ES2259995T3 - Materiales de moldeo de policarbonato con propiedades antiestaticas. - Google Patents

Materiales de moldeo de policarbonato con propiedades antiestaticas.

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ES2259995T3 ES00903621T ES00903621T ES2259995T3 ES 2259995 T3 ES2259995 T3 ES 2259995T3 ES 00903621 T ES00903621 T ES 00903621T ES 00903621 T ES00903621 T ES 00903621T ES 2259995 T3 ES2259995 T3 ES 2259995T3
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Abstract

Materiales de moldeo termoplásticos que contienen policarbonato termoplástico y de 0, 01 a 30 partes en peso por cada 100 partes en peso de policarbonato, de compuestos de aluminio que tienen un diámetro de partícula promedio de 5-500 nm.

Description

Materiales de moldeo de policarbonato con propiedades antiestáticas.
La presente invención se refiere a materiales de moldeo de policarbonato, que contienen compuestos de aluminio, que provocan propiedades mecánicas mejoradas y un efecto antiestático mejorado.
Se conocen materiales de moldeo termoplásticos, especialmente aquellos que contienen homo y/o copolímeros de uno o varios monómeros etilénicamente insaturados, policarbonatos así como poliésteres, a partir de un gran número de publicaciones. Esto es válido especialmente para la utilización de polímeros de ABS. Sólo a modo de ejemplo se hace referencia a los documentos siguientes: DE-A-19616, WO 97/40092, EP-A-728811, EP-A-315868 (= US-A-4937285), EP-A-0174493 (US-P 4983658), US-P 5030675, JA 59202240, EP-A 0363608 (= US-P 5204394), EP-A 0767204, EP-A 0611798, WO 96/27600, EP-A 0754.
El documento US-A-5274017 describe composiciones, que contienen policarbonato y óxido de aluminio como materiales ignífugos, siendo el diámetro de partícula del óxido de aluminio inferior a 1 \mum.
El documento EP-A-0107015 describe composiciones, que contienen policarbonato, ABS, SAN y partículas de aluminio. Las partículas de aluminio tienen una longitud de 0,0008 pulgadas, lo que corresponde a 20 \mum.
Los materiales de moldeo termoplásticos descritos en este estado de la técnica necesitan todavía una mejora en sus propiedades mecánicas. Esto es válido especialmente para la aplicación de estos materiales de moldeo en piezas relevantes para la seguridad, por ejemplo en la industria del automóvil, en la que se fijan requisitos elevados en el alargamiento a la rotura, el comportamiento de cuarteamiento por tensión, la resistencia a la flexión por choque, la resistencia al calor y la procesabilidad.
Además el efecto antiestático de los materiales de moldeo conocidos necesita también una mejora.
Sorprendentemente se encontró ahora, que los materiales de moldeo de policarbonato presentan un efecto antiestático y propiedades mecánicas mejoradas, cuando se les añade compuestos de aluminio.
Según esto son objeto de la presente invención materiales de moldeo termoplásticos que contienen policarbonato termoplástico y de 0,01 a 30, preferiblemente de 0,01-20, especialmente preferible de 0,01-10 partes en peso por cada 100 partes en peso (policarbonato) de compuestos de aluminio con un diámetro de partícula promedio de 1 nm - 20 \mum, preferiblemente de 1 nm - 10 \mum, especialmente preferible de 5-500 nm, lo más preferible de
5-200 nm.
Son objeto de la invención especialmente materiales de moldeo termoplásticos que contienen
A.
de 40 a 99 partes en peso, preferiblemente de 50 a 95 partes en peso, especialmente preferible de 60 a 90 partes en peso de un policarbonato aromático,
B.
de 0 a 50, preferiblemente de 1 a 30 partes en peso, de un (co)polímero de vinilo de al menos un monómero seleccionado de la serie estireno, \alpha-metilestireno, estirenos sustituidos en el núcleo, metacrilatos de alquilo C_{1}-C_{8}, acrilatos de alquilo C_{1}-C_{8} con al menos un monómero de la serie acrilonitrilo, metacrilonitrilo, metacrilatos de alquilo C_{1}-C_{8}, acrilatos de alquilo C_{1}-C_{8}, anhídrido del ácido maleico, maleimidas N-sustituidas,
C.
de 0,5 a 60 partes en peso, preferiblemente de 1 a 40 partes en peso, especialmente preferible de 2 a 30 partes en peso de un polímero por injerto compuesto de al menos dos monómeros del grupo de las olefinas mono o poliinsaturadas, tales como por ejemplo etileno, propileno, cloropreno, butadieno, isopreno, acetato de vinilo, estireno, \alpha-metilestireno, estirenos sustituidos en el núcleo, cianuros de vinilo, tales como por ejemplo acrilonitrilo, metacrilonitrilo, anhídrido del ácido maleico, maleimidas N-sustitui- das,
D.
de 0,01 a 30 partes en peso, preferiblemente de 0,01 a 20 partes en peso, especialmente preferible de 0,01 a 10 partes en peso de un compuesto de aluminio con un diámetro de partícula promedio de 5-500 nm, preferiblemente de 5-200 nm.
