ES2589881T3 - Composición termoplástica que presenta una tasa elevada de ramificaciones de poliamida - Google Patents

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Abstract

Composición termoplástica que comprende un tronco de poliolefina que contiene un resto de al menos un monómero insaturado (X) y muchas ramificaciones de poliamida, en la que: - las ramificaciones de poliamida están unidas al tronco de poliolefina por el resto del monómero insaturado (X) que comprende una función capaz de reaccionar mediante una reacción de condensación con una poliamida que tenga al menos un extremo amino y/o al menos un extremo de ácido carboxílico, - el resto del monómero insaturado (X) está fijado sobre el tronco por injerto o copolimerización, caracterizada por que las ramificaciones de poliamida representan del 41% al 70%, preferiblemente del 45% al 70%, en masa de dicho polímero con ramificaciones de poliamida.

Description

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DESCRIPCION
Composicion termoplastica que presenta una tasa elevada de ramificaciones de poliamida Campo de la invencion
La invencion tiene por objeto una composicion termoplastica que comprende una poliolefina con ramificaciones de poliamida cuya tasa de ramificaciones poliairndicas es elevada. La presente invencion se refiere igualmente a la utilizacion de esta composicion en un modulo fotovoltaico, con mas precision, en una o varias de las capas que forman tal modulo, mas en concreto en la capa que forma el encapsulante.
El calentamiento climatico, junto a los gases de efecto invernadero liberados por las energfas fosiles, ha llevado al desarrollo de soluciones energeticas alternativas que no emiten tales gases cuando estan en funcionamiento, como por ejemplo los modulos fotovoltaicos. Un modulo fotovoltaico comprende una «pila fotovoltaica», en donde esta pila es capaz de transformar la energfa luminosa en electricidad.
Existen numerosos tipos de estructuras de paneles fotovoltaicos.
En la figura 1 esta representada una pila fotovoltaica clasica; esta pila fotovoltaica 10 comprende celulas 12, en donde una celula contiene un sensor fotovoltaico 14, por lo general hecho de silicio tratado para conseguir las propiedades fotoelectricas, en contacto con los colectores de electrones 16 colocados por encima (colectores superiores) y por debajo (colectores inferiores) del sensor fotovoltaico. Los colectores 16 superiores de una celula estan conectados a los colectores 16 inferiores de otra celula 12 por barras conductoras 18, compuestas por lo general por una aleacion de metales. Todas las celulas 12 estas conectadas entre sf, en serie y/o en paralelo, para formar la pila fotovoltaica 10. Cuando la pila fotovoltaica 10 esta expuesta a una fuente luminosa, libera una corriente electrica continua que se puede recuperar en los bornes 19 de la pila 10.
Con respecto a la figura 2, el modulo fotovoltaico 20 comprende la pila fotovoltaica 10 de la figura 1 envuelta en un «encapsulante», el cual esta formado por una parte superior y una parte inferior. Una capa protectora superior 24 (conocida en ingles con el termino frontsheet, que se utilizara de aqrn en adelante) y una capa protectora en la parte posterior 26 del modulo (conocida en ingles con el termino backsheet, que se utilizara igualmente de aqrn en adelante) estan dispuestas de un extremo al otro de la pila encapsulada.
La proteccion contra los choques y la humedad de la pila fotovoltaica 10 esta garantizada por la capa protectora superior 24, por lo general de vidrio.
La backsheet 26 contribuye a proteger el modulo fotovoltaico contra la humedad y al aislamiento electrico de las celulas 12 para evitar todo contacto con el medio externo.
El encapsulante 22 debe encajar perfectamente en la forma del espacio existente entre la pila fotovoltaica 10 y las capas protectoras 24 y 26 con el fin de impedir la presencia de aire, lo que limitana el rendimiento del modulo fotovoltaico. El encapsulante 22 debe igualmente impedir que las celulas 12 entren en contacto con el agua y el oxfgeno del aire, con el fin de limitar la corrosion. La parte superior del encapsulante 22 esta comprendida entre la pila 10 y la capa protectora superior 24. La parte inferior del encapsulante 22 esta comprendida entre la pila 10 y la backsheet 26.
En presencia de la radiacion solar, se crea un calentamiento en el interior del modulo solar y se pueden alcanzar temperaturas de 80 °C (o superiores), lo que necesita que las capas esten perfectamente unidas entre sf durante todo el ciclo de vida del modulo.
