ES2263725T3 - Procedimiento para la aplicacion de materiales funcionales sobre poliuretano termoplastico. - Google Patents
Procedimiento para la aplicacion de materiales funcionales sobre poliuretano termoplastico.Info
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Abstract
Procedimiento para la aplicación de materiales funcionales sobre poliuretano termoplástico, que comprende los siguientes pasos: a) introducción de poliuretano termoplástico en forma de partículas en un dispositivo de mezclado, b) agitación del poliuretano termoplástico en forma de partículas en el dispositivo de mezclado, y entre tanto c) introducción de materiales funcionales o de una mezcla que contiene materiales funcionales en forma pulverizada en el dispositivo de mezclado.
Description
Procedimiento para la aplicación de materiales
funcionales sobre poliuretano termoplástico.
La invención se refiere a un procedimiento para
la aplicación de materiales funcionales sobre poliuretano
termoplástico, y a una mezcla de partículas que comprende partículas
constituidas por
- i)
- un núcleo que contiene poliuretano termoplástico, y
- ii)
- una envoltura que contiene materiales funcionales. La invención se refiere además a un procedimiento para la obtención de cuerpos moldeados bajo empleo de la mezcla de partícula según la invención.
Los poliuretanos termoplásticos (a continuación
denominados TPU) son materiales parcialmente cristalinos, y
pertenecen a la clase de elastómeros termoplásticos. Entre otras
cosas, se distinguen por buenas resistencia, abrasiones,
resistencias al desgarro progresivo y estabilidad a productos
químicos, y se pueden obtener casi en cualquier dureza mediante
composición de materias primas apropiada.
Por regla general, se tiñen TPU durante la
elaboración termoplástica (por ejemplo moldeo por inyección o
extrusión) mediante mezclas básicas de colores. Durante la
elaboración termoplástica de TPU se pueden añadir también mezclas
básicas de aditivos que contienen, a modo de ejemplo,
estabilizadores o agentes auxiliares de elaboración, como por
ejemplo agentes deslizantes. En general se entiende por "mezcla
básica" adiciones que contienen los aditivos, como por ejemplo
agentes colorantes, pigmentos, estabilizadores, agentes deslizantes
y/o agentes auxiliares de cristalización, en concentración elevada,
y que se añaden finalmente de manera económica en fracciones de
mezcla básica de un 0,1 a un 10% al verdadero elastómero a elaborar
como termoplástico.
No obstante, mediante la adición de mezclas
básicas se puede llegar a mermas del producto, o bien mermas de
elaboración. En este caso cítense, a modo de ejemplo, formación de
manchas, inhomogeneidades, oscilaciones de presión, por regla
general ocasionadas por un mezclado deficiente de la mezcla básica y
TPU base.
Por lo demás, los componentes sensibles a
temperatura, como por ejemplo agentes reticulantes, no se pueden
añadir al TPU base a través de mezclas básicas, ya que estas se
transforman, se descomponen, o bien se reticulan bajo alimentación
de temperatura en la obtención de la mezcla básica.
Otro tipo de elaboración termoplástica de TPU,
además de moldeo por inyección y extrusión, es el procedimiento de
sinterizado, en el que el polvo de TPU se sinteriza para dar láminas
mediante introducción de temperatura en herramientas. Como ejemplo
cítese el procedimiento de lodo pulverulento. Mediante este
procedimiento se obtienen habitualmente superficies de tableros de
instrumentos graneadas con un grosor de 0,1 a 2 mm, que se elaboran
a continuación para dar tableros de instrumentos acabados mediante
espumado trasero. Otra variante del procedimiento de sinterizado
consiste en el revestimiento de superficies, como por ejemplo de
metal, madera, materiales sintéticos, o superficies textiles y
cerámicas mediante polvo de TPU.
El polvo de TPU, como se describe en la
EP-A-928 812, se tiñe en primer
lugar como granulado de TPU incoloro con mezcla básica colorante a
través de un paso de extrusión, y a continuación se moltura en frío
para dar polvo. Por el contrario que en el caso de aplicaciones de
extrusión y moldeo por inyección, en este caso, en la verdadera
elaboración termoplástica en el proceso de sinterizado no se puede
trabajar directamente con un granulado de mezcla básica colorante o
polvo de mezcla básica colorante, ya que debido a la ausencia de
cizallamiento y fricción no se garantiza un entremezclado íntimo en
el proceso de sinterizado, y por lo tanto una distribución de
color
uniforme.
uniforme.
Se plantean requisitos especiales en superficies
salpicadero, en tanto éstas cubran un airbag. En este caso, en
comparación con aplicaciones convencionales con TPU, son deseables
propiedades mecánicas reducidas (por ejemplo resistencias a la
tracción < 15 N/mm^{2}), en especial un alargamiento de rotura
reducido (por ejemplo < 400%, preferentemente < 300%), para
garantizar una rotura (aufreisen) sin problema del salpicadero.
Por lo tanto, era tarea de la presente invención
poner a disposición un procedimiento ventajoso a través del cual se
puedan aplicar o introducir de manera cuidadosa en TPU materiales
funcionales de cualquier tipo, como por ejemplo pigmentos,
estabilizadores; agentes deslizantes; agentes auxiliares de
elaboración y agentes reticulantes, sin alimentación de temperatura
dañina.
Además era tarea de esta invención desarrollar
un procedimiento de teñido mejorado, que posibilitara un teñido más
rápido, más flexible, y más preciso respecto a la exactitud de
color, sobre todo para el proceso de sinterizado. Además, también
será posible la obtención de tonos de color de efecto con valores de
claridad (L*) y croma (C*).
Además, era tarea de la invención un cuerpo
poner a disposición un cuerpo moldeado, en especial una superficie
de salpicadero, que fuera ventajosa como cobertura para un airbag,
es decir, para TPU convencionales se debían alcanzar alargamientos
de rotura relativamente reducidos para facilitar la rotura de la
película en la zona de airbag no visible en el caso de un
accionamiento del airbag.
Se pudieron solucionar los problemas
aplicándose, o bien uniéndose los materiales funcionales sobre la
superficie de TPU, preferentemente de granulados de TPU y/o TPU,
con o sin agente aglutinante.
Por lo tanto, es objeto de la invención un
procedimiento para la aplicación de materiales funcionales sobre
poliuretano termoplástico, que comprende los siguientes pasos:
- a)
- introducción de poliuretano termoplástico en forma de partículas en un dispositivo de mezclado,
- b)
- agitación del poliuretano termoplástico en forma de partículas en el dispositivo de mezclado, y entre tanto
- c)
- introducción de materiales funcionales o de una mezcla que contiene materiales funcionales en forma pulverizada en el dispositivo de mezclado.
Además es objeto de la invención una mezcla de
partículas que comprende partículas constituidas por
- i)
- un núcleo con un diámetro medio de 10 \mum a 10 mm, que contiene poliuretano termoplástico, y
- ii)
- una envoltura, preferentemente con un grosor medio de 0,1 a 500 \mum, que contiene materiales funcionales.
Además es objeto de la invención un
procedimiento para la obtención de un cuerpo moldeado, en especial
una lámina, que comprende los pasos
- a)
- introducción de una mezcla de partículas descrita a continuación en un molde, y
- b)
- sinterizado de la mezcla de partículas en el molde,
así como a cuerpos moldeados,
obtenibles mediante el procedimiento citado a
continuación.
