ES2504740B2 - Use of phase change materials in thermoplastic polymers - Google Patents
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Abstract
Uso de materiales de cambio de fase en polímeros termoplásticos.#La presente invención se refiere a piezas conformadas por una resina termoplástica caracterizada porque en su matriz y/o en su superficie comprende al menos un material inorgánico con cambio de fase y porque la temperatura de transición vítrea de la resina termoplástica (calculada por DSC) es de 2 a 20ºC mayor que la temperatura de fusión del material inorgánico con cambio de fase.Use of phase change materials in thermoplastic polymers. # The present invention relates to parts formed by a thermoplastic resin characterized in that its matrix and / or its surface comprises at least one inorganic material with phase change and because the temperature of The glass transition of the thermoplastic resin (calculated by DSC) is 2 to 20ºC higher than the melting temperature of the inorganic material with phase change.
Description
La presente invención se refiere al uso de materiales de cambio de fase en polímeros termoplásticos. Por tanto, la invención se podría encuadrar en el The present invention relates to the use of phase change materials in thermoplastic polymers. Therefore, the invention could be framed in the
campo de la ciencia y tecnología de materiales más concretamente en el field of materials science and technology more specifically in the
campo de los materiales poliméricos tEtrmoplásticos. field of the thermoplastic polymeric materials.
los polímeros termoplásticos sometidos a esfuerzos mecánicos cíclicos pueden ver mermada su resistencia a la fatiga por la aparición de fisuras. El esfuerzo mecánico cíclico produce un aumento de la temperatura que modifica Thermoplastic polymers subjected to cyclic mechanical stresses can reduce their fatigue resistance due to the appearance of cracks. Cyclic mechanical stress produces an increase in temperature that modifies
la flexibilidad y el comportamiento mecánico de estos materiales. the flexibility and mechanical behavior of these materials.
la utilización de polímeros termoplflsticos en piezas ingenieriles queda the use of thermoplastic polymers in engineering parts remains
restringida cuando se alcanzan valoms de temperatura que exceden la de transición vítrea Tg, característica de cada material. Por ejemplo, en el caso de la poliamida 6.6 (PA 6.6) seca, la Tg (calculada por DSC, del inglés Differencial Scanning Temperature, con una rampa de calentamiento de 10°C/min en atmosfera de nitrógeno) se establece en 53 oC, lo que quiere restricted when temperature values are reached that exceed the glass transition Tg, characteristic of each material. For example, in the case of dry polyamide 6.6 (PA 6.6), the Tg (calculated by DSC) of Differential English Scanning Temperature, with a heating ramp of 10 ° C / min in nitrogen atmosphere) is set at 53 oC what you want
decir que cuando la pieza alcanza temperaturas superiores, pueden aparecer defecto que empeoren las propiedades mecánicas de la misma. say that when the piece reaches higher temperatures, defects may appear that worsen its mechanical properties.
su temperatura de utilización recurrir al incremento del porcentaje de su refuerzo fibrado, por ejemplo con fibras de vidrio, si bien, esta circunstancia its temperature of use resort to the increase in the percentage of its fiber reinforcement, for example with glass fibers, although this circumstance
Por tanto, es necesario aumentar el intervalo de temperaturas operacionales de piezas poliméricas ingenieriles de una manera que no implique un aumento Therefore, it is necessary to increase the operating temperature range of engineering polymeric parts in a manner that does not imply an increase
de fragilidad del mismo. fragility of it.
Los materiales con cambio de fase (PCM, del inglés Phase Change Material) son materiales con alto calor latente que a la temperatura de cambio de fase (sólido ~ líquido) almacenan o libelran grandes cantidades de energía. Phase change materials (PCM) are materials with high latent heat that store or release large amounts of energy at the phase change temperature (solid ~ liquid).
Durante el cambio de fase, la temperatura se mantiene constante mientras During the phase change, the temperature remains constant while
que el material va absorbiendo o liberalndo energía. La principal aplicación de that the material absorbs or releases energy. The main application of
estos PCM es su uso en construcción para la acumulación de energía térmica these PCM is its use in construction for thermal energy accumulation
(Sharmaet al., Renewable and Sustainable Energy Reviews 13, (2009), 318(Sharmaet al., Renewable and Sustainable Energy Reviews 13, (2009), 318
345). 3. 4. 5).
DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN DESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invención se refiere al uso de materiales de cambio de fase en The present invention relates to the use of phase change materials in
polímeros termoplásticos. thermoplastic polymers.
Las piezas de la invención tienen las siguientes ventajas: The parts of the invention have the following advantages:
- --
- presentan mayor resistencia a la fatiga que piezas de la misma reina tennoplástica sin materiales inorgánicos con cambio de fase; -los materiales con cambio de fase qwa se pueden utilizar en la invención son they have greater fatigue resistance than pieces of the same tennoplastic queen without inorganic materials with phase change; -the materials with qwa phase change can be used in the invention are
abundantes; abundant;
- --
- el procedimiento de obtención de las piezas de la invención es simple y no requiere grandes adaptaciones en la producción de dichas piezas; -la pequeña cantidad del material con cambio de fase a incorporar, no influiría de forma significativa en el coste final de las piezas. The process for obtaining the parts of the invention is simple and does not require large adaptations in the production of said parts; -the small amount of the material with phase change to be incorporated, would not significantly influence the final cost of the pieces.
Por tanto, un primer aspecto de la presente invención se refiere a una pieza Therefore, a first aspect of the present invention relates to a part
conformada por una resina termoplástlca caracterizada porque en su matriz y/o en su superficie comprende al menos un material inorgánico con cambio formed by a thermoplastic resin characterized in that in its matrix and / or on its surface it comprises at least one inorganic material with change
de fase; y la temperatura de transición vítrea de la resina termoplástica, calculada por OSC con una rampa de calentamiento de 10"Clmin en atmósfera de nitrógeno, phase; and the glass transition temperature of the thermoplastic resin, calculated by OSC with a heating ramp of 10 "Clmin under nitrogen atmosphere,
es de 2 a 20·C mayor que la temperatura de fusión del material inorgánico con cambio de fase. It is 2 to 20 · C higher than the melting temperature of the inorganic material with phase change.
Por material inorgánico con cambio de fase se entiende materiales inorgánicos con aUo calor latente que a la temperatura de cambio de fase almacenan o liberan grandes cantidades de energla .. Se clasifican entre hidratos y metales. Inorganic material with phase change means inorganic materials with a latent heat that at the phase change temperature store or release large amounts of energy .. They are classified between hydrates and metals.
En una realización del primer aspecto de la presente invención, la temperatura de transición vitrea de la resina termoplástica, calculada por OSC con una rampa de calentamiento de 10· C/min en atmósfera de nitrógeno, es de 5· C a In an embodiment of the first aspect of the present invention, the glass transition temperature of the thermoplastic resin, calculated by OSC with a heating ramp of 10 · C / min under nitrogen atmosphere, is 5 · C a
10°C mayor que la temperatura de fusión del material inorgánico con cambio 10 ° C higher than the melting temperature of the inorganic material with change
de fase. phase
termoplástica se selecciona de poliamida, polioximetileno, polietileno, polipropileno, poliestireno, acrilonitrilo-butadieno-estireno, poliacrilonitriloacrilonitrilo-estireno-acrilato, policloruro de vinllo, polifenileno sulfuro, polimetllmetacrilato, policarbonatos, polietilenotereftalato, tereftalato de polibutileno, elastómeros termoplásticos y cualquiera de sus mezclas, preferiblemente la resina termoplástica se selecciona de acrilonitrilobutadieno-estireno, poliacrilonitrilo, poliestireno, policloruro de vinilo, polifenileno sulfuro, polietilenotereftalato, polimetilmetacrilato y poliamida, Thermoplastic is selected from polyamide, polyoxymethylene, polyethylene, polypropylene, polystyrene, acrylonitrile-butadiene-styrene, polyacrylonitrile acrylonitrile-styrene-acrylate, polyvinylchloride, polyphenylene sulfide, polymethylmethethalate polyethaphthalate, polyethylene terephthalate methacrylate, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene terephosphate, thermoplastics , preferably the thermoplastic resin is selected from acrylonitrilebutadiene-styrene, polyacrylonitrile, polystyrene, polyvinylchloride, polyphenylene sulfide, polyethylene terephthalate, polymethylmethacrylate and polyamide,
más preferiblemente la resina termoplástlca es poliamlda, y aún más preferiblemente la resina termoplástica se selecciona de poliamida 6.6, poliamida 11 y poliamida 6.10. more preferably the thermoplastic resin is polyamide, and even more preferably the thermoplastic resin is selected from polyamide 6.6, polyamide 11 and polyamide 6.10.
