ES2293636T3 - Metodo para la produccion de un material compuesto de poliolefina funcionalizada y reforzado con fibra. - Google Patents
Metodo para la produccion de un material compuesto de poliolefina funcionalizada y reforzado con fibra. Download PDFInfo
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Abstract
Un método para la producción de un material compuesto laminado que comprende las etapas de: (a) suministrar una primera lámina (50) de polipropileno funcionalizado y una segunda lámina (51) de polipropileno funcionalizado; (b) colocar una esterilla de vidrio (52, 52'') hecha de fibras de vidrio tratadas con un producto de reacción de 2 a 22% de una amina polimérica y de 2 a 10% en peso de un órganosilano, de 5 a 20% en peso de un polímero formador de película, carente de almidón, dispersable en agua, y de 50 a 90% en peso de una poliolefina emulsionada, entre dicha primera lámina (50) de polipropileno funcionalizado y dicha segunda lámina (51) de polipropileno funcionalizado; (c) calentar dicha primera lámina (50) de polipropileno funcionalizado, dicha esterilla de vidrio (52, 52'') y dicha segunda lámina de polipropileno funcionalizado (51); (d) aplicar presión a dicha primera lámina caliente (50) de polipropileno funcionalizado, a dicha esterilla de vidrio (52, 52'') y a dicha segunda lámina (51) de polipropileno funcionalizado, para formar un material compuesto laminado; y (e) enfriar dicho material compuesto laminado a temperatura ambiente.
Description
Método para la producción de un material
compuesto de poliolefina funcionalizada y reforzado con fibra.
La presente invención se refiere a materiales
compuestos constituidos por una poliolefina o poliolefinas que han
sido químicamente modificadas y por fibras de refuerzo que son
laminados, pero no extruídos, para formar un material
compuesto.
El polipropileno es una resina termoplástica
popular debido a que es de peso ligero y al mismo tiempo rígida,
resistente a los productos químicos y al calor y puede soportar
esfuerzos de flexión repetidos. Igualmente importante es que el
polipropileno es menos costoso que otros muchos materiales
termoplásticos. Al tiempo que los fabricantes buscan nuevos
materiales, el polipropileno sigue estando en primera línea en las
aplicaciones de materiales termoplásticos. Para mejorar la
resistencia, el polipropileno ha sido reforzado con fibras de
vidrio en aplicaciones en automóviles, en donde el polipropileno ha
sido utilizado en cubiertas de ventiladores y receptáculos de
baterías. Sin embargo, dado que las normas en cuanto a economía de
combustible, establecidas por la administración, llegan a ser más
rigurosas, los fabricantes de automóviles están buscando formas de
reducir el peso y aumentar al mismo tiempo simultáneamente la
resistencia al choque de sus vehículos. Una de las formas en las
cuales las compañías están cumpliendo las normas administrativas y
la demanda de los usuarios consiste en utilizar polipropileno en
sustitución de metales y otros materiales plásticos en interiores y
exteriores de automóviles. Esta estrategia ha ayudado a reducir
tanto el peso como los costes, mejorando al mismo tiempo realmente
la capacidad de reciclaje del vehículo.
Aunque el polipropileno es conocido por su bajo
coste y ligero peso, el mismo ha quedado por detrás de los metales y
otros materiales plásticos en términos de resistencia. Si bien el
refuerzo con fibras de vidrio puede aumentar drásticamente la
resistencia y rigidez del polipropileno, su uso en ciertos campos
ha quedado limitado. Los investigadores han buscado formas de
mejorar aún más las propiedades del polipropileno reforzado. A pesar
de que las fibras de vidrio son una excelente fuente de material de
refuerzo, un inconveniente importante es aquel atribuido a la
ausencia de interacción entre las superficies polares de las fibras
de vidrio con el polipropileno no polar. El resultado es una
interfase carga/polímero muy débil. Después de analizar los fallos
en los materiales compuestos de polipropileno y vidrio, se ha
determinado que el sitio del fallo reside en esta interfase débil.
Para combatir este problema, los fabricantes han tratado las fibras
de vidrio, muy poco después de su formación, con una composición,
con frecuencia denominada apresto, que aporta propiedades
lubricantes y protectoras en las fibras y ayuda a proporcionar
resistencia y otras propiedades en los polímeros reforzados y en los
productos producidos a partir de los mismos. Estos agentes de
apresto ayudan a retener los manojos de vidrio y reducir la
polaridad de la superficie del vidrio.
Un campo en donde el polipropileno reforzado no
se ha comportado tan bien como otros materiales plásticos es el
campo de las vigas de paragolpes de automóviles. Tradicionalmente,
los paragolpes de automóviles han sido construidos en metal y hasta
que los requisitos de impacto a baja velocidad se convirtieron en
ley para los modelos del año 1974, la mayoría de los paragolpes
fueron construidos en metal. Una vez que se aceptaron las nuevas
normas, los fabricantes comenzaron a buscar las formas de satisfacer
estos nuevos requisitos. Una alternativa atractiva resultó ser los
paragolpes construidos en plástico. Estos nuevos paragolpes
ofrecían buena protección frente a daños y también presentaban un
menor peso y una resistencia mejorada a la corrosión.
Los fabricantes de automóviles persiguieron
materiales mejorados de aplicación en paragolpes que sean fuertes,
ligeros y puedan retener su forma incluso cuando se moldean unidades
grandes. Los materiales termoplásticos de la familia de las
poliolefinas son materiales favoritos para los moldeadores, en
especial el polipropileno. Sin embargo, cuando se moldea para
formar una pieza grande tal como una viga de paragolpes o un
tablero de instrumentos, el polipropileno no es suficientemente
rígido para soportar un impacto a 8,045 kg/h (5 mph) de un
vehículo. Si bien el polipropileno se puede reforzar con fibras de
vidrio para mejorar su comportamiento, incluso cuando es así
reforzado, el polipropileno se queda corto a la hora de cumplir los
requisitos de impacto demandados por los fabricantes de
automóviles.
La entidad solicitante es conocedora de las
siguientes patentes US y publicaciones referentes a materiales
compuestos que incluyen poliolefinas, poliolefinas químicamente
modificadas y fibras de refuerzo.
\vskip1.000000\baselineskip
Temple, Patente US 3.684.645, describe una
esterilla de hebras de fibra de vidrio combinada con una resina
termoplástica que contiene fibras de vidrio cortas, para producir
una lámina resinosa termoplástica que puede ser reconformada en
varias formas mediante calor y presión. La esterilla está formada
por hebras relativamente largas pero dispuestas de manera aleatoria
con el fin de proporcionar una resistencia uniforme en todas las
direcciones en el plano de la lámina. Las fibras de vidrio
relativamente cortas en la resina proporcionan propiedades en la
superficie mejoradas (rugosidad) así como una resistencia mejorada
en general y una resistencia térmica también mejorada en el
producto final.