La suma de todas las partes en peso A + B + C + D da como resultado 100.
Cada uno de los componentes mencionados pueden utilizarse también como mezcla.
\newpage
Componente A
Son policarbonatos aromáticos, termoplásticos adecuados según la invención según el componente A aquellos a base de los difenoles de fórmula (I)
1
en la que
A
es un enlace simple alquileno C_{1}-C_{5}, alquilideno C_{2}-C_{5}, cicloalquilideno C_{5}-C_{6}, -S- o -SO_{2}-,
B
es cloro, bromo,
q
es 0, 1 o 2 y
p
es 1 o 0,
o dihidroxifenilcicloalcanos sustituidos por alquilos de fórmula (II),
2
en la que
R^{7} y R^{8} significan independientemente entre ellos, en cada caso hidrógeno, halógeno, preferiblemente cloro o bromo, alquilo C_{1}-C_{8}, cicloalquilo C_{5}-C_{6}, arilo C_{6}-C_{10}, preferiblemente fenilo, y aralquilo C_{7}-C_{12}, preferiblemente fenilalquilo C_{1}-C_{4}, especialmente bencilo,
m
significa un número entero de 4, 5, 6 o 7, preferiblemente 4 o 5,
R^{9} y R^{10} significan independientemente entre ellos hidrógeno o alquilo C_{1}-C_{6}, seleccionables individualmente para cada Z,
y
Z
significa carbono, con la condición de que en al menos un átomo Z R^{9} y R^{10} signifiquen simultáneamente alquilo.
Son difenoles de fórmula (I) adecuados por ejemplo la hidroquinona, resorcina, 4,4'-dihidroxidifenilo, 2,2-bis-(4-hidroxifenil)propano, 2,4-bis-(4-hidroxifenil)-2-metilbutano, 1,1-bis-(4-hidroxifenil)ciclohexano, 2,2-bis-(3-cloro-4-hidroxifenil)propano, 2,2-bis-(3,5-dibromo-4-hidroxifenil)propano.
Son difenoles de fórmula (I) preferidos el 2,2-bis-(4-hidroxifenil)propano, 2,2-bis-(3,5-dicloro-4-hidroxifenil)propano y 1,1-bis-(4-hidroxifenil)ciclohexano.
Son difenoles de fórmula (II) preferidos el 1,1-bis-(4-hidroxifenil)-3,3-dimetilciclohexano, 1,1-bis-(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano y 1,1-bis-(4-hidroxifenil)-2,4,4-trimetilciclopentano.
Son policarbonatos adecuados según la invención tanto los homopolicarbonatos como los copolicarbonatos.
El componente A puede ser también una mezcla de los policarbonatos termoplásticos definidos anteriormente.
Los policarbonatos pueden producirse de manera conocida a partir de difenoles con fosgeno según el procedimiento de interfase o con fosgeno según el procedimiento en fase homogénea, el denominado procedimiento de piridina, pudiendo ajustarse el peso molecular de manera conocida mediante una cantidad correspondiente de rompedores de cadena conocidos.
Son rompedores de cadena adecuados por ejemplo el fenol, p-clorofenol, p-terc-butilfenol o 2,4,6-tribromofenol, pero también los alquilfenoles de cadena larga, tales como 4-(1,3-tetrametilbutil)fenol según el documento DE-OS 2842005 o monoalquilfenol o dialquilfenol con un total de 8 a 20 átomos de C en los sustituyentes alquilo según la solicitud de patente alemana P 3506472.2 como el 3,5-di-terc-butilfenol, p-iso-octilfenol, p-terc-octilfenol, p-dodecilfenol y 2-(3,5-dimetilheptil)fenol y 4-(3,5-dimetilheptil)fenol.
La cantidad de rompedores de cadena asciende por lo general a entre el 0,5 y el 10% en moles, con respecto a la suma de los difenoles de fórmula (I) y/o (II) utilizados en cada caso.
Los policarbonatos A adecuados según la invención tienen pesos moleculares promedio (M_{W}), promedio en peso medido, por ejemplo mediante ultracentrifugación o medición de luz difusa de desde 10.000 hasta 200.000, preferiblemente de 20.000 a 80.000.