En una realización del primer aspecto de la presente invención, la resina termoplástica es poliamida reforzada con fibra de vidrio, ya que es un poli mero ingenieril habitualmente empleado en aplicaciones técnicas de alta In an embodiment of the first aspect of the present invention, the thermoplastic resin is glass fiber reinforced polyamide, since it is an engineering polymer commonly used in high technical applications.
responsabilidad . responsibility
En una realización del primer aspecto de la presente invención, el material inorgánico con cambio de fase es un hidrato. Preferiblemente el material inorgánico con cambio de fase se sel"cciona de los hidratos de la siguiente In an embodiment of the first aspect of the present invention, the phase change inorganic material is a hydrate. Preferably the inorganic material with phase change is sealed from the hydrates of the following
lista, y cualquiera de sus combinacionos: list, and any of its combinations:
PCM ino ánico hidrato MgCI2.6H2O KAI(S04)2.12H2O Mg(NÜJ)2.6H2O Ba(OH)2.8H2O AI(N03)2.9H2O LiCH3COO.2H2O Na, P04.12H2O NaOH.H2O NaAI(S04)2.10H2O Fe(N03)2.2H2O CH3COONa.3H2O MgCI2.4H2O MnCI2.4H2O Ni(N03)2.6H2O FeCI3.2H2O Zn(N03)2· 2H2O Ca(N03)2.3H2O Na2S20 3.5H2O MgS04.7H2O K2HP04.3H2O Na2Si03. 5H2O Fe(NÜJ)3.9H2O Ca(N03).4H2O Mg(N03)2.4H2O Zn(N03)2.4H2O K2HP04.7H2O Cai2.6H2O PCM stainless steel MgCl2.6H2O KAI (S04) 2.12H2O Mg (NÜJ) 2.6H2O Ba (OH) 2.8H2O AI (N03) 2.9H2O LiCH3COO.2H2O Na, P04.12H2O NaOH.H2O NaAI (S04) 2.10H2O Fe ( N03) 2.2H2O CH3COONa.3H2O MgCI2.4H2O MnCI2.4H2O Ni (N03) 2.6H2O FeCI3.2H2O Zn (N03) 2 · 2H2O Ca (N03) 2.3H2O Na2S20 3.5H2O MgS04.7H2O K2HP04.3H2O Na202.3H2O2. 5H2O Fe (NÜJ) 3.9H2O Ca (N03) .4H2O Mg (N03) 2.4H2O Zn (N03) 2.4H2O K2HP04.7H2O Cai2.6H2O
117,0 91 ,0 89,9 78,0 72,0 70,0 65,0 64,3 61 ,0 60,5 58,0 58,0 58,0 57,0 56,0 55,0 51 ,0 48,5 48,5 48,0 48,0 47,0 47,0 47,0 45,0 45,0 42,0 117.0 91, 0 89.9 78.0 72.0 70.0 65.0 64.3 61, 0 60.5 58.0 58.0 58.0 57.0 56.0 55.0 51, 0 48.5 48.5 48.0 48.0 47.0 47.0 47.0 45.0 45.0 42.0
Mg12.8H,O KF.2H,O CoS04.7H20 Mg12.8H, O KF.2H, O CoS04.7H20
Na,HPO •. 12H, O Mn(NO,)2.4H, O FeCIJ.6H, O Zn(NO,),.6H,O liB".2H,O CaB".6H,O KFe(SO')" 12H, O Na,SO•. 10H,O Na2CO,.10H, O liNO,.3H, O liNO'.2H,O CaCI'. 12H,O FeBr,.6H, O Mn(NO,),.6H,O K,HPO•.6H, O Na, HPO •. 12H, O Mn (NO,) 2.4H, O FeCIJ.6H, OR Zn (NO,), 6H, OR. liB ".2H, O CaB ".6H, O KFe (SO ') "12H, O Na, SO •. 10H, O Na2CO, .10H, O liNO, .3H, O liNO'.2H, O CaCI '. 12H, O FeBr, .6H, O Mn (NO,), 6H, OR. K, HPO • .6H, O
'Tr: temperatura de fusión 'Tr: melting temperature
42,0 42,0 40,7 42.0 42.0 40.7
40,0 37,1 37,0 36,1 34,0 34,0 33,0 32,4 32,0 30,0 30,0 29,8 27,0 25,5 14,0 40.0 37.1 37.0 36.1 34.0 34.0 33.0 32.4 32.0 30.0 30.0 29.8 27.0 25.5 14.0
En la tabla 1 se muestran combinaciones de resinas termoplásticas y de los materiales inorgánicos con cambio de fase que se pueden emplear con cada Table 1 shows combinations of thermoplastic resins and inorganic materials with phase change that can be used with each
- Tennoplástico Acrilonitrilo-Butadieno-Estireno Poliacrilonürilo Poliestireno Policloruro de vinilo Tennoplastic Acrylonitrile Butadiene Styrene Polyacrylonyl Polystyrene Polyvinylchloride
- TA("C)' 110 104 100 87 PCM inorgánico KAI(SO.),. 12H,O Mg(NO, )'.6H,O Mg(NÜJ),.6H, O Ba(OH), .8H,o AI(NO' )2.9H20 liCH,COO.2H,O TfpCM("C) 91 ,0 89,9 89,9 78,0 72,0 70,0 TA-Tf 19,0 14,1 10,1 9,0 15,0 17,0 TA ("C) '110 104 100 87 Inorganic PCM KAI (SO.) ,. 12H, O Mg (NO,) '. 6H, O Mg (NÜJ),. 6H, O Ba (OH), .8H, or AI (NO') 2.9H20 liCH, COO.2H, O TfpCM ("C) 91.0 89.9 89.9 78.0 72.0 70.0 TA-Tf 19.0 14.1 10.1 9.0 15.0 17.0
- Polifenileno suWuro SuWuro polyphenylene
- 85 Ba(OH)2.8H20 78,0 7,0 85 Ba (OH) 2.8H20 78.0 7.0
- AI(N03)2.9H20 AI (N03) 2.9H20
- 72,0 13,0 72.0 13.0
- LiCH3COO.2H20 LiCH3COO.2H20
- 70,0 15,0 70.0 15.0
- Na3P04.12H20 Na3P04.12H20
- 65,0 20,0 65.0 20.0
- Polietileno Tereftalato Polyethylene Terephthalate
- 69 Na3P04.12H20 65,0 4,0 69 Na3P04.12H20 65.0 4.0
- NaOH.H20 NaOH.H20
- 64,3 4,7 64.3 4.7
- NaAI(S04 )2. 1OH20 NaAI (S04) 2. 1OH20
- 61,0 8,0 61.0 8.0
- Fe(N03)2.2H20 Faith (N03) 2.2H20
- 60,5 8,5 60.5 8.5
- CH"COONa.3H20 CH "COONa.3H20
- 58,0 11,0 58.0 11.0
- MgC12.4H20 MgC12.4H20
- 58,0 11,0 58.0 11.0
- MnC12.4H20 MnC12.4H20
- 58,0 11,0 58.0 11.0
- Ni(N03)2.6H20 Ni (N03) 2.6H20
- 57,0 12,0 57.0 12.0
- FeCI3.2H20 FeCI3.2H20
- 56,0 13,0 56.0 13.0
- Zn(N03)2·2H20 Zn (N03) 2 · 2H20
- 55,0 14,0 55.0 14.0
- Ca(N03)2.3H20 Ca (N03) 2.3H20
- 51 ,0 18,0 51.0 18.0
- Polimetilmetacrilato Polymethylmethacrylate
- 60 CH"COONa.3H20 58,0 2,0 60 CH "COONa.3H20 58.0 2.0
- MgC12.4H20 MgC12.4H20
- 58,0 2,0 58.0 2.0
- MnC12.4H20 MnC12.4H20
- 58,0 2,0 58.0 2.0
- Ni(~J03)2. 6H20 Ni (~ J03) 2. 6H20
- 57,0 3,0 57.0 3.0
- FeCI3.2H20 FeCI3.2H20
- 56,0 4,0 56.0 4.0
- Zn(N03)2.2H20 Zn (N03) 2.2H20
- 55,0 5,0 55.0 5.0
- Ca(N03)2.3H20 Ca (N03) 2.3H20
- 51 ,0 9,0 51.0 9.0
- Na2S203.5H20 Na2S203.5H20
- 48,5 11,5 48.5 11.5
- MgS04.7H20 MgS04.7H20
- 48,5 11,5 48.5 11.5
- K2HP04.3H20 K2HP04.3H20
- 48,0 12,0 48.0 12.0
- Na2Si03.5H20 Na2Si03.5H20
- 48,0 12,0 48.0 12.0
- Fe(N03)3.9H20 Faith (N03) 3.9H20
