliamidas satisfactorias (en especial, las
que tienen un punto de reblandecimiento inferior a los 275°C) se
describen en Kirk-Othmer, Encyclopedia of
Chemical Technology [Enciclopedia de Tecnología Química], 3ª
edición, volumen 18, páginas 406-409 y
Encyclopedia of Polymer Science and Engineering [Enciclopedia
de la Ciencia del Polímero y la Ingeniería], 2ª edición, volumen
11, páginas 445-450. En la práctica de la presente
invención se pueden usar ventajosamente las poliamidas
termoplásticas comercialmente disponibles, prefiriéndose las
poliamidas cristalinas lineales que tienen un punto de
reblandecimiento o punto de fusión comprendido entre 160° y 230°C.
La cantidad de resina de ingeniería que según hallazgos provee
composiciones útiles por lo general es de 10 a 50 partes en peso y,
más preferiblemente, de entre 10 y 40 partes en peso, basándose en
el peso de la composición que comprende la resina de ingeniería, la
DVA y el compatibilizador.
El componente de la DVA de la composición
comprende un polímero olefínico termoplástico y un elastómero
(caucho) que se han mezclado por fusión en presencia de un curativo
para vulcanizar dinámicamente el elastómero. La DVA resultante es
una matriz de poliolefina que incluye partículas dispersas de
elastómero con tamaño micrónico o submicrónico. Convenientemente el
elastómero se cura (se entrecruza) al menos parcialmente durante la
vulcanización dinámica y, preferiblemente, se cura total o
completamente. No obstante, cualquier grado de curado es compatible
dentro de la presente invención.
Tal como se usa en la memoria descriptiva y en
las reivindicaciones, el término "vulcanización dinámica"
significa un procedimiento en el cual el elastómero se vulcaniza o
cura en presencia de la poliolefina, en condiciones de alto
esfuerzo cortante y a una temperatura superior al punto de fusión de
la poliolefina. El elastómero se entrecruza entonces
simultáneamente y por lo general se dispersa como partículas finas
dentro de la poliolefina, aunque también son posibles las
morfologías de fase co-continua o una mezcla de
morfologías discretas y co-continuas. La
vulcanización dinámica se efectúa mezclando los componentes a alta
temperatura en un equipo de mezcla convencional, como por ejemplo,
laminadores, mezcladoras Banbury, mezcladoras Brabender, mezcladoras
continuas y extrusoras mezcladoras. La característica única de las
composiciones curadas dinámicamente reside en que,
independientemente del hecho de que el componente de elastómeros
esté parcial o totalmente curado, las composiciones se pueden
procesar y reprocesar mediante técnicas convencionales de
procesamiento de plásticos, tales como extrusión, moldeo por
inyección, moldeo por soplado y moldeo por compresión. Los residuos
o recortes se pueden recuperar y reprocesar.
Los términos "totalmente vulcanizado" y
"completamente vulcanizado" significan que el componente
elastomérico a vulcanizar se ha curado a un estado en el que las
propiedades elastoméricas del caucho entrecruzado son similares a
las del elastómero en su estado vulcanizado convencional, además de
la composición del elastómero termoplástico. El grado de curado se
puede describir en términos de contenido de gel o a la inversa, por
los componentes extraíbles. Estas descripciones son ampliamente
conocidas en el arte, por ejemplo en los documentos de patente de
los EE.UU. con el número -A-5.120.947 y
5.157.081.
La cantidad de DVA que se ha hallado de utilidad
en las composiciones que mezclan tres elementos de la presente
invención por lo general varía de 90 a 50 partes en peso y, más
preferiblemente, entre 90 y 60 partes en peso, sobre la base del
peso de la composición de tres elementos.
En la presente invención, el componente de la
DVA comprende un componente de una composición de tres elementos,
que también comprende una resina de ingeniería y un
compatibilizador. En una forma de realización preferida de la
composición de tres elementos de la presente invención, la resina de
ingeniería y la poliolefina de la DVA comprenden una fase
co-continua que contiene partículas dispersas con
tamaño micrónico o submicrónico de elastómero. Las partículas de
elastómero están encapsuladas por la poliolefina de la DVA dentro de
la fase co-continua.
Las poliolefinas adecuadas para usar en las
composiciones de la invención incluyen homopolímeros y copolímeros
termoplásticos no polares, de poliolefina cristalina o
semi-cristalina. Se preparan a partir de monómeros
de monoolefina que tienen entre 2 y 6 átomos de carbono, como por
ejemplo etileno, propileno, 1-buteno, isobutileno y
1-penteno, prefiriéndose el etileno, propileno y las
mezclas de los mismos. El polietileno puede ser material de baja
densidad, ultrabaja densidad o alta densidad. El término
polipropileno incluye homopolímeros de propileno así como también
copolímeros reactivos de polipropileno que pueden contener 1 a 20
por ciento en peso de etileno o un comonómero de
\alpha-olefina de 4 a 16 átomos de carbono y
mezclas de los mismos. El polipropileno puede ser isotáctico o
sindiotáctico, por lo general, con un rango estrecho de Tg. Las
poliolefinas comercialmente disponibles se pueden usar en la
práctica de la invención.
La cantidad de poliolefina que según se ha
hallado provee composiciones de DVA útiles por lo general varía
entre 10 y 90 por ciento en peso, sobre la base del peso de la
poliolefina y del elastómero. Preferiblemente, el contenido de
poliolefina variará entre 10 y 50 por ciento en peso.
Los elastómeros adecuados para usar en las
composiciones de la invención son compatibles con el polímero de
olefina termoplástica y tienen sitios de curado reactivos. Dichos
sitios de curado pueden ser una parte integral de la estructura
principal del elastómero o bien, pueden ser incorporados por la
adición de grupos funcionales. Un grupo preferido de elastómeros es
el que se prepara a partir de los copolímeros de isoolefinas
C_{4-7} y para-alquilestireno.
Estos copolímeros se describen en mayor detalle en el documento de
patente de los EE.UU. con el número -A-5.162.445.
