ES2263590T3 - Composicion de resina de policarbonato aromatico. - Google Patents
Composicion de resina de policarbonato aromatico.Info
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Abstract
Una composición de resina de policarbonato aromático, que comprende: (I) 100 partes en peso de un componente del tipo de resina que consiste en (1) de 50 a 100 % en peso de una resina de policarbonato aromático (componente A) y (2) de 0 a 50 % en peso de por lo menos una resina termoplástica (componente B) seleccionada entre el conjunto que consiste en una resina termoplástica de poliéster (componente B-1) y en una resina que contiene componentes unitarios de estireno, que tiene un contenido del componente del tipo de caucho de menos que 40 % en peso (componente B-2); y (II) de 1 a 100 partes en peso de partículas de wollastonita (componente C) que tienen unas características de forma de partículas, tales que las partículas tienen una longitud media numérica de fibras de 10 o menos ìm y un diámetro medio numérico de fibras de 4 o menos ìm, e incluyen partículas que tienen una longitud de fibras de 5 a 25 ìm en una proporción numérica de menos que 50 % del total y que tienen una longitud defibras de más que 25 ìm en una proporción numérica de 5 o menos % del total, e incluyen partículas que pasan a través de un tamiz de malla 325 según un método de tamizado en húmero en una proporción de 99, 96 % en peso o más.
Description
Composición de resina de policarbonato
aromático.
El presente invento se refiere a una composición
de resina de policarbonato aromático. Más específicamente, se
refiere a una composición de resina de policarbonato aromático que
tiene una alta rigidez, una alta resistencia a los choques, un buen
aspecto superficial y una excelente reciclabilidad.
Resinas de policarbonatos aromáticos y
composiciones de resinas, que se obtienen mezclando poliésteres
termoplásticos, tales como una resina de poli(tereftalato de
etileno) y una resina de poli(tereftalato de butileno), o una
resina de ABS, con una resina de policarbonato aromático, se
utilizan ampliamente en una diversidad de campos tales como los de
automóviles y equipos de OA (de Outdoor Action = acción en
exteriores) como una resina termoplástica que tiene excelentes
propiedades mecánicas tales como resistencia a los choques, y como
un material que retiene excelentes propiedades características de
resinas de policarbonatos aromáticos y mejora la resistencia química
y la moldeabilidad, que son, respectivamente, defectos de resinas de
policarbonatos aromáticos.
Como un medio de mejorar la rigidez y
propiedades similares de resinas de policarbonatos aromáticos y de
composiciones de resinas que comprenden una resina de policarbonato
aromático como el ingrediente principal, se proponen un método de
mezclar un material de carga fibroso tal como uno de fibras de
vidrio (documentos JP-A 54-94556 y
JP-A 6-49344) (el término
"JP-A" como se usa en el presente contexto,
significa una "solicitud de patente japonesa publicada sin
examinar") y un método de mezclar un material de carga orgánico
escamoso o laminar, tal como talco o mica (documentos
JP-A 55-129444, USP [USP = patente
de los EE.UU.] 4280949 y JP-A
5-222283).
Una resina de policarbonato aromático, reforzada
con un material de carga fibroso, tal como fibras de vidrio o fibras
de carbono, y una composición de resina que comprende este
policarbonato aromático como ingrediente principal, tienen una
excelente resistencia mecánica, tal como la rigidez. Sin embargo,
éstas presentan problemas que consisten en que una película de
revestimiento se debe hacer extremadamente gruesa para obtener un
buen aspecto del revestimiento, a causa de que la flotación del
material de carga fibroso tal como fibras de vidrio o fibras de
carbono se observa marcadamente en el aspecto de los productos
moldeados obtenidos por un método general de moldeo, y de que la
estabilidad dimensional no es satisfactoria de modo que los
productos de moldeo se alabean con facilidad, debido a que es grande
la anisotropía en la contracción durante el moldeo y propiedades
similares.
Mientras tanto, una resina de policarbonato
aromático, obtenida mezclando un material de carga inorgánico
escamoso o laminar, tal como talco o mica, y una composición de
resina que comprende esta resina de policarbonato aromático como el
ingrediente principal, son superiores en cuanto al aspecto de sus
productos moldeados y en su estabilidad dimensional con respecto a
una resina de policarbonato aromático, reforzada con un material de
carga fibroso, tal como fibras de vidrio o fibras de carbono, y a
una composición de resina que comprende esta resina de policarbonato
aromático como el ingrediente principal. Sin embargo, sus campos de
aplicación son limitados debido a su pequeño efecto de refuerzo.
Las partículas de wollastonita son un material
de carga inorgánico que tiene excelentes propiedades de las dos
anteriormente mencionadas. Las partículas de wollastonita tienen una
forma fibrosa cuando son trituradas finamente, a causa de la
estructura cristalina. Por lo tanto, pueden proporcionar propiedades
características diferentes de las que poseen los materiales de carga
fibrosos y laminares anteriores.
Por ejemplo el documento JP-A
7-90118 describe una composición de resina que
comprende una wollastonita, inclusive componentes trazas
(Fe_{2}O_{3}, Al_{2}O_{3}) en una proporción específica, y
una resina termoplástica. La publicación enseña que la wollastonita
adquiere fácilmente una forma fibrosa y apenas se rompe. Además,
ella describe que la composición de resina obtenida tiene una alta
resistencia mecánica y un alto módulo elástico así como una lisura
superficial y una precisión dimensional excelentes.
Los documentos JP-A
7-149948, EP (solicitud de patente europea) 639613A1
y USP 5.965.655 describen composiciones de resinas, que comprenden
partículas de wollastonita del tipo acicular, que tienen una
longitud media numérica de fibras de 1 a 50 \mum y un diámetro
medio numérico de fibras de 0,1 a 10 \mum, y una resina
termoplástica tal como una resina de policarbonato aromático. Estos
documentos enseñan que las partículas de wollastonita de tipo
acicular son preferiblemente unas partículas que incluyen partículas
que tienen una longitud de fibras de 5 a 25 \mum en una
proporción de por lo menos 50% del total. Éstos describen además que
las composiciones de resinas descritas por las anteriores
publicaciones satisfacen requisitos tales como los de un aspecto del
revestimiento con alta distinción de imágenes y un bajo coeficiente
de expansión lineal.
El documento JP-A
9-12846 describe una composición de resina que
comprende una resina de policarbonato aromático, una resina de
poliéster aromático y una wollastonita que tiene una relación entre
dimensiones de 3 a 50 en una relación específica. La publicación
enseña que la composición de resina tiene una alta rigidez, una
excelente resistencia a los choques y proporciona un producto
moldeado revestido que tiene una excelente lisura superficial.
El documento JP-A
10-60251 describe una composición de resina, que
comprende una resina de policarbonato aromático que tiene un cierto
peso molecular específico, una resina de poliéster aromático, una
wollastonita que tiene una relación entre dimensiones de 3 a 50 y
una cera olefínica modificada con grupos carboxilo, y que tiene una
excelente moldeabilidad por soplado. La publicación enseña que la
composición de resina tiene excelentes propiedades de estiramiento,
que son requeridas para el moldeo por soplado, y una alta
resistencia química, y proporciona un producto moldeado revestido
que tiene una excelente lisura superficial.
El documento JP-A
10-324789 describe una composición de resina, que
comprende una resina de policarbonato aromático que tiene un cierto
peso molecular específico, un copolímero de injerto termoplástico
tal como una resina de ABS, una wollastonita que tiene una relación
entre dimensiones de 3 a 50 y una cera olefínica modificada con
grupos carboxilo y que tiene una excelente moldeabilidad por
soplado. Este documento enseña que la composición de resina tiene
excelentes propiedades de estiramiento requeridas para el moldeo por
soplado y una excelente resistencia a los choques, y proporciona un
producto moldeado revestido que tiene una excelente lisura
superficial.
El documento JP-A
2000-256505 describe una composición de resina, que
comprende una wollastonita e incluye componentes trazas
(Fe_{2}O_{3}, Al_{2}O_{3}) en una cierta proporción
específica, y una resina termoplástica. Este documento enseña que la
wollastonita tiene preferiblemente una longitud media de fibras de
20 a 50 \mum, un diámetro medio de fibras de 0,5 a 5 \mum y una
relación media entre dimensiones de 7 a 100, y que la composición de
resina proporciona un producto moldeado que tiene una alta rigidez y
una alta resistencia térmica, una excelente lisura superficial,
altas propiedades de tinción y un buen aspecto.
Como se ha descrito más arriba, una composición
de resina que tiene una alta rigidez y un excelente aspecto
superficial se puede obtener a partir de una wollastonita. La
wollastonita es particularmente preferida como material de carga
inorgánico para una resina termoplástica que se compone
principalmente de una resina de policarbonato aromático. En el caso
de una resina termoplástica que se compone principalmente de una
resina de policarbonato aromático, puesto que la resina de base
tiene una alta resistencia a los choques, se puede obtener una
composición de resina que tiene una alta rigidez y una alta
resistencia a los choques. Además, en el caso de una resina
termoplástica que se compone principalmente de una resina de
policarbonato aromático, es susceptible de empeorarse el aspecto de
un producto moldeado de una composición de resina que contiene un
material de carga inorgánico.
Sin embargo, la técnica anterior antes
mencionada es todavía insatisfactoria en algunos puntos. El primer
punto consiste en que el deterioro en el aspecto de un producto
moldeado revestido no es pequeño. La aparición de un aspecto
deteriorado afecta al rendimiento del producto y a la eficiencia de
producción. La anterior composición de resina, que contiene
partículas de wollastonita, se usa en un producto moldeado que debe
tener un gran aspecto del revestimiento basada en su excelente
lisura superficial. Sin embargo, se puede formar ligeramente un
material ajeno sobresaliente sobre la superficie del producto
moldeado. El material ajeno sobresaliente resulta extremadamente
visible cuando toda la superficie es plana. Por lo tanto, puede ser
requerida la supresión de la formación del material ajeno
sobresaliente en la composición de resina que comprende una resina
de policarbonato aromático y partículas de wollastonita.
El segundo punto es el reciclamiento de un
producto moldeado. Puesto que las partículas de wollastonita son un
material de carga que se rompe con facilidad, cuando se repite la
amasadura de una masa fundida para su reciclamiento, son
susceptibles de deteriorarse propiedades mecánicas tales como la
rigidez. El deterioro en cuanto a propiedades características es
notable en el caso de una composición de resina que se compone
principalmente de una resina de policarbonato aromático que tiene
una alta viscosidad de masa fundida. Por lo tanto, se puede requerir
una reducción en el cambio de propiedades características, que es
causado por un reciclamiento repetido, de la composición de resina
que comprende una resina de policarbonato aromático y partículas de
wollastonita.
Un objeto del presente invento es el de
proporcionar una composición de resina de policarbonato aromático
que tenga una alta rigidez, una alta resistencia a los choques, un
buen aspecto superficial (supresión de la formación de material
ajeno sobresaliente que causa un aspecto deteriorado del
revestimiento) y una excelente reciclabilidad.
Los autores del presente invento han realizado
intensos estudios para conseguir el objetivo anterior, y han
encontrado con sorpresa que el anterior objetivo se puede conseguir
mediante una composición de resina de policarbonato aromático, que
contiene partículas de wollastonita relativamente finas, que
satisfacen ciertas condiciones específicas. Ellos han encontrado
también que se prefiere una composición de resina de policarbonato
que tiene una pérdida por ignición situada por debajo de un valor
previamente determinado. El presente invento se ha conseguido basada
en los hallazgos anteriores.
De acuerdo con el presente invento, se
proporciona una resina de policarbonato aromático, que
comprende:
100 partes en peso de un componente resinoso que
consiste (1) en 50 a 100% en peso de una resina de policarbonato
aromático (componente A) y (2) en 0 a 50% en peso de por lo menos
una resina termoplástica (componente B), seleccionada entre el
conjunto que consiste en una resina termoplástica de poliéster
(componente B-1) y en una resina que contiene
componentes unitarios de estireno, que tiene un contenido del
componente del tipo de caucho de menos que 40% en peso (componente
B-2); y (3) en 1 a 100 partes en peso de partículas
de wollastonita (componente C), que tienen unas características de
conformación de las partículas tales que las partículas tienen una
longitud media numérica de fibras de 10 o menos \mum y un diámetro
medio numérico de fibras de 4 o menos \mum, e incluyen partículas
que tienen una longitud de fibras de 5 a 25 \mum en una proporción
numérica de menos que 50% del total, y un producto moldeado que se
ha moldeado en masa fundida a partir de éste.
El presente invento se describirá seguidamente
con detalle.
La resina de policarbonato aromático, como el
componente A usado en el presente invento, se obtiene haciendo
reaccionar un difenol con un compuesto precursor de carbonato. El
método de reacción es un método de polimerización interfacial, un
método de intercambio de ésteres en una masa fundida, un método de
intercambio de ésteres en una fase sólida de un prepolímero de
carbonato, o un método de polimerización con apertura de anillos de
un compuesto cíclico de carbonato.
Ejemplos típicos del difenol usado en el
presente contexto incluyen hidroquinona, resorcinol,
4,4'-dihidroxi-difenilo,
bis(4-hidroxi-fenil)metano,
bis[(4-hidroxi-3,5-dimetil)-fenil]metano,
1,1-bis(4-hidroxi-fenil)etano,
1,1-bis(4-hidroxi-fenil)-1-fenil-etano,
2,2-bis(4-hidroxi-fenil)propano
(el denominado bisfenol A),
2,2-bis{(4-hidroxi-3-metil)fenil}propano,
2,2-bis{(4-hidroxi-3,5-dimetil)fenil}propano,
2,2-bis{(3-isopropil-4-hidroxi)fenil}-propano,
2,2-bis{(3-isopropil-4-hidroxi)fenil}propano,
2,2-bis{(4-hidroxi-3-fenil)fenil}propano,
2,2-bis(4-hidroxi-fenil)butano,
2,2-bis(4-hidroxi-fenil)-3-metil-butano,
2,2-bis(4-hidroxi-fenil)-3,3-dimetil-butano,
2,4-bis(4-hidroxi-fenil)-2-metil-butano,
2,2-bis(4-hidroxi-fenil)pentano, 2,2-bis(4-hidroxi-fenil)-4-metil-pentano, 1,1-bis(4-hidroxi-fenil)ciclohexano, 1,1-bis(4-hidroxi-fenil)-4-isopropil-ciclohexano, 1,1-bis(4-hidroxi-fenil)-3,3,5-trimetil-ciclohexano, 9,9-bis(4-hidroxi-fenil)fluoreno, 9,9-bis{(4-hidroxi-3-metil)fenil}fluoreno, \alpha,\alpha'-bis(4-hidroxi-fenil)-o-diisopropil-benceno, \alpha,\alpha'-bis(4-hidroxi-fenil)-m-diisopropil-benceno, \alpha,\alpha'-bis(4-hidroxi-fenil)-p-diisopropil-benceno, 1,3-bis(4-hidroxi-fenil)-5,7-dimetil-adamantano, 4,4'-dihidroxi-difenil-sulfona, 4,4'-dihidroxi-difenil-sulfóxido, sulfuro de 4,4'-dihidroxi-difenilo,
4,4'-dihidroxi-difenil-cetona, 4,4'-dihidroxi-difenil-éter, ésteres 4,4'-dihidroxi-difenílicos y compuestos similares. Éstos se pueden usar a solas o en una combinación de dos o más de ellos.
2,2-bis(4-hidroxi-fenil)pentano, 2,2-bis(4-hidroxi-fenil)-4-metil-pentano, 1,1-bis(4-hidroxi-fenil)ciclohexano, 1,1-bis(4-hidroxi-fenil)-4-isopropil-ciclohexano, 1,1-bis(4-hidroxi-fenil)-3,3,5-trimetil-ciclohexano, 9,9-bis(4-hidroxi-fenil)fluoreno, 9,9-bis{(4-hidroxi-3-metil)fenil}fluoreno, \alpha,\alpha'-bis(4-hidroxi-fenil)-o-diisopropil-benceno, \alpha,\alpha'-bis(4-hidroxi-fenil)-m-diisopropil-benceno, \alpha,\alpha'-bis(4-hidroxi-fenil)-p-diisopropil-benceno, 1,3-bis(4-hidroxi-fenil)-5,7-dimetil-adamantano, 4,4'-dihidroxi-difenil-sulfona, 4,4'-dihidroxi-difenil-sulfóxido, sulfuro de 4,4'-dihidroxi-difenilo,
4,4'-dihidroxi-difenil-cetona, 4,4'-dihidroxi-difenil-éter, ésteres 4,4'-dihidroxi-difenílicos y compuestos similares. Éstos se pueden usar a solas o en una combinación de dos o más de ellos.
Entre éstos, se prefiere un homopolímero o
copolímero obtenido a partir de por lo menos un bisfenol
seleccionado entre el conjunto que consiste en bisfenol A,
2,2-bis{(4-hidroxi-3-metil)fenil}propano,
2,2-bis(4-hidroxi-fenil)butano,
2,2-bis(4-hidroxi-fenil)-3-metil-butano,
2,2-bis(4-hidroxi-fenil)-3,3-dimetil-butano,
2,2-bis(4-hidroxi-fenil)-4-metil-pentano,
1,1-bis(4-hidroxi-fenil)-3,3,5-trimetil-ciclohexano
y
\alpha,\alpha'-bis(4-hidroxi-fenil)-m-diisopropil-benceno,
y se prefieren particularmente un homopolímero de bisfenol A) y un
copolímero de
1,1-bis(4-hidroxi-fenil)-3,3,5-trimetil-ciclohexano
y bisfenol A),
2,2-bis{(4-hidroxi-3-metil)fenil}propano
o
\alpha,\alpha'-bis(4-hidroxi-fenil)-m-diisopropil-benceno.