- 47,0 13 O 47.0 13 O
- Ca(NO, ).4H20 Ca (NO,) .4H20
- 47,0 13,0 47.0 13.0
- Mg(NO,)2.4H20 Mg (NO,) 2.4H20
- 47,0 13,0 47.0 13.0
- Zn(N03)2.4H20 Zn (N03) 2.4H20
- 45,0 15,0 45.0 15.0
- K2HP04.7H20 K2HP04.7H20
- 45,0 15,0 45.0 15.0
- Cal:1.6H20 Cal: 1.6H20
- 42,0 18,0 42.0 18.0
- Mg12.8H20 Mg12.8H20
- 42,0 18,0 42.0 18.0
- KF.:2H20 KF.:2H20
- 42,0 18,0 42.0 18.0
- COS04.7H20 COS04.7H20
- 40,7 19,3 40.7 19.3
- Na2HP04.12H20 Na2HP04.12H20
- 40,0 20,0 40.0 20.0
- Poliamida 6.6 Polyamide 6.6
- 53 Ca(N03)2.3H20 51,0 2,0 53 Ca (N03) 2.3H20 51.0 2.0
- MgS04.7H20 MgS04.7H20
- 48,5 4,5 48.5 4,5
- Zn(N03),.6H, O 36,1 3,9 Zn (N03), 6H, O 36.1 3.9
- LiBr, .2H, O LiBr, .2H, O
- 34,0 6,0 34.0 6.0
- GaElr, .6H, O GaElr, .6H, O
- 34,0 6,0 34.0 6.0
- KF,,(S04),.12H,O KF ,, (S04), 12H, O
- 33,0 7,0 33.0 7.0
- Na¡!S04.10H,O Na! S04.10H, OR
- 32,4 7,6 32.4 7.6
- Na, G03. 10H, O Na, G03. 10H, O
- 32,0 8,0 32.0 8.0
- LiN03. 3H,O LiN03. 3H, O
- 30,0 10,0 30.0 10.0
- LiN03.2H, O LiN03.2H, O
- 30,0 10,0 30.0 10.0
- GaCI,.12H,O GaCI, .12H, O
- 29,8 10,2 29.8 10.2
- Fe8:r3.6H, O Fe8: r3.6H, O
- 27,0 13,0 27.0 13.0
- Mn(N03),.6H,O Mn (N03), 6H, O
- 25,5 14,5 25.5 14.5
'Valor determinado a través de la técnica DSG, con un rampa de calentamiento de 10· G/min en atmósfe,ra de nitrógeno. 'Value determined through the DSG technique, with a heating ramp of 10 G / min in atmospheres, nitrogen nitrogen.
5 En una realización del primer aspecto de la presente invención, la resina In an embodiment of the first aspect of the present invention, the resin
termoplástica es acrilonitrilo-butadieno-estirero y el material inorgánico con cambio de fase es KAI(S04),· 12H, O. Thermoplastic is acrylonitrile-butadiene-styrene and the inorganic material with phase change is KAI (S04), · 12H, O.
En otra realización del primer aspecto de la presente invención, la resina 10 termoplástica es poliacrilonitrilo y el material inorgánico con cambio de fase es Mg(N03),·6H, O. In another embodiment of the first aspect of the present invention, the thermoplastic resin 10 is polyacrylonitrile and the phase change inorganic material is Mg (N03), 6H, O.
En otra realización del primer aspecto de la presente invención, la resina termoplástica es poliestireno y el matHrial inorgánico con cambio de fase es In another embodiment of the first aspect of the present invention, the thermoplastic resin is polystyrene and the phase change inorganic matHrial is
15 Mg(N03),·6H,O. 15 Mg (N03), 6H, O.
En otra realización del primer aspecto de la presente invención, la resina In another embodiment of the first aspect of the present invention, the resin
termoplástica es policloruro de vinilo y el material inorgánico con cambio de Thermoplastic is polyvinyl chloride and inorganic material with change of
fase se selecciona de Ba(OH), .8H,O , AI(N03),.9H, O, LiGH3GOO.2H,O y phase is selected from Ba (OH), .8H, O, AI (N03), 9H, O, LiGH3GOO.2H, O and
20 cualquiera de sus mezclas, preferiblemente la resina termoplástica es pOlicloruro de vinilo y el material inorgánico con cambio de fase es Ba(OH),.8H,O. In any of its mixtures, preferably the thermoplastic resin is vinyl chloride and the inorganic material with phase change is Ba (OH), 8H, O.
En otra realización del primer aspecto de la presente invención, la resina termoplástica es polifenileno sulfuro y el material inorgánico con cambio de fase se selecciona de Ba(OH),.8H,O, AI(NO,)2.9H,O, LiCH,COO.2H,ONa,PO•.12H,O ycualquiera de sus mezclas, preferiblemente la resina termo plástica es policloruro de vinilo y el material inorgánico con cambio de fase es Ba(OH)2.8H,O. In another embodiment of the first aspect of the present invention, the thermoplastic resin is polyphenylene sulfide and the phase change inorganic material is selected from Ba (OH), 8H, O, AI (NO,) 2.9H, O, LiCH, COO.2H, ONa, PO • .12H, O and any of their mixtures, preferably the thermo plastic resin is polyvinylchloride and the inorganic material with phase change is Ba (OH) 2.8H, O.
En otra realización del primer aspecto de la presente invención, la resina termoplástica es polietileno tereftalato y el material inorgánico con cambio de fase se selecciona de Na,PO•. 12H,O, NaOH.H,O,NaAI(SO. )2,10H,O, Fe(NO,)2.2H,O, CHJCOONa.3H,O, MgCI,.4H,O, MnCI'.4H,O, Ni(NOJ)2.6H,O, FeCh.2H,O, Zn(NO, ):1.2H,O, Ca(NO,), .3H,O, y cualquiera de sus mezclas, preferiblemente la resina termoplástica es polietileno tereftalato y el material inorgánico con cambio de fase se selecciona de NaAI(SO. )2,10H,O, Fe(NOJ)2.2H,O y cualquiera de sus mezclas. In another embodiment of the first aspect of the present invention, the thermoplastic resin is polyethylene terephthalate and the phase change inorganic material is selected from Na, PO •. 12H, O, NaOH.H, O, NaAI (SO.) 2.10H, O, Fe (NO,) 2.2H, O, CHJCOONa.3H, O, MgCI, .4H, O, MnCI'.4H, O , Ni (NOJ) 2.6H, O, FeCh.2H, O, Zn (NO,): 1.2H, O, Ca (NO,), .3H, O, and any of their mixtures, preferably the thermoplastic resin is polyethylene Terephthalate and inorganic material with phase change are selected from NaAI (SO.) 2.10H, O, Fe (NOJ) 2.2H, O and any of their mixtures.
