ES2290502T3 - Masas de moldeo de policarbonato, ignifugas. - Google Patents
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Abstract
Composiciones, que contienen A) desde 40 hasta 95 partes en peso de policarbonato o de poliéstercarbonato aromáticos o mezclas de los mismos, B) desde 5 hasta 40 partes en peso de un polímero de injerto, preparado en el procedimiento de polimerización en masa, a partir de acrilonitrilo y/o de metacrilonitrilo, de butadieno y, al menos, de un monómero del estireno, C) desde 0 hasta 20 partes en peso de un compuesto del fósforo exento de halógeno, D) desde 0 hasta 1 parte en peso de poliolefina fluorada, E) desde 0 hasta 5 partes en peso de polímero que contiene monómeros de acrilato y F) desde 0 hasta 3 partes en peso de un material inorgánico, finamente dividido, con un tamaño medio de las partículas de 1.000 nm con la condición de que, (i) el policarbonato o bien el poliéstercarbonato presente un peso molecular, promedio en peso Mw comprendido entre 25, 000 y 35, 000 g/mol, (ii) el polímero de injerto según el componente B) presente un contenido en butadieno comprendido entre un11 y un 14% en peso, referido al polímero de injerto, y un contenido en acrilonitrilo y/o en metacrilato nitrilo comprendido entre un 15 y un 30% en peso, referido a la suma formada por el acrilonitrilo y/o el metacrilonitrilo y el monómero del estireno en el polímero de injerto B y que contenga copolímero de monómero del estireno-(met)acrilonitrilo con un peso molecular, promedio en peso, Mw comprendido entre 5 u 10 4 y 14 u 10 4 g/mol.
Description
Masas de moldeo de policarbonato, ignífugas.
La presente invención se refiere a composiciones
de policarbonato modificadas a la resiliencia, que se caracterizan
por una combinación formada por una aptitud mejorada al flujo en
fusión, una estabilidad frente a los productos químicos y una
resistencia a la plastodeformación. Las composiciones tienen,
además, una buena tenacidad, estabilidad frente a la hidrólisis y
estabilidad durante la transformación. Preferentemente, la invención
se refiere a composiciones ignífugas.
Como materiales para las carcasas de aparatos de
la ingeniería informática tales como por ejemplo impresoras,
copiadoras, agendas electrónicas, monitores, teléfonos móviles, etc.
se exigen actualmente a los fabricantes cada vez mayores
requisitos. En muchos casos se exige un acabado protector contra la
llama. La exigencia de materiales con un acabado protector contra
la llama exento de halógenos se cumple, especialmente, por las
mixturas de PC + ABS, que están acabadas de manera ignífuga con
ésteres orgánicos del ácido fosfórico. Con relación a estas
composiciones existe un ingente estado de la técnica. A modo de
ejemplo pueden citarse las publicaciones EP-A 0 345
522, EP-A 0 640 655 y EP 0 363 608. Los cuerpos
moldeados, fabricados a partir de tales composiciones, presentan
una buena combinación de propiedades para la aplicación industrial,
tal como una buena tenacidad, una elevada estabilidad frente a la
deformación provocada por el calor y un comportamiento a la
transformación satisfactorio para muchas aplicaciones, sin embargo
esto se cumple únicamente, por regla general, dentro de un
determinado marco de transformación.
Recientemente se han planteado cada vez
requisitos mayores en lo que se refiere a la estabilidad frente a
los productos químicos y a la estabilidad frente a la hidrólisis así
como en lo que se refiere al comportamiento a la colada por
inyección y a la estabilidad durante la transformación, es decir la
constancia de propiedades a temperaturas elevadas para la
transformación de tales masas de moldeo. Estos requisitos son
cumplidos por aquellas composiciones de PC/ABS acabadas de manera
ignífuga con ésteres orgánicos del ácido fosfórico, especialmente
con fosfatos oligómeros, que contengan como componente de ABS un ABS
fabricado en el procedimiento de polimerización en masa. Del mismo
modo se han descrito ya las composiciones de este tipo en la
literatura de patentes.
De este modo, se han descrito en la publicación
EP-A 0 755 977 mixturas de PC + ABS con ABS de bajo
contenido en caucho, preferentemente ABS en masa, y con un bajo
contenido en agente protector contra la llama. En estas masas de
moldeo se consigue la necesaria aptitud al flujo en fusión mediante
el empleo de policarbonato con un peso molecular relativamente
bajo, de manera preferente con un peso molecular, promedio en peso,
< 25,000 g/mol, con lo cual se limita la resistencia frente a la
formación de fisuras bajo tensión. Únicamente se obtiene una
combinación, que sin embargo no es suficiente para todas las
aplicaciones, formada por la resistencia a la formación de fisuras
bajo tensión y por la resistencia a la llama con la limitación de la
proporción de los agentes protectores contra la llama y del caucho.
Los requisitos actualmente crecientes relativos a la aptitud al
flujo en fusión, a la resistencia a la llama y a la resistencia a la
formación de fisuras bajo tensión ya no se cumplen por las
composiciones de este tipo. Cuando se utilizan policarbonatos de
elevado peso molecular se mejora, ciertamente, la resistencia a la
formación de fisuras bajo tensión pero, sin embargo, se reduce
todavía más la aptitud al flujo en fusión. En el caso de que se
utilicen mayores cantidades de agentes protectores contra la llama
se cumplen, ciertamente, los requisitos relativos a la aptitud a la
fluencia, pero, sin embargo, se produce un empeoramiento de la
resistencia frente a los productos químicos.
En la publicación EP-A 0 933 396
se describen mezclas de policarbonato con ABS en masa, que están
acabadas de manera ignífuga con oligofosfatos y que se caracterizan
por una buena resiliencia, estabilidad frente a la hidrólisis y por
una estabilidad mejorada durante la transformación. Sin embargo, las
masas de moldeo descritas en esta solicitud presentan, para muchas
aplicaciones, especialmente una carencia de la resistencia frente a
la llama y de la resistencia de la línea de unión por fusión.
En la publicación JP-A 11 302
523 se han descrito composiciones constituidas por policarbonato,
ABS en masa, ABS en emulsión y un copolímero de
acrilonitrilo-vinilo, que se han acabado de manera
ignífuga con monofosfatos y con politetraflúoretileno (PTFE). Estas
masas de moldeo presentan un marco de elaboración insuficiente
puesto que tienen tendencia a la aglomeración de las fases a
temperaturas elevadas de transformación, lo cual conduce al
empeoramiento de las propiedades mecánicas y al sangrado del aditivo
protector contra la llama.
Además, tales composiciones presentan, como
muestra la experiencia, una estabilidad frente a la hidrólisis
insuficiente.
En la publicación DE 198 53 105 A1 se describen,
igualmente, composiciones que contienen policarbonato, ABS en masa,
que se emplea, de manera preferente, en combinación con ABS en
emulsión, y ésteres del ácido fosfórico. Las masas de moldeo según
las composiciones descritas en la publicación DE 198 53 105 A1,
muestran, especialmente, una aptitud a la fluencia, una estabilidad
frente a los productos químicos insuficiente y una estabilidad
frente a la hidrólisis insuficiente y un mal comportamiento bajo
esfuerzos permanentes.