El compuesto precursor de carbonatos es un
haluro de carbonilo, un éster carbonato, un haloformiato o un
compuesto similar, como se ilustra por fosgeno, carbonato de
difenilo y dihaloformiatos de difenoles.
Para preparar una resina de policarbonato
haciendo reaccionar el anterior difenol y el compuesto precursor de
carbonatos de acuerdo con la policondensación interfacial o el
método de intercambio de ésteres en una masa fundida, se pueden
usar, según se requiera, un catalizador, un agente de remate de
terminales, un antioxidante para difenoles y agentes similares. La
resina de policarbonato puede ser una resina de policarbonato
ramificado, que se obtiene por copolimerización de un compuesto
aromático polifuncional que tiene una funcionalidad de 3 o más, una
resina de poliéster-carbonato que se obtiene por
copolimerización de un ácido dicarboxílico aromático o alifático, o
una mezcla de dos o más de las resinas de policarbonato que se han
obtenido.
Ejemplos ilustrativos del compuesto aromático
polifuncional que tienen una funcionalidad de 3 o más, incluyen
floroglucina, floroglucida, trifenoles tales como
4,6-dimetil-2,4,6-tris(4-hidroxi-difenil)hepteno-2,
2,4,6-trimetil-2,4,6-tris(4-hidroxi-fenil)heptano,
1,3,5-tris(4-hidroxi-difenil)benceno,
1,1,1-tris(4-hidroxi-fenil)etano,
1,1,1-tris(3,5-dimetil-4-hidroxi-fenil)etano,
2,6-bis(2-hidroxi-5-metil-bencil)-4-metil-fenol
y
4-{4-[1,1-bis(4-hidroxi-fenil)etil]benceno}-\alpha,\alpha-dimetil-bencil-fenol,
tetra(4-hidroxi-fenil)metano,
bis(2,4-dihidroxi-fenil)cetona,
1,4-bis(4,4-dihidroxi-trifenilmetil)benceno,
ácido trimelítico, ácido piromelítico,
ácido
benzofenona-tetracarboxílico y cloruros de ácidos de
los mismos, así como compuestos similares. Entre éstos se prefieren
1,1,1-tris(4-hidroxi-fenil)etano
y
1,1,1-tris(3,5-dimetil-4-hidroxi-fenil)etano,
y se prefiere particularmente el
1,1,1-tris(4-hidroxi-fenil)etano.
Cuando está contenido el compuesto polifuncional
que forma una resina de policarbonato ramificado, la proporción del
compuesto polifuncional es de 0,001 a 1% en moles, de manera
preferida de 0,005 a 0,5% en moles, de manera particularmente
preferida de 0,1 a 0,3% en moles, basada en la cantidad total del
policarbonato aromático. Aunque se puede formar una estructura
ramificada como una reacción secundaria en el caso del método de
intercambio de ésteres en masa fundida, la proporción de la
estructura ramificada es de 0,01 a 1% en moles, de manera preferida
de 0,005 a 0,5% en moles, de manera particularmente preferida de
0,01 a 0,3% en moles, basada en la cantidad total del policarbonato
aromático. La proporción se puede medir por
^{1}H-RMN (resonancia magnética nuclear de
protones).
protones).
La reacción, llevada a cabo por el método de
policondensación interfacial, es generalmente una reacción entre un
difenol y fosgeno, en la presencia de un agente fijador de ácidos y
de un disolvente orgánico. Ejemplos del agente fijador de ácidos
incluyen hidróxidos de metales alcalinos, tales como hidróxido de
sodio e hidróxido de potasio, y compuestos amínicos, tales como
piridina. Ejemplos del disolvente orgánico incluyen haluros de
hidrocarburos, tales como cloruro de metileno y clorobenceno. Se
puede usar para activar la reacción un catalizador, tal como una
amina terciaria, un compuesto cuaternario de amonio o un compuesto
cuaternario de fosfonio, que se ilustran por
trietil-amina, bromuro de
tetra-n-butil-amonio
y bromuro de
tetra-n-butil-fosfonio.
La temperatura de reacción es generalmente de 0 a 40ºC, el período
de tiempo de reacción es de aproximadamente 10 minutos a 5 horas, y
el pH durante la reacción se mantiene de manera preferida en 9 o
más.
Un método de remate de terminales se usa
generalmente en la anterior reacción de polimerización. Un fenol
monofuncional se puede usar como el agente de remate de terminales.
El fenol monofuncional se usa generalmente como el agente de remate
de terminales con el fin de ajustar el peso molecular, y la resina
de policarbonato obtenida es superior en cuanto a su estabilidad
térmica a una resina de policarbonato cuyos terminales no han sido
rematados por un grupo derivado del fenol monofuncional. El fenol
monofuncional es un fenol o un fenol sustituido con alquilo
inferior, ilustrado por fenoles monofuncionales que se representan
por la siguiente fórmula general (1):
en la que A es un átomo de
hidrógeno, un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 1 a 9
átomos de carbono o un grupo alquilo sustituido con un grupo fenilo,
y r es un número entero de 1 a 5, de manera preferida de 1 a
3.
Ejemplos del fenol monofuncional incluyen fenol,
p-terc.-butil-fenol,
p-cumil-fenol e
isooctil-fenol.
Otros fenoles monofuncionales incluyen fenoles y
cloruros de ácido benzoico, que tienen un grupo alquilo de cadena
larga o un grupo de poliéster alifático como sustituyente, y
cloruros de ácidos alquil-carboxílicos de cadena
larga. Entre éstos, se prefieren los fenoles que tienen un grupo
alquilo de cadena larga como sustituyente, y se representan por las
siguientes fórmulas generales (2) y (3):
en la que X es
-R-CO-O- o
-R-O-CO- (R es un enlace simple o un
grupo hidrocarbilo alifático divalente que tiene de 1 a 10 átomos de
carbono, preferiblemente de 1 a 5 átomos de carbono) y n es un
número entero de 10 a
50.
El fenol sustituido de la fórmula general (2) es
preferiblemente un fenol en el que n es un número entero de manera
preferida de 10 a 30, de manera particularmente preferida de 10 a
26, ilustrado por decil-fenol,
dodecil-fenol, tetradecil-fenol,
hexadecil-fenol, octadecil-fenol,
eicosil-fenol, docosil-fenol y
triacontil-fenol.
El fenol sustituido de la fórmula general (3) es
preferiblemente un compuesto en el que X es
-R-CO-O-, R es un enlace simple y n
es un número entero de 10 a 30, particularmente de 10 a 26, tal como
se ilustra por hidroxi-benzoato de decilo,
hidroxi-benzoato de dodecilo,
hidroxi-benzoato de tetradecilo,
hidroxi-benzoato de hexadecilo,
hidroxi-benzoato de eicosilo,
hidroxi-benzoato de docosilo e
hidroxi-benzoato de triacontilo.
El agente de remate de terminales se introduce
en una proporción de por lo menos 5% en moles, de manera preferida
de por lo menos 10% en moles. De manera más preferida, el agente de
remate de terminales se introduce en una proporción de 80 o más % en
moles, basada en el total de los terminales de la resina de
policarbonato que se ha obtenido, o la proporción de los grupos
hidroxi terminales (grupos OH) que se derivan del difenol es de 20 o
menos % en moles. De manera particularmente preferida, el agente de
remate de terminales se introduce en una proporción de 90 o más % en
moles, basada en el total de todos los terminales, o la proporción
de los grupos OH es de 10 o menos % en moles. Los agentes de remate
de terminales se pueden usar a solas o en una mezcla de dos o más de
ellos.
La reacción llevada a cabo por el método de
intercambio de ésteres en masa fundida es generalmente una reacción
de intercambio de ésteres entre un difenol y un éster carbonato, que
se lleva a cabo en la presencia de un gas inerte, mezclando
conjuntamente el difenol y el éster carbonato mediando calentamiento
y separando por destilación el alcohol o fenol que se ha formado. La
temperatura de reacción, que cambia dependiendo del punto de
ebullición o similar del alcohol o fenol que se ha formado, es
generalmente de 120 a 350ºC. En la última etapa de la reacción, la
presión del sistema de reacción es reducida a 1,33 x 10^{3} hasta
13,3 Pa, con el fin de facilitar la separación por destilación del
alcohol o fenol que se ha formado. El período de tiempo de reacción
es generalmente de alrededor de 1 a 4 horas.
El éster carbonato es un éster tal como de un
grupo arilo o de un grupo aralquilo que tiene de 6 a 10 átomos de
carbono o de un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono,
que puede estar sustituido. Ejemplos del éster carbonato incluyen
carbonato de difenilo, carbonato de bis(clorofenilo),
carbonato de dinaftilo, carbonato de bis(difenilo), carbonato
de dimetilo, carbonato de dietilo, carbonato de dibutilo y
compuestos similares. Entre éstos, se prefiere el carbonato de
difenilo.
Con el fin de acelerar la velocidad de
polimerización, se puede usar un catalizador de polimerización.
Ejemplos del catalizador de polimerización incluyen compuestos de
metales alcalinos tales como hidróxido de sodio, hidróxido de
potasio, así como sales de sodio y sales de potasio de difenoles,
compuestos de metales alcalino-térreos tales como
hidróxido de calcio, hidróxido de bario e hidróxido de magnesio,
compuestos de carácter básico que contienen nitrógeno, tales como
hidróxido de tetrametil-amonio, hidróxido de
tetraetil-amonio, trimetil-amina y
trietil-amina, alcóxidos de metales alcalinos y de
metales alcalino-térreos, sales con ácidos orgánicos
de metales alcalinos y de metales alcalino-térreos,
compuestos de zinc, compuestos de boro, compuestos de aluminio,
compuestos de silicio, compuestos de germanio, compuestos orgánicos
de estaño, compuestos de plomo, compuestos de osmio, compuestos de
antimonio, compuestos de manganeso, compuestos de titanio y
compuestos de zirconio, todos los cuales se usan generalmente para
una reacción de esterificación o para una reacción de intercambio de
ésteres. Estos catalizadores se pueden usar a solas o en una
combinación de dos o más de ellos. La cantidad del catalizador de
polimerización es de manera preferida de 1 x 10^{-8} a 1 x
10^{-3} equivalentes, de manera más preferida de 1 x 10^{-7} a 5
x 10^{-4} equivalentes, basada en 1 mol del difenol como material
en bruto.
Con el fin de reducir el número de grupos
terminales fenólicos en la reacción de polimerización, un compuesto,
tal como carbonato de bis(clorofenilo), carbonato de
bis(bromofenilo), carbonato de bis(nitrofenilo),
carbonato de bis(fenil-fenilo), carbonato de
clorofenilo y de fenilo, carbonato de bromofenilo y de fenilo,
carbonato de nitrofenilo y de fenilo, carbonato de fenilo y fenilo,
carbonato de metoxicarbonil-fenilo y de fenilo o
carbonato de etoxicarbonil-fenilo y de fenilo, se
añade preferiblemente en la última etapa de la reacción de
policondensación o después del final de la reacción de
policondensación. Entre éstos, se prefieren carbonato de
2-cloro-fenilo y de fenilo,
carbonato de 2-metoxicarbonil-fenilo
y de fenilo, y carbonato de
2-etoxicarbonil-fenilo y de fenilo,
y se prefiere particularmente el carbonato de
2-metoxicarbonil-fenilo y de
fenilo.
En el presente invento se usa preferiblemente un
desactivador para neutralizar la actividad del catalizador en la
reacción de polimerización. Ejemplos ilustrativos del desactivador
incluyen ácido benceno-sulfónico, ácido
p-tolueno-sulfónico, ésteres de
ácidos sulfónicos tal como benceno-sulfonato de
metilo, benceno-sulfonato de etilo,
benceno-sulfonato de butilo,
benceno-sulfonato de octilo,
benceno-sulfonato de fenilo,
p-tolueno-sulfonato de metilo,
p-tolueno-sulfonato de etilo,
p-tolueno-sulfonato de butilo,
p-tolueno-sulfonato de octilo y
p-tolueno-sulfonato de fenilo; y
compuestos tales como ácido
trifluorometano-sulfónico, ácido
naftaleno-sulfónico, un poliestireno sulfonado, un
copolímero de acrilato de metilo y de estireno sulfonado,
dodecil-benceno-sulfonato de
2-fenil-2-propilo,
dodecil-benceno-sulfonato de
2-fenil-2-butilo,
octil-sulfonato de
tetrabutil-fosfonio, decil-sulfonato
de tetrabutil-fosfonio,
benceno-sulfonato de
tetrabutil-fosfonio,
dodecil-benceno-sulfonato de
tetraetil-fosfonio,
dodecil-benceno-sulfonato de
tetrabutil-fosfonio,
dodecil-benceno-sulfonato de
tetrahexil-fosfonio,
dodecil-benceno-sulfonato de
tetraoctil-fosfonio, sulfato de
decil-amonio y de butilo, sulfato de
decil-amonio y de decilo, sulfato de
dodecil-amonio y de metilo, sulfato de
dodecil-amonio y de etilo, sulfato de
dodecil-metil-amonio y de metilo,
sulfato de dodecil-dimetil-amonio y
de tetradecilo, sulfato de
tetradecil-dimetil-amonio y de
metilo, sulfato de tetrametil-amonio y de hexilo,
sulfato de decil-trimetil-amonio y
de hexadecilo, sulfato de tetrabutil-amonio y de
dodecil-bencilo, sulfato de
tetraetil-amonio y de
dodecil-bencilo y sulfato de
tetrametil-amonio y de
dodecil-bencilo. El desactivador no está limitado a
éstos. Estos compuestos se pueden usar en una combinación de dos o
más de ellos.
Entre los desactivadores, se prefieren
particularmente desactivadores del tipo de sales de fosfonio y de
amonio. El desactivador se usa en una cantidad de preferiblemente
0,5 a 50 moles basada en 1 mol del catalizador residual, o de manera
preferida de 0,01 a 500 ppm, de manera más preferida de 0,01 a 300
ppm, de manera particularmente preferida de 0,01 a 100 ppm, basada
en la resina de policarbonato aromático después de la
polimerización.
El peso molecular de la resina de policarbonato
no está particularmente limitado. Sin embargo, cuando el peso
molecular de la resina de policarbonato es menor que 10.000, se
deterioran sus propiedades características a altas temperaturas, y
cuando el peso molecular es mayor que 40.000, se disminuye la
moldeabilidad. Por lo tanto, el peso molecular medio en viscosidad
es preferiblemente de 10.000 a 40.000, de manera más preferida de
14.000 a 30.000, de manera mucho más preferida de 16.000 a
25.000.
Se pueden mezclar entre sí dos o más de las
resinas de policarbonatos aromáticos. En este caso, naturalmente es
posible mezclar una resina de policarbonato aromático que tiene un
peso molecular medio en viscosidad que está situado fuera del
intervalo anterior.
Puesto que una mezcla con una resina de
policarbonato aromático, que tiene un peso molecular medio en
viscosidad de más de 50.000, exhibe ciertas propiedades
características (propiedades características para la prevención del
escurrimiento, estiramiento y propiedades mejoradas de masas
fundidas tales como inyección mejorada de chorros a alta presión)
derivadas de su elasticidad con alta entropía, se prefiere que se
requieran estas propiedades características. Es más preferida una
mezcla con una resina de policarbonato aromático que tiene un peso
molecular medio en viscosidad de 80.000 o más, y es sumamente
preferida una mezcla con una resina de policarbonato aromático que
tiene un peso molecular medio en viscosidad de 100.000 o más. En
otras palabras, se puede usar preferiblemente una resina de
policarbonato aromático en la que puede observarse una distribución
de pesos moleculares que tiene dos o más máximos (picos) por un
método de medición tales como el de GPC (de Gel Permeation
Chromatograpy = cromatografía de penetrabilidad en gel).
El peso molecular medio en viscosidad, como se
usa en el presente contexto, se obtiene introduciendo una viscosidad
específica (\etasp), obtenida a partir de una solución de 0,7 g de
una resina de policarbonato disueltos en 100 ml de cloruro de
metileno a 20ºC, en la siguiente expresión.
- \etasp/c =
[\eta] + 0,45 x [\eta]^{2}c
\hskip2cm
([\eta] es una viscosidad intrínseca)
- [\eta] = 1,23 x 10^{-4} M^{0,83}
\hskip10cmc = 0,7
El componente B del presente invento contiene
preferiblemente por lo menos una resina termoplástica seleccionada
entre el conjunto que consiste en una resina termoplástica de
poliéster (componente B-1) y en una resina que
contiene componentes unitarios de estireno (componente
B-2), que tiene un contenido del componente del tipo
de caucho de menos que 40% en peso.
