ES2307286T3 - Procedimiento para fabricar articulos de multiples capas que tienen efectos visuales especiales. - Google Patents

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Abstract

Un procedimiento para fabricar un artículo de múltiples capas, en el que dicho artículo de múltiples capas comprende en secuencia: (i) una primera capa que comprende una resina acrílica que tiene un espesor en un intervalo de entre 0,007 milímetros y 3 milímetros; (ii) al menos una segunda capa translúcida que tiene un espesor en un intervalo de entre 0,5 milímetros y 5 milímetros y que comprende (a) una resina acrílica presente en una cantidad en un intervalo de entre 95 phr y 50 phr, y opcionalmente que comprende además un modificador de impacto; (b) una composición de resina termoplástica modificada con caucho presente en una cantidad en un intervalo de entre 5 phr y 50 phr y que comprende una fase elastomérica discontinua dispersada en una fase termoplástica rígida, injertándose al menos una parte de la fase termoplástica rígida en la fase elastomérica, comprendiendo dicha fase termoplástica unidades estructurales derivadas de al menos un monómero aromático de vinilo y al menos un monómero de nitrilo monoetilénicamente insaturado; (c) opcionalmente un modificador de reología presente en una cantidad en un intervalo de entre 0 phr y 5 phr; y (d) un aditivo de efectos visuales presente en una cantidad en un intervalo de entre el 1% en peso y el 65% en peso y seleccionado del grupo que está constituido por pigmentos, pigmentos a base de vidrio, cargas, copos de mineral, fibras de mineral, mica, copos de aluminio, copos celulósicos, fibras celulósicas y partículas resinosas reticuladas que tienen un tamaño de partícula en el intervalo de 0,15 milímetros a 3 milímetros, basándose los valores de phr en los componentes resinosos de la segunda capa y basándose los valores de % en peso en el peso de toda la segunda capa; (iii) una tercera capa que comprende una resina de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), teniendo dicha capa una resistencia al impacto superior a 350 Newtons por metro según la norma ASTM D256, y teniendo un espesor en un intervalo de entre 2 milímetros y 3,8 milímetros o bien en un intervalo de entre 3,8 milímetros y 12 milímetros; y (iv) una capa de refuerzo opcional que comprende un sustrato de polímero termoendurecible, opcionalmente reforzada con fibra, o bien una resina de ABS cargada con vidrio, y que tiene un módulo de al menos 1000 MPa según la norma ISO 178; y en el que dicho procedimiento comprende las etapas de: (I) secar los componentes de la segunda capa, individualmente o bien en combinación, hasta un contenido en compuestos volátiles inferior al 0,06% en peso antes de procesar una mezcla que comprende dichos componentes para formar dicha segunda capa; y (II) extruir conjuntamente la segunda y la tercera capa, y opcionalmente la primera capa para formar el artículo de múltiples capas.

Description

Procedimiento para fabricar artículos de múltiples capas que tienen efectos visuales especiales.
Antecedentes de la invención
La presente invención se refiere a un procedimiento para fabricar artículos de múltiples capas que tienen efectos visuales especiales. Artículos que tienen propiedades de efecto visual especial tales como un aspecto similar a piedra o granito están continuamente en demanda para aplicaciones comerciales. Tales efectos visuales pueden introducirse a menudo en un artículo termoplástico incluyendo aditivos de efectos visuales especiales en una o más capas de un artículo de múltiples capas. Sin embargo, la magnitud del efecto visual especial depende de factores tales como la matriz termoplástica circundante y el nivel de compuestos volátiles en dicha matriz, y puede requerir carga en exceso de aditivos de efectos visuales para lograr un efecto adecuado. Continúan buscándose procedimientos para la preparación económica de artículos de múltiples capas que tienen efectos visuales especiales en equilibrio con un rendimiento mecánico adecuado.
Breve descripción de la invención
Los presentes inventores han descubierto un procedimiento para fabricar un artículo de múltiples capas, en el que dicho artículo de múltiples capas comprende en secuencia:
(i)
una primera capa que comprende una resina acrílica que tiene un espesor en un intervalo de entre 0,007 milímetros y 3 milímetros;
(ii)
al menos una segunda capa translúcida que tiene un espesor en un intervalo de entre 0,5 milímetros y 5 milímetros y que comprende (a) una resina acrílica presente en una cantidad en un intervalo de entre 95 partes por cien partes de resina (phr) y 50 phr, y, opcionalmente que comprende además un modificador de impacto; (b) una composición de resina termoplástica modificada con caucho presente en una cantidad en un intervalo de entre 5 phr y 50 phr y que comprende una fase elastomérica discontinua dispersada en una fase termoplástica rígida, injertándose al menos una parte de la fase termoplástica rígida en la fase elastomérica, comprendiendo dicha fase termoplástica unidades estructurales derivadas de al menos un monómero aromático de vinilo y al menos un monómero de nitrilo monoetilénicamente insaturado; (c) opcionalmente un modificador de reología presente en una cantidad en un intervalo de entre 0 phr y 5 phr; y (d) un aditivo de efectos visuales presente en una cantidad en un intervalo de entre el 1% en peso y el 65% en peso y seleccionado del grupo que está constituido por pigmentos, pigmentos a base de vidrio, cargas, copos de mineral, fibras de mineral, mica, copos de aluminio, copos celulósicos, fibras celulósicas y partículas resinosas reticuladas que tienen un tamaño de partícula en el intervalo de 0,15 milímetros a 3 milímetros, basándose los valores de phr en los componentes resinosos de la segunda capa y basándose los valores de % en peso en el peso de toda la segunda capa;
(iii)
una tercera capa que comprende una resina de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), teniendo dicha capa una resistencia al impacto superior a 350 Newtons por metro según la norma ASTM D256, y que tiene un espesor en un intervalo de entre 2 milímetros y 3,8 milímetros o bien en un intervalo de entre 3,8 milímetros y 12 milímetros; y
(iv)
una capa de refuerzo opcional que comprende un sustrato de polímero termoendurecible o resina de ABS cargada con vidrio, opcionalmente reforzada con fibra y que tiene un módulo de al menos 1000 MPa según la norma ISO 178;
y en el que dicho procedimiento comprende las etapas de:
(I)
secar los componentes de la segunda capa, individualmente o bien en combinación, hasta un contenido en compuestos volátiles inferior al 0,06% en peso antes de procesar una mezcla que comprende dichos componentes para formar dicha segunda capa; y
(II)
extruir conjuntamente la segunda y la tercera capa, y opcionalmente la primera capa para formar el artículo de múltiples capas.
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En otras realizaciones, la presente invención se refiere a artículos fabricados mediante el procedimiento. Diversas otras características, aspectos y ventajas de la presente invención se volverán más evidentes con referencia a la siguiente descripción y reivindicaciones adjuntas.
Descripción detallada de la invención
En la siguiente memoria descriptiva y las reivindicaciones que siguen, se hará referencia a varios términos que se definirán para tener los siguientes significados. Las formas singulares "un", "uno/una" y "el/la" incluyen los respectivos plurales a menos que el contexto establezca claramente lo contrario. "Efectos visuales especiales" en el presente contexto se refiere a un efecto similar a granito o similar a piedra o ambos, si los artículos formados a partir de composiciones mediante los procedimientos de la invención lo muestran.