Ackley, Patente US 3.713.962, describe
esterillas fibrosas constituidas por filamentos no trenzados que
pueden moverse libremente entre sí y esterillas fibrosas
constituidas por hebras fibrosas que pueden moverse libremente
entre sí, así como combinaciones de las mismas, que son impregnadas
con resina y posteriormente moldeadas para formar productos
resinosos.
Ackley, Patente US 3.850.723, describe
esterillas fibrosas constituidas por filamentos no trenzados que
pueden moverse libremente entre sí y esterillas fibrosas
constituidas por hebras fibrosas que pueden moverse libremente entre
sí, así como combinaciones de las mismas, que son impregnadas con
resina y luego posteriormente moldeadas para formar productos
resinosos.
Ackley, Patente US 3.883.333, describe un método
y aparato para formar una esterilla de fibra de vidrio continua y
un informe empleando una pluralidad de manguitos de fibra de vidrio
con atenuadores que tiran de las fibras y las depositan sobre un
primer transportador. Cuando uno de los manguitos deja de funcionar
debido a una rotura por ejemplo, un conmutador activa un
temporizador que acciona a un relé que hace que un segundo
transportador reciba la esterilla desde el primer transportador para
reducir la velocidad y compensar así la menor cantidad de fibras de
vidrio que son conducidas por el primer transportador. Una vez
operativo el manguito que dejó de funcionar, un conmutador activa
un temporizador y relé para efectuar un incremento de la velocidad
del segundo transportador y compensar así la mayor cantidad de
fibras de vidrio que está siendo suministrada por el primer
transportador. Por tanto, se produce una esterilla de fibra de
vidrio que densidad uniforme.
Picone, Patente US 4.277.531, describe un
laminado de material termoplástico reforzado con fibra de vidrio de
alta resistencia a la fricción y un método para la producción del
laminado en donde se realizó un punzonado especial con aguja de la
esterilla de fibra de vidrio como el material de refuerzo, para
reducir así al mínimo daños de las hebras que constituyen la
esterilla durante el punzonado con aguja, al tiempo que se asegura
que las hebras pueden moverse durante el punzonado con aguja de la
esterilla para proporcionar hebras en la esterilla que son
transversales a través del eje principal de la esterilla después del
punzonado con aguja. La esterilla, una vez finalizado el punzonado
con aguja, se lamina entonces con una resina termoplástica para
producir un producto laminado que presenta características de
tracción mejoradas.
Shannon, Patente US 4.278.720, describe una
esterilla aglomerada que puede ser estirada sobre proyecciones sin
un excesivo adelgazamiento que permite cargas de fibra mayores del
25% en volumen. La esterilla incluye hebras orientadas
direccionalmente y recibidas entre sí mediante hebras arremolinadas
o fibras orientadas aleatoriamente, quedando todas ellas retenidas
permanentemente entre sí mediante un ligante.
Baumann, Patente US 4.335.176, describe un
producto termoplástico estampable reforzado con fibra de vidrio que
contiene, inmediatamente por debajo de la superficie de resina
sobre ambas superficies principales, espigas de fibra de vidrio
integradas con una esterilla. El uso de las espigas con referencia
a la superficie del laminado produce laminados que presentan
características de estampación mejoradas.
Iwanami, Patente US 4.704.423, describe un
procedimiento para la producción de un artículo moldeado que
comprende una mezcla de una resina olefínica, que incluye: cloro
residual debido a un catalizador de tipo Ziegler, un copolímero
hidrolizado de etileno-acetato de vinilo y un
compuesto de hidrotalcita. Esta patente no describe el uso de fibra
de vidrio, polipropileno o polipropileno funcionalizado.
Domeier, Patente US 4.755.575, describe un
procedimiento mejorado para la fabricación rápida de artículos de
resina termoendurecible reforzada con fibra que presentan
características de desmoldeo mejoradas y composiciones de moldeo
curables. Si bien esta patente describe el uso de fibras, incluyendo
fibra de vidrio, la misma no expone una aplicación en esterillas de
vidrio. Esta patente describe el uso de anhídridos, concretamente
anhídridos maleico y ftálico, pero su uso está conectado con
poliéster y no con polipropileno. Una lectura cuidadosa de esta
patente demuestra que la misma se refiere al moldeo por inyección
con reacción, lo cual difiere sustancialmente del remoldeo de las
placas de material compuesto utilizadas en la presente invención. No
se hace referencia al polipropileno.
Hwo, Patente US 4.882.229, describe una película
para envolver o empaquetar termo-sellable que es
capaz de formar una junta desprendible. Esta patente es muy
diferente del procedimiento de la invención y la única nota de
interés sería el uso de anhídrido maleico para modificar
polietileno. La presente invención utiliza un polipropileno
modificado.
Tanisake, Patente US 4.943.607, describe un
material compuesto de resina de poliéster insaturado, reforzada con
fibra que, cuando se procesa, proporciona buenos artículos de
moldeo. Si bien esta patente indica que se puede utilizar
polipropileno, da como preferencia el uso de polietileno. La fibra
de refuerzo puede ser fibra de vidrio e incluso una esterilla de
vidrio. En esta patente no se menciona nada en cuanto al uso de una
resina de polipropileno funcionalizado.
Gillis, Patente US 5.002.830, se refiere a un
procedimiento de moldeo por inyección con reacción que menciona el
uso de anhídridos de ácido así como material de refuerzo fibroso
tal como vidrio.
Kelusky, Patente US 5.137.975, describe un
método para el tratamiento de polipropileno injertado en fundido
para mejorar las propiedades adhesivas del mismo. El polipropileno
injertado en estado fundido se separa de una solución acuosa de un
material alcalino y se recupera en forma de gránulos. El polímero
tratado se puede emplear en formulaciones adhesivas.
Nakano, Patente US 5.165.990, describe una
composición laminar estampable producida a partir de un polímero de
estireno y material de refuerzo fibroso. Esta patente alude al uso
de un polipropileno modificado con anhídrido maleico y se describe
el uso de polipropileno en combinación con fibra de vidrio
alimentado a una prensa caliente. Además, se describen fibras de
vidrio que están orientadas paralelamente entre sí, en donde se
dice previamente que las fibras de vidrio pueden usarse en la
preparación de láminas o esterillas. Se describen cargas en polvo,
siendo una de estas el negro de humo. Aunque se menciona un número
de puntos individuales, no existe referencia en cuanto a la
combinación de estas características específicas en un material
compuesto o incluso no se menciona que dicho material compuesto
podría ser conveniente.
