ES2283346T3 - Masas de moldeo de policarbonato con talco especial. - Google Patents
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Abstract
Composiciones que contienen policarbonato, al menos un polímero de injerto, obtenible mediante polimerización em masa con ayuda de radicales, de un 5 hasta un 95 % en peso (referido al polímero de injerto) de, al menos, un monómero vinílico, sobre un 95 hasta un 5 % en peso (referido al polímero de injerto) de, al menos, una base para el injerto con una temperatura de transición vítrea < 10ºC y con un talco de elevada pureza, caracterizadas porque tienen un contenido en Al2O3 < 1 % en peso, referido al talco.
Description
Masas de moldeo de policarbonato con talco
especial.
La presente invención se refiere a composiciones
de policarbonato, cargadas con talco especial, que se caracterizan
por una elevada tenacidad, por elevadas transiciones de
tenacidad-fragilidad a bajas temperaturas, así como
por una buena aptitud a la transformación con bajos coeficientes de
dilatación térmica.
Se conocen masas de moldeo de PC/ABS cargadas o
bien reforzadas.
En la publicación EP-A 0 391 413
se describen, a modo de ejemplo, masas de moldeo de PC/ABS, que
contienen cargas inorgánicas con propiedades geométricas
especiales, especificándose las masas de moldeo por medio de un
bajo coeficiente de dilatación térmica lineal, por una elevada
tenacidad en caso de solicitación por choque, así como por una
elevada estabilidad dimensional al calor. Como cargas, según la
invención, se describen talco y materiales arcillosos, no
calcinados.
En la publicación EP-A 0 452 788
se describen masas de moldeo de PC/ABS, que contienen talco, que se
caracterizan especialmente por medio de una superficie mate del
material.
La publicación WO 09851737 describe mixturas de
PC/AES cargadas con minerales, en las que se emplea desde un 65
hasta un 85% en peso de PC con un 10 hasta un 50% en peso de un
termoplasto modificado con caucho con un 1 hasta un 5% en peso de
una carga minerales para masas de moldeo, así como su empleo en el
sector de las piezas externas para carrocerías. Las ventajas
consistirían en una estabilidad dimensional, en propiedades
térmicas, en una resiliencia con entalla y en propiedades de
fluencia, mejoradas con respecto al estado de la técnica.
La tarea de la presente invención consiste en
mejorar la resiliencia con entalla y, por lo tanto la transición de
tenacidad-fragilidad a bajas temperaturas.
Especialmente para piezas externas de carrocerías es de gran
importancia una baja transición de
tenacidad-fragilidad, dado que, incluso a
temperaturas claramente por debajo de cero grados, la rotura por
fragilidad del material empleado pueden conducir, en caso de
accidente, a heridos muy graves.
Se ha encontrado ahora que las composiciones de
policarbonato, modificadas a la resiliencia, que contienen el talco
especial, descrito más adelante, presentan la propiedad deseada. El
perfil de propiedades de las composiciones, según la invención,
posibilita, especialmente, un empleo para la fabricación de piezas
externas para carrocerías, con una calidad superficial excelente
para aplicaciones, que requieran una protección contra las
esquirlas volantes del material, incluso a baja temperatura.
El objeto de la presente invención está
constituido, por lo tanto, por composiciones de policarbonato, que
contienen modificador de la resiliencia y desde 0,05 hasta 40,
preferentemente desde 0,5 hasta 30 partes en peso, de forma
especialmente preferente desde 1 hasta 20 partes en peso, referido
al conjunto de la composición de un talco especial con un contenido
en Al_{2}O_{3} menor que un 1% en peso, preferentemente menos o
igual que un 0,9, en particular menor o igual que un 0,7% en peso,
de forma muy especialmente preferente menor o igual que un 0,5% en
peso, referido, respectivamente, al talco.
Son preferentes composiciones de policarbonato
que contienen
A) desde 30 hasta 98 partes en peso,
preferentemente desde 40 hasta 95 partes en peso, de forma
especialmente preferente desde 45 hasta 90 partes en peso al menos
de un policarbonato aromático,
B) desde 0,5 hasta 50, preferentemente desde 1
hasta 40, de forma especialmente preferente desde 1,5 hasta 30, de
forma muy especialmente preferente desde 5 hasta 25 partes en peso,
al menos, de un polímero de injerto,
C) desde 0,05 hasta 40, especialmente desde 0,5
hasta 30 partes en peso, de forma especialmente preferente desde 1
hasta 20 partes en peso, de forma muy especialmente preferente desde
2 hasta 15 partes en peso de un talco, según la definición dada en
este caso.
En este caso, da 100 la suma de las partes en
peso de todos los componentes (A hasta C así como, en caso dado,
otros componentes).
Componente
A
Los policarbonatos aromáticos y/o los
poliéstercarbonatos aromáticos, adecuados según la invención, según
el componente A, son conocidos por la literatura o pueden prepararse
según procedimientos conocidos por la literatura (para la obtención
de los policarbonatos aromáticos véase, por ejemplo, la publicación
Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates",
Interscience Publishers, 1964, así como las publicaciones
DE-AS 1 495 626, DE-OS 2 232 877,
DE-OS 2 703 376, DE-OS 2 714 544,
DE-OS 3 000 610, DE-OS 3 832 396;
para la obtención de los poliéstercarbonatos aromáticos, por
ejemplo, la publicación DE-OS 3 077 934).