El término "alquilo" tal como se usa en las diversas realizaciones de la presente invención pretende designar radicales alquilo lineal, alquilo ramificado, aralquilo, cicloalquilo, bicicloalquilo, tricicloalquilo y policicloalquilo que comprenden átomos de carbono e hidrógeno, y opcionalmente que comprenden átomos además de carbono e hidrógeno, por ejemplo átomos seleccionados de los grupos 15, 16 y 17 de la tabla periódica. Los grupos alquilo pueden ser saturados o insaturados y pueden comprender, por ejemplo, vinilo o alilo. El término "alquilo" también abarca la parte alquilo de grupos alcóxidos. En diversas realizaciones, radicales alquilo normal y ramificado son aquéllos que comprenden desde 1 átomo de carbono hasta aproximadamente 32 átomos de carbono, e incluyen, como ejemplos ilustrativos no limitativos, alquilo C_{1}-C_{32} (opcionalmente sustituido con uno o más grupos seleccionados de alquilo C_{1}-C_{32}, cicloalquilo C_{3}-C_{15} o arilo); y cicloalquilo C_{3}-C_{15} opcionalmente sustituido con uno o más grupos seleccionados de alquilo C_{1}-C_{32} o arilo. Algunos ejemplos ilustrativos, no limitativos, incluyen metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, n-butilo, sec-butilo, butilo terciario, pentilo, neopentilo, hexilo, heptilo, octilo, nonilo, decilo, undecilo y dodecilo. Algunos ejemplos ilustrativos, no limitativos particulares de radicales cicloalquilo y bicicloalquilo incluyen ciclobutilo, ciclopentilo, ciclohexilo, metilciclohexilo, cicloheptilo, bicicloheptilo y adamantilo. En diversas realizaciones los radicales aralquilo comprenden aquéllos que comprenden desde 7 átomos de carbono hasta aproximadamente 14 átomos de carbono; estos incluyen, pero no se limitan a, bencilo, fenilbutilo, fenilpropilo y feniletilo. El término "arilo" tal como se usa en las diversas realizaciones de la presente invención pretende designar radicales arilo sustituido o no sustituido que comprenden desde 6 átomos de carbono de anillo hasta 20 átomos de carbono de anillo. Algunos ejemplos ilustrativos, no limitativos, de radicales arilo incluyen arilo C_{6}-C_{20} opcionalmente sustituido con uno o más grupos seleccionados de alquilo C_{1}-C_{32}, cicloalquilo C_{3}-C_{15}, arilo y grupos funcionales que comprenden átomos seleccionados de los grupos 15, 16 y 17 de la tabla periódica. Algunos ejemplos ilustrativos, no limitativos particulares de radicales arilo incluyen binaftilo, naftilo, xililo, tolilo, bifenilo y fenilo sustituido o no sustituido.
En diversas realizaciones, los artículos de múltiples capas de la invención comprenden una primera capa que es la capa superior. Dicha primera capa comprende una resina acrílica que es sustancialmente transparente a la luz visible. La primera capa puede comprender opcionalmente al menos un agente de absorción UV. En una realización particular, la resina acrílica comprende una resina de poli(metacrilato de metilo). Dicha primera capa tiene un espesor en una realización en un intervalo de entre 0,007 milímetros y 3 milímetros; y en otra realización en un intervalo de entre 0,025 milímetros y 0,25 milímetros.
La segunda capa del artículo de múltiples capas es una capa translúcida que tiene un espesor en una realización en un intervalo de entre 0,5 milímetros y 5 milímetros y en otra realización en un intervalo de entre 0,25 milímetros y 1 milímetro. En algunas realizaciones particulares, la segunda capa tiene una profundidad de penetración de luz promedio de 0,13 milímetros a 3,8 milímetros para luz de 400-700 nanómetros de longitud de onda. La profundidad de penetración de luz es la distancia que la luz recorre antes de que la energía radiante disminuya hasta un valor de 1/e de su energía incidente. La profundidad de penetración de luz puede medirse en una realización midiendo la cantidad de luz transmitida a través de una muestra de espesor conocido, por ejemplo usando un espectrofotómetro, y luego calculando el coeficiente de atenuación. Luego el valor de la profundidad de penetración de luz es el recíproco del coeficiente de atenuación.
La segunda capa comprende como un componente una resina acrílica presente en una realización en una cantidad en un intervalo de entre 95 phr y 50 phr, y en otra realización en una cantidad en un intervalo de entre 80 phr y 60 phr, basándose los valores de phr en los componentes resinosos de la segunda capa. Las resinas acrílicas adecuadas comprenden aquéllas con unidades estructurales derivadas de metacrilato de metilo. Las resinas acrílicas adecuadas opcionalmente comprenden aquéllas que están modificadas para el impacto, tales como, pero sin limitarse a, un poli(metacrilato de metilo) modificado para el impacto. La cantidad de modificador de impacto opcional que puede estar presente en el componente de resina acrílica está en una realización en un intervalo de entre el 0% y el 75%, en otra realización en un intervalo de entre el 30% y el 70%, y en todavía otra realización en un intervalo de entre el 40% y el 55%, basándose en el peso total de la resina acrílica y el modificador de impacto. Los modificadores de impacto adecuados comprenden poli(acrilato de butilo) injertado con acrilato, ejemplos ilustrativo de los cuales incluyen poli(acrilato de butilo) injertado con metacrilato de metilo.
La segunda capa comprende además como un segundo componente una composición de resina termoplástica modificada con caucho presente en una cantidad en un intervalo de entre 5 phr y 50 phr, basándose en los componentes resinosos en la segunda capa. La composición de resina termoplástica modificada con caucho comprende una fase elastomérica discontinua dispersada en una fase termoplástica rígida, injertándose al menos una parte de la fase termoplástica rígida en la fase elastomérica, comprendiendo dicha fase termoplástica unidades estructurales derivadas de al menos un monómero aromático de vinilo y al menos un monómero de nitrilo monoetilénicamente insaturado. La fase elastomérica discontinua comprende un sustrato de caucho en el que se injerta al menos una parte de la fase termoplástica rígida. No hay limitación particular con respecto al sustrato de caucho siempre que sea susceptible a injerto mediante al menos una parte de un monómero injertable. El sustrato de caucho tiene normalmente una temperatura de transición vítrea, Tg, en una realización inferior a o igual a 25ºC, en otra realización inferior a aproximadamente 0ºC, en otra realización inferior a aproximadamente menos 20ºC, y en todavía otra realización inferior a aproximadamente menos 30ºC. Según se denomina en el presente documento, la T_{g} de un polímero es el valor de Tg de polímero tal como se mide mediante calorimetría de exploración diferencial (DSC; velocidad de calentamiento de 20ºC/minuto, determinándose el valor de T_{g} en el punto de inflexión).
En una realización, el sustrato de caucho se deriva de la polimerización mediante procedimientos conocidos de al menos un monómero de (met)acrilato de alquilo monoetilénicamente insaturado seleccionado de monómeros de (met)acrilato de alquilo (C_{1}-C_{12}) y mezclas que comprenden al menos uno de dichos monómeros. Según se usa en el presente documento, la terminología "monoetilénicamente insaturado" significa que tiene un único sitio de insaturación etilénica por molécula y la terminología "monómeros de (met)acrilato" se refiere conjuntamente a monómeros de acrilato y monómeros de metacrilato. Según se usa en el presente documento, la terminología "(C_{x}-C_{y})", tal como se aplica a una unidad particular, tal como, por ejemplo, un compuesto químico o un grupo sustituyente químico, significa que tiene un contenido en átomos de carbono desde "x" átomos de carbono hasta "y" átomos de carbono por tal unidad. Por ejemplo, "alquilo (C_{1}-C_{12})" significa un grupo sustituyente alquilo de cadena lineal, ramificado o cíclico que tiene desde 1 átomo de carbono hasta 12 átomos de carbono por grupo. Los monómeros de (met)acrilato de alquilo (C_{1}-C_{12}) adecuados incluyen, pero no se limitan a, monómeros de acrilato de alquilo (C_{1}-C_{12}), ejemplos ilustrativos de los cuales comprenden acrilato de etilo, acrilato de butilo, acrilato de iso-pentilo, acrilato de n-hexilo y acrilato de 2-etilhexilo; y sus análogos de metacrilato de alquilo (C_{1}-C_{12}), ejemplos ilustrativos de los cuales comprenden metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de propilo, metacrilato de iso-propilo, metacrilato de butilo, metacrilato de hexilo y metacrilato de decilo. En una realización particular de la presente invención, el sustrato de caucho comprende unidades estructurales derivadas de acrilato de metilo, acrilato de etilo o acrilato de n-butilo.