Una especie de elastómero particularmente preferida está
representada por el copolímero halogenado de isobutileno y
para-metilestireno. Los elastómeros de
etileno-propileno (EPR) y
poli(etileno-co-propileno-co-dieno),
también conocidos como caucho EPDM, también han demostrado dar buen
resultado en las composiciones, ya fuera solos o en combinación con
copolímeros de isoolefinas y
para-alquilestireno.
En la presente invención, los elastómeros de
olefina preferidos son caucho de EPDM, el copolímero halogenerado
de isobutileno y para-metilestireno y las mezclas de
los mismos. En el lote principal de DVA sin curar, el componente de
elastómero comprende 10 a 90 por ciento en peso, basado en el peso
de la poliolefina y los componentes de elastómero. Preferiblemente
el contenido de elastómero variará entre 90 y 50 por ciento en
peso.
En las composiciones de la invención, el
componente de elastómero de la DVA por lo general estará al menos
parcialmente vulcanizado o entrecruzado. Quienes tengan los
conocimientos ordinarios en la técnica apreciarán las cantidades
apropiadas, los tipos de sistemas de curado y las condiciones de
vulcanización requeridas para llevar a cabo la vulcanización del
caucho. El elastómero se puede vulcanizar usando diversas cantidades
de curativo, diversas temperaturas y diversos tiempos de curado
para obtener el entrecruzamiento óptimo deseado. Se puede usar
cualquier sistema de curado conocido, siempre que sea adecuado en
las condiciones de vulcanización para el elastómero o la
combinación de elastómeros que se está usando y que sea compatible
con el componente de poliolefina termoplástico de la DVA. Estos
curativos incluyen azufre, donantes de azufre, óxidos metálicos,
sistemas de resinas, maleimidas, sistemas con base de peróxido y
radiación de alta energía, tanto con como sin aceleradores y
co-agentes. Los curativos de resinas fenólicas se
prefieren para la preparación de las composiciones de DVA de la
invención y dichos sistemas de curado son bien conocidos en la
técnica y la literatura de vulcanización de elastómeros. Su uso en
las composiciones de la DVA se describe en forma más detallada en
el documento de patente de los EE.UU. con el número
-A-4.311.628.
En la realización preferida de la invención, la
resina de ingeniería y la aleación vulcanizada dinámicamente de la
composición se combinan en presencia de un compatibilizador para
estos componentes. El compatibilizador provee una adhesión
interfacial entre la DVA y la resina de ingeniería. Sin el
compatibilizador, las mezclas de resinas de ingeniería y DVA tienen
propiedades de elongación mecánica deficientes, las interfaces
débiles entre los componentes puede fallar y los componentes pueden
dividirse en capas. El compatibilizador está diseñado para que cada
segmento o grupo funcional sea compatible con una de las principales
fases componentes e incompatible con la otra. A los efectos de la
memoria descriptiva y de las reivindicaciones, el compatibilizador
se define como un material que mejora la adhesión interfacial de
las principales fases componentes, en una composición de elastómero
termoplástico uniendo las fases de los componentes y formando una
mezcla estable.
El compatibilizador se puede formar por la
interacción directa de los segmentos que contienen los grupos
funcionales presentes en los componentes principales, es decir, la
resina de ingeniería y la DVA o por la interacción con otro
compuesto bi- o multi-funcional. Los
compatibilizadores son conocidos en la técnica, por ejemplo en el
documento de patente de los EE.UU. con el número
-A-4.455.545 y en el Journal of Macro Molecular
Science Chemistry [Periódico de la Ciencia Química
Macromolecular], A26(8), 1211 (1989). Cuando la resina de
ingeniería es una poliamida, el compatibilizador preferido incluye
el producto de reacción nailon y el polipropileno funcionalizado,
que se prepara mezclando por fusión el nailon (6) con polipropileno
injertado con 0,1-2,0 por ciento en peso de
anhídrido maleico, en la relación de nailon: polipropileno maleatado
comprendida entre 95:5 y 50:50. Véase Appl. Polim. Sci., 18,
963 (1974) y Eur. Polim. J., 26, 131 (1990). La relación en
peso más preferida de nailon: polipropileno maleatado es 80:20.
El compatibilizador puede estar presente en la
composición de la invención en el intervalo de 2 a 35 partes en
peso sobre la base de la resina de ingeniería, la DVA y el
compatibilizador. Preferiblemente está presente en el intervalo de
2 a 20 partes en peso.
Como se comentara anteriormente, el
compatibilizador se prepara mezclando por fusión la resina de
ingeniería y una olefina funcionalizada. La olefina funcionalizada
o un copolímero son materiales formadores de compatibilizadores que
se seleccionan por su compatibilidad con la DVA particular y la
reactividad con el grupo terminal de una resina de ingeniería. En
el ejemplo anterior, se selecciona una olefina maleatada por su
compatibilidad con una DVA olefínica y la reactividad con la resina
de ingeniería de poliamida. También serían apropiados otros
materiales formadores de compatibilizadores, tales como un grupo
epoxi injertado a una molécula de polipropileno o un grupo de
oxazolina injertado a una olefina, para formar un compatibilizador
para una mezcla de DVA olefínica y una poliamida. A los efectos de
esta memoria descriptiva y de las reivindicaciones un material
formador de compatibilizador se define como una olefina
funcionalizada o injerto y/o un copolímero de bloques que actúa
para formar un compatibilizador cuando se lo injerta a una resina de
ingeniería.