\newpage
La obtención de los policarbonatos aromáticos se
lleva a cabo, por ejemplo, mediante reacción de difenoles con
halogenuros del ácido carbónico, preferentemente con fosgeno y/o con
dihalogenuros de ácidos dicarboxílicos aromáticos, preferentemente
con dihalogenuros del ácido bencenodicarboxílico, según el
procedimiento de la superficie límite entre las fases, en caso dado
con empleo de interruptores de cadenas, por ejemplo monofenoles y
en caso dado con empleo de ramificadores trifuncionales o con una
funcionalidad mayor que tres, por ejemplo trifenoles o
tetrafenoles.
Los difenoles para la obtención de los
policarbonatos aromáticos y/o de los poliéstercarbonatos aromáticos
son, preferentemente, aquellos de la fórmula (I)
en la
que
- A
- significa un enlace sencillo, alquileno con 1 a 5 átomos de carbono, alquilideno con 2 a 5 átomos de carbono, cicloalquilideno con 5 a 6 átomos de carbono, -O-, -SO-, -CO-, -S-, -SO_{2}-, arileno con 6 a 12 átomos de carbono, sobre el que pueden estar condensados otros anillos aromáticos, que contengan, en caso dado, heteroátomos,
o un resto de la fórmula (II) o (III)
- B
- significan respectivamente alquilo con 1 a 12 átomos de carbono, preferentemente metilo, halógeno, preferentemente cloro y/o bromo.
- x
- significan respectivamente, de manera independiente entre si, 0, 1 o 2,
- p
- significa 1 o 0, y
R^{5} y R^{6} que pueden
elegirse individualmente para cada X^{1}, significan,
independientemente entre sí, hidrógeno o alquilo con 1 a 6 átomos
de carbono, preferentemente hidrógeno, metilo o
etilo,
- X^{1}
- significan carbono y
- m
- significa un número entero de 4 a 7, preferentemente 4 o 5, con la condición de que R^{5} y R^{6} signifiquen simultáneamente alquilo al menos en un átomo X^{1}.
Los difenoles preferentes son la hidroquinona,
la resorcina, los dihidroxidifenoles, los
bis-(hidroxifenil)-alcanos con 1 a 5 átomos de
carbono, los bis-(hidroxifenil)-cicloalcanos con 5 a
6 átomos de carbono, los bis-(hidroxifenil)-éteres, los
bis-(hidroxifenil)-sulfóxidos, las
bis-(hidroxifenil)-cetonas, las
bis-(hidroxifenil)-sulfonas y los
\alpha,\alpha-bis-(hidroxifenil)-diisopropil-bencenos
así como sus derivados bromados en el núcleo y/o clorados en el
núcleo.
Los difenoles especialmente preferentes son el
4,4'-dihidroxidifenilo, el
bisfenol-A, el
2,4-bis(4-hidroxifenil)-2-metilbutano,
el
1,1-bis-(4-hidroxifenil)-ciclohexano,
el
1,1-bis-(4-hidroxifenil)-3.3.5-trimetilciclohexano,
el 4,4'-dihidroxidifenilsulfuro, la
4,4'-dihidroxidifenil-sulfona así
como sus derivados dibromados y tetrabromados o clorados tales como,
por ejemplo, el
2,2-bis(3-cloro-4-hidroxifenil)-propano,
el
2,2-bis-(3,5-dicloro-4-hidroxifenil)-propano
o el
2,2-bis(3,5-dibromo-4-hidroxifenil)-propano.
Es especialmente preferente el
2,2-bis-(4-hidroxifenil)-propano
(bisfenol-A).
Los difenoles pueden emplearse individualmente o
como mezcla arbitrarias.
Los difenoles son conocidos por la literatura o
pueden obtenerse según los procedimientos conocidos por la
literatura.
Los interruptores de cadena adecuados para la
obtención de los policarbonatos aromáticos, termoplásticos, son,
por ejemplo, el fenol, el p-clorofenol, el
p-terc.-butilfenol o el
2,4,6-tribromofenol, así como también los
alquilfenoles de cadena larga, tal como el
4-(1,3-tetrametilbutil)-fenol, según
la publicación DE-OS 2 842 005 o el monoalquilfenol
o bien los dialquilfenoles con, en total, desde 8 hasta 20 átomos de
carbono en los alquilos substituyentes, tales como el
3,5-di-terc.-butilfenol, el
p-iso-octilfenol, el
p-terc.-octilfenol, el
p-dodecilfenol y el
2-(3,5-dimetilheptil)-fenol y el
4-(3,5-dimetilheptil)-fenol. La
cantidad de interruptores de cadenas a ser empleados se encuentra
comprendida, en general, entre un 0,5% en moles y un 10% en moles,
referido a la suma en moles de los difenoles empleados en cada
caso.
Los policarbonatos aromáticos, termoplásticos,
tienen pesos moleculares medios en peso (M_{w}, medidos por
ejemplo mediante ultracentrífuga o por medida de la dispersión de la
luz) de 10.000 hasta 200.000, preferentemente de 15.000 hasta
80.000.
Los policarbonatos aromáticos, termoplásticos
pueden estar ramificados de manera conocida y concretamente de
manera preferente mediante la incorporación de un 0,05 hasta un 2,0%
en moles, referido a la suma de los difenoles empleados, de
compuestos trifuncionales o con una funcionalidad mayor que tres,
por ejemplo aquellos con tres o mas grupos fenólicos.