La publicación EP-A 1 026 205
describe masas de moldeo constituidas por policarbonato, por
polímeros de injerto de ABS, preferentemente fabricadas en
procedimientos de polimerización en masa, ésteres monómeros u
oligómeros del ácido fosfórico y productos reforzantes de tipo
silicato, caracterizadas porque el contenido en cloro de la
composición no es mayor que 100 ppm. Del mismo modo se describen
aquellas composiciones que contienen, como otro componente,
polímeros de injerto, basados en acrilato, con estructura de
núcleo-envoltura. Las masas de moldeo, descritas en
esta solicitud, se caracterizan por una excelente estabilidad frente
a la hidrólisis, pero, sin embargo, presentan, por regla general,
una mala estabilidad frente a los productos químicos y un
comportamiento insuficiente a largo plazo debido al bajo peso
molecular del policarbonato empleado. Sin embargo, el bajo peso
molecular es necesario para conseguir en las composiciones,
descritas en este caso, una aptitud al flujo en fusión suficiente
de la masa de moldeo. Con el ABS en masa, empleado en este caso, no
se consigue un nivel suficiente de aptitud a la fluencia cuando se
utilizan policarbonatos de elevado peso molecular. Lo mismo es
válido también para las masas de moldeo, que han sido descritas en
la publicación WO 00/39210 y que se caracterizan porque contienen
como aditivo FR un oligofosfato puenteado con bisfenol A con un bajo
índice de acidez.
En la publicación US-A 5,849,827
se describen composiciones ignífugas constituidas por policarbonato
y por ABS en emulsión, que contienen, además de los aditivos
convencionales protectores contra la llama, partículas inorgánicas
finamente divididas y que se caracterizan por una resistencia a la
llama mejorada. Los efectos positivos de las partículas sobre la
aptitud al flujo en fusión y sobre la estabilidad frente a la
hidrólisis de las masas de moldeo no han sido descritos en esta
solicitud.
La tarea de la presente invención consistía en
proporcionar composiciones de policarbonato, que se caracterizasen,
especialmente, por una combinación formada por una excelente
resistencia frente a la formación de fisuras bajo tensión y una
resistencia a la plastodeformación con una aptitud mejorada del
flujo en fusión y que, además, dispusiesen de una elevada
tenacidad, de estabilidad durante la transformación y de estabilidad
frente a la hidrólisis. Especialmente, la tarea de la invención
consistía en proporcionar aquellas composiciones ignífugas, a
partir de las cuales pudiesen fabricarse cuerpos moldeados, que
superasen en el ensayo UL94V con un espesor de pared de 1,5 mm con
la nota V-0 y en las cuales no se desprendiese por
sangrado en una cuantía digna de consideración el aditivo protector
contra la llama bajo las condiciones usuales de la
transformación.
Se ha encontrado que presentan las propiedades
deseadas aquellas composiciones, que contienen policarbonato de
peso molecular medio, un polímero de injerto de ABS especial,
preparado mediante procedimientos de polimerización en masa, así
como, de manera opcional, al menos otro componente elegido entre los
ésteres oligómeros, orgánicos, del ácido fosfórico, partículas
inorgánicas finamente divididas, polímeros que contengan acrilato
así como poliolefinas fluoradas.
El objeto de la presente invención está
constituido por lo tanto por aquellas composiciones que
contienen
- A)
- desde 40 hasta 95 partes en peso, preferentemente desde 50 hasta 80 partes en peso, especialmente desde 60 hasta 80 partes en peso de policarbonato o de poliéstercarbonato aromático o mezclas de los mismos con un peso molecular, promedio en peso, M_{W} comprendido entre 25,000 y 35,000, preferentemente comprendido entre 26,000 y 33,000, especialmente comprendido entre 26,000 y 31,000 g/mol,
- B)
- desde 5 hasta 40 partes en peso, preferentemente desde 7 hasta 30 partes en peso, especialmente desde 10 hasta 20 partes en peso de un polímero de injerto, preparado en el procedimiento de polimerización en masa, constituido por, al menos, un acrilonitrilo y/o un metacrilonitrilo -a continuación (met)acrilonitrilo-, además butadieno y, al menos, un monómero del estireno con un contenido en butadieno comprendido entre un 11 y un 14% en peso referido al polímero de injerto y con un contenido en (met)acrilonitrilo comprendido entre un 15 y un 30% en peso, preferentemente comprendido entre un 18 y un 27% en peso, especialmente comprendido entre un 21 y un 26% en peso referido a la suma formada por el (met)acrilonitrilo y por el monómero del estireno en el polímero de injerto, conteniendo este polímero de injerto al copolímero de estireno-(met)acrilonitrilo con un peso molecular, promedio en peso, M_{w} comprendido entre 50.000 y 140.000, preferentemente comprendido entre 60.000 y 130.000, especialmente comprendido entre 60.000 y 110.000 g/mol,
- C)
- desde 0 hasta 20 partes en peso, preferentemente desde 2 hasta 18 partes en peso, especialmente desde 8 hasta 16 partes en peso de un compuesto del fósforo exento de halógeno, preferentemente de un éster oligómero orgánico del ácido fosfórico, especialmente de uno a base de bisfenol-A y sus derivados,
- D)
- desde 0 hasta 1 parte en peso, preferentemente desde 0,1 hasta 0,5 partes en peso, especialmente desde 0,2 hasta 0,5 partes en peso de poliolefina fluorada, que se aplica preferentemente en forma de una mezcla madre, de una premixtura o de una coprecipitación a partir de PTFE y de un polímero que contenga monómero vinílico,
\global\parskip0.920000\baselineskip
- E)
- desde 0 hasta 5 partes en peso, preferentemente desde 0,1 hasta 3 partes en peso, especialmente desde 0,5 hasta 2 partes en peso de un polímero que contenga monómero de acrilato, preferentemente de un polímero de injerto constituido por un 10 hasta un 90% en peso, preferentemente por un 30 hasta un 80% en peso, especialmente desde un 50 hasta un 80% en peso, referido al polímero de injerto, de un polímero en forma de partículas con una temperatura de transición vítrea por debajo de 0ºC, preferentemente por debajo de -20ºC, especialmente por debajo de -40ºC como base para el injerto y desde un 90 hasta un 10% en peso, preferentemente desde un 70 hasta un 20% en peso, especialmente desde un 50 hasta un 20% en peso, referido al polímero de injerto, de una corteza de injerto constituida por monómeros vinílicos, que presenta una proporción de, al menos, un 40% en peso, referido a la corteza de injerto, preferentemente de, al menos, un 60% en peso, especialmente de, al menos, un 80% en peso de monómeros de acrilato, siendo especialmente preferente como base para el injerto un caucho de polibutadieno o un caucho de silicona o un caucho compuesto de silicona-acrilato,
- F)
- desde 0 hasta 3 partes en peso, preferentemente desde 0,1 hasta 2 partes en peso, especialmente desde 0,2 hasta 1,5 partes en peso de materiales inorgánicos con un diámetro máximo de las partículas con un valor medio de 1.000 nm como máximo, preferentemente 500 nm como máximo, especialmente de 200 nm como máximo y
- G)
- hasta 10 partes en peso inclusive, preferentemente hasta 5 partes en peso inclusive, especialmente hasta 2 partes en peso inclusive de aditivos usuales en el comercio para polímeros.
La suma de las partes en peso de todos los
componentes se ha normalizado en este caso al valor 100.
Los componentes de las composiciones según la
invención se explicarán con mayor detalle a continuación.
Componente
A
Los policarbonatos aromáticos y/o los
poliéstercarbonatos aromáticos adecuados, según la invención, de
acuerdo con el componente A son conocidos por la literatura o
pueden prepararse según los procedimientos conocidos por la
literatura (para la obtención de los policarbonatos aromáticos véase
por ejemplo "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-A 3 077 934).
La obtención de los policarbonatos aromáticos se
lleva a cabo por ejemplo mediante procedimientos en fusión o
mediante reacción de difenoles con halogenuros del ácido carbónico,
preferentemente el fosgeno y/o con dihalogenuros de los ácidos
dicarboxílicos aromáticos, preferentemente los dihalogenuros del
ácido bencenodicarboxílico, según el procedimiento de superficie
límite entre las fases, en caso dado con empleo de interruptores de
cadenas, por ejemplo los monofenoles y, en caso dado, con empleo de
ramificadores trifuncionales o con una funcionalidad mayor que
tres, por ejemplo los trifenoles o los tetrafenoles.
