ES2278783T3 - Masas de moldeo de poli(oximetileno) resistentes al impacto con pequeña emision, su utilizacion y cuerpos moldeados producidos a partir de ellas. - Google Patents
Masas de moldeo de poli(oximetileno) resistentes al impacto con pequeña emision, su utilizacion y cuerpos moldeados producidos a partir de ellas. Download PDFInfo
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Abstract
Masa de moldeo de poli(oximetileno), que contiene componente (A): de 0, 01 a 1, 0 % en peso de un agente estabilizador cíclico, que contiene en el anillo por lo menos un átomo de nitrógeno, componente (B): de 0, 001 a 0, 5 % en peso de una sal de metal alcalino y/o alcalino-térreo de un ácido carboxílico con 10 a 32 átomos de carbono, componente (C): de 5 a 50 % en peso de un copolímero de injerto que se compone de un núcleo monofásico con elasticidad de caucho, sobre la base de un polidieno, y de una envoltura dura de injerto como agente modificador de la resistencia al impacto, componente (D): 0, 0 - 2, 0 % en peso de un compuesto fenólico impedido estéricamente, componente (E): de 0, 0 a 1, 0 % en peso de por lo menos un agente estabilizador seleccionado entre el conjunto de los derivados de benzotriazol o los derivados de benzofenona o derivados de benzoatos aromáticos, componente (F): de 0, 0 a 0, 8 % en peso de una amina impedida estéricamente para la estabilización frente a la luz (HALS), y componente (G): hasta 100 % en peso de un homo- o copolímero de poli(oximetileno).
Description
Masas de moldeo de poli(oximetileno)
resistentes al impacto con pequeña emisión, su utilización y cuerpos
moldeados producidos a partir de ellas.
El presente invento se refiere a masas de moldeo
de poli(oximetileno) modificadas para ser resistentes al
impacto, que son apropiadas para la producción de piezas moldeadas o
de cuerpos extrudidos. Los productos producidos con ellas son
especialmente estables durante su elaboración y se distinguen por
una baja emisión de formaldehído y un pequeño olor.
Esta solicitud se refiere a las solicitudes de
patentes alemanas DE 10126787.8 y DE 10047488.8, a las que se remite
expresamente por la presente.
Desde su introducción en el mercado hace
aproximadamente 40 años, los poli(oximetilenos) se han
impuesto como materiales técnicos extremadamente útiles en muchas
aplicaciones. En especial como material de construcción en la
fabricación de automóviles, en la industria electrónica y en la
técnica médica, un poli(oximetileno) encuentra una amplia
aplicación. En tal caso se exige de las masas de moldeo de
poli(oximetileno) un determinado nivel de propiedades
mecánicas, tales como rigidez, dureza y tenacidad (= capacidad de
resistencia), que hace posible por primera vez el empleo de estos
materiales para piezas componentes técnicas tales como ruedas
dentadas, palancas y muchas otras. Los valores publicados para la
tensión de estiramiento están situados entre 60 y 70 N/mm^{2}.
Para el módulo E (de elasticidad) por tracción de copolímeros sin
modificar se encuentran unos valores entre 2.400 y 3.100
N/mm^{2}. Para el alargamiento de rotura se encuentran unos
valores entre 10 y 30%.
Para una serie de aplicaciones potenciales, los
poli(oximetilenos) tienen, no obstante, una resistencia al
impacto demasiado pequeña. Para tales aplicaciones, es deseable
adicionalmente que los productos mantengan sus buenas propiedades
de resistencia al impacto, incluso a las más bajas temperaturas del
medio ambiente.
Es conocido que la tenacidad de los
poli(oximetilenos) se puede mejorar mediante una adición de
agentes modificadores de la resistencia al impacto. Como agentes
modificadores de la resistencia al impacto se emplean aditivos
orgánicos, tales como elastómeros, reticulados o sin reticular, o
copolímeros de injerto a base de un núcleo monofásico con
elasticidad de caucho, y de una envoltura injertada dura. Se conocen
a partir de la bibliografía de patentes masas de moldeo de
poli-(oximetilenos), modificadas para ser resistentes al impacto, p.
ej. un poli(oximetileno) modificado con poliuretanos
(documento DE 1.193.240), un poli-(oximetileno) modificado con una
mezcla bifásica a base de un polibutadieno y de
estireno/acrilonitrilo (ABS) (documento DE 1.931.392), un
poli(oximetileno) modificado con un copolímero de injerto
preparado sobre la base de un éster acrílico y butadieno (documento
DE 1.964.156), un poli(oximetileno) aprestado con
polisiloxanos, y respectivamente cauchos de siliconas, modificados
(documento DE 2.659.357) y finalmente un poli(oximetileno)
modificado con un copolímero de injerto, que está constituido por
un núcleo monofásico, con elasticidad de caucho, sobre la base de
un polidieno, y por una envoltura injertada dura, mono- o
pluri-fásica, p. ej. a base de
poli(alquil)acrilatos,
poli(alquil)acrilonitrilos o de un poliestireno
(documento de patente europea 0156285 B1).
Estas sustancias ajenas conducen, sin embargo, a
que durante la elaboración pueda aparecer una descomposición de los
materiales con subsiguiente liberación de formaldehído, lo cual
perjudica en gran manera a la posibilidad de empleo del material
para la producción de piezas moldeadas. Las masas de moldeo de
poli-(oximetilenos), modificadas para ser resistentes al impacto,
tienen por lo tanto con frecuencia una alta emisión de formaldehído.
Las impurezas contenidas en los agentes modificadores de la
resistencia al impacto, tales como monómeros restantes o
disolventes, son liberadas al realizar la elaboración de masas de
moldeo de poli(oximetilenos), modificadas para ser
resistentes al impacto, y durante el uso de las piezas moldeadas
producidas a partir de ellas. La emisión de formaldehído y las
impurezas de los agentes modificadores de la resistencia al impacto
conducen a un olor desagradable, lo cual perjudica al empleo de
estos materiales en muchos campos de aplicación.
Para que al realizar la elaboración de masas de
moldeo de poli(oximetilenos), modificadas para ser
resistentes al impacto, no se llegue a ningún perjuicio de las
propiedades de los productos y los materiales, se debe reprimir en
particular la descomposición de los materiales en masas de moldeo de
poli(oximetilenos) modificadas para ser resistentes al
impacto. Para esta finalidad, se añaden agentes estabilizadores. En
el documento EP 0156285 se mencionan, como agentes estabilizadores
para la fase de poliacetal, ciertas poliamidas, amidas de ácidos
carboxílicos pluribásicos, amidinas, hidrazinas, ureas,
poli(N-vinil-lactamas) y
sales de metales alcalino-térreos de ácidos
carboxílicos alifáticos desde mono- hasta
tri-fásicos, que contienen preferiblemente grupos
hidroxilo, con 2-20 átomos de carbono. Además de
esto, se mencionan agentes estabilizadores frente a la oxidación y
agentes estabilizadores frente a la luz. Sin embargo, tampoco la
adición de agentes estabilizadores pudo remediar hasta ahora el
defecto de la alta emisión. Además, los agentes estabilizadores y
los sistemas estabilizadores conocidos, que producen una
disminución de la emisión de formaldehído, conducen a un perjuicio
del perfil de propiedades mecánicas.
Todas las composiciones hasta ahora descritas
para masas de moldeo de poli(oximetilenos) modificadas para
ser resistentes al impacto, no conducen a una emisión de
formaldehído suficientemente pequeña mientras que se mantiene al
mismo tiempo el perfil de propiedades mecánicas.
\newpage
La misión del presente invento consiste en poner
a disposición unas masas de moldeo de poli(oximetilenos), en
las que se haya disminuido la emisión de formaldehído hasta ahora
observada mediando conservación del perfil de propiedades
mecánicas. Las piezas moldeadas, que se producen a partir de estas
masas de moldeo, deben tener un pequeño olor.