Antecedentes de la invencion
A dfa de hoy se conocen en el dominio de los modulos fotovoltaicos unas composiciones particularmente interesantes con respecto a sus calidades termodinamicas, ya que incluyen poliolefinas con ramificaciones de poliamidas en las que hasta el 40% en peso son ramificaciones de poliamida.
Este lfmite del 40% de ramificaciones poliamidicas no se ha superado nunca. Asf pues, se conocen los documentos registrados por la solicitante FR 2918150 o EP 2196489 que dan a conocer las composiciones que estan compuestas por poliolefina con ramificaciones de poliamida en las que la masa de poliamida esta comprendida entre el 15% y el 30%, y que llega incluso al 39,5% de la composicion. Estos documentos reivindican a veces tales composiciones con masas superiores de ramificaciones de poliamida, pero no se ofrece ningun ejemplo de tal composicion y jamas se ha realizado, al tenerse en cuenta los inconvenientes de tales tasas de ramificaciones con poliamidas.
De hecho, el experto en la tecnica sabe que mas alla de este lfmite, las ramificaciones de poliamida van a aumentar muy sensiblemente la viscosidad, es decir, que el mdice de fluidez en fusion (MFI, del ingles melt flow index) va a disminuir hasta un valor cercano a cero, lo que va a imposibilitar por completo, en particular, el procedimiento de preparacion de la composicion.
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Ademas, el experto en la tecnica sabe que el aumento de poliamidas en la composicion tendra una incidencia negativa sobre la transparencia de la composicion, lo que la volvera inadecuada para ser utilizada en las aplicaciones en las que se busca, o es necesaria, la transparencia de la composicion, en especial en el dominio fotovoltaico para las capas de frontsheet y sobre todo para la capa del encapsulante.
Breve descripcion de la invencion
La solicitante ha constatado, despues de diversos experimented y manipulaciones, que, contrariamente a las ensenanzas bien conocidas por el experto en la tecnica, presentaba un interes tecnico mayor una composicion de poliolefina que contiene una tasa de ramificacion con poliamida comprendida entre el 41% y el 70% en peso de la composicion.
Asf pues, al escoger de forma adecuada la poliamida a injertar sobre el tronco de poliolefina, tal composicion que comprende las ramificaciones de poliamida con una tasa comprendida entre el 41% y el 70% en peso presenta un MFI bajo, desde luego, pero estable, y que incluso aumenta por la importante cantidad de poliamida, asf como una transparencia estable, incluso mejorada con respecto a las mismas composiciones que contienen una tasa inferior de ramificaciones de poliamida; entendiendose ademas que la composicion de acuerdo con la invencion presenta la particularidad de estar nanoestructurada.
Ademas, la solicitante ha constatado que una tal composicion diluida en una poliolefina presenta, contrariamente a lo que podna preverse, con respecto a una composicion identica que presenta unas tasas de poliamida exactamente similar (pero sin estar provista de una poliolefina con ramificaciones de poliamida que tengan una masa de poliamida comprendida entre el 41% y el 70%, es decir, una masa de poliamida inferior a este dominio 41%-70%) o bien una resistencia a la fluidez superior, o bien una resistencia a la fluidez equivalente y una fluidez mas importante, lo que permite facilitar la puesta en practica de dicha composicion. La alternativa entre las propiedades obtenidas esta en funcion de las tasas de ramificacion con poliamida o, en otras palabras, la masa de poliamida injertada con respecto a la de la composicion; considerandose que la resistencia mas importante a la fluidez se obtiene con una masa de poliamidas insertadas comprendida entre el 41% y el 55% de la composicion, mientras que la estabilizacion de la caractenstica de fluidez, siempre teniendo una fluidez mas importante, se obtiene con una masa de ramificaciones de poliamida que esta comprendida entre el 55% y el 70% en peso de la composicion.
Asf pues, la presente invencion se refiere a una composicion termoplastica que comprende un tronco de poliolefina que contiene un resto de al menos un monomero insaturado X y muchas ramificaciones de poliamida, en la que:
- las ramificaciones de poliamida estan unidas al tronco de poliolefina por el resto del monomero insaturado X que comprende una funcion capaz de reaccionar mediante una reaccion de condensacion con una poliamida que tenga al menos un extremo con una amina y/o al menos un extremo con un acido carboxflico,
- el resto del monomero insaturado X esta fijado sobre el tronco por injerto o copolimerizacion,
caracterizado por que las ramificaciones de poliamida representan del 41% al 70%, preferiblemente entre el 45% y el 70%, en masa de dicho polfmero con ramificaciones de poliamida.