En otra realización del primer aspecto de la presente invención, la resina termoplástica es polimetilmetacrilato y el material inorgánico con cambio de fase se selecciona de CHJCOONa.3H,O, MgCI,.4H,O, MnCI,.4H,O, Ni(NO,), .6H,O, FeCh.2H,O, Zn(NOJ),.:2H,O, Ca(NOJ)2.3H,O, Na,S,OJo5H,O, MgSO •. 7H,O, K2HPO•. 3H,O, Na,SiO, .5H,O, Fe(NOJ)J.9H,O, Ca(NO, ).4H,O, Mg(NOJ)2.4H,O, Zn(NOJ)2.4H,O, K2HPO•.7H,O, Cal,.6H,O, Mgl' .8H,O, KF.2H20 , CoSO•.7H20 , Na2HPO•. 12H20 y cualquiera de sus mezclas, preferiblemente la resina termoplástic,a es polimetilmetacrilato y el material inorgánico con cambio de fase se selecciona de Zn(NO')2.2H,O, Ca(NOJ)2.3H,O y cualquiera de sus mezclas. In another embodiment of the first aspect of the present invention, the thermoplastic resin is polymethylmethacrylate and the phase change inorganic material is selected from CHJCOON.3.3, O, MgCI, .4H, O, MnCI, .4H, O, Ni (NO ,), .6H, O, FeCh.2H, O, Zn (NOJ),.: 2H, O, Ca (NOJ) 2.3H, O, Na, S, OJo5H, O, MgSO •. 7H, O, K2HPO •. 3H, O, Na, SiO, .5H, O, Fe (NOJ) J.9H, O, Ca (NO,) .4H, O, Mg (NOJ) 2.4H, O, Zn (NOJ) 2.4H, O , K2HPO • .7H, O, Cal, .6H, O, Mgl '.8H, O, KF.2H20, CoSO • .7H20, Na2HPO •. 12H20 and any of its mixtures, preferably the thermoplastic resin, a is polymethylmethacrylate and the inorganic material with phase change is selected from Zn (NO ') 2.2H, O, Ca (NOJ) 2.3H, O and any of its mixtures.
termoplástica es poliamida 6.6 y el material inorgánico con cambio de fase se selecciona de Ca(NOJ)2.3H20 , MgS04.7H,O, Na,S,OJ.5H20 , K2HPO •. 3H20, Na,SiOJ.5H,O, Fe(NO,),.9H20 , Ca(NOJ).4H20, Mg(NOJ)2.4H20 ,Zn(NO,)2.4H,O, K2HPO•.7H,O, Cal'.6H,O, Mgl'.8H,O, KF.2H20, CoS04.7H20,Na2HP04.12H20, Mn(N03)2.4H20 , FeCIJ.6H20, Zn(N03)2.6H20, LiBr2.2H20, CaBr2.6H20, KFe(S04)2.12H20 y cualquiera de sus mezclas, preferiblemente la resina termoplástica es poliamida 6.6 y el material inorgánico con cambio de fase se selecciona de K2HP04.3H2Ü, Thermoplastic is polyamide 6.6 and the inorganic material with phase change is selected from Ca (NOJ) 2.3H20, MgS04.7H, O, Na, S, OJ.5H20, K2HPO •. 3H20, Na, SiOJ.5H, O, Fe (NO,), 9H20, Ca (NOJ) .4H20, Mg (NOJ) 2.4H20, Zn (NO,) 2.4H, O, K2HPO • .7H, O, Cal'.6H, O, Mgl'.8H, O, KF.2H20, CoS04.7H20, Na2HP04.12H20, Mn (N03) 2.4H20, FeCIJ.6H20, Zn (N03) 2.6H20, LiBr2.2H20, CaBr2. 6H20, KFe (S04) 2.12H20 and any of its mixtures, preferably the thermoplastic resin is polyamide 6.6 and the inorganic material with phase change is selected from K2HP04.3H2Ü,
Ca(N03).4H20, K2HP04.7H20 y cualquiera de sus mezclas, más preferiblemente el material Ca (N03) .4H20, K2HP04.7H20 and any of their mixtures, more preferably the material
inorgánico con cambio de fase es Na2Si03.5H20. Inorganic with phase change is Na2Si03.5H20.
En otra realización del primer aspecto de la presente invención, la resina termoplástica es poliamida 11 y el material inorgánico con cambio de fase se selecciona de Cai2.6H20, Mg12.8H20, KF.2H20, CoS04.7H20, Na2HP04.12H20, Mn(N03)2.4H20, FeCIJ.6H20, Zn(N03)2.6H20, LiBr2.2H20 , CaBr2.6H2Ü, Na2S04.10H20, Na2CO,.10H20, KFe(S04)2.12H20, LiN03.3H20, LiN03.2H20, CaCI2.12fi20, FeB".6H20, Mn(N03)2.6H20 y cualquiera de sus mezclas, preferiblemente el material inorgánico con cambio de fase se selecciona de Na2HP04.12H20, Mn(N03)2.4H20, FeCIJ.6H20, Zn(N03)2.6H20 y cualquiera de sus mezclas. In another embodiment of the first aspect of the present invention, the thermoplastic resin is polyamide 11 and the inorganic material with phase change is selected from Cai2.6H20, Mg12.8H20, KF.2H20, CoS04.7H20, Na2HP04.12H20, Mn ( N03) 2.4H20, FeCIJ.6H20, Zn (N03) 2.6H20, LiBr2.2H20, CaBr2.6H2Ü, Na2S04.10H20, Na2CO, .10H20, KFe (S04) 2.12H20, LiN03.3H20, LiN03.2H20, CaCI2. 12fi20, FeB ".6H20, Mn (N03) 2.6H20 and any of its mixtures, preferably the inorganic material with phase change is selected from Na2HP04.12H20, Mn (N03) 2.4H20, FeCIJ.6H20, Zn (N03) 2.6 H20 and any of its mixtures.
termoplástica es poliamida 6.10 Y el material inorgánico con cambio de fase se selecciona de Mn(N03)2.4H20, FeCb.6H20, Zn(N03)2.6H20, LiBr2.2H20, CaBI"2.6H20, KFe(S04)2.12H20, Na2S04.10H20, Na2C03.10H20 , LiN03.3H20, LiN03.2H20, CaCI2.12fi20, FeBrJ.6H20, Mn(N03)2.6H20 y Thermoplastic is polyamide 6.10 And the inorganic material with phase change is selected from Mn (N03) 2.4H20, FeCb.6H20, Zn (N03) 2.6H20, LiBr2.2H20, CaBI "2.6H20, KFe (S04) 2.12H20, Na2S04 .10H20, Na2C03.10H20, LiN03.3H20, LiN03.2H20, CaCI2.12fi20, FeBrJ.6H20, Mn (N03) 2.6H20 and
cualquiera de sus mezclas. preferiblemente el material inorgánico con cambio Any of your mixtures. preferably inorganic material with change
de fase se selecciona de LiBr2.2~i20. CaBr2.6H20. KFe(SO,),.12H20. Na2S04.10H20, Na2C03.10H20, LiN03.3H20 , LiN03.2H20 y cualquiera de phase is selected from LiBr2.2 ~ i20. CaBr2.6H20. KFe (SO,), 12H20. Na2S04.10H20, Na2C03.10H20, LiN03.3H20, LiN03.2H20 and any of
En una realización del primer aspecto de la presente invención, la pieza se In an embodiment of the first aspect of the present invention, the part is
selecciona de tope, bisagra, engranaje, tomillo, grapa de fijación, conector y pinza, preferiblemente la pieza es un tope en un sistema de sujeción carriltraviesa. Select from stop, hinge, gear, thyme, fixing clip, connector and clamp, preferably the piece is a stop in a cross-rail fastening system.