Las razones de esto son las siguientes. (i) Se
puede reducir la viscosidad de masa fundida de la resina de
policarbonato aromático y se puede suprimir aún más la rotura de
partículas de wollastonita. Como resultado de ello, se puede
conseguir una excelente reciclabilidad. (ii) La temperatura de
moldeo y la temperatura de fusión renovada en el momento del
reciclamiento se pueden reducir por la misma razón que para (i). De
esta manera, se puede suprimir la reducción en el peso molecular de
la resina de policarbonato aromático, causada por una reacción con
wollastonita. Como resultado de esto, se puede conseguir una
excelente reciclabilidad. (iii) El componente B-1 y
el componente B-2 anteriores no perjudican en gran
manera la resistencia térmica y la resistencia a los choques (al
impacto), que se esperan para la resina de policarbonato aromático.
(iv) El componente B-1 y el componente
B-2 dan una mezcla polimérica con una resina de
policarbonato aromático que tiene una excelente estabilidad térmica
y puede resistir plenamente una carga térmica en el momento del
reciclamiento.
La resina termoplástica de poliéster, que se usa
como el componente B-1 en el presente invento, es un
polímero o copolímero obtenido realizando una reacción de
condensación de, como componentes principales, un ácido
dicarboxílico aromático o un derivado reactivo del mismo, y un diol
o un derivado éster del mismo.
Ejemplos preferidos del ácido dicarboxílico
aromático incluyen ácido tereftálico, ácido isoftálico, ácido
orto-ftálico, ácido
1,5-naftaleno-dicarboxílico, ácido
2,6-naftaleno dicarboxílico, ácido
4,4'-bifenil-dicarboxílico, ácido
4,4'-bifeniléter-dicarboxílico,
ácido
4,4'-bifenilmetano-dicarboxílico,
ácido
4,4'-bifenilsulfono-dicarboxílico,
ácido
4,4'-bifenil-isopropiliden-dicarboxílico,
ácido
1,2-bis(fenoxi)etano-4,4'-dicarboxílico,
ácido 2,5-antraceno-dicarboxílico,
ácido 2,6-antraceno-dicarboxílico,
ácido
4,4'-p-terfenileno-dicarboxílico,
ácido 2,5-piridina-dicarboxílico y
compuestos similares. Entre éstos, se prefieren particularmente
ácido tereftálico y ácido
2,6-naftaleno-dicarboxílico.
Estos ácidos dicarboxílicos aromáticos se pueden
usar en una mezcla de dos o más de ellos. El ácido dicarboxílico se
puede mezclar con uno o más de ácidos dicarboxílicos alifáticos
tales como ácido adípico, ácido azelaico, ácido sebácico y ácido
dodecanodioico y de ácidos dicarboxílicos alicíclicos tales como
ácido ciclohexano-dicarboxílico si bien en una
cantidad pequeña.
Ejemplos del diol como uno de los componentes
del poliéster aromático incluyen dioles alifáticos tales como
etilen-glicol, propilen-glicol,
butilen-glicol, hexilen-glicol,
neopentil-glicol,
pentametilen-glicol,
hexametilen-glicol,
decametilen-glicol,
2-metil-1,3-propanodiol,
dietilen-glicol y trietilen-glicol;
dioles alicíclicos tales como
1,4-ciclohexano-dimetanol; dioles
que contienen un anillo aromático, tales como
2,2-bis(\beta-hidroxietoxi-fenil)propano;
y mezclas de éstos. Se pueden usar también, a solas o en combinación
si bien en una cantidad pequeña, dioles de cadena larga que tienen
un peso molecular de 400 a 6.000, tales como un
poli(etilen-glicol), un
poli-1,3-propilen-glicol
y un poli-(tetrametilen-glicol).
El poliéster aromático (componente
B-1) del presente invento puede ser ramificado
introduciendo una pequeña cantidad de un agente de ramificación. El
agente de ramificación no está limitado a ningún tipo particular,
pero se selecciona entre ácido trimésico, ácido trimelítico,
trimetilol-etano, trimetilol-propano
y pentaeritritol.
Ejemplos ilustrativos de la resina de poliéster
aromático incluyen un poli(tereftalato de etileno) (PET), un
poli(tereftalato de propileno), un poli(tereftalato de
butileno) (PBT), un poli(tereftalato de hexileno), un
poli(naftalato de etileno) (PEN), un poli(naftalato de
butileno) (PBN), un
poli(1,2-bis(fenoxi)etano-4,4'-dicarboxilato
de etileno), y copoliésteres tales como un copolímero de
poli(isoftalato y tereftalato de etileno) y un copolímero de
poli(tereftalato e isoftalato de butileno). Entre éstos, se
prefieren un poli(tereftalato de etileno), un
poli(tereftalato de butileno), un poli(naftalato de
etileno), un poli(naftalato de butileno) y sus mezclas,
puesto que sus propiedades mecánicas están bien equilibradas.
La estructura de grupos terminales de la resina
de poliéster aromático que se ha obtenido, no está limitada
particularmente. La cantidad de los grupos hidroxilo terminales
puede ser igual, mayor o menor que la cantidad de los grupos
carboxilo terminales. Estos grupos terminales pueden ser rematados
haciendo reaccionar un compuesto que tiene una cierta reactividad
con estos grupos terminales.
En lo que se refiere al método de preparar la
resina de poliéster aromático, esta resina de poliéster aromático se
prepara polimerizando el anterior componente del tipo de ácido
dicarboxílico y el anterior componente del tipo de diol, mediando
calentamiento, en la presencia de un catalizador de polimerización,
que contiene titanio, germanio o antimonio, y eliminando el agua o
el alcohol, que se han formado, hacia fuera del sistema, de acuerdo
con un método corrientemente usado. El catalizador de polimerización
basado en germanio es, por ejemplo, un óxido, hidróxido, haluro,
alcoholato o fenolato de germanio, como se ilustra por óxido de
germanio, hidróxido de germanio, tetracloruro de germanio y
tetrametoxi-germanio.
Ejemplos preferidos del catalizador de
polimerización a base de un compuesto orgánico de titanio incluyen
tetrabutóxido de titanio, isopropóxido de titanio, oxalato de
titanio, acetato de titanio, benzoato de titanio, trimelitato de
titanio, un producto de reacción entre titanato de tetrabutilo y
anhídrido trimelítico, y compuestos similares. La cantidad del
compuesto orgánico de titanio es preferiblemente de 3 a 12% en
átomos - mg, en términos de átomos de titanio, basada en el
componente ácido que constituye el poli(tereftalato de
butileno).
Ciertos compuestos convencionalmente conocidos
de manganeso, zinc, calcio, magnesio o similares, usados en la
reacción de intercambio de ésteres antes de la policondensación, se
pueden usar en el presente invento, y la policondensación se puede
llevar a cabo desactivando el anterior catalizador con un compuesto
de ácido fosfórico o ácido fosforoso después del final de la
reacción de intercambio de ésteres.
La resina de poliéster aromático se puede
preparar mediante un proceso de polimerización discontinua o
continua.
El peso molecular de la resina de poliéster
aromático no está particularmente limitado, pero su viscosidad
intrínseca, medida a 35ºC en un disolvente del tipo de
o-cloro-fenol, es de 0,6 a 1,5, de
manera preferida de 0,65 a 1,2, de manera más preferida de 0,7 a
1,15.
La resina que contiene componentes unitarios de
estireno, que tiene un contenido del componente del tipo de caucho
de menos que 40% en peso, usada como el componente
B-2 en el presente invento, es una resina que
contiene componentes unitarios de estireno, que tiene un contenido
del componente del tipo de caucho de menos que 40% en peso, obtenida
polimerizando un monómero basado en estireno y por lo menos un
compuesto seleccionado entre otro monómero vinílico y un componente
del tipo de caucho copolimerizable con el monómero basado en
estireno, según se requiera.
Ejemplos del monómero basado en estireno, que se
usa en el anterior componente del tipo de resina que contiene
componentes unitarios de estireno, incluyen estireno y derivados de
estireno tales como
\alpha-metil-estireno,
o-metil-estireno,
p-metil-estireno,
vinil-xileno, etil-estireno,
dimetil-estireno,
p-terc.-butil-estireno,
vinil-naftaleno, metoxi-estireno,
monobromo-estireno,
dibromo-estireno, fluoro-estireno y
tribromo-estireno. Entre éstos se prefiere
particularmente estireno. Además, éstos se pueden usar a solas o en
una combinación de dos o más de ellos.
Ejemplos del otro monómero vinílico,
copolimerizable con el monómero basado en estireno, incluyen
compuestos de cianuro de vinilo, tales como acrilonitrilo y
metacrilo-nitrilo, ésteres arílicos de ácido
acrílico, tales como acrilato de fenilo y acrilato de bencilo,
ésteres alquílicos de ácido acrílico, tales como acrilato de metilo,
acrilato de etilo, acrilato de propilo, acrilato de butilo, acrilato
de amilo, acrilato de hexilo, acrilato de
2-etil-hexilo, acrilato de octilo,
acrilato de ciclohexilo y acrilato de dodecilo, ésteres arílicos de
ácido metacrílico, tales como metacrilato de fenilo y metacrilato de
bencilo, ésteres alquílicos de ácido metacrílico, tales como
metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de propilo,
metacrilato de butilo, metacrilato de amilo, metacrilato de hexilo,
metacrilato de 2-etil-hexilo,
metacrilato de octilo, metacrilato de ciclohexilo y metacrilato de
dodecilo, ésteres de ácido metacrílico que contienen grupos epoxi,
tales como metacrilato de glicidilo, monómeros que contienen grupos
maleimido tales como maleimida,
N-metil-maleimida y
N-fenil-maleimida, y ácidos
carboxílicos insaturados en \alpha,\beta y anhídridos de los
mismos, tales como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico,
anhídrido maleico, ácido ftálico y ácido itacónico.
Ejemplos del componente del tipo de caucho,
copolimerizable con el monómero basado en estireno, incluyen
copolímeros basados en estireno tales como poli(butadieno),
poli(isopreno), un copolímero aleatorio y un copolímero de
bloques de estireno y butadieno, un copolímero de acrilonitrilo y
butadieno, copolímeros de ésteres alquílicos de ácido acrílico (y/o
ésteres alquílicos de ácido metacrílico) y butadieno, y un
copolímero de butadieno e isopreno, copolímeros de etileno y
\alpha-olefinas, tales como un copolímero
aleatorio y un copolímero de bloques de etileno y propileno, y un
copolímero aleatorio y un copolímero de bloques de etileno y buteno,
copolímeros de etileno y ésteres de ácidos carboxílicos insaturados,
tales como un copolímero de etileno y un metacrilato, un copolímero
de etileno y acrilato de butilo, copolímeros de etileno y compuestos
vinílicos alifáticos, tales como un copolímero de etileno y acetato
de vinilo, terpolímeros de etileno, propileno y dienos no
conjugados, tales como un terpolímero de etileno, propileno y
hexadieno, cauchos acrílicos tales como un poli(acrilato de
butilo), y cauchos compuestos que tienen una estructura tal que un
componente del tipo de caucho de
poli(órgano-siloxano) y un componente del tipo de
caucho de poli((met)acrilato de alquilo) están enmarañados
unos con otros, de manera tal que no pueden ser separados entre sí
(cauchos del tipo de IPN (de Interpenetrating Polymeric Net = redes
poliméricas interpenetrantes)).
Ejemplos ilustrativos de la resina que contiene
componentes unitarios de estireno como el componente
B-2, incluyen un poliestireno, un copolímero de
estireno, butadieno y estireno (resina de SBS), un copolímero
hidrogenado de estireno, butadieno y estireno (resina de SBS
hidrogenado), un copolímero hidrogenado de estireno, isopreno y
estireno (resina de SIS hidrogenado), un poliestireno con alta
resistencia a los choques (= de alto impacto) (resina de HIPS), un
copolímero de acrilonitrilo y estireno (resina de AS), un copolímero
de acrilonitrilo, butadieno y estireno (resina de ABS), un
copolímero de metacrilato de metilo, butadieno y estireno (resina de
MBS), un copolímero de metacrilato de metilo, acrilonitrilo,
butadieno y estireno (resina de MABS), un copolímero de
acrilonitrilo, estireno y un caucho acrílico (resina de ASA), un
copolímero de acrilonitrilo, un caucho basado en etileno y
propileno, y estireno (resina de AES), un copolímero de estireno y
metacrilato de metilo (resina de MS), un copolímero de metacrilato
de metilo, acrilonitrilo y estireno (resina de MAS), un copolímero
de estireno y anhídrido maleico (resina de SMA), un copolímero de
estireno y un caucho del tipo de IPN, y mezclas de los mismos. Las
anteriores resinas termoplásticas basadas en estireno pueden tener
una alta regularidad estérea, como un poliestireno sindioctáctico,
debido al uso de un catalizador, tal como un catalizador de
metaloceno, para la preparación. Además, se puede usar también,
dependiendo de las circunstancias, un polímero o copolímero que
tenga una estrecha distribución de pesos moleculares, obtenido por
polimerización viva aniónica o polimerización viva mediante
radicales, un copolímero de bloques, y un polímero o copolímero que
tiene una alta regularidad estérea. Éstos se pueden usar a solas o
en una mezcla de dos o más de ellos.
Entre éstas, se prefiere una resina o una mezcla
de dos o más resinas seleccionadas entre el conjunto formado por un
poliestireno (resina de PS), una resina de poliestireno de alto
impacto (resina de HIPS), un copolímero de acrilonitrilo y estireno
(resina de AS), un copolímero de acrilonitrilo, butadieno y estireno
(resina de ABS), un copolímero de acrilonitrilo, estireno y un
caucho acrílico (resina de ASA), un copolímero de acrilonitrilo, un
caucho basado en etileno y propileno, y estireno (resina de AES), y
un copolímero de metacrilato de metilo, butadieno y estireno (resina
de MBS). Son las más preferidas una resina de ABS, una resina de ASA
y una resina de AES.
Una resina de ABS, usada en el presente invento,
es una mezcla de un copolímero de injerto termoplástico, obtenido
polimerizando por injerto un compuesto de cianuro de vinilo y un
compuesto vinílico aromático con un componente del tipo de caucho
basado en un dieno y un copolímero de un compuesto de cianuro de
vinilo y un compuesto vinílico aromático. El componente del tipo de
caucho basado en un dieno, que forma esta resina de ABS, es un
caucho que tiene un punto de transición vítrea de 10ºC o menos, tal
como un poli(butadieno), un poli(isopreno) o un
copolímero de estireno y butadieno, y se usa en una proporción de
manera preferida de 5 a 39,9% en peso, de manera más preferida de 10
a 35% en peso, de manera mucho más preferida de 10 a 25% en peso,
basada en 100% en peso del componente del tipo de resina de ABS.
Ejemplos del compuesto de cianuro de vinilo, que
se ha de polimerizar por injerto con el componente del tipo de
caucho basado en un dieno, son los antes enumerados, entre los que
se prefiere particularmente el acrilonitrilo. Ejemplos del compuesto
vinílico aromático, que se ha de polimerizar por injerto con el
componente del tipo de caucho basado en un dieno, son los antes
enumerados, entre los que se prefieren particularmente estireno y
\alpha-metil-estireno. La
proporción del componente que se ha de polimerizar por injerto con
el componente del tipo de caucho basado en un dieno, es de manera
preferida de 60,1 a 95% en peso, de manera más preferida de 65 a 90%
en peso, de manera mucho más preferida de 75 a 90% en peso, basada
en 100% en peso del componente del tipo de resina de ABS. Además, la
proporción del compuesto de cianuro de vinilo es de 5 a 50% en peso,
de manera más preferida de 10 a 30% en peso, y la proporción del
compuesto vinílico aromático es de manera preferida de 95 a 50% en
peso, de manera más preferida de 90 a 70% en peso, basada en 100% en
peso del total del compuesto de cianuro de vinilo y del compuesto
vinílico aromático. Se pueden utilizar (met)acrilato de
metilo, acrilato de etilo, anhídrido maleico o una maleimida
sustituida en N, como parte del componente que se ha de polimerizar
por injerto con el componente del tipo de caucho basado en un dieno.
La proporción de la sustancia anterior es preferiblemente de 15 o
menos % en peso, basada en el componente del tipo de resina de ABS.
Se pueden usar adicionalmente para la reacción agentes iniciadores,
agentes para transferencia de cadenas, emulsionantes y otros
similares, convencionalmente conocidos.
El diámetro de partículas de las partículas de
caucho contenidas en la resina de ABS del presente invento es de
manera preferida de 0,1 a 5,0 \mum, de manera más preferida de 0,3
a 3,0 \mum, de manera adicionalmente más preferida de 0,4 a 1,5
\mum, de manera particularmente preferida de 0,4 a 0,9 \mum. Se
puede usar un caucho que tiene una distribución de tamaños de
partículas con un único máximo o con dos o más máximos, y se puede
usar como las partículas de caucho un caucho que tiene una
morfología tal que las partículas de caucho forman una fase única o
tal que se forma una estructura del tipo de salami, que contenga una
fase ocluida alrededor de cada partícula de caucho.
Ha sido bien conocido que una resina de ABS que
contiene un compuesto de cianuro de vinilo y un compuesto vinílico
aromático, que no se copolimerizan por injerto con un componente del
tipo de caucho basado en un dieno, y que la resina de ABS del
presente invento puede contener un componente del tipo de polímero
libre formado por polimerización. El peso molecular de un copolímero
de un compuesto de cianuro de vinilo libre y un compuesto vinílico
aromático libre es de manera preferida de 0,2 a 1,0, de manera más
preferida de 0,25 a 0,5, en términos de viscosidad reducida.