En diversas realizaciones, el sustrato de caucho también puede comprender una cantidad minoritaria, por ejemplo hasta el 5% en peso, de unidades estructurales derivadas de al menos un monómero polietilénicamente insaturado, por ejemplo aquéllos que son copolimerizables con un monómero usado para preparar el sustrato de caucho. Según se usa en el presente documento, la terminología "polietilénicamente insaturado" significa que tiene dos o más sitios de insaturación etilénica por molécula. Un monómero polietilénicamente insaturado se emplea a menudo para proporcionar la reticulación de las partículas de caucho y/o para proporcionar sitios de "unión por injerto" en el sustrato de caucho para una reacción posterior con monómeros de injerto. Los monómeros polietilénicos insaturados adecuados incluyen, pero no se limitan a, diacrilato de butileno, divinilbenceno, dimetacrilato de butenodiol, tri(met)acrilato de trimetilolpropano, metacrilato de alilo, metacrilato de dialilo, maleato de dialilo, fumarato de dialilo, ftalato de dialilo, metacrilato de trialilo, cianurato de trialilo, isocianurato de trialilo, el acrilato del alcohol triciclodecenílico y mezclas que comprenden al menos uno de tales monómeros. En una realización particular, el sustrato de caucho comprende unidades estructurales derivadas de cianurato de trialilo.
En algunas realizaciones, el sustrato de caucho puede comprender opcionalmente unidades estructurales derivadas de cantidades minoritarias de otros monómeros insaturados, por ejemplo aquéllos que son copolimerizables con un monómero usado para preparar el sustrato de caucho. En realizaciones particulares, el sustrato de caucho puede incluir opcionalmente hasta el 25 por ciento en peso ("% en peso") de unidades estructurales derivadas de uno o más monómeros seleccionados de monómeros de (met)acrilato, monómeros aromáticos de vinilo y monómeros de nitrito monoetilénicamente insaturados. Los monómeros de (met)acrilato copolimerizables adecuados incluyen, pero no se limitan a, acrilato sustituido con arilo C_{1}-C_{12} o haloarilo, metacrilato sustituido con arilo C_{1}-C_{12} o haloarilo, o mezclas de los mismos; ácidos carboxílicos monoetilénicamente insaturados, tales como, por ejemplo, ácido acrílico, ácido metacrílico y ácido itacónico; (met)acrilato de glicidilo, (met)acrilato de hidroxialquilo, (met)acrilato de hidroxialquilo (C_{1}-C_{12}), tales como, por ejemplo, metacrilato de hidroxietilo; monómeros de (met)acrilato de cicloalquilo (C_{4}-C_{12}), tales como, por ejemplo, metacrilato de ciclohexilo; monómeros de (met)acrilamida, tales como, por ejemplo, acrilamida, metacrilamida y acrilamida N-sustituidas o metacrilamidas N-sustituidas; monómeros de maleimida, tales como, por ejemplo, maleimida, N-alquilmaleimidas, N-arilmaleimidas y maleimidas sustituidas con haloarilo; anhídrido maleico; vinilmetil éter, ésteres vinílicos, tales como, por ejemplo, acetato de vinilo y propionato de vinilo. Según se usa en el presente documento, el término "(met)acrilamida" se refiere conjuntamente a acrilamidas y metacrilamidas. Los monómeros aromáticos de vinilo adecuados incluyen, pero no se limitan a, monómeros aromáticos de vinilo, tales como, por ejemplo, estireno y estirenos sustituidos que tienen uno o más grupos sustituyentes alquilo, alcoxilo, hidroxilo o halógeno unidos al anillo aromático, incluyendo, pero sin limitarse a, alfa-metilestireno, p-metilestireno, 3,5-dietilestireno, 4-n-propilestireno, viniltolueno, alfa-metilviniltolueno, vinilxileno, trimetilestireno, butilestireno, t-butilestireno, cloroestireno, alfa-cloroestireno, dicloroestireno, tetracloroestireno, bromoestireno, alfa-bromoestireno, dibromoestireno, p-hidroxiestireno, p-acetoxiestireno, metoxiestireno y estructuras de anillo aromático condensadas sustituidas con vinilo, tales como, por ejemplo, vinilnaftaleno, vinilantraceno, así como mezclas de monómeros aromáticos de vinilo y monómeros de nitrilo monoetilénicamente insaturados tales como, por ejemplo, acrilonitrilo, etacrilonitrilo, metacrilonitrilo, alfa-bromoacrilonitrilo y alfa-cloroacrilonitrilo. También son adecuados estirenos sustituidos con mezclas de sustituyentes en el anillo aromático. Según se usa en el presente documento, la expresión "monómero de nitrilo monoetilénicamente insaturado" significa un compuesto acíclico que incluye un único grupo nitrilo y un único sitio de insaturación etilénica por molécula e incluye, pero no se limita a, acrilonitrilo, metacrilonitrilo, alfa-cloroacrilonitrilo y similares.
En una realización particular, el sustrato de caucho comprende desde el 40% en peso hasta el 95% en peso de unidades de repetición derivadas de uno o más monómeros de acrilato de alquilo (C_{1}-C_{12}), más preferiblemente de uno o más monómeros seleccionados de acrilato de etilo, acrilato de butilo y acrilato de n-hexilo.
El sustrato de caucho puede estar presente en la parte de la resina termoplástica modificada con caucho de las composiciones de la invención en una realización a un nivel de desde el 4% en peso hasta el 94% en peso; en otra realización a un nivel de desde el 10% en peso hasta el 80% en peso; en otra realización a un nivel de desde el 15% en peso hasta el 80% en peso; en otra realización a un nivel de desde el 35% en peso hasta el 80% en peso; en otra realización a un nivel de desde el 40% en peso hasta el 80% en peso; en otra realización a un nivel de desde el 25% en peso hasta el 60% en peso, y en todavía otra realización a un nivel de desde el 40% en peso hasta el 50% en peso, basándose en el peso de la resina termoplástica modificada con caucho. En otras realizaciones el sustrato de caucho puede estar presente en composiciones de la invención a un nivel de desde el 5% en peso hasta el 50% en peso; a un nivel de desde el 8% en peso hasta el 40% en peso; o a un nivel de desde el 10% en peso hasta el 30% en peso, basándose en el peso de la resina termoplástica modificada con caucho.