Los difenoles preferentes para la obtención de
los policarbonatos aromáticos y/o de los poliéstercarbonatos
aromáticos son 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
- \quad
- o un resto de la fórmula (II) o (III)
\vskip1.000000\baselineskip
- B
- significan, respectivamente, alquilo con 1 hasta 12 átomos de carbono, preferentemente significa metilo, halógeno, preferentemente cloro y/o bromo,
- x
- significan, de manera independiente entre sí, 0, 1 o 2,
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 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 hasta 6
átomos de carbono, preferentemente significan hidrógeno, metilo o
etilo,
- X^{1}
- significa carbono y
- m
- significa un número entero desde 4 hasta 7, preferentemente significa 4 o 5, con la condición de que R^{5} y R^{6} sean, 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 sulfuro de 4,4'-dihidroxidifenilo, 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 mezclas arbitrarias.
Los difenoles son conocidos por la literatura o
pueden obtenerse según procedimientos conocidos por la
literatura.
Para la obtención de los policarbonatos
aromáticos, termoplásticos, son adecuados interruptores de cadena
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 por ejemplo el
4-(1,3-tetrametilbutil)-fenol según
la DE-OS 2 842 005 o los monoalquilfenoles o bien
los dialquilfenoles con un total de 8 hasta 20 átomos de carbono en
los substituyentes alquilo, 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 a ser empleada de los interruptores de cadenas asciende en
general entre 0,5% en moles y 10% en moles, referido a la suma en
moles de los difenoles empleados respectivamente.
Los policarbonatos aromáticos, termoplásticos,
pueden estar ramificados de manera conocida y concretamente, de
manera preferente, mediante la incorporación desde 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 con más de tres grupos
fenólicos.
Son adecuados tanto los homopolicarbonatos como,
también, los copolicarbonatos. Para la obtención de los
copolicarbonatos según la invención, como componente A, pueden
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
extremos de hidroxi-ariloxi. Éstos son conocidos
(véase, por ejemplo, la publicación US-A 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 las publicaciones
DE-A 3 334 782.
Los policarbonatos preferentes son, además de
los homopolicarbonatos de bisfenol-A, los
copolicarbonatos de bisfenol-A con hasta un 15% en
moles, referido a la suma en moles de los difenoles, de otros
difenoles diferentes de los que se han citado de manera preferente
o bien de manera especialmente preferente, en particular 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 diacilo del ácido
isoftálico, del ácido tereftálico, del ácido
difeniléter-4,4'-dicarboxílico y
del ácido
naftalin-2,6-dicarboxílico.
Son especialmente preferentes mezclas de los
dicloruros de diacilo del ácido isoftálico y del ácido tereftálico
en la proporción comprendida entre 1:20 y 20:1.
Además, se empleará en la obtención de los
poliéstercarbonatos, de manera concomitante, un halogenuro del
ácido carbónico, preferentemente el fosgeno, como derivado
bifuncional de ácido.
Como interruptores de cadenas para la obtención
de los poliéstercarbonatos aromáticos entran en consideración,
además de los monofenoles ya citados, también sus ésteres del ácido
clorocarbónico así como los cloruros de acilo de los ácidos
monocarboxílicos aromáticos que, en caso dado, pueden estar
substituidos 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 cadenas 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 constituidos por cloruro de los ácidos
monocarboxílicos, referido 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 ramificados de manera conocida (véanse a este
respecto igualmente las publicaciones DE-A 2 940 024
y DE-A 3 007 934).
Como agentes de ramificación pueden emplearse
por ejemplo los cloruros de los ácidos carboxílicos trifuncionales
o con una funcionalidad mayor que 3, tales como el tricloruro del
ácido trimésico, el tricloruro del 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 comprendidas entre 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 floroglucina, 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-metilfenol,
el
2-(4-hidroxifenil)-2-(2,4-dihidroxifenil)-propano,
el
tetra-(4-[4-hidroxifenil-isopropil]-fenoxi)-metano,
el
1,4-bis-[4,4'-dihidroxitri-fenil)-metil]-benceno,
en cantidades desde 0,01 hasta 1,0% en moles, referido a los
difenoles empleados. Los agentes de ramificación fenólicos pueden
presentarse 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 es de hasta un 100% en moles, especialmente de
hasta un 80% en moles, de forma especialmente preferente de hasta un
50% en moles, referido a la suma de los grupos éster y de los
grupos carbonato. Tanto la parte éster así como, también, la parte
carbonato de los poliéstercarbonatos aromáticos puede presentarse en
forma de bloques o distribuida estadísticamente en el
policondensado.
Los policarbonatos y los poliéstercarbonatos
aromáticos, termoplásticos pueden emplearse solos o en mezclas
arbitrarias entre sí.
Componente
B
El polímero de ABS según el componente B está
constituido por un polímero de injerto modificado con caucho, en el
que se han incorporado por polimerización monómeros de estireno
según B.1.1 y acrilonitrilo y/o metacrilonitrilo según B.1.2 en
presencia de un caucho de butadieno B.2, llevándose a cabo la
obtención de B de manera conocida según un procedimiento de
polimerización en masa o de polimerización en
masa-suspensión, como se ha descrito, por ejemplo,
en las publicaciones US-A 3 243 481,
US-A 3 509 237, US-A 3 660 535,
US-A 4 221 833 y US-A 4 239
863.
Ejemplos de monómeros del estireno B.1.1 son el
estireno, el \alpha-metilestireno, los estirenos
substituidos por halógeno o substituidos por alquilo en el núcleo
tales como el p-metilestireno, el
p-cloroestireno. Los monómeros según B.1.2 son el
acrilonitrilo y/o el metacrilonitrilo.
Los monómeros preferentes B.1.1 son el estireno
y el \alpha-metilestireno, siendo el monómero
B.1.2 preferente el acrilonitrilo. Los monómeros especialmente
preferentes son B.1.1 el estireno y B.1.2 el acrilonitrilo.
Los cauchos B.2, adecuados para los polímeros de
injerto B modificados con caucho son los cauchos de butadieno. Los
cauchos de butadieno en el sentido de la presente invención son
aquellos a base de butadieno, que pueden contener, de manera
opcional, hasta un 50% en peso inclusive, preferentemente hasta un
30% en peso inclusive, especialmente hasta un 20% en peso inclusive
con relación a los monómeros que pueden copolimerizarse con el
caucho (por ejemplo según B.1.1 y B.1.2), con la condición de que la
temperatura de transición vítrea de los componentes B.2 se
encuentre por debajo de 10ºC, preferentemente por debajo de -10ºC,
especialmente por debajo de -20ºC. Es especialmente preferente el
caucho de polibutadieno puro así como el caucho de copolímero de
butadieno/estireno.
El contenido de la base para el injerto (caucho)
en el componente B está comprendido entre un 11 y un 14% en peso
referido a B. Cuando los contenidos en caucho sean más pequeños no
se obtendrá un nivel suficiente de tenacidad, con contenidos
mayores no se obtendrá una aptitud al flujo en fusión suficiente. El
contenido en acrilonitrilo y/o en metacrilonitrilo según B.1.2 en B
está comprendido entre un 15 y un 30% en peso, preferentemente
entre un 18 y un 27% en peso, especialmente entre un 21 y un 26% en
peso referido a la suma formada por B.1.2 y por el monómero de
estireno B.1.1 en el polímero de injerto B.
El componente B puede contener, adicionalmente,
también pequeñas cantidades, usualmente por debajo del 5% en peso,
preferentemente por debajo del 2% en peso, referido a B.2, monómeros
etilénicamente insaturados, que tengan acción reticulante. Ejemplos
de tales monómeros con acción reticulante son los
di-(met)-acrilatos de alquilendiol, los
di-(met)-acrilatos de poliéster, el divinilbenceno,
el trivinilbenceno, el cianurato de trialilo, el
(met)-acrilato de alilo, el maleato de dialilo y el
fumarato de dialilo.