La proporción en peso (relación de injerto) del
compuesto de cianuro de vinilo y del compuesto vinílico aromático,
injertados, al componente del tipo de caucho basado en un dieno, es
de manera preferida de 20 a 200% en peso, de manera más preferida de
20 a 70% en peso.
Esta resina de ABS se puede preparar por
polimerización en masa, polimerización en suspensión o
polimerización en emulsión, o por copolimerización en una única
etapa o en etapas múltiples. Se puede usar también preferiblemente
la que se obtiene mezclando un polímero de un compuesto vinílico,
obtenido por copolimerización de un compuesto vinílico aromático y
de un componente del tipo de cianuro de vinilo, con la resina de
ABS. Además, se pueden emplear una polimerización en ausencia de
jabones, usando un agente iniciador tal como persulfato de potasio,
una polimerización por siembra, una polimerización por hinchamiento
en dos etapas y procedimientos similares, adicionalmente a una
polimerización en emulsión general. Una fase de agua y una fase de
monómero se pueden mantener separadas y suministrarse con exactitud
a una máquina de dispersión continua para controlar el tamaño de las
partículas mediante la velocidad de giro de la máquina de dispersión
en la polimerización en suspensión, o una fase de monómero se puede
suministrar a un líquido acuoso que tiene una cierta
dispersabilidad, a través de un orificio o filtro poroso que tiene
un tamaño de poros desde varios micrómetros hasta varias decenas de
micrómetros, para controlar el tamaño de partículas en el método de
producción continua.
La resina de ASA, usada en el presente invento,
es un copolímero de injerto termoplástico obtenido polimerizando por
injerto un compuesto de cianuro de vinilo y un compuesto vinílico
aromático con un componente del tipo de caucho acrílico, o una
mezcla del copolímero de injerto termoplástico y de un copolímero de
un compuesto de cianuro de vinilo y un compuesto vinílico aromático.
La expresión "caucho acrílico", como se utiliza en el presente
contexto, significa un caucho acrílico que contiene una unidad de
acrilato de alquilo que tiene de 2 a 10 átomos de carbono, y puede
contener estireno, metacrilato de metilo o butadieno como otro
componente copolimerizable, cuando se requiera. El acrilato de
alquilo que tiene de 2 a 10 átomos de carbono es preferiblemente
acrilato de 2-etil-hexilo o acrilato
de n-butilo, y está contenido preferiblemente en una
proporción de 50 o más % en peso, basada en 100% en peso del caucho
acrílico. El caucho acrílico está por lo menos parcialmente
reticulado. Ejemplos del agente de reticulación incluyen diacrilato
de etilen-glicol, diacrilato de
butilen-glicol, dimetacrilato de
etilen-glicol, metacrilato de alilo, un diacrilato
de poli(propilen-glicol) y compuestos
similares. El agente de reticulación se usa de manera preferida en
una proporción de 0,01 a 3% en peso, basada en el caucho acrílico.
La proporción del componente del tipo de caucho acrílico es de
manera preferida de 5 a 39,9% en peso, de manera más preferida de 10
a 35% en peso, de manera mucho más preferida de 10 a 25% en peso,
basada en 100% en peso de la resina de ASA.
En cuanto a la relación en peso del compuesto de
cianuro de vinilo al compuesto vinílico aromático, preferiblemente
la proporción del compuesto de cianuro de vinilo es de 5 a 50% en
peso y la proporción del compuesto vinílico aromático es de 95 a 50%
en peso, y de manera particularmente preferida la proporción del
compuesto de cianuro de vinilo es de 15 a 35% en peso y la
proporción del compuesto vinílico aromático es de 85 a 65% en peso,
basada en 100% en peso del total del compuesto de cianuro de vinilo
y del compuesto vinílico aromático. El mismo método de preparación
que para la resina de ABS se puede emplear para preparar la resina
de ASA.
La resina de AES usada en el presente invento es
un copolímero de injerto termoplástico obtenido copolimerizando por
injerto un compuesto de cianuro de vinilo y un compuesto vinílico
aromático con un componente del tipo de caucho de etileno y
propileno o con un componente del tipo de caucho de etileno,
propileno y un dieno, o una mezcla del copolímero de injerto
termoplástico y de un copolímero de un compuesto de cianuro de
vinilo y de un compuesto vinílico aromático. El mismo método de
preparación que para la resina de ABS se puede emplear para preparar
la resina de AES.
Una resina termoplástica que consiste en los
componentes A y B tiene una viscosidad de masa fundida, medida a
260ºC con un reómetro capilar, de preferiblemente 0,1 x 10^{3} a 5
x 10^{3} Pa\cdots, de manera más preferida de 0,3 x 10^{3} a 2
x 10^{3} Pa\cdots con una velocidad de cizalladura de 300
s^{-1} (s = segundos). La composición de resina de policarbonato
aromático del presente invento puede conseguir un buen aspecto
superficial y una excelente reciclabilidad usando específicas
partículas de wollastonita, incluso cuando se usa la anterior
resina.
Las partículas de wollastonita, como el
componente C del presente invento, tienen unas características de
forma de las partículas, tales que estas partículas tienen una
longitud media numérica de fibras, obtenida por el siguiente método
de medición, de 10 o menos \mum, y un diámetro medio numérico de
fibras, obtenido por el siguiente método de medición, de 4 o menos
\mum, e incluyen partículas que tienen una longitud de fibras de 5
a 25 \mum en una proporción numérica de menos que 50% del
total.
Los métodos de medición de la longitud de las
fibras y del diámetro de las fibras, que antes se señalan, son como
sigue. La medición de la longitud de las fibras se lleva a cabo
observando partículas de wollastonita, como un material en bruto, a
través de un microscopio óptico para obtener la longitud de cada
partícula de wollastonita y calculando la longitud media numérica de
las fibras y la proporción numérica de las partículas que tienen una
longitud de fibras de 5 a 25 \mum, a partir de los valores de
medición. La mayor parte de las partículas de wollastonita retienen
una forma fibrosa, incluso cuando ellas se trituran finamente debido
a unas propiedades características derivadas de su estructura
cristalina.
Para una observación a través del microscopio
óptico, se prepara en primer lugar una muestra en la que las
partículas de wollastonita están dispersadas uniformemente, de
manera tal que no se solapan unas con otras. La muestra es observada
con una lente de objetivo que tiene un aumento de 20 X y la imagen
observada se introduce en una cámara de CCD (dispositivo de cargas
eléctricas interconectadas) con aproximadamente 250.000 píxeles como
datos de imágenes. Los datos de imágenes, que se han obtenido, se
analizan mediante un analizador de imágenes para calcular la
longitud de las fibras usando un programa para obtener la máxima
distancia entre dos puntos de los datos de imágenes. El tamaño de un
pixel es equivalente a una longitud de 1,25 \mum en las
condiciones antes señaladas. El número de las muestras es de 5.000 o
más.
Mientras tanto, la medición del diámetro de las
fibras se lleva a cabo observando partículas de wollastonita como un
material en bruto de la composición, a través de un microscopio
electrónico, para obtener el diámetro de fibras de cada partícula de
wollastonita calculando un diámetro medio numérico de fibras a
partir de los valores de medición. La razón por la que se usa el
microscopio electrónico consiste en que es difícil medir con
exactitud el tamaño de nivel que se ha de tratar, usando el
microscopio óptico.
Igual a como para el diámetro de las fibras, las
partículas de wollastonita, cuyos diámetros de fibras se han de
medir, se seleccionan aleatoriamente a partir de la imagen obtenida
por observación a través del microscopio electrónico para medir los
diámetros de fibras en un sitio cercano a la parte central. Se
calcula un diámetro medio numérico de fibras a partir de los valores
de medición, que se han obtenido. Puesto que un microscopio
electrónico reciente tiene la función de calcular la longitud a
partir de su imagen de observación, el diámetro de las fibras se
puede calcular con relativa facilidad. El aumento de observación es
de aproximadamente 1.000 X y el número de muestras es de 1.000 o
más.
Se puede usar cualquier molino para moler la
wollastonita como el componente C, de manera tal que se satisfagan
las condiciones para las anteriores características de forma de las
partículas, tal como se ilustra por un molino rotatorio de alta
velocidad, un molino de bolas, un molino con agitación del medio y
un molino de chorros. Entre éstos, se prefiere un molino de chorros.
Además, el sistema de molino de chorros puede ser un sistema de
aspiración de corriente de aire, de aspiración de corriente de aire
dentro de la boquilla, de colisión contra un miembro de impacto, de
colisión de chorros dirigidos en sentido opuesto, o un sistema de
tipo compuesto. Entre éstos, se prefiere un molino de sistema de
colisión de chorros dirigidos en sentido opuesto.
Se prefiere obtener las partículas de
wollastonita que interesan clasificando las partículas molidas de
wollastonita para eliminar un componente que tenga una gran longitud
de fibras. La clasificación anterior se lleva a cabo colocando las
partículas de wollastonita a través de un tamiz de red o usando un
clasificador por inercia del tipo de impactor (tal como un impactor
variable), utilizando un clasificador por inercia del tipo de efecto
Coanda (tal como un chorro acodado), un clasificador centrífugo del
tipo de corriente de aire en espiral (tal como un ciclón de etapas
múltiples), un clasificador centrífugo del tipo de corriente de aire
helicoidal de vórtice libre, equipado con una paleta de guía (tal
como un separador Mikroplex o de dispersión), un clasificador
centrífugo del tipo de corriente de aire helicoidal de vórtice
forzado, equipado con una cámara de clasificación rotatoria (tal
como un clasificador Acucut o Turbo), o un clasificador centrífugo
del tipo de corriente de aire helicoidal de vórtice forzado,
equipado con una paleta rotatoria (tal como un separador Micron o un
separador Super). Se usan también preferiblemente clasificadores
compuestos de los mismos (los nombres entre paréntesis son nombres
comerciales o nombres familiares). Entre éstos, se prefieren los
clasificadores centrífugos, puesto que ellos pueden clasificar
partículas finas.
Las partículas de wollastonita se pueden obtener
moliendo y clasificando un mineral blanco natural que tiene
cristales de tipo acicular y que se compone esencialmente de
silicato de calcio. Se puede usar también en el presente invento una
wollastonita sintetizada. Es conocido que estas wollastonitas son
representadas sustancialmente por la fórmula química
CaO\cdotSiO_{2}, contienen aproximadamente 50% en peso de
SiO_{2} y aproximadamente 47% de CaO e impurezas tales como
Fe_{2}O_{3}, Al_{2}O_{3} y CaCO_{3}, y tienen un peso
específico de aproximadamente 2,9.
Usando partículas de wollastonita que tienen la
conformación específica anterior, se proporciona un producto
moldeado de una composición de resina de policarbonato aromático,
que tiene un buen aspecto superficial, con la supresión de la
formación de material ajeno sobresaliente que causa el deterioro del
aspecto del revestimiento, y presenta una excelente
reciclabilidad.
La anterior longitud media numérica de fibras es
de manera preferida de 3 a 10 \mum, de manera más preferida de 3,5
a 8 \mum, de manera mucho más preferida de 4 a 8 \mum. El
anterior diámetro medio numérico de fibras es de manera preferida de
0,5 a 4 \mum, de manera más preferida de 0,5 a 2,5 \mum, de
manera mucho más preferida de 1 a 2 \mum. Cuando la longitud media
numérica de fibras es de 3 o más \mum, esto es ventajoso en
términos de rigidez y de resistencia mecánica. Aunque la lisura
superficial mejora cuando disminuye el diámetro medio numérico de
las fibras, cuando el diámetro medio numérico de las fibras es de
0,5 o más \mum apenas se rompen las partículas fibrosas, lo cual
es ventajoso para mejorar la reciclabilidad.
La proporción numérica de partículas que tienen
una longitud de las fibras de 5 a 25 \mum es de manera preferida
de 30 o más % y de menos que 50%, de manera más preferida de 35 o
más % y de menos que 49%, de manera mucho más preferida de 40 o más
% y de menos que 48% del total. Cuando la proporción numérica de las
partículas que tienen una longitud de fibras de 5 a 25 \mum es de
30 o más % del total, esto es ventajoso en términos de rigidez y de
resistencia mecánica.
Las partículas de wollastonita incluyen unas
partículas que tienen una longitud de fibras, basada en la medición
anterior, de más que 25 \mum en una proporción numérica de 5 o
menos %, puesto que las partículas de wollastonita que tienen una
longitud de fibras de más que 25 \mum causan con facilidad la
formación de material ajeno sobresaliente y que las partículas
largas se rompen con facilidad en el momento de amasar una masa
fundida. La proporción numérica de las partículas que tienen una
longitud de fibras de más que 25 \mum es de manera preferida de 4
o menos %, de manera más preferida de 3,5 o menos % del total. El
límite inferior es de 0,5%.
Las partículas de wollastonita incluyen unas
partículas que pasan a través de un tamiz de malla 325 (basado en
las normas del ASTM), que se calcula por el siguiente método de
tamizado en húmedo, en una proporción de 99,96 o más % en peso. Por
satisfacción de la condición anterior, se puede suprimir
adicionalmente la formación de material ajeno sobresaliente, con lo
que se puede reducir el deterioro en el aspecto del revestimiento.
La proporción de las partículas que pasan a través de un tamiz de
malla 325 es de manera preferida de 99,97 o más % en peso. Para
obtener partículas de wollastonita que satisfagan la condición
anterior, se usa preferiblemente el anterior tamiz de red o el
clasificador centrífugo con el fin de clasificar las partículas de
wollastonita después de una molienda.
Se da seguidamente una descripción del cálculo
de la cantidad de partículas que pasan a través de un tamiz de malla
325, por el anterior método de tamizado en húmedo. Se pesan
aproximadamente 20 g de partículas de wollastonita mediante una
balanza electrónica (el peso es de \alpha g). Las partículas de
wollastonita se colocan sobre un tamiz de malla 325 (basado en las
normas del ASTM), se vierte agua sobre el tamiz durante 3 minutos, y
luego las partículas de wollastonita, situadas sobre el tamiz, son
secadas con una lámpara de calentamiento durante 5 minutos. La
muestra que queda sobre el tamiz se retira cuidadosamente con un
cepillo y se pesan mediante la balanza electrónica (el peso es de
\beta g). La proporción de las partículas de wollastonita que
pasan a través del tamiz de malla 325 se calcula a partir de los
valores \alpha (g) y \beta (g), basándose en la ecuación (
(\alpha - \beta) x 100/\alpha ) (% en peso).
De acuerdo con un aspecto preferido del presente
invento, las partículas de wollastonita tienen una pérdida por
ignición descrita de 1,7 o menos % en peso. La pérdida por ignición
es de manera preferida de 1,5 o menos % en peso, de manera más
preferida de 1,2 o menos % en peso.
Los autores del presente invento han encontrado
que unas partículas de wollastonita, que tienen una pérdida por
ignición de 1,7 o menos % en peso, tienen un excelente efecto
reforzador y raramente experimentan una reducción en la rigidez y en
la resistencia mecánica cuando se amasan en masa fundida
repetidamente con una resina, que se compone principalmente de una
resina de policarbonato aromático y que tiene una alta viscosidad de
masa fundida, es decir, presentan una excelente reciclabilidad.
En cuanto a la pérdida por ignición de las
partículas de wollastonita en el presente invento, se preparan
partículas o fibras de wollastonita que han sido calentadas a 110ºC
durante 6 horas para eliminar el agua contenida en ellas, y se dejan
en un aparato desecador (que contiene un agente desecante) que se ha
de enfriar a la temperatura ambiente. Las partículas o fibras de
wollastonita se calientan de una manera continua hasta llegar a
1.300ºC a una velocidad de 10ºC/min mediante un instrumento medidor
para TGA (análisis termogravimétrico) y se calcula la reducción en
peso de las mismas cuando la temperatura llega a 1.300ºC, y ésta se
toma como pérdida por ignición.
Se considera que la reducción del peso, causada
por este tratamiento de ignición, se compone principalmente de
CO_{2} que se deriva del CaCO_{3} que está contenido como
impureza en las partículas de wollastonita en una pequeña
proporción. Esto quiere decir que se supone que las partículas de
wollastonita, que contienen una menor proporción de CaCO_{3} como
impureza, son más excelentes en cuanto a su efecto reforzador y su
reciclabilidad.
Las partículas de wollastonita pueden ser
tratadas superficialmente con un agente general para el tratamiento
de superficies, tal como un agente de acoplamiento ilustrado por
agentes de acoplamiento que se basan en silanos y agentes de
acoplamiento que se basan en titanatos. Entre los agentes de
acoplamiento que se basan en silanos, se prefiere un agente de
acoplamiento del tipo de un epoxi-silanos. Se
prefiere(n) también una mezcla de un
polialcoxi-silano) y de un agente de acoplamiento
del tipo de un epoxi-silano y/o un producto de
reacción de un polialcoxi-silano y un agente de
acoplamiento del tipo de un epoxi-silano. Se pueden
usar partículas de wollastonita que han sido tratadas
superficialmente con cualquiera de los agentes de acoplamiento del
tipo de silanos.