Tomomatsu, Patente US 5.219.913, describe una
composición de polipropileno y polvo de talco e indica que este
material es idealmente adecuado para usarse en una vida de
paragolpes de automóviles. Se dice que las poliolefinas pueden ser
modificadas con anhídrido maleico o ácido acrílico. También se
pueden emplear otras cargas orgánicas distintas del talco, tal como
fibras de vidrio. Sin embargo, la combinación de polipropileno y
talco se indica como la combinación preferida.
Constable y Adur en su artículo titulado
CHEMICAL COUPLING OF GLASS-FILLED POLYPROPYLENE
USING ACID OR ANHYDRIDE MODIFIED POLYPROPYLENES, describen un
material compuesto producido mediante moldeo por inyección de
polipropileno, fibras de vidrio cortas y polipropileno modificado
con anhídrido. Este proceso de extrusión en caliente produce un
contacto más íntimo entre las fibras de vidrio y el material
plástico térmico. No describe laminados, indicando que una esterilla
de vidrio continua sería imposible de extruir.
Adur, Constable y Humenik en su artículo
titulado PERFORMANCE ENHANCEMENT IN GLASS FBER REINFORCED
POLYPROPYLENE OBTAINED BY THE ADDITION OF ACRYLIC ACID GRAFTED
POLYPROPYLENE, describen un material compuesto producido mediante
moldeo por inyección de polipropileno, fibras de vidrio cortas y
una poliolefina químicamente modificada, un polipropileno modificado
con ácido acrílico. El proceso de extrusión en caliente descrito en
este artículo consigue un contacto más íntimo entre las fibras de
vidrio y el material plástico térmico. Este artículo no describe
laminados, indicando que una esterilla de vidrio continua sería
imposible de extruir.
Elber proporciona cierta información básica
sobre polipropileno en un artículo titulado POLYPROPYLENE. El
sentido de esta referencia sobre la invención únicamente se refiere
a ciertos aspectos básicos de fondo de uno de los componentes de la
composición.
La publicación técnica de PPG Industries, Inc.,
titulada Reinforced Plastics...By Design, PPG Fiber Glass
Reinforcements Market Series, aporta información referente al valor
de material plástico reforzado con fibra de vidrio en contraposición
con otros materiales.
El objeto de la invención consiste en
proporcionar un material laminar compuesto mejorado a base de fibra
de vidrio y poliolefina.
Este objeto se consigue mediante un método según
la reivindicación 1.
La presente invención proporciona un método para
la producción de un material compuesto laminado que comprende las
etapas de:
(a) suministrar una primera lámina (50) de
polipropileno funcionalizado y una segunda lámina (51) de
polipropileno funcionalizado;
(b) colocar una esterilla de vidrio (52, 52')
hecha de fibras de vidrio tratadas con un producto de reacción de 2
a 22% de una amina polimérica y de 2 a 10% en peso de un
organosilano, de 5 a 20% en peso de un polímero formador de
película, carente de almidón, dispersable en agua, y de 50 a 90% en
peso de una poliolefina emulsionada, entre dicha primera lámina
(50) de polipropileno funcionalizado y dicha segunda lámina (51) de
polipropileno funcionalizado;
(c) calentar dicha primera lámina (50) de
polipropileno funcionalizado, dicha esterilla de vidrio (52, 52') y
dicha segunda lámina de polipropileno funcionalizado (51);
(d) aplicar presión a dicha primera lámina
caliente (50) de polipropileno funcionalizado, a dicha esterilla de
vidrio (52, 52') y a dicha segunda lámina (51) de polipropileno
funcionalizado, para formar un material compuesto laminado; y
(e) enfriar dicho material compuesto laminado a
temperatura ambiente.
Una ventaja de esta invención es que se
proporciona un material compuesto en donde los filamentos de vidrio
no han sido humectados, que tiene una superior resistencia dinámica
y que puede producirse de manera económica.
La invención proporciona un método de producción
de una composición de material laminado que se puede utilizar para
vidas de paragolpes de automóviles, respaldos de asientos de
automóviles u otras piezas conformadas. En su forma básica, el
material compuesto laminado es una esterilla de vidrio con una
poliolefina funcionalizada. El material compuesto laminado
preferido incluye poliolefina, poliolefina funcionalizada y una
esterilla de fibra de vidrio o fibras de vidrio cortadas de al
menos media pulgada de longitud.
Los anteriores y otros objetos llegarán a ser
más fácilmente evidentes haciendo referencia a la siguiente
descripción detallada y dibujos anexos, en donde:
La figura 1 es un gráfico que muestra el
incremento de comportamiento del negro de humo con respecto a un
material compuesto sin negro de humo, empleando polipropileno y una
esterilla de vidrio con y sin polipropileno funcionalizado.
La figura 2 es una ilustración gráfica del
incremento de comportamiento de un material compuesto que utiliza
tanto polipropileno funcionalizado como un nuevo agente de apresto,
en relación a un material de control que utiliza polipropileno
estándar y la tecnología existente en relación al apresto.
La figura 3 es una ilustración esquemática de la
instalación de laminación de productos de esterilla con resina
termoplástica para producir láminas de resina termoplástica
superiores.
La figura 4 es una ilustración esquemática de la
instalación de laminación de productos de fibra larga con resina
termoplástica para producir láminas de resina termoplástica
superiores.
La presente invención se refiere a un método
para producir materiales compuestos hechos de esterillas de fibras
de vidrio continuas aleatorias con polipropileno en combinación con
un polipropileno funcionalizado. Las esterillas de fibras de vidrio
continuas y aleatorias se preparan con fibra de vidrio que tiene un
tamaño de fibra uniforme (por ejemplo, K o T). La fibra de vidrio
de la esterilla ha sido tratada previamente con un agente de apresto
carente de peróxido.
Las composiciones de apresto acuosas preferidas
de aplicación en fibras de vidrio para su uso en la invención
contienen, como componentes esenciales, un producto de reacción de
una amina polimérica y un organosilano reaccionable con aminas, un
polímero formador de película y una poliolefina emulsionada. El
producto de reacción se puede formar previamente o se puede preparar
in situ y preferentemente es el producto de una
polialquilenpoliamina y un alcoxisilano
epoxi-funcional.
El producto de reacción se puede obtener a
partir de una amplia variedad de aminas poliméricas y organosilanos,
siempre que la amina polimérica contenga al menos dos y
preferentemente tres o más grupos amino reactivos, normalmente
grupos amino primarios o secundarios libres, y el organosilano
contenga al menos un grupo reaccionable con aminas.