Además es objeto de la invención el empleo de la
mezcla de partículas según la invención para el revestimiento de
superficies mediante sinterizado, o para la elaboración
termoplásticas en el moldeo por inyección, o para la elaboración
termoplástica en la extrusión.
En el procedimiento según la invención se emplea
TPU en forma de partículas. En general se debe entender por este un
granulado de TPU, polvo de TPU, o una mezcla de los mismos. En una
forma de ejecución preferente, el TPU en forma de partículas
presenta un diámetro medio de partícula de 10 \mum a 10 mm. De
modo especialmente preferente se emplea granulado de TPU con un
diámetro medio de partícula de 800 \mum a 5 mm, en especial de 1
mm a 4 mm. Del mismo modo, es especialmente preferente un polvo de
TPU con un diámetro medio de partícula de 10 \mum a 700 \mum,
en especial de 50 \mum a 600 \mum.
El diámetro medio de partícula, que se denomina
también valor d_{50} de la distribución integral de masas, se
define como el diámetro de partícula en el que un 50% en peso de
partículas tienen un diámetro más reducido que el diámetro que
corresponde al valor d_{50}. Del mismo modo, un 50% de partículas
tienen un diámetro mayor que el valor d_{50}. La determinación
del diámetro de partícula se efectuó mediante tamizado
fraccionado.
Como dispositivo de mezcla para el procedimiento
según la invención, en principio es apropiado cualquier dispositivo
en el que se pueda mantener en movimiento el TPU en forma de
partículas, y que posibilite la introducción de materiales
funcionales o de una mezcla que contiene materiales funcionales en
forma pulverizada. Además es preferente que el dispositivo de
mezclado sea calentable. Son ejemplos de tales dispositivo de
mezclado mezcladoras de doble cono, o un mezclador con mecanismo
agitador. Preferentemente se emplea un reactor de fluidizado por
pulverizado o un lecho fluidizado por pulverizado.
Se entiende por agitación del TPU en forma de
partículas un movimiento, mezclado o fluidizado del granulado de
TPU y/o polvo de TPU, de modo que se puedan poner en contacto
siempre diferentes partículas, o bien diferentes puntos sobre la
superficie de las respectivas partículas con materiales funcionales
introducidos, o la mezcla que contiene materiales funcionales. La
agitación se puede efectuar, a modo de ejemplo, mediante movimientos
vibratorios, mediante agitación con un dispositivo de agitación, o
mediante insuflado de una corriente gaseosa en el dispositivo de
mezclado.
Es preferente el insuflado de una corriente
gaseosa, por regla general, a tal efecto el TPU en forma de
partículas se sitúa sobre un fondo perforado, a través del cual se
insufla el gas. En una forma de ejecución especialmente preferente,
el insuflado de gas se lleva a cabo de tal manera que se produce una
capa fluidizada, es decir, el TPU en forma de partículas se
encuentra en un movimiento turbulento ascendente y descendente
constante, y de este modo permanece en suspensión en cierta medida.
En principio es posible como gas cualquier gas inerte frente al TPU
y a los materiales funcionales, es preferente aire o nitrógeno.
Mientras se efectúa una agitación del TPU en
forma de partículas se introducen materiales funcionales o una
mezcla que contiene materiales funcionales en forma pulverizada en
el dispositivo de reacción. En este caso, los materiales
funcionales se pueden introducir en substancia, o preferentemente
con un disolvente o mezcla de disolventes en forma de una
disolución o dispersión.
La dispersión o disolución que contiene
materiales funcionales se puede pulverizar en el dispositivo de
mezclado, a modo de ejemplo en un reactor de fluidizado por
pulverizado, a modo de ejemplo, bajo presión a través de una tobera
unitaria, o sin presión mediante pulverizado del líquido en una
tobera múltiple mediante gas compactado. Los materiales funcionales
se almacenan en la superficie de substrato, es decir, en la
superficie de TPU en forma de partículas, y se adhieren a la misma.
La adherencia de la superficie de substrato es dependiente de las
substancias de empleo, y se puede mejorar, en caso dado, mediante
adición de agentes aglutinantes. En una forma de ejecución
preferente se añade el agente aglutinante al disolvente.
El grosor de capa de materiales funcionales, que
se aplica sobre el TPU en forma de partículas dependerá del tipo de
materiales funcionales empleados y del tiempo de realización del
procedimiento según la invención. En este caso, un tiempo de
realización más largo conduce a un grosor elevado. El grosor de capa
que contiene materiales funcionales no está limitado, en general se
sitúa entre 0,1 \mum y 500 \mum, de modo especialmente
preferente entre 0,1 \mum y 250 \mum.
En el procedimiento según la invención, en
especial en el caso de empleo de un reactor de fluidizado por
pulverizado como dispositivo de mezcla, se emplea preferentemente
un agente aglutinante, pero esto no es forzosamente necesario, es
decir, se puede prescindir de agente aglutinante. Como agentes
aglutinantes son apropiados, por ejemplo, acrilatos oligómeros o
polímeros dispersables y/o solubles, PUR y/o epóxidos. A modo de
ejemplo se emplean preferentemente sistemas de PUR de cualquier
tipo, por ejemplo dispersiones de PUR acuosas.
Habitualmente se emplean agentes aglutinantes en
una cantidad de un 0 a un 15% en peso, preferentemente un 0 a un 5%
en peso, referido al peso de poliuretano termoplástico.
En tanto se emplee disolvente, a modo de ejemplo
como soporte o para el control de la reología de reactivos a
pulverizar, el disolvente se evapora en general en el dispositivo de
mezclado, y se puede recuperar de nuevo mediante condensación en el
refrigerante.
Una forma preferente de ejecución del
procedimiento según la invención se ilustra en la figura 1. En este
caso se emplea como dispositivo de mezclado un reactor de fluidizado
por pulverizado.
En la figura 1 significa:
- 1
- disolución o dispersión que contiene materiales funcionales,
- 2
- calentador de gas,
- 3
- gas de tobera (por ejemplo nitrógeno, aire, dióxido de carbono, o una mezcla de los mismos),
- 4
- tobera binaria,
- 5
- nitrógeno,
- 6
- soplador de presión,
- 7
- gas (por ejemplo nitrógeno, aire, dióxido de carbono, o una mezcla de los mismos),
- 8
- aire de escape,
- 9
- aspirador,
- 10
- TPU en forma de partículas,
- 11
- lavador,
- 12
- bomba,
- 13
- refrigerante,
- 14
- reactor de fluidizado por pulverizado,
- 15
- producto acabado, es decir, mezcla de partículas según la invención,
- 16
- bomba.
Para la obtención de la dispersión o disolución,
que contiene materiales funcionales y disolvente, son empleables
generalmente todos los disolventes que no reaccionan o se hinchan
preferentemente con el TPU o los materiales funcionales bajo las
circunstancias dadas, y que se pueden eliminar de modo ventajoso del
dispositivo de mezclado: a modo de ejemplo mediante destilación.
Son ejemplos a tal efecto agua o disolvente orgánico, como acetona,
dietiléter, tetrahidrofurano, diclorometano, pentano, hexano,
acetato de etilo.
Para la obtención de una dispersión apropiada,
la proporción disolvente respecto a materiales funcionales, en caso
dado incluyendo agentes aglutinantes, asciende preferentemente a
10:1 hasta 1:10, referido a partes en peso.