La relación entre los anteriores componentes A,
B y C es como sigue. La proporción del componente A es de 50 a 100%
en peso, de manera preferida de 50 a 95% en peso, de manera más
preferida de 60 a 90% en peso, basada en 100% en peso del total de
los componentes A y B, como el componente del tipo de resina. La
proporción del componente B es de 0 a 50% en peso, de manera
preferida de 5 a 50% en peso, de manera más preferida de 10 a 40% en
peso. Cuando la proporción del componente A es menor que 50% en
peso, basada en 100% en peso del total de los componentes A y B, la
resistencia térmica y la resistencia a los choques disminuyen de una
manera desventajosa.
La cantidad del componente C es de 1 a 100
partes en peso, de manera preferida de 1 a 70 partes en peso, de
manera más preferida de 1 a 50 partes en peso, de manera mucho más
preferida de 1 a 30 partes en peso, basada en 100 partes en peso del
anterior componente del tipo de resina. Cuando la cantidad de las
partículas de wollastonita como el componente C es menor que 1 parte
en peso, disminuyen las propiedades mecánicas tales como la rigidez,
y cuando la cantidad es mayor que 100 partes en peso, se deterioran
de una manera desventajosa la resistencia a los choques y el
aspecto.
Un polímero elástico se puede usar como el
componente D para mejorar aún más la resistencia a los choques y
propiedades similares de la composición de resina de policarbonato
aromático, que se ha obtenido en el presente invento. El polímero
elástico como componente D, que se puede usar en el presente
invento, es, por ejemplo, un copolímero de injerto obtenido por
copolimerización de por lo menos un monómero seleccionado entre el
conjunto que consiste en compuestos vinílicos aromáticos, cianuros
de vinilo, ésteres acrílicos, ésteres metacrílicos y compuestos
vinílicos copolimerizables con ellos, con un componente del tipo de
caucho que tiene una temperatura de transición vítrea de 10ºC o
menos.
Se pueden usar también copolímeros de bloques
del anterior componente del tipo de caucho y de los monómeros. Los
copolímeros de bloques son elastómeros termoplásticos, tales como un
elastómero de estireno, etileno - propileno y estireno (elastómero
hidrogenado de estireno, isopreno y estireno) y un elastómero
hidrogenado de estireno, butadieno y estireno.
Se pueden usar también polímeros elásticos que
son conocidos como otros elastómeros termoplásticos, tal como un
elastómero de poliuretano, un elastómero de poliéster y un
elastómero de poli(éter-amida). Los polímeros
elásticos contienen un componente del tipo de caucho en una
proporción de 40 o más % y se distinguen manifiestamente en este
punto con respecto de una resina de ABS, etcétera, como el
componente B del presente invento.
Ejemplos del componente del tipo de caucho, que
tiene una temperatura de transición vítrea de 10ºC o menos, incluyen
un caucho de butadieno, un caucho compuesto de butadieno y un
derivado acrílico, un caucho acrílico, un caucho compuesto de un
derivado acrílico y una silicona, un caucho compuesto de isobutileno
y una silicona, un caucho de isopreno, un caucho de estireno y
butadieno, un caucho de cloropreno, un caucho de etileno y
propileno, un caucho de nitrilo, un caucho de etileno y un derivado
acrílico, un caucho de silicona, un caucho de epiclorhidrina, un
caucho fluorado, y cauchos que contienen hidrógeno que ha
reaccionado por adición con su enlace insaturado.
Entre éstos, se prefieren polímeros elásticos
que contienen un componente del tipo de caucho que tiene una
temperatura de transición vítrea de -10ºC o menos, preferiblemente
de -30ºC o menos, y se prefieren particularmente polímeros elásticos
que contienen un caucho de butadieno, un caucho compuesto de
butadieno y un derivado acrílico, un caucho acrílico y un caucho
compuesto de un derivado acrílico y una silicona. La expresión
"caucho compuesto" significa un caucho obtenido copolimerizando
dos diferentes componentes del tipo de cauchos o un caucho que tiene
una estructura de IPN en la que dos diferentes componentes del tipo
de cauchos están enmarañados uno en otro, de manera tal que no
pueden ser separados uno de otro.
Los compuestos vinílicos aromáticos incluyen
estireno, \alpha-metil-estireno,
p-metil-estireno, un
alcoxi-estireno, un haluro de estireno y compuestos
similares. Se prefiere particularmente el estireno. Los ésteres
acrílicos incluyen acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato
de butilo, acrilato de ciclohexilo, acrilato de octilo y compuestos
similares. Los ésteres metacrílicos incluyen metacrilato de metilo,
metacrilato de etilo, metacrilato de butilo, metacrilato de
ciclohexilo, metacrilato de octilo y compuestos similares. Se
prefiere particularmente el metacrilato de metilo.
El polímero elástico que contiene un componente
del tipo de caucho, que tiene una temperatura de transición vítrea
de 10ºC o menos, se puede preparar mediante polimerización en masa,
polimerización en solución, polimerización en suspensión o
polimerización en emulsión, o mediante una copolimerización por
injerto en una única etapa o en múltiples etapas. Se puede usar
también una mezcla de un polímero elástico y de un copolímero de
solamente componentes del tipo de injerto, producidos conjuntamente.
Además, se puede emplear una polimerización en ausencia de jabones,
usando un agente iniciador tal como persulfato de potasio, una
polimerización por siembra, una polimerización por hinchamiento en
dos etapas y procedimientos similares, por añadidura a una
polimerización en emulsión general. Una fase de agua y una fase de
monómero se pueden mantener separadas y suministrarse con exactitud
a una máquina de dispersión continua para controlar el tamaño de las
partículas mediante la velocidad de rotación de la máquina de
dispersión en la polimerización en suspensión, o una fase de
monómero se puede suministrar a un líquido acuoso que tiene una
cierta dispersabilidad, a través de un orificio o filtro poroso que
tiene un tamaño de poros desde varios micrómetros hasta varias
decenas de micrómetros para controlar el tamaño de partículas en el
método continuo de producción.
El polímero elástico está disponible en el
mercado y se puede adquirir con facilidad. Productos comercialmente
disponibles del polímero elástico, que comprende un caucho de
butadieno, un caucho acrílico o un caucho compuesto de butadieno y
un derivado acrílico como el componente del tipo de caucho que tiene
una temperatura de transición vítrea de 10ºC o menos, incluyen la
serie Kaneace B de Kaneka Corporation, la serie Metablen C de
Mitsubishi Rayon Co., Ltd., la serie EXL, la serie HIA, la serie BTA
y la serie KCA de Kureha Chemical Industry Co., Ltd., y la serie de
Resinas Modificadoras UCL de Ube Cycon, Ltd. Productos
comercialmente disponibles del polímero elástico que comprende un
caucho compuesto de un derivado acrílico y una silicona como el
componente del tipo de caucho que tiene una temperatura de
transición vítrea de 10ºC o menos, incluyen los Metablen
S-2001 y SRK-200 de Mitsubishi Rayon
Co., Ltd.
La cantidad del componente D es de manera
preferida de 0,5 a 50 partes en peso, de manera más preferida de 0,5
a 30 partes en peso, de manera mucho más preferida de 1 a 20 partes
en peso, basada en 100 partes en peso del total del componente A y
opcionalmente del componente B. Cuando la cantidad del polímero
elástico como el componente D es mayor que 50 partes en peso, se
deterioran de una manera desventajosa la resistencia térmica y el
aspecto.
La composición de resina del presente invento
puede contener un agente de supresión de la rotura (componente E)
para suprimir la rotura de las partículas de wollastonita. Se
prefiere que la composición de resina contenga este agente, puesto
que se obtiene un efecto más favorable, particularmente cuando el
agente se usa en combinación con las partículas de wollastonita del
presente invento.
El agente para suprimir la rotura de las
partículas de wollastonita es un agente que comprende un componente
que tiene untuosidad para la resina de policarbonato aromático como
el componente A y un grupo funcional que tiene reactividad o
afinidad con la partícula de wollastonita, con el fin de hacer
posible que el agente cubra la superficie de la partícula de
wollastonita. Gracias a esta estructura, el agente no se aglutina ni
adhiere al componente del tipo de resina, pero sí a la partícula de
wollastonita cuando los componentes constituyentes de la composición
de resina del presente invento se funden y mezclan, con el resultado
de que la superficie de la partícula de wollastonita está cubierta
con el lubricante.
Ejemplos del componente que tiene untuosidad
para la resina de policarbonato aromático, incluyen ésteres de
ácidos grasos superiores, amidas de ácidos grasos superiores,
componentes del tipo de poliolefinas, componentes del tipo de
poli(órgano-siloxanos), componentes del tipo de
poliolefinas sustituidas con flúor, componentes del tipo de
alquil-éteres, componentes del tipo de poli(alquil-éteres)
sustituidos con flúor y otros similares, entre los que se prefieren
componentes del tipo de ceras poliolefínicas, aceites de siliconas y
aceites fluorados.
Ejemplos del grupo funcional, que tiene
reactividad y afinidad con la partícula de wollastonita, incluyen un
grupo carboxilo, un grupo de éster, un grupo amido, un grupo amino,
un grupo epoxi, un grupo de tioéster, grupos de iminoéteres cíclicos
tales como 2-oxazolina y grupos de anhídridos
carboxílicos tales como un radical de (anhídrido
succínico)-2-ilo y un radical de
(anhídrido succínico)-2,3-diílo.
Entre éstos, se prefieren un grupo carboxilo, un grupo epoxi y
grupos de anhídridos carboxílicos, y los que contienen anhídrido
maleico son particularmente preferidos, puesto que ellos no tienen
ninguna función de descomposición para la resina de policarbonato
aromático.
El método de aglutinar un lubricante a un grupo
funcional es (1) un método en el que el lubricante se hace
reaccionar con un compuesto que tiene el anterior grupo funcional y
con un grupo funcional que tiene reactividad con el lubricante, (2)
un método en el que un compuesto que tiene el anterior grupo
funcional se copolimeriza en el momento de sintetizar el lubricante,
(3) un método en el que el lubricante, un compuesto que tiene el
anterior grupo funcional y un agente formador de radicales, se
mezclan conjuntamente mediando calentamiento y se hacen reaccionar
unos con otros, o (4) un método en el que la modificación se lleva a
cabo por oxidación térmica.
Un ejemplo preferido del componente E es una
cera basada en una olefina, que contiene un grupo carboxilo y/o un
grupo de anhídrido carboxílico. La cera basada en una olefina, que
contiene un grupo carboxilo y/o un grupo de anhídrido carboxílico,
es un compuesto que contiene un grupo carboxilo y/o un grupo de
anhídrido carboxílico modificado por tratamiento posterior de una
cera basada en una olefina, preferiblemente un compuesto modificado
por tratamiento posterior de una cera basada en una olefina con
ácido maleico y/o anhídrido maleico. Además, se puede usar asimismo
un compuesto copolimerizado tal que al polimerizar o copolimerizar
etileno y/o un 1-alqueno el monómero se copolimeriza
con un compuesto que contiene un grupo carboxilo y/o un grupo de
anhídrido carboxílico copolimerizable con el monómero,
preferiblemente ácido maleico y/o anhídrido maleico. El compuesto
copolimerizado es preferido, puesto que el grupo carboxilo y/o el
grupo anhídrido de ácido carboxílico está(n) contenido(s) en
una alta concentración y de una manera estable.
El grupo carboxilo y el grupo de anhídrido de
ácido carboxílico pueden ser unidos a cualquier parte de la cera
basada en una olefina, y sus concentraciones no están
particularmente limitadas. Sin embargo, la concentración de cada uno
de estos grupos es de manera preferida de 0,1 a 6 meq/g, de manera
más preferida de 0,5 a 4 meq/g basada en 1 g de la cera basada en
una olefina, puesto que la rotura de las partículas de wollastonita
se puede suprimir de una manera eficiente. "1 eq (= 1
equivalente)" significa 1 mol del grupo carboxilo o 0,5 moles del
grupo de anhídrido carboxílico. Se prefiere que esté contenido otro
grupo funcional en la misma cantidad que la del grupo carboxilo.
El peso molecular medio ponderado de la cera
olefínica que contiene un grupo carboxilo y/o un grupo anhídrido de
anhídrido carboxílico es de 1.000 a 20.000, preferiblemente de 3.000
a 15.000. El peso molecular es un valor en términos de un
poliestireno obtenido usando una línea de calibración obtenida a
partir de un poliestireno patrón.
El componente E preferido en el presente invento
es un copolímero de una \alpha-olefina y anhídrido
maleico. El copolímero se puede preparar mediante una polimerización
en masa fundida o polimerización en masa, en presencia de un
catalizador por radicales, de acuerdo con un método corrientemente
usado. La \alpha-olefina tiene preferiblemente de
10 a 60 átomos de carbono en promedio. El número medio de átomos de
carbono de la \alpha-olefina es de manera más
preferida de 16 a 60, de manera mucho más preferida de 25 a 55.
Productos comercialmente disponibles de la cera
basada en una olefina incluyen los Diacarner PA30 (nombre comercial
de Mitsubishi Chemical Corporation), HI-wax acid
tratado de los tipos 2203A y 1105A (nombre comercial de Mitsui
Petrochemical Industries, Ltd.) y productos similares. Se prefieren
particularmente los Diacarner PA30 y PA30M. Éstos se usan a solas o
en una mezcla de dos o más de ellos.
Otro ejemplo del componente E es un
poli(órgano-siloxano) que contiene por lo menos un
grupo funcional seleccionado entre el conjunto que consiste en un
grupo carboxilo, un grupo de anhídrido carboxílico y un grupo epoxi.
Éste se puede obtener a partir de una reacción entre un agente de
acoplamiento basado en un silano, que tiene el anterior grupo, y un
poli(órgano-siloxano) que contiene grupos alcoxi. El
componente E se selecciona preferiblemente entre
polialquil-hidrógeno-siliconas como
aceites de silicona. Entre éstas se prefiere particularmente un
aceite de
polimetil-hidrógeno-silicona, puesto
que se adquiere con facilidad.
El mismo efecto se puede obtener tratando
superficialmente la partícula de wollastonita con un lubricante. En
este caso, se puede usar también un lubricante que no tenga ningún
grupo funcional reactivo con la partícula de wollastonita. Los
anteriores compuestos se pueden usar como el lubricante. La
partícula de wollastonita, tratada superficialmente con un
lubricante, se puede obtener mezclando el lubricante en un estado de
disolución o en un estado de dispersión acuosa con la partícula de
wollastonita mediante un mezclador o dispositivo similar, y secando.
Para esto, el agente (componente E) para suprimir la rotura de la
partícula de wollastonita, del presente invento, se selecciona
entre (i) un lubricante que tiene un grupo funcional capaz de
reaccionar con la partícula de wollastonita y (ii) un lubricante que
reviste de antemano la superficie de la partícula de
wollastonita.
Cuando se usa el componente E, éste es añadido
en una cantidad de 0,02 a 5 partes en peso, basada en 100 partes en
peso de la composición de resina, que comprende el componente A y
opcionalmente el componente B, para suprimir la rotura de la
partícula de wollastonita y obtener una excelente reciclabilidad.
Cuando la cantidad del componente E es mayor que 5 partes en peso,
se produce desventajosamente una desestratificación.
La composición de resina de policarbonato
aromático del presente invento puede contener otra resina
termoplástica (componente F) además de los anteriores componentes A
y B. Ejemplos de esta otra resina termoplástica incluyen resinas de
poliamidas, resinas acrílicas y resinas de poliolefinas, tales como
una resina de polietileno y una resina de polipropileno. Además, se
pueden usar también plásticos para ingeniería tales como un
poli(fenil-éter) y un poliacetal, y super plásticos para
ingeniería tales como poliéter-éter-cetonas,
poliéter-imidas, poliéter-amidas,
polisulfonas, poliéter-sulfonas y
poli(sulfuros de fenileno).
El componente F está contenido en una cantidad,
de manera preferida de 0,5 a 20 partes en peso, de manera más
preferida de 1 a 15 partes en peso, basada en 100 partes en peso del
componente de resina que consiste en el componente A y opcionalmente
en el componente B.
La composición de resina de policarbonato
aromático del presente invento comprende los anteriores componentes
A y C y opcionalmente los componentes B, D y E. Puede contener
además aditivos, tales como un agente ignifugante, en unos límites
que no sean perjudiciales para el objetivo del presente invento.
El agente ignifugante (componente G) que se
puede usar en la composición de resina de policarbonato aromático
del presente invento, no está particularmente limitado. Ejemplos del
agente ignifugante incluyen agentes ignifugantes del tipo de
policarbonatos de bisfenoles A halogenados, agentes ignifugantes
basados en sales orgánicas, agentes ignifugantes basados en ésteres
aromáticos de ácido fosfórico, agentes ignifugantes basados en
ésteres aromáticos halogenados de ácido fosfórico, y otros
similares. Éstos se pueden usar a solas o en combinación.
Específicamente, los agentes ignifugantes del
tipo de policarbonatos de bisfenoles A halogenados incluyen un
agente ignifugante del tipo de un policarbonato de
tetracloro-bisfenol A, un agente ignifugante del
tipo de un copolicarbonato de tetracloro-bisfenol A
y de bisfenol A, un agente ignifugante del tipo de un policarbonato
de tetrabromo-bisfenol A, un agente ignifugante del
tipo de un copolicarbonato de tetrabromo-bisfenol A
y de bisfenol A.