En una realización del primer aspecto de la presente invención, la pieza se selecciona es un tope en un sistema de sujeción carril-traviesa y la resina In an embodiment of the first aspect of the present invention, the part selected is a stop in a rail-cross fastener system and the resin
termoptástica es poliamida 6, poliamida 6.6 y cuatquiera de sus mezclas, preferibtemente poliamlda 6 reforzada con fibra de vidrio, potiamida 6.6 reforzada con fibra de vidrio, más pnoferiblemente reforzadas con fibra de Thermoplastic is polyamide 6, polyamide 6.6 and any of its mixtures, preferably fiberglass reinforced polyamide 6, glass fiber reinforced potamide 6.6, more pnoferibly reinforced with fiberglass.
vidrio en porcentajes del 30-35% en peso, que son las resinas aprobadas por las administraciones ferroviarias españolas. glass in percentages of 30-35% by weight, which are the resins approved by the Spanish railway administrations.
En una realización del primer aspecto de la presente invención, la pieza tal y In an embodiment of the first aspect of the present invention, the piece as and
como se ha definido anterionnente está caracterizada porque en su matriz as defined above it is characterized because in its matrix
comprende el material inorgánico de cambio de fase. Es decir, el material It comprises the inorganic phase change material. That is, the material
inorgánico con cambio de fase se ha incluido en la propia matriz de la resina inorganic with phase change has been included in the resin matrix itself
termoplástica antes del conformado de la pieza. thermoplastic before forming the piece.
En otra realización del primer aspecto de la presente invención, la pieza tal y como se ha definido anterionnente est~í caracterizada porque en su superficie In another embodiment of the first aspect of the present invention, the part as defined above is characterized in that on its surface
comprende el material inorgánico de cambio de fase. Sorprendentemente, tal y como se ilustra en los ejemplos de la invención, se ha visto que poniendo el It comprises the inorganic phase change material. Surprisingly, as illustrated in the examples of the invention, it has been seen that putting the
pieza de resina termoplástica mejora las propiedades de resistencia a la fatiga thermoplastic resin piece improves fatigue resistance properties
de dicha pieza. Que se consigan estas mejoras mecánicas con un contacto superficial hace muy atractivo el uso d43 estos materiales en combinación con of that piece. That these mechanical improvements with a surface contact are achieved makes the use of these materials in combination with
resinas termoplásticas ya que el método de fabricación es simple y no requiere thermoplastic resins since the manufacturing method is simple and does not require
grandes modificaciones. Se cree que un contacto superficial mejora las major modifications It is believed that a superficial contact improves the
propiedades mecánicas de la pieza de resina termoplástica porque se produoe intercambio de calor en la superficie de contacto. mechanical properties of the thermoplastic resin part because heat exchange occurs on the contact surface.
la resina termoplástica comprende poli amida; el material inorgánico con cambio de fase es Na,S,0 3.5H,O; la pieza comprende el material inorgánico de cambio de fase en su superficie. the thermoplastic resin comprises poly amide; the inorganic material with phase change is Na, S, 0 3.5H, O; The piece comprises the inorganic material of phase change on its surface.
El material inorgánico de cambio dIo fase se puede poner en contacto The inorganic material of change of the phase can be contacted
superficial con la resina tennoplástica en intersticios de la pieza, que pueden ser intersticios o surcos en la superficie de la pieza o en cámaras en el interior surface with the tennoplastic resin in the interstices of the piece, which can be interstices or grooves on the surface of the piece or in chambers inside
de la pieza fabricadas con tal uso. Si el material inorgánico de cambio de fase se pone en contacto con la resina temlOplástica en una cámara interior de la pieza, el material inorgánico de cambio de fase quedaría sellado y aislado del of the piece manufactured with such use. If the inorganic phase change material is contacted with the temlOplastic resin in an inner chamber of the part, the inorganic phase change material would be sealed and isolated from the
medio exterior por la propia resina terrnoplástica. Si el material inorgánico se pone en contacto con la resina termoplástica en un surco o intersticio external medium by the own terrnoplastic resin. If the inorganic material is contacted with the thermoplastic resin in a groove or interstitium
superficial de la pieza, dicho surco o intersticio se puede sellar posteriormente surface of the piece, said groove or interstitium can be sealed later
sellado se puede llevar a cabo con dij'erentes productos según la aplicación de la pieza. Por ejemplo con vaselina \'/0 ácido esteárico. Sealing can be carried out with different products depending on the application of the piece. For example with petrolatum \ '/ 0 stearic acid.
Un segundo aspecto de la presente invención se refiere al uso de un material inorgánico con cambio de fase para la 'fabricación de una pieza resistente a la fatiga conformada por una resina termoplástica. A second aspect of the present invention relates to the use of an inorganic material with phase change for the manufacture of a fatigue resistant part formed by a thermoplastic resin.
Un tercer aspecto de la presente invención se refiere a un procedimiento de A third aspect of the present invention relates to a method of
obtención de la pieza tal y como SE> ha descrito anteriormente donde el Obtaining the part as described in SE> where
etapas de: stages of:
- --
- mezclado de la resina termoplástica oon al menos un material inorgánico con cambio de fase, donde el material :inorgánico con cambio de fase está mixing the thermoplastic resin with at least one inorganic material with phase change, where the material: inorganic with phase change is
disperso en la matriz polimérica; y -conformado de la pieza. dispersed in the polymer matrix; and -form of the piece.
Este conformado se lleva a cabo ccln las técnicas habituales en resinas termoplásticas como termoconformado, extrusión e inyección. This forming is carried out with the usual techniques in thermoplastic resins such as thermoforming, extrusion and injection.
En una realización del tercer aspecto de la presente invención, el procedimiento tiene además una tercera etapa de hidratado de la pieza recién conformada en la etapa anterior. In an embodiment of the third aspect of the present invention, the method also has a third stage of hydrating the newly formed part in the previous stage.
obtención de la pieza tal y como se ha descrito anteriormente donde el obtaining the piece as described above where the
material inorgánico de cambio de fase está en la superficie que comprende inorganic phase change material is on the surface that comprises
las etapas de: the stages of:
- --
- confonnado con la resina termoplástica de la pieza con intersticios; confined with the thermoplastic resin of the piece with interstices;
-llenado de los intersticios con al menos un material inorgánico con cambio de fase; -sellado de los intersticios. -filling the interstices with at least one inorganic material with change phase; -sealing of the interstices.
Tal y como se ha descrito anteriormente por intersticio se entiende intersticios As described above by interstitium, interstices are understood
o surcos en la superficie de la pieza o en cámaras en el interior de la pieza. Si el material inorgánico de cambio de fase se pone en contacto con la resina or grooves on the surface of the piece or in chambers inside the piece. If the inorganic phase change material is contacted with the resin
termoplástica en una cámara interior de la pieza, el material inorgánico de cambio de fase quedaría sellado y aislado del medio exterior por la propia resina termoplástica. Sí el material inorgánico se pone en contacto con la resina termoplástica en un surco o intersticio superficial de la pieza, dicho surco o intersticio se puede sellar posteriormente para aislar el material thermoplastic in an inner chamber of the piece, the inorganic phase change material would be sealed and isolated from the outside by the thermoplastic resin itself. If the inorganic material is contacted with the thermoplastic resin in a groove or surface interstitium of the piece, said groove or gap can be subsequently sealed to isolate the material
inorgánico de cambio de fase del medio exterior. inorganic phase change of the external environment.
resina termo plástica se selecciona de poliamida. polioximetileno. polietileno. polipropileno, poliestireno, acrilonitrilo-butadieno-estireno, poliacrilonitriloacrilonitrilo-estireno-acrilato, policloruro de vinilo, polifenileno Thermo plastic resin is selected from polyamide. polyoxymethylene. polyethylene. polypropylene, polystyrene, acrylonitrile butadiene styrene, polyacrylonitrile acrylonitrile styrene acrylate, polyvinyl chloride, polyphenylene
sulfuro, polimetilmetacrilato, policarbonatos, polietilenotereftalato, tereftalato sulfide, polymethylmethacrylate, polycarbonates, polyethylene terephthalate, terephthalate
de polibutileno, elastómeros termop",sticos y cualquiera de sus mezclas, of polybutylene, thermop elastomers, static and any of their mixtures,
preferiblemente la resina termoplástica se selecciona de acrilonitrilopreferably the thermoplastic resin is selected from acrylonitrile
butadieno-estireno, poliacrilonitrilo, poliestireno, policloruro de vinilo, polifenileno sulfuro, polietilenotereftalato, polimetilmetacrilato y poliamida, butadiene-styrene, polyacrylonitrile, polystyrene, polyvinylchloride, polyphenylene sulfide, polyethylene terephthalate, polymethylmethacrylate and polyamide,
más preferiblemente la resina tennoplástica es poliamida, y aún más preferiblemente la resina tennopláslica se selecciona de poliamida 6.6, poliamida 11 y pOliamida 6.10. more preferably the tennoplastic resin is polyamide, and even more preferably the tennoplastic resin is selected from polyamide 6.6, polyamide 11 and pOliamide 6.10.
resina tennoplástica es pOliamida reforzada con fibra de vidrio. Tennoplastic resin is pOliamide reinforced with fiberglass.