Son adecuados tanto los homopolicarbonatos como,
también, los copolicarbonatos. Para la obtención de los
copolicarbonatos, según la invención, de acuerdo con el componente
A, puede emplearse también desde un 1 hasta un 25% en peso,
preferentemente desde un 2,5 hasta un 25% en peso (referido a la
cantidad total de difenoles a ser empleados) de
polidiórganosiloxanos con grupos hidroxi-ariloxi en
los extremos. Estos son conocidos (véase por ejemplo la patente
norteamericana US 3 419 634) o bien pueden prepararse según
procedimientos conocidos por la literatura. La obtención de los
copolicarbonatos, que contienen polidiórganosiloxano, se describe,
por ejemplo, en la publicación DE-OS 3 334 782.
Los policarbonatos preferentes son, además de
los homopolicarbonatos del bisfenol-A, los
copolicarbonatos del bisfenol-A con hasta un 15% en
moles, referido a la suma en moles en difenoles, de otros difenoles
diferentes de los que han sido citados como preferentes o como
especialmente preferentes, de manera especial el
2,2-bis(3,5-dibromo-4-hidroxifenil)-propano.
Los dihalogenuros de los ácidos dicarboxílicos
aromáticos para la obtención de los poliéstercarbonatos aromáticos
son, preferentemente, los dicloruros de diácido del ácido
isoftálico, del ácido tereftálico, del ácido
difeniléter-4,4'-dicarboxílico y
del ácido
naftalin-2,6-dicarboxílico.
Son especialmente preferentes las mezclas de los
dicloruros de diácido del ácido isoftálico y del ácido tereftálico
en la relación comprendida entre 1:20 y 20:1.
En la obtención de los poliéstercarbonatos se
empleará, concomitantemente, además, un halogenuro del ácido
carbónico, preferentemente el fosgeno a modo de derivado de ácido
bifuncional.
Como interruptores de cadenas para la obtención
de los poliéstercarbonatos aromáticos entran en consideración,
además de los monofenoles, ya citados, también sus ésteres de ácido
clorocarbónico así como los cloruros de acilo de los ácidos
monocarboxílicos aromáticos, que pueden estar substituidos, en caso
dado, por grupos alquilo con 1 a 22 átomos de carbono o por átomos
de halógeno, así como los cloruros de los ácidos monocarboxílicos
alifáticos con 2 a 22 átomos de carbono.
La cantidad de los interruptores de cadena se
encuentra comprendida, respectivamente, desde un 0,1 hasta un 10%
en moles, referido, en el caso de los interruptores de cadenas
fenólicos, a los moles de los difenoles y, en el caso de los
interruptores de cadenas de cloruros de los ácidos monocarboxílicos,
a los moles de los dicloruros de los ácidos dicarboxílicos.
Los poliéstercarbonatos aromáticos pueden
contener incorporados, también, ácidos hidroxicarboxílicos
aromáticos.
Los poliéstercarbonatos aromáticos pueden ser
tanto lineales como pueden estar ramificados de manera conocida
(véanse a este respecto, también, las publicaciones
DE-OS 2 940 024 y la DE-OS 3 007
934).
Como agentes ramificadores pueden emplearse, por
ejemplo, los cloruros de ácidos carboxílicos trifuncionales o con
una funcionalidad mayor que 3, tales como el tricloruro de ácido
trimesínico, el tricloruro de ácido cianúrico, el tetracloruro del
ácido
3,3'-4,4'-benzofenona-tetracarboxílico,
el tetracloruro del ácido
1,4,5,8-naftalintetracarboxílico o el tetracloruro
del ácido piromelítico, en cantidades desde un 0,01 hasta un 1,0% en
moles, (referido a los dicloruros de los ácidos dicarboxílicos
empleados) o los fenoles trifuncionales o con una funcionalidad
mayor que 3, tales como la fluoroglucina, el
4,6-dimetil-2,4,6-tri(4-hidroxifenil)-hepteno-2,
el
4,4-dimetil-2,4,6-tri-(4-hidroxifenil)-heptano,
el
1,3,5-tri-(4-hidroxifenil)-benceno,
el
1,1,1-tri-(4-hidroxifenil)-etano,
el
tri-(4-hidroxifenil)-fenilmetano,
el
2,2-bis[4,4-bis(4-hidroxifenil)-ciclohexil]-propano,
el
2,4-bis(4-hidroxifenil-isopropil)-fenol,
el tetra-(4-hidroxifenil)-metano,
el
2,6-bis-(2-hidroxi-5-metil-bencil)-4-metil-fenol,
el
2-(4-hidroxifenil)-2-(2,4-dihidroxifenil)-propano,
el
tetra-(4-[4-hidroxifenil-sopropil]-fenoxi)-metano,
el
1,4-bis-[4,4'-dihidroxitri-fenil)-metil]-benceno,
en cantidades desde un 0,01 hasta un 1,0% en moles referido a los
difenoles empleados. Los agentes de ramificación fenólicos pueden
disponerse con los difenoles, los agentes de ramificación de cloruro
de acilo pueden incorporarse junto con los dicloruros de acilo.
En los poliéstercarbonatos aromáticos,
termoplásticos, la proporción en unidades estructurales de carbonato
puede variar de manera arbitraria. Preferentemente la proporción en
grupos carbonato asciende hasta un 100% en moles, especialmente
hasta un 80% en moles, de forma especialmente preferente hasta un
50% en moles, referido a la suma de los grupos éster y de los
grupos carbonato. Tanto la proporción en éster como también la
proporción en carbonato de los poliéstercarbonatos aromáticos puede
presentarse en el policondensado en forma de bloques o distribuida
de manera estadística.