El copolímero estadístico constituido por el
monómero de estireno B.1.1 y el monómero B.1.2 se presenta
usualmente incorporado por injerto sobre o en el polímero B en
parte sobre el caucho B.2, formando este polímero mixto de injerto
partículas discretas en el copolímero estadístico formado por B.1.1
y por B.1.2. El peso molecular promedio en peso del copolímero
estadístico libre, es decir que puede ser eluido, puede determinarse
por medio de la cromatografía de permeación de gel (GPC) y se
encuentra comprendido entre los componentes B, según la invención,
entre 5\cdot10^{4} hasta 14\cdot10^{4}, preferentemente está
comprendido entre 6\cdot10^{4} y 13\cdot10^{4},
especialmente está comprendido entre 6\cdot10^{4} y
11\cdot10^{4} g/mol.
El diámetro medio de las partículas de las
partículas de caucho injertadas, resultantes, (determinado mediante
conteo en fotografías realizadas con el microscopio electrónico) se
encuentra comprendido entre 0,5 y 5 \mum, preferentemente entre
0,8 y 2,5 \mum.
Componente
C
Los compuestos del fósforo, que entran en
consideración, preferentemente, como agentes protectores contra la
llama, exentos de halógeno, se eligen entre el grupo de los ésteres
del ácido fosfórico o bien del ácido fosfónico, monómeros u
oligómeros, las fosfonataminas y los fosfacenos.
Preferentemente se emplean los ésteres
oligómeros del ácido fosfórico o bien del ácido fosfónico de la
fórmula general (IV)
en la
que
R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4}
significan, independientemente entre si, respectivamente, alquilo
con 1 hasta 8 átomos de carbono, significan cicloalquilo con 5
hasta 6 átomos de carbono, arilo con 6 hasta 20 átomos de carbono o
aralquilo con 7 hasta 12 átomos de carbono, substituidos,
respectivamente, en caso dado por alquilo, preferentemente por
alquilo con 1 hasta 4 átomos de
carbono,
- n
- independientemente entre sí, significan 0 o 1,
- q
- significa desde 0,5 hasta 30 y
- X
- significa un resto mononuclear o polinuclear con 6 hasta 30 átomos de carbono, o un resto alifático, lineal o ramificado, con 2 hasta 30 átomos de carbono, que puede estar substituido por OH y que puede contener hasta 8 enlaces de éter.
Preferentemente, R^{1}, R^{2}, R^{3} y
R^{4} significan, independientemente entre sí, alquilo con 1
hasta 4 átomos de carbono, fenilo, naftilo o
fenil-alquilo con 1 hasta 4 átomos de carbono. Los
grupos aromáticos R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4} pueden estar
substituidos, por su parte, con grupos alquilo, preferentemente por
alquilo con 1 hasta 4 átomos de carbono. Los restos arilo
especialmente preferentes son cresilo, fenilo, xilenilo,
propilfenilo o butilfenilo.
Preferentemente,
- X
- en la fórmula (IV), significa un resto aromático, mononuclear o polinuclear, con 6 hasta 30 átomos de carbono. Éste se deriva, preferentemente, de difenoles de la fórmula (I).
En la fórmula (IV),
- n
- independientemente entre sí, significan 0 o 1, preferentemente n es igual a 1.
- q
- significa valores desde 0,5 hasta 30, preferentemente desde 0,8 hasta 15, de forma especialmente preferente desde 1 hasta 5, en particular desde 0,8 hasta 2.
De forma especialmente preferente,
- X
- significa
- \quad
- especialmente X se deriva de la resorcina, de la hidroquinona, del bisfenol A o del difenilfenol. De forma especialmente preferente X se deriva del bisfenol A.
Los compuestos que contienen fósforo,
especialmente preferentes, son los compuestos de la fórmula
(IVa)
en la
que
R^{1}, R^{2}, R^{3}, R^{4},
n y q tienen el significado indicado en el caso de la fórmula
(IV),
- m
- significan, independientemente entre sí, 0, 1, 2, 3 o 4,
R^{5} y R^{6} significan,
independientemente entre sí, alquilo con 1 hasta 4 átomos de
carbono, preferentemente significan metilo o etilo
e
- Y
- significa alquilideno con 1 hasta 7 átomos de carbono, alquileno con 1 hasta 7 átomos de carbono, cicloalquileno con 5 hasta 12 átomos de carbono, cicloalquilideno con 5 hasta 12 átomos de carbono, -O-, -S-, -SO_{2} o -CO-, preferentemente significa isopropilideno o metileno.
Es especialmente preferente
con q = 0,8 hasta
1,5.
Los compuestos del fósforo, según el componente
C, son conocidos (véanse, por ejemplo, las publicaciones
EP-A 0 363 608, EP-A 0 640 655) o
pueden prepararse de manera análoga según métodos conocidos (por
ejemplo Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, tomo 18,
página 301 y siguientes, 1979; Houben-Weyl, Methoden
der organischen Chemie, tomo 12/1, página 43; Beilstein tomo 6,
página 177).
Los valores medios de q pueden obtenerse por
determinación, según métodos adecuados (cromatografía gaseosa (GC),
cromatografía líquida de alta presión (HPLC), cromatografía de
permeación de gel (GPC)) de la composición de la mezcla de fosfato
(distribución del peso molecular) y calculándose, a partir de ésta,
el valor medio para q.
Componente
D
Los agentes protectores contra la llama,
correspondientes al componente D, se emplean, frecuentemente, en
combinación con los denominados agentes antigoteo, que reducen la
tendencia del material a desprender gotas en combustión en caso de
incendio. De manera ejemplificativa pueden citarse en este caso
compuestos de las clases de substancias de las poliolefinas
fluoradas, de las siliconas así como de las fibras de aramida. Éstos
pueden emplearse, también, en las composiciones según la invención.
Preferentemente, se emplearán las poliolefinas fluoradas como
agentes antigoteo.
Las poliolefinas fluoradas son conocidas y se
han descrito, por ejemplo, en la publicación EP-A
640 655. Éstas se comercializan, por ejemplo, bajo la marca Teflon®
30 N de la firma DuPont.
Las poliolefinas fluoradas pueden emplearse,
tanto en forma pura como, también, en forma de una mezcla coagulada
de emulsiones de poliolefinas fluoradas con emulsiones de polímeros
de injerto o con (co)polímeros a base monómeros vinílicos,
mezclándose la poliolefina fluorada, a modo de emulsión, con una
emulsión del polímero de injerto o del copolímero y subsiguiente
coagulación.
Además, las poliolefinas fluoradas pueden
emplearse a modo de premixtura con el polímero de injerto o con un
copolímero, preferentemente a base de monómeros vinílicos. Las
poliolefinas fluoradas se mezclan, en forma de polvo, con un polvo
o con un granulado del polímero de injerto o del copolímero y se
amasan en fusión en general a temperaturas comprendidas entre 200 y
330ºC en dispositivos usuales tales como amasadores internos,
extrusoras o husillos de doble árbol.
Las poliolefinas fluoradas pueden emplearse,
también, en forma de una mezcla madre que se prepara mediante
polimerización en emulsión de, al menos, un monómero
monoetilénicamente insaturado en presencia de una dispersión acuosa
de la poliolefina fluorada. Los componentes monómeros preferentes
son el estireno, el acrilonitrilo, el metacrilato de metilo y sus
mezclas. El polímero se emplea en forma de polvo esparcible, tras
precipitación ácida y subsiguiente secado.
Los coagulados, las premixturas o bien las
mezclas madres tienen, usualmente, contenidos en materia sólida de
poliolefina fluorada desde un 5 hasta un 95% en peso,
preferentemente desde un 7 hasta un 80% en peso.