Los policarbonatos A adecuados según la invención pueden estar ramificados de manera conocida, y de manera concreta preferiblemente mediante la incorporación de desde el 0,05 hasta el 2% en moles, con respecto a la suma de los difenoles utilizados, de compuestos trifuncionales o más que trifuncionales, por ejemplo aquellos con tres o más grupos fenólicos.
Son policarbonatos preferidos además del homopolicarbonato de bisfenol A los copolicarbonatos de bisfenol A con hasta el 15% en moles, con respecto a las sumas molares de difenoles, de 2,2-bis-(3,5-dibromo-4-hidroxifenil)propano y los copolicarbonatos de bisfenol A con hasta el 60% en moles, con respecto a las sumas molares de difenoles, de 1,1-bis-(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano.
Los policarbonatos A pueden sustituirse parcial o completamente por poliéstercarbonatos aromáticos. Los policarbonatos aromáticos del componente A pueden contener también bloques de polisiloxano. Su producción se describe por ejemplo en el documento DE-OS 3334872 y en el documento US-PS 3821325.
Componente B
Son (co)polímeros de vinilo que pueden utilizarse según la invención según el componente B aquellos de al menos un monómero de la serie: estireno, \alpha-metilestireno y/o estirenos sustituidos en el núcleo, metacrilato de alquilo C_{1}-C_{8}, acrilato de alquilo C_{1}-C_{8} con al menos un monómero de la serie: acrilonitrilo, metacrilonitrilo, metacrilato de alquilo C_{1}-C_{8}, acrilato de alquilo C_{1}-C_{8}, anhídrido del ácido maleico y/o maleimidas N-sustituidas (B.2).
Los acrilatos de alquilo C_{1}-C_{8} o metacrilatos de alquilo C_{1}-C_{8} son ésteres del ácido acrílico o del ácido metacrílico y alcoholes monovalentes con de 1 a 8 átomos de C. Se prefieren especialmente ésteres metílicos, ésteres etílicos y ésteres propílicos del ácido metacrílico. Se menciona como éster del ácido metacrílico especialmente preferido el metacrilato de metilo.
Los (co)polímeros termoplásticos con una composición según el componente B pueden generarse en la polimerización por injerto para la producción del componente C como subproducto, especialmente entonces, cuando se injertan grandes cantidades de monómeros sobre pequeñas cantidades de caucho. La cantidad de (co)polímero B que debe utilizarse según la invención no incluye estos subproductos de la polimerización por injerto.
Los (co)polímeros según el componente B son del tipo de resina, termoplásticos y libres de caucho.
Son (co)polímeros B especialmente preferidos aquellos de estireno (B1) con acrilonitrilo y dado el caso con metacrilato de metilo (B2), de \alpha-metilestireno (B1) con acrilonitrilo y dado el caso con metacrilato de metilo (B2), o de estireno (B1) y \alpha-metilestireno con acrilonitrilo y dado el caso con metacrilato de metilo (B2).
Los (co)polímeros B termoplásticos contienen de 50 a 99, preferiblemente de 60 a 95 partes en peso de B.1 y de 50 a 2, preferiblemente de 40 a 5 partes en peso de B.2.
Los copolímeros de estireno - acrilonitrilo según el componente B son conocidos y pueden producirse mediante polimerización radical, especialmente mediante polimerización en emulsión, en suspensión, en solución o en masa. Los copolímeros según el componente B poseen preferiblemente pesos moleculares M_{W} (promedio en peso, determinado mediante la difusión de luz o sedimentación) de entre 15.000 y 200.000.
\newpage
Son copolímeros B según la invención especialmente preferidos también los copolímeros sintetizados estadísticamente a partir de estireno y anhídrido del ácido maleico, que pueden producirse mediante una polimerización en solución o en masa continua con conversiones incompletas a partir de los monómeros correspondientes.
Los porcentajes de ambos componentes de los copolímeros de estireno - anhídrido del ácido maleico sintetizados estadísticamente adecuados según la invención pueden variarse dentro de límites más amplios. El contenido preferido en anhídrido del ácido maleico se encuentra a del 5 al 25% en peso.
Los pesos moleculares (promedio numérico M_{n}) de los copolímeros de estireno - anhídrido del ácido maleico sintetizados estadísticamente adecuados según la invención según el componente B pueden variar en un intervalo amplio. Se prefiere el intervalo de desde 60.000 hasta 200.000. Se prefiere para estos productos una viscosidad intrínseca de desde 0,3 hasta 0,9 (medida en dimetilformamida a 25ºC; véase para esto Hoffmann, Krömer, Kuhn, Polymeranalytik I, Stuttgart 1977, pág. 316 y ss.).