Los agentes ignifugantes basados en sales
orgánicas incluyen
difenilsulfona-3,3'-disulfonato de
dipotasio,
difenilsulfona-3-sulfonato de
potasio,
2,4,5-tricloro-benceno-sulfonato
de sodio,
2,4,5-tricloro-benceno-sulfonato
de potasio,
bis(2,6-dibromo-4-cumil-fenil)fosfato
de potasio,
bis(4-cumil-fenil)fosfato
de sodio,
bis(p-tolueno-sulfona)imida
de potasio, bis(difenil-fosfato)imida
de potasio,
bis(2,4,6-tribromo-fenil)fosfato
de potasio,
bis(2,4-dibromo-fenil)fosfato
de potasio,
bis(4-bromo-fenil)fosfato
de potasio, difenil-fosfato de potasio,
difenil-fosfato de sodio,
perfluoro-butano-sulfonato de
potasio, lauril-sulfato de sodio,
lauril-sulfato de potasio,
hexadecil-sulfato de sodio,
hexadecil-sulfato de potasio y compuestos
similares.
Los agentes ignifugantes basados en ésteres
aromáticos halogenados de ácido fosfórico incluyen fosfato de
tris(2,4,6-tribromo-fenilo),
fosfato de
tris(2,4-dibromo-fenilo),
fosfato de
tris(4-bromo-fenilo) y
compuestos similares.
Los agentes ignifugantes basados en fosfatos
aromáticos incluyen fosfato de trifenilo, fosfato de
tris(2,6-xililo),
bis(dixilenil-fosfato) de resorcinol,
bis(dixilenil-fosfato) de hidroquinona,
bis(dixilenil-fosfato) de
4,4'-bifenol,
bis(dixilenil-fosfato) de bisfenol A,
bis(difenil-fosfato) de resorcinol,
bis(difenil-fosfato) de hidroquinona,
bis(difenil-fosfato) de
4,4'-bifenol,
bis(difenil-fosfato) de bisfenol A,
polifosfatos aromáticos obtenidos a partir de resorcinol y fenol
como fuentes de anillos aromáticos y que no contienen ningún grupo
OH fenólico, polifosfatos aromáticos obtenidos a partir de
resorcinol y fenol como fuentes de anillos aromáticos y que
contienen un grupo OH fenólico, polifosfatos aromáticos obtenidos a
partir de hidroquinona y fenol como fuentes de anillos aromáticos y
que no contienen ningún grupo OH fenólico, polifosfatos aromáticos
obtenidos a partir de hidroquinona y fenol como fuentes de anillos
aromáticos y que contienen un grupo OH fenólico (los siguientes
polifosfatos aromáticos significan polifosfatos aromáticos que
contienen un grupo OH fenólico y polifosfatos aromáticos que no
contienen ningún grupo OH fenólico), polifosfatos aromáticos
obtenidos a partir de bisfenol A y fenol como fuentes de anillos
aromáticos, polifosfatos aromáticos obtenidos a partir de resorcinol
y 2,6-xilenol como fuentes de anillos aromáticos,
polifosfatos aromáticos obtenidos a partir de hidroquinona y
2,6-xilenol como fuentes de anillos aromáticos,
polifosfatos aromáticos obtenidos a partir de bisfenol A y
2,6-xilenol como fuentes de anillos aromáticos y
compuestos similares.
Entre los anteriores agentes ignifugantes se
prefieren un policarbonato de tetrabromo-bisfenol A
y un copolicarbonato de tetrabromo-bisfenol A y de
bisfenol A, y se prefiere más un agente ignifugante de policarbonato
de tetrabromo-bisfenol A como agente ignifugante del
tipo de policarbonato de bisfenol A halogenado. Se prefieren como
agentes ignifugantes basados en sales orgánicas
perfluorobutano-sulfonato de potasio,
difenilsulfona-3,3'-disulfonato de
dipotasio,
difenilsulfona-3-sulfonato de
potasio y
2,4,5-tricloro-benceno-sulfonato
de sodio. Como agentes ignifugantes basados en ésteres aromáticos de
ácido fosfórico se prefieren fosfato de trifenilo, fosfato de
tricresilo, fosfato de cresilo y difenilo,
bis(dixilenil-fosfato) de resorcinol y
bis(difenil-fosfato) de bisfenol A.
Otros agentes ignifugantes incluyen agentes
ignifugantes basados en halógenos tales como resinas epoxídicas
basadas en bisfenoles bromados, resinas fenoxílicas basadas en
bisfenoles bromados, un poliestireno reticulado bromado, un
poliestireno reticulado bromado, polifenilen-éteres bromados y
poli(dibromofenilen)-éteres bromados, agentes ignifugantes
basados en fósforo rojo, ilustrados típicamente por fósforo rojo y
fósforo rojo estabilizado, obtenido por microencapsulación de
fósforo rojo en una resina termoendurecible conocida y/o en un
material inorgánico, agentes ignifugantes basados en siliconas,
ilustrados típicamente por compuestos de
(poli)órgano-siloxanos que contienen un grupo
fenilo, un grupo vinilo o un grupo metilo, y copolímeros de un
(poli)órgano-siloxano y una resina de policarbonato,
y agentes ignifugantes basados en polímeros de fosfazenos,
ilustrados típicamente por oligómeros de
fenoxi-fosfazeno y oligómeros de
fenoxi-fosfazenos cíclicos.
Entre los anteriores agentes ignifugantes, se
prefieren los agentes ignifugantes basados en fosfatos aromáticos,
que tienen una reducción de 5% en peso a una temperatura de 300ºC o
más, medida por TGA (análisis termogravimétrico) en una atmósfera de
nitrógeno gaseoso, cuando la temperatura es elevada desde 23ºC hasta
600ºC a una velocidad de 20ºC/min.
Estos agentes ignifugantes tienen un efecto
plastificante para resinas de policarbonatos aromáticos. Por lo
tanto, se suprime adicionalmente la rotura de las partículas de
wollastonita en el momento de la amasadura de una masa fundida.
Puesto que mejora la transferibilidad en el momento del moldeo,
éstos son también efectivos en la supresión de la formación de
material ajeno sobresaliente. Además, un agente ignifugante, que
tiene la anterior temperatura de reducción del peso, es también
excelente en cuanto a la estabilidad térmica. Por lo tanto, cuando
éste se amasa en masa fundida de manera repetida, raramente se
producen su volatilización desde la composición de resina y su
descomposición térmica. Además, la resistencia a la hidrólisis
(resistencia al calor húmedo) de la resina de policarbonato
aromático, causada por la hidrólisis del agente ignifugante basado
en un fosfato aromático, se mejora en gran manera cuando el agente
ignifugante se usa en conjunción con la partícula de wollastonita.
Como resultado, se obtiene una composición de resina que tiene una
excelente reciclabilidad, debido al efecto anterior.
Ejemplos preferidos del componente del tipo de
resina, que se ha de mezclar con un agente ignifugante, son un
componente del tipo de resina que consiste solamente en la resina de
policarbonato aromático (componente A), un componente del tipo de
resina que consiste en la resina de policarbonato aromático
(componente A) y en la resina de poliéster aromático (componente
B-1), y un componente del tipo de resina que
consiste en la resina de policarbonato aromático (componente A) y en
la resina que contiene componentes unitarios de estireno, que tiene
un contenido del componente del tipo de caucho de menos que 40% en
peso (componente B-2).
Entre éstos, se prefiere particularmente el
componente del tipo de resina que consiste en el componente A y en
el componente B-2. Puesto que este componente del
tipo de resina tiene una alta fluidez, una alta resistencia a los
choques, poco alabeo y poca exfoliabilidad, es usado apropiadamente
para obtener delgados alojamientos moldeados para equipos
electrónicos y eléctricos que requieren un alto grado de
ignifugación.
La composición de resina de policarbonato
aromático del presente invento puede contener un
poli(tetrafluoroetileno) (que se puede denominar
abreviadamente como PTFE a continuación) como componente H, con el
fin de mejorar adicionalmente la ignifugación.
Un PTFE que tiene una capacidad de formar
fibrillas posee un peso molecular extremadamente alto y muestra una
tendencia a que unidades de PTFE sean unidas unas con otras mediante
una acción externa tal como una fuerza de cizalladura, para formar
una fibra. El peso molecular medio numérico, obtenido a partir de un
peso específico patrón de PTFE, es de manera preferida de 1.000.000
a 10.000.000, de manera más preferida de 2.000.000 a 9.000.000. Un
PTFE se puede usar en una forma sólida o en la forma de una
dispersión acuosa. Una mezcla de unidades de PTFE, que tenga una
capacidad de formar fibrillas, y de otra resina, se puede usar para
mejorar la dispersabilidad de un PTFE en una resina y obtener una
ignifugación y unas propiedades mecánicas más altas.
Productos de PTFE comercialmente disponibles,
que tienen una capacidad de formar fibrillas incluyen Teflon 6J de
Mitsui-Dupont Fluorochemicals Co., Ltd., Polyfureon
MPA FA500 y F-201L de Daikin Industries, Ltd., y
productos similares. Típicos productos de PTFE disponibles
comercialmente en forma de una dispersión acuosa, incluyen Fluon
AD-1 y AD-936 de
Asahi-ICI Fluoropolymers Co., Ltd., Polyfureon
D-1 y D-2 de Daikin Industries,
Ltd., Teflon 30J de Mitsui-Dupont Fluorochemicals
Co., Ltd. y productos similares. Productos comercialmente
disponibles de la mezcla de unidades de PTFE incluyen Metablen A3000
de Mitsubishi Rayon Co., Ltd., BLENDEX 449 de GE Speciality Chemical
Co., Ltd., y productos similares.
La cantidad de PTFE como el componente H es de
manera preferida de 0,05 a 3 partes en peso, de manera más preferida
de 0,08 a 1,5 partes en peso, y de manera mucho más preferida de 0,1
a 1,0 partes en peso, basada en 100 partes en peso del total del
componente A y opcionalmente del componente B.
La composición de resina de policarbonato
aromático del presente invento puede contener una pequeña cantidad
de un material de carga inorgánico o de un material de carga
orgánico resistente al calor, además del componente C del presente
invento.
Ejemplos del material de carga inorgánico
incluyen materiales de carga fibrosos tales como de fibras de vidrio
(cordones picados), fibras de carbono, fibras metálicas, xonotlita,
triquitas (whiskers = monocristales filamentosos) de titanato de
potasio, triquitas de borato de aluminio y triquitas de sulfato de
magnesio de carácter básico; materiales de carga escamosos tales
como talco, mica, escamas de vidrio y escamas de grafito; materiales
de carga en forma de partículas, tales como fibras cortas de vidrio
(fibras molidas), fibras cortas de carbono, perlas de vidrio, globos
de vidrio, globos cerámicos, perlas de carbono, partículas de
sílice, partículas de óxido de titanio (titania), partículas de
óxido de aluminio (alúmina), caolín, arcilla, carbonato de calcio,
óxido de titanio, óxido de cerio y óxido de zinc; y materiales de
carga inorgánicos obtenidos por revestimiento de los anteriores
materiales de carga inorgánicos con un metal ilustrado típicamente
por oro, plata, níquel, cobre, cromo y aluminio, o un óxido metálico
ilustrado típicamente por óxido de titanio, óxido de hierro, óxido
de estaño, óxido de zirconio y óxido de cerio por métodos tales como
laminación, deposición en fase de vapor y enchapado.
El material de carga orgánico resistente al
calor no se funde a la temperatura de moldeo de la resina de
policarbonato aromático, como el componente A del presente invento.
Ejemplos del material de carga incluyen materiales de carga
fibrosos, tales como de fibras de aramidas y fibras de
poliacrilatos, y materiales de carga en forma de partículas tales
como polvos de aramida, polvos de poli(tetrafluoroetileno),
partículas de resinas fenólicas, partículas de estireno reticulado y
partículas de derivados acrílicos reticulados.
La composición de resina de policarbonato
aromático del presente invento puede contener un estabilizador
frente al calor basado en fósforo, un antioxidante, un absorbente de
luz ultravioleta, un agente de desprendimiento, un agente
antiestático, un agente espumante, un colorante, un pigmento y otros
similares. Aunque una composición de resina de policarbonato
aromático se puede formular de una manera apropiada para cada
finalidad, se prefiere particularmente una composición de resina de
policarbonato aromático, que contiene un estabilizador frente al
calor, basado en fósforo.
El estabilizador frente al calor, basado en
fósforo, es ácido fosforoso, ácido fosfórico, ácido fosfonoso, ácido
fosfónico o un éster de éstos. Ejemplos ilustrativos del
estabilizador frente al calor, basado en fósforo, incluyen
compuestos fosfitos tales como fosfito de trifenilo, fosfito de
tris(nonil-fenilo), fosfito de
tris(2,4-di-terc.-butil-fenilo),
fosfito de tridecilo, fosfito de trioctilo, fosfito de
tri(octadecilo), fosfito de didecilo y monofenilo, fosfito de
dioctilo y monofenilo, fosfito de diisopropilo y monofenilo, fosfito
de monobutilo y difenilo, fosfito de monodecilo y difenilo, fosfito
de monooctilo y difenilo, difosfito de
bis(2,6-di-terc.-butil-4-metil-fenil)pentaeritritol,
fosfito de
2,2-metilen-bis(4,6-di-terc.-butil-fenil)octilo,
difosfito de (nonil-fenil)pentaeritritol y
difosfito de
bis(2,4-di-terc.-butil-fenil)pentaeritritol;
compuestos fosfatos tales como fosfato de tributilo, fosfato de
trimetilo, fosfato de tricresilo, fosfato de trifenilo, fosfato de
triclorofenilo, fosfato de trietilo, fosfato de difenilo y cresilo,
fosfato de difenilo y monoortoxilenilo, fosfato de tributoxietilo,
fosfato de dibutilo, fosfato de dioctilo y fosfato de diisopropilo;
y compuestos fosfonitos tales como difosfonito de
tetrakis(2,4-di-terc.-butil-fenil)-4,4'-bifenileno,
difosfonito de
tetrakis(2,4-di-terc.-butil-fenil)-4,3'-bifenileno,
difosfonito de
tetrakis(2,4-di-terc.-butil-fenil)-3,3'-bifenileno
y fosfonito de
bis(2,4-di-terc.-butil-fenil)-4-bifenileno.
Entre éstos se prefieren fosfito de
tris(nonil-fenilo), difosfito de diestearilo
y pentaeritritol, difosfito de
bis(2,4-di-terc.-butil-fenil)pentaeritritol,
difosfito de
bis(2,6-di-terc.-butil-4-metil-fenil)pentaeritritol,
fosfito de
bis(2,4-di-terc.-butil-fenilo),
fosfato de trifenilo, fosfato de trimetilo, difosfonito de
tetrakis(2,4-di-terc.-butil-fenil)-4,4'-bifenileno
y fosfonito de
bis(2,4-di-terc.-butil-fenil)-4-bifenileno.
Estos estabilizadores frente al calor se pueden
usar a solas o en una mezcla de dos o más de ellos. La cantidad del
estabilizador frente al calor es de manera preferida de 0,0001 a 1
parte en peso, de manera más preferida de 0,0005 a 0,5 partes en
peso, de manera mucho más preferida de 0,002 a 0,3 partes en peso,
basada en 100 partes en peso del total del componente A y
opcionalmente del componente B.
Cuando el componente del tipo de resina consiste
en la resina de policarbonato aromático (componente A) y en la
resina de poliéster aromático (componente B-1) se
prefieren entre estos compuestos los difosfitos de pentaeritritol
tales como difosfito de diestearilo y pentaeritritol, difosfito de
bis(2,4-di-terc.-butil-fenil)pentaeritritol
y difosfito de
bis(2,6-di-terc.-butil-4-metil-fenilo).
La razón por la que éstos se prefieren es la
siguiente. Una reducción en el peso molecular de la resina de
policarbonato aromático, como el componente A del componente del
tipo de resina que consiste en los componentes A y
B-1, se realiza con facilidad junto a la reacción de
intercambio de ésteres entre los componentes A y B-1
en el momento de la amasadura de la masa fundida. La reacción de
intercambio de ésteres es activada por la existencia de un material
de carga del tipo de un silicato, tal como una wollastonita. Los
compuestos difosfitos de pentaeritritol son hidrolizados con mayor
facilidad que otros compuestos fosfitos. El componente del tipo de
ácido, formado por hidrólisis, suprime el efecto de activar a la
reacción de intercambio de ésteres de la wollastonita, haciendo
posible de esta manera obtener una composición de resina de
policarbonato aromático, que raramente experimenta una reducción en
el peso molecular.
La cantidad del compuesto difosfito de
pentaeritritol es preferiblemente de 0,005 a 1 parte en peso, de
manera más preferida de 0,05 a 1 parte en peso, basada en 100 partes
en peso del total de los componentes A y B-1.