Las aminas poliméricas preferidas son aquellas
de fórmula
\vskip1.000000\baselineskip
H_{2}N-(C_{n}H_{2n}NH)_{x}-H
\vskip1.000000\baselineskip
en donde n es 2 a 6 y x es 2 a 28,
preferentemente 2 a 6. Dichas polialquilenaminas incluyen
dietilentriamina, trietilentetramina, tetraetilenpentamina,
pentaetilenhexamina, dipropilentriamina, tripropilentetramina,
tetrapropilenpentamina, pentapropilenhexamina, y
dihexametilentriamina. También son adecuadas las mezclas de las
mismas y, en muchos casos, la polialquilenamina ha sido extendida
de cadena del modo descrito más
abajo.
Entre otras aminas poliméricas que se pueden
emplear con utilidad en el producto de reacción son las poliaminas
que contienen mitades de ácido graso,
poliamina-poliamidas, poliaminas aciladas y otros
polímeros de amidoamina, productos de condensación de
polialquilaminas con ácidos polifuncionales y
polialquileniminas.
El componente de amina polimérica puede
consistir también en variantes de cadena extendida de las anteriores
aminas poliméricas, tales como aquellas producidas por reacción de
la poliamina con materiales difuncionales que son reactivos con
grupos amino para proporcionar compuestos predominantemente lineales
de mayor peso molecular. De esta manera, se pueden emplear, para
efectuar la extensión de la cadena, compuestos que contienen mitades
carboxilo, éster, epoxi, isocianato, halo u otras mitades reactivas
con grupos amino, y especialmente diésteres, diepóxidos y
diácidos.
Una poliamina preferida específica es
tetraetilenpentamina cuya cadena ha sido extendida con succinato de
dietilo y ácido octanoico a un peso molecular de alrededor de 1.500,
comercializada como "Alubraspin 230" por PPG Industries,
Inc.
El organosilano que se hace reaccionar con la
amina polimérica para formar el producto de reacción aquí utilizado
es muy comúnmente un alcoxisilano epoxi-funcional,
es decir, un silano que tiene al menos una mitad orgánica
epoxi-funcional y hasta tres grupos alcoxi. El
producto de hidrólisis del alcoxisilano, en donde los grupos alcoxi
están al menos parcialmente hidrolizados a grupos hidroxilo,
también se puede emplear y con frecuencia es preferible, aunque la
hidrólisis se realiza mejor justo antes de la reacción con la amina
polimérica. Si bien los silanos alcoxi (o hidroxi) sustituidos son
fácilmente disponibles y son preferibles, se puede emplear
cualquier organosilano que tenga al menos un grupo reactivo con
amina, es decir, un grupo que reacciona con los grupos amino de la
amina polimérica. El grupo reactivo con amina es preferentemente un
grupo epoxi, pero también se pueden emplear compuestos que contienen
grupos ceto, grupos isocianato, grupos éster, grupos alquilhalo,
grupos acriloxi y similares, todos ellos reactivos con aminas.
\newpage
La clase preferida de organosilanos se puede
representar por la fórmula
R_{n}-Si(OR^{1})_{4-n}
en donde R es el grupo reactivo con
amina, R^{1} es alquilo (preferentemente alquilo inferior) o
hidrógeno (en el caso de un producto de hidrólisis) y n es
preferentemente 1 pero puede ser 2 o
3.
Algunos organosilanos útiles específicos
son:
gamma-glicidoximetiltrimetoxisilano
delta-glicidoxibutiltrimetoxisilano
3,4-epoxiciclohexiletiltrimetoxisilano
3-(isocianato)propiltrietoxisilano
gamma-isocianatopropiltrietoxisilano
gamma-metacriloxipropiltrimetoxisilano
gamma-acriloxipropiltrietoxisilano.
\vskip1.000000\baselineskip
Las proporciones de amina polimérica y
organosilano utilizadas para preparar el producto de reacción son
normalmente de 0,1 a 25 moles de silano por mol de amina
polimérica; preferentemente, la relación proporciona alrededor de 1
mol de organosilano por amina polimérica de peso molecular medio en
número 1.500.
El producto de reacción se puede formar
previamente formando la amina polimérica y el organosilano, con
calentamiento si se desea para aumentar la velocidad de reacción.
No es necesario un disolvente salvo que la viscosidad de los
reactantes sea excesiva, en cuyo caso se puede añadir un alcohol o
agua. Alternativamente, y en general con preferencia, el producto
de reacción se puede formar in situ, es decir, incluyendo la
amina polimérica y el organosilano en la composición de
tratamiento. En este caso, dichos componentes reaccionan durante la
formulación y/o durante la aplicación de la composición a las
fibras y el posterior secado.
El segundo componente de la composición es un
polímero formador de películas dispersable en agua. Los formadores
de película han sido tradicionalmente usados en agentes de apresto
para fibras de vidrio; por ejemplo, se conocen los agentes de
apresto de almidón-aceite para su aplicación en
fibras de vidrio para uso textil (es decir, para su uso en género
tejido o tela). En la presente invención, no se utiliza almidón
como formador de película.
El componente de polímero formador de película
es aquí dispersable en agua y, de este modo, el propio polímero es
normalmente de un peso molecular relativamente bajo (por el término
"dispersable en agua" se quiere decir que es soluble o
emulsionable en agua). Se conoce una amplia variedad de polímeros
formadores de películas dispersables en agua que pueden ser
utilizados. Los polímeros preferidos son los polímeros epoxi, es
decir, compuestos o mezclas de compuestos que tienen más de 1 grupo
epoxi por molécula. Estos incluyen poliglicidiléteres de
polifenoles, tal como bisfenol A, o de alcoholes polihídricos;
poliépoxidos cicloalifáticos; polímeros que contienen grupos epoxi
pendientes, tal como acrilato de poliglicidilo; y similares. Los
polímeros epoxi preferidos son productos comercialmente
disponibles, en particular poliglicidiléteres de bisfenol A, los
cuales han sido con frecuencia modificados para proporcionar una
funcionalidad adicional, tal como por reacción con uretanos para
incluir grupos isocianato. El polímero formador de película
específico preferido es la resina epoxi comercializada por
Rhone-Poulenc como Epi-Rez W60
5520, la cual consiste en una dispersión en agua de resina epoxi
modificada (56% de sólidos). Ha de entenderse que la resina epoxi
es un poliglicidiléter de bisfenol A modificado con uretano que
tiene un equivalente epóxido
de 520.
de 520.
Como polímero formador de película también son
útiles otros polímeros sintéticos preparados a partir de varios
monómeros y que, cuando se secan o curan, forman una película
superficial. Ejemplos incluyen polímeros de haluros de polivinilo,
polímeros acrílicos, uretanos, polímeros alquídicos, aminoplastos,
polímeros y copolímeros de acetato de vinilo,
poli(vinilpirrolidona), poliésteres y similares.