La viscosidad relativa en solución
(\eta_{rel}) de los policarbonatos aromáticos y de los
poliéstercarbonatos se encuentra en el intervalo desde 1,18 hasta
1,4, preferentemente desde 1,20 hasta 1,32 (medida en soluciones de
0,5 g de policarbonato o de poliéstercarbonato en 100 ml de solución
de cloruro de metileno a 25ºC).
Los policarbonatos y los poliéstercarbonatos
aromáticos, termoplásticos pueden emplearse solos o en mezclas
arbitrarias entre sí.
Componente
B
El componente B abarca uno o varios polímeros de
injerto de
- B.1
- desde un 5 hasta un 95, preferentemente desde un 30 hasta un 90% en peso, al menos, de un monómero vinílico sobre
- B.2
- desde un 95 hasta un 5, preferentemente desde un 70 hasta un 10% en peso de una o varias base para el injerto, con temperaturas de transición vítrea <10ºC, preferentemente <0ºC, de forma especialmente preferente <-20ºC.
La base para el injerto B.2 tiene, en general,
un tamaño medio de partículas (valor d_{50}) desde 0,05 hasta 10
\mum, preferentemente desde 0,1 hasta 5 \mum, de forma
especialmente preferente desde 0,2 hasta 1 \mum.
Los monómeros B.1 son preferentemente mezclas
constituidas por
- B.1.1
- desde 50 hasta 99 partes en peso de hidrocarburos vinilaromáticos y/o de hidrocarburos vinilaromáticos substituidos en el núcleo (tales como, por ejemplo, el estireno, el \alpha-metilestireno, el p-metilestireno, el p-cloroestireno) y/o los metacrilatos de alquilo (con 1 a 8 átomos de carbono) (tales como, por ejemplo, el metacrilato de metilo, el metacrilato de etilo), y
- B.1.2
- desde 1 hasta 50 partes en peso de cianuros de vinilo (nitrilos insaturados tales como el acrilonitrilo y el metacrilonitrilo) y/o los (met)acrilatos de alquilo (con 1 a 8 átomos de carbono) (tales como, por ejemplo, el metacrilato de metilo, el acrilato de n-butilo, el acrilato de t-butilo) y/o derivados (tales como los anhídridos y las imidas) de los ácidos carboxílicos insaturados (por ejemplo el anhídrido del ácido maléico y la N-fenil-maleinimida).
Los monómeros B.1.1 preferentes se eligen, al
menos, entre uno de los monómeros constituidos por el estireno, el
\alpha-metilestireno y el metacrilato de metilo,
los monómeros B.1.2 preferentes se eligen, al menos, entre uno de
los monómeros constituidos por el acrilonitrilo, el anhídrido del
ácido maléico y el metacrilato de metilo.
Los monómeros especialmente preferentes son
B.1.1 el estireno y B.1.2 el acrilonitrilo.
Las base para el injerto B.2, adecuadas para los
polímeros de injerto B, son, por ejemplo, los cauchos de dieno, los
cauchos de EP(D)M, es decir aquellos a base de
etileno/propileno y, en caso dado, de dieno, los cauchos de
acrilato, de poliuretano, de silicona, de cloropreno y de
etileno/acetato de vinilo. Los sistemas basados en caucho
EP(D)M son especialmente adecuados para masas de
moldeo estables a la intemperie.
Las bases para el injerto B.2 preferentes son
los cauchos de dieno (por ejemplo a base de butadieno, de isopreno,
etc) o mezclas de cauchos de dieno o de copolímeros de cauchos de
dieno o de sus mezclas con otros monómeros copolimerizables (por
ejemplo según B.1.1 y B.1.2) con la condición de que la temperatura
de transición vítrea del componente B.2 se encuentre por debajo de
<10ºC, preferentemente <0ºC, de forma especialmente preferente
<-10ºC.
Es especialmente preferente, el caucho de
polibutadieno puro. Del mismo modo es preferente el caucho
EP(D)M.
Los polímeros B, especialmente preferentes, son,
por ejemplo, los polímeros de ABS (ABS en emulsión, en masa y en
suspensión), como los que se han descrito por ejemplo en la
publicación DE-OS 2 035 390 (US-PS
3 644 574) o en la publicación DE-OS 2 248 242
(=GB-PS 1 409 275) o bien en Ullmann, Enzyklopädie
der Technischen Chemie, tomo 19 (1980) páginas 280 y siguientes. El
contenido en gel de la base para el injerto B.2 supone, al menos,
un 30% en peso, preferentemente un 40% en peso como mínimo (medido
en tolueno).
Los copolímeros de injerto B se preparan
mediante polimerización por medio de radicales, por ejemplo mediante
polimerización en emulsión, en suspensión, en solución o en masa,
preferentemente mediante polimerización en emulsión o en masa, de
forma especialmente preferente mediante polimerización en masa.
Los cauchos para el injerto, especialmente
adecuados, son también los polímeros de ABS, que se preparan
mediante iniciación por Redox con un sistema iniciador constituido
por hidroperóxido orgánico y por ácido ascórbico según la
publicación US-P 4 937 285.