El problema planteado por esta misión se
resuelve mediante una masa de moldeo de poli(oximetileno),
que contiene:
- (A)
- 0,01-1,0% en peso de un agente estabilizador cíclico, que contiene por lo menos un átomo de nitrógeno en el anillo,
- (B)
- 0,001-0,5% en peso de una sal de un ácido carboxílico,
- (C)
- 5-50% en peso de un agente modificador de la resistencia al impacto,
- (D)
- 0,0-2,0% en peso de un compuesto fenólico impedido estéricamente,
- (E)
- 0,0-1,0% en peso de por lo menos un agente estabilizador seleccionado entre el conjunto de los derivados de benzotriazol o derivados de benzofenona o derivados de benzoatos aromáticos,
- (F)
- 0,0-0,8% en peso de una amina impedida estéricamente para la estabilización frente a la luz (HALS),
- (G)
- hasta 100% en peso de un polímero de poli-(oximetileno).
De modo sorprendente, se encontró que las masas
de moldeo de poli(oximetilenos) conformes al invento poseen
una emisión de formaldehído esencialmente reducida con respecto al
estado actual de la técnica. La disminución de la emisión es
provocada mediante la interacción entre el agente estabilizador
cíclico, con por lo menos un átomo de nitrógeno en el anillo, y la
sal de un ácido carboxílico. Al contrario que otros sistemas
estabilizadores, que se pueden emplear para la reducción de la
emisión de masas de moldeo de poli(oximetilenos), se conserva
el nivel de propiedades mecánicas, en especial la tenacidad o
resistencia al impacto y la resistencia mecánica.
La masa de moldeo conforme al invento contiene
0,01-1,0% en peso, de manera preferida
0,03-0,3% en peso, de un agente estabilizador
cíclico, componente (A), que contiene por lo menos un átomo de
nitrógeno en el anillo (A). Ejemplos de éste son pirrolidina,
piperidina, pirrol, piridina, purina, indol, carbazol, triptófano,
oxazol, imidazol, tiazol, picolina, lutidina, colidina, quinolina,
piridazina, pirimidina, pirazina y sus derivados. Son ventajosos
los compuestos heterocíclicos con por lo menos un átomo de nitrógeno
como heteroátomo, que o bien está contiguo a un átomo de carbono
sustituido con amino o a un grupo carbonilo, tal como por ejemplo
piridazina, pirimidina, pirazina, pirrolidona, una
amino-piridina y compuestos que se derivan de
ellas. Compuestos ventajosos de este género son una
amino-piridina y compuestos que se derivan de ella.
Son apropiadas en principio todas las
amino-piridinas, tales como por ejemplo melamina,
2,6-diamino-piridina,
amino-piridinas sustituidas y dímeras, así como
pirrolidona y compuestos que se derivan de ella, y mezclas
preparadas a partir de estos compuestos. Ejemplos de apropiadas
pirrolidonas son, por ejemplo, imidazolidinona y compuestos que se
derivan de ella. tales como por ejemplo hidantoína, cuyos derivados
son especialmente ventajosos, son ventajosos en particular, entre
estos compuestos, la alantoína y sus derivados. Son especialmente
ventajosos, además, la
triamino-1,3,5-triazina (melamina) y
sus derivados, tales como por ejemplo condensados de melamina y
formaldehído y metilol-melamina. Se prefieren muy
especialmente melamina, metilol-melamina,
condensados de melamina y formaldehído, y alantoína. Los agentes
estabilizadores cíclicos, que contienen por lo menos un átomo de
nitrógeno en el anillo, se pueden utilizar individualmente o en
combinación.
Como componente (B) se emplea
0,001-0,5% en peso de una sal metálica de un ácido
carboxílico. Son ventajosas ciertas sales de ácidos grasos, en
particular sales de ácidos grasos superiores con
10-32 átomos de carbono, de manera preferida con
14-32 átomos de carbono, son especialmente
preferidas ciertas sales de los ácidos montánicos y de ácido
esteárico. Metales preferidos son los que se presentan en forma de
iones mono- o bi-valentes, p. ej. metales alcalinos
y alcalino-térreos, en particular metales
alcalino-térreos. Se prefieren especialmente
magnesio y calcio, por ejemplo el estearato de calcio. Como
componente (B) es muy especialmente preferido el estearato de
magnesio.
Como componente (C) se emplea
5-50% en peso, de manera preferida de 5 a 40% en
peso, de manera especialmente preferida de 7 a 30% en peso de un
agente modificador de la resistencia al impacto. Como agente
modificador de la resistencia al impacto se pueden emplear,
individualmente o en forma de una mezcla, poliuretanos, mezclas
bifásicas a base de un polibutadieno y un polímero de estireno y
acrilonitrilo (ABS), polisiloxanos, o respectivamente cauchos de
siliconas, modificados o copolímeros de injerto a base de un núcleo
monofásico con elasticidad de caucho, sobre la base de un polidieno
y una envoltura injertada dura (estructura de envoltura y núcleo o
respectivamente, en inglés, de core-shell). En el
último caso, el componente (C) se compone de partículas que tienen
predominantemente, de manera preferible en más de un 70%, una
estructura de núcleo y envoltura. En este caso, el núcleo es
formado por una fase polimérica con elasticidad de caucho, sobre la
que está injertada la envoltura dura, que también se puede componer
de varias capas. El núcleo es preferiblemente monofásico, es decir
que el núcleo se compone predominantemente, de manera preferida
completamente, de la fase blanda con elasticidad de caucho, y
contiene solamente pequeñas cantidades, preferiblemente ninguna
cantidad, de inclusiones a base de componentes poliméricos duros de
la envoltura. El copolímero de injerto se compone en la mayor parte
de los casos en 40 a 95% en peso, de manera ventajosa en 60 a 90% en
peso, de manera especialmente ventajosa en 70 a 80% en peso, a base
del núcleo con elasticidad de caucho. La proporción de la envoltura
(capas) es de 5 a 60% en peso, de manera ventajosa de 10 a 40% en
peso, de una manera especialmente ventajosa de 20 a 30% en peso. El
núcleo se compone por lo general a base de polidienos, tales como p.
ej. un polibutadieno o poliisopreno, y puede contener hasta 10% en
peso, de manera ventajosa hasta 5% en peso, de unidades de
comonómeros. Como comonómero se puede emplear ventajosamente
estireno o acrilonitrilo. El polímero de núcleo puede también estar
reticulado y puede poseer una proporción de gel, medida en tolueno,
que en general es mayor que 70% y de manera preferida mayor que
80%. Como agente reticulante se puede emplear por ejemplo
divinil-benceno. La envoltura de las partículas se
compone de polímeros duros, que están injertados sobre el núcleo
como substrato de injerto. En tal caso, la envoltura puede estar
estructurada a base de una o más capas, ventajosamente de dos
capas. En el caso de más de una envoltura, las diferentes capas se
componen ventajosamente de polímeros o copolímeros diferentes. De
manera ventajosa, en este caso la primera capa está reticulada.
Eventualmente, sin embargo, también las demás capas pueden estar
reticuladas.