En la técnica anterior, por ejemplo, en el
documento de patente de los EE.UU. con el número
-A-5.574.105 el compatibilizador se prepara en un
recipiente separado del recipiente en el que se preparó la DVA o en
el que la DVA se mezcló con la resina de ingeniería. En la técnica
anterior, el compatibilizador se preparaba antes de su adición a la
mezcla que comprendía la DVA y la resina de ingeniería. Tal como se
describiera anteriormente, la presente invención se basa en el
descubrimiento que el compatibilizador se puede formar
in-situ por la reacción entre un material
formador de compatibilizador y la resina de ingeniería. La
proporción preferida de material formador de compatibilizador a
resina de ingeniería es una relación molecular de 1:1. La relación
en peso de resina de ingeniería a materiales formadores de
compatibilizador varía entre 95:5 y 5:95. Debido a los grandes
pesos moleculares de la resina de ingeniería, la relación de peso de
la resina de ingeniería al material formador de compatibilizador
por lo general es de 4:1. El material formador de compatibilizador
se puede añadir a una mezcla antes de la vulcanización del polímero
termoplástico de olefina y el elastómero curable o después de la
vulcanización de estos componentes. Cuando se añade, el material
formador de compatibilizador se injerta a la resina de ingeniería
para formar un compatibilizador in-situ.
Además de la resina de ingeniería, la DVA y el
agente compatibilizador, las composiciones de la invención también
pueden incluir cargas reforzadoras y no reforzadoras, plastificantes
para la resina de ingeniería y la poliolefina, antioxidantes,
estabilizadores, aceite para el procesamiento del caucho, aceites
extensores, lubricantes, agentes antibloqueo, agentes antiestática,
ceras, agentes formadores de espuma, pigmentos, retardantes de
llama y otros auxiliares de procesamiento conocidos en la técnica de
formación de compuestos de caucho. Los aditivos se pueden adicionar
durante la preparación de la DVA o la preparación de la composición
terminada o ambas cosas, siempre y cuando la cantidad total de
aditivos no supere el 75 por ciento en peso, preferiblemente el 50
por ciento en peso, más preferiblemente el 25 por ciento en peso,
sobre la base de la composición de elastómero termoplástico total,
con los aditivos incluidos.
Las cargas y dilatadores que se pueden utilizar
incluyen los inorgánicos convencionales, tales como carbonato de
calcio, arcillas, sílice, talco, dióxido de titanio y negro de
carbón. Los aceites para el procesamiento del caucho por lo general
son aceites parafínicos, nafténicos o aromáticos derivados de
fracciones de petróleo. El tipo será aquél que se usa comúnmente en
conjunto con el elastómero o elastómeros específicos presentes en
la DVA y la cantidad basada en el contenido de caucho total puede
variar de cero a unos cuantos cientos de partes por cientos (phr,
parts per hundred) de partes de caucho.
Los descubrimientos de la presente invención
permiten que el procedimiento más preferido con el elastómero
termoplástico que tiene un rendimiento de ingeniería superior tenga
lugar como un procedimiento de una sola etapa, usando un solo
equipo, es decir, una extrusora de dos tornillos. Aquí, el
vulcanizado dinámico olefínico se hace en una parte corriente
arriba de la extrusora y el compatibilizador y la resina de
ingeniería adecuada se mezclan en la extrusora corriente abajo, lo
cual resulta en un TPE con una fase plástica de ingeniería continua
o co-continua y que tiene rendimiento a mayor
temperatura. Los descubrimientos de la presente invención también
permiten una amplia gama de flexibilidad en las etapas que
comprenden los procedimientos de la presente invención. Pueden
variarse distintas etapas de los procedimientos para dar lugar a
esta amplia gama de flexibilidad. Estas etapas incluyen: el hecho
de que se usen uno o dos recipientes en el procedimiento; el hecho
de que el compatibilizador se forme previamente o se forme
in-situ; el hecho de que el compatibilizador
se añada a la mezcla antes del curado de la aleación vulcanizada
dinámica o después del curado; y el hecho de que la DVA se cree en
un procedimiento discontinuo o en un procedimiento continuo. Otras
variaciones en los procedimientos resultarán evidentes a partir de
los procedimientos que se describen a continuación y en los
ejemplos.
La presente invención permite un procedimiento
de una o de dos etapas. En el procedimiento de una etapa, los
componentes no curados de la DVA se mezclan y luego se vulcanizan
dinámicamente usando un sistema de curado apropiado en la porción
inicial de la mezcladora continua. La resina de ingeniería y el
compatibilizador se introducen corriente abajo y se mezclan con la
DVA lo cual da como resultado el TPE final. En el procedimiento de
dos etapas se usan dos recipientes o se hacen dos pasadas en un solo
recipiente. En el primer recipiente, los componentes no curados de
la DVA se pueden mezclar y alternativamente, vulcanizar. Los
materiales premezclados o vulcanizados se introducen luego en un
segundo recipiente o en una segunda pasada a través del mismo
recipiente donde se vulcanizan posteriormente o se mezclan con el
compatibilizador y la resina de ingeniería.
El compatibilizador se prepara mezclando por
fusión los componentes, la resina de ingeniería y un material
formador de compatibilizador. Esto se puede hacer
in-situ dentro del recipiente de mezcla o
bien, en un recipiente de preparación separado. Cuando el
compatibilizador se prepara en un recipiente separado, los
componentes, por ejemplo, el nailon y el polipropileno maleatado,
se mezclan por fusión en un recipiente de mezcla discontinua o en
una extensora de doble tornillo adecuada para el volumen del
compatibilizador requerido. Cuando el compatibilizador se prepara
in-situ, el material formador de
compatibilizador se añade al recipiente de mezcla, preferiblemente
en una relación molecular de material formador de compatibilizador a
resina de ingeniería de 1:1. Por supuesto que la relación en peso
depende de los pesos moleculares relativos de la resina de
ingeniería y el material formador de compatibilizador selectivo. En
la forma de realización más preferida de la invención, en la que
una poliamida comprende la resina de ingeniería y el polipropileno
maleatado comprende el material formador de compatibilizador, la
relación en peso del material de ingeniería formador de
compatibilizador varía de 6:1 a 3:1 cuando el material formador de
compatibilizador se adiciona antes de la etapa de vulcanización.
Cuando el material compatibilizador se añade
post-vulcanización, la relación en peso de resina de
ingeniería a material formador de compatibilizador varía de 7,5:1 a
5:1.