Las poliolefinas fluoradas pueden emplearse en
concentraciones comprendidas entre 0 y 1 parte en peso,
preferentemente comprendidas entre 0,1 y 0,5 partes en peso, en
particular comprendidas entre 0,2 y 0,5 partes en peso, refiriéndose
estas indicaciones cuantitativas a la poliolefina fluorada pura,
cuando se utilice un coagulado, una premixtura o una mezcla
madre.
Componente
E
Como componente E entran en consideración todos
los (co)polímeros que contengan ésteres de alquilo con 1 a 8
átomos de carbono del ácido (met)acrílico tales como el
metacrilato de metilo, el acrilato de n-butilo, el
acrilato de t-butilo, que pueden contener, en caso
dado, monómeros del estireno tales como el estireno, el
\alpha-metilestireno, los estirenos substituidos
por halógeno o por alquilo en el núcleo tales como el
p-metilestireno, el p-cloroestireno
y cauchos. La proporción en los ésteres de alquilo con 1 a 8 átomos
de carbono del ácido (met)acrílico en el componente E es
preferentemente mayor que el 10% en peso, preferentemente mayor que
el 20% en peso.
El compuesto de acrilato preferente en el
componente E es el metacrilato de metilo.
Especialmente, entran en consideración como
componente E aquellos polímeros de injerto que estén constituidos
por un 10 hasta un 90% en peso, preferentemente por un 30 hasta un
80% en peso, especialmente por un 50 hasta un 80% en peso, referido
al polímero de injerto, de un polímero en forma de partículas con
una temperatura de transición vítrea por debajo de 0ºC,
preferentemente por debajo de -20ºC, especialmente por debajo de
-40ºC como base para el injerto y por un 90 hasta un 10% en peso,
preferentemente por un 70 hasta un 20% en peso, especialmente por
un 50 hasta un 20% en peso, referido al polímero de injerto, de una
corteza de injerto constituida por monómeros vinílicos, que
presenta una proporción de, al menos, un 40% en peso, referida a la
corteza de injerto, preferentemente de, al menos, un 60% en peso,
especialmente de, al menos, un 80% en peso de ésteres de alquilo
con 1 a 8 átomos de carbono del ácido (met)acrílico tales
como el metacrilato de metilo, el acrilato de
n-butilo, el acrilato de t-butilo.
Preferentemente entra en consideración el metacrilato de metilo
como éster de alquilo con 1 a 8 átomos de carbono del ácido
(met)acrílico en la corteza de injerto.
Las bases para el injerto adecuadas para estos
polímeros de injerto son, por ejemplo, los cauchos de dieno, los
cauchos EP(D)M, es decir aquellos a base de
etileno/propileno y, en caso dado, compuestos diénicos, además
cauchos de acrilato, de poliuretano, de silicona, de cloropreno y de
etileno/acetato de vinilo así como cauchos compuestos de
silicona-acrilato.
Son preferentes los cauchos diénicos, los
cauchos de silicona y los cauchos compuestos de
silicona-acrilato. Son especialmente preferentes
los cauchos compuestos de silicona-acrilato.
Los cauchos diénicos, en el sentido de la
presente invención son, por ejemplo: aquellos a base de, por
ejemplo, butadieno o de isopreno, o copolímeros de los mismos con
otros monómeros copolimerizables. Los monómeros copolimerizables
preferentes son los monómeros vinílicos elegidos del grupo formado
por los hidrocarburos aromáticos vinílicos, los hidrocarburos
aromáticos vinílicos substituidos en el núcleo (tales como por
ejemplo el estireno, el \alpha-metilestireno, el
p-metilestireno), los metacrilatos de alquilo (con 1
hasta 8 átomos de carbono), (tales como el metacrilato de metilo,
el metacrilato de etilo), los acrilatos de alquilo (con 1 hasta 8
átomos de carbono) (tales como el acrilato de
n-butilo y el acrilato de terc.-butilo o mezclas de
los mismos), los cianuros de vinilo (los nitrilos insaturados tales
como el acrilonitrilo y el metacrilonitrilo) y derivados de ácidos
carboxílicos insaturados tales como los anhídridos y las imidas
(por ejemplo el anhídrido del ácido maleico y la
N-fenil-maleinimida), es
especialmente preferente el estireno con una proporción preferente
de hasta un 30% en peso, inclusive, referido al caucho diénico.
El caucho de polibutadieno puro es especialmente
preferente.
Estas bases para el injerto tienen, en general,
un tamaño medio de las partículas (valor d_{50}) desde 0,05 hasta
5 \mum, preferentemente desde 0,1 hasta 2 \mum, especialmente
desde 0,1 hasta 1 \mum.
El tamaño medio de las partículas d_{50} es el
diámetro, por encima y por debajo del cual se encuentra
respectivamente el 50% en peso de las partículas. Éste puede
determinarse con ayuda de la medida por ultracentrifugación (W.
Scholtan, H. Lange, Kolloid, Z. y Z. Polymere 250 (1972),
782-1796).
La proporción en gel de estas bases para el
injerto supone, al menos, el 30% en peso, preferentemente, al
menos, el 40% en peso (medido en tolueno).
El contenido en gel se determina a 25ºC, en un
disolvente adecuado (M. Hoffmann, H. Krömer, R. Kuhn,
Polymeranalytik I y II, Georg Thieme-Verlag,
Stuttgart 1977).
Del mismo modo son adecuados, como bases para el
injerto, de forma especialmente preferentes, para los polímeros de
injerto, aquellos cauchos de acrilato, cauchos de silicona o cauchos
compuestos de acrilato de silicona, que contengan desde 0 hasta un
100% en peso, preferentemente desde un 1 hasta un 99% en peso,
especialmente desde un 10 hasta un 99% en peso, de forma
especialmente preferente desde un 30 hasta un 99% en peso de
componente de poliórganosiloxano y desde un 100 hasta un 0% en peso,
preferentemente desde un 99 hasta un 1% en peso, especialmente
desde un 90 hasta un 1% en peso, de forma especialmente preferente
desde un 70 hasta un 1% en peso de componente de caucho de
poli-(met)acrilato de alquilo (la cantidad total de los
componentes correspondientes de caucho da el 100% en peso).
Tales cauchos tienen, preferentemente, un
diámetro medio de las partículas desde 0,01 hasta 0,6 \mum.
Como cauchos de acrilato de silicona preferentes
entran en consideración aquellos cuya obtención ha sido descrita en
las publicaciones JP 08 259 791-A, JP 07 316
409-A y EP-A 0 315 035. Por la
presente se incorporan en esta solicitud los contenidos
correspondientes de estas solicitudes.
El componente de poliórganosiloxano, en el
caucho compuesto de acrilato de silicona, puede prepararse mediante
reacción de un órganosiloxano y de un agente reticulante
multifuncional en un proceso de polimerización en emulsión. Además,
es posible introducir en el caucho puntos activos para el injerto
mediante la adición de órganosiloxanos insaturados adecuados.
En general, el órganosiloxano es cíclico,
conteniendo las estructuras anulares preferentemente desde 3 hasta
6 átomos de Si. A modo de ejemplo pueden citarse el
hexametilciclotrisiloxano, el octametilciclotetrasiloxano, el
decametilciclopentasiloxano, el dodecametilciclohexasiloxano, el
trimetiltrifenilciclotrisiloxano, el
tetrametiltetrafenilciclotetrasiloxano, el
octafenilciclotetrasiloxano, que pueden emplearse individualmente o
en mezcla de 2 o varios compuestos. El componente de órganosiloxano
debería participar en la constitución de la parte de silicona en el
caucho de acrilato de silicona al menos en un 50% en peso,
preferentemente al menos en un 70% en peso, referido a la parte de
silicona en el caucho de acrilato de silicona.