Como monómeros, que conducen a apropiados
polímeros de la envoltura de partículas, son apropiados por ejemplo
nitrilos insaturados, acrilatos, metacrilatos, ésteres vinílicos y
derivados de estireno, son ventajosos acrilonitrilo,
metacrilonitrilo, acrilatos y metacrilatos con un componente
alcohólico, que tiene de 1 a 6, de manera preferida de 1 a 4 átomos
de carbono, tal como por ejemplo acrilato de metilo, acrilato de
etilo, acrilato de propilo, acrilato de n-butilo,
metacrilatos de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de
propilo, metacrilato de butilo y metacrilato de terc.-butilo. Como
ésteres vinílicos se pueden emplear ventajosamente, además, acetato
de vinilo, éteres vinílicos,
N-vinil-N-metil-acetamida,
vinil-pirrolidona, como derivados de estireno se
pueden emplear por ejemplo estireno,
\alpha-metil-estireno y
vinil-tolueno. Para la constitución de la envoltura
se pueden emplear también copolímeros a base de por lo menos dos de
los conjuntos de monómeros y de los monómeros, que antes se han
mencionado, en particular copolímeros de los mencionados derivados
de estireno con los demás monómeros. Son especialmente ventajosos
los copolímeros que se habían preparado a partir de una mezcla que
contenía de 20 a 80% en peso de acrilonitrilo o metacrilonitrilo con
80 a 20% en peso de los demás monómeros mencionados, en particular
acrilatos, metacrilatos y ésteres vinílicos. Se prefieren además los
polímeros de injerto, que poseen una constitución de envoltura de
dos capas, estando constituida la primera capa a base de un
poliestireno y la segunda capa, exterior, a base de un
poli(met)acrilato, que de manera especialmente
preferida está reticulado parcialmente. Como monómeros reticuladores
se pueden emplear en principio todos los compuestos apropiados para
esto, tales como olefinas multifuncionales, por ejemplo
divinil-benceno, dimetacrilato de etilenglicol,
dimetacrilato de butilenglicol, o también cianurato de trialilo.
Las temperaturas vítreas del componente (C)
precedentemente descrito, están situadas conforme al invento entre
-40ºC y -120ºC, de manera preferida por debajo de -60ºC, en
particular entre -80ºC y -120ºC. La preparación de los copolímeros
de injerto con estructura de envoltura y núcleo, que se pueden
emplear como componente (C), es conocida, y se puede efectuar
mediante una polimerización en una sola etapa en el caso de una
envoltura de una capa, o mediante polimerización en etapas
múltiples en el caso de una envoltura de múltiples capas, tal como
se describe por ejemplo en el documento de patente de los EE.UU. US
3.985.704, a lo que se hace referencia. La copolimerización por
injerto se lleva a cabo mediante agentes iniciadores solubles en
agua o mediante sistemas iniciadores activados, uno de cuyos
componentes es por lo menos soluble en agua, tal como se describe
por ejemplo en la cita de C.B. Bucknall, "Toughened Plastics"
[Plásticos hechos tenaces], página 98, Applied Science Publisher
LTD, 1977 (Londres)). En el caso de la copolimerización por injerto
en una etapa o en múltiples etapas se parte de un polidieno, que
preferiblemente se presenta en forma de un látex acuoso con un
definido tamaño medio de partículas, de manera especialmente
preferida situado en el intervalo de 0,1 a 5 \mum, y que de
manera muy especialmente preferida está parcialmente reticulado.
Para la preparación, el monómero o la mezcla de
monómeros se polimeriza en presencia del polidieno, siendo
injertada la parte predominante de los monómeros sobre las
partículas del polidieno. La proporción del polidieno es por lo
general de 40 a 95% en peso y la proporción del monómero o de la
mezcla de monómeros es de 5 a 60% en peso, en cada caso referida a
la cantidad total. El rendimiento de injerto alcanzado varía entre
60 y 95%, de manera preferida entre 80 y 90%. La polimerización por
injerto se lleva a cabo en solución o emulsión, de manera preferida
en una dispersión acuosa. Para esto, se dispone previamente el látex
de polidieno finamente dividido mediando adición de las usuales
sustancias coadyuvantes de polimerización, tales como agentes
coadyuvantes de emulsionamiento o respectivamente de suspensión,
agentes iniciadores de radicales, agentes reguladores, etc., se
añade el monómero o la mezcla de monómeros, y se polimeriza a unas
temperaturas comprendidas entre 30 y 95ºC, de manera preferida
entre 50 y 80ºC. En el caso de una reacción en una sola etapa, el
agente iniciador es soluble en agua, como agentes iniciadores se
pueden emplear por ejemplo peróxidos, percarbonatos o perboratos
solubles en agua. En el caso de un sistema iniciador de múltiples
componentes (sistema redox), por lo menos uno de los componentes
debe ser soluble en agua. Como ejemplo de emulsionantes, también
denominados dispersantes, se pueden utilizar sulfatos, sulfonatos y
sales de ácidos carboxílicos, alifáticos y aromáticos, tales como
por ejemplo dresinatos. Los compuestos apropiados para esto son
generalmente conocidos para un experto en la especialidad.
En el caso de una reacción en múltiples etapas,
la polimerización por injerto y el tratamiento se efectúan por lo
general tal como se describe en el documento US 3.985.704. Para la
formación de una envoltura de múltiples capas, se injerta
primeramente un monómero o una mezcla de monómeros, por ejemplo
estireno, sobre el polímero de núcleo, por ejemplo un copolímero de
butadieno y estireno, y después de esto se introduce otro monómero
u otra mezcla de monómeros, eventualmente en presencia de un agente
reticulante.
El tamaño medio de las partículas es de manera
conveniente de 0,1 a 5 \mum.
En cuanto a copolímeros de injerto que se pueden
emplear como componente (C), se pueden utilizar también unos
materiales, en los cuales el núcleo se compone, predominante o
completamente, de poli(ésteres de ácido acrílico) o poli(ésteres de
ácido metacrílico) preferiblemente reticulados parcialmente, cuyo
componente alcohólico contiene de 1 a 15 átomos de carbono, de
manera preferida de 1 a 8 átomos de carbono. Como comonómeros entran
en cuestión monómeros olefínicos, ventajosamente butadieno,
ciclooctadieno, éteres vinílicos y acrilatos de
halógeno-alquilo. La proporción de gel, medida en
tolueno, es de manera preferida por lo menos de 50%, de manera
especialmente preferida de por lo menos 70%. Para la envoltura de
injerto se pueden emplear los monómeros y las mezclas de monómeros
que arriba se han descrito. También los tamaños de partículas se
encuentran en el mismo intervalo. Polímeros de injerto sobre la
base de poli(ésteres de ácido acrílico) y poli(ésteres de ácido
metacrílico) se describen, por ejemplo, en los documentos DE
1964156, DE 2116653, EP 50265, EP 60601 y EP 64207, a lo que se
hace referencia. El núcleo del polímero de injerto se puede componer
también total o parcialmente de un caucho de silicona y/o de
organopolisiloxanos no reticulados. Sobre este núcleo, que de
manera preferida contiene grupos funcionales activos para el
injerto, se pueden injertar los monómeros y/o las mezclas de
monómeros que más arriba se han descrito. Estos materiales se
describen, por ejemplo, en el documento DE 2659357. El componente
(C) contiene de manera preferida un agente diluyente, en particular
cuando el núcleo del polímero de injerto se compone de poli(ésteres
de ácido acrílico) o poli(ésteres de ácido metacrílico)
parcialmente reticulados. El agente diluyente es una sustancia de
bajo punto de fusión, ventajosamente polimérica, que es bien
miscible en la masa fundida con los polímeros de injerto que se
emplean como agente modificador de la resistencia al impacto. Es
especialmente ventajoso el empleo de este agente diluyente, cuando
los polímeros de injerto están reticulados tan grandemente, que
éstos ya no se disuelven en el agente diluyente, se forma un
sistema bifásico y la tensión interfacial admite una fina
distribución de los polímeros de injerto en el agente diluyente. De
manera preferida, el polímero de injerto se encuentra
predominantemente en la zona de borde del sistema bifásico. En el
caso de una cantidad creciente de un polímero de injerto, éste se
encuentra, también de manera creciente, en el núcleo y, con una
cantidad aún más creciente del polímero de injerto, también fuera
del sistema bifásico en el polímero de matriz, el componente (G). Es
muy especialmente ventajosa una distribución uniforme del sistema
bifásico y del polímero de injerto en el componente (G), en
particular cuando el polímero de injerto se encuentra
predominantemente junto al borde del sistema bifásico. El punto de
fusión del agente diluyente debería ser menor que 250ºC, de manera
preferida debería ser de 180 a 210ºC. La proporción del agente
diluyente está situada en 10 a 95%, de manera ventajosa en 30 a 70%,
de manera especialmente ventajosa en 40 a 60%, referida a la suma
del polímero de injerto y del agente diluyente. Se pueden emplear,
de manera muy especialmente ventajosa, como agentes diluyentes,
poliuretanos, copoliésteres segmentados y copolímeros de etileno y
acetato de vinilo. Otros agentes diluyentes apropiados son conocidos
para un experto en la especialidad, y se describen por ejemplo en
los documentos DE 2818240 y DE 2523991. El agente diluyente se
puede mezclar con el polímero de injerto, ventajosamente, antes de
la adición al componente (G).