El procedimiento de una etapa y de dos etapas
también se puede modificar por el momento en el que el
compatibilizador se añade o se forma dentro del procedimiento. El
compatibilizador puede formarse dentro del procedimiento o añadirse
al mismo, ya fuera antes o después de la etapa de vulcanización.
Cuando el compatibilizador se forma dentro del procedimiento o se
añade allí antes de la vulcanización dinámica se obtiene un
elastómero termoplástico mucho más blando, con relación al producto
que se obtiene del procedimiento en el que el compatibilizador se
forma dentro del procedimiento y se añade allí después de que se ha
completado la vulcanización dinámica.
En el procedimiento de dos etapas se usan dos
recipientes del procedimiento o se hacen dos pasadas en un solo
recipiente. El primer recipiente del procedimiento es un recipiente
de una extrusora de mezcla discontinua o continua. El segundo
recipiente es, preferiblemente, una extrusora de dos tornillos. En
los ejemplos que se describen más adelante, la mezcladora
discontinua es una mezcladora interna o una mezcladora del tipo
Banbury interna. Esta mezcladora puede utilizarse para mezclar los
componentes no curados de la DVA o premezclar los componentes no
curados y continuar la mezcla mientras la mezcla se esté
vulcanizando. Cuando la DVA se prepara dentro de la mezcladora
discontinua, el polímero olefínico termoplástico, el copolímero
elastomérico y un óxido de zinc se adicionan al recipiente a una
temperatura de 165º Celsius. La velocidad del rotor varía en el
intervalo de 75 a 100 rpm. Después que los componentes se mezclan
bien y se dispersan, se añade curativo para iniciar la
vulcanización dinámica. La mezcla continúa a un máximo de par de
mezcla lo cual indica que la vulcanización ha tenido lugar,
usualmente entre uno y cinco minutos y la velocidad del rotor se
incrementa a una trituración máxima que se prolonga durante dos a
tres minutos más. La composición de vulcanización se retira del
recipiente y se peletiza.
La mezcla de los componentes no curados o la DVA
se añaden luego a una mezcladora de doble tornillo. En los ejemplos
que se describen más adelante, se usa una extrusora de dos tornillos
co-rotativa de toma constante completa con L/D =
42. Junto con los componentes no curados mezclados, se añaden óxido
de zinc y una carga a la entrada de alimentación de la extrusora de
dos tornillos y se mezclan a un alto esfuerzo cortante. Si los
componentes no curados se añadieron a la extrusora, se añaden
curativo de resina fenólica y aceite en las secciones corriente
abajo. En una sección con tambor que está más abajo todavía (L/D =
28), se incorporan la resina de ingeniería y el compatibilizador,
junto con óxido de magnesio y aditivo antioxidante. Finalmente, se
añade un plastificador a la extrusora hacia el extremo final de la
misma.
El compatibilizador puede estar
pre-fabricado o formarse
in-situ. Su introducción a la extrusora de
dos tornillos puede tener lugar antes del curado o después del
curado.
Cuando se usan dos mezcladoras continuas en
serie o cuando se hacen dos pasadas en un solo recipiente, el
procedimiento es similar al lote antes descrito, y luego se realizan
los procedimientos de la mezcladora continua. En el procedimiento
más preferido que usa dos extrusoras de dos tornillos o donde se
hacen dos pasadas en un solo TPE, la DVA se prepara en la primera
extrusora o en la primera pasada y se introduce en la segunda
extrusora o segunda pasada. La segunda extrusora o segunda pasada se
usan luego para mezclar la DVA con la resina de ingeniería y el
compatibilizador junto con los aditivos adicionales. Se pueden usar
otras combinaciones de mezcladoras en las que los componentes no
curados de la DVA se mezclan, los componentes no curados se curan
mientras son triturados para formar una DVA, que posteriormente se
mezcla con la resina de ingeniería en presencia de un
compatibilizador.
En el procedimiento de una etapa los elastómeros
termoplásticos se preparan, preferiblemente en una extrusora de dos
tornillos. En el procedimiento de una etapa un compatibilizador se
puede agregar pre-hecho o se puede preparar
in-situ. El compatibilizador se puede añadir
ya sea antes del curado de los componentes de la DVA precurados o
después del curado.
En el procedimiento más preferido de una etapa
los componentes de la DVA no curados se añaden a la entrada de
alimentación de una extrusora de dos tornillos. Los componentes se
mezclan y se añade un curativo a una sección con tambor corriente
abajo (L/D = 10,5) de la extrusora, para iniciar la vulcanización de
los componentes. Después que los componentes se han vulcanizado por
completo, el compatibilizador pre-hecho y la resina
de ingeniería se añaden a la extrusora. Esta realización más
preferida de la invención resulta en un elastómero termoplástico
que exhibe un rendimiento de ingeniería y cualidades físicas
superiores.
En una realización alternativa del procedimiento
de una etapa se añaden una mezcla que contiene elastómero olefínico
EPDM y una carga a la entrada de alimentación de una extrusora,
junto con las cantidades adecuadas de un termoplástico olefínico
funcionalizado u otro material formador de compatibilizador
apropiado. Además, se puede añadir o no, un termoplástico olefínico
no funcionalizado. Para propiciar el ablandamiento, la fusión y la
trituración de los materiales, se añaden los curativos apropiados
para entrecruzar los elastómeros en una sección con tambor
corriente abajo (L/D = 10,5) junto con un aceite para extender el
caucho en una sección con tambor corriente abajo (L/D = 7).
Finalmente, la resina de ingeniería y los antioxidantes se
incorporan cerca del extremo final de la sección con tambor nueve
de la mezcladora 40 = 31,5. La productividad de las extrusoras
promedia los 90,6 a 135,9 kg (200 a 300 libras) por hora, a una
velocidad de tornillo de 350 rpm.
Los siguientes ejemplos sirven para ilustrar,
aunque no para limitar la presente invención.
Este ejemplo es un procedimiento de dos etapas y
generalmente sigue el procedimiento de dos etapas descrito
anteriormente, en el que los componentes de la DVA no curados se
mezclan en una mezcladora discontinua y posteriormente se
transfieren a una extrusora de dos tornillos cuando se vulcanizan.