En una realización del tercer y cuarto aspecto de la presente invención, la resina termoplástica es acrilonitrilo-butadieno~estirero y el material inorgánico In an embodiment of the third and fourth aspect of the present invention, the thermoplastic resin is acrylonitrile-butadiene-styrene and the inorganic material
con cambio de fase es KAI(SO')2· 12H;.Q. with phase change is KAI (SO ') 2 · 12H; .Q.
En otra realización del tercer y cuarto aspecto de la presente invención, la resina tennoplástica es pOliacrilonitrilo y el material inorgánico con cambio de fase es Mg(N03)2·6H20. In another embodiment of the third and fourth aspect of the present invention, the tennoplastic resin is pOliacrylonitrile and the phase change inorganic material is Mg (N03) 2 · 6H20.
En otra realización del tercer y cuarto aspecto de la presente invención, la resina tennoplástica es poliestireno y el material inorgánico con cambio de fase es Mg(N03)2·6H20 . In another embodiment of the third and fourth aspect of the present invention, the tennoplastic resin is polystyrene and the phase change inorganic material is Mg (N03) 2 · 6H20.
En otra realización del tercer y cuarto aspecto de la presente invención, la resina termoplástica es policloruro die vinilo y el material inorgánico con In another embodiment of the third and fourth aspect of the present invention, the thermoplastic resin is polyvinylchloride and the inorganic material with
cambio de fase se selecciona ele Ba(OH)2.8H20 , AI(N03)2.9H20, phase change is selected ele Ba (OH) 2.8H20, AI (N03) 2.9H20,
liCH3COO.2H20 y cualquiera de sus mezclas, preferiblemente la resina liCH3COO.2H20 and any of its mixtures, preferably the resin
tennoplástica es policloruro de vinilo y el material inorgánico con cambio de fase es Ba(OH),.8H,O. Tennoplastic is polyvinylchloride and the inorganic material with phase change is Ba (OH), 8H, O.
En otra realización del tercer y cuarto aspecto de la presente invención, la resina termoplástica es polifenileno sulfuro y el material inorgánico con cambio In another embodiment of the third and fourth aspect of the present invention, the thermoplastic resin is polyphenylene sulfide and the inorganic material with change
de fase se selecciona de Ba(OH)2.8H20, AI(N03)2.9H20, LiCH3COO.2H20Na3PO •. 12H20 y cual'quiera de sus mezclas, preferiblemente la resina tennoplástica es policloruro de vinilo y el material inorgánico con cambio de fase es Ba(OH),.8H20. phase is selected from Ba (OH) 2.8H20, AI (N03) 2.9H20, LiCH3COO.2H20Na3PO •. 12H20 and any of its mixtures, preferably the tennoplastic resin is polyvinylchloride and the inorganic material with phase change is Ba (OH), 8H20.
En otra realización del tercer y cuarto aspecto de la presente invención, la In another embodiment of the third and fourth aspect of the present invention, the
resina termoplástica es polietileno tereftalato y el material inorgánico con cambio de fase se selecciona de Na3P04.12H20, NaOH.H20 , NaAI(S04)2,10H20, Fe(N03)2.2H2Ü, CH3COONa.3H20, MgC12.4H20 , MnC12.4H20 , Ni(N03)2.6H20 , FeCIJ.2H20 , Zn(N03)2.2H20, Ca(N03)2.3H20 y cualquiera de sus mezclas, preferiblemente la resina termoplástica es polietileno tereftalato y el material inorgánico con cambio de fase se selecciona de NaAI(S04)2,10H20 , Fe(N03)2.2H20 y cualquiera de sus mezclas. Thermoplastic resin is polyethylene terephthalate and the inorganic material with phase change is selected from Na3P04.12H20, NaOH.H20, NaAI (S04) 2.10H20, Fe (N03) 2.2H2Ü, CH3COONa.3H20, MgC12.4H20, MnC12.4H20 , Ni (N03) 2.6H20, FeCIJ.2H20, Zn (N03) 2.2H20, Ca (N03) 2.3H20 and any of their mixtures, preferably the thermoplastic resin is polyethylene terephthalate and the inorganic material with phase change is selected from NaAI (S04) 2,10H20, Fe (N03) 2.2H20 and any of its mixtures.
En otra realización del tercer y cuarto aspecto de la presente invención, la resina termoplástica es polimetilmetacrilato y el material inorgánico con cambio de fase se selecciona de CH3COONa.3H20, MgC12.4H20 , MnC12.4H20 , Ni(N03)2.6H20 , FeCIJ.2H20, Zn(N03)2.2H20, Ca(N03)2.3H20 , Na2S20 3'5H20 , MgS04.7H20, K2HP04.3H20, Na2Si03.5H20, Fe(N03)J.9H20 , Ca(N03).4H20, Mg(N03)2.4H20, Zn(N03)2.4H20, K2HP04.7H20, CaI2.6H2Ü, Mg12.8H20 , KF.2H20 , CoS04.7H20 , Na2HP04.12H20 y cualquiera de sus mezclas, preferiblemente la resina termoplástica es polimetilmetacrilato y el material inorgánico con cambio de fa,se se selecciona de Zn(N03)2.2H2Ü, Ca(N03)2.3H20 y cualquiera de sus mElzclas. In another embodiment of the third and fourth aspect of the present invention, the thermoplastic resin is polymethylmethacrylate and the inorganic material with phase change is selected from CH3COONa.3H20, MgC12.4H20, MnC12.4H20, Ni (N03) 2.6H20, FeCIJ. 2H20, Zn (N03) 2.2H20, Ca (N03) 2.3H20, Na2S20 3.5'20H20, MgS04.7H20, K2HP04.3H20, Na2Si03.5H20, Fe (N03) J.9H20, Ca (N03) .4H20, Mg ( N03) 2.4H20, Zn (N03) 2.4H20, K2HP04.7H20, CaI2.6H2Ü, Mg12.8H20, KF.2H20, CoS04.7H20, Na2HP04.12H20 and any of their mixtures, preferably the thermoplastic resin is polymethylmethacrylate and the material Inorganic with fa change, Zn (N03) 2.2H2Ü, Ca (N03) 2.3H20 and any of its mixtures are selected.
resina termoplástica es poliamida 6.6 II el material inorgánico con cambio de fase se selecciona de Ca(N03)2.,IH20 , MgS04.7H20 , Na2S20 3.5H20, K2HP04.3H20 , Na2Si03.5H20 , Fe(N03)J.9H20 , Ca(NO,).4H20, Mg(N03)2.4H20 ,Zn(N03)2.4H20, K2HP04.7H20 , Ca12.6H20 , Mg12.8H20, KF.2H20 , CoS04.7H20, Na2HP04.1:2H20, Mn(N03)2.4H20 , FeCIJ.6H20, Zn(N03)2.6H20, LiBr2.2H20 , CaBI"2.6H20 , KFe(S04)2.12H20 y cualquiera de sus mezclas, preferiblemente la resina termoplástica es poliamida 6.6 y el material inorgánico con cambio de f:ase se selecciona de K2HP04.3H20 , Na2Si03.5H20 , Fe(N03)J.9H20 , Ca(N03).4H20 , Zn(N03)2.4H20 , K2HPO•.7H20 y cualquiera de sus mezclas, más preferiblemente el material inorgánico con cambio de fase es Na2SiOJ.5H20. Thermoplastic resin is polyamide 6.6 II the inorganic material with phase change is selected from Ca (N03) 2., IH20, MgS04.7H20, Na2S20 3.5H20, K2HP04.3H20, Na2Si03.5H20, Fe (N03) J.9H20, Ca (NO,) 4H20, Mg (N03) 2.4H20, Zn (N03) 2.4H20, K2HP04.7H20, Ca12.6H20, Mg12.8H20, KF.2H20, CoS04.7H20, Na2HP04.1: 2H20, Mn (N03 ) 2.4H20, FeCIJ.6H20, Zn (N03) 2.6H20, LiBr2.2H20, CaBI "2.6H20, KFe (S04) 2.12H20 and any of their mixtures, preferably the thermoplastic resin is polyamide 6.6 and the inorganic material with change of f: ase is selected from K2HP04.3H20, Na2Si03.5H20, Fe (N03) J.9H20, Ca (N03) .4H20, Zn (N03) 2.4H20, K2HPO • .7H20 and any of their mixtures, more preferably the material Inorganic with phase change is Na2SiOJ.5H20.