Como agentes reticulantes se emplearán, en
general, compuestos de silano trifuncionales o tetrafuncionales. A
modo de ejemplo pueden citarse a este respecto, como especialmente
preferentes: el trimetoximetilsilano, el trietoxifenilsilano, el
tetrametoxisilano, el tetraetoxisilano, el
tetra-n-propoxisilano, el
tetrabutoxisilano. Agentes reticulantes tetrafuncionales,
especialmente el tetraetoxisilano. La cantidad de agente reticulante
supone, en general, desde 0 hasta un 30% en peso (referido al
componente de poliórganosiloxano en el caucho de acrilato de
silicona).
Para la incorporación de puntos activos para el
injerto en los componentes de poliórganosiloxano del caucho de
acrilato de silicona se emplean, preferentemente, compuestos que
formen una de las estructuras siguientes:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
donde
- R^{5}
- significa metilo, etilo, propilo o fenilo,
- R^{6}
- significa hidrógeno o metilo,
- n
- significa 0,1 o 2 y
- p
- significa un número desde 1 hasta 6.
El (met)acriloiloxisilano es un compuesto
preferente para la formación de la estructura (GI 1). Los
(met)acriloiloxisilanos preferentes son, por ejemplo, el
\beta-metacriloiloxietil-dimetoxi-metil-silano,
el
\gamma-metacriloil-oxi-propilmetoxi-dimetil-silano,
el
\gamma-metacriloiloxipropil-dimetoxi-metil-silano,
el
\gamma-metacriloiloxipropil-trimetoxi-silano,
el
\gamma-metacriloiloxi-propil-etoxi-dietil-silano,
el
\gamma-metacriloiloxipropildietoxi-metil-silano,
el
\gamma-metacriloiloxi-butil-dietoxi-metil-silano.
Los vinilsiloxanos, especialmente el
tetrametil-tetravinil-ciclotetrasiloxano,
son capaces de formar la estructura GI-2.
A modo de ejemplo, el
p-vinilfenil-dimetoxi-metilsilano
puede formar la estructura GI-3. El
\gamma-mercaptopropildimetoxi-metilsilano,
el
\gamma-mercaptopropilmetoxi-dimetilsilano,
el \gamma-mercaptopropildietoximetilsilano, etc.
pueden formar la estructura (GI-4).
La cantidad de estos compuestos está comprendida
entre 0 y 10, preferentemente entre 0,5 y 5% en peso (referido al
componente de poliórganosiloxano).
El componente de acrilato, en el caucho
compuesto de acrilato de silicona, puede prepararse a partir de
(met)acrilatos de alquilo, agentes reticulantes y unidades
monómeras con actividad de injerto.
Como (met)acrilatos de alquilo pueden
citarse por ejemplo y preferentemente los acrilatos de alquilo tales
como el acrilato de metilo, el acrilato de etilo, el acrilato de
n-propilo, el acrilato de n-butilo,
el acrilato de 2-etilhexilo y los metacrilatos de
alquilo tales como el metacrilato de hexilo, el metacrilato de
2-etilhexilo, el metacrilato de
n-laurilo y, de forma especialmente preferente, el
acrilato de n-butilo.
Como agentes reticulantes se emplearán
compuestos multifuncionales. A modo de ejemplo, pueden citarse en
este caso: el dimetacrilato de etilenglicol, el dimetacrilato de
propilenglicol, el dimetacrilato de
1,3-butilenglicol y el dimetacrilato de
1,4-butilenglicol.
Para la inserción de los puntos con actividad de
injerto se emplearán, por ejemplo, los siguientes compuestos, solos
o en mezcla: el metacrilato de alilo, el cianurato de trialilo, el
isocianurato de trialilo, el metacrilato de alilo. El metacrilato
de alilo puede actuar también como agente reticulante. Estos
compuestos se emplearán en cantidades desde un 0,1 hasta un 20% en
peso, referido al componente de caucho de acrilato, en el caucho
compuesto de acrilato de silicona.
Los métodos para la obtención de los cauchos
compuestos de acrilato de silicona, empleados preferentemente en
las composiciones según la invención, así como su injerto con
monómeros se describen, por ejemplo, en las publicaciones
US-A 4 888 388, JP 08 259 791 A2,
JP-07-316 409A y
EP-A 0 315 035. Como bases para el injerto para el
polímero de injerto entran en consideración tanto aquellos cauchos
compuestos de acrilato de silicona, cuyos componentes de silicona y
de acrilato formen una estructura de
núcleo-envoltura, así como, también, aquellos que
formen una estructura reticulada, en los cuales estén totalmente
interpenetrados entre sí el componente acrilato y el componente
silicona ("interpenetrating network").
La polimerización en injerto sobre las bases
para el injerto, precedentemente citadas, puede llevarse a cabo en
suspensión, en dispersión o en emulsión. Es preferente la
polimerización en emulsión continua o discontinua. Esta
polimerización de injerto se llevará a cabo con iniciadores por
medio de radicales (por ejemplo peróxidos, compuestos azoicos,
hidroperóxidos, persulfatos, perfosfatos) y, en caso dado, con
empleo de emulsionantes aniónicos, por ejemplo sales de carboxonio,
sales de ácidos sulfónicos o sulfatos orgánicos. En este caso se
forman polímeros de injerto con elevados rendimientos en injerto, es
decir que se une químicamente sobre el caucho una gran proporción
del polímero del monómero de injerto. Son especialmente preferentes
los polímeros de injerto, según el componente E), preparados por
medio de la polimerización en emulsión.
Componente
F
Los polvos inorgánicos F, finamente divididos,
que se emplean según la invención, están constituidos,
preferentemente, por al menos un compuesto polar de uno o varios de
los metales de los grupos principales 1 a 5 o de los grupos
secundarios 1 a 8 del Sistema Periódico de los Elementos,
preferentemente de los grupos principales 2 a 5 o de los grupos
secundarios 4 a 8, de forma especialmente preferente de los grupos
principales 3 a 5 o de los grupos secundarios 4 a 8, o son
compuestos de estos metales con, al menos, un elemento elegido entre
el oxígeno, el hidrógeno, el azufre, el fósforo, el boro, el
carbono, el nitrógeno o el silicio.
Los compuestos preferentes son, por ejemplo, los
óxidos, los hidróxidos, los óxidos hidratados, los sulfatos, los
sulfitos, los sulfuros, los carbonatos, los carburos, los nitratos,
los nitritos, los nitruros, los boratos, los silicatos, los
fosfatos, los hidruros, los fosfitos o los fosfonatos.
De forma preferente, los polvos inorgánicos,
finamente divididos, están constituidos por óxidos, fosfatos,
hidróxidos, preferentemente están constituidos por TiO_{2},
SiO_{2}, SnO_{2}, ZnO, ZnS, bohemita, ZrO_{2},
Al_{2}O_{3}, fosfatos de aluminio, óxidos de hierro, además
están constituidos por TiN, WC, AlO(OH), Sb_{2}O_{3},
óxidos de hierro, NaSO_{4}, óxidos de vanadio, borato de cinc,
silicatos tales como silicatos de Al, silicatos de Mg, silicatos
monodimensionales, bidimensionales, tridimensionales. Igualmente
pueden emplearse mezclas y compuestos dopados.
Además, estas partículas de escala nanométrica
pueden estar modificadas superficialmente con moléculas orgánicas,
para conseguir una mejor compatibilidad con los polímeros. De este
modo, pueden formarse superficies hidrófobas o hidrófilas.
Son especialmente preferentes los óxidos de
aluminio que contengan hidrato, tales como la bohemita, el talco o
el TiO_{2}.
Los diámetros medios de las partículas de mayor
tamaño de los materiales inorgánicos, finamente divididos, son
menores o iguales que 1.000 nm, preferentemente menores o iguales
que 500 nm, especialmente menores o iguales que 200 nm.
Los compuestos inorgánicos pueden presentarse en
forma de polvo, de pastas, de soles, de dispersiones o de
suspensiones. Mediante precipitación pueden obtenerse polvos a
partir de las dispersiones, de los soles o de las suspensiones.