En este ejemplo, se prepararon aleaciones dinámicamente
vulcanizadas de polipropileno y un elastómero que comprenden una
mezcla de copolímero bromado de isobutileno y parametilestireno y
un caucho de EPDM.
El caucho, el polipropileno y la carga se
mezclaron por fusión en una mezcladora Banbury a 75 rpm. La mezcla
se trituró para lograr una mezcla homogénea a una temperatura
comprendida en el intervalo de 180 a 190°C. La mezcla se retiró de
la mezcladora y el lote principal no curado se incorporó en la
entrada de una extrusora de dos tornillos
co-rotativa (L/D = 42). Se añadieron aceite para
extender el caucho y resina fenólica a la extrusora en los tambores
iniciales (L/D = 7,0 y L/D = 10,5) y comenzó la vulcanización de la
mezcla. La resina de ingeniería y el compatibilizador se
adicionaron junto con el óxido de magnesio en un tambor corriente
abajo (L/D = 28). La resina de ingeniería y la DVA se mezclan en
presencia del compatibilizador para formar el producto terminado.
Finalmente, el plastificador se agrega en otra sección con tambor
corriente abajo. El material se mezcló a 350 rpm y se introdujo en
la extrusora a 67,95 kg/h (150 libras/hora).
Las composiciones A y B comprenden una
composición plástica relativa mayor con respecto a las composiciones
C, D y E. Las composiciones D y E comprenden una mezcla de caucho,
mientras que las composiciones A-C comprenden
copolímero bromado o bien, el EPDM. Todas las composiciones de este
ejemplo comprenden una mezcla 80:20 de compatibilizador preparado
que comprende una relación de 4:1 de nailon (6) a polipropileno
maleatado. Se compararon las propiedades físicas y se presentan en
las Tablas I y II. Las concentraciones de los componentes se
encuentran en las proporciones expresadas en las Tablas.
| A | B | ||||
| Caucho EPDM^{1} | 100 | 0 | |||
| Caucho basado en Bromo XP-50^{2} | 0 | 100 | |||
| Polipropileno | 40 | 40 | |||
| ZnO^{3} | 2 | 2 | |||
| Concentrado de negro de carbón^{4} | 3 | 3 | |||
| Total | 145 | 145 | |||
| Lote principal no curado | 145 | 145 | |||
| Resina fenólica^{5} | 4 | 4 | |||
| Aceite para extender el caucho^{6} | 10 | 10 | |||
| Poliamida-6 ^{7} | 40 | 40 | |||
| Compatibilizador^{8} | 40 | 40 | |||
| Concentrado de MgO ^{9} | 4 | 4 | |||
| Plastificador^{10} | 15 | 15 | |||
| TOTAL | 258 | 258 | |||
| Propiedades | Dureza (Shore A/D) | 43D | 46D | ||
| UTS (MPa) | 19,2 | 19,5 | |||
| EB (%) | 355 | 305 | |||
| M100 (MPa) | 12,5 | 14,5 | |||
| Dilatación del aceite (%, 24 h a 121ºC) | 52 | 26 | |||
| ^{1} Vistalon®9500 EPDM (Exxon Chemical) | |||||
| ^{2} EPDX®89-1 (Exxon Chemical) | |||||
| ^{3} Aristech PP D008M (Aristech Chemical) | |||||
| ^{4} Ampacet 49974 (Ampacet) | |||||
| ^{5} Schenectady SP-1045 (Schenectady) | |||||
| ^{6} Sunpar 150M (Sun Oil) | |||||
| ^{7} Nailon (6)Capron®8202 (Allied Signal) | |||||
| ^{8} \begin{minipage}[t]{155mm}80/20 interpolímero de Nailon (6), polipropileno modificado con anhídrido maleico (Uniroyal Chemical Company)\end{minipage} | |||||
| ^{9} Maglite D Conc Americhem 26629-R2 (Americhem) | |||||
| ^{10} Ketjenfex®8 (Akzo Chemical). |
| C | D | E | ||
| Caucho EPDM | 100 | 75 | 50 | |
| Caucho basado en Bromo XP-50 | 0 | 25 | 50 | |
| Polipropileno | 30 | 30 | 30 | |
| Carga^{1} | 10 | 10 | 10 | |
| Concentrado de negro de carbón | 5 | 5 | 5 | |
| Total | 145 | 145 | 145 | |
| Lote principal no curado | 145 | 145 | 145 | |
| Carga | 7 | 7 | 7 | |
| Resina fenólica | 6 | 6 | 6 | |
| ZnO | 3 | 3 | 3 | |
| Aceite para extender el caucho | 15 | 15 | 15 | |
| Poliamida-6 | 58 | 58 | 58 | |
| Compatibilizador^{2} | 58 | 58 | 58 | |
| Concentrado de MgO | 6 | 6 | 6 | |
| Concentrado de antioxidante^{3} | 9 | 9 | 9 | |
| Plastificador | 22 | 22 | 22 | |
| Total | 329 | 329 | 329 | |
| Propiedades | Dureza (Shore A/D) | 48D | 50D | 51D |
| UTS (MPa) | 19,4 | 24,2 | 24,2 | |
| EB (%) | 298 | 266 | 281 | |
| M100 (MPa) | 15,0 | 16,7 | 16,7 | |
| Dilatación del aceite (%, 24 h a 121ºC) | 29 | 15 | 19 | |
| ^{1} Icecap K Clay (Burgess Pigment Co.) | ||||
| ^{2} \begin{minipage}[t]{155mm}80/20 interpolímero de Nailon (6), polipropileno modificado con anhídrido maleico (Uniroyal Chemical Company)\end{minipage} | ||||
| ^{3} Vanox MTI (R.T. Vanderbilt Co.) en Polipropileno. |
Según puede observarse por los datos presentados
en la Tabla I y en la Tabla II, el procedimiento de dos etapas de
la presente invención produce composiciones de elastómero
termoplástico que tienen un rendimiento de ingeniería superior.