Puesto que, como se sabe, los monómeros para el
injerto no tienen que injertarse incondicionalmente por completo
sobre la base para el injerto, en la reacción de injerto, se
entenderán por polímeros de injerto B, según la invención, también
aquellos productos que se obtienen mediante
(co)polimerización de los monómeros para el injerto en
presencia de la base para el injerto y que se forman
concomitantemente durante la elaboración.
Los cauchos de acrilato, adecuados, según B.2 de
los polímeros B son, preferentemente, polímeros constituidos por
ésteres de alquilo del ácido acrílico, en caso dado con hasta un 40%
en peso, referido a B.2, de otros monómeros polimerizables,
etilénicamente insaturados. A los ésteres del ácido acrílico
polimerizables, preferentes, pertenecen los ésteres de alquilo con
1 a 8 átomos de carbono, por ejemplo los ésteres de metilo, de
etilo, de butilo, de n-octilo y de
2-etilo; los ésteres de halógenoalquilo,
preferentemente los ésteres de halógeno-alquilo con
1 a 8 átomos de carbono, tal como el acrilato de cloroetilo, así
como las mezclas de estos monómeros.
Para la reticulación pueden copolimerizarse
monómeros con mas de un doble enlace polimerizable. Ejemplos
preferentes de monómeros reticulantes son los ésteres de los ácidos
monocarboxílicos, insaturados, con 3 a 8 átomos de carbono y de los
alcoholes monovalentes, insaturados, con 3 a 12 átomos de carbono, o
los polioles saturados con 2 a 4 grupos OH y con 2 a 20 átomos de
carbono, tales como, por ejemplo, el dimetacrilato de etilenglicol,
el metacrilato de alilo; los compuestos heterocíclicos
poliinsaturados, tales como, por ejemplo, el cianurato de trivinilo
y el cianurato de trialilo; los compuestos vinílicos
polifuncionales, tales como los divinilbencenos y los
trivinilbencenos; así como, también, el fosfato de trialilo y el
ftalato de dialilo.
Los monómeros reticulantes, preferentes, son el
metacrilato de alilo, el dimetacrilato de etilenglicol, el ftalato
de dialilo y los compuestos heterocíclicos que presenten, al menos,
3 grupos etilénicamente insaturados.
Los monómeros reticulantes, especialmente
preferentes, son los monómeros cíclicos constituidos por el
cianurato de trialilo, el isocianurato de trialilo, la
triacriloilhexahidro-s-triazina, los
trialilbencenos. La cantidad de los monómeros reticulantes se
encuentra comprendida, preferentemente, entre un 0,02 hasta un 5,
especialmente desde un 0,05 hasta un 2% en peso, referido a la base
para el injerto B.2.
En el caso de monómeros reticulantes, cíclicos,
con al menos 3 grupos etilénicamente insaturados es ventajoso que
la cantidad se limite a un valor situado por debajo del 1% en peso
de la base para el injerto B.2.
Los "otros" monómeros preferentes
polimerizables, etilénicamente insaturados, que pueden servir,
además de los ésteres del ácido acrílico, en caso dado para la
obtención de la base para el injerto B.2, son, por ejemplo, el
acrilonitrilo, el estireno, el
\alpha-metilestireno, la acrilamidas, los
vinil-alquiléteres con 1 a 6 átomos de carbono, el
metacrilato de metilo, el butadieno. Los cauchos de acrilato
preferentes como base para el injerto B.2 son los polímeros de
emulsión, que presentan un contenido en gel de, al menos, un 60% en
peso.
Otras bases para el injerto, adecuadas según
B.2, son los cauchos de silicona con puntos con actividad de
injerto, como los que se han descrito en las publicaciones
DE-OS 3 704 657, DE-OS 3 704 655,
DE-OS 3 631 540 y DE-OS 3 631
539.
El contenido en gel de la base para el injerto
B.2 se determina a 25ºC en un disolvente adecuado (M. Hoffmann, H.
Krömer, R. Kuhn, Polymeranalytik I y II, Georg
Thieme-Verlag, Stuttgart 1977).
El tamaño medio de las partículas d_{50} es el
diámetro por encima y por debajo del cual se presenta,
respectivamente, el 50% en peso de las partículas. Este puede
determinarse con ayuda de medida con ultracentrífuga (W. Scholtan,
H. Lange, Kolloid, Z. y Z. Polymere 250 (1972),
782-1796).
Componente
C
Por talco se entenderá un talco de origen
natural o fabricado de manera sintética.
El talco puro tiene la composición química 3
MgO\cdot4SiO_{9}\cdotH_{2}O y, por lo tanto, un contenido en
MgO del 31,9% en peso, un contenido en SiO_{2} del 63,4%en peso y
un contenido en agua, químicamente enlazada, del 4,8% en peso. Se
trata de un silicato con estructura estratificada.
Los materiales de talco, de origen natural, no
tienen, en general, la composición ideal anteriormente indicada
puesto que están impurificados debido al intercambio parcial del
magnesio por otros elementos, mediante el intercambio parcial del
silicio, por ejemplo por el aluminio y/o debido a la
interpenetración con otros materiales tales como, por ejemplo, la
dolomita, la magnesita y la clorita.