En otra realización del tercer y cuarto aspecto de la presente invención, la resina termoplástica es poliamida 11 yel material inorgánico con cambio de fase se selecciona de Ca12.6H20, M!lI2.8H20, KF.2H20 , Na2HPO •. 12H20, Mn(NOJ)2.4H20 , FeCIJ.6H20, Zn(NCJ,)2.6H20, LiS".2H20, CaS".6H20, Na2S04.10H20, Na2COJ.10H20, KFe(SO')2.12H20, CoSO•.7H20, LiNClJ.3H20, LiNClJ.2H20, CaCI2.12~"O, FeSrJ.6H20, Mn(NOJ)2.6H20 y cualquiera de sus mezclas, preferiblemente el material inorgánico con cambio de fase se selecciona de Na2HPO •. 12H20, Mn(NOJ)2.4H20, FeCb.6H20, Zn(NOJ)2.6H20 y cualquiera de sus mezclas. In another embodiment of the third and fourth aspect of the present invention, the thermoplastic resin is polyamide 11 and the inorganic material with phase change is selected from Ca12.6H20, M! II.8H20, KF.2H20, Na2HPO •. 12H20, Mn (NOJ) 2.4H20, FeCIJ.6H20, Zn (NCJ,) 2.6H20, LiS ".2H20, CaS" .6H20, Na2S04.10H20, Na2COJ.10H20, KFe (SO ') 2.12H20, CoSO •. 7H20, LiNClJ.3H20, LiNClJ.2H20, CaCI2.12 ~ "O, FeSrJ.6H20, Mn (NOJ) 2.6H20 and any of their mixtures, preferably the inorganic material with phase change is selected from Na2HPO •. 12H20, Mn (NOJ) 2.4H20, FeCb.6H20, Zn (NOJ) 2.6H20 and any of its mixtures.
En otra realización del tercer y cuarto aspecto de la presente invención, la resina termoplástica es poliamida 6.10 Y el material inorgánico con cambio de fase se selecciona de Mn(NOJ)2.4H20, FeCb.6H20 , Zn(NOJ)2.6H20, LiS".2H20, CaS".6H20, KFe(S04)2.1'!H20, Na2S0 •. 10H20, Na2COJ.10H20, LiNOJ.3H20, LiNOJ.2H20, CaCI2.12~"O, FeSrJ.6H20, Mn(NOJ)2.6H20 y cualquiera de sus mezclas, preferiblemente el material inorgánico con cambio de fase se selecciona de LiS".2H20 , CaS".6H20, KFe(SO')2.12H20, Na2S0•. 10H20, Na2COJ.10H20, LiNOJ.3H20, LiNOJ.2H20 y cualquiera de In another embodiment of the third and fourth aspect of the present invention, the thermoplastic resin is polyamide 6.10 and the inorganic material with phase change is selected from Mn (NOJ) 2.4H20, FeCb.6H20, Zn (NOJ) 2.6H20, LiS " .2H20, CaS ".6H20, KFe (S04) 2.1 '! H20, Na2S0 •. 10H20, Na2COJ.10H20, LiNOJ.3H20, LiNOJ.2H20, CaCI2.12 ~ "O, FeSrJ.6H20, Mn (NOJ) 2.6H20 and any of their mixtures, preferably the inorganic material with phase change is selected from LiS" .2H20, CaS ".6H20, KFe (SO ') 2.12H20, Na2S0 •. 10H20, Na2COJ.10H20, LiNOJ.3H20, LiNOJ.2H20 and any of
A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y Throughout the description and the claims the word "comprises" and
sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas. aditivos, its variants are not intended to exclude other technical characteristics. additives,
componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y components or steps. For those skilled in the art, other objects, advantages and features of the invention will be partly derived from the description and
en parte de la práctica de la invención. los siguientes ejemplos y figuras se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitaüvos de la presente invención. in part of the practice of the invention. The following examples and figures are provided by way of illustration, and are not intended to be limiting of the present invention.
DESCRIPCION elE LAS FIGURAS DESCRIPTION OF THE FIGURES
Fig. 1.Vista en perspectiva de la pieza del Ejemplo 1. que es un tope del sistema de sujeción carril-traviesa de las vías de tren de alta velocidad. 1: pieza de resina termoplástica, 2: material inorgánico con cambio de fase en los intersticios; L: longitud de la pieza. Fig. 1. Perspective view of the part of Example 1. which is a stop of the rail-cross fastening system of the high-speed train tracks. 1: thermoplastic resin piece, 2: inorganic material with phase change in the interstices; L: length of the piece.
Fig. 2.Evolución de la temperatura hasta el momento de la rotura; i: pieza de la invención; ii: pieza resina termoplástica sin material con cambio de fase. Fig. 2. Evolution of the temperature until the moment of breakage; i: part of the invention; ii: thermoplastic resin piece without material with phase change.
EJEMPLOS EXAMPLES
A continuación se ilustrará la invención mediante unos ensayos realizados por los inventores, que pone de manifiesto las propiedades mecánicas mejoradas de las piezas de la invención. The invention will now be illustrated by tests carried out by the inventors, which shows the improved mechanical properties of the parts of the invention.
Ejemplo 1. Procedimiento de obtención de una pieza de la invención Example 1. Procedure for obtaining a part of the invention
A un tope del sistema de sujeción carril-traviesa (L= 110 mm) (Fig. 1) de poliamida 6.6 reforzada con fibra de vidrio del tipo E (eléctrico) se incorporó Na,S,0 3.5H,O en la superficie, en los intersticios (2) de la geometría de la pieza, alcanzándose una proporción de PCM en la muestra pOlimérica del 8% en peso. At the top of the rail-crossbar fastening system (L = 110 mm) (Fig. 1) of fiberglass reinforced polyamide 6.6 type E (electric) Na, S, 0 3.5H, O was incorporated on the surface, in the interstices (2) of the workpiece geometry, reaching a proportion of PCM in the pimeric sample of 8% by weight.
A continuación se sellaron los surcos para garantizar una correcta estanqueidad con una masilla compuesta de sales de calcio, vaselina y ácido esteárico. The grooves were then sealed to ensure proper sealing with a putty composed of calcium salts, petrolatum and stearic acid.
Ejemplo 2. Comportamiento mecáni.co de la pieza del Ejemplo 1 Example 2. Mechanical behavior of the part of Example 1
En un dispositivo simulador de montaje de sujeción de vía de ferrocarril de alta velocidad, que tiene un emulador de patín de carril y soporte de traviesa, In a high-speed rail track fastening mounting simulator device, which has a rail skate emulator and sleeper support,
homologado por el Administrador de Infraestructuras Ferroviarias (ADIF)para realizar este tipo de pruebas, según Especificación Técnica, E.T. 03.360.578.3 "Placas acodadas ligeras de sujeción". l' edición de Mayo de 1998, se sujeta la pieza del Ejemplo 1, de manera que la pieza se somete a las mismas condiciones bajo las que se desarrolla su trabajo. approved by the Railway Infrastructure Administrator (ADIF) to perform this type of tests, according to Technical Specification, E.T. 03.360.578.3 "Lightweight layered clamping plates". The May 1998 edition, the piece of Example 1 is fastened, so that the piece is subjected to the same conditions under which its work is carried out.