En lugar de estireno los (co)polímeros B de vinilo pueden contener también estirenos sustituidos en el núcleo tales como p-metilestireno, viniltolueno, 2,4-dimetilestireno y otros estirenos sustituidos tales como \alpha-metilestireno, que dado el caso pueden estar halogenados.
Componente C
Los polímeros C por injerto comprenden por ejemplo copolímeros por injerto con propiedades elásticas del caucho, que esencialmente pueden obtenerse a partir de al menos dos de los monómeros siguientes: cloropreno, 1,3-butadieno, isopropeno, estireno, acrilonitrilo, etileno, propileno, acetato de vinilo y éster del ácido (met)acrílico con de 1 a 18 átomos de C en el componente de alcohol; o sea polímeros, tal como se describen en "Methoden der Organischen Chemie" (Houben-Weyl), tomo 14/1, Georg Thieme-Verlag, Stuttgart 1961, págs. 393-406 y en C. B. Bucknall, "Thoughened Plastics", Appl. Science Publishers, Londres 1977. Los polímeros C preferidos están parcialmente reticulados y poseen contenidos en gel superiores al 20% en peso, preferiblemente superiores al 40% en peso, especialmente superiores al 60% en peso.
Los polímeros C por injerto preferidos comprenden polímeros por injerto de:
C.1 de 5 a 95, preferiblemente de 30 a 80 partes en peso, de una mezcla de
C.1.1 de 50 a 95 partes en peso de estireno, \alpha-metilestireno, estireno sustituido con halógeno o metilo, metacrilato de alquilo C_{1}-C_{8}, especialmente metacrilato de metilo, acrilato de metilo C_{1}-C_{8}, especialmente metacrilato de metilo o mezclas de estos compuestos y
C.1.2 de 5 a 50 partes en peso de acrilonitrilo, metacrilonitrilo, metacrilatos de alquilo C_{1}-C_{8}, especialmente metacrilato de metilo, acrilato de alquilo C_{1}-C_{8}, especialmente metacrilato, anhídrido del ácido maleico, maleimidas N-sustituidas por fenilo o alquilo C_{1}-C_{4} o mezclas de estos compuestos sobre
C.2 de 5 a 95, preferiblemente de 20 a 70 partes en peso de polímero con una temperatura de transición vítrea inferior a -10ºC como base del injerto.
Son polímeros C por injerto preferidos por ejemplo los polibutadienos injertados con estireno y/o acrilonitrilo y/o ésteres alquílicos del ácido (met)acrílico, copolímeros de butadieno/estireno y cauchos de acrilato; es decir copolímeros de la técnica descrita en el documento DE-OS 1694173 (= US-PS 3564077); polibutadienos injertados con ésteres alquílicos del ácido acrílico o metacrílico, acetato de vinilo, acrilonitrilo, estireno y/o alquilestirenos, copolímeros de butadieno/estireno o butadieno/acrilonitrilo, poliisobutenos o poliisoprenos, tal como se describen por ejemplo en el documento DE-OS 2348377 (= US-PS 3919353).
Son polímeros C especialmente preferidos por ejemplo los polímeros de ABS, tal como se describen en el documento DE-OS 2035390 (= US-PS 3644574) o en el documento DE-OS 2248242 (= GB-PS 1409275).
Son polímeros C por injerto especialmente preferidos los polímeros por injerto que pueden obtenerse mediante la reacción por injerto de
I.
del 10 al 70, preferiblemente del 15 al 50, especialmente del 20 al 40% en peso, con respecto al producto por injerto, de al menos un éster del ácido (met)acrílico o del 10 al 70, preferiblemente del 15 al 50, especialmente del 20 al 40% en peso de una mezcla del 10 al 50, preferiblemente del 20 al 35% en peso, con respecto a la mezcla, de acrilonitrilo o éster del ácido (met)acrílico y del 50 al 90, preferiblemente del 65 al 80% en peso, con respecto a la mezcla, de estireno sobre
II.
del 30 al 90, preferiblemente del 50 al 85, especialmente del 60 al 80% en peso, con respecto al producto por injerto, de un polímero de butadieno con al menos el 50% en peso con respecto a II, con restos de butadieno como base del injerto,
\newpage
ascendiendo el porcentaje en gel de la base II del injerto preferiblemente al menos al 20% en peso, especialmente preferible al menos al 40% en peso (medido en tolueno), el grado G del injerto de 0,15 a 0,55 y el diámetro de partícula promedio d_{50} del polímero por injerto de 0,05 a 2 \mum, preferiblemente de 0,1 a 0,6 \mum.