La composición incluye también una poliolefina
emulsionada, es decir, una dispersión estable de poliolefina en
agua. Se prefiere polipropileno emulsionado. Las emulsiones de
poliolefinas tales como polietileno y polipropileno son
comercialmente disponibles y se utilizan en la práctica de la
invención, las emulsiones preferidas son aquellas de polipropileno
que ha sido modificado para introducir grupos molares tal como, por
ejemplo, mediante injerto inducido por radicales libres de
monómeros etilénicamente insaturados, tales como anhídrido maleico o
ácido acrílico. Normalmente, el nivel de dichos grupos polares es
muy bajo, del orden de 0,01 a 1% en peso. Por ejemplo, las
emulsiones comercialmente disponibles de polipropileno modificado
con anhídrido maleico contienen normalmente alrededor de 0,1% en
peso de anhídrido maleico. Una emulsión específica preferida de
poliolefina es la comercializada por National Starch and Chemical
Company como Protolube RL-5440, y es una emulsión de
polipropileno modificado con anhídrido maleico que contiene 32% de
sólidos. Otros ejemplos de poliolefinas emulsionadas útiles incluyen
varios productos comercializados por Chemical Corporation of
America incluyendo aquellos comercializados como Poly Emulsion
43N40, que es una emulsión no iónica de polipropileno, y Poly
Emulsion 43C40, que es una emulsión catiónica de polipropileno,
teniendo cada una de ellas un contenido en sólidos de alrededor
de
40%.
40%.
Un componente añadido opcional es un ácido
carboxílico no volátil, soluble en agua. El término "no
volátil" se define como un material que no se volatiliza
sustancialmente en las condiciones en las cuales se preparan y
aplican las composiciones. El término "soluble en agua" se
define como un material soluble en agua en la concentración
utilizada en la composición. Ambos términos se emplean en el sentido
convencional en la técnica. Se prefieren los ácidos insaturados,
tal como ácido maleico, pero también se pueden emplear otros tales
como ácido benzoico, ácido oxálico, ácido butírico, ácido
metacrílico y similares. El componente de ácido carboxílico, si bien
no es crítico, es importante a la hora de conseguir el nivel
deseado de propiedades en los productos fabricados utilizando las
fibras de vidrio tratadas con estas composiciones junto con
polímeros termoplásticos tal como polipropileno.
Si bien la composición de tratamiento consiste
en general esencialmente en los componentes anteriores, se pueden
incluir otros aditivos. Estos pueden comprender materiales tales
como surfactantes y ácidos de bajo peso molecular, tal como ácido
acético, empleados para ajustar el pH, el cual está normalmente
comprendido entre 3 y 9 aproximadamente, con preferencia entre 5 y 6
aproximadamente.
Las fibras de vidrio tratadas con la
composición de apresto anterior se pueden producir en forma de
esterillas de acuerdo con la práctica conocida al respecto. Dichas
esterillas, especialmente las esterillas de hebras continuas
punzonadas con aguja, son particularmente útiles para la
fabricación de las láminas de resina de poliolefina termoplástica
reforzada de la presente invención. Estas composiciones de apresto
preferidas para el tratamiento de las fibras de vidrio se describen
más detalladamente en
US-A-5.437.928.
El polipropileno funcionalizado se prepara con
anhídrido maleico. Si bien es posible utilizar diferentes materiales
en la funcionalización de polipropileno, se prefiere el anhídrido
maleico debido a que trabaja bien y es de bajo coste. Básicamente,
el grupo funcional incorporado en la cadena de polipropileno es un
anillo de 5 miembros. La posición 1 del anillo contiene un átomo de
oxígeno unido a un grupo carbonilo en la posición 2 que está unida a
dos átomos de carbono más en las posiciones 3 y 4 y finalmente a
otro carbono carbonílico en la posición 5.
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\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Si se introduce agua en este sistema, la misma
tendrá la tendencia a escindir el anillo entre el átomo de oxígeno
(posición 1) y uno de los carbonos carbonílicos (en posición 2 o 5).
La molécula de agua proporcionará un ión hidrógeno cargado
positivamente que se unirá al átomo de oxígeno cargado ahora
negativamente en la posición 1. Esto dejará al otro carbono
carbonílico con una carga positiva (véase posición 5). Cuando la
molécula de agua proporciona un protón de hidrógeno positivo, ello
deja un ión OH cargado negativamente, el cual se une entonces a la
carga positiva del carbono carbonílico.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
El resultado es que el anillo se divide y se
forman dos grupos carboxilo. No existe evidencia de que el anhídrido
o un compuesto que contiene dos grupos funcionales carboxilo tengan
un comportamiento diferente.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Lo que es importante en el polipropileno
funcionalizado es el número de grupos funcionales que están
contenidos en el polipropileno. Esto se mide generalmente en
términos de porcentaje en peso. Los ensayos realizados han
demostrado que un nivel de funcionalización de al menos 0,02%,
basado en el peso de todo el material compuesto, aumenta el
comportamiento de la composición. Este nivel se puede aumentar a 5%
en peso. El intervalo óptimo está comprendido entre 0,02% y 0,15%
basado en la composición final. Este nivel se puede lograr de dos
maneras. Bien añadiendo polipropileno con el nivel deseado de
funcionalización directamente a la esterilla de vidrio, o bien
mezclando polipropileno con un polipropileno altamente
funcionalizado, de manera que el producto final tendrá en promedio
el nivel deseado de funcionalización y añadiendo la mezcla
resultante a la esterilla de vidrio.
Cuando se mezcla polipropileno con polipropileno
funcionalizado, resulta más fácil dejar una pequeña cantidad de
polipropileno funcionalizado en el polipropileno estándar. Por
tanto, es conveniente un mayor grado de funcionalización. En la
industria es común ahora disponer de polipropileno funcionalizado al
0,2-0,3%. Si bien se puede emplear polipropileno de
este nivel de funcionalidad, es preferible usar polipropileno con
una funcionalidad anhídrido del orden de 0,8% a 1,6%. Es importante
que al nivel de funcionalidad de 0,8% no exista diferencia real
alguna en cuanto a coste en comparación con el material con una
funcionalidad en el intervalo de 0,2% a 0,3%. Sin embargo, para
obtener polipropileno con una funcionalidad anhídrido de 1,6%, el
coste aumenta. Esto se debe en general no al coste de las materias
primas, sino más bien al coste de procesado implicado en la
consecución de la mayor funcionalidad anhídrido. Además, el material
que tiene 1,6% de funcionalidad anhídrido en el polipropileno es
apreciado como un artículo con valor añadido.