Componente
G
Las composiciones según la invención pueden
contener, además, hasta 10 partes en peso, preferentemente hasta 5
partes en peso, especialmente hasta 2 partes en peso de, al menos,
un aditivo usual para polímeros tales como los agentes
lubrificantes y para el desmoldeo, por ejemplo el tetraestearato de
pentaeritrita, un agente de nucleación, un antiestático, un
estabilizador, un agente protector contra la luz, un estabilizador
frente a la hidrólisis, un material de carga o de refuerzo, un
colorante o un pigmento así como otro agente protector contra la
llama o un sinérgico para la protección contra la llama.
Todas las indicaciones relativas a las partes en
peso en esta solicitud están normalizadas de tal manera, que la
suma de las partes en peso de todos los componentes en la
composición sea igual a 100.
Las composiciones, según la invención, se
preparan por mezcla de los componentes correspondientes, de manera
conocida y amasado en fusión o extrusión en fusión a temperaturas
comprendidas entre 200ºC y 300ºC en dispositivos usuales tales como
amasadores internos, 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
más elevada.
En este caso, el objeto de la invención
consiste, también, en un procedimiento para la obtención de las
composiciones.
Las composiciones, según la invención, pueden
emplearse para la obtención de cuerpos moldeados de cualquier tipo.
Éstos pueden fabricarse, por ejemplo, mediante colada por inyección,
por extrusión y según los procedimientos de moldeo por soplado.
Otra forma de transformación consiste en la fabricación de cuerpos
moldeados mediante embutición, a partir de placas o de láminas,
fabricadas previamente. Así pues, el objeto de la invención
consiste, también, en las piezas moldeadas, que pueden ser
obtenidas a partir de las composiciones según la invención.
Ejemplos de tales piezas moldeadas son láminas,
perfiles, piezas para carcasas de cualquier tipo, por ejemplo para
aparatos domésticos tales como exprimidores de jugos, máquinas de
café, batidoras; para máquinas de oficina tales como monitores,
impresoras, copiadoras, agendas electrónicas y teléfonos móviles;
además placas, tubos, canales para instalaciones eléctricas,
perfiles y en el sector de la construcción, construcción interna y
aplicaciones externas; piezas para el campo de la electrotecnia
tales como conmutadores y enchufes así como piezas internas y
externas para el automóvil.
Las composiciones, según la invención, pueden
emplearse, especialmente, por ejemplo, para la fabricación de las
siguientes piezas moldeadas:
Piezas para el equipamiento interno de vehículos
ferroviarios, navíos, aeronaves, autobuses y automóviles,
tapacubos, carcasas para aparatos eléctricos que contengan
transformadores pequeños, carcasas para aparatos para el
tratamiento y la transmisión de informaciones, carcasas y
revestimientos para finalidades medicinales, aparatos de masaje y
carcasas para los mismos, vehículos de juguete para niños, elementos
de pared planos, carcasas para instalaciones de seguridad,
parachoques traseros, piezas para carrocerías y piezas internas
para vehículos automóviles, recipientes de transporte térmicamente
aislados, dispositivos para la cría y el cuidado de animales
pequeños, piezas moldeadas para equipos sanitarios y de baño,
rejillas de cobertura para orificios de ventilación, piezas
moldeadas para casetas de jardín y para herramientas, carcasas para
aparatos de jardinería.
Los ejemplos siguientes sirven para explicar aún
más la invención.
Componente
A1
Policarbonato lineal a base de bisfenol A con un
peso molecular, promedio en peso, \upbar{M}_{w} de 26.000 g/mol
(determinado mediante GPC).
Componente
A2
Policarbonato lineal a base de bisfenol A con un
peso molecular, promedio en peso, \upbar{M}_{w} de 27.000 g/mol
(determinado mediante GPC).
Componente
B1
Polímero de injerto de ABS, preparado por medio
de la polimerización en masa con una relación en peso A/B/S de 20%/
13%/ 67%, que contiene SAN, con un peso molecular, promedio en peso,
\upbar{M}_{w} de 80.000 g/mol (determinado mediante GPC).
Componente
B2
Polímero de injerto de ABS, preparado por medio
de la polimerización en masa con una relación en peso A/B/S de
20%/15%/65%, que contiene SAN, con un peso molecular, promedio en
peso \upbar{M}_{w} de 170.000 g/mol (determinado mediante
GPC).
Componente
C
Componente
D
Blendex® 449: preparado de PTFE de la firma
General Electric Plastics constituido por un 50% en peso de PTFE y
por un 50% en peso de copolímero SAN.
Componente
E
Paraloid® EXL2600: MBS (caucho de
butadieno-estireno injertado con
(met)acrilato de metilo, con una temperatura de transición
vítrea de -80ºC de la firma Rohm & Haas, Antwerpen,
Bélgica).
Componente
F
Componente
G
Aditivos:
G1: tetraestearato de pentaeritrita (PETS)
G2: estabilizador para el fosfito
La mezcla de los componentes se lleva a cabo en
una extrusora de dos husillos (ZSK25) de la firma Werner und
Pfleiderer, a una temperatura en la masa de 240ºC. Los cuerpos
moldeados se fabrican a la misma temperatura de la masa y con una
temperatura del útil de 80ºC en una máquina de colada por inyección
del tipo Arburg 270 E.
La determinación de la resiliencia a_{k} se
lleva a cabo según ISO 180/1 A.
La evaluación del comportamiento a la combustión
de las probetas se midió según UL-Subj. 94 V en
barretas con unas dimensiones de 127 mm x 12,7 mm x 1,5 mm.
La viscosidad en fusión se determina a 260ºC y a
una velocidad de cizalla de 1.000 s^{-1} según DIN 54 811.
El comportamiento a la formación de fisuras bajo
tensión, con acción de productos químicos (comportamiento ESC) se
mide en barretas con unas dimensiones de 80 mm x 10 mm x 4 mm. Como
medio de ensayo se emplea una mezcla de 60% en volumen de tolueno y
40% en volumen de isopropanol. Las probetas se someten a una
dilatación previa por medio de una plantilla en forma de arco de
círculo (la dilatación de la fibra periférica \varepsilon_{X}
es del 3,2%) y almacenadas a 23ºC en el medio de ensayo. Se
determina el tiempo que transcurre hasta la rotura bajo estas
condiciones.
El comportamiento bajo esfuerzos permanentes (la
resistencia a la plastodeformación) se determina en un ensayo de
tracción sobre barretas en forma de haltera con unas dimensiones de
70 mm x 40 mm x 10 mm. En este caso se someten las barretas, a
23ºC, a una tensión constante de 50 MPa y se detecta la dilatación
en función del tiempo hasta el fracaso por rotura. Como medida para
la resistencia a la plastodeformación sirve el tiempo que
transcurre hasta el fracaso por rotura bajo estas condiciones.
La estabilidad frente a la hidrólisis se evalúa
por medio del aumento de la velocidad de flujo en fusión (MVR)
medida a 240ºC con una carga en el punzón de 5 kg según la norma ISO
1133 con almacenamiento del granulado de la mixtura durante 100
horas a 80ºC y con una humedad relativa del aire del 100%. Puesto
que una degradación por hidrólisis del policarbonato conduce en la
composición a un aumento de la MVR, es deseable mantener tan
pequeño como sea posible el aumento de la MVR.
En la tabla 1 se ha dado un conjunto de las
propiedades de las masas de moldeo según la invención.
Puede deducirse por los datos que, cuando se
utiliza el ABS en masa del tipo 1 resultan, frente a la misma
composición con el ABS en masa de tipo 2, claras mejoras en cuanto a
la aptitud al flujo en fusión, a la resistencia a la
plastodeformación y a la resistencia a la formación de fisuras bajo
tensión bajo el efecto de productos químicos con una buena
tenacidad y con una buena resistencia a la llama, inalteradas (véase
el ejemplo 1 y el ejemplo comparativo 1). Incluso cuando se utilice
un policarbonato con un peso molecular algo más elevado pueden
realizarse todavía ventajas en cuanto a la aptitud al flujo en
fusión (véase el ejemplo 3) frente al ejemplo comparativo, con
otras mejoras con respecto a la resistencia a la plastodeformación y
a la resistencia a la formación de grietas bajo tensión.