Los ésteres I del ácido (met)acrílico son ésteres del ácido acrílico o del ácido metacrílico y alcoholes monovalentes con de 1 a 18 átomos de C. Se prefieren especialmente ésteres metílicos, ésteres etílicos y ésteres propílicos del ácido metacrílico.
La base II del injerto puede contener además de restos de butadieno hasta el 50% en peso, con respecto a II, de restos de otros monómeros etilénicamente insaturados, tales como estireno, acrilonitrilo, éster del ácido acrílico o metacrílico con de 1 a 4 átomos de C en el componente de alcohol (tal como acrilato de metilo, acrilato de etilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo), éster de vinilo y/o éter de vinilo.. La base II del injerto preferida se compone de polibutadieno puro.
El grado G del injerto designa la razón en peso de los monómeros por injerto injertados con respecto a la base del injerto y no tienen dimensión.
El tamaño de partícula promedio d_{50} es el diámetro, por encima y por debajo del cual se encuentran respectivamente el 50% en peso de las partículas. Puede determinarse por medio de medición por ultracentrifugación (W. Scholtan, H. Lange, Kolloid, Z. und Z. Polymere 250 (1972), 782-796).
Son polímeros C especialmente preferidos por ejemplo también los polímeros por injerto de
(a)
del 20 al 90% en peso, con respecto a C, de caucho de acrilato con un temperatura de transición vítrea inferior a -20ºC como base del injerto y
(b)
del 10 al 80% en peso, con respecto a C, de al menos un monómero etilénicamente insaturado que puede polimerizarse (compárese con C.1) como monómero del injerto.
Los cauchos (a) de acrilato de los polímeros C son preferiblemente polímeros de ésteres alquílicos del ácido acrílico, dado el caso con hasta el 40% en peso, con respecto a (a), de otro monómero etilénicamente insaturado que puede polimerizarse. A los ésteres del ácido acrílico que pueden polimerizarse preferidos pertenecen los ésteres de alquilo C_{1}-C_{8}, por ejemplo metil, etil, butil, n-octil y 2-etilhexilésteres; halógenoalquilésteres, preferiblemente éster de halogenoalquilo C_{1}-C_{8}, tales como acrilato de cloroetilo, así como mezclas de estos monómeros.
Para la reticulación pueden copolimerizarse monómeros con más de un doble enlace que puede polimerizarse. Son ejemplos preferidos de monómeros reticulantes los ésteres de ácidos monocarboxílicos insaturados con de 3 a 8 átomos de C y alcoholes monovalentes insaturados con de 3 a 12 átomos de C o polioles saturados con de 2 a 4 grupos OH y de 2 a 20 átomos de C, tales como por ejemplo dimetacrilato de etilenglicol, metacrilato de alilo; compuestos heterocíclicos poliinsaturados, tales como por ejemplo cianurato de trivinilo y de trialilo; compuestos de vinilo polifuncionales, tales como di y trivinilbencenos; pero también fosfato de trialilo y ftalato de
dialilo.
Son monómeros reticulantes preferidos el metacrilato de alilo, dimetacrilato de etilenglicol, ftalato de dialilo y compuestos heterocíclicos, que presentan al menos 3 grupos etilénicamente insaturados.
Son monómeros reticulantes especialmente preferidos los monómeros cíclicos cianurato de trialilo, isocianurato de trialilo, cianurato de trivinilo, triacriloilhexahidro-s-triazina, trialilbencenos.
La cantidad de los monómeros reticulantes asciende preferiblemente a del 0,02 al 5, especialmente a del 0,05 al 2% en peso, con respecto a la base (a) del injerto.
En el caso de monómeros reticulantes cíclicos con al menos 3 grupos etilénicamente insaturados es ventajoso, limitar la cantidad a menos del 1% en peso de la base (a) del injerto.
Se prefieren como "otros" monómeros etilénicamente insaturados que pueden polimerizarse, que pueden servir además de los ésteres del ácido acrílico dado el caso para la producción de la base (a) del injerto, por ejemplo acrilonitrilo, estireno, \alpha-metilestireno, acrilamidas, éter de vinilalquilo C_{1}-C_{6}, metacrilato de metilo, butadieno. Son cauchos de acrilato preferidos como base (a) del injerto los polímeros en emulsión, que presentan un contenido en gel de al menos el 60% en peso.
Otras bases del injerto adecuadas son los cauchos de silicona con sitios activos para el injerto, tal como se describen en las publicaciones para información de solicitud de patente alemana DE-OS 3704657, DE-OS 3704655, DE-OS 3631540 y DE-OS 3631539.