La temperatura en la puesta en práctica del
procedimiento según la invención, en especial la temperatura de la
dispersión y del reactor de fluidizado por pulverizado, no son
decisivas para el proceso. Se pueden seleccionar temperaturas en un
amplio intervalo, en general, el procedimiento según la invención
para la aplicación de materiales funcionales se lleva a cabo entre
0ºC y 200ºC, preferentemente entre 20ºC y 80ºC. La temperatura de
proceso en el reactor de pulverizado en el reactor de pulverizado se
ajusta generalmente al disolvente empleado y al tipo de TPU
empleado.
Como materiales funcionales entran en
consideración todas las substancias que son posibles en general como
substancias auxiliares, substancias adicionales y/o aditivos para
poliuretanos termoplásticos. El concepto material funcional
comprende en especial las substancias indicadas a continuación.
Agentes para el teñido, como colorantes y
pigmentos;
estabilizadores, como filtros UV, a modo de
ejemplo benzotriazoles, agentes antisolares, como por ejemplo
compuestos HALS, antioxidantes, como por ejemplo antioxidantes
fenólicos y estabilizadores de hidrólisis, como por ejemplo
carbodiimidas y epóxidos;
agentes ignífugos, como hidróxidos inorgánicos,
como por ejemplo hidróxido de aluminio, fosfatos inorgánicos, como
por ejemplo polifosfato amónico o compuestos orgánicos nitrogenados,
como melamina o derivados de melamina;
agentes deslizantes, ceras y/o agentes
auxiliares de elaboración, como amidas de ácido graso, a modo de
ejemplo estearilamida, ésteres de ácido montánico;
polisiloxanos;
agentes propulsores, en este caso se emplean
preferentemente dos tipos:
- a)
- microesferas expandibles por vía térmica, que contienen gases orgánicos o hidrocarburos halogenados,
- b)
- agentes propulsores a base de productos sólidos desintegrables, como hidrogenocarbonato sódico, hidrogenotartrato amónico, oxalato amónico, azodicarbonamida, difenoxidisulfohidróxido, p-toluilsulfonilsemicarbazida, 5-feniltertrazol y/o ácido cítrico;
agentes reticulantes, como compuestos activos de
zerewitinoff polifuncionales, como por ejemplo trimetilolpropano,
pentaeritrita o glicerina, peróxidos, o compuestos reticulables
mediante luz o radiación \beta o \gamma, que contienen
preferentemente dos dobles enlaces, que comprenden monómeros,
oligómeros o polímeros; y/o
agentes auxiliares de nucleación o agentes de
mateado, como hollín o talco.
Los materiales funcionales se pueden emplear
tanto por separado, como también en mezcla de dos o más materiales
funcionales.
El procedimiento según la invención es apropiado
en especial para la aplicación de pigmentos orgánicos e inorgánicos
sobre TPU. En el caso de pigmentos orgánicos se puede tratar de
pigmentos de color, blancos y negros (pigmentos de color) y
pigmentos fluidocristalinos. Los pigmentos inorgánicos pueden ser
igualmente pigmentos de color, así como pigmentos brillantes, y los
pigmentos inorgánicos empleados habitualmente como cargas. A
continuación cítense como ejemplos de pigmentos de color orgánicos
apropiados:
- - pigmentos monoazoicos:
- C. I. Pigment Brown 25;
- \quad
- C. I. Pigment Orange 5, 36 y 67;
- \quad
- C. I. Pigment Red 3, 48:2, 48:3,
- \quad
- 48:4, 52:2, 63, 112 y 170;
- \quad
- C. I. Pigment Yellow 3, 74, 151 y 183;
- - pigmentos disazoicos:
- C. I. Pigment Red 144, 166, 214 y 242;
- \quad
- C. I. Pigment Yellow 83;
\global\parskip0.990000\baselineskip
- - pigmentos de antraquinona:
- C. I. Pigment Yellow 147 y 177;
- \quad
- C. I. Pigment Violet 31;
- - pigmentos de bencimidazol:
- C. I. Pigment Orange 64;
- - pigmentos de quinacridona:
- C. I. Pigment Orange 48 y 49;
- \quad
- C. I. Pigment Red 122, 202 y 206;
- \quad
- C. I. Pigment Violet 19;
- - pigmentos de quinoftalona:
- C. I. Pigment Yellow 138;
- - pigmentos de dicetopirrolopirrol:
- C. I. Pigment Orange 71 y 73;
- \quad
- C. I. Pigment Red 254, 255, 264 y 270;
- - pigmentos de dioxazina:
- C. I. Pigment Violet 23 y 37;
- - pigmentos de indantrona:
- C. I. Pigment Blue 60;
- - pigmentos de isoindolina:
- C. I. Pigment Yellow 139 y 185;
- - pigmentos de isoindolinona:
- C. I. Pigment Orange 61;
- \quad
- C. I. Pigment Yellow 109 y 110;
- - pigmentos de complejo metálico:
- C. I. Pigment Yellow 153;
- - pigmentos de perinona:
- C. I. Pigment Orange 43;
- - pigmentos de perileno:
- C. I. Pigment Black 32;
- \quad
- C. I. Pigment Red 149, 178 y 179;
- \quad
- C. I. Pigment Violet 29;
- - pigmentos de ftalocianina:
- C. I. Pigment Blue 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:5 y 16;
- C. I. Pigment Black 1 (negro de
anilina).
\vskip1.000000\baselineskip
Los pigmentos de color inorgánicos apropiados
son, por ejemplo:
- - pigmentos blancos:
- dióxido de titanio (C. I. Pigment White 6),
- \quad
- blanco de cinc, óxido de cinc;
- \quad
- sulfuro de cinc, litipones;
- - pigmentos negros:
- negro de óxido de hierro (C. I. Pigment Black 11), negro de hierro-manganeso, negro de espinela (C. I. Pigment Black 27), hollín (C. I. Pigment Black 7);
- - pigmentos de color:
- óxido de cromo, verde de óxido de cromo hidrato; verde de cromo (C. I. Pigment Green 48); verde de cobalto (C. I. Pigment Green 50); verde ultramarino:
- \quad
- azul de cobalto (C. I. Pigment Blue 28 y 36); azul ultramarino; azul de manganeso; violeta ultramarino; violeta de cobalto y manganeso;
- \quad
- rojo de óxido de hierro (C. I. Pigment Red 101); sulfoseleniuro de cadmio (C. I. Pigment Red 108); rojo de molibdato (C. I. Pigment Red 104), rojo ultramarino;
- \quad
- marrón de óxido de hierro, marrón mixto, fases de espinela y corindón (C. I. Pigment Brown 24, 29 y 31), naranja de cromo;
- \quad
- amarillo de óxido de hierro (C. I. Pigment Yellow 42); amarillo de níquel y titanio (C. I. Pigment Yellow 53; C. I. Pigment Yellow 157 y 164); amarillo de cromo y titanio; sulfuro de cadmio y sulfuro de cadmio y cinc (C. I. Pigment Yellow 37 y 35); amarillo de cromo (C. I. Pigment Yellow 34); vanadato de bismuto (C. I. Pigment Yellow 184).
Como ejemplos de pigmentos inorgánicos empleados
habitualmente como cargas cítense dióxido de silicio transparente,
harina de cuarzo, óxido de aluminio, hidróxido de aluminio, mica
natural, creta natural y precipitada, y sulfato de bario.