Como componente para resistencia al impacto,
componente (C), se pueden emplear además poliuretanos, de manera
preferida poliuretanos termoplásticos. En los casos de los
poliuretanos que se pueden emplear conforme al invento, se trata de
productos conocidos, que por ejemplo se describen en los documentos
DE 1193240, DE 2051028 y en el
Kunsstoff-Taschenbuch [Manual de bolsillo de
materiales sintéticos] (Saechtling, 27ª edición, editorial Hanser,
1998) en las páginas 523 a 542, a lo que se hace referencia. Éstos
se preparan de una manera conocida mediante una poliadición a
partir de poliisocianatos, en particular diisocianatos, poliésteres,
poliéteres, poli-(éster-amidas), poliacetales u
otros apropiados compuestos hidroxílicos y respectivamente amínicos,
tales como por ejemplo un polibutadieno hidroxilado, o mezclas de
los compuestos antes mencionados. Eventualmente se emplean también
agentes de prolongación de cadena, tales como polioles de bajo peso
molecular, en particular dioles, poliaminas de bajo peso molecular,
en particular diaminas, o agua.
Apropiados diisocianatos son, por ejemplo,
diisocianatos de la fórmula general I
IOCN-R-NCO
siendo R un radical alifático
divalente, lineal o ramificado, con 1 a 20, de manera preferida con
2 a 12 átomos de carbono, o un radical cicloalifático divalente con
4 a 20, de manera preferida con 6 a 15 átomos de carbono, o un
radical aromático divalente, sustituido o sin sustituir, con 6 a 25,
de manera preferida con 6 a 15 átomos de
carbono.
Como radical alifático divalente, lineal o
ramificado, con 1 a 20, de manera preferida con 2 a 12 átomos de
carbono, o como radical cicloalifático divalente con 4 a 20, de
manera preferida con 6 a 15 átomos de carbono, o como radical
aromático divalente, sustituido o sin sustituir con 6 a 25, de
manera preferida con 6 a 15 átomos de carbono.
Como radical alifático divalente entra en
cuestión por ejemplo el radical alquilideno
-(CH_{2})_{n}- con n = de 2 a 12, tal como un radical
etilideno, propilideno, pentametileno, hexametileno y similares, o
el radical 2-metil-pentametileno,
el radical
2,2,4-trimetil-hexametileno o el
radical 2,4,4-trimetil-hexametileno.
Diisocianatos de este tipo, que se prefieren de una manera
especial, son el hexametilen-diisocianato así como
los 2,2,4- y
2,4,4-trimetil-hexametilen-diisocianatos.
Cuando R en la anterior fórmula I significa un
radical cicloalifático, éste es de manera preferida el radical de
ciclohexano sin sustituir o sustituido. Ejemplos de diisocianatos de
este tipo son 1,2- ó
1,4-di(isocianatometil)ciclohexano o
isoforona-diisocianato.
\newpage
R, en la anterior fórmula I, puede representar
también una combinación de radicales alifáticos y cicloalifáticos
divalentes de cadena abierta, y puede tener, por ejemplo, el
significado
en que R_{1} significa un radical
alifático saturado, lineal o ramificado, con 1 a 8, de manera
preferida con 1 a 3 átomos de carbono. Los dos anillos representan
aquí, de manera preferida, el ciclohexano sin sustituir, mientras
que R_{1} significa preferiblemente el grupo metileno, etileno,
metilmetileno o
dimetilmetileno.
En el caso de que R represente un radical
divalente de cadena abierta, entonces él representa preferiblemente
un radical alquilideno sin ramificar -(CH_{2})_{n}- con n
= de 2 a 12. Ejemplos de éste son los radicales etilideno,
propilideno, pentametileno y hexametileno, así como el radical
2-metil-pentametileno, el radical
2,2,4-trimetil-hexametileno o el
radical 2,4,4-trimetil-hexametileno.
Los diisocianatos de este tipo, que se prefieren de una manera
especial, son el hexametilen-diisocianato así como
los 2,2,4- y
2,4,4-trimetil-hexametilen-diisocianatos.
Cuando R en la anterior fórmula 1 representa un
radical aromático divalente, entonces éste es preferiblemente el
radical de tolueno, difenilmetano, fenileno o naftaleno. Ejemplos de
correspondientes diisocianatos son:
2,4-tolueno-diisocianato,
2,6-tolueno-diisocianato,
difenilmetano-4,4'-diisocianato,
3,3'-dimetil-difenilmetano-4,4'-diisocianato,
3,3'-dimetil-4,4'-difenilen-diisocianato
(3,3'-bitolueno-4,4'-diisocianato),
m-fenilen-diisocianato,
p-fenilen-diisocianato,
o-fenilen-diisocianato,
clorofenilen-2,4-tolueno-diisocianato,
3,3'-diclorodifenil-4,4'-diisocianato,
4-cloro-1,3-fenilen-diisocianato,
1,5-naftaleno-diisocianato y
1,4-naftaleno-diisocianato.
Cuando R en la anterior fórmula I significa un
radical cicloalifático, entonces éste es preferiblemente el radical
de ciclohexano sin sustituir o sustituido. Ejemplos de diisocianatos
de este tipo son 1,2- ó
1,4-di(isocianatometil)ciclohexano o
isoforona-diisocianato.
Los diisocianatos de la fórmula I pueden pasar a
emplearse también en una forma oligómera, por ejemplo en una forma
dímera o trímera. En lugar de los poliisocianatos, se pueden
utilizar también poliisocianatos bloqueados de una manera conocida,
que se obtienen a partir de los isocianatos mencionados, p. ej. por
reacción con un fenol o caprolactama.
Como compuestos polihidroxílicos alifáticos
entran en consideración poliéteres, tales como
poli-(etilenglicol)-éteres, poli(propilenglicol)-éteres y
poli-(butilenglicol)-éteres,
poli-1,4-butanodiol-éteres o
poliéteres mixtos a base de óxido de etileno y óxido de propileno.
Además, se pueden emplear para esta finalidad
poli(éster-amidas), poliacetales y de manera
preferida poliésteres alifáticos, poseyendo todos estos compuestos
grupos OH extremos libres.
En el caso de los poliésteres alifáticos
utilizados de manera preferente, se trata en lo esencial de
poliésteres no reticulados con unos pesos moleculares de 500 a
10.000, de manera preferida de 500 a 5.000. En lo que se refiere a
los componentes de carácter ácido, ellos se derivan de ácidos
dicarboxílicos alifáticos sin ramificar y/o ramificados, tales como
p. ej. ácidos dicarboxílicos de la fórmula general
HOOC-(CH_{2})_{n}-COOH
con n = de 0 a 20, de manera
preferida de 4 a 10, en particular ácido adípico y ácido sebácico.