Se determina el contenido en gel de la base (a) del injerto a 25ºC en dimetilformamida (M. Hoffmann, H. Krömer, R. Kuhn, Polymeranalytik I und II, Georg Thieme-Verlag, Stuttgart 1977).
Ya que en la reacción por injerto tal como se conoce no se injertan obligatoriamente los monómeros por injerto completamente sobre la base del injerto, se entiende por polímeros C por injerto según la invención aquellos productos, que se obtienen mediante la polimerización de los monómeros por injerto en presencia de la base del injerto.
Componente D
Son adecuados como componente D los compuestos de aluminio con uno o varios metales de los grupos principales 1º a 5º y de los subgrupos 1º a 8º del sistema periódico, preferiblemente de los grupos principales 2º a 5º y de los subgrupos 4º a 8º, especialmente preferible de los grupos principales 3º a 5º y los subgrupos 4º a 8º o compuestos con los elementos oxígeno, carbono, nitrógeno, hidrógeno, azufre y silicio.
Pueden utilizarse según la invención óxidos, óxidos que contienen agua, fosfatos, sulfatos, sulfuros, hidróxidos, boratos, borofosfatos de aluminio. Se prefieren especialmente el hidróxido óxido de aluminio, fosfato de aluminio y borato de aluminio. Lo más preferido es el hidróxido óxido de aluminio.
El tamaño de partícula asciende según la invención a 5-500 nm.
Se prefieren compuestos que contienen agua tal como el hidróxido óxido de aluminio.
El tamaño de partícula y el diámetro de partícula significan siempre el diámetro de partícula promedio d_{50}, determinado mediante mediciones por ultracentrifugación según W. Scholtan et al. Kolloid-Z. und Z.Polymere 250(1972), págs. 782 a 796.
Los compuestos de aluminio pueden encontrarse como polvos, pastas, salmueras, dispersiones o suspensiones. Mediante precipitación pueden obtenerse polvos a partir de dispersiones, salmueras o suspensiones.
Los polvos pueden añadirse según procedimientos habituales a los plásticos termoplásticos, por ejemplo mediante la extrusión o el amasado directo de los componentes del material de moldeo y los polvos inorgánicos de las partículas más finas. Representan procedimientos preferidos la producción de una mezcla madre, por ejemplo en aditivos ignífugos, otros aditivos, monómeros, disolventes, en el componente A o la precipitación conjunta de dispersiones de los componentes B o C con dispersiones, suspensiones, pastas o salmueras de los materiales inorgánicos de las partículas más finas.
Los materiales de moldeo según la invención pueden contener aditivos habituales, tales como compuestos inorgánicos de las partículas más finas, lubricantes y agentes de desmoldeo, agentes nucleantes, antiestáticos, estabilizantes, cargas y sustancias de refuerzo así como colorantes y pigmentos. Los agentes auxiliares de procesamiento se añaden en las cantidades habituales.
Los compuestos inorgánicos comprenden compuestos de uno o varios metales de los grupos principales 1º a 5º y de los subgrupos 1º a 8º del sistema periódico, preferiblemente de los grupos principales 2º a 5º y de los subgrupos 4º a 8º, especialmente preferible de los grupos principales 3º a 5º y de los subgrupos 4º a 8º con los elementos oxígeno, azufre, boro, fósforo, carbono, nitrógeno, hidrógeno y/o silicio.
Son compuestos preferidos por ejemplo los óxidos, hidróxidos, óxidos que contienen agua, sulfatos, sulfitos, sulfuros, carbonatos, carburos, nitratos, nitritos, nitruros, boratos, silicatos, fosfatos, hidruros, fosfitos o fosfonatos.
Son compuestos inorgánicos de las partículas más finas preferidos por ejemplo TiN, TiO_{2}, SnO_{2}, WC, ZnO, ZrO_{2}, Sb_{2}O_{3}, SiO_{2}, óxidos de hierro, NaSO_{4}, BaSO_{4}, óxidos de vanadio, borato de zinc, silicatos tales como silicatos de Al, silicatos de Mg, silicato mono, bi, tridimensionales, mezclas y compuestos adulterados también pueden utilizarse. Por lo demás estos pueden ser partículas a escala de nanómetro con moléculas orgánicas modificadas en superficie, para conseguir una mejor tolerancia con los polímeros. De este modo pueden crearse superficies hidrófobas o hidrófilas.
Los diámetros de partículas promedio son menores o iguales que 200 nm, preferiblemente menores o iguales que 150 nm, especialmente de 1 a 100 nm.