Además, conforme al procedimiento según la
invención es posible, además de las conocidas coloraciones con
tonos de color uniformes, también tonos de color de efecto con
valores de claridad L* y valores de croma C* elevados. En la
coloración clásica a través de la extrusora de doble husillo, los
pigmentos en copos sensibles, como plaquetas de aluminio o
plaquetas de mica revestidas, se destruyen mecánicamente en tal
medida que la claridad L* y el croma C* muestran valores claramente
más reducidos tras la incorporación en el material sintético.
Conforme al procedimiento según la invención, los copos se
introducen cuidadosamente en la dispersión de baja viscosidad a
pulverizar, de modo que no se efectúe un deterioro mecánico. De este
modo llegan en estado original a la superficie de las partículas de
material sintético, adicionalmente se protegen contra influencias
de productos químicos y ambientales mediante el agente aglutinante.
La claridad L* y el croma C* muestran valores claramente más
reducidos que según el modo de trabajo conocido por el estado de la
técnica tras la incorporación en el material sintético.
Para la obtención de coloraciones
"metálicas" de color se dispersa el pigmento de color
transparente, por regla general difícilmente dispersable, en la
dispersión de disolvente/agente aglutinante de baja viscosidad
mediante empleo de fuerzas de cizallamiento elevadas, de este modo
se obtienen coloraciones con valores croma C* elevados. En esta
dispersión se pueden introducir con agitación pigmentos en copos, a
continuación se pulveriza la dispersión sobre la superficie de las
partículas de material sintético en lecho fluidizado. Tras la
elaboración subsiguiente de partículas de material sintético se
obtienen tonos de color de efecto muy atractivos ópticamente.
Los pigmentos brillantes pueden presentar
estructura tanto monofásica, como también bifásica.
Como pigmentos brillantes monofásicos son de
especial interés pigmentos metálicos en forma de plaquetas, como
las plaquetas de aluminio adquiribles en el comercio.
Los pigmentos brillantes de estructura
polifásica se pueden basar en partículas de substrato en forma de
plaquetas, que se revisten una o varias veces, o en partículas,
igualmente de estructura estratificada, que se obtienen mediante
aplicación pelicular sucesiva de los materiales de capa deseados
sobre una lámina soporte, subsiguiente eliminación de la lámina
soporte de la película multicapa, y su desmenuzado a tamaño de
partícula de pigmento.
En la variante citada en primer lugar, los
pigmentos metálicos en forma de plaqueta ya citados, en especial
las plaquetas de aluminio, y plaquetas oxídicas, como plaquetas,
preferentemente de óxido de hierro (III) dopado con aluminio y
manganeso, y plaquetas de mica, constituyen materiales substrato
preferentes. En la variante citada en segundo lugar se emplean como
materiales para la capa central preferentemente metales, como
aluminio, y óxidos, como dióxido de silicio. En ambas variantes se
emplean habitualmente óxidos metálicos y metales como materiales de
revestimiento.
Como ejemplos de plaquetas pigmentarias de
revestimiento simple cítense plaquetas de mica y aluminio revestidas
con dióxido de titanio, óxido de hierro (III) u óxidos de titanio
inferiores y/u oxinitruros de titanio. Se pueden obtener pigmentos
de color goniocromáticos, que muestran cambio de color dependiente
del ángulo especialmente pronunciado, se pueden obtener mediante
revestimiento de plaquetas de substrato (por ejemplo plaquetas de
mica revestidas con aluminio, óxido de hierro, o revestidas ya con
dióxido de titanio) con capas alternantes de materiales de bajo
índice de refracción, como dióxido de silicio y fluoruro de
magnesio, y materiales de alto índice de refracción, como óxido de
hierro (III), dióxido de titanio, y los demás compuestos de titanio
ya citados.
Tales pigmentos brillantes polifásicos son
conocidos y adquiribles en el comercio, por ejemplo bajo los nombres
Paliocrom® y Variocrom® (BASF), Iriodin®, Xirallic® y Colorstream®
(Merck), así como Chromaflair® (Flex Products).
Mediante el procedimiento descrito a
continuación es obtenible una mezcla de partículas según la
invención, que comprende partículas constituidas por
- i)
- un núcleo con un diámetro medio de 10 \mum a 10 mm, que contiene poliuretano termoplástico, y
- ii)
- una envoltura, preferentemente con un grosor medio de 0,1 a 25 \mum, que contiene materiales funcionales.
El núcleo (i) contiene TPU, y presenta un
diámetro medio de partícula de 10 \mum a 10 mm. De modo
especialmente preferente se emplea como núcleo un granulado de TPU
con un diámetro medio de partícula de 800 \mum a 5 mm, en
especial de 1 mm a 4 mm. Del mismo modo, es igualmente preferente
como núcleo un polvo de TPU con un diámetro medio de partícula de
10 \mum a 700 \mum,, en especial de 50 \mum a 600 \mum.
Habitualmente, la mezcla de partículas comprende
partículas con diferente diámetro de partícula, es decir, el tamaño
de partícula se presenta en forma de una distribución. No obstante,
también es posible que todas las partículas que contribuyen a la
mezcla de partículas presenten un mismo diámetro de núcleo (i), o un
mismo diámetro de partícula (núcleo y envoltura).
El núcleo (i) se cubre por una cubierta (ii) que
se adhiere al núcleo, y contiene un material funcional o una mezcla
de al menos dos materiales funcionales. La envoltura presenta
preferentemente un grosor de 0,1 \mum a 25 \mum, más
preferentemente de 0,5 \mum a 10 \mum, y de modo especialmente
preferente de 1 a 5 \mum.
En una forma de ejecución preferente, la
envoltura rodea completamente el núcleo. No obstante, también es
posible que la envoltura presente orificios, o rodee sólo
parcialmente el núcleo de otro modo. En general está cubierto por
la envoltura un promedio de al menos un 50%, preferentemente al
menos un 75%, en especial al menos un 90% de la superficie del
núcleo.
La elaboración de las partículas obtenidas según
la invención, que se presentan habitualmente como granulado o en
forma de polvo, para dar cuerpos moldeados deseados, como láminas,
piezas moldeadas, rodillos, fibras, revestimientos en automóviles,
tubos flexibles, clavijas para cables, fuelles de intercomunicación,
cables de arrastre, revestimientos de cables, juntas, correas o
elementos amortiguadores, se puede efectuar según procedimientos
habituales, como por ejemplo moldeo por inyección o extrusión.
En una forma de ejecución preferente, la mezcla
de partículas según la invención sirve para la obtención de cuerpos
moldeados, preferentemente de cuerpos moldeados citados
anteriormente, en especial de láminas, que comprende los pasos
- a)
- introducción de una mezcla de partículas descrita a continuación en un molde, y
- b)
- sinterizado de la mezcla de partículas en el molde.
En otra forma de ejecución, la mezcla de
partícula según la invención sirve para el revestimiento de
superficies mediante sinterizado.
Del mismo modo, la mezcla de partícula según la
invención puede servir para la elaboración termoplástica en moldeo
por inyección o en la extrusión.