Las composiciones A y B tienen mayor dureza
debido a sus concentraciones más elevadas de plástico. Las
composiciones A y C son menos resistentes a la dilatación del
aceite debido a sus altas concentraciones de caucho EPDM. Las
composiciones con mezclas de caucho D y E muestran una mayor
resistencia, tal como se observa en su resistencia a la tracción y
en los resultados de la prueba del módulo.
\newpage
Este ejemplo muestra el procedimiento más
preferido de la presente invención. Las composiciones presentadas
en la Tabla III se prepararon usando el procedimiento de una etapa
que se describe más arriba. La composición de elastómero se varió
entre 100% de composición de EPDM y 100% de composición del
copolímero bromado de isobutileno y parametilestireno. Todos los
demás constituyentes y composiciones permanecen constantes. El
compatibilizador se preparó antes de su introducción en la
extrusora de dos tornillos co-rotativa después de la
vulcanización. El compatibilizador comprendía el 80% de un nailon 6
Capron®8202 (Allied Signal) y 20% de polipropileno maleatado,
polipropileno maleatado (Uniroyal Chemical Company).
Específicamente, la mezcla de elastómero, el polipropileno, la
carga y el óxido de zinc se introducen en la extrusora en la primera
sección con tambor. El aceite y la resina fenólica se introducen en
las secciones con tambor iniciales. El resto de los componentes, es
decir, la resina de ingeniería, el compatibilizador, el óxido de
magnesio y el anti-oxidante se introducen corriente
abajo. La velocidad de producción es de 67,95 kg/h (150 lb/h) con
una velocidad de tornillo de 350 rpm.
| F | G | H | ||
| Caucho EPDM | 100 | 50 | 0 | |
| Caucho basado en Bromo XP-50 | 0 | 50 | 100 | |
| Polipropileno | 30 | 30 | 30 | |
| Carga | 12 | 12 | 12 | |
| Resina fenólica | 5 | 5 | 5 | |
| ZnO | 2 | 2 | 2 | |
| Aceite para extender el caucho | 10 | 10 | 10 | |
| Poliamida-6 | 40 | 40 | 40 | |
| Compatibilizador ^{1} | 40 | 40 | 40 | |
| Concentrado de MgO | 4 | 4 | 4 | |
| Concentrado de anti-oxidante ^{2} | 6 | 6 | 6 | |
| Total | 249 | 249 | 249 | |
| Propiedades | Dureza (Shore A/D) | 50D | 53D | 53D |
| UTS (MPa) | 18,1 | 19,5 | 17,8 | |
| EB (%) | 320 | 218 | 168 | |
| M100 (MPa) | 14,1 | 16,5 | 16,3 | |
| Dilatación del aceite (%, 24 h a 121ºC) | 63 | 38 | 28 | |
| ^{1} \begin{minipage}[t]{155mm}80/20 interpolímero de Nailon (6), polipropileno modificado con anhídrido maleico (Uniroyal Chemical Company)\end{minipage} | ||||
| ^{2} Vanox MTI/Naugard 445. |
Este ejemplo muestra que el procedimiento de una
etapa descrito en este ejemplo produce una composición de
elastómero termoplástico que tiene un rendimiento de ingeniería
superior. La dureza de las composiciones F a H son relativamente
consistentes con las composiciones similares C a E en la Tabla II.
Sin embargo, la elongación máxima de la resistencia a la tracción y
los resultados de la dilatación del aceite variaron en comparación
con las composiciones C y D.
Las composiciones presentadas en la Tabla IV se
prepararon generalmente siguiendo el procedimiento de una etapa
descripta con anterioridad. En este ejemplo, los compatibilizadores
se prepararon in-situ (en contraposición a
los compatibilizadores preformados de los ejemplos anteriores) donde
el material formador de compatibilizador se añadía después de la
etapa de vulcanización dinámica. Los compatibilizadores consistentes
en interpolímeros de nailon (6) y polipropileno modificado con
anhídrido maleico en diferentes proporciones se prepararon
in-situ y se compararon. Los primeros siete
componentes enumerados en la Tabla IV se adicionaron a la primera
sección con tambor de una extrusora de dos tornillos
co-rotativa, que giraba a 350 rpm. Después de añadir
el aceite y la resina fenólica en dos secciones con tambor
corriente arriba, (L/D = 7 y L/D = 10,5), se incorporaron la resina
de ingeniería, el óxido de magnesio y el antioxidante en la sección
con tambor L/D = 31.5. La velocidad de producción de la mezcla
promedió 90,6 kg/h (200 lb/h).
Se determinaron las propiedades físicas de las
composiciones terminadas y se presentan en la Tabla IV.
| I | J | ||
| Caucho EPDM | 100 | 100 | |
| Polipropileno | 16 | 12 | |
| Concentrado negro | 4 | 3 | |
| Carga | 10 | 10 | |
| Auxiliar de procesamiento | 5 | 5 | |
| Propileno maleatado | 10 | 15 | |
| ZnO | 2 | 2 | |
| Resina fenólica | 5 | 5 | |
| Aceite para extender el caucho | 10 | 10 | |
| Poliamida-6 | 75 | 75 | |
| Concentrado de MgO | 4 | 4 | |
| Concentrado de anti-oxidante | 3 | 3 | |
| Total | 244 | 244 | |
| Propiedades | Dureza (Shore A/D) | 51D | 51D |
| UTS (MPa) | 18,4 | 19,0 | |
| EB (%) | 288 | 294 | |
| M100 (MPa) | 14,5 | 15,2 | |
| Dilatación del aceite (%, 24 h a 121ºC) | 50 | 53 |
Las composiciones presentadas en la Tabla V se
prepararon usando la realización alternativa del procedimiento de
una etapa que se describiera anteriormente. Los compatibilizadores
consistentes en interpolímeros de nailon (6) y polipropileno
modificado con anhídrido maleico en diferentes relaciones se
prepararon in-situ. A las composiciones K a
N se añadió el material formador de compatibilizador antes de
adicionar el agente de curado. La formación del compatibilizador
in-situ se realizó antes del inicio de la
vulcanización dinámica. Se añadieron los primeros ocho componentes
en la entrada de la primera sección con tambor. El aceite y la
resina fenólica se añaden en dos secciones con tambor iniciales.