El tamaño de partícula y el diámetro de partícula significan siempre el diámetro de partícula promedio d_{50}, determinado mediante mediciones por ultracentrifugación según W. Scholtan et al. Kolloid-Z. und Z. Polymere 250 (1972), págs. 782 a 796.
Los compuestos inorgánicos pueden encontrarse como polvos, pastas, salmueras, dispersiones o suspensiones. Mediante precipitación pueden obtenerse polvos a partir de dispersiones, salmueras o suspensiones.
Los materiales de moldeo pueden contener hasta 25 partes en peso (con respecto al material de moldeo total) de compuestos inorgánicos.
Los polvos pueden añadirse según procedimientos habituales a los plásticos termoplásticos, por ejemplo mediante el amasado directo o extrusión de los componentes del material de moldeo y los polvos inorgánicos de las partículas más finas. Representan procedimientos preferidos la producción de una mezcla madre, por ejemplo en aditivos ignífugos, otros aditivos, monómeros, disolventes, en el componente A o la precipitación conjunta de dispersiones de los componentes B o C con dispersiones, suspensiones, pastas o salmueras de los materiales inorgánicos de las partículas más finas.
Los materiales de moldeo termoplásticos pueden contener materiales de refuerzo y cargas inorgánicas tales como fibras de vidrio, dado el caso cortadas o molidas, perlas de vidrio, bolas de vidrio, material de refuerzo con forma de láminas, tal como caolín, talco, biotita, silicatos, cuarzo, talco, dióxido de titanio, wolastonita, mica, fibras de carbono o sus mezclas. Preferiblemente se utilizan como material de refuerzo fibras de vidrio cortadas o molidas. Son cargas preferidas que también pueden actuar como refuerzo las bolas de vidrio, biotita, silicatos, cuarzo, talco, dióxido de titanio, wolastonita.
Los materiales de moldeo con carga o reforzados pueden contener hasta el 60, preferiblemente entre el 10 y el 40% en peso, con respecto al material de moldeo con carga o reforzado, de cargas o sustancias de refuerzo.
Los materiales de moldeo según la invención se producen, mezclando los componentes respectivos de manera conocida y formando compuestos por fusión o extrudiendo por fusión a temperaturas de 200ºC a 300ºC en equipos convencionales tales como amasadoras internas, extrusionadoras y husillos de doble árbol, utilizándose las poliolefinas fluoradas preferiblemente en forma de la mezcla coagulada ya mencionada.
El mezclado de los componentes individuales puede tener lugar de manera conocida tanto sucesiva como simultáneamente, y concretamente tanto a aproximadamente 20ºC (temperatura ambiente) como a temperatura más elevada.
Los materiales de moldeo de la presente invención pueden utilizarse para la producción de materiales de moldeo de cualquier tipo. Especialmente pueden producirse materiales de moldeo mediante fundición inyectada. Son ejemplos de materiales de moldeo que pueden producirse: piezas de carcasas de cualquier tipo, por ejemplo para electrodomésticos, tales como exprimidores, máquinas de café, mezcladoras, para máquinas de oficina, tales como ordenadores, impresoras, monitores o placas de cubierta para el sector de la construcción y piezas para el sector del automóvil. Se utilizan además en el campo de la electrotecnia, porque tienen propiedades eléctricas muy buenas.
Los materiales de moldeo son especialmente adecuados para la producción de piezas moldeadas de pared delgada (por ejemplo piezas de carcasa para la tecnología de los sistemas de datos), en la que se fijan requisitos especialmente elevados en la resistencia al choque y la resistencia al cuarteamiento por tensión de los plásticos utilizados.
Otra forma del procesamiento es la producción de cuerpos moldeados mediante el moldeo por soplado o mediante la embutición profunda a partir de las láminas o placas producidas anteriormente.
Ejemplos
Componente A
Policarbonato a base de bisfenol A con una viscosidad de la solución relativa de 1,252, medida en cloruro de metileno a 25ºC y en una concentración de 0,5 g/100 ml.
Componente B
Copolímero de estireno/acrilonitrilo con una razón de estireno/acrilonitrilo de 72:28 y una viscosidad intrínseca de 0,55 dl/g (medición en dimetilformamida a 20ºC).
Componente C
Polímero por injerto de 40 partes en peso de estireno y acrilonitrilo en la razón de 73:27 sobre 60 partes en peso de caucho de polibutadieno reticulado en forma de partículas (diámetro de partícula promedio d_{50} = 0,3 \mum), producido mediante polimerización en emulsión.