Por consiguiente, el procedimiento descrito
anteriormente comprende los procedimientos lodo y lodo pulverulento
conocidos por el estado de la técnica. En general, la mezcla de
partículas según la invención se sinteriza en la pared interna de
la herramienta de moldeo calentada en un intervalo de tiempo breve
para dar un cuerpo moldeado homogéneo, que se puede desmoldear sin
deformación tras el enfriamiento.
Los cuerpos moldeados según la invención se
pueden emplear preferentemente para la obtención de láminas, suelas
de zapato, rodillos, fibras, revestimientos en automóviles, hojas
limpiaparabrisas, tubos flexibles, clavijas para cables, fuelles de
intercomunicación, cables de arrastre, revestimientos de cables,
juntas, correas o elementos amortiguadores.
De modo especialmente preferente, los cuerpos
moldeados según la invención se emplean para la obtención de
superficies de paneles de instrumentos, en caso dado graneadas.
Estas superficies de tableros de instrumentos se pueden espumar en
su parte posterior, a modo de ejemplo con una espuma semidura de
poliuretano.
Los procedimientos para la obtención de TPU son
conocidos generalmente. En general se pueden obtener TPU mediante
reacción de (a) isocianatos con compuestos reactivos frente a
isocianatos con un peso molecular de 500 a 10.000, y en caso dado
(c) agentes de prolongación de cadenas con un peso molecular de 50 a
499, en caso dado en presencia de (d) catalizadores y/o (e) agentes
auxiliares y/o aditivos.
A continuación se representarán de manera
ejemplar los componentes de partida y procedimientos para la
obtención de poliuretanos preferentes. Los componentes (a), (b),
así como, en caso dado (c), (d) y/o (e), empleados habitualmente en
la obtención de poliuretanos, se describirán a continuación a modo
de ejemplo:
- a)
- como isocianatos orgánicos (a) se pueden emplear isocianatos alifáticos, cicloalifáticos, aralifáticos y/o aromáticos conocidos generalmente, a modo de ejemplo diisocianato de tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta- y/u octametileno, 1,5-diisocianato de 2-metilpentametileno, 1,4-diisocianato de 2-etilbutileno, 1,5-diisocianato de pentametileno, 1,4-diisocianato de butileno, 1-isocianato-3,3,5-trimetil-5-isocianato metilciclohexano (diisocianato de isoforona IPDI), 1,4- y/o 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano (HXDI), diisocianato de 1,4-ciclohexano, diisocianato de 1-metil-2,4- y/o -2,6-ciclohexano, y/o diisocianato de 4,4'-, 2,4'- y 2,2'-diciclohexilmetano, diisocianato de 2,2'-, 2,4'- y/o 4,4'-difenilmetano (MDI), diisocianato de 1,5-naftileno (NDI), diisocianato de 2,4- y/o 2,6-toluileno (TDI), diisocianato de difenilmetano, diisocianato de 3,3'-dimetilfenilo, diisocianato de 1,2-difeniletano y/o diisocianato de fenileno. Preferentemente se emplea 4,4'-MDI.
- b)
- Como compuestos reactivos frente a isocianatos (b) se pueden emplear los compuestos reactivos frente a isocianatos conocidos generalmente, a modo de ejemplo poliesteroles, polieteroles y/o dioles de policarbonato, que se reúnen habitualmente también bajo el concepto "polioles", con pesos moleculares de 500 a 8.000, preferentemente 600 a 6.000, en especial 800 a 4.000, y preferentemente presentan una funcionalidad media de 1,8 a 2,3, preferentemente 1,9 a 2,2, en especial 2. Preferentemente se emplean polieterpolioles, a modo de ejemplo aquellos a base de substancias iniciadoras conocidas generalmente y óxidos de alquileno habituales, a modo de ejemplo óxido de etileno, óxido de propileno y/u óxido de butileno, preferentemente polieteroles basados en óxido de 1,2-propileno y óxido de etileno, y en especial polioxitetrametilenglicoles. Los polieteroles presentan la ventaja de poseer una estabilidad a la hidrólisis más elevada que los poliesteroles.
- c)
- Como agentes de prolongación de cadenas (c) se pueden emplear compuestos alifáticos, aralifáticos, aromáticos y/o cicloalifáticos conocidos generalmente, con un peso molecular de 50 a 499, preferentemente compuestos bifuncionales, a modo de ejemplo diaminas y/o alcanodioles con 2 a 10 átomos de carbono en el resto alquilo, en especial 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol y/o di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, octa-, nona- y/o decaalquilenglicoles con 3 a 8 átomos de carbono, preferentemente correspondientes oligo- y/o polipropilenglicoles, pudiéndose emplear también mezclas de prolongadores de cadenas.
- d)
- Catalizadores apropiados, que aceleran en especial la reacción entre los grupos NCO de diisocianatos (a) y los grupos hidroxilo de componentes estructurales (b) y (c), son las aminas terciarias conocidas por el estado de la técnica y habituales, como por ejemplo trietilamina, dimetilciclohexilamina, N-metilmorfolina, N,N'-dimetilpiperazina, 2-(dimetilaminoetoxi)-etanol, diazabiciclo-(2,2,2)-octano, y compuestos metálicos similares, así como especialmente orgánicos, como titanatos, compuestos de hierro, como por ejemplo acetilacetonato de hierro (III), compuestos de estaño, por ejemplo diacetato de estaño, dioctoato de estaño, dilaurato de estaño, o las sales de dialquilestaño de ácidos carboxilícos alifáticos, como diacetato de dibutilestaño o dilaurato de dibutilestaño. Los catalizadores se emplean habitualmente en cantidades de 0,0001 a 0,1 partes en peso por 100 partes en peso de compuesto polihidroxílico (b).
- e)
- Además de catalizadores d) también se pueden añadir agentes auxiliares y/o aditivos (e) a los componentes estructurales (a) a (c). A modo de ejemplo, cítense substancias tensioactivas, cargas, agentes ignífugos, agentes de germinación, estabilizadores de oxidación, agentes deslizantes y desmoldeantes, colorantes y pigmentos, en caso dado adicionalmente a los inhibidores según la invención otros estabilizadores, por ejemplo frente a hidrólisis, luz, calor o coloración, cargas inorgánicas y/u orgánicas, agentes de refuerzo y plastificantes.
Además de los citados componentes a) y b), y en
caso dado c), d) y e), también se pueden emplear reguladores de
cadenas, habitualmente con un peso molecular de 31 a 499. Tales
reguladores de cadena son compuestos que presentan únicamente un
grupo funcional reactivo frente a isocianatos, como por ejemplo
alcoholes monofuncionales, aminas monofuncionales y/o polioles
monofuncionales. Mediante tales reguladores de cadenas se puede
ajustar selectivamente un comportamiento de fluidez, en especial en
el caso de TPU. Los reguladores de cadenas se pueden emplear en
general en una cantidad de 0 a 5, preferentemente 0,1 a 1 parte en
peso, referido a 100 partes en peso de componente b), y
corresponden a los componentes c) según definición.
Todos los pesos moleculares citados en este
documento presentan la unidad [g/mol].
Para el ajuste de la dureza de TPU, los
componentes estructurales (b) y (c) se pueden variar en proporciones
molares relativamente anchas. Han dado buen resultado proporciones
molares de componente (b) respecto a agentes de prolongación de
cadena a emplear en total (c) de 10:1 a 1:10, en especial de 1:1 a
1:4, aumentando la dureza de TPU con contenido creciente en
(c).