No hay limitación particular con respecto la distribución de tamaño de partícula del sustrato de caucho (algunas veces denominado a continuación en el presente documento como sustrato de caucho inicial para distinguirlo del sustrato de caucho tras el injerto). En algunas realizaciones, el sustrato de caucho inicial puede tener una distribución de tamaño de partícula amplia con partículas que oscilan en tamaño entre 50 nm y 1000 nm. En otras realizaciones, el tamaño de partícula medio del sustrato de caucho inicial puede ser inferior a 100 nm. En todavía otras realizaciones, el tamaño de partícula medio del sustrato de caucho inicial puede estar en un intervalo de entre 80 nm y 500 nm. En todavía otras realizaciones, el tamaño de partícula medio del sustrato de caucho inicial puede estar en un intervalo de entre 200 nm y 750 nm. En otras realizaciones, el tamaño de partícula medio del sustrato de caucho inicial puede ser superior a 400 nm. En todavía otras realizaciones, el sustrato de caucho inicial comprende partículas que son una mezcla de tamaños de partícula con al menos dos distribuciones de tamaño de partícula medio. En una realización particular, el sustrato de caucho inicial comprende partículas que son una mezcla de tamaños de partícula con dos distribuciones de tamaño de partícula medio cada una en un intervalo de entre 80 nm y
500 nm.
El sustrato de caucho puede prepararse según procedimientos conocidos. En una realización, el sustrato de caucho se prepara mediante polimerización en emulsión acuosa en presencia de un iniciador de radicales libres, por ejemplo, un iniciador de azonitrilo, un iniciador de peróxido orgánico, un iniciador de persulfato o un sistema iniciador redox, y, opcionalmente, en presencia de un agente de transferencia de cadena, por ejemplo, un alquilmercaptano y se coagula para formar partículas de sustrato de caucho.
La fase de resina termoplástica rígida de la resina termoplástica modificada con caucho comprende uno o más polímeros termoplásticos. En una realización de la presente invención, los monómeros se polimerizan en presencia del sustrato de caucho para formar de ese modo una fase termoplástica rígida, al menos una parte de la cual se injerta químicamente en la fase elastomérica. La parte de la fase termoplástica rígida injertada químicamente en el sustrato de caucho se denomina a veces a continuación en el presente documento como copolímero injertado. En una realización, la fase termoplástica rígida comprende un polímero o copolímero termoplástico que muestra una temperatura de transición vítrea (Tg) superior a 25ºC, en otra realización superior a o igual a 90ºC y en todavía otra realización superior a o igual a 100ºC.
En una realización particular, la fase termoplástica rígida comprende un polímero que tiene unidades estructurales derivadas de uno o más monómeros seleccionados del grupo que está constituido por monómeros aromáticos de vinilo y monómeros de nitrilo monoetilénicamente insaturados. Los polímeros aromáticos de vinilo adecuados comprenden al menos el 20% en peso de unidades estructurales derivadas de uno o más monómeros aromáticos de vinilo. En una realización, la fase termoplástica rígida comprende un polímero aromático de vinilo que tiene las primeras unidades estructurales derivadas de uno o más monómeros aromáticos de vinilo y que tiene las segundas unidades estructurales derivadas de uno o más monómeros de nitrilo monoetilénicamente insaturados. Ejemplos de tales polímeros aromáticos de vinilo incluyen, pero no se limitan a, copolímeros de estireno/acrilonitrilo, copolímeros de alfa-metilestireno/acrilonitrilo, o copolímeros de alfa-metilestireno/estireno/acrilonitrilo. En otra realización particular, la fase termoplástica rígida comprende un polímero aromático de vinilo que tiene las primeras unidades estructurales derivadas de uno o más monómeros aromáticos de vinilo; las secundas unidades estructurales derivadas de uno o más monómeros de nitrilo monoetilénicamente insaturados; y las terceras unidades estructurales derivadas de uno o más monómeros seleccionados del grupo que está constituido por monómeros de (met)acrilato de alquilo (C_{1}-C_{12}) y arilo. Los ejemplos de tales polímeros aromáticos de vinilo incluyen, pero no se limitan a, copolímeros de estireno/acrilonitrilo/metacrilato de metilo, copolímeros de alfa-metilestireno/acrilonitrilo/metacrilato de metilo y copolímeros de alfa-metilestireno/estireno/acrilonitrilo/metacrilato de metilo. Otros ejemplos de polímeros aromáticos de vinilo adecuados comprenden copolímeros de estireno/metacrilato de metilo, copolímeros de estireno/anhídrido maleico; copolímeros de estireno/acrilonitrilo/anhídrido maleico y copolímeros de estireno/acrilonitrilo/acrílico ácido. Pueden usarse estos copolímeros para la fase termoplástica rígida individualmente o bien como mezclas.
Si las unidades estructurales en copolímeros se derivan de uno o más monómeros de nitrilo monoetilénicamente insaturados, entonces la cantidad de monómero de nitrilo añadida para formar el copolímero que comprende el copolímero injertado y la fase termoplástica rígida puede estar en una realización en un intervalo de entre el 5% en peso y el 40% en peso, en otra realización en un intervalo de entre el 5% en peso y el 30% en peso, en otra realización en un intervalo de entre el 10% en peso y el 30% en peso y en aún otra realización en un intervalo de entre el 15% en peso y el 30% en peso, basándose en el peso total de monómeros añadidos para formar el copolímero que comprende el copolímero injertado y la fase termoplástica rígida.
En algunas realizaciones particulares, la proporción en peso/peso de monómero aromático de vinilo a monómero de nitrilo monoetilénicamente insaturado está en una realización en un intervalo de entre 1:1 y 6:1, en otra realización en un intervalo de entre 1,5:1 y 4:1, en todavía otra realización en un intervalo de entre 2:1 y 3:1 y en todavía otra realización en un intervalo de entre 2,5:1 y 3:1.
Si las unidades estructurales en copolímeros se derivan de uno o más monómeros de (met)acrilato de alquilo (C_{1}-C_{12}) y arilo, entonces la cantidad del dicho monómero añadido para formar el copolímero que comprende el copolímero injertado y la fase termoplástica rígida puede estar en una realización en un intervalo de entre el 5% en peso y el 50% en peso, en otra realización en un intervalo de entre el 5% en peso y el 45% en peso, en otra realización en un intervalo de entre el 10% en peso y el 35% en peso y en aún otra realización en un intervalo de entre el 15% en peso y el 35% en peso, basándose en el peso total de monómeros añadidos para formar el copolímero que comprende el copolímero injertado y la fase termoplástica rígida.
La cantidad de injerto que tiene lugar entre el sustrato de caucho y los monómeros que comprenden la fase termoplástica rígida varía con la composición y cantidad relativa de la fase de caucho. En una realización, se injerta químicamente en el caucho más de aproximadamente el 10% en peso de la fase termoplástica rígida, basándose en la cantidad total de fase termoplástica rígida en la resina termoplástica modificada con caucho. En otra realización, se injerta químicamente en el caucho más del 15% en peso de la fase termoplástica rígida, basándose en la cantidad total de fase termoplástica rígida en la resina termoplástica modificada con caucho. En todavía otra realización, se injerta químicamente en el caucho más del 20% en peso de la fase termoplástica rígida, basándose en la cantidad total de fase termoplástica rígida en la resina termoplástica modificada con caucho. En realizaciones particulares, la cantidad de fase termoplástica rígida injertada químicamente en el caucho puede estar en un intervalo de entre el 5% en peso y el 90% en peso; entre el 10% en peso y el 90% en peso; entre el 15% en peso y el 85% en peso; entre el 15% en peso y el 50% en peso; o entre el 20% en peso y el 50% en peso, basándose en la cantidad total de fase termoplástica rígida en la resina termoplástica modificada con caucho. En aún otras realizaciones, del 40% en peso al 90% en peso de la fase termoplástica rígida está libre, es decir, no injertada.