El otro factor importante a considerar en la
selección del polipropileno es el flujo en estado fundido. Los
polipropilenos que poseen un mayor flujo en estado fundido pueden
ser moldeados más fácilmente, al mismo tiempo que se reducen los
costes de energía para el comprador del material.
En la figura 3, se muestra una ilustración de la
instalación adecuada para laminar los productos de esterilla
continuos producidos de acuerdo con la presente invención con
láminas de resina termoplástica, para producir productos de resina
termoplástica superiores de acuerdo con esta invención. Así, como
se ilustra en el dibujo, se alimentan dos láminas de resina
termoplástica 50 y 51 a una primera zona de laminación representada
en general por 60. Entre las dos láminas de resina 51 y 50 se
alimentan dos esterillas punzonadas por aguja, preparadas de
acuerdo con esta invención e identificadas por los números 52 y
52'. Entre las esterillas 52 y 52' se alimenta, desde la
extrusionadora 53, una resina termoplástica fundida 34 de una
composición actualmente idéntica a la composición de las láminas de
resina termoplástica 50 y 51. Las láminas de resina 50 y 51 y las
esterillas 52, 52' y la resina fundida 54 se pasan al interior de
la zona de laminación en caliente 60 por medio de las cintas 81 y 80
respectivamente a medida que estas últimas pasan por los rodillos
84 y 83 y 85 y 86, respectivamente. Las cintas son movidas a través
de la zona empleando los accionamientos de rueda dentada 63 y los
elementos de rodillo 64 asociados con los mismos, para accionar las
cintas a través de la máquina. El producto que sale de la zona
caliente 60 se pasa al interior de la zona fría 70 que trabaja a
temperaturas más frías que la zona caliente 60 en donde las cintas
81 y 82 se mueven de forma continua utilizando de nuevo los
elementos de rueda dentada 73 y rodillos asociados 74, para mover
la cinta en línea recta continua a través de la zona fría. En la
zona caliente, se utilizan elementos de platos de presión 61 y 62
para aplicar presión a las esterillas 52 y 52' y a las láminas de
resina termoplástica asociadas 50, 51 y la resina termoplástica
fundida 54 durante su paso a través de las zonas. De manera similar,
en la zona fría, los elementos de platos de presión 71 y 72 aplica
presión al laminado durante su paso a través de la zona. Las
presiones aplicadas en ambas zonas son preferentemente iguales,
aunque la presión se puede variar en cada zona para aplicar
independientemente presiones en una de las zonas mayores o menores
que en la otra. Tras el enfriamiento en la zona de laminación 70,
el producto laminar acabado 90 se retira y puede ser entonces
utilizado como un material de producto final.
En la fabricación continua de paneles, la mecha
100, figura 4, es cortada 102 sobre una película de resina 104 que
ha sido adaptada al respecto y que está soportada por una lámina de
soporte de celofán o de otro material adecuado. La lámina se pasa
primeramente a través de los dispositivos de amasado 106 para
eliminar el aire atrapado, tras lo cual se cubre con una segunda
lámina 108 y se pasa a través de rodillos de compresión 110 para
establecer el grosor del panel acabado, controlado de forma
precisa. Por último, el laminado pasa a través de un horno de curado
112 que funciona a una temperatura de 93,3 a 148,89º C (200 a 300º
F), el cual puede contener rodillos conformadores 114 para formar
corrugaciones. Los paneles son entonces desprendidos de las láminas
de soporte y cortados a la longitud
adecuada.
adecuada.
La temperatura de las resinas termoplásticas,
antes de la laminación, son del orden de una temperatura en el
núcleo de 187,78 a 232,2ºC (370ºF a 450ºF), con una temperatura
preferida en el núcleo de 204,4ºC (400ºF). El aparato de laminación
ejerce normalmente una presión de 48,26-620,53 KPa
(7 a 9 libras por pulgada cuadrada), preferentemente de
137,9-206,84 KPa (20 a 30 libras por pulgada
cuadrada).
El material compuesto laminado producido de
acuerdo con la presente invención consiste en capas de esterilla de
vidrio y resina de poliolefina funcionalizada. Normalmente, estarán
presentes 5 capas, véase figura 3. Poliolefina funcionalizada tal
como polipropileno funcionalizado (de aquí en adelante
f-PP, (f-PP) 50: esterilla de vidrio
52: f-PP 54: esterilla de vidrio 52':
f-PP 51. Estas capas serán laminadas empleando una
presión elevada y temperaturas por encima del punto de fusión de la
resina. Las presiones para la laminación se pueden obtener
empleando una prensa de platos estacionarios o una prensa de correa
continua.
Las estructuras de laminación alternativas
incluyen: estructuras de tres capas f-PP, esterilla
de vidrio, f-PP; una estructura de cinco capas
consistente en una poliolefina, vidrio, f-PP,
vidrio, poliolefina; y estructuras de seis capas consistentes en
f-PP, vidrio, f-PP, poliolefina,
f-PP, vidrio, f-PP. También se
pueden considerar los laminados con más de seis capas, lo cual
aumenta las permutaciones de combinaciones de poliolefina,
poliolefina funcionalizada y esterilla de vidrio. Se puede
considerar que las capas de resina de poliolefina se aplican de
diversas formas, incluyendo, pero no de forma limitativa, gránulos,
escamas, polvo, extruidos o películas.
Una vez preparado el producto compuesto, el
mismo se corta previamente en láminas, llamada primordios. Estos
primordios son pre-calentados a una temperatura
justo por encima de su punto de reblandecimiento. Esto se efectúa
normalmente con calentadores de infra-rojos en un
aparato de contención que está conectado a una prensa de estampación
mecánica modificada. Los primordios reblandecidos se introducen
entonces en una matriz metálica machihembrada, abierta, fría,
montada en la prensa. La matriz se cierra entonces rápidamente y se
detiene la prensa sobre el fondo durante 5 a 15 segundos para
permitir el enfriamiento del laminado, tras lo cual se abre la
prensa y se retira la pieza. Las piezas isotrópicas relativamente
complejas que no requieren desbarbado se pueden conformar en una
sola matriz a tasas de producción muy elevadas. Esto se puede
comparar favorablemente con los productos estampados de acero que
en general requieren varios "acuñamientos" en múltiples
matrices y prensas para estampar una pieza comparable.
\vskip1.000000\baselineskip
Aunque la presente invención se refiere a un
método para la producción de materiales compuestos hechos a partir
de esterillas Eglass aleatorias continuas (borosilicatos), es
posible aumentar aún más el comportamiento del material mediante la
adición de hebras de vidrio de refuerzo unidireccionales. El
porcentaje de fibras unidireccionales contenidas en la esterilla de
vidrio es de 3 a 100%, como un porcentaje del total de fibras.