Ejemplos del antioxidante incluyen
tetrakis(3-mercapto-propionato)
de pentaeritritol,
tetrakis(3-lauriltio-propionato)
de pentaeritritol, tiopropionato de
glicerol-3-estearilo,
bis[3-(3-t-butil-5-metil-4-hidroxi-fenil)propionato]
de tri(etilen-glicol),
bis[3-(3,5-di-t-butil-4-hidroxi-fenil)propionato]
de 1,6-hexanodiol,
tetrakis[3-(3,5-di-t-butil-4-hidroxi-fenil)propionato]
de pentaeritritol,
3-(3,5-di-t-butil-4-hidroxi-fenil)propionato
de octadecilo,
1,3,5-trimetil-2,4,6-tris(3,5-di-t-butil-4-hidroxi-bencil)benceno,
N,N-hexametilen-bis(3,5-di-t-butil-4-hidroxi-hidrocinamida),
éster
3,5-di-t-butil-4-hidroxi-bencil-fosfonato
de dietilo, isocianurato de
tris(3,5-di-t-butil-4-hidroxi-bencilo),
difosfonato de
tetrakis(2,4-di-t-butil-fenil)-4,4'-bifenileno,
3,9-bis{1,1-dimetil-2-[\beta-(3-t-butil-4-hidroxi-5-metil-fenil)propioniloxi]etil}-2,4,
8,10-tetraaoxaespiro(5,5)undecano y compuestos similares. La cantidad del antioxidante es preferiblemente de 0,0001 a 1 parte en peso, basada en 100 partes en peso del total del componente A y opcionalmente del componente B.
8,10-tetraaoxaespiro(5,5)undecano y compuestos similares. La cantidad del antioxidante es preferiblemente de 0,0001 a 1 parte en peso, basada en 100 partes en peso del total del componente A y opcionalmente del componente B.
Ejemplos del agente absorbente de luz
ultravioleta incluyen agentes absorbentes de luz ultravioleta
basados en benzofenona, ilustrados típicamente por
2,2'-dihidroxi-4-metoxi-benzofenona;
y agentes absorbentes de luz ultravioleta basados en benzotriazoles.
ilustrados típicamente por
2-(3-terc.-butil-5-metil-2-hidroxi-fenil)-5-cloro-benzotriazol,
2-(3,5-di-terc.-butil-2-hidroxi-fenil)-5-cloro-benzotriazol,
2,2'-metilen-bis[4-(1,1,3,3-tetrametil-butil)-6-(2H-benzotriazol-2-il)fenol],
2-[2-hidroxi-3,5-bis(\alpha,\alpha-dimetil-bencil)fenil]-2H-benzotriazol
y
2-(3,5-di-terc.-amil-2-hidroxi-fenil)benzotriazol.
Se pueden usar también agentes estabilizadores
ópticos basados en aminas impedidas, ilustrados típicamente por
sebacato de
bis(2,2,6,6-tetrametil-4-piperidilo)
y sebacato de
bis(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidilo).
Además se pueden usar también compuestos basados en
hidroxi-fenil-triazina tales como
2-(4,6-difenil-1,3,5-triazin-2-il)-5-hexiloxi-fenol
y
2-(4,6-bis(2,4-dimetil-fenil)-1,3,5-triazin-2-il)-5-hexiloxi-fenol.
La cantidad del agente absorbente de luz ultravioleta o del
estabilizador óptico es preferiblemente de 0,01 a 1,5 partes en
peso, basada en 100 partes en peso del total del componente A y
opcionalmente del componente B.
Con el fin de mejorar adicionalmente la
desprendibilidad desde un molde metálico en el momento del moldeo de
una masa fundida, la composición de resina termoplástica del
presente invento se puede mezclar con un agente de desprendimiento
(= de desmoldeo) en límites que no sean perjudiciales para el
objetivo del presente invento. Ejemplos del agente de liberación
incluyen una cera de olefina, un aceite de silicona, un
órgano-polisiloxano, un éster de un ácido graso
superior de un alcohol monovalente o polivalente, un cera de
parafina, cera de abejas y sustancias similares. La cantidad del
agente de desprendimiento es preferiblemente de 0,01 a 2 partes en
peso, basada en 100 partes en peso del total del componente A y
opcionalmente del componente B.
Para preparar la composición de resina
termoplástica del presente invento, se emplea cualquier método. Por
ejemplo, los componentes A y C, y opcionalmente otros componentes,
se mezclan previamente y se amasan conjuntamente en masa fundida y
luego se nodulizan. Los medios de mezclamiento previo son un
dispositivo basculante volteador, un mezclador en forma de V, un
mezclador Henschel, un mezclador Nauta, un mezclador de cinta
transportadora, un dispositivo mecanoquímico, un mezclador por
extrusión o similares. Un granulador por extrusión o una máquina
moldeadora de briquetas se pueden usar para la granulación en la
operación de mezclamiento previo. Después de haber mezclado
previamente, un amasador de masa fundida, ilustrado típicamente por
un extrusor de doble husillo ventilado, se usa para amasar en masa
fundida los anteriores componentes y se usa un nodulizador para
nodulizar el producto obtenido.
Los componentes A y C, y opcionalmente otros
componentes, se pueden suministrar a un amasador de masas fundidas,
ilustrado típicamente por un extrusor de doble husillo,
independientemente, sin mezcladura previa. Algunos de los
componentes A y C, y opcionalmente otros componentes, se pueden
mezclar previamente en común y suministrar a un amasador de masa
fundida, conjuntamente con el resto. Por ejemplo, el componente C se
puede suministrar a un extrusor usando un alimentador lateral
independientemente. Los medios de mezclamiento previo y de
granulación son los mismos que se han descrito anteriormente.
Cuando los componentes que se han de mezclar
conjuntamente incluyen un componente líquido, se puede usar un
denominado inyector de líquidos o adicionador de líquidos, para
suministrarlo a un amasador de masas fundidas. Para suministrar un
compuesto que tenga un punto de fusión relativamente bajo, tal como
un agente ignifugante basado en un fosfato aromático, éste es
licuado por calentamiento, y el líquido obtenido es suministrado a
un amasador de masas fundidas por medio de un inyector de líquidos o
adicionador de líquidos.
Cuando el componente del tipo de resina consiste
en los componentes A y B-1, la cantidad de agua
contenida en los componentes A y B-1 antes de amasar
en masa fundida es preferiblemente pequeña. Por lo tanto, se
prefiere amasar en masa fundida el componente A o
B-1, que ha sido secado por aire caliente o por
ondas electromagnéticas o bajo vacío. La aspiración de ventilación
se lleva a cabo preferiblemente con un grado de vacío no tan alto
durante la amasadura de una masa fundida. Los materiales volátiles
se pueden descargar al exterior del sistema, mientras que se da
lugar a que nitrógeno gaseoso y gases similares circulen a una
presión próxima a la atmosférica.
Se pueden producir diversos productos obteniendo
piezas moldeadas mediante moldeo por inyección de nódulos de la
composición de resina termoplástica del presente invento. Para
moldear por inyección, se puede emplear para producir las piezas
moldeadas no sólo un moldeo por cursor en frío de tipo general, sino
también un moldeo por cursor en caliente que elimina la necesidad de
un cursor. Para moldear por inyección, se puede emplear un moldeo
por inyección asistido por gases, un moldeo por compresión e
inyección, un moldeo por inyección a velocidad ultra alta, un moldeo
por prensado e inyección, un moldeo de insertos, un moldeo por un
molde metálico local a altas temperaturas (inclusive un moldeo con
un molde metálico aislado), un moldeo en emparedado, un moldeo en
dos colores y similares, además de un moldeo de tipo general.
De acuerdo con el presente invento, se
proporcionan piezas moldeadas formadas a partir de una composición
de resina de policarbonato aromático, que comprende 100 partes en
peso de un componente del tipo de resina que consiste en (1) de 50 a
100% en peso de una resina de policarbonato aromático (componente A)
y (2) de 0 a 50% en peso de por lo menos una resina termoplástica
(componente B), seleccionada entre el conjunto que consiste en una
resina termoplástica de poliéster (componente B-1) y
en una resina que contiene componentes unitarios de estireno, que
tiene un contenido del componente del tipo de caucho de menos que
40% en peso (componente B-2), y (3) de 1 a 100
partes en peso de partículas de wollastonita (componente C) que
tiene unas características de forma de las partículas tales que las
partículas tienen una longitud media numérica de fibras, medida por
el método especificado en este texto, de 10 o menos \mum y un
diámetro medio numérico de fibras, medido por el método especificado
en este texto, de 4 o menos \mum, e incluyen partículas que tienen
una longitud de fibras de 5 a 25 \mum en una proporción numérica
de menos que 50% del total.
Expresado más específicamente, se proporcionan
las siguientes piezas moldeadas, a saber (i) una pieza moldeada
formada a partir de una composición de resina de policarbonato
aromático, que comprende un componente del tipo de resina que
consiste en el anterior componente A y en 1 a 100 partes en peso del
anterior componente C, basadas en 100 partes en peso del componente
del tipo de resina, (ii) una pieza moldeada formada a partir de una
composición de resina de policarbonato aromático, que comprende un
componente del tipo de resina que consiste en los anteriores
componentes A y B-1 y en 1 a 100 partes en peso del
anterior componente C, basadas en 100 partes en peso del componente
del tipo de resina, y (iii) una pieza moldeada formada a partir de
una composición de resina de policarbonato aromático, que comprende
un componente del tipo de resina que consiste en los anteriores
componentes A y B-2 y en 1 a 100 partes en peso del
anterior componente C, basadas en 100 partes en peso del componente
del tipo de resina.
Preferiblemente, se proporcionan piezas
moldeadas revestidas formadas a partir de las anteriores
composiciones de resinas de policarbonatos.
Las piezas moldeadas del presente invento, así
obtenidas, tienen excelentes propiedades de aspecto superficial,
resistencia a los choques, rigidez y reciclabilidad. Más
específicamente, las piezas de moldeo tienen una retención de la
reciclabilidad, como se define en los siguientes Ejemplos, de por lo
menos 85%, de manera preferida de 90%, de manera más preferida de
93%.
Como se describe anteriormente, el presente
invento proporciona una composición de resina de policarbonato
aromático que tiene una alta rigidez, una alta resistencia a los
choques, un buen aspecto superficial y una excelente reciclabilidad.
Las propiedades características de la composición de resina son
útiles en una amplia diversidad de campos industriales y de
finalidades de aplicación, y son particularmente útiles en los
siguientes campos.
Primeramente, la composición de resina se puede
utilizar en partes interiores de coches y partes exteriores de
coches. Este campo requiere un aspecto superficial especialmente
bueno. Las partes interiores de los coches incluyen paneles
centrales, paneles de instrumentos, tableros de instrumentos,
asideros de puertas interiores, tableros traseros y alojamientos de
dispositivos de presentación visual para la navegación de coches y
conjuntos de TV para coches.
Las partes exteriores de coches incluyen
asideros de puertas exteriores, paneles de aletas guardabarros,
paneles de puertas, deflectores aerodinámicos, guarniciones,
cubiertas de columnas, rejas delanteras, paneles de cuerpos
traseros, cubiertas de motor para motos de dos ruedas, y cubiertas
para las plataformas portadoras de carga de camiones. Cuando un
componente del tipo de resina consiste en una resina de
policarbonato aromático y en una resina termoplástica de poliéster,
o cuando un componente del tipo de resina consiste en una resina de
policarbonato aromático y en una resina que contiene componentes
unitarios de estireno, que tiene un contenido del componente del
tipo de caucho de menos que 40% en peso, la resultante composición
de resina es particularmente apropiada para usarse en estas piezas.
Cuando un componente del tipo de resina consiste en una resina de
policarbonato aromático y en una resina termoplástica de poliéster,
la composición de resina, que se ha obtenido, es adicionalmente
superior en cuanto a resistencia química y a la resistencia a la
fatiga, y por lo tanto es particularmente apropiada para usarse en
asideros de puertas exteriores, que requieren estas propiedades
características. Un componente del tipo de resina que consiste en
una resina de policarbonato aromático y en una resina que contiene
componentes unitarios de estireno, que tiene un contenido del
componente del tipo de caucho de menos que 40% en peso, es ventajoso
en términos de resistencia a los choques y es superior en cuanto a
la moldeabilidad, la composición de resina obtenida es apropiada
para usarse en piezas moldeadas de gran tamaño tales como en paneles
de puertas.
En segundo lugar, la composición de resina se
puede usar en partes de alojamiento para instrumentos de precisión
portátiles. Los instrumentos de precisión portátiles incluyen
cámaras, cámaras digitales, reproductores de películas de vídeo,
telescopios, binoculares, teléfonos portátiles, ayudantes digitales
personales, ordenadores agendas portátiles, registradores portátiles
de cinta, reproductores portátiles, sistemas portátiles de
navegación y relojes de pulsera. Las piezas de alojamiento están
siendo cada vez más delgadas y requieren una alta rigidez y una alta
exactitud dimensional para colocar una pieza de precisión. Además,
puesto estos instrumentos portátiles de precisión son transportados,
se requiere una alta resistencia a los choques y se requiere además
un excelente aspecto superficial para proporcionar una impresión de
alta calidad. Un componente del tipo de resina que consiste en una
resina de policarbonato aromático y en una resina que contiene
componentes unitarios de estireno, que tiene un contenido del
componente del tipo de caucho de menos que 40% en peso, es apropiado
para piezas de alojamiento. El componente del tipo de resina es
ventajoso para productos delgados en términos de exactitud
dimensional y resistencia a los choques.
En tercer lugar, la composición de resina se
puede utilizar en piezas de alojamiento para equipos de OA (de
acción en exteriores). Los equipos de OA incluyen ordenadores
agendas, cuerpos de ordenadores personales, dispositivos de
presentación visual de CRT (tubos de rayos catódicos), impresoras,
copiadoras, unidades de propulsión para medios de registro (tales
como CD y DVD), escáneres y copiadoras facsímiles. Puesto que estas
piezas requieren una ignifugación, es particularmente apropiado un
componente del tipo de resina que consiste en una resina de
policarbonato aromático, o un componente del tipo de resina que
consiste en una resina de policarbonato aromático y en una resina
que contiene componentes unitarios de estireno, que tiene un
contenido del componente del tipo de caucho de menos que 40% en
peso. El agente ignifugante es preferiblemente un agente ignifugante
basado en fósforo, tal como un agente ignifugante basado en un
fosfato aromático, o un agente ignifugante basado en fósforo rojo o
en un polímero de fosfazeno. Cuando el componente del tipo de resina
consiste en una resina de policarbonato aromático, se prefiere un
agente ignifugante basado en una silicona, o un agente ignifugante
basado en una sal orgánica. Una composición de resina que comprende
un componente del tipo de resina, que consiste en una resina de
policarbonato aromático y en una resina que contiene componentes
unitarios de estireno, que tiene un contenido del componente del
tipo de caucho de menos que 40% en peso, y en un agente ignifugante
basado en un fosfato aromático (particularmente un oligómero de
fosfato)
como agente ignifugante, es particularmente útil desde los puntos de vista de ignifugación y moldeabilidad.
como agente ignifugante, es particularmente útil desde los puntos de vista de ignifugación y moldeabilidad.
La Figura 1 es una vista en perspectiva
esquemática de la parte delantera de un producto moldeado según el
modelo de un alojamiento para un ordenador de agenda portátil usado
en los Ejemplos (longitud 178 mm, anchura 245 mm, altura 10 mm.
1 cuerpo de producto moldeado según el modelo de
un alojamiento para un ordenador de agenda portátil
2 porción de superficie mate
3 porción de superficie especular
4 puerta (parte trasera de un producto moldeado,
puerta de clavija con un diámetro de 0,8 mm, 5 posiciones)
Los siguientes Ejemplos se dan para ilustrar aún
más el presente invento. Las evaluaciones se hicieron de acuerdo con
los siguientes métodos.
(1) Aspecto superficial: Se formaron 100
productos moldeados de cubiertas laterales delanteras (que tienen
una parte especular y una parte de dibujo graneado) para un
ordenador de agenda portátil mostrado en la Figura 1. El hecho de si
se había formado o no algún material ajeno sobresaliente, se
comprobó visualmente para todos los productos moldeados, con el fin
de evaluar el aspecto superficial de cada producto moldeado basada
en los siguientes criterios.
\medcirc: Se observa material ajeno
sobresaliente en menos de un 10% del número total de los productos
moldeados.
\Delta: Se observa material ajeno
sobresaliente en un 10 o más % y en menos de un 50% del número total
de productos moldeados.
\times: Se observa material ajeno
sobresaliente en un 50 o más % del número total de productos
moldeados.
Se seleccionaron tres productos moldeados a
partir de productos moldeados obtenidos de cada muestra, éstos se
revistieron por proyección con la pintura R-230
Dover White de Nippon Bee Chemical Co., Ltd., en una cabina para
revestir, y se secaron a 80ºC durante 1 hora para obtener productos
moldeados revestidos. Se midió la aspereza superficial de la porción
especular de los productos moldeados revestidos y se obtuvo un valor
medio a partir de los valores medidos. La medición se llevó a cabo
mediante un instrumento universal para medir las formas de
superficies (SURFCOM 3B. E-MD-S10A
de Tokyo Seimitsu Co., Ltd.) con un diámetro de trazador de 2 \mum
y una presión de trazador de 0,07 g, con el fin de calcular la
aspereza superficial media (Ra). Se puede estimar que el aspecto
superficial es mejor según se va haciendo menor el valor de la
aspereza superficial media (Ra). El espesor de la película de
revestimiento fue de 30 \mum.
(2) Resistencia a los choques: La resistencia a
los choques (al impacto) Izod con entalladura de una muestra de
ensayo de 1/8'' (3,2 mm) se midió a 23ºC de acuerdo con la norma
ASTM D256.