La fase termoplástica rígida puede estar presente en la resina termoplástica modificada con caucho en una realización a un nivel de desde el 85% en peso hasta el 6% en peso; en otra realización a un nivel de desde el 65% en peso hasta el 6% en peso; en otra realización a un nivel de desde el 60% en peso hasta el 20% en peso; en otra realización a un nivel de desde el 75% en peso hasta el 40% en peso, y en todavía otra realización a un nivel de desde el 60% en peso hasta el 50% en peso, basándose en el peso total de la resina termoplástica modificada con caucho. En otras realizaciones, la fase termoplástica rígida puede estar presente en un intervalo de entre el 90% en peso y el 30% en peso, basándose en el peso total de la resina termoplástica modificada con caucho.
La fase termoplástica rígida puede formarse únicamente mediante polimerización que se lleva a cabo en presencia de sustrato de caucho, o mediante la adición de uno o más polímeros termoplásticos rígidos sintetizados por separado a la resina termoplástica modificada con caucho, o mediante una combinación de ambos procedimientos. En algunas realizaciones, el polímero termoplástico rígido sintetizado por separado comprende unidades estructurales esencialmente idénticas a aquéllas de la fase termoplástica rígida que comprende la resina termoplástica modificada con caucho. En algunas realizaciones particulares, el polímero termoplástico rígido sintetizado por separado comprende al menos uno de copolímero de estireno-acrilonitrilo o copolímero de estireno-acrilonitrilo-metacrilato de metilo. Si al menos una parte de polímero termoplástico rígido sintetizado por separado se añade a la resina termoplástica modificada con caucho, entonces la cantidad de dicho polímero termoplástico rígido sintetizado por separado añadido está en una cantidad en un intervalo de entre el 5% en peso y el 80% en peso basándose en el peso de la resina termoplástica modificada con caucho.
La fase termoplástica rígida puede prepararse según procedimientos conocidos, por ejemplo, polimerización en masa, polimerización en emulsión, polimerización en suspensión o combinaciones de los mismos, en los que al menos una parte de la fase termoplástica rígida se une químicamente, es decir, "se injerta" en la fase de caucho mediante la reacción con sitios insaturados presentes en la fase de caucho. Puede realizarse la reacción de injerto en un procedimiento discontinuo, continuo o semicontinuo. Los procedimientos representativos incluyen, pero no se limitan a, aquéllos enseñados en las patentes estadounidenses nº 3.944.631; y la solicitud de patente estadounidense nº de serie 08/962.458, presentada el 31 de octubre de 1997. Los sitios insaturados en la fase de caucho se proporcionan, por ejemplo, mediante sitios insaturados en aquellas unidades estructurales del caucho que se derivaron de un monómero de unión por injerto.
En algunas realizaciones de la presente invención, el injerto de monómero en el sustrato de caucho con formación concomitante de fase termoplástica rígida puede realizarse opcionalmente en fases en las que al menos un primero monómero se injerta en el sustrato de caucho seguido por al menos un segundo monómero diferente de dicho primer monómero. Procedimientos representativos para injertar monómero en fases en el sustrato de caucho incluyen, pero no se limitan a, aquéllos enseñados en la solicitud de patente estadounidense nº de serie 10/748.394, presentada el 30 de diciembre de 2003.
En una realización particular, la resina termoplástica modificada con caucho comprende una resina de acrilato/estireno/acrilonitrilo (ASA) en la que la fase termoplástica rígida comprende un copolímero de estireno/acrilonitrilo o bien un copolímero de estireno/acrilonitrilo/metacrilato de metilo. Una resina de ASA que comprende un copolímero de estireno/acrilonitrilo/metacrilato de metilo como la fase termoplástica rígida se denomina a veces una ASA modificada con metacrilato de metilo (a veces abreviada MMA-ASA). En otra realización particular, la segunda capa comprende una resina de ASA como composición de resina termoplástica modificada con caucho presente en una cantidad en un intervalo de entre 20 phr y 40 phr, basándose en los componentes resinosos en la segunda capa.
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La segunda capa puede comprender opcionalmente un modificador de reología como un tercer componente presente en una cantidad en un intervalo de entre 0 phr y 5 phr, basándose en los componentes resinosos en la segunda capa. Si está presente, el modificador de reología puede estar presente en una realización en una cantidad en un intervalo de entre 0,5 phr y 5 phr, y en otra realización en una cantidad en un intervalo de entre 1 phr y 3 phr, basándose en los componentes resinosos en la segunda capa. Los modificadores de reología adecuados mejoran la resistencia del fundido de la segunda capa durante el procesamiento. En una realización particular, si está presente, el modificador de reología está presente en una cantidad suficiente para mejorar la resistencia del fundido de la segunda capa durante el procesamiento. Puede medirse la resistencia del fundido mediante procedimientos conocidos por los expertos en la técnica. En una realización se mide la resistencia del fundido sujetando con abrazaderas una muestra moldeada del material en una caja soporte para soportar sus bordes y dejando que la muestra se combe con su propio peso mientras se calienta en un horno durante 20 minutos a 220ºC en atmósfera ambiente. Tras el período de tiempo designado, se examina la muestra para determinar orificios o desgarros en comparación con las muestras correspondientes de diferente composición. Los modificadores de reología ilustrativos comprenden (i) resinas de copolímero acrílicas, tales como resinas acrílicas modificadas con caucho acrílico, por ejemplo modificadores METABLEN® disponibles de Mitsubishi Rayon Co.; (ii) resinas, particularmente resinas con alto peso molecular, que comprenden unidades estructurales derivadas de estireno y acrilonitrilo y opcionalmente metacrilato de metilo, por ejemplo modificadores BLENDEX® disponibles de GE Specialty Chemicals; (iii) fluoropolimeros, tales como, pero sin limitarse a, politetrafluoroetileno, opcionalmente encapsulados en una matriz de resina, ejemplos ilustrativos de los cuales incluyen resinas que comprenden unidades estructurales derivadas de estireno y acrilonitrilo y opcionalmente metacrilato de metilo según se describe, por ejemplo en la patente estadounidense 5.962.587; y (iv) materiales similares.
La segunda capa comprende además al menos un aditivo de efectos visuales especiales presente en una cantidad en un intervalo de entre el 1% en peso y el 65% en peso, basándose en el peso de toda la segunda capa. Aditivos adecuados comprenden aquéllos que proporcionan al menos uno de un color, o un brillo metálico, un reflejo metálico, o un efecto metalescente, un efecto de metamerismo angular, un efecto nacarado, un aspecto semejante a piedra o granito, o efectos similares. Los aditivos de efectos visuales especiales ilustrativos se seleccionan del grupo que está constituido por pigmentos, pigmentos a base de vidrio, cargas, copos de mineral, fibras de mineral, mica, copos de aluminio, copos celulósicos, fibras celulósicas y partículas resinosas reticuladas que tienen tamaño de partícula en el intervalo de 0,15 milímetros a 3 milímetros.