La reacción se puede efectuar con índices
característicos de isocianato habituales, preferentemente con un
índice característico de isocianato de 700 a 1.200, de modo
especialmente preferente con un índice característico de 800 a
1.100, significando un índice característico de isocianato de 1.000
una reacción estequiométrica, referida a la proporción de grupos
isocianato respecto a grupo reactivo frente a isocianato.
La obtención de TPU se puede efectuar
continuamente según los procedimientos conocidos, a modo de ejemplo
con extrusoras de reacción o el procedimiento de banda después de
una etapa, o el procedimiento de prepolímero, o discontinuamente
según el proceso de prepolímero conocido. En estos procedimientos,
los componentes (a), (b), y en caso dado (c), (d) y/o (e), que
entran en reacción, se pueden mezclar entre sí sucesiva o
simultáneamente, estableciéndose la reacción de manera
inmediata.
La invención se ilustrará mediante los
siguientes ejemplos. En los ejemplos, todos los datos en % se
refieren a % en peso, en tanto no se indique lo contrario.
Ejemplo
1.1
(Ejemplo
comparativo)
Un granulado de TPU-A incoloro a
base de HDI/hexanodiol-butanodiol-éster de adipato
MW=2000/hexanodiol de dureza 89A y un índice característico de 980,
se compuso en una mezcla con un 2% de concentrado de color 1 y
secado previo (3 h/110ºC), a través de una extrusora de 40 mm a una
temperatura de 190ºC, para dar granulado de TPU teñido de negro. El
granulado se efectuó a través de un granulado de barra o a través de
un granulado sumergido.
Se reunieron 1.000 partes en peso de un
poliesterpoliol (Lupraphen® VP9066; adipato de
butanodiol/hexanodiol; peso molecular 2.000; índice OH = 56,1) a
80ºC con 148 partes en peso de 1,6-hexanodiol,
respectivamente un 0,5% de Tinuvin® 328, Tinuvin® 622 LD, Irganox®
1010, Elastostab® H01, y como catalizador 100 ppm de DBTL en un
recipiente bajo agitación. A continuación se añadieron a 80ºC bajo
agitación intensiva 289 partes en peso de diisocianato de
hexametileno en una fundición. Al alcanzar la mezcla de reacción la
temperatura de 110ºC, la masa se vierte en una cubeta, y la
reacción se completa a 80ºC durante 15 horas en el horno de
temperado. La corteza sometida a reacción se granuló a
continuación.
Concentrado de color 1: | |
granulado de TPU-A | 40% |
Blanc Fixe N® (BaSO_{4}) | 33,6% |
TiO R-FC® 5 (TiO_{2}) | 6,4% |
Elftex TP® (pigmento negro) | 20%. |
El granulado de color se molturó en frío por
medio del procedimiento de molino de discos.
\vskip1.000000\baselineskip
Distribución de grano de polvo | < 125 \mum | 22,0% |
< 200 \mum | 40,0% | |
<315 \mum | 63,5% | |
< 400 \mum | 81,02% | |
< 600 \mum | 100,0% | |
Peso aparente: | 489 g/l. |
Ejemplo
1.2
Un polvo de TPU-A incoloro o
teñido previamente (molturado en frío según el procedimiento de
molino de discos) a base de
HDI/hexanodiol-butanodiol-éster de adipato
MW=2000/hexanodiol de dureza 89A y un índice característico de 980
se introdujo en el reactor de fluidizado por pulverizado como se
representa en la figura 1. Mediante insuflado de gas calentado a
través del fondo del reactor se mantuvo el polvo permanentemente en
movimiento, es decir, se fluidizó. La temperatura de gas se
determinó mediante el calor de evaporación necesario del líquido
soporte, y a través de la máxima temperatura de proceso compatible
de aditivos.
\vskip1.000000\baselineskip
Distribución de grano de polvo | < 125 \mum | 24,6% |
< 200 \mum | 46,9% | |
<315 \mum | 73,7% | |
< 400 \mum | 90,4% | |
< 600 \mum | 100,0% | |
Peso aparente: | 504 g/l. | |
Pesada del polvo de TPU: 9,682 kg. |
La dispersión de pigmento se obtuvo como
sigue:
en 500 g de acetona se disolvieron 200 g
Parocryl® (agente aglutinante). Los pigmentos indicados a
continuación se dispersaron bajo empleo de fuerzas de cizallamiento
elevadas en esta disolución:
\vskip1.000000\baselineskip
Blanc Fixe N® (BaSO_{4}) | 65,8% |
TiO R-FC® 5 (TiO_{2}) | 12,8% |
Elftex TP® (pigmento negro) | 40,0%. |
Esta "pasta madre" se diluyó con otros
2.500 g de acetona a viscosidad de pulverizado.
Era igualmente posible emplear una
"preparación de resina sólida" obtenida en una amasadora, en
lugar de la "pasta madre". A tal efecto se fundió la anterior
cantidad de Parocryl® a una temperatura de operación de 150ºC en
una amasadora, y se añadió en porciones los pigmentos anteriores. La
preparación de resina sólida tenía la ventaja del mejor manejo y de
almacenabilidad ilimitada.
La cantidad total de esta dispersión de
pigmentos se pulverizó en el reactor de fluidizado por pulverizado
durante un intervalo de tiempo de aproximadamente 60 minutos. La
temperatura de la dispersión se situaba en temperatura ambiente, la
temperatura de producto en el reactor de lecho fluidizado ascendía a
45ºC. El rendimiento ascendía a 10,0 kg.
Una vez concluida la introducción de la
dispersión de pigmentos, después de aproximadamente otros 5 minutos,
se extrajo una muestra que se pudo sinterizar inmediatamente sin
ningún tratamiento previo adicional, en un mecanismo de lodo
pulverulento de producción, técnica o laboratorio, para dar una
lámina graneada para superficies de paneles de instrumentos, o
generalmente para superficies interiores. Pudieron medir
inmediatamente y comparar con las muestras originales colores
(valores de L, a, b) y grado de brillo de la superficie. Tras
liberación se pudo descargar el polvo del reactor de fluidizado de
pulverizado. Si no se consiguió brillo y/o color, el polvo de
producto aún presente en el reactor se pudo tratar adicionalmente
mediante selección apropiada de una segunda dispersión de pigmentos
de corrección, del mismo modo que se describe anteriormente.
Tal corrección de color es imposible, o bien es
posible sólo mediante gasto muy elevado, con el procedimiento de
coloración convencional a través de una mezcla básica de colorantes
y extrusión. El motivo de ello radica en que, en primer lugar, se
debe obtener una mezcla básica de color de corrección adicional a
través de una amasadora o extrusora, y la carga deficiente se debe
mezclar de nuevo con la mezcla básica de color de corrección, y
secar de manera muy compleja, antes de conducir esta mezcla de nuevo
a través de la extrusora. Otro inconveniente consiste en que el
material se somete una segunda vez a una elaboración termoplástica,
y de este modo no se pueden excluir posibles deterioros. En el
procedimiento de coloración a través de una mezcla básica, el
granulado teñido se debe teñir aún en frío a continuación. Sólo
entonces se puede efectuar la liberación de color definitiva
mediante lodo pulverulento.