Los tipos especiales de talco, en el sentido de
la invención, se caracterizan por una pureza especialmente elevada,
caracterizada por un contenido en Al_{2}O_{3} menos que un 1% en
peso, preferentemente menor que un 0,9% en peso, de forma
especialmente preferente menor que un 0,7% en peso, en particular
menor que un 0,5% en peso. Los tipos preferentes de talco, en el
sentido de la invención, se caracterizan, además de por su elevada
pureza (contenido el Al_{2}O_{3}), por un contenido en MgO desde
un 28 hasta un 35% en peso, preferentemente desde un 30 hasta un 33%
en peso, de forma especialmente preferente desde un 30,5 hasta un
32% en peso y por un contenido en SiO_{2} desde un 55 hasta un
65%en peso, preferentemente desde un 58 hasta el 64% en peso, de
forma especialmente preferente desde un 60 hasta un 62,5% en
peso.
Los tipos de talco, comercialmente disponibles,
que corresponden a esta definición, son, por ejemplo, Naintsch A3,
A7, A10, A30 y Naintsch Prever M30 de la Firma Naintsch Mineralwerke
GmbH (Graz, Austria) así como los tipos Finntalc M05SL, MO3, M05 y
M20SL, que son comercializados por la firma Omya GmbH (Colonia).
Es ventajoso, de forma especialmente preferente,
el empleo del talco según la invención, en forma de tipos molidos
de manera fina con un tamaño medio de las partículas d_{50} de
< 20 \mum, preferentemente < 10 \mum, de forma
especialmente preferente < 5 \mum. de forma particularmente
preferente < 2,5 \mum.
Los tipos de talco en el sentido que no
corresponde a la invención son, por ejemplo, Naintsch
SE-Standard, Naintsch SE-Super,
Naintsch SE-Micro así como Naintsch ST 10 15, 20, 30
y 60, todos los cuales son comercializados por la firma Naintsch
Mineralwerke GmbH, así como el talco Westmin comercializado por la
firma Omya, MP5O-26, MP99-10,
MP99-54 así como M25-38 de la firma
Pfizer.
Las composiciones, según la invención, pueden
contener otros polímeros.
Preferentemente, son adecuados los
(co)polímeros vinílicos (D.2) de, al menos, un monómero del
grupo de los hidrocarburos vinilaromáticos, de los cianuros de
vinilo (nitrilos insaturados), de los (met)acrilatos de
alquilo (con 1 a 8 átomos de carbono), de los ácidos carboxílicos
insaturados así como de los derivados (tales como los anhídridos y
las imidas) de los ácidos carboxílicos insaturados. Son
especialmente adecuados los (co)polímeros constituidos
por
- D.2.1
- desde 50 hasta 99, preferentemente desde 60 hasta 90 partes en peso de hidrocarburos vinilaromáticos y/o de hidrocarburos vinilaromáticos substituidos en el núcleo (tales como, por ejemplo, el estireno, el \alpha-metilestireno, el p-metilestireno, el p-cloroestireno) y/o los metacrilatos de alquilo (con 1 hasta 8 átomos de carbono) (tales como, por ejemplo, el metacrilato de metilo, metacrilato de etilo) y
- D.2.2
- desde 1 hasta 50, preferentemente desde 10 hasta 40 partes en peso de cianuros de vilo (nitrilos insaturados tales como el acrilonitrilo y el metacrilonitrilo) y/o los (met)acrilatos de alquilo (con 1 hasta 8 átomos de carbono) (tales como, por ejemplo, el metacrilato de metilo, el acrilato de n-butilo, el acrilato de t-butilo) y/o los ácidos carboxílicos insaturados (tal como el ácido maléico) y/o los derivados (tales como los anhídridos y las imidas) de los ácidos carboxílicos insaturados (por ejemplo el anhídrido del ácido maléico y la N-fenil-maleinimida).
Los (co)polímeros D.2 son de tipo resina,
termoplásticos y están exentos de caucho.
Es especialmente preferente el copolímero
constituido por D.2.1 el estireno y D.2.2 el acrilonitrilo.
Los (co)polímeros según D.2 son conocidos
y pueden prepararse mediante polimerización por medio de radicales,
especialmente mediante polimerización en emulsión, en suspensión, en
solución o en masa. Los (co)polímeros según el componente D.1
tienen, preferentemente, pesos moleculares M_{w} (promedio en
peso, determinado mediante dispersión de la luz o por
sedimentación) comprendidos entre 15.000 y 200.000.
Además, son adecuados los tereftalatos de
polialquileno (D.3) como los que han descrito en la publicación
EP-A-841 187.
Son preferentes los tereftalatos de
polialquileno, que hayan sido preparados a partir de ácido
tereftálico y/o de sus derivados reactivos (por ejemplo su éster de
dialquilo) y de etilenglicol y/o de butanodiol-1,4,
y mezclas de estos tereftalatos de polialquileno.
Preferentemente, las composiciones según la
invención contienen a los (co)polímeros vinílicos, a los
tereftalatos de polialquileno o a las mezclas de los mismos hasta
una cantidad del 35, de forma especialmente preferentemente hasta el
30% en peso, referido al conjunto de la composición. De una manera
muy especialmente preferente, las composiciones, según la invención,
contienen desde un 5 hasta un 30% en peso, referido al conjunto de
la composición, de los (co)polímeros de vinilo, de los
tereftalatos de polialquileno o de las mezclas de los mismos.
Las composiciones según la invención pueden
contener, al menos, otros aditivos usuales tales como, por ejemplo.
agentes antigoteo, agentes lubrificantes y para el desmoldeo,
agentes de nucleación, antiestáticos, estabilizantes, colorantes,
agentes protectores contra la llama y pigmentos, así como cargas y
productos de refuerzo diferentes del talco.