Otras caractensticas ventajosas de la invencion se detallan a continuacion:
Ventajosamente, el anteriormente dicho polfmero con ramificaciones esta nanoestructurado.
Segun una particularidad de la invencion, la masa molar en numero de las anteriormente dichas ramificaciones de poliamida del anteriormente dicho polfmero ramificado esta comprendida en la gama que va de 1.000 a 10.000 g/mol.
De igual forma, para los anteriormente dichos polfmeros ramificados, el numero de monomeros X fijado al tronco de poliolefina es superior o igual a 1,3 y/o inferior o igual a 20.
De acuerdo con un aspecto de la invencion, la eleccion de la masa molar de las ramificaciones de poliamida, para obtener el polfmero ramificado con poliamidas en el que las ramificaciones de poliamida representan del 41% al 70% en masa de dicho polfmero, esta en funcion, por una parte, de la masa molar del tronco de poliolefina y, por otra parte, de la tasa de monomeros X en dicho tronco de poliolefina.
Preferiblemente, al menos una ramificacion de poliamida del polfmero ramificado comprende al menos una copoliamida y/o una poliamida 6.
Preferiblemente, el monomero insaturado X es un antedrido maleico.
De acuerdo con una posibilidad ofrecida por la invencion, la composicion de poliolefina con ramificaciones de poliamida de acuerdo con la invencion se diluira en una matriz. Con esta perspectiva, la composicion de acuerdo con la invencion comprendera entonces, ademas, una matriz compuesta por al menos una poliolefina y/o una
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poliamida, en donde la proporcion en peso de dicha matriz con respecto a la composicion de poliolefina con ramificaciones de poliamida esta comprendida entre 9/1 y 1/9 (en otras palabras, la composicion de acuerdo con la invencion esta presente en la matriz, en peso, entre el 10% y el 90%), preferiblemente entre 4/1 y 1/4 (del 20% al 80%).
La invencion se refiere de igual forma a una pelfcula que comprende la composicion de acuerdo con la invencion, tal como se describe mas arriba.
La invencion se refiere igualmente a una pelfcula termoplastica de un modulo fotovoltaico, en donde dicho modulo fotovoltaico comprende al menos dos capas, de las que una forma la capa de encapsulante y/o una capa posterior de proteccion, caracterizada por que la capa de encapsulante y/o la capa posterior de proteccion comprende la composicion de poliolefina con ramificaciones de poliamida tal como se describe mas arriba.
Ventajosamente, la capa de encapsulante y/o la capa posterior de proteccion comprende ademas una poliolefina, en donde la proporcion en peso de dicha poliolefina con respecto a la composicion de poliolefina con ramificaciones de poliamida esta comprendida entre 9/1 y 1/4 (en otras palabras, la composicion de acuerdo con la invencion esta presente en la matriz, en peso, entre el 10% y el 80%), preferiblemente entre 4/1 y 1/2 (del 20% al 66%).
Preferiblemente, la capa que forma el encapsulante comprende los promotores de la adhesion que consisten en un ingrediente no polimerico, de naturaleza organica, cristalino o mineral, y mas preferiblemente semimineral semiorganico, antioxidantes y/o agentes anti-UV.
Hay que senalar que la composicion de acuerdo con la invencion se da a conocer para ser aplicada a un modulo fotovoltaico, pero con la advertencia de que esta composicion se podra considerar para muchas otras aplicaciones en las que una composicion asf sea ventajosamente utilizable, en especial en las estructuras multicapa tales como, por ejemplo, la parte inferior de los esqrnes, las pelfculas o revestimientos adhesivos, o los tubos de transporte de fluidos.
Descripcion de las figuras adjuntas
La descripcion que viene a continuacion se ofrece unicamente a tftulo ilustrativo y no limitante, con referencia a las figuras adjuntas, en las que:
La figura 1, ya descrita, representa un ejemplo de pila fotovoltaica, en donde las partes (a) y (b) son vistas 3/4, en donde la parte (a) muestra una celula antes de la conexion y la parte (b) muestra una vista despues de la conexion de dos elulas; la parte (c) es una vista cenital de una pila fotovoltaica completa.