Componente D
Como compuesto inorgánico se utiliza Pural 200, un hidróxido óxido de aluminio (empresa Condea, Hamburgo, Alemania). El tamaño de partícula promedio del material asciende aproximadamente a 20-40 nm.
Producción y prueba de los materiales de moldeo según la invención
El mezclado de los componentes A a D tiene lugar en una mezcladora interna de 3 l. Los materiales de moldeo se producen en una máquina para fundición inyectada del tipo Arburg 270E a 260ºC.
Se mide el módulo de elasticidad por tensión según el método de la norma ISO 527.
Se determina el alargamiento a la rotura AR en el contexto de la determinación del módulo de elasticidad por tensión según el método de la norma ISO 527 en barras de tope.
La determinación del efecto antiestático tiene lugar según un ensayo de figuras de polvo. Para esto se cargan placas redondas con una tela de algodón estáticamente y posteriormente se espolvorean con polvo de aluminio. La determinación tiene lugar visualmente.
La determinación de la resistencia al calor según Vicat B tiene lugar según la norma DIN 53460.
La composición de los materiales comprobados así como los datos obtenidos se resumen en la tabla 1 siguiente.
TABLA 1
Ejemplos 1 2
Comparación
Componentes: [%]
\hskip0,5cm A 42,60 42,18
\hskip0,5cm B 32,70 32,38
\hskip0,5cm C 23,80 23,57
\hskip0,5cm D - 0,99
\hskip0,5cm Aditivos (sustancias auxiliares de procesamiento) 0,90 0,88
Propiedades:
\hskip0,5cm Visat B 120 [ºC] 111 111
\hskip0,5cm Ensayo de figuras de polvo - +
\hskip0,5cm Módulo de elasticidad por tracción [N/mm^{2}] 1.982 2.143
\hskip0,5cm Alargamiento a la rotura [%] 44,6 62,5
\hskip0,5cm MUR (260ºC/5 kg) [ccm/10 min] 8,3 12,2
\hskip0,5cm a_{k} Izod 260ºC/23ºC [kJ/m^{2}] 61,9 66,6

Claims (9)

1. Materiales de moldeo termoplásticos que contienen policarbonato termoplástico y de 0,01 a 30 partes en peso por cada 100 partes en peso de policarbonato, de compuestos de aluminio que tienen un diámetro de partícula promedio de 5-500 nm.
2. Material de moldeo termoplástico según la reivindicación 1, caracterizado porque contiene óxidos, óxidos que contienen agua, fosfatos, sulfatos, sulfuros, sulfitos, hidróxidos, boratos, borofosfatos de aluminio.
3. Material de moldeo termoplástico según la reivindicación 1 que contiene
A. de 40 a 99 partes en peso de policarbonato aromático,
B. de 0 a 50 partes en peso de copolímero de vinilo,
C. de 0,5 a 60 partes en peso de polímero por injerto,
D. de 0,1 a 30 partes en peso de compuesto de aluminio.
4. Materiales de moldeo según la reivindicación 1, que contienen de 50 a 95 partes en peso del policarbonato A aromático.
5. Materiales de moldeo según la reivindicación 3, que contienen polímeros C por injerto producidos mediante la copolimerización de
C.1. de 5 a 95 partes en peso de una mezcla de
de 50 a 95 partes en peso de estireno, \alpha-metilestireno, estireno sustituido en el núcleo por halógeno o alquilo, metacrilato de alquilo C_{1}-C_{8}, acrilato de alquilo C_{1}-C_{8} o mezclas de estos compuestos y
de 5 a 50 partes en peso de acrilonitrilo, metacrilonitrilo, metacrilato de alquilo C_{1}-C_{8}, acrilato de alquilo C_{1}-C_{8}, anhídrido del ácido maleico, maleimida N-sustituida por fenilo o alquilo C_{1}-C_{8} o mezclas de estos compuestos, y
C.2. de 95 a 5 partes en peso de polímeros con una temperatura de transición vítrea inferior a -10ºC como base del injerto.
6. Materiales de moldeo según una de las reivindicaciones 1 a 5, conteniendo al menos un agente de adición del grupo de los estabilizantes, pigmentos, agentes de desmoldeo, agentes auxiliares de fluidez y/o antiestáticos.
7. Materiales de moldeo según una de las reivindicaciones 1 a 6, conteniendo al menos un agente de adición del grupo de las cargas y sustancias de refuerzo y de los compuestos inorgánicos.
8. Uso de los materiales de moldeo según una de las reivindicaciones anteriores para la producción de cuerpos moldeados.
9. Cuerpos de moldeo, producidos a partir de materiales de moldeo según una de las reivindicaciones anteriores.
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