En algunas realizaciones de la invención, la segunda capa puede estar presente como un material compuesto que comprende al menos dos capas, por ejemplo subcapas 2a y 2b. Una de dichas subcapas comprende los materiales adecuados para su uso en dicha segunda capa descrita en el presente documento anteriormente. Otra de dichas subcapas comprende un polímero con unidades estructurales derivadas de metacrilato de metilo, comprendiendo opcionalmente dicho polímero un modificador de impacto de poli(acrilato de butilo) injertado con metacrilato de metilo. En algunas realizaciones, la subcapa 2a es la capa que está en contacto con la primera o capa superior del artículo de múltiples capas y la subcapa 2a es translúcida en sí con un valor de profundidad de penetración de luz según se describe en el presente documento anteriormente. La subcapa 2b, que está en contacto con ambas la subcapa 2a y la tercera capa del artículo de múltiples capas, tiene un valor inferior de profundidad de penetración de luz o una textura visual diferente, o ambos. En algunas realizaciones particulares, ambas subcapas 2a y 2b comprenden el mismo material de matriz resinosa pero tienen aditivos de efectos visuales diferentes, por ejemplo copo de aluminio en la subcapa 2a y fibra de vidrio en la subcapa 2b. En otras realizaciones particulares, las subcapas 2a y 2b comprenden materiales de matriz resinosa diferentes y tienen aditivos de efectos visuales diferentes, por ejemplo ASA modificada con metacrilato de metilo en la subcapa 2a o bien en la 2b y PMMA modificado con caucho de poli(acrilato de butilo) injertado con metacrilato de metilo en la otra subcapa con un aditivo nacarado en la subcapa 2a y negro de humo en la subcapa 2b.
Los artículos de múltiples capas de la invención comprenden una tercera capa que comprende una resina de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), teniendo dicha capa una resistencia al impacto superior a 350 Newtons por metro según la norma ASTM D256, y teniendo un espesor en un intervalo de entre 2 milímetros y 3,8 milímetros o bien en un intervalo de entre 3,8 milímetros y 12 milímetros. La tercera capa puede comprender opcionalmente material reciclado derivado en su totalidad de o de una o más capas del artículo de múltiples capas.
En algunas realizaciones, la tercera capa puede comprender una combinación de ABS con al menos otro material resinoso. Los materiales resinosos adecuados en este contexto comprenden poli(cloruro de vinilo), policarbonato, en particular policarbonato de bisfenol A, poli(tereftalato de butileno), una ABS injertada con metacrilato de metilo, o una ABS con unidades estructurales derivadas de alfa-metilestireno en lugar de estireno.
Los artículos de múltiples capas de la invención pueden comprender opcionalmente una capa de refuerzo o de soporte en contacto con la tercera capa. En realizaciones particulares, si dicha capa de refuerzo está presente, comprende un sustrato de polímero termoendurecible, opcionalmente reforzado con fibra y que tiene un módulo de al menos 1000 megapascales (MPa) según la norma ISO 178. La resinas termoendurecibles ilustrativas adecuadas para su uso como la capa de refuerzo opcional comprenden plástico reforzado con fibra (FRP) o poliuretano termoendurecible. En algunas realizaciones particulares, la capa de refuerzo no está presente y el espesor de la tercera capa que comprende una resina de ABS está en un intervalo de entre 3,8 milímetros y 12 milímetros. En otras realizaciones particulares, la capa de refuerzo no está presente y la tercera capa se selecciona del grupo que está constituido por una ABS cargada, una ABS cargada con vidrio, una ABS con alta resistencia al calor que comprende unidades estructurales derivadas de alfa-metilestireno, y una combinación de ABS con un policarbonato.
Las capas de artículos de múltiples capas de la presente invención pueden comprender opcionalmente aditivos conocidos en la técnica incluyendo, pero sin limitarse a, estabilizadores, tales como, pero sin limitarse a, estabilizadores de color, termoestabilizadores, estabilizadores de luz, antioxidantes, evaluadores UV y absorbedores UV. Las capas de dichos artículos de múltiples capas también pueden comprender opcionalmente aditivos conocidos en la técnica incluyendo, pero sin limitarse a, retardadores de llama, agentes antigoteo, lubricantes, promotores de flujo y otros adyuvantes de procesamiento; plastificantes, agentes antiestáticos, agentes de desmoldeo, modificadores de impacto, cargas y colorantes tal como tinturas y pigmentos que pueden ser orgánicos, inorgánicos u organometálicos; y aditivos similares. A menudo se incluye más de un aditivo en las composiciones de la invención, y en algunas realizaciones se incluye más de un aditivo de un tipo. En una realización particular, al menos una de la primera, segunda o tercera capas comprende además un aditivo seleccionado del grupo que está constituido por copos de mineral, copos metálicos, colorantes, tinturas, pigmentos, lubricantes, estabilizadores, cargas, partículas resinosas reticuladas, partículas acrílicas reticuladas y mezclas de los mismos.
Los procedimientos para fabricar artículos que comprenden composiciones de la invención comprenden al menos una etapa de secado de los componentes de la segunda capa, individualmente o bien en combinación, hasta un contenido en compuestos volátiles inferior al 0,06% en peso antes de procesar una mezcla que comprende dichos componentes para formar dicha segunda capa. Si las condiciones de secado no son tales que se logre el nivel deseado de compuestos volátiles residuales, entonces el aspecto de la segunda capa en la superficie de contacto con el aire o en la superficie de contacto con la primera capa transparente de un artículo de múltiples capas no es aceptable, y muestra rayas y rugosidades. Los compuestos volátiles en el presente contexto comprenden agua y cualquier componente orgánico volátil (VOC) que puede estar presente opcionalmente. En una realización particular se secan los componentes de la segunda capa, individualmente o bien en combinación, hasta un contenido en compuestos volátiles inferior al 0,03% en peso antes de procesar una mezcla que comprende dichos componentes para formar dicha segunda capa. En otra realización particular se seca una mezcla de los componentes de la segunda capa a una temperatura superior a la temperatura de transición vítrea del componente resinoso mayoritario en dicha mezcla. En todavía otra realización particular se seca una mezcla de los componentes de la segunda capa a una temperatura superior a la temperatura de transición vítrea del componente resinoso con la mayor temperatura de transición vítrea en dicha mezcla. El secado puede lograrse usando procedimientos conocidos en la técnica, incluyendo, pero sin limitarse a, hornos, hornos de aire forzado, hornos a vacío, secadores de tolva de alimentación y procedimientos similares.
En diversas realizaciones pueden fabricarse artículos de la invención mediante extrusión conjunta de al menos dos capas. En algunas realizaciones, los componentes de cualquier capa pueden combinarse previamente de manera opcional usando procedimientos conocidos en la técnica antes de la extrusión en capas. Los procedimientos para fabricar artículos que comprenden composiciones de la invención también comprenden al menos una etapa de extrusión conjunta de la segunda y tercera capa, y opcionalmente la primera capa para formar un artículo de múltiples capas. En una realización particular se extruyen conjuntamente la segunda y la tercera capa y se pule en fundido la superficie de la segunda capa antes de la aplicación de la primera capa a dicha superficie. Los procedimientos de pulido en fundido de la superficie de una capa extruída se conocen en la técnica y generalmente implican poner en contacto una superficie de una capa extruída con uno o más elementos de pulido, contacto que hace que la superficie de dicha capa extraída sea lisa. La aplicación de dicha primera capa a la estructura de material compuesto que comprende la segunda y la tercera capa puede realizarse mediante técnicas conocidas en la técnica tales como, pero que sin limitarse a, laminación.
Los artículos que comprenden composiciones de la invención pueden procesarse adicionalmente mediante técnicas de procesamiento de artículo de múltiples capas conocidas. En realizaciones particulares, dichos artículos pueden procesarse adicionalmente mediante al menos una etapa de termoformación, decoración de superficie, grabado de superficie, pintura, cocción en un horno de pintura, decoración en molde, gofrado o estampado.