Se ha demostrado que el uso de negro de humo
aumenta de manera importante el comportamiento del material
compuesto que requiere el uso de menos polipropileno
funcionalizado, véase figura 1. Esto es un hallazgo sorprendente.
Cabía esperar que la adición de negro de humo, un pigmento, en el
mejor de los casos no causaría cambio alguno en el comportamiento
y, en el peor de los casos, se traduciría en un descenso del
comportamiento. En teoría, el pigmento se dispersa en la película
de polipropileno, al igual que las fibras de vidrio. Esta dispersión
del pigmento en la película aporta color al material compuesto. Sin
embargo, se cree que el pigmento es inerte, de manera que únicamente
queda atrapado por el material compuesto. Si bien es posible
utilizar hasta 20% o incluso 30% de negro de humo en el material
compuesto, al cantidad preferida está comprendida entre 0,01% y 5%
de negro de humo.
Aunque es preferible una esterilla de vidrio,
tal como esterilla E-glass, también es posible
utilizar fibras de vidrio cortadas de una longitud de al menos
media (1/2) pulgada tratadas con un agente de apresto carente de
peróxido, más concretamente una composición acuosa de una amina
polimérica y organosilano reactivo con aminas, junto con un
polímero formador de película, una poliolefina emulsionada y un
ácido carboxílico no volátil, tal como se describe en
US-A-5.437.928. La combinación de
estas fibras con negro de humo, polipropileno y polipropileno
funcionalizado crea un material compuesto de superior
comportamiento. La esterilla de vidrio representa del 15 a 50% en
peso del material compuesto laminado. Alternativamente, la fibra de
vidrio cortada representa del 15 a 50% en peso del material
compuesto laminado. Aunque el polipropileno se menciona de forma
extensiva en toda esta solicitud, será fácilmente evidente para el
experto en la materia que pueden utilizarse derivados de
polipropileno, así como polietileno y derivados de polietileno,
pudiendo incorporar la funcionalización para preparar un material
compuesto laminado de superiores características de
comportamiento.
Los laminados producidos de acuerdo con la
presente invención muestran una mejora importante en el ensayo de
impacto instrumental DYNATUP y en los ensayos de trituración tanto
estática como dinámica. En los materiales producidos de acuerdo con
la presente tecnología, los materiales compuestos a base de fibra
cortada y polipropileno muestran habitualmente una resistencia al
impacto instrumental DYNATUP de 10,8504-13,563 J (8
a 10 libras-pie), mientras que el material
termoplástico reforzado con fibra de vidrio (GMT) producido con
polipropileno exhibe normalmente una resistencia al impacto DYNATUP
de 11,9882-21,7008 J (14 a 16
libras-pie). La entidad solicitante ha descubierto
que por medio de la adición del agente de apresto de vidrio de la
invención y del uso de la poliolefina funcionalizada, tal como
polipropileno o polietileno, el material compuesto constituido por
fibras cortadas exhibe una resistencia DYNATUP igual a la de los
materiales GMT del orden de 11,9882-21,7008 J (14 a
16 libras-pie) y el material de esterilla de vidrio
exhibe en general una resistencia al impacto DYNATUP de al menos
24,4134 J (18 libras-pie). En una modalidad, el
material compuesto laminado es una viga de paragolpes de
configuración genérica y tiene una resistencia a la trituración
estática de al menos 2721,54 kg (6000 libras). En otra modalidad, el
material compuesto laminado es una viga de paragolpes de la
configuración adecuada para una furgoneta y presenta una
resistencia a la trituración dinámica de al menos 11339,15 kg
(25.000 libras).
La tabla 1 muestra los resultados de ensayo en
donde un producto de esterilla de vidrio laminada, que tiene un
contenido del cuarenta por ciento (40%) de vidrio, y polipropileno,
mostró un impacto DYNATUP de 21,7008 J (16
libras-pie) mientras que el material compuesto
laminado que utiliza el mismo cuarenta por ciento (40%) de esterilla
de vidrio, en donde la esterilla de vidrio se trató con el agente
de apresto de la invención y el polipropileno, incluido el
polipropileno funcionalizado, mostró una resistencia al impacto
DYNATUP de 39,60396 J (29,2 libras-pie), lo cual
representa una mejora por encima del ochenta por ciento (80%). Los
ensayos en vigas de paragolpes para vehículos han sido igualmente
alentadores, mostrando en general una mejora superior al veinte por
ciento (20%) en el comportamiento entre las vigas de paragolpes que
fueron tratadas con el agente de apresto de vidrio de la invención y
el polipropileno funcionalizado, en relación a las vigas de
paragolpes que utilizan el agente de apresto existente y que
emplean polipropileno sin ninguna funcionalización. La viga de
paragolpes diseñada en términos genéricos fue simplemente una viga
que tiene una configuración en sección transversal en forma de C y
es representativa de una viga que podría utilizarse en un automóvil
de tamaño medio. El ensayo en furgonetas utilizó un diseño de viga
de una Chrysler Minivan, tal como la Dodge Caravan.
El estado de la técnica describe que cuando se
añaden bajos niveles de polipropileno maleatado en un material
compuesto reforzado con vidrio, se presenta una reducción en la
resistencia al impacto. Esto ha sido demostrado a través de ensayos
Izod con entalladura en materiales compuestos que utilizan
polipropileno-refuerzo de vidrio y entre cero y uno
por ciento de polipropileno maleatado, de manera sorprendente, la
entidad solicitante comprobó que la adición de 0,08% de
polipropileno maleatado en el material compuesto de la invención no
crea una diferencia apreciativa en el valor Izod con entalladura
tal como se muestra en la tabla 6.
24,4134 J (18 libras-pie). En
una modalidad, la configuración laminada para furgoneta de uso
doméstico tiene una resistencia a la trituración dinámica de al
menos 11339,75 kg (25.000 libras).
\vskip1.000000\baselineskip
Se prepararon muestras de material, un material
compuesto de esterilla E-glass y polipropileno que
sirve como un control contra la muestra A, un material compuesto de
polipropileno, polipropileno funcionalizado y esterilla
E-glass. Cuando se ensayó respecto a la resistencia
a la tracción, módulo de tracción, resistencia a la flexión y
módulo de flexión, la muestra A exhibió mejoras en todos los campos
(véase tabla 1) menos en el módulo de tracción. Lo que resultó
totalmente inesperado fue el importante aumento del comportamiento
cuando se ensayó respecto al impacto. Los ensayos de impacto fueron
realizados en una máquina DYNATUP y mostraron un incremento del 83%
del comportamiento respecto a la muestra de control que no utilizó
el polipropileno funcionalizado.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Se preparó entonces una placa de muestra con
negro de humo, polipropileno, polipropileno funcionalizado y
esterilla E-glass, muestra B. Cabía esperar que la
adición de negro de humo diera lugar a un comportamiento idéntico o
ligeramente peor que el control. Sin embargo, la adición de negro de
humo se tradujo realmente en un incremento del comportamiento de la
placa respecto al control y a la muestra A. La muestra B mostró una
mejora del 14% en el módulo de tracción y una mejora del 8% en el
módulo de flexión, como se indica en la tabla 2.