La figura 2, ya descrita, representa un corte transversal de un modulo fotovoltaico cuyo sensor fotovoltaico «clasico» esta encapsulado por una pelfcula superior de encapsulante y una pelfcula inferior de encapsulante.
Descripcion detallada de la invencion
Al tratarse de este polfmero con ramificaciones mencionado mas arriba, se utilizara entre el 41% y el 70%, preferiblemente entre el 41% y el 70%, en masa, de ramificaciones de poliamida y un numero de monomeros (X) comprendido entre 1,3 y 20.
Para obtener la estequiometna entre el monomero X y la ramificacion de poliamida para una tasa de poliamidas comprendida entre el 41% y el 70% en peso, es necesario elegir la masa molar de las ramificaciones de poliamida en funcion de las tasas del monomero X sobre el tronco de poliolefina. Asf pues, al ajustar estos diferentes parametros segun la eleccion de la composicion final deseada, el experto en la tecnica puede ajustar una composicion de acuerdo con la invencion que presente una tasa de ramificaciones de poliamida cuya masa represente entre el 41% y el 70% del polfmero ramificado con poliamida.
A modo de ejemplo ilustrativo, si se considera que:
- el monomero X es un anhudrido maleico
- el tronco de poliolefina posee una tasa masica de monomero X del 3% para una masa molar media en numero de 15.000 g/mol, o sea, un numero de monomeros X por cadena de 4,6,
- que cada ramificacion de poliamida es portadora de una unica funcion amina,
entonces, la estequiometna entre las funciones amina de la poliamida y el monomero X se obtiene para una tasa de poliamida comprendida entre el 41% y el 70% si la masa molar media en numero de las ramificaciones de poliamida esta comprendida entre 2.700 g/mol y 7.600 g/mol.
Al tratarse del tronco de poliolefina, es un polfmero que comprende como monomero una a-olefina.
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Se prefieren las a-olefinas que tengan de 2 a 30 atomos de carbono.
Como ejemplo de a-olefina, se pueden citar etileno, propileno, 1-buteno, 1-penteno, 3-metil-1-buteno, 1-hexeno, 4-metil-1-penteno, 3-metil-1-penteno, 1-octeno, 1-deceno, 1-dodeceno, 1-tetradeceno, 1-hexadeceno, 1- octadeceno, 1-eicoceno, 1-dococeno, 1-tetracoceno, 1-hexacoceno, 1-octacoceno, y 1-triaconteno.
Se pueden citar igualmente las cicloolefinas que tengan de 3 a 30 atomos de carbono, preferiblemente de 3 a 20 atomos de carbono, tales como ciclopentano, ciclohepteno, norborneno, 5-metil-2-norborneno, tetraciclododeceno y el 2-metil-1,4,5,8-dimetano-1,2,3,4,4a,5,8,8a-octahidronaftaleno; diolefinas y poliolefinas, tales como butadieno, isopreno, 4-metil-1,3-pentadieno, 1,4-pentadieno, 1,5-hexadieno, 1,3-hexadieno, 1,3- octadieno, 1,4-octadieno, 1,5-octadieno, 1,6-octadieno, etilidenonorborneno, vinilnorborneno, diciclopentadieno, 7-metil-1,6-octadieno, 4-etilidieno-8-metil-1,7-nonadieno, y 5,9-dimetil-1,4,8-decatrieno; los compuestos aromaticos vimlicos, tales como los mono- o polialquilestirenos (que comprenden el estireno, o-metilestireno, m- metilestireno, p-metilestireno, o,p-dimetilestireno, o-etilestireno, m-etilestireno y p-etilestireno), y los derivados que comprenden los grupos funcionales tales como metoxiestireno, etoxiestireno, acido bezoico y vimlico, benzoato de metilo y vinilo, acetato de bencilo y vinilo, hidroxiestireno, o-cloroestireno, p-cloroestireno, divinilbenceno, 3-fenilpropeno, 4-fenilpropeno, a-metilestireno, cloruro de vinilo, 1,2-difluoroetileno, 1,2- dicloroetileno, tetrafluoroetileno, 3,3,3-trifluoro-1-propeno.
En el ambito de la presente invencion, el termino a-olefina comprende igualmente el estireno. Se prefiere el propileno, y muy en especial el etileno, como a-olefina.