Las masas de moldeo según la invención, que
contienen los componentes anteriormente indicados y, en caso dado,
aditivos, se preparan por mezcla de los componentes correspondientes
de manera conocida y por amasado en fusión o por extrusión en
fusión a temperaturas desde 200ºC hasta 300ºC en dispositivos
usuales, tales como amasadoras internas, extrusoras y husillos de
doble árbol.
La mezcla de los componentes individuales puede
llevarse a cabo de manera conocida, tanto de forma sucesiva así
como, también, de manera simultánea y, concretamente, tanto a 20ºC
aproximadamente (temperatura ambiente) como, también, a temperatura
mas elevada.
Las masas de moldeo termoplásticas, según la
invención, son adecuadas para la fabricación de cuerpos moldeados
de cualquier tipo, especialmente de aquellos que deben cumplir
elevadas exigencias en cuanto a la transición de
tenacidad-fragilidad a bajas temperaturas, debido a
su excelente resiliencia así como a sus buenas propiedades tales
como, por ejemplo, el comportamiento EV (estabilidad a la rotura
bajo tensión), la rigidez, la estabilidad dimensional al calor, la
aptitud a la fluencia y a su pobre estiramiento.
Las masas de moldeo de la presente invención
pueden emplearse para la fabricación de cuerpos moldeados,
especialmente también con espesores delgados de pared. Los cuerpos
moldeados pueden fabricarse, por ejemplo, mediante colada por
inyección o por extrusión. Ejemplos de cuerpos moldeados que pueden
fabricarse son: piezas para carcasas de cualquier tipo, por ejemplo
para aparatos domésticos tales como exprimidores de jugos, máquinas
para café, mezcladoras; para máquinas de oficina tales como
monitores, ordenadores (portátiles), impresoras y copiadoras. Otros
posibles campos de aplicación son las placas de cobertura y los
canales para instalaciones eléctricas para el sector de la
construcción así como las piezas para el sector del automóvil (por
ejemplo piezas externas de carrocerías o piezas internas para
carrocerías). Las masas de moldeo pueden emplearse, además, en el
sector de la electrotecnia, por ejemplo para conmutadores, enchufes
y platinas.
El objeto de la invención está constituido,
también, por un procedimiento para la obtención de las
composiciones, por el empleo de las composiciones para la
fabricación de cuerpos moldeados así como por los propios cuerpos
moldeados.
Componente
A-1
Policarbonato a base de bisfenol A con una
viscosidad en solución relativa de 1,28, medida en cloruro de
metileno a 25ºC y a una concentración de 0,5 g/100 ml.
Componente
B-1
Polímero de injerto, fabricado mediante
polimerización en emulsión, de 45 partes en peso de estireno y
acrilonitrilo en la relación de 72:28 sobre 55 partes en peso de un
caucho de polibutadieno reticulado, en forma de partículas
(diámetro medio de las partículas d_{50} = 0,3 hasta 0,4
\mum)-.
Componente
B-2
Dow Mágnum 3904, masa de ABS de la firma Dow
Chem.
Componente
C
- C1:
- Talco Westmin, talco de la firma Mondo Minerals Oy (Helsinki, Finlandia), comercializado por la firma Omya GmbH (Colonia) con un contenido en MgO de un 31% en peso, con un contenido en SiO_{2} de un 61% en peso, y con un contenido en Al_{2}O_{3} de un 1,0% en peso, d_{50} = 2,5 \mum (comparativo).
- C2:
- Finntalc M05SL, tal de la firma Mondo Minerals Oy (Helsinki, Finlandia), comercializado por la firma Omya GmbH (Colonia) con un contenido en MgO de un 31% en peso, con un contenido en SiO_{2} de un 61% en peso, y con un contenido en Al_{2}O_{3} de un 0,3% en peso, d_{50} = 2 \mum.
- C3:
- Finntalc M20SL, talco de la firma Mondo Minerals Oy con un contenido en MgO de un 31% en peso, con un contenido en SiO_{2} de un 61% en peso y con un contendió en Al_{2}O_{3} de un 0,3% en peso, d_{50} = 6 \mum.
- C4:
- Finntalc M30SL, tal de la firma Mondo Minerals Oy con un contenido en MgO de un 31% en peso, con un contenido en SiO_{2} de un 61% en peso y con un contendió en Al_{2}O_{3} de un 0,3% en peso, d_{50} = 8,5 \mum.
- C5:
- Naintsch A3, talco de la firma Naintsch Mineralwerke GmbH con un contenido en MgO de un 31,5% en peso, con un contenido en SiO_{2} de un 62,0% en peso y con un contenido en Al_{2}O3 de un 0,4% en peso, d_{50} =1,2 \mum.
Las composiciones químicas indicadas
corresponden a las indicaciones de los fabricantes. La analítica se
lleva a cabo según métodos conocidos por la literatura (por ejemplo
mediante espectroscopia de fluorescencia a los rayos X o por
electroscopia de adsorción atómica o por calorimetría).
Componente
D-1
Copolímero de estireno/acrilonitrilo con una
relación entre estireno/acrilonitrilo de 77:28 y con una viscosidad
límite de 0,55 dl/g (medida en dimetilformamida a 20ºC).
Componente
D-2
Estabilizante de fosfito.
Componente
D-3
Tetraestearato de pentaeritrita como agente
desmoldeante.