Se aplican ondas de carga de compresión sobre la pieza variables entre 5 y 55kN de naturaleza sinusoidal, a la frecuencia de 5 hertzios, con la ayuda de Variable compression load waves are applied on the part between 5 and 55kN of sinusoidal nature, at the frequency of 5 hertz, with the help of
una máquina universal de ensayos. Una vez iniciada la prueba se mide la A universal testing machine. Once the test is started, the
evolución de la deformación por acortamiento de pieza por medio de un comparador inductivo lVDT (del inglés, Linear Variable Differenlial Transfonner)y se registra de forma simultánea la evolución de la temperatura de la pieza. evolution of the deformation due to shortening of the part by means of an inductive comparator lVDT (in English, Linear Variable Differential Transfonner) and the evolution of the temperature of the part is recorded simultaneously.
En la figura 2 se compara el comportamiento térmico de una pieza patrón Figure 2 compares the thermal behavior of a standard part.
exenta de material con cambio de fasE! y otra dotada de material con cambio Free of material with change of fasE! and another one with material with change
de fase, sometidas al mismo ensayo de, fatiga. Se puede apreciar que la pieza patrón (ii) rompe una vez transcurridos 35000 ciclos (1 ,9 horas), mientras que la pieza dotada de PCM (i) prolonga su vida útil hasta los 190000 ciclos (10,5 horas) habiendo aumentado su vida en fatiga más de un 400%. Se aprecia que una vez alcanzada la temperatura de cambio de fase del aditivo (que en el caso del Na2S203.5H20 es 48,5 ·Cj, éste absorbe el calor de su entorno phase, subjected to the same test of fatigue. It can be seen that the standard part (ii) breaks after 35,000 cycles (1, 9 hours) have elapsed, while the part equipped with PCM (i) extends its useful life to 190000 cycles (10.5 hours), having increased its fatigue life more than 400%. It is appreciated that once the additive phase change temperature has been reached (which in the case of Na2S203.5H20 is 48.5 · Cj, it absorbs the heat of its surroundings
para realizar su cambio de estado y se produce un efecto refrigerante sobre to perform its change of state and there is a cooling effect on
la poliamida que tiende a estabilizar la temperatura del componente, the polyamide that tends to stabilize the temperature of the component,
prolonga ndo su vida útil. prolongs its useful life.
Claims (33)
- --
- mezclado de la resina tennoplástica con al menos un material inorgánico con mixing the tennoplastic resin with at least one inorganic material with
- de fase se selecciona de Ba(OH)2. 8H20 , phase is selected from Ba (OH) 2. 8H20,
- LiCH3COO.2H20Na3PO, .12H20 y cualquiera de sus mezclas. LiCH3COO.2H20Na3PO, .12H20 and any of its mixtures.
- 31 .-Procedimiento según cualquiera die las reivindicaciones 20 a 25, donde la 31. Procedure according to any one of claims 20 to 25, wherein the
- S S
- resina tennoplástica es polietileno tereftalato y el material inorgánico con Tennoplastic resin is polyethylene terephthalate and inorganic material with
- cambio de fase se selecciona de Na3PO,.12H20 , NaOH.H20 , Phase change is selected from Na3PO, .12H20, NaOH.H20,
- NaAI(SO,)2,10H20 , Fe(N03)2.2H20 , CH3COONa.3H20 , MgCI2.4H20 , NaAI (SO,) 2.10H20, Fe (N03) 2.2H20, CH3COONa.3H20, MgCI2.4H20,
- MnCI2.4H20 , FeCIJ.2H20, Zn(N03)2.:2H,O, Ca(N03)2.3H,O y cualquiera de MnCI2.4H20, FeCIJ.2H20, Zn (N03) 2.:2H,O, Ca (N03) 2.3H, O and any of
- sus mezclas. their mixtures
- 10 10
- 32.-Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 20 a 25, donde la 32. Method according to any of claims 20 to 25, wherein the
- resina termoplástica es polimetilmeblcrilato y el material inorgánico con thermoplastic resin is polymethylmethacrylate and inorganic material with
- cambio de fase se selecciona de CH3COONa .3H20 , MgCI2.4H20 , Phase change is selected from CH3COONa .3H20, MgCI2.4H20,
- MnCI2.4H20 , FeCIJ.2H20 , Zn(N03)2.2H20 , Ca(N03)2. 3H20 , Na2S20 3'SH20 , MnCI2.4H20, FeCIJ.2H20, Zn (N03) 2.2H20, Ca (N03) 2. 3H20, Na2S20 3'SH20,
- 15 fifteen
- MgSO,.7H20, K2HPO'.3H20 , Na2Si03.5H20, Fe(N03)3.9H20 , Ca(N03).4H20 , MgSO, .7H20, K2HPO'.3H20, Na2Si03.5H20, Fe (N03) 3.9H20, Ca (N03) .4H20,
- Mg(N03)2.4H20 , Zn(N03)2.4H20 , K2HPO,.7H,O, CaI2.6H20 , MgI2.8H20 , Mg (N03) 2.4H20, Zn (N03) 2.4H20, K2HPO, .7H, O, CaI2.6H20, MgI2.8H20,
- KF.2H20 , Na2HPO,.12H20 y cualquiera de sus mezclas. KF.2H20, Na2HPO, .12H20 and any of their mixtures.
- 33.-Procedimiento según cualquiera die las reivindicaciones 20 a 25, donde la 33. Method according to any one of claims 20 to 25, wherein the
- 20 twenty
- resina tennoplástica es poliamida 6.6 y el material inorgánico con cambio de Tennoplastic resin is polyamide 6.6 and inorganic material with change of
- fase se selecciona de Ca(N03),.:IH,O, MgSO,.7H20 , Na2S20 3. 5H,O, phase is selected from Ca (N03),.: IH, O, MgSO, .7H20, Na2S20 3. 5H, O,
- K2HPO,.3H,O, Na2Si03. 5H20, Fe(N03)3. 9H20 , Ca(N03).4H,O, K2HPO, .3H, O, Na2Si03. 5H20, Fe (N03) 3. 9H20, Ca (N03) .4H, O,
- Mg(N03)2.4H20 , Zn(N03)2.4H20 , K2HPO,.7H20 , CaI2. 6H20 , MgI2.8H20 , Mg (N03) 2.4H20, Zn (N03) 2.4H20, K2HPO, .7H20, CaI2. 6H20, MgI2.8H20,
- KF.2H,O, Na2HPO,.12H20 , Mn(N03)2.4H20 , FeCIJ.6H20, Zn(N03)2.6H20, KF.2H, O, Na2HPO, .12H20, Mn (N03) 2.4H20, FeCIJ.6H20, Zn (N03) 2.6H20,
- 25 25
- LiB".2H,O, CaB".6H20, KFe(SO,)2.12H20 y cualquiera de sus mezclas. LiB ".2H, O, CaB" .6H20, KFe (SO,) 2.12H20 and any of its mixtures.
- 34.-Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 20 a 25, donde la 34. Method according to any of claims 20 to 25, wherein the
- resina termoplástica es poliamida 11 )f el material inorgánico con cambio de thermoplastic resin is polyamide 11) f the inorganic material with change of
- fase se selecciona de CaI2.6H,O, Mgl,.8H20, KF.2H20 , Na2HPO,.12H,O, phase is selected from CaI2.6H, O, Mgl, .8H20, KF.2H20, Na2HPO, .12H, O,
- 30 30
- Mn(N03)2.4H,O, FeCIJ.6H20 , Zn(N03),.6H20 , LiB".2H20 , CaB".6H,O, Mn (N03) 2.4H, O, FeCIJ.6H20, Zn (N03), 6H20, LiB ".2H20, CaB" .6H, O,
- Na2S0,.10H20, Na2C03. 10H20 , KFe(SO,),.12H,O, LiN03.3H20 , Na2S0, .10H20, Na2C03. 10H20, KFe (SO,), 12H, O, LiN03.3H20,
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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FG2A | Definitive protection |
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