(3) Rigidez: Se hizo un ensayo de flexión de
acuerdo con la norma ASTM D790 para medir el módulo de flexión.
(4) Reciclabilidad: Un producto moldeado para un
ensayo de flexión se trituró con una velocidad de tratamiento de 70
kg/h mediante un triturador (SB-210 de Horai Co.,
Ltd.) y se volvió a nodulizar. Los nódulos obtenidos se moldearon de
nuevo por inyección. Esta operación, consistente en triturar, volver
a nodulizar y moldear, se repitió 5 veces, se hizo un ensayo de
flexión, basado en la norma ASTM D790, con una muestra de ensayo
obtenida después del quinto moldeo por inyección, para medir su
módulo de flexión (FM5), y se calculó la retención del módulo de
flexión (FM1) obtenido en (3), a partir de la siguiente
expresión:
(%) = (FM5/FM1)
x
100
Se puede estimar que la reciclabilidad es mejor
según se va haciendo más alta la retención.
(5) Ignifugación: Se hizo un ensayo de
inflamación vertical con muestras de ensayo que tenían un espesor de
1 mm y un espesor de 1,3 mm de acuerdo con la norma UL 94V para
evaluar la inflamabilidad.
Ejemplos 1 a 59 y Ejemplos
comparativos 1 a
14
Los componentes mostrados en las Tablas 2 a 10
se mezclaron conjuntamente en la relación mostrada en estas Tablas
mediante un mezclador en forma de V, y la mezcla obtenida se
nodulizó mediante un extrusor de doble husillo, ventilado, que tenía
un diámetro de husillo de 30 mm [KTX-30 de Kobe
Steel, Ltd.] a una temperatura del cilindro de 270ºC y un grado de
aspiración de ventilación de 3 kPa. Entre los componentes, se usaron
una resina de policarbonato aromático y una resina de poliéster
aromático que se secaron con aire caliente a 120ºC durante 5 horas y
se añadió fosfato de trimetilo (TMP de Daihachi Chemical Industry
Co., Ltd.) a todas las muestras en una cantidad de 0,03 partes en
peso, basada en 100 partes en peso del total de los componentes A y
B. Los nódulos se secaron a 100 hasta 110ºC durante 6 horas para
formar muestras de ensayo mediante una máquina de moldeo por
inyección [T-150D de FANUC Ltd.] a una temperatura
del cilindro de 270ºC y a una temperatura del molde de 80ºC. Los
resultados de la evaluación se muestran en las Tablas 2 a 10.
La viscosidad de masa fundida en las Tablas es
un valor a 300 s^{-1} leído a partir de una curva de velocidad de
cizalladura/viscosidad, que se obtiene midiendo una composición de
resina que comprende los componentes A y B mostrados en las Tablas y
obtenido usando el anterior extrusor con un reómetro capilar
(Capirograph de Toyo Seiki Seisaku-syo Co., Ltd.)
con una longitud de los capilares de 10,0 mm y un diámetro de los
capilares de 1,0 mm y a una temperatura de medición de 260ºC,
cambiando la velocidad de medición.
Componente
A
(1) PC-1: Resina de
policarbonato aromático lineal que tiene un peso molecular medio en
viscosidad de 25.000, preparada a partir de bisfenol A y fosgeno
(Panlite L-1250 de Teijin Chemicals Ltd.).
(2) PC-2: Resina de
policarbonato aromático lineal que tiene un peso molecular medio en
viscosidad de 30.000, preparada a partir de bisfenol A y fosgeno
(Panlite K-1300 de Teijin Chemicals Ltd.).
(3) PC-3: Resina de
policarbonato aromático que tiene un peso molecular medio en
viscosidad de 23.300, preparada por el siguiente método de
intercambio de ésteres en una masa fundida.
228 partes de
2,2-bis(4-hidroxi-fenil)propano,
220 partes (aproximadamente 1,03 moles/1 mol de bisfenol A) de
carbonato de difenilo (de Bayer AG), y 0,000024 partes
(aproximadamente 6 x 10^{-7} moles/1 mol de bisfenol A) de
hidróxido de sodio y 0,0073 partes (aproximadamente 8 x 10^{-5}
moles/1 mol de bisfenol A) de hidróxido de
tetrametil-amonio como catalizadores, se cargaron
dentro de un reactor equipado con un agitador y una columna de
fraccionamiento, y el interior del reactor se reemplazó por
nitrógeno. Esta mezcla se calentó a 200ºC y se fundió mediando
agitación. Después de que la mayor parte del fenol formado se hubo
separado por destilación en una hora mediando calentamiento a una
presión reducida de 4 kPa y de que se hubo llevado a cabo una
reacción de polimerización durante 2 horas elevando adicionalmente
la temperatura a 270ºC y a una presión reducida de 1 Torr, se
añadieron luego 0,0035 partes (aproximadamente 6 x 10^{-6} moles/1
mol de bisfenol A) de
dodecil-benceno-sulfonato de
tetrabutil-fosfonio en un estado fundido, como
agente neutralizador del catalizador, para continuar la reacción a
270ºC y 1,333 o menos kPa, de manera tal que se obtuvo una resina de
policarbonato aromático que tenía un peso molecular medio en
viscosidad de 23.300 y una concentración de grupos hidroxilo
terminales de 34% en moles. Esta resina de policarbonato aromático
se suministró a un extrusor por medio de una bomba de engranajes. Se
añadió 0,008% en peso de fosfito de
tris(2,4-di-terc.-butil-fenilo)
delante del extrusor para obtener un nódulo de resina de
policarbonato aromático. Este se designó como
PC-3.
Componente
B
Componente
B-1
(1) PET: Resina de poli(tereftalato de
etileno) (TR-8580 de Teijin Limited que tiene una
viscosidad intrínseca de 0,8).
(2) PBT: Resina de poli(tereftalato de
butileno) (TRB-H de Teijin Limited que tiene una
viscosidad intrínseca de 1,07).
Componente
B-2
(3) ABS-1: Resina de ABS (Santac
UT-61 de NIPPON A & L Inc.)
(4) ABS-2: Resina de ABS (Santac
AT-05 de NIPPON A & L Inc.)
(5) ABS-3: Resina de ABS
(Cycolac Y-540A de Ube Cycon Ltd.)
(5) AS: Litac 980PC de NIPPON A & L Inc.,
peso molecular medio ponderado de aproximadamente 130.000)
Componente
C
Se usaron partículas de wollastonita
W-1 a W-7 que tenían las propiedades
características mostradas en la Tabla 1 siguiente.
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\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
Componente
D
(1) D-1: Copolímero por injerto
basado en un caucho compuesto, obtenido polimerizando por injerto
por lo menos un monómero basado en vinilo, con un caucho compuesto
que tiene una estructura tal que un componente del tipo de caucho de
poli(órgano-siloxano) y un componente del tipo de
caucho de poli((met)acrilato de alquilo) están enmarañados
unos con otros, de manera tal que no se pueden separar entre sí
(Metablen S-2001 de Mitsubishi Rayon Co., Ltd.)
(2) D-2: Copolímero obtenido
copolimerizando por injerto una mezcla de acrilato de etilo y
metacrilato de metilo con un caucho de butadieno en una relación de
1/4 (Paraloid EXL-2602 de Kureha Chemical Industry
Co., Ltd.)
(3) D-3: Copolímero de ABS
obtenido polimerizando por injerto un caucho de butadieno, estireno
y acrilonitrilo que tiene un contenido del componente del tipo de
butadieno de 60% en peso (Resina Modificadora UCL B600N de Ube Cycon
Co., Ltd.)
Componente
E
(1) Cera: Cera basada en una olefina, que
contiene un componente del tipo de copolímero de una
\alpha-olefina y anhídrido maleico (Diacarna PA30M
de Mitsubishi Chemical Corporation, contenido de anhídrido maleico
10% en peso)
Componente
G
(1) FR-1:
Bis(dixilenil-fosfato) de resorcinol
(Adekastab FP-500 de Asahi Denka Kogyo K.K.,
temperatura para una reducción de 5% en peso por TGA = 351,0ºC)
(2) FR-2: Fosfato de trifenilo
(TPP de Daihachi Chemical Industry Co., Ltd., temperatura para una
reducción de 5% en peso por TGA = 239,4ºC)
(3) FR-3: Agente ignifugante
basado en un halógeno (oligómero de carbonato de tetrabromobisfenol
A, Fireguard PG7000 de Teijin Chemicals Ltd.)
Componente
H
(4) PTFE: Un poli(tetrafluoroetileno) que
tiene una capacidad de formar fibrillas (Polyfureon MPA
FA-500 de Daikin Industries, Ltd.)
(1) ST:
Neopentanotetraíl-bis(octadecil-fosfito)
cíclico (Adekastab PEP-8 de Asahi Denka Kogyo
K.K.)
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\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
Como resulta evidente a partir de estas Tablas,
se puede afirmar que una composición de resina de policarbonato
aromático, que comprende un componente del tipo de resina que
consiste en una resina de policarbonato aromático, o en una resina
de policarbonato aromático y en una resina termoplástica de
poliéster o en una resina que contiene componentes unitarios de
estireno, y partículas de wollastonita que satisfacen las
condiciones del presente invento, es excelente en cuanto a
propiedades mecánicas tales como rigidez y resistencia a los
choques, aspecto superficial y reciclabilidad. Cuando se usan
partículas de wollastonita que no satisfacen las condiciones del
presente invento, la composición de resina obtenida contiene una
gran cantidad de material ajeno sobresaliente y es inferior en
cuanto a la reciclabilidad, aún cuando su superficie revestida tenga
una lisura relativamente alta. Se entiende también que la proporción
de partículas que tienen una longitud de fibras de más que 25
\mum, la proporción de partículas que pasan a través de un tamiz
de malla 325 y la pérdida por ignición, afectan a la formación de
material ajeno sobresaliente y a la reciclabilidad.
La composición de resina de policarbonato
aromático del presente invento es excelente en cuanto a propiedades
mecánicas tales como rigidez, aspecto superficial y reciclabilidad,
y es sumamente apropiada para usarse en piezas de automóviles tales
como asideros exteriores de coches, partes de equipos de OA y
similares.
Claims (23)
1. Una composición de resina de policarbonato
aromático, que comprende:
(I) 100 partes en peso de un componente del tipo
de resina que consiste en
- (1)
- de 50 a 100% en peso de una resina de policarbonato aromático (componente A) y
- (2)
- de 0 a 50% en peso de por lo menos una resina termoplástica (componente B) seleccionada entre el conjunto que consiste en una resina termoplástica de poliéster (componente B-1) y en una resina que contiene componentes unitarios de estireno, que tiene un contenido del componente del tipo de caucho de menos que 40% en peso (componente B-2); y
(II) de 1 a 100 partes en peso de partículas de
wollastonita (componente C) que tienen unas características de forma
de partículas, tales que las partículas tienen una longitud media
numérica de fibras de 10 o menos \mum y un diámetro medio numérico
de fibras de 4 o menos \mum, e incluyen partículas que tienen una
longitud de fibras de 5 a 25 \mum en una proporción numérica de
menos que 50% del total y que tienen una longitud de fibras de más
que 25 \mum en una proporción numérica de 5 o menos % del total, e
incluyen partículas que pasan a través de un tamiz de malla 325
según un método de tamizado en húmero en una proporción de 99,96% en
peso o más.
2. La composición de resina de policarbonato
aromático de la reivindicación 1, en la que el componente del tipo
de resina consiste en 50 a 95% en peso del componente A y en 5 a 50%
en peso del componente B.
3. La composición de resina de policarbonato
aromático de la reivindicación 1, en la que las partículas de
wollastonita (componente C) tienen una longitud media numérica de
fibras de 3 a 10 \mum y un diámetro medio numérico de fibras de
0,5 a 4 \mum, e incluyen partículas que tienen una longitud de
fibras de 5 a 25 \mum en una proporción numérica de 30 o más %, y
de menos que 50% del total.
4. La composición de resina de policarbonato
aromático de la reivindicación 1, en la que las partículas de
wollastonita (componente C) tienen una pérdida por ignición de 1,7 o
menos % en peso.
5. La composición de resina de policarbonato
aromático de la reivindicación 1, en la que el componente del tipo
de resina consiste (1) en 50 a 95% en peso de la resina de
policarbonato aromático (componente A) y (2) en 5 a 50% en peso de
la resina termoplástica de poliéster (componente
B-1).
6. La composición de resina de policarbonato
aromático de la reivindicación 5, en la que el componente
B-1 es por lo menos uno seleccionado entre el
conjunto que consiste en poli(tereftalato de etileno),
poli(tereftalato de butileno), poli(naftalato de
etileno) y poli(naftalato de butileno).
7. La composición de resina de policarbonato
aromático de la reivindicación 1, en la que el componente del tipo
de resina consiste en 50 a 95% en peso de la resina de policarbonato
aromático (componente A) y en 5 a 50% en peso de la resina que
contiene componentes unitarios de estireno, que tiene un contenido
del componente del tipo de caucho de menos que 40% en peso
(componente B-2).
8. La composición de resina de policarbonato
aromático de la reivindicación 7, en la que el componente
B-2 es por lo menos uno seleccionado entre el
conjunto que consiste en un poliestireno (resina de PS), un
poliestireno de alto impacto (resina de HIPS), un copolímero de
acrilonitrilo y estireno (resina de AS), un copolímero de
acrilonitrilo, butadieno y estireno (resina de ABS), un copolímero
de acrilonitrilo, estireno y caucho acrílico (resina de ASA), un
copolímero de acrilonitrilo, etileno - propileno y estireno (resina
de AES) y un copolímero de metacrilato de metilo, butadieno y
estireno (resina de MBS).
9. La composición de resina de policarbonato
aromático de la reivindicación 1, en la que el componente del tipo
de resina tiene una viscosidad de masa fundida, medida a 260ºC por
un reómetro capilar, de 0,1 x 10^{3} a 5 x 10^{3} Pa\cdots,
con una velocidad de cizalladura de 300 s^{-1}.
10. La composición de resina de policarbonato
aromático de la reivindicación 1, que contiene además un polímero
elástico (componente D) como agente modificador de la resistencia a
los choques en una cantidad de 0,5 a 50 partes en peso, basada en
100 partes en peso del total de los componentes A y B.
11. La composición de resina de policarbonato
aromático de la reivindicación 1, que contiene además un agente
(componente E) para suprimir la rotura de las partículas de
wollastonita (componente C) en una cantidad de 0,02 a 5 partes en
peso, basada en 100 partes en peso del total de los componentes A y
B.
12. La composición de resina de policarbonato
aromático de la reivindicación 1, que contiene además una resina
termoplástica (componente F) distinta de los componentes A y B, en
una cantidad de 0,5 a 20 partes en peso, basada en 100 partes en
peso del total de los componentes A y B.
13. La composición de resina de policarbonato
aromático de la reivindicación 1, que contiene además un agente
ignifugante (componente G) en una cantidad de 0,1 a 20 partes en
peso, basada en 100 partes en peso del total de los componentes A y
B.
14. La composición de resina de policarbonato
aromático de la reivindicación 1, que comprende:
(I) (1) 100 partes en peso de una resina de
policarbonato aromático (componente A).
15. La composición de resina de policarbonato
aromático de la reivindicación 14, que contiene además un polímero
elástico (componente D) como agente modificador de la resistencia a
los choques, en una cantidad de 0,5 a 50 partes en peso, basada en
100 partes en peso del componente A.
16. La composición de resina de policarbonato
aromático de la reivindicación 14, que contiene además un agente
(componente E) para suprimir la rotura de las partículas de
wollastonita (componente C), en una cantidad de 0,02 a 5 partes en
peso, basada en 100 partes en peso del componente A.
17. La composición de resina de policarbonato
aromático de la reivindicación 5, que contiene además un polímero
elástico (componente D) como agente modificador de la resistencia a
los choques, en una cantidad de 0,5 a 50 partes en peso, basada en
100 partes en peso del total de los componentes A y
B-1.
18. La composición de resina de policarbonato
aromático de la reivindicación 5, que contiene además un agente
(componente E) para suprimir la rotura de las partículas de
wollastonita (componente C), en una cantidad de 0,02 a 5 partes en
peso, basada en 100 partes en peso del total de los componentes A y
B-1.
19. La composición de resina de policarbonato
aromático de la reivindicación 7, que contiene además un polímero
elástico (componente D) como agente modificador de la resistencia a
los choques, en una cantidad de 0,5 a 50 partes en peso, basada en
100 partes en peso del total de los componentes A y
B-2.
20. La composición de resina de policarbonato
aromático de la reivindicación 7, que contiene además un agente
(componente E) para suprimir la rotura de las partículas de
wollastonita (componente C), en una cantidad de 0,2 a 5 partes en
peso, basada en 100 partes en peso del total de los componentes A y
B-2.
21. La composición de resina de policarbonato
aromático de la reivindicación 7, que contiene además un agente
ignifugante (componente G), en una cantidad de 0,1 a 20 partes en
peso, basada en 100 partes en peso del total de los componentes A y
B-2.
22. Piezas moldeadas formadas a partir de la
composición de resina de policarbonato aromático de una cualquiera
de las reivindicaciones 1, 5, 7 y 14.
23. Las piezas moldeadas de la reivindicación 22
que tienen una reciclabilidad de por lo menos 85%.
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