A partir de los polvos de los ejemplos 1.1
(referencia) y del ejemplo 1.2 se obtuvieron películas para paneles
de instrumentos según el procedimiento de lodo pulverulento a una
temperatura de 220ºC. Los resultados de control mecánico y de
envejecimiento a 130ºC se pueden extraer de la tabla 1.
\vskip1.000000\baselineskip
Almacenaje a | ZF [N/mm^{2}] | Dif. ZF respecto | RD [%] | Dif. RD respecto |
130ºC [h] | a Oh [%] | a Oh [%] | ||
0 | 9 | - | 980 | - |
336 | 12 | 33 | 650 | -34 |
672 | 10 | 11 | 450 | -54 |
1008 | 8 | -11 | 300 | -69 |
1344 | 7 | -22 | 260 | -73 |
1680 | 5 | -44 | 160 | -84 |
2016 | 6 | -33 | 140 | -86 |
2352 | 5 | -44 | 100 | -90 |
2688 | 4 | -56 | 80 | -92 |
3024 | 4 | -56 | 90 | -91 |
Almacenaje a | ZF [N/mm^{2}] | Dif. ZF respecto | RD [%] | Dif. RD respecto |
130ºC [h] | a Oh [%] | a Oh [%] | ||
0 | 8 | - | 280 | - |
336 | 9 | +13 | 330 | +18 |
672 | 9 | +13 | 300 | +7 |
1008 | 9 | +13 | 290 | +4 |
1344 | 8 | 0 | 240 | -14 |
1680 | 7 | -13 | 190 | -32 |
2016 | 5 | -25 | 150 | -46 |
2352 | 5 | -38 | 130 | -54 |
2688 | 5 | -38 | 100 | -64 |
3024 | 5 | -38 | 110 | -61 |
ZF = resistencia a la tracción según DIN 53504-S2 | ||||
RD = alargamiento de rotura según DIN 53504-S2 |
Sorprendentemente se descubrió que el
alargamiento de rotura en el caso del ejemplo 1.2, es decir, en el
caso de una coloración a través del procedimiento de fluidizado por
pulverizado, era claramente más reducido en comparación con el
mismo material, que se tiñó según el procedimiento estándar, es
decir, a través de extrusión.
El motivo de los alargamientos de rotura más
reducidos en el caso de coloración a través del procedimiento de
fluidizado por pulverizado consiste en que, en el sinterizado de
este polvo, las partículas de polvo no penetran, sino que se llega
sólo a una adhesión superficial de partículas de polvo aisladas. De
este modo, casi en las regiones límite entre las partículas de
polvo se llega a puntos de rotura teóricos, que conducen a un
alargamiento de rotura claramente más reducido.
Estas circunstancias se ilustran mediante los
registros de microscopía óptica en las figuras 2 y 3.
La figura 2 muestra una microscopia óptica de
una película de lodo en sección transversal, obtenida según ejemplo
1.1 (comparación).
La figura 3 muestra una microscopia óptica de
una película de lodo en sección transversal, obtenida según ejemplo
1.2.
Se puede identificar claramente que, en el caso
del ejemplo 1.1 (figura 2), la película de lodo está completamente
teñida, mientras que en el caso del ejemplo 1.2 (figura 3) las
partículas de polvo aisladas son claramente visibles, y están
teñidas sólo en las interfases. Sin embargo, en el caso de
consideración de superficies graneadas no se pueden observar
diferencias visuales entre ambas películas de lodo.
Esto es ventajoso ya que un alargamiento de
rotura reducido conduce a un desgarro seguro y más sencillo del
airbag invisible. También de este modo se muestra que el desecho
relativo en un envejecimiento a 130ºC precipita claramente menos en
el horno, como se puede extraer de la tabla 1. El desecho relativo
porcentual tras un determinado tiempo se valora por la industria
automovilística frecuentemente más que el nivel mecánico absoluto
tras un determinado tiempo de almacenaje.
Ejemplo
2
Se introdujeron 1920 g de un granulado de TPU a
base de Elastollan® 1185A en el reactor de fluidizado por
pulverizado según la figura 1. Mediante insuflado de gas calentado a
través del fondo del reactor se mantuvo el granulado
permanentemente en movimiento, es decir, se fluidizó. La temperatura
de gas se determinó mediante el calor
de evaporación necesario del líquido soporte, y mediante la máxima temperatura de proceso compatible de los aditivos.
de evaporación necesario del líquido soporte, y mediante la máxima temperatura de proceso compatible de los aditivos.
La dispersión de pigmentos se obtuvo como
sigue:
en 250 g de acetona se disolvieron 100 g de
Parocryl® (agente aglutinante). Los pigmentos indicados a
continuación se dispersaron bajo empleo de fuerzas de cizallamiento
elevadas en esta disolución.
Black Pearls® 880 | 6,0 g |
Ketjenblack® 600 JD | 1,2 g. |
Esta "pasta madre" se diluyó con otros
1.000 g de acetona para el pulverizado. La cantidad total de esta
dispersión de pigmentos se pulverizó en el reactor de fluidizado en
30 minutos. La temperatura de la dispersión y del gas pulverizado
se sitúa en temperatura ambiente, la temperatura de producto en el
reactor de fluidizado asciende a 45ºC. En el recubrimiento se dotó
el granulado de un revestimiento pigmentario uniforme.
El granulado se puede elaborar
extraordinariamente y sin manchas en moldeo por inyección o
extrusión.
Ejemplo
3
Se introdujeron 2.000 g de un polvo de
TPU-A a base de
HDI/hexanodiol-butanodiol-adipato
MW=2000/hexano-
diol de dureza 89A, y un índice característico de 980, en el reactor de fluidizado por pulverizado según la figura 1. Mediante insuflado de gas calentado a través del fondo fluidizado se mantuvo el polvo permanentemente en movimiento, es decir, se fluidizó.
diol de dureza 89A, y un índice característico de 980, en el reactor de fluidizado por pulverizado según la figura 1. Mediante insuflado de gas calentado a través del fondo fluidizado se mantuvo el polvo permanentemente en movimiento, es decir, se fluidizó.
La distribución de grano y el peso aparente de
polvo era como en el ejemplo 1.
En este ejemplo se añadió adicionalmente un
reticulante a la dispersión colorante del ejemplo 1, que se
convirtió en la cantidad de empleo del ejemplo 3.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo | Alimentación | Tipo de | Adición de | Ensayo 1 en la | Ensayo 2 en la |
de dispersión | reticulante | reticulante | superficie graneada | superficie graneada | |
del ejemplo 1 | [g] | recubierta, o bien | recubierta, o bien | ||
[g] | estabilidad al | estabilidad al | |||
rallado [nota] | rozamiento [nota] | ||||
2.0 | 660 | - | - | 3 | 3 |
2.1 | 660 | trimetilolpropano | 2,2 | 2 | |
2.2 | 660 | trimetilolpropano | 4 | 1 | 1 |
2.3 | 660 | Basonat HB 100 | 2 | 1 | 1 |
2.4 | 660 | Basonat HI 100 | 2 | 1 | 1 |
2.5 | 660 | hidroxietilmetacrilato | 2 | 1 | 1 |
Basonat HB100: | biuret-HDI: | funcionalidad: aproximadamente 3,7 |
Basonat HI 100: | isocianurato-HDI: | funcionalidad: aproximadamente 3,7. |
En el caso de los ejemplos 2.3 y 2.4, en los que
se empleó Basonat HB100 y Basonat HI100, se debía procurar trabajar
estrictamente en medio anhidro, ya que, en caso contrario, se
llegaría a una reacción de poliadición. La introducción de las
disoluciones se efectuó del mismo modo que en el ejemplo 1. A
continuación se aglomeró el polvo en un mecanismo de laboratorio
(placa galvanoplástica de tamaño aproximadamente DINA4 con
superficie graneada).