La mezcla de los componentes A hasta D se lleva
a cabo en un amasador interno de 3 litros. Los cuerpos moldeados se
fabrican en una máquina de colada por inyección del tipo Arburg 270E
a 240ºC.
La determinación de la resiliencia con entalla
se lleva a cabo según el método ISO 180 1A con barretas con unas
dimensiones de 80 x 10 x 4 mm a temperatura ambiente.
La determinación de la estabilidad dimensional
al calor según Vicat B, se lleva a cabo según DIN 53 460.
La determinación del módulo de tracción E se
lleva a cabo según DIN 53 457/ISO 527.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Por la tabla 2 puede verse, que los ejemplos,
según la invención, presentan una resiliencia claramente mejor que
la del ejemplo comparativo, con un módulo de tracción E y con una
temperatura Vicat comparables.
Si se representa el diámetro medio de las
partículas frente a la resiliencia con entalla (figura 1), se
encontrará, según lo esperable, un aumento de la resiliencia a
medida que disminuye el tamaño de las partículas. Por el contrario,
es sorprendente que un elevado contenido en Al2O3 (cuadrado)
conduzca a un empeoramiento notable de la resiliencia con entalla
incluso con tamaños pequeños de las partículas. El empleo de las
masas ABS (ejemplo 6) ofrece adicionalmente, además, un claro
aumento de la resiliencia con entalla de un 62% aproximadamente y
una disminución de la transición de
tenacidad-fragilidad de 20ºC aproximadamente, en
comparación con las emulsiones de ABS (ejemplo 1) con una
composición cargada, por lo demás idéntica.
Claims (15)
1. Composiciones que contienen policarbonato, al
menos un polímero de injerto, obtenible mediante polimerización en
masa con ayuda de radicales, de un 5 hasta un 95% en peso (referido
al polímero de injerto) de, al menos, un monómero vinílico, sobre
un 95 hasta un 5% en peso (referido al polímero de injerto) de, al
menos, una base para el injerto con una temperatura de transición
vítrea < 10ºC y con un talco de elevada pureza,
caracterizadas porque tienen un contenido en Al_{2}O_{3}
< 1% en peso, referido al talco.
2. Composiciones según la reivindicación 1, que
contienen desde un 40 hasta un 80% en peso de, al menos, un
policarbonato aromático, desde un 0,5 hasta un 50% en peso de, al
menos, un polímero de injerto y desde un 0,05 hasta un 40% en peso
de talco.
3. Composiciones según la reivindicación 1, que
contienen desde un 45 hasta un 95% en peso de, al menos, un
policarbonato aromático, desde un 1 hasta un 35% en peso de, al
menos, un polímero de injerto y desde un 05 hasta un 30% en peso de
talco.
4. Composiciones según la reivindicación 1, que
contienen un talco, caracterizadas porque tienen un contenido
en MgO desde un 30 hasta un 33% en peso, un contenido en SiO_{2}
desde un 58 hasta un 64% en peso y un contenido en Al_{2}O_{3}
< 1,0% en peso, referido, respectivamente, al talco.
5. Composiciones, según la reivindicación 1, que
contienen talco, caracterizadas porque tienen un contenido
en Al_{2}O_{3} < 0,9% en peso, referido al talco.
6. Composiciones, según la reivindicación 5, que
contienen talco, caracterizadas porque tienen un contenido
en Al_{2}O_{3} < 0,7% en peso.
7. Composiciones, según la reivindicación 1,
caracterizadas porque el polímero de injerto ha sido
preparado a base de cauchos de dieno, de EP(D)M, de
acrilato o de silicona como base para el injerto.
8. Composiciones, según la reivindicación 1, que
contienen (co)polímeros vinílicos, tereftalatos de
polialquileno o mezclas de los mismos.
9. Composiciones, según las reivindicaciones 1 a
8, que contienen hasta un 30% en peso, con relación del conjunto de
la composición, de (co)polímero vinílico.
10. Composiciones, según las reivindicaciones 1
a 9, que contienen otros aditivos elegidos entre, al menos, uno del
grupo formado por los agentes lubrificantes y de desmoldeo, los
agentes de nucleación, los antiestáticos, los estabilizantes, los
colorantes y los pigmentos así como por productos de carga y de
refuerzo diferentes del talco.
11. Composiciones, según la reivindicación 1,
que contienen desde un 50 hasta un 90% en peso de, al menos, un
policarbonato aromático, desde un 1,5 hasta un 25% en peso de, al
menos, una masa de ABS, desde 0 hasta 20% en peso de un
(co)polímero vinílico y desde un 1 hasta un 20% en peso de un
talco con un contenido en MgO desde un 30 hasta un 33% en peso, con
un contenido en SiO_{2} desde un 58 hasta un 64% en peso y con un
contenido en Al_{2}O_{3} < 1,0% en peso, referido,
respectivamente, al talco.
12. Procedimiento para la obtención de
composiciones según las reivindicaciones 1 a 11, en el que se
mezclan los componentes individuales y se amasan a temperatura
elevada.
13. Empleo de las composiciones, según una o
varias de las reivindicaciones 1 a 11, parea la obtención de
cuerpos moldeados o bien de piezas moldeadas de cualquier tipo.
14. Cuerpos moldeados o bien piezas moldeadas,
que pueden obtenerse a partir de las composiciones según una o
varias de las reivindicaciones 1 a 11.
15. Piezas moldeadas, según la reivindicación
14, estando constituidas estas piezas moldeadas por piezas externas
para carrocerías o por piezas internas para carrocerías.
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