Tomando como base este ensayo, se moldearon
vigas de paragolpes con el material compuesto de control y con un
material compuesto que utiliza polipropileno maleatado, negro de
humo y el nuevo agente de apresto sobre la esterilla de vidrio. En
todos los casos, los paragolpes mostraron una mejora del 20 al 60%
en los ensayos de choque tanto estáticos como dinámicos 8,045 km/h
(5 mph).
\vskip1.000000\baselineskip
Se prepararon muestras con y sin negro de humo,
con y sin polipropileno funcionalizado, polipropileno y 30% de
esterilla de vidrio con la tecnología de apresto ahora existente y
con la nueva tecnología de apresto. Los resultados se ofrecen en la
siguiente tabla 4. La adición de la nueva tecnología de apresto
demostró una diferencia apreciable en el comportamiento incluso sin
el polipropileno funcionalizado, como puede apreciarse comparando
el control con la muestra H. Separando el negro de humo pero
añadiendo polipropileno funcionalizado, la muestra I mostró un
descenso en todos los campos en comparación con la muestra H que
contenía negro de humo y el nuevo agente de apresto. Aunque la
muestra I demostró mejoras con respecto al control de negro de humo
sin el agente de apresto, la muestra que contiene negro de humo, el
nuevo agente de apresto y polipropileno funcionalizado produjo un
comportamiento mejorado en cada uno de los campos.
\vskip1.000000\baselineskip
La entidad solicitante es conocedora de que en
la técnica ya se conoce polipropileno funcionalizado combinado con
un refuerzo de fibra de vidrio. Sin embargo, lo que se ha descrito
hasta la fecha es la combinación de polipropileno funcionalizado
con fibras cortadas en una longitud corta en un molde de inyección.
El uso de fibras cortadas en una longitud larga, que se definen
aquí como fibras con una longitud de al menos 1,27 cm (media (1/2)
pulgada) o una esterilla de vidrio, aumenta de manera importante la
resistencia al impacto Izod con entalladura del material compuesto,
como puede verse en la tabla 5.
El producto principal está constituido por 0,08%
de polipropileno maleatado. Cuando se comparan los datos Izod con
entalladura de los dos productos empleando una esterilla continua,
existe poca diferencia en los valores Izod con entalladura, como
puede verse en la tabla 6.
\vskip1.000000\baselineskip
Esto no se considera que sea una diferencia
importante y con seguridad no constituye un descenso del
comportamiento. El hecho de que esta propiedad particular resulte
inafectada por la adición del polipropileno maleatado es
sorprendente, puesto que todas las otras propiedades aumentan de
manera importante. De este modo, es claro que el comportamiento del
producto de la presente invención es único.
A partir de lo anterior, resulta fácilmente
evidente que la entidad solicitante ha inventado un método para la
producción de un material compuesto mejorado que resulta
especialmente adecuado para la producción de vigas de paragolpes
para automóviles. La combinación de esterillas de vidrio continuas y
aleatorias, con una nueva química de apresto sin peróxido,
polipropileno y un polipropileno funcionalizado conteniendo
funcionalidades anhídrido, ha demostrado que proporciona un
comportamiento sorprendentemente superior en aplicaciones en vigas
de paragolpes.
Claims (7)
1. Un método para la producción de un material
compuesto laminado que comprende las etapas de:
(a) suministrar una primera lámina (50) de
polipropileno funcionalizado y una segunda lámina (51) de
polipropileno funcionalizado;
(b) colocar una esterilla de vidrio (52, 52')
hecha de fibras de vidrio tratadas con un producto de reacción de 2
a 22% de una amina polimérica y de 2 a 10% en peso de un
órganosilano, de 5 a 20% en peso de un polímero formador de
película, carente de almidón, dispersable en agua, y de 50 a 90% en
peso de una poliolefina emulsionada, entre dicha primera lámina
(50) de polipropileno funcionalizado y dicha segunda lámina (51) de
polipropileno funcionalizado;
(c) calentar dicha primera lámina (50) de
polipropileno funcionalizado, dicha esterilla de vidrio (52, 52') y
dicha segunda lámina de polipropileno funcionalizado (51);
(d) aplicar presión a dicha primera lámina
caliente (50) de polipropileno funcionalizado, a dicha esterilla de
vidrio (52, 52') y a dicha segunda lámina (51) de polipropileno
funcionalizado, para formar un material compuesto laminado; y
(e) enfriar dicho material compuesto laminado a
temperatura ambiente.
2. Un método según la reivindicación 1, en donde
la etapa (c) comprende mover dicha primera lámina (50) de
polipropileno funcionalizado, dicha esterilla de vidrio (52, 52') y
dicha segunda lámina de polipropileno funcionalizado (51) a través
de una zona de laminación en caliente (60) y en donde la etapa (c)
comprende aplicar la presión mientras dicha primera lámina (50) de
polipropileno funcionalizado, dicha esterilla de vidrio (52, 52') y
dicha segunda lámina de polipropileno funcionalizado (51) pasan a
través de la zona de laminación en caliente (60).
3. Un método según la reivindicación 1 o 2, en
donde la etapa (e) comprende mover el material compuesto laminado a
través de una zona fría (70) y aplicar una presión mientras el
material compuesto laminado pasa a través de la zona fría (70).
4. Un método según la reivindicación 3, en donde
la presión aplicada en la etapa (d) y la presión aplicada en la
etapa (e) son iguales.
5. Un método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en donde la etapa (b) comprende colocar una
primera esterilla de vidrio (52) y una segunda esterilla de vidrio
(52') entre dicha primera lámina (50) de polipropileno
funcionalizado y dicha segunda lámina (51) de polipropileno
funcionalizado, comprendiendo además el método la siguiente etapa:
alimentar una resina termoplástica fundida (54) entre dicha primera
esterilla de vidrio (52) y dicha segunda esterilla de vidrio
(52').
6. Un método según la reivindicación 5, en
donde la composición de la resina termoplástico (54) es idéntica a
la composición de dichas primera y segunda láminas (50, 51) de
polipropileno funcionalizado.
7. Un método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en donde la presión aplicada en la etapa (d)
y/o en la etapa (e) es del orden de 48,26 kPa a 620,53 kPa
(7-90 libras por pulgada cuadrada).
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