Por último, se incorporan los antioxidantes en la sección con
tambor L/D = 28,0. La velocidad de los tornillos de las extrusoras
de dos tornillo co-rotativas con doce tambores (L/D
= 42,0) era de 350 rpm y la velocidad de producción de de la mezcla
a través de la extrusora era de 67,95 kg/h (150 lb/h). Se
determinaron las propiedades físicas de las composiciones terminadas
y se presentan en la Tabla V.
| K | L | M | N | ||
| Caucho EPDM | 100 | 100 | 100 | 100 | |
| Polipropileno | 0 | 0 | 5 | 5 | |
| Carga | 12 | 12 | 12 | 12 | |
| Resina fenólica | 5 | 5 | 5 | 5 | |
| Estearato de Zn | 2 | 2 | 2 | 2 | |
| Aceite para extender el caucho | 20 | 20 | 20 | 20 | |
| Poliamida-6 | 30 | 30 | 30 | 30 | |
| Polipropileno maleatado | 5 | 10 | 5 | 10 | |
| Concentrados de anti-Oxidante | 4 | 4 | 4 | 4 | |
| Total | 178 | 183 | 183 | 188 | |
| Propiedades | Dureza (Shore A/D) | 69A | 76A | 75A | 83A |
| UTS (MPa) | 4,4 | 5,6 | 5,3 | 6,2 | |
| EB (%) | 262 | 260 | 250 | 264 | |
| M100 (MPa) | 3,4 | 5 | 4,2 | 4,8 | |
| Elongación después del envejecimiento térmico (%) | 20 | 38 | 28 | 31 |
La máxima resistencia a la tracción de las
composiciones K a N es marcadamente menor que la de las
composiciones I a J, debido a su menor dureza. La incorporación
pre-vulcanización del material formador de
compatibilizador resultó en composiciones de elastómeros
termoplásticos mucho más blandas que las composiciones I a J. No
obstante, este ejemplo ilustra que esta variación de los
procedimientos de una etapa de la presente invención produce
elastómeros termoplásticos con un rendimiento de ingeniería
mejorado.
Se determinaron las propiedades físicas de todas
las composiciones de todos estos ejemplos de acuerdo con los
siguientes métodos: resistencia a la tracción, elongación, 100% de
módulo y elongación después del envejecimiento
térmico-ASTM D412; dilatación del aceite -ASTM D471;
y dureza shore D ASTM D2240.
Claims (36)
1. Un procedimiento para preparar una
composición de elastómero termoplástico que comprende las etapas
de:
introducir un polímero olefínico termoplástico
en un recipiente de mezcla;
introducir un elastómero olefínico que tenga
sitios de curado reactivos en dicho recipiente de mezcla;
vulcanizar dinámicamente los contenidos de dicho
recipiente de mezcla para formar una aleación vulcanizada
dinámicamente;
triturar los contenidos de dicho recipiente de
mezcla a un alto esfuerzo cortante durante la citada etapa de
vulcanización;
introducir una resina de ingeniería en el
mencionado recipiente de mezcla; e
introducir un material formador de
compatibilizador en dicho recipiente de mezcla.
2. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1 que comprende, además, las etapas de: formar un
compatibilizador en dicho recipiente de mezcla cuando el citado
material formador de compatibilizador se mezcla con dicha resina de
ingeniería.
3. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que dicha etapa de introducir un material
formador de compatibilizador se realiza después de dicha etapa de
vulcanización dinámica.
4. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que dicha etapa de introducir un material
formador de compatibilizador se realiza antes de dicha etapa de
vulcanización dinámica.
5. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que la relación en peso de la resina de
ingeniería al material formador de compatibilizador varía de 95:5 a
5:95.
6. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 5, en el que la relación en peso de la resina de
ingeniería al material formador de compatibilizador es de
80:20.
7. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que dicho material formador de
compatibilizador comprende un polímero olefínico maleatado.
8. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que dicho recipiente de mezcla es una
extrusora de dos tornillos.
9. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, que comprende, además, la etapa de introducir al
menos un aditivo en dicho recipiente de mezcla.
10. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que la resina termoplástica de ingeniería se
selecciona del grupo que consiste en poliamidas, poliésteres y
mezclas de los mismos.
11. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que la citada etapa de vulcanización se
completa antes de dicha etapa de introducir la citada resina de
ingeniería y dicha etapa de introducir un material formador de
compatibilizador.
12. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 11, que comprende, además, la etapa de formar un
compatibilizador a partir de dicho material formador de
compatibilizador y dicha resina de ingeniería.
13. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 12, que comprende, además, la etapa de mezclar la
citada aleación vulcanizada dinámicamente, dicha resina de
ingeniería en presencia de dicho compatibilizador.
14. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 11, en el que antes de dicha etapa de vulcanización,
los citados contenidos del recipiente de mezcla comprenden de 10 a
50 partes en peso de la citada resina de ingeniería.
15. Un procedimiento para preparar una
composición de elastómero termoplástico que comprende las etapas
de:
introducir un polímero olefínico termoplástico
en un recipiente de mezcla;
introducir un elastómero olefínico que tiene
sitios de curado reactivos en dicho recipiente de mezcla;
vulcanizar dinámicamente los contenidos de dicho
recipiente de mezcla, para formar una aleación vulcanizada
dinámicamente;
triturar los contenidos del citado recipiente de
mezcla a un alto esfuerzo cortante durante dicha etapa de
vulcanización;
introducir una resina de ingeniería en el
mencionado recipiente de mezcla;
formar un compatibilizador; e
introducir un compatibilizador en dicho
recipiente de mezcla,
en el que dicha etapa de introducir un
compatibilizador se realiza antes de la mencionada etapa de
vulcanización dinámica.
16. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 15, en el que dicha etapa de formación comprende
mezclar por fusión un material formador de compatibilizador con
dicha resina de ingeniería.
17. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 15, en el que dicha etapa de introducir un
compatibilizador se realiza después de dicha etapa de vulcanización
dinámica.
18. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 16, en el que la relación en peso de la resina de
ingeniería al material formador de compatibilizador varía de 95:5 a
5:95.
19. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 18, en el que la relación en peso de la resina de
ingeniería al material formador de compatibilizador es de
80:20.
20. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 17, en el que el citado material formador de
compatibilizador comprende un polímero olefínico maleatado.
21. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 16, en el que dicho recipiente de mezcla es una
extrusora de dos tornillos.
22. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 16, que comprende, además, la etapa de introducir por
lo menos un aditivo en dicho recipiente de mezcla.
23. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 16, en el que la resina termoplástica de ingeniería
se selecciona del grupo que consiste en poliamidas, poliésteres y
mezclas de los mismos.
24. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 16, en el que dicha etapa de vulcanización se
completa antes de introducir dicha resina de ingeniería y dicha
etapa de introducir un compatibilizador.
25. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 24, en el que dicha etapa de formar un
compatibilizador no se realiza en dicho recipiente de mezcla.
26. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 24, que comprende, además, la etapa de mezclar dicha
aleación vulcanizada dinámicamente y dicha resina de ingeniería en
presencia del citado compatibilizador.
27. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 16, en el que los contenidos de dicho recipiente de
mezcla, después de la citada etapa de introducir dicha resina de
ingeniería comprenden de 10 a 50 partes en peso de dicha resina de
ingeniería.
28. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 16, en el que los contenidos de dicho recipiente de
mezcla después de la citada etapa de introducir dicha resina de
ingeniería comprende entre 90 y 50 partes de dicha aleación
vulcanizada dinámicamente.
29. Un procedimiento para preparar una
composición de elastómero termoplástico que comprende las etapas
de:
introducir un polímero olefínico termoplástico
en un primer recipiente de mezcla;
introducir un elastómero olefínico que tenga
sitios de curado reactivos en dicho primer recipiente de mezcla;
vulcanizar dinámicamente los contenidos del
citado primer recipiente de mezcla para formar una aleación
vulcanizada dinámicamente;
triturar los contenidos de dicho primer
recipiente de mezcla a un alto esfuerzo cortante durante la citada
etapa de vulcanización;
introducir una resina de ingeniería en un
segundo recipiente de mezcla;
formar un compatibilizador a partir de un
material formador de compatibilizador y dicha resina de
ingeniería;
mezclar la citada resina de ingeniería y dicha
aleación vulcanizada dinámicamente en presencia del mencionado
compatibilizador en el mencionado segundo recipiente de mezcla,
en el que dicho primer recipiente de mezcla es
una primera porción de una extrusora de dos tornillos y en el que
el mencionado segundo recipiente de mezcla es una segunda porción de
dicha extrusora de dos tornillos, donde dicha primera parte
alimenta a dicha segunda parte y se encuentra en fluida comunicación
con la misma.
30. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 25, en el que el mencionado segundo recipiente de
mezcla comprende una extrusora de dos tornillos, que comprende,
además, las etapas de retirar dicha aleación vulcanizada
dinámicamente de dicho primer recipiente de mezcla e introducir
dicha aleación vulcanizada dinámicamente en una entrada del
mencionado segundo recipiente de mezcla.
31. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 30, en el que dicho primer recipiente de mezcla
comprende una extrusora de dos tornillos, donde dicho primer
recipiente de mezcla comprende una primera entrada en un primer
extremo y una salida en un segundo extremo, donde dicho primer
recipiente de mezcla comprende, asimismo, un medio para desplazar
en forma continua los contenidos de dicha extrusora de dos tornillos
corriente abajo, desde dicho primer extremo hacia el citado segundo
extremo, donde en dicha etapa de retirar la citada aleación
vulcanizada dinámicamente de dicho primer recipiente de mezcla, se
retira la citada aleación vulcanizada dinámicamente de dicha
salida.
32. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 31 que comprende, además, las etapas de: introducir
material formador de compatibilizador en dicha entrada del
mencionado segundo recipiente de mezcla, donde en dicha etapa de
formación del compatibilizador se forma dicho compatibilizador
mezclando por fusión el citado material formador de
compatibilizador y dicha resina de ingeniería en el mencionado
segundo recipiente de mezcla.
33. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 32, en el que dicha etapa de formación del
compatibilizador se realiza en un tercer recipiente de mezcla, que
comprende, además, la etapa de introducir dicho compatibilizador en
el mencionado segundo recipiente de mezcla.
34. Un procedimiento para preparar una
composición de elastómero termoplástico dentro de un recipiente de
mezcla, que comprende las etapas de:
introducir una mezcla en dicho recipiente de
mezcla que comprende:
(a) entre 10 y 50 partes en peso de una resina
de ingeniería termoplástica;
(b) entre 90 y 50 partes en peso de una mezcla
de aleación vulcanizada en forma dinámica previamente, que
comprende:
- (i)
- un polímero olefínico termoplástico;
- (ii)
- un copolímero elastomérico que tiene sitios de curado reactivos;
introducir un material formador de
compatibilizador en dicho recipiente de mezcla;
formar un compatibilizador dentro de dicho
recipiente de mezcla a partir de dicho material formador de
compatibilizador y dicha resina termoplástica de ingeniería;
vulcanizar dinámicamente dicha mezcla de
aleación vulcanizada en forma dinámica previamente;
triturar los contenidos de dicho recipiente de
mezcla durante la citada etapa de vulcanización.
35. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 34, en el que dicha etapa de introducir un material
formador de compatibilizador se realiza después de dicha etapa de
vulcanización.
36. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 34, en el que la citada etapa de introducir un
material formador de compatibilizador se realiza antes de dicha
etapa de vulcanización.
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