También se pueden emplear para esta finalidad ácidos dicarboxílicos
cicloalifáticos, tales como ácidos
ciclohexano-dicarboxílicos así como mezclas con los
anteriores ácidos dicarboxílicos
alifáticos.
Como componente alcohólico para estos
poliésteres entran en consideración, sobre todo, dioles primarios
alifáticos sin ramificar y ramificados, tales como p. ej. dioles de
la fórmula general
HO-(CH_{2})_{m}-OH
en la que m significa = de 2 a 12,
de manera preferida de 2 a 6. Se han de mencionar aquí en particular
1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol y
2,2-dimetil-propanodiol-1,3
así como di(etilenglicol). También son apropiados para esto
dioles cicloalifáticos, tales como
bis-hidroximetil-ciclohexano, o
mezclas con los dioles
alifáticos.
Los poliésteres se pueden preparar, en cada
caso, a partir de un ácido dicarboxílico y de un diol, pero también,
como se ha mencionado, a partir de mezclas de varios ácidos
dicarboxílicos y/o de varios dioles.
Como agentes de prolongación de cadena en el
caso de la preparación de los poliuretanos, han de tomarse en
consideración, sobre todo, polioles de bajo peso molecular, en
particular dioles así como poliaminas, en particular diaminas, o
también agua.
Los poliuretanos empleados conforme al invento
son preferiblemente de carácter termoplástico y por consiguiente
están preferiblemente en lo esencial sin reticular, es decir que son
fusibles repetidamente sin fenómenos de descomposición dignos de
mención. Sus viscosidades específicas reducidas, medidas a 30ºC en
dimetil-formamida, están situadas por regla general
en 0,5 a 3 dl/g, preferiblemente en 1-2 dl/g. Los
valores para los alargamientos de rotura son convenientemente de
800 a 1.500%, de manera preferida de 1.000 a 1.500%, mientras que la
dureza Shore A está situada en a lo sumo 90, de manera ventajosa no
por encima de 81, de manera preferida entre 50 y 85, de manera
especialmente preferida entre 60 y 80, en particular entre 65 y 80,
y las temperaturas vítreas están situadas en la mayor parte de los
casos no más altas que 0ºC, ventajosamente no más altas que -10ºC,
de manera especialmente ventajosa no más altas que -20ºC.
Como compuesto fenólico impedido estéricamente,
componente (D), se puede emplear de 0,0 a 2,0% en peso, de manera
preferida de 0,1 a 1,0% en peso, de manera especialmente preferida
de 0,2 a 1,0% en peso. Ejemplos de tales compuestos son
tetrakis-[3-(3,5-di-terc.-butil-4-hidroxi-fenil)-propionato]
de pentaeritritilo (Irganox® 1010, de la entidad Ciba Geigy),
bis-[3-(3-terc.-butil-4-hidroxi-5-metil-fenil)-propionato]
de tri(etilenglicol) (Irganox® 245, de la entidad Ciba
Geigy),
3,3'-bis-[3-(3,5-di-terc.-butil-4-hidroxi-fenil)-propiono-hidrazida]
(Irganox® MD 1024, de la entidad Ciba Geigy),
bis-[3-(3,5-di-terc.-butil-4-hidroxi-fenil)-propionato]
de hexametilenglicol (Irganox® 259, de la entidad Ciba Geigy),
3,5-di-terc.-butil-4-hidroxi-tolueno
(Lowinox® BHT, de la entidad Great Lakes). Se prefieren el Irganox®
1010 y sobre todo el Irganox® 245.
Como componente (E) puede estar contenido por lo
menos un agente estabilizador tomado entre el conjunto formado por
los derivados de benzotriazol o los derivados de benzofenona o
derivados de benzoatos aromáticos, en una proporción de
0,0-1,0% en peso, de manera preferida de
0,0-0,8% en peso. Se prefiere el
2-[2'-hidroxi-3',5'-bis(1,1-dimetil-bencil)fenil]benzotriazol,
que se puede obtener en el comercio como Tinuvin® 234 (de la
entidad Ciba Geigy).
Como componente (F) puede estar contenido en la
masa de moldeo conforme al invento 0,0-0,8% en peso,
de manera preferida 0,0-0,5% en peso, de manera muy
especialmente preferida 0,4% en peso de una amina impedida
estéricamente para la estabilización frente a la luz (HALS). Se
prefieren compuestos de
2,2,6,6-tetrametil-4-piperidilo,
p. ej. sebacato de
bis(2,2,6,6-tetrametil-4-piperidilo)
(Tinuvin® 770, de la entidad Ciba Geigy) o el polímero a base del
éster dimetílico de ácido succínico y de la
1-(2-hidroxi-etil)-4-hidroxi-2,2,6,6-tetrametil-4-piperidina
(Tinuvin® 622, de la entidad Ciba Geigy).
Los polímeros de poli(oximetileno) (G),
utilizados como material de base para las masas de moldeo conformes
al invento, pueden ser homo- o copolímeros de poli-(oximetilenos).
Tales polímeros son conocidos para un experto en la especialidad y
se describen en la bibliografía. Los homopolímeros se preparan por
lo general mediante una polimerización de formaldehído o trioxano,
pudiendo la polimerización ser iniciada por medios catiónicos o
aniónicos. Se prefieren, sin embargo, los copolímeros de
poli(oximetilenos) que, junto a unidades de oximetileno,
contienen además unidades de oxialquilenos, pudiendo los grupos
alquileno contener unidades con 2-8 carbonos,
lineales o ramificadas. En los casos de los
poli(oximetilenos) (POM), tal como se describen por ejemplo
en el documento de solicitud de patente alemana
DE-A 29.47.490, se trata por lo general de polímeros
lineales sin ramificar, que por regla general contienen por lo
menos un 80%, de manera preferida por lo menos un 90%, de unidades
de oximetileno (-CH_{2}O-). El concepto de
poli(oximetilenos) abarca en este caso tanto homopolímeros
del formaldehído o de sus oligómeros cíclicos tales como trioxano o
tetroxano, como también correspondientes copolímeros.
Los homopolímeros del formaldehído o trioxano
son aquellos polímeros cuyos grupos hidroxilo extremos están
estabilizados químicamente contra la descomposición de una manera
conocida, p. ej. por esterificación o eterificación. Los
copolímeros son polímeros de formaldehído o sus oligómeros cíclicos,
en particular trioxano, y de éteres cíclicos, acetales cíclicos y/o
poliacetales lineales. Tales homo- o copolímeros de
poli(oximetilenos) son conocidos de por sí para un experto
en la especialidad y se describen en la bibliografía. De manera muy
general, estos polímeros tienen por lo menos 50% en moles de
unidades repetidas -CH_{2}O- en la cadena principal del polímero.
Los homopolímeros se preparan por lo general mediante polimerización
de formaldehído o trioxano, de manera preferida en la presencia de
apropiados catalizadores. Catalizadores especialmente apropiados
son, por ejemplo, trifluoruro de boro y ácido
trifluorometano-sulfónico.