Los artículos fabricados mediante las realizaciones de los procedimientos de la invención también son realizaciones de la invención. Dichos artículos incluyen, pero no se limitan a, aquéllos normalmente usados en aplicaciones que requieren propiedades de efecto visual especial. Algunos artículos particulares adecuados comprenden señales exteriores e interiores y señales de carretera. Artículos adicionales que pueden fabricarse mediante el procedimiento de la presente invención incluyen, pero no se limitan a, artículos para aplicaciones de dispositivo y vehículo exterior (OVAD); componentes de exterior e interior para vehículos automóviles, camión, militar y de emergencia (incluyendo vehículos automóviles y transportados por agua), scooter y motocicleta, incluyendo paneles, paneles traseros, paneles verticales, paneles horizontales, componentes interiores de carrocería, pilares, postes centrales, puertas, plataformas de entrada, puertas de maletero, capotas, capot, techos, salpicadero, apliques de pilares, revestimiento, moldes laterales de carrocería, embellecedores, marcos de ventana y recintos para paca de matrícula; recintos, alojamientos, paneles y partes para dispositivos y vehículos de exterior; recintos para dispositivos eléctricos y de telecomunicación; mobiliario de exterior; componentes de avión; equipamiento de barcos y marinos, incluyendo asientos, recintos y alojamientos; alojamientos de motor fueraborda; alojamientos de sondador, piscinas; estaciones termales; jacuzzis; escalones; cubiertas de escalones; aplicaciones de edificación y construcción tal como cerca, techos; revestimiento exterior, particularmente aplicaciones de revestimiento exterior de vinilo; ventanas, tratamientos o accesorios para ventanas decorativas; paneles de pared y puertas; recintos, alojamientos, paneles y partes para cajeros automáticos (ATM); recintos, alojamientos, paneles y partes para tractores de césped y jardín, segadores de césped y herramientas, incluyendo herramientas de césped y jardín; contramarcos para puertas y ventanas; juguetes; recintos, alojamientos, paneles y partes para paneles y componentes de vehículos recreativos; equipamiento de parque de recreo; artículos fabricados de combinaciones de plástico y madera; marcadores de recorrido de golf; cubiertas de canteras de utilidad; alojamientos de teléfonos móviles; alojamientos de emisor de radio; alojamientos de receptor de radio; dispositivos de fijación de luz; aparatos de luz; reflectores; alojamientos de dispositivo de interfaz de red; alojamientos de transformadores; alojamientos de acondicionadores de aire; revestimiento o asientos para transporte público; revestimiento o asientos para trenes, metros, o autobuses; alojamientos de contadores; alojamientos de antenas; revestimiento para reflectores parabólicos y aplicaciones similares.
Sin elaboración adicional, se cree que un experto en la técnica puede utilizar, usando la descripción en el presente documento, la presente invención hasta su extensión más completa. Los siguientes ejemplos se incluyen para proporcionar orientación adicional para los expertos en la técnica para practicar la invención reivindicada. Los ejemplos proporcionados son meramente representativos del trabajo que contribuye a la enseñanza de la presente solicitud. Por consiguiente, estos ejemplos no pretenden limitar la invención, según se define en las reivindicaciones adjuntas, de ninguna manera.
En los siguiente ejemplos y ejemplos comparativos, los diversos componentes incluyen: (i) poli(metacrilato de metilo) (PMMA; ACRILITE® H-12) obtenido de CYRO Industries, Rockaway, Nueva Jersey; (ii) resina de acrilonitrilo-estireno-acrilato modificada con metacrilato de metilo (abreviada MMA-ASA) obtenida de General Electric Plastics, Pittsfield, Massachusetts; (iii) resina acrílica modificada con caucho acrílico que comprende unidades estructurales derivadas de metacrilato de metilo y aproximadamente el 10-30% en peso de acrilato de butilo (METABLEN® P-552) obtenida de Mitsubishi Rayon Co.; (iv) una resina acrílica modificada para el impacto que comprende PMMA modificado con caucho de poli(acrilato de butilo) injertado con metacrilato de metilo) (DR-101) que tiene una velocidad de flujo del fundido de 1 gramo por 10 minutos medida a 230ºC usando un peso de 3,8 kilogramos según la norma ASTM D1238 y un módulo de flexión de 1860 MPa medido según la norma ASTM D790 obtenida de Atofina; (v) gránulos con aspecto de granito negro (CS-3124) que comprenden partículas acrílicas reticuladas obtenidos de Atofina, y (vi) gránulos con aspecto de granito blanco (CS-3125) que comprenden partículas acrílicas reticuladas obtenidos de Atofina. Los gránulos con aspecto de granito que comprenden partículas acrílicas reticuladas se describen, por ejemplo, en la solicitud de patente europea 0991724 B1. Se analizó el tamaño de partícula medio por medio de dispersión de la luz en múltiples ángulos usando un analizador de tamaño de partícula Coulter LS230. Los valores de phr se basan en los componentes resinosos de la segunda capa. Excepto según se observa para valores de % en peso relativo, todos los valores de % en peso se basan en el peso de la composición total. Las designaciones de los números de capa (por ejemplo segunda capa, tercera capa) en los siguientes ejemplos se refieren al orden de capas dado en el presente documento anteriormente.
Ejemplo 1
Se prepara una composición para la segunda capa de un artículo de múltiples capas que comprende 80 phr de PMMA, 20 phr de ASA modificada con metacrilato de metilo, 2 phr de un modificador de reología que está constituido por una resina acrílica modificada con caucho acrílico, 1 phr de etilenbisestearamida, 5 phr de gránulos de granito negro, 5 phr de gránulos de granito blanco y 0,002 phr de negro de humo. La composición también comprende 1,4 phr de diversos estabilizadores y 0,2 phr de pigmentos. Se combina la composición para producir aglomerados. Se secan los aglomerados hasta un contenido en compuestos volátiles inferior al 0,03% en peso antes de la extrusión conjunta en combinación con una tercera capa que comprende resina de ABS para formar una estructura de material compuesto de dos capas. El aspecto de la segunda capa del artículo es aceptable, estando esencialmente libre de rayas y rugosidades. Entonces se aplica una primera capa que comprende resina acrílica a dicha estructura de material compuesto que va a estar en contacto con dicha segunda capa para formar un artículo de múltiples capas.
Ejemplo comparativo 1
Se produce un artículo de múltiples capas que comprende la composición del ejemplo 1 como la segunda capa tal como en el ejemplo 1 con la excepción de que la composición de la segunda capa se seca hasta un contenido en compuestos volátiles superior al 0,03% en peso antes de la extrusión conjunta y la aplicación de la primera capa para fabricar dicho artículo. El aspecto de la segunda capa del artículo es inaceptable, mostrando rayas y rugosidades.
Ejemplo 2
Se produce un artículo de múltiples capas que comprende la composición de ejemplo 1 como la segunda capa tal como en el ejemplo 1 con la excepción de que una primera capa que comprende una resina acrílica se extruye conjuntamente junto con dichas segunda y tercera capas para producir el artículo de múltiples capas. El aspecto de la segunda capa del artículo es aceptable, estando esencialmente libre de rayas y rugosidades.