Mediante la adición de compuestos nanométricos
puede aumentarse la aptitud al flujo de la composición y,
especialmente, puede mejorarse su estabilidad frente a la
hidrólisis (véanse los ejemplos 1 y 2). Mediante la adición de los
polímeros de injerto, que contienen acrilato, puede aumentarse
claramente la resiliencia. En el caso de una limitación a pequeñas
concentraciones, las otras propiedades sufren en este caso sólo
ligeramente de tal manera, que se sigue sobrepasando al estado de
la técnica actual (ejemplo comparativo A) (véanse los ejemplos 1,
4, 5 y 6).
En particular, mediante la adición del polímero
de injerto, que contiene acrilato, no se produce un empeoramiento
de la estabilidad frente a la hidrólisis, como la que se observa, en
general, cuando se produce la adición de polímeros de ABS en
emulsión que se han utilizado hasta ahora en el estado de la técnica
para aumentar la resiliencia.
Claims (20)
1. Composiciones, que contienen
- A)
- desde 40 hasta 95 partes en peso de policarbonato o de poliéstercarbonato aromáticos o mezclas de los mismos,
- B)
- desde 5 hasta 40 partes en peso de un polímero de injerto, preparado en el procedimiento de polimerización en masa, a partir de acrilonitrilo y/o de metacrilonitrilo, de butadieno y, al menos, de un monómero del estireno,
- C)
- desde 0 hasta 20 partes en peso de un compuesto del fósforo exento de halógeno,
- D)
- desde 0 hasta 1 parte en peso de poliolefina fluorada,
- E)
- desde 0 hasta 5 partes en peso de polímero que contiene monómeros de acrilato y
- F)
- desde 0 hasta 3 partes en peso de un material inorgánico, finamente dividido, con un tamaño medio de las partículas de 1.000 nm
- con la condición de que,
- (i)
- el policarbonato o bien el poliéstercarbonato presente un peso molecular, promedio en peso M_{w} comprendido entre 25,000 y 35,000 g/mol,
- (ii)
- el polímero de injerto según el componente B) presente un contenido en butadieno comprendido entre un 11 y un 14% en peso, referido al polímero de injerto, y un contenido en acrilonitrilo y/o en metacrilato nitrilo comprendido entre un 15 y un 30% en peso, referido a la suma formada por el acrilonitrilo y/o el metacrilonitrilo y el monómero del estireno en el polímero de injerto B y que contenga copolímero de monómero del estireno-(met)acrilonitrilo con un peso molecular, promedio en peso, M_{w} comprendido entre 5\cdot10^{4} y 14\cdot10^{4} g/mol.
2. Composición según la reivindicación 1, en la
que el policarbonato o el poliéstercarbonato, aromáticos, presentan
un peso molecular, promedio en peso M_{w} comprendido entre
26.000 g/mol y 31.000 g/mol.
3. Composición según la reivindicación 1, en la
que el componente B) está formado a partir de acrilonitrilo, de
butadieno y de estireno.
4. Composición según la reivindicación 1, en la
que el componente B) contiene copolímero de
estireno-(met)acrilonitrilo con un peso molecular, promedio
en peso M_{w} comprendido entre 6\cdot10^{4} y
11\cdot10^{4} g/mol.
5. Composición según la reivindicación 1, en la
que el componente B) presenta un contenido en acrilonitrilo y/o en
metacrilonitrilo comprendido entre un 21 y un 26% en peso, referido
a la suma de las cantidades que constituyen el acrilonitrilo y/o el
metacrilonitrilo y los monómeros del estireno.
6. Composición según la reivindicación 1 con un
contenido en poli(éster)carbonato aromático comprendido entre
60 y 80 partes en peso.
7. Composición según la reivindicación 6 con un
contenido en polímeros de injerto B), preparados en el procedimiento
de polimerización en masa, comprendido entre 10 y 20 partes en
peso.
8. Composición según la reivindicación 1, con un
contenido en compuesto del fósforo exento de halógeno comprendido
entre 8 y 16 partes en peso.
9. Composición según la reivindicación 1 con un
contenido en poliolefina fluorada comprendido entre 0,2 y 0,5
partes en peso.
10. Composición según la reivindicación 1 con un
contenido en polímeros E), que contienen monómeros de acrilato,
comprendido entre 0,5 y 2 partes en peso.
11. Composición según la reivindicación 1, con
un contenido en materiales inorgánicos finamente divididos,
comprendido entre 0,2 y 1,5 partes en peso.
12. Composición según la reivindicación 1, que
contiene, al menos, un aditivo elegido entre el grupo formado por
los agentes lubrificantes y para el desmoldeo, los agentes de
nucleación, los agentes antiestáticos, los estabilizadores, los
agentes protectores contra los UV, los estabilizadores frente a la
hidrólisis, las cargas y los productos reforzadores, los agentes
protectores contra la llama y los sinérgicos así como los colorantes
y los pigmentos.
13. Composición según la reivindicación 1, que
contiene como compuesto del fósforo, exento de halógeno, un éster
oligómero orgánico del ácido fosfórico de la fórmula general
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la
que
R^{1}, R^{2}, R^{3} y R^{4}
significan, independientemente entre sí, respectivamente alquilo
con 1 hasta 8 átomos de carbono, significan cicloalquilo con 5
hasta 6 átomos de carbono, arilo con 6 hasta 20 átomos de carbono o
aralquilo con 7 hasta 12 átomos de carbono substituidos
respectivamente, en caso dado, por
alquilo,
- n
- significan, independientemente entre sí, 0 o 1
- q
- significa desde 0 hasta 30 y
- X
- significa un resto aromático mononuclear o polinuclear, con 6 hasta 30 átomos de carbono, o significa un resto alifático lineal o ramificado, con 2 hasta 30 átomos de carbono, que puede estar substituido por OH y que puede contener hasta 8 enlaces de éter.
14. Composición según la reivindicación 13, en
la que X significa
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
15. Composición según la reivindicación 1, en la
que la poliolefina fluorada ha sido introducida en forma de una
mezcla madre, de una premixtura o de una coprecipitación a partir de
politetraflúoretileno y de un polímero que contenga monómeros
vinílicos.
16. Composición según la reivindicación 1, en la
que el polímero, que contiene monómeros de acrilato, es un polímero
de injerto constituido por
- desde un 10 hasta un 90% en peso
- de una mezcla formada por
- desde 0 hasta un 60% en peso
- al menos, de un vinilaromato o de vinilaromatos substituidos en el núcleo y
- desde un 40 hasta un 100% en peso
- al menos, de un éster de alquilo (con 1 a 8 átomos de carbono) del ácido metacrílico o de un éster de alquilo (con 1 a 8 átomos de carbono) del ácido acrílico
sobre
- un 90 hasta un 10% en peso
- de uno o varios cauchos con temperaturas de transición vítrea < 0ºC.
17. Composición según la reivindicación 16, en
la que el componente de caucho se elige del grupo formado por el
caucho de polibutadieno, el caucho de silicona y el caucho compuesto
de silicona-acrilato.
18. Composición según la reivindicación 1, en la
que el material inorgánico, finamente dividido, tiene un diámetro
medio máximo de las partículas de 200 nm como máximo.
19. Composición según la reivindicación 1, que
no contiene copolímero de
acrilonitrilo-butadieno-estireno
preparado en el procedimiento de polimerización en emulsión.
20. Piezas moldeadas, que pueden ser obtenidas a
partir de las composiciones según la reivindicación 1.
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