Dentro del marco del invento se prefieren como
componente (G) ciertos copolímeros de poli(oximetilenos), en
particular aquellos que, junto a las unidades repetidas -CH_{2}O-,
todavía contienen hasta 50, de manera preferida de 0,1 a 20 y en
particular de 0,5 a 10% en moles de unidades repetidas
representando R^{1} hasta
R^{4}, independientemente unos de otros, un átomo de hidrógeno, un
grupo alquilo de C_{1} a C_{4} o un grupo alquilo con 1 a 4
átomos de C sustituido con halógeno, y representando R^{5} un
grupo -CH_{2}-, -CH_{2}O-,
un grupo metileno sustituido con alquilo de C_{1} a C_{4} o con halo-alquilo de C_{1} a C_{4}, o un correspondiente grupo oximetileno, y n tiene un valor en el intervalo de 0 a 3. De manera ventajosa, estos grupos se pueden introducir en el copolímero mediante apertura del anillo de éteres cíclicos. Éteres cíclicos preferidos son los de la fórmula
un grupo metileno sustituido con alquilo de C_{1} a C_{4} o con halo-alquilo de C_{1} a C_{4}, o un correspondiente grupo oximetileno, y n tiene un valor en el intervalo de 0 a 3. De manera ventajosa, estos grupos se pueden introducir en el copolímero mediante apertura del anillo de éteres cíclicos. Éteres cíclicos preferidos son los de la fórmula
teniendo R^{1} hasta R^{5} y n
los significados arriba mencionados. Como ejemplos se han de
mencionar como comonómeros óxido de etileno, óxido de
1,2-propileno, óxido de
1,2-butileno, óxido de 1,3-butileno,
1,3-dioxano, 1,3-dioxolano y
1,3-dioxepano, como éteres cíclicos, así como oligo-
o poli-formales tales como un poli(dioxolano)
o un
poli(dioxepano).
Son especialmente ventajosos los copolímeros a
base de 99,5-95% en moles de trioxano y de 0,5 a 5%
en moles de uno de los comonómeros antes mencionados.
Como componente (G) son asimismo apropiados
terpolímeros de oximetileno, que se preparan por ejemplo mediante
reacción de trioxano, de uno de los éteres cíclicos precedentemente
descritos y con un tercer monómero, de manera preferida con un
compuesto bifuncional de la fórmula
siendo Z un enlace químico, -O- ó
-ORO- (R = alquileno de C_{1} a C_{8} o cicloalquileno de
C_{2} a
C_{8}).
Monómeros preferidos de este tipo son
etilendiglicida, éteres diglicidílicos y diéteres a base de
glicidileno y formaldehído, dioxano o trioxano en la relación molar
de 2:1, así como diéteres a base de 2 moles de un compuesto
glicidílico y 1 mol de un diol alifático con 2 a 8 átomos de C, tal
como por ejemplo los éteres diglicidílicos de etilenglicol,
1,4-butanodiol, 1,3-butanodiol,
ciclobutano-1,3-diol,
1,2-propanodiol y
ciclohexano-1,4-diol, con el fin de
mencionar solamente algunos ejemplos.
Los procedimientos para la preparación de los
homo- y copolímeros de poli(oximetileno) precedentemente
descritos son conocidos para un experto en la especialidad y se
describen en la bibliografía.
Los copolímeros de poli(oximetilenos)
preferidos tienen unos puntos de fusión de por lo menos 150ºC y unos
pesos moleculares (como valor de la media ponderada) M_{w}
situados en el intervalo de 2.000 a 1.000.000, de manera preferida
de 7.000 a 150.000. Los polímeros de poli(oximetilenos)
estabilizados en los grupos extremos, que junto a los extremos de
las cadenas tienen enlaces C-C, son especialmente
preferidos. Los polímeros de poli-(oximetilenos) empleados tienen
por lo general un índice de fusión (valor de MVR 190/2,16) de 0,3 a
100 cm^{3}/10 min (norma ISO 1133).
Son especialmente preferidos los polímeros de
poli-(oximetilenos), que en lo esencial tienen unidades de
oximetileno y de oxietileno en la cadena polimérica. La proporción
de las unidades de oxietileno en las unidades estructurales de la
cadena polimérica es de 0,1 a 15% en moles, de manera preferida de
0,2 a 10% en moles. El índice de fusión MFI, medido de acuerdo con
la norma ISO 1133 a 190ºC y con un peso aplicado encima de 2,16 kg,
es de 0,5-75 g/10 min, de manera preferida de
2-60 g/10 min y de manera especialmente preferida de
5-35 g/10 min. La media numérica del peso molecular
es por lo menos de 5.000 g/mol y a lo sumo de 100.000 g/mol,
determinada por GPC (cromatografía de penetrabilidad en gel) en
dimetil-acetamida a 150 hasta 160ºC. En lugar de un
único copolímero de poli(oximetileno) se puede utilizar
también una mezcla de diferentes copolímeros de
poli(oximetilenos) que se componen de una manera diversa. La
preparación de los copolímeros de poli(oximetilenos) se puede
efectuar con procedimientos de preparación conocidos de un modo
general. Un posible procedimiento es, por ejemplo, la
copolimerización de trioxano con dioxolano, en presencia de
cantidades generalmente usuales de BF_{3} y metilal. Se prefieren
los polímeros de poli(oximetilenos) en cuya preparación se
había utilizado el ácido
trifluorometano-sulfónico.
La masa de moldeo conforme al invento puede
contener otros materiales aditivos usuales, individualmente o en
forma de una mezcla, hasta en 40% en peso, p. ej. negros de carbono,
tales como por ejemplo negros de carbono de conductibilidad,
agentes captadores de ácidos, agentes antioxidantes, agentes
estabilizadores frente a los rayos UV, agentes mediadores de
adherencia, agentes coadyuvantes del desmoldeo, sustancias para
mejorar la conductibilidad eléctrica, agentes antiestáticos,
agentes de nucleación tales como terpolímeros de
poli(oximetileno) o talco, agentes colorantes tales como
pigmentos inorgánicos, por ejemplo dióxido de titanio, azul
ultramarino, azul de cobalto, o pigmentos y agentes colorantes de
carácter orgánico tales como ftalocianinas, antraquinonas,
materiales de carga tales como esferas de vidrio, wollastonita,
greda, légamo, disulfuro de molibdeno o grafito, fibras inorgánicas
u orgánicas tales como fibras de vidrio, fibras de carbono o fibras
de aramidas, agentes de deslizamiento y lubricantes tales como
jabones y ésteres, estearato de estearilo, ésteres de ácidos
montánicos, ésteres de ácidos montánicos parcialmente
saponificados, ácidos esteáricos, ceras polietilénicas polares y/o
polares, oligómeros de poli-(\alpha-olefinas),
aceites de siliconas, poli(alquilenglicoles) y
perfluoro-alquil-éteres, un
poli(tetrafluoroetileno), un polietileno de
ultra-alto peso molecular, parafinas sólidas y
líquidas, ácidos esteáricos y aditivos para materiales sintéticos
termoplásticos o duroplásticos, elastómeros y otros polímeros tales
como los EPDM (cauchos de etileno, propileno y un dieno), EPM
(cauchos de etileno y propileno), elastómeros de poliésteres,
copolímeros del etileno con ésteres de ácidos (met)acrílicos
y amidas de ácidos (met)acrílicos, un
poli(metacrilato de metilo), un polietileno, y un
poliestireno.
Las masas de moldeo de poli(oximetilenos)
conformes al invento, se pueden preparar con los procedimientos de
mezcladura usuales y conocidos, tales como granulación, extrusión o
amasadura. Preferiblemente, las masas de moldeo conformes al
invento se preparan mezclando un polímero de
poli(oximetileno) con materiales aditivos y agentes
estabilizadores, y granulando a continuación la mezcla.
Las masas de moldeo de poli(oximetilenos)
teñidas conformes al invento disponen de una emisión esencialmente
disminuida. La disminución de la liberación de formaldehído se puede
observar ya durante la preparación de la masa de moldeo, p. ej. al
granular, y también durante la elaboración. Por consiguiente, la
masa de moldeo de poli(oximetileno) conforme al invento
presta una contribución a la higiene y a la seguridad en el trabajo.