Ejemplos 3-6
Se preparan composiciones para la segunda capa de artículos de múltiples capas individuales comprendiendo los componentes en phr mostrados en la tabla 1. Cada composición también comprende 1 phr de etilenbisestearamida, 4 phr de gránulos de granito negro, 4 phr de gránulos de granito blanco y 1,4 phr de diversos estabilizadores. Se combina cada composición para producir aglomerados. En cada caso los aglomerados se secan hasta un contenido en compuestos volátiles inferior al 0,03% en peso antes de la extrusión conjunta en combinación con componentes de una tercera capa que comprende resina de ABS para formar una estructura de material compuesto de dos capas. En cada caso en el procedimiento de extrusión conjunta, la superficie de la segunda capa se pule en fundido. En cada caso el aspecto de la segunda capa del artículo es aceptable, estando esencialmente libre de rayas y rugosidades. Además, si se produce la segunda capa usando la composición del ejemplo 3, la superficie de contacto de la segunda capa con el aire tiene un brillo superficial de 27 tal como se mide a un ángulo de 20 grados. Entonces se lamina en cada caso dicha estructura de material compuesto con una primera capa que comprende resina acrílica puesta en contacto con dicha segunda capa para formar un artículo de múltiples capas.
TABLA 1
1
Ejemplo comparativo 2
Se produce un artículo de múltiples capas que comprende la composición del ejemplo 3 como la segunda capa según se describe en el ejemplo 3 con la excepción de que la composición de la segunda capa se seca hasta un contenido en compuestos volátiles superior al 0,03% en peso antes de la extrusión conjunta para fabricar dicho artículo. El aspecto de la segunda capa del artículo es inaceptable, mostrando rayas y rugosidades. Además la superficie de contacto de la segunda capa con el aire tiene un brillo superficial disminuido de 19 tal como se mide a un ángulo de 20 grados.
Ejemplos 7-10
Se preparan composiciones para la segunda capa de artículos de múltiples capas individuales comprendiendo los componentes mostrados en la tabla 1. Cada composición también comprende 1 phr de etilenbisestearamida, 4 phr de gránulos de granito negro, 4 phr de gránulos de granito blanco y 1,4 phr de diversos estabilizadores. Se combina cada composición para producir aglomerados. En cada caso, los aglomerados se extruyen conjuntamente en combinación con componentes de una tercera capa que comprende resina de ABS para formar una estructura de material compuesto de dos capas. En cada caso en el procedimiento de extrusión conjunta, la superficie de la segunda capa se pule en fundido. En cada caso, el aspecto de la segunda capa del artículo es aceptable, estando esencialmente libre de rayas y rugosidades. Entonces se lamina en cada caso dicha estructura de material compuesto con una primera capa que comprende resina acrílica puesta en contacto con dicha segunda capa para formar un artículo de múltiples capas.
Ejemplos comparativos 3-6
Se preparan composiciones para la segunda capa de artículos de múltiples capas individuales comprendiendo los componentes mostrados en la tabla 1. Cada composición también comprende 1 phr de etilenbisestearamida, 4 phr de gránulos de granito negro, 4 phr de gránulos de granito blanco y 1,4 phr de diversos estabilizadores. Se combina cada composición para producir aglomerados. En cada caso, los aglomerados se extruyen conjuntamente en combinación con componentes de una tercera capa que comprende resina de ABS para formar una estructura de material compuesto de dos capas. En cada caso en el procedimiento de extrusión conjunta, la superficie de la segunda capa no se pule en fundido. En cada caso, el aspecto de la segunda capa del artículo no es aceptable, mostrando rayas y rugosidades.

Claims (10)

1. Un procedimiento para fabricar un artículo de múltiples capas, en el que dicho artículo de múltiples capas comprende en secuencia:
(i)
una primera capa que comprende una resina acrílica que tiene un espesor en un intervalo de entre 0,007 milímetros y 3 milímetros;
(ii)
al menos una segunda capa translúcida que tiene un espesor en un intervalo de entre 0,5 milímetros y 5 milímetros y que comprende (a) una resina acrílica presente en una cantidad en un intervalo de entre 95 phr y 50 phr, y opcionalmente que comprende además un modificador de impacto; (b) una composición de resina termoplástica modificada con caucho presente en una cantidad en un intervalo de entre 5 phr y 50 phr y que comprende una fase elastomérica discontinua dispersada en una fase termoplástica rígida, injertándose al menos una parte de la fase termoplástica rígida en la fase elastomérica, comprendiendo dicha fase termoplástica unidades estructurales derivadas de al menos un monómero aromático de vinilo y al menos un monómero de nitrilo monoetilénicamente insaturado; (c) opcionalmente un modificador de reología presente en una cantidad en un intervalo de entre 0 phr y 5 phr; y (d) un aditivo de efectos visuales presente en una cantidad en un intervalo de entre el 1% en peso y el 65% en peso y seleccionado del grupo que está constituido por pigmentos, pigmentos a base de vidrio, cargas, copos de mineral, fibras de mineral, mica, copos de aluminio, copos celulósicos, fibras celulósicas y partículas resinosas reticuladas que tienen un tamaño de partícula en el intervalo de 0,15 milímetros a 3 milímetros, basándose los valores de phr en los componentes resinosos de la segunda capa y basándose los valores de % en peso en el peso de toda la segunda capa;
(iii)
una tercera capa que comprende una resina de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), teniendo dicha capa una resistencia al impacto superior a 350 Newtons por metro según la norma ASTM D256, y teniendo un espesor en un intervalo de entre 2 milímetros y 3,8 milímetros o bien en un intervalo de entre 3,8 milímetros y 12 milímetros; y
(iv)
una capa de refuerzo opcional que comprende un sustrato de polímero termoendurecible, opcionalmente reforzada con fibra, o bien una resina de ABS cargada con vidrio, y que tiene un módulo de al menos 1000 MPa según la norma ISO 178;
\vskip1.000000\baselineskip
y en el que dicho procedimiento comprende las etapas de:
(I)
secar los componentes de la segunda capa, individualmente o bien en combinación, hasta un contenido en compuestos volátiles inferior al 0,06% en peso antes de procesar una mezcla que comprende dichos componentes para formar dicha segunda capa; y
(II)
extruir conjuntamente la segunda y la tercera capa, y opcionalmente la primera capa para formar el artículo de múltiples capas.
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2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que ambos, la primera capa y el componente (a) de la segunda capa comprenden un polímero con unidades estructurales derivadas de metacrilato de metilo.
3. El procedimiento según la reivindicación 2, en el que el componente (a) de la segunda capa comprende además un modificador de impacto de poli(acrilato de butilo) injertado con metacrilato de metilo.
4. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la fase elastomérica de la resina termoplástica modificada con caucho comprende un polímero que tiene una temperatura de transición vítrea inferior a 25ºC.
5. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la fase elastomérica de la resina termoplástica modificada con caucho comprende un polímero que tiene unidades estructurales derivadas de acrilato de metilo, acrilato de etilo o acrilato de butilo.
6. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la fase elastomérica está presente en una cantidad de entre el 10% en peso y el 80% en peso, basándose en el peso de la resina termoplástica modificada con caucho.
7. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la fase termoplástica rígida comprende unidades estructurales derivadas de estireno y acrilonitrilo; o alfa-metilestireno y acrilonitrilo; o estireno, alfa-metilestireno y acriloni-
trilo.
8. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha fase termoplástica comprende además unidades estructurales derivadas de al menos un monómero de (met)acrilato de alquilo (C_{1}-C_{12}) o arilo.
9. El procedimiento según la reivindicación 8, en el que la fase termoplástica rígida comprende unidades estructurales derivadas de estireno, acrilonitrilo y metacrilato de metilo; o alfa-metilestireno, acrilonitrilo y metacrilato de metilo; o estireno, alfa-metilestireno, acrilonitrilo y metacrilato de metilo.
10. El procedimiento según la reivindicación 8, en el que la proporción en peso/peso de estireno, alfa-metilestireno o mezcla de los mismos a acrilonitrilo está en un intervalo de entre 1,5:1 y 4:1.
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