La valoración de superficies se efectuó mediante
dos ensayos:
\newpage
Ensayo
1
Instalación de ensayo: | aparato percursor de péndulo Zwick, |
tipo 5102,100/00 | |
corte de martillo percutor 4 julios. |
Una varilla normalizada (área de sección
transversal 6 x 4 mm) de Elastollan 1185A10 se fijó al corte de
martillo percutor de modo que la varilla normalizada, con su área
de sección transversal, pasaba sobre la película de TPU aglomerada
graneada, fijada en toda su superficie con una banda adhesiva doble,
en la liberación del corte de martillo percutor. Mediante un paso
único de la varilla normalizada sobre la superficie se dejaron
marcas más o menos intensas en la superficie, que se valoraron en la
norma VW PV3906. La velocidad y el impulso con la que la varilla
normalizada toca la superficie se predeterminó exactamente mediante
el corte de martillo de 4 julios, y la altura de desvío
predeterminada.
Ensayo
2
carga por presión de rozamiento: | 30 N |
vía de rozamiento (una embolada ida y vuelta): | |
velocidad de rozamiento | 260 mm |
(una embolada ida y vuelta) | 15 seg. |
número de emboladas (ida y vuelta): | 10 |
tejido normalizado: | tejido abrasivo de algodón según DIN |
EN ISO 12947-1 | |
1996-02 | |
superficie de apoyo: | 227 mm^{2} |
material de superficie de apoyo: | elastómero 50 Shore A |
valoración de la superficie: | en ajuste a la norma VW PV3906. |
El tejido abrasivo de algodón se tensó bajo la
superficie de apoyo, y se llevó a cabo el control con 10 emboladas
bajo las condiciones descritas anteriormente. La valoración de la
superficie se efectuó en ajuste a la norma VW PV3906.
Nota 1: sin modificaciones visibles; por ejemplo
sin rastros de fricción,
Nota 2: modificaciones reducidas, por ejemplo
rastros de rozamiento ligeramente identificables.
Nota 3: claras modificaciones; por ejemplo
modificación de color; lesión superficial,
Nota 4: fuerte modificación: por ejemplo
aparición del material base.
La valoración de los ejemplos se puede extraer
de la tabla 2. Se mostró que, mediante la introducción cuidadosa de
agente reticulante, mediante el procedimiento de fluidizado por
pulverizado y el subsiguiente reticulado inducido por vía térmica
durante el proceso de lodo se pudo conseguir una clara mejora de las
propiedades superficiales frente a acciones mecánicas.
Si se añade este agente de reticulado
directamente ya en la obtención de TPU, o a través de una mezcla
básica, ya en esta incorporación se induciría el reticulado
mediante la introducción de temperatura, de modo que se perdería la
propiedad de elaborabilidad termoplástica, y el material sería
inútil para el procedimiento de lodo pulverulento.
Ejemplo
4
Se introdujeron 1920 g de un granulado de TPU a
base de Elastollan® 1185A en el reactor de fluidizado por
pulverizado según la figura 1. Mediante insuflado de gas calentado a
través del fondo del reactor se mantuvo el granulado
permanentemente en movimiento, es decir, se fluidizó. La temperatura
de gas se determinó mediante el calor de evaporación necesario del
líquido soporte, y mediante la máxima temperatura de proceso
compatible de los aditivos.
La dispersión de pigmentos se obtuvo como
sigue:
en 200 g de acetona se disolvieron 40 g de
Parocryl® (agente aglutinante), y a continuación se incorporaron
bajo agitación cuidadosa 61,5 g de copos de aluminio (Stapa
Hydrolux® 2153, forma de suministro como pasta al 65%).
Esta "pasta madre" se diluyó con otros 200
g de acetona para el pulverizado. La cantidad total de esta
dispersión de pigmentos se pulverizó en el reactor de fluidizado en
60 minutos. La temperatura de la dispersión y del gas pulverizado
se sitúa en temperatura ambiente, la temperatura de producto en el
reactor de fluidizado asciende a 43ºC. En el recubrimiento se dotó
el granulado de un revestimiento pigmentario uniforme.
El rendimiento ascendía a 1980 g.
Un cuerpo de ensayo obtenido con este material
de partida según el procedimiento de lodo mostraba una coloración
de plata muy clara, uniforme. Este procedimiento ofrece
posibilidades colorísticas no realizables hasta la fecha.
Claims (12)
1. Procedimiento para la aplicación de
materiales funcionales sobre poliuretano termoplástico, que
comprende los siguientes pasos:
- a)
- introducción de poliuretano termoplástico en forma de partículas en un dispositivo de mezclado,
- b)
- agitación del poliuretano termoplástico en forma de partículas en el dispositivo de mezclado, y entre tanto
- c)
- introducción de materiales funcionales o de una mezcla que contiene materiales funcionales en forma pulverizada en el dispositivo de mezclado.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque, en el caso del dispositivo de mezcla,
se trata de un reactor de fluidizado por pulverizado.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2,
caracterizado porque el poliuretano termoplástico en forma
de partículas se mantiene en movimiento mediante fluidizado por
medio de una corriente gaseosa.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los materiales
funcionales se disuelven o dispersan en un disolvente o en una
mezcla de disolventes, y se pulverizan en el dispositivo de
mezclado.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los materiales
funcionales comprenden pigmentos, cargas, colorantes, agentes
auxiliares de nucleación, agentes de reticulado, agentes
deslizantes, agentes auxiliares de elaboración, estabilizadores,
agentes ignífugos, agentes propulsores, o mezclas de los
mismos.
6. Mezcla de partículas que comprende partícula
constituida por
- i)
- un núcleo con un diámetro medio de 10 \mum a 10 mm, que contiene poliuretano termoplástico, y
- ii)
- una envoltura, preferentemente con un grosor medio de 0,1 a 500 \mum, que contiene materiales funcionales.
7. Mezcla de partículas según la reivindicación
6, caracterizada porque el núcleo presenta un diámetro medio
de 10 \mum a 700 \mum.
8. Empleo de la mezcla de partículas según la
reivindicación 6 o 7 para la obtención de láminas, láminas de
sinterizado graneadas y no graneadas, placas, perfiles, piezas
moldeadas, fibras, piezas moldeadas por inyección, y artículos de
extrusión en general, o revestimientos superficiales mediante
revestimiento de polvo.
9. Empleo de la mezcla de partículas según la
reivindicación 6 o 7, para el revestimiento de superficies mediante
sinterizado.
10. Procedimiento para la obtención de un cuerpo
moldeado, en especial una lámina graneada, que comprende los
pasos
- a)
- introducción de una mezcla de partículas según la reivindicación 6 o 7 en un molde,
- b)
- sinterizado de la mezcla de partículas en el molde.
11. Cuerpos moldeados obtenibles mediante un
procedimiento según la reivindicación 10.
12. Empleo del cuerpo moldeado según la
reivindicación 11, para la obtención de superficies de paneles de
instrumentos.
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