Sobre todo, sin embargo, se reduce esencialmente la emisión de
formaldehído de piezas moldeadas, que se habían producido mediante
moldeo por inyección o extrusión. La emisión de formaldehído, medida
en placas con un grosor de pared de 1 mm después de una duración
del almacenamiento de 24 h, es, de acuerdo con la norma VDA 275,
ventajosamente menor que 40 mg/kg, de manera especialmente ventajosa
menor que 30 mg/kg, de manera muy especialmente ventajosa menor que
20 mg/kg. Las propiedades mecánicas de las masas de moldeo conformes
al invento corresponden a los usuales requisitos establecidos para
productos comerciales de poli(oximetilenos), de manera tal
que se pueden usar sin ninguna limitación los campos de aplicación
y las técnicas de elaboración que son usuales para los
poli(oximetilenos).
Sectores especiales de aplicación para las masas
de moldeo conformes al invento son equipamientos de interiores y
revestimientos de medios de transporte tales como automóviles,
aviones, artículos domésticos, artículos de juguetería, artículos
para bebés así como piezas componentes y aparatos de tipo
electrónico y electrotécnico. Son especialmente apropiadas las
masas de moldeo conformes al invento para la producción de equipos e
instrumentos o partes de los mismos, que se destinan a aplicaciones
médicas. Las masas de moldeo preparadas conforme al invento tienen,
en comparación con los productos hasta ahora usuales en el comercio,
la más pequeña emisión de formaldehído, poseen unas superficies
exentas de defectos y una alta estabilidad del color, cuando las
piezas moldeadas no están sometidas durante largo tiempo a la luz o
al calor.
A todas las citas de referencia mencionadas en
esta solicitud de patente se hace referencia por la presente
expresamente. Estas citas de referencia son por consiguiente parte
componente de la divulgación de esta solicitud de patente.
En los siguientes Ejemplos las propiedades de
los materiales se determinan de acuerdo con los siguientes
métodos:
- Índice de fusión (MFI) según la norma ISO 1133 a 190ºC y con un peso apoyado encima de 2,16 kg;
- Módulo E de tracción según la norma ISO 527
- Tensión de estiramiento según la norma ISO 527
- Alargamiento de rotura según la norma ISO 527
Emisión de formaldehído: A partir de las masas
de moldeo de poli(oximetilenos), teñidas, se producen placas
con un grosor de pared de 1 mm. Después de una duración del
almacenamiento de 24 h, la emisión de formaldehído desde las placas
se determinó de acuerdo con la norma VDA 275 (recomendación de la
VDA Nº 275, Dokumentation Kraftfahrwesen e.V. de Julio de
1994).
Producción de cuerpos de ensayo o probetas: El
granulado de poliacetal es conformado mediante moldeo por inyección
para formar unas plaquitas con las dimensiones de 80*50*1 mm. Una
máquina de moldeo por inyección de Kraus Maffei KM 120/340B se
utiliza con los siguientes parámetros de moldeo por inyección:
Temperatura de la masa 195ºC, velocidad del frente de fluidez 200
mm/s, temperatura de las paredes de la herramienta 85ºC, presión
posterior 900 bar, tiempo de presión posterior 30 s, tiempo de
enfriamiento 10 s, presión dinámica (de remanso) de 0 a 10 bar. Los
cuerpos de probetas se almacenan antes del ensayo durante 24 h en un
armario climatizado normalizado a 23ºC y una humedad relativa del
aire de 50%.
Ensayo: Dos cuerpos de probetas se cuelgan de un
gancho de acero inoxidable dentro de una botella de vidrio con una
capacidad de 1 l, por encima de 50 ml de agua desionizada (= agua E)
y se almacenan durante 3 h en un armario de desecación con aire
circulante a 60ºC. Los cuerpos de probetas se sacan de la botella de
ensayo. 5 ml de una solución de muestra se añaden con pipeta a un
tubo de ensayo, el tubo de ensayo se almacena durante 10 minutos a
95ºC. Luego se añaden al tubo de ensayo 3 ml de acetilacetona y 3 ml
de una solución al 20% de acetato de amonio. El formaldehído forma
con los reactivos el complejo de
diacetil-dihidrolutidina, cuya absorción a 412 nm
se determina fotométricamente. A partir de la absorción se calcula
la concentración de formaldehído en la solución de muestra.
Ensayo de Brabender: La masa de moldeo de
poli-(oximetileno) se somete a cizalladura a 210ºC en el amasador
de Brabender con un doble husillo. El formaldehído desprendido es
extraído con una corriente de un gas inerte y es absorbido en una
solución de sulfito de sodio. La solución de sulfito de sodio es
valorada, con esto se determina cuantitativamente el formaldehído
liberado. Como resultado se obtiene la liberación de formaldehído
en función del tiempo. A partir de la pendiente de la curva, se
determina la velocidad de descomposición mediante una extrapolación
lineal.
Los resultados del ensayo de los materiales a
partir de los Ejemplos y Ejemplos comparativos están recopilados en
las Tablas 1 a 3. Los Ensayos comparativos se caracterizan con V y
los Ejemplos conformes al invento se caracterizan con B.
En los casos de los Ejemplos y Ejemplos
comparativos se utilizó como poli(oximetileno) el Hostaform®
C 9021. En los casos de los Ensayos que se exponen en la Tab. 1, el
polímero contenía 3,4% de dioxolano como comonómero, como agente
iniciador se utilizó el ácido
trifluorometano-sulfónico. En los casos de los
Ensayos que se exponen en la Tab. 2, el polímero contenía 3,4% de
dioxolano como comonómero, como agente iniciador se utilizó
trifluoruro de boro. En los casos de los Ensayos que se exponen en
la Tab. 3, el polímero contenía 5,6% de dioxolano como comonómero,
como agente iniciador se utilizó el ácido
trifluorometano-sulfónico. Como antioxidante se
empleó el Irganox® 1010 de la entidad Ciba Spezialitätenchemie. Como
agente coadyuvante de fluidez se utilizaron Licowachs E o Licowachs
C de Clariant. En Ensayos comparativos se utilizaron, con el fin de
reducir la emisión, Eurelon de la entidad Vantico y diciandiamida
(DCD), eventualmente en combinación con estearato de magnesio. Como
componente para la resistencia al impacto se empleó Paraloid® EXL
2600 de la entidad Röhm & Haas.
A partir de los granulados de los Ejemplos y
Ejemplos comparativos se conformaron, según el procedimiento de
moldeo por inyección, los cuerpos de probetas para la determinación
del módulo E de tracción, de la tensión de estiramiento y del
alargamiento de rotura, así como las placas para la determinación de
la emisión de formaldehído.
Los Ejemplos conformes al invento muestran
siempre una más baja emisión de formaldehído de las piezas moldeadas
(Ensayo VDA 275) y una más baja emisión de formaldehído al realizar
su elaboración (ensayo de Brabender). En la Tabla 3 se indican las
propiedades mecánicas de algunos Ejemplos y Ejemplos comparativos.
Puede reconocerse que las propiedades mecánicas permanecen
comparativamente buenas.
En el caso de la utilización de polímeros de
poli(oximetilenos), en los cuales se había utilizado como
agente iniciador el ácido
trifluorometano-sulfónico, se pueden conseguir unos
valores especialmente bajos de la emisión. A partir del Ejemplo 25
y del Ejemplo comparativo 25 puede observarse que también en los
casos de las masas de moldeo teñidas se puede conseguir una
reducción de la emisión de formaldehído junto con propiedades
mecánicas comparables.
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Preparación del polímero de base (copolímero de
poli(oximetileno)). En un reactor de régimen discontinuo (en
inglés Batch) se dispusieron previamente, a una temperatura de 80ºC
y a una presión de aproximadamente 1 bar, 94,4% en peso de
trioxano, 5,6% en peso de dioxolano y 350 ppm de metilal. Se
añadieron a esto 30 ppm de BF_{3}. Los datos cuantitativos están
referidos a la mezcla total de monómeros. El polímero en bruto
formado fue suspendido en una mezcla de agua y
trietil-amina y después de esto fue hidrolizado a
170ºC en una mezcla de agua y metanol (10/90). Al enfriar hasta la
temperatura ambiente, precipitó el polímero como un polvo fino y
fue filtrado con succión, lavado con agua y secado. El producto
posee un índice de fusión (MFI) de 9 g/10 min). Los siguientes
componentes son reunidos y mezclados intensamente en un mezclador de
Henschel: 190 g de negro de carbono de acetileno, 330 g de Kronos®
2220, 240 g de amarillo Sicotangelb K2112, 20 g de pardo Renolbraun
EKX 851, 300 g de Irganox® 245, 200 g de Licowachs® E, 70 g de
melamina, 50 g de estearato de magnesio, 400 g de Tinuvin® 234, 400
g de Tinuvin® 770, 13 kg de Paraloid® EXL 2600 (fabricante Rohm
& Haas), hasta 100 kg de un polímero de base de
poli(oximetileno). La mezcla es granulada en un extrusor de
dos husillos. Propiedades mecánicas: Módulo E de tracción 2.100
N/mm^{2}, tensión de estiramiento 44,6 N/mm^{2}, alargamiento
de rotura 61%; emisión de formaldehído según la norma VDA 275: 16
mg/kg.
Ejemplo comparativo
25
Los siguientes componentes se reúnen y mezclan
intensamente en un mezclador Henschel: 190 g de negro de carbono de
acetileno, 330 g de Kronos® 2220, 240 g de amarillo Sicotangelb
K2112, 20 g de pardo Renolbraub EKX 851, 600 g de Irganox® 245, 200
g de Licowachs® C, 50 g de Eurelon®, 30 g de diciandiamida, 400 g de
Tinuvin® 234, 400 g de Tinuvin® 770, 13 kg de Paraloid® EXL 2600
(fabricante Rohm & Haas), hasta 100 kg de un polímero de base
de poli(oximetileno). La mezcla es granulada en un extrusor
de dos husillos. El polímero de base es idéntico al polímero de
base utilizado en el Ejemplo 25. Propiedades mecánicas: Módulo E de
tracción 2.050 N/mm^{2}, tensión de estiramiento 42,9 N/mm^{2},
alargamiento de rotura 55%; emisión de formaldehído según la norma
VDA 275:
225 mg/kg.
225 mg/kg.
Claims (12)
1. Masa de moldeo de poli(oximetileno),
que contiene
componente (A): de 0,01 a 1,0% en peso de un
agente estabilizador cíclico, que contiene en el anillo por lo menos
un átomo de nitrógeno,
componente (B): de 0,001 a 0,5% en peso de una
sal de metal alcalino y/o alcalino-térreo de un
ácido carboxílico con 10 a 32 átomos de carbono,
componente (C): de 5 a 50% en peso de un
copolímero de injerto que se compone de un núcleo monofásico con
elasticidad de caucho, sobre la base de un polidieno, y de una
envoltura dura de injerto como agente modificador de la resistencia
al impacto,
componente (D): 0,0-2,0% en peso
de un compuesto fenólico impedido estéricamente,
componente (E): de 0,0 a 1,0% en peso de por lo
menos un agente estabilizador seleccionado entre el conjunto de los
derivados de benzotriazol o los derivados de benzofenona o derivados
de benzoatos aromáticos,
componente (F): de 0,0 a 0,8% en peso de una
amina impedida estéricamente para la estabilización frente a la luz
(HALS), y
componente (G): hasta 100% en peso de un homo- o
copolímero de poli(oximetileno).
2. Masa de moldeo de poli(oximetileno) de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque ésta
contiene el componente (A) en 0,03 a 0,3% en peso, el componente (B)
en 0,001 a 0,5% en peso, el componente (C) en 5 a 40% en peso, el
componente (D) en 0,1-1,0% en peso, el componente
(E) en 0,0 a 0,8% en peso, el componente (F) en 0,0 a 0,5% en peso y
el componente (G) en hasta 100% en peso.
3. Masa de moldeo de poli(oximetileno) de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque ésta
contiene el componente (A) en 0,01 a 1,0% en peso, el componente (B)
en 0,001 a 0,5% en peso, el componente (C) en 7 a 30% en peso, el
componente (D) en 0,2-1,0% en peso, el componente
(E) en 0,0 a 1,0% en peso, el componente (F) hasta en 0,4% en peso y
el componente (G) en hasta 100% en peso.
4. Masa de moldeo de poli(oximetileno) de
acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, utilizándose
como componente (A) amino-piridinas,
2,6-diamino-piridina,
amino-piridinas sustituidas y dímeras, pirrolidona,
imidazolidinona, hidantoína, alantoína,
triamino-1,3,5-triazina (melamina),
condensados de melamina y formaldehído,
metilol-melamina, individualmente o en forma de una
mezcla.
5. Masa de moldeo de poli(oximetileno) de
acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, utilizándose
como componente B) estearato de magnesio.
6. Masa de moldeo de poli(oximetileno) de
acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 5,
comprendiendo el componente (C) copolímeros de injerto que se
componen de un núcleo monofásico, con elasticidad de caucho, sobre
la base de un polidieno, y de una envoltura de injerto dura, estando
estructurada la envoltura de las partículas a base de una o dos
capas, componiéndose, en el caso de partículas de una sola capa, de
un poli(met)acrilato y de un
poli(met)acrilonitrilo, realizándose, en el caso de
partículas de dos capas, que la capa interior se compone de un
poliestireno reticulado y que la capa exterior se compone de un
polimetacrilato reticulado.
7. Masa de moldeo de poli(oximetileno) de
acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 6, conteniendo
el componente (D)
tetrakis-[3-(3,5-di-terc.-butil-4-hidroxi-fenil)-propionato]
de pentaeritritilo y/o
bis-[3-(3-terc.-butil-4-hidroxi-5-metil-fenil)-propionato]
de tri(etilenglicol) y/o
3,3'-bis-[3'-(3,5-di-terc.-butil-4-hidroxi-fenil)-propiono-hidrazida]
y/o
bis-[3-(3,5-bis-terc.-butil-4-hidroxifenil)-propionato]
de hexametilenglicol y/o
3,5-di-terc.-butil-4-hidroxi-tolueno.
8. Masa de moldeo de poli(oximetileno) de
acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 7, utilizándose
como componente (E) el
2-[2'-hidroxi-3',5'-bis(1,1-dimetil-bencil)-fenil-benzotriazol.
9. Masa de moldeo de poli(oximetileno) de
acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 8, conteniendo
el componente (F) un compuesto de
2,2,6,6-tetrametil-4-piperidina,
preferiblemente sebacato de
bis-(2,2,6,6-tetrametil-4-piperidilo),
y/o componiéndose el polímero del éster dimetílico de ácido
succínico y de la
1-(2-hidroxi-etil)-4-hidroxi-2,2,6,6-tetrametil-4-piperidina.
10. Masa de moldeo de poli(oximetileno)
de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 9, habiendo
sido preparado el componente (G), es decir el polímero de
poli(oximetileno), mediando utilización de ácido
trifluorometano-sulfónico como agente iniciador.
11. Utilización de la masa de moldeo
termoplástica de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1
a 10 para la producción de cuerpos moldeados y láminas.
12. Cuerpos moldeados que se pueden producir a
partir de una masa de moldeo termoplástica de acuerdo con una o
varias de las reivindicaciones 1 a 10.
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