Esta poliolefina puede ser un homopolfmero cuando una sola a-olefina esta polimerizada en la cadena de polfmero. Se pueden citar a modo de ejemplos el polietileno (PE) o el polipropileno (PP).
Esta poliolefina puede ser tambien un copolfmero cuando al menos dos comonomeros estan copolimerizados en la cadena de polfmero, en donde uno de los dos comonomeros, denominado el «primer comonomero» es una a- olefina y el otro comonomero, denominado «segundo comonomero», es un monomero capaz de polimerizarse con el primer monomero.
Como ejemplo de segundo comonomero, se puede citar:
- una de las a-olefinas ya citadas, pero que sea diferente al primer comonomero de a-olefina,
- los dienos tales como, por ejemplo, 1,4-hexadieno, etilideno norborneno, butadieno,
- los esteres de acidos carboxflicos insaturados, tales como, por ejemplo, los acrilatos de alquilo o los metacrilatos de alquilo reunidos bajo el termino (met)acrilatos de alquilo. Las cadenas de alquilo de estos (met)acrilatos pueden tener hasta 30 atomos de carbono. Se pueden citar como cadenas alqrnlicas el metilo, etilo, propilo, n-butilo, sec-butilo, isobutilo, ferf-butilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo, 2-etilhexilo, nonilo, decilo, undecilo, dodecilo, tridecilo, tetradecilo, pentadecilo, hexadecilo, heptadecilo, octadecilo, nonadecilo, eicosilo, hencosilo, docosilo, tricosilo, tetracosilo, pentacosilo, hexacosilo, heptacosilo, octacosilo, nonacosilo. Se prefieren los (met)acrilatos de metilo, etilo y butilo como esteres de acido carboxflico insaturados.
- los esteres vimlicos de acidos carboxflicos. A modo de ejemplo de esteres vimlicos del acido carboxflico, se pueden citar acetato de vinilo, versatato de vinilo, propionato de vinilo, butirato de vinilo o maleato de vinilo. Se prefiere el acetato de vinilo como ester vimlico del acido carboxflico.
Ventajosamente, el tronco de poliolefina comprende al menos el 50% en moles del primer comonomero; su densidad puede estar ventajosamente comprendida entre 0,91 y 0,96.
Los troncos de poliolefinas preferidos estan compuestos por un copolfmero etileno-(met)acrilato de alquilo. Al utilizar este tronco de poliolefina, se obtiene un excelente comportamiento ante el envejecimiento por la luz y la temperatura.
No se aparta del ambito de la invencion si se copolimerizan diferentes «segundos comonomeros» en el tronco de la poliolefina.
De acuerdo con la presente invencion, el tronco de poliolefina contiene al menos un resto de monomero insaturado (X) capaz de reaccionar con una funcion acido y/o amina de la ramificacion de poliamida mediante una reaccion de condensacion. De acuerdo con la definicion de la invencion, el monomero insaturado (X) no es un «segundo comonomero».
Como monomero insaturado (X) comprendido en el tronco de poliolefina, se puede pueden citar:
- Los epoxidos insaturados. Entre ellos se encuentran, por ejemplo, los esteres y eteres alifaticos de glicidilo, tales como alilglicidileter, vinilglicidileter, maleato e itaconato de glicidilo, acrilato y metacrilato de glicidilo. Tambien son ejemplos los eteres y esteres alidclicos de glicidilo, tales como 2-ciclohexeno-1-glicidileter, carboxilato de ciclohexeno-4,5-diglicidilo, carboxilato de ciclohexeno-4-glicidilo, carboxilato de 5-norborneno-2-
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metil-2-glicidilo y dicarboxilato de endocis-biciclo(2,2,1)-5-hepteno-2,3-diglicidilo. Se prefiere el uso del metacrilato de glicidilo como epoxido insaturado.
- Los acidos carbox^licos insaturados y sus sales, por ejemplo, el acido acnlico o el acido metacnlico y las sales de los mismos.
- Los anhndridos de acido carboxflico. Se pueden escoger, por ejemplo, entre los anhndridos maleico, itaconico, citraconico, alilsuccmico, ciclohex-4-eno-1,2-dicarbox^lico, 4-metilenociclohex-4-eno-1,2-dicarbox^lico, biciclo(2,2,1)hept-5-eno-2,3-dicarbox^lico, y x-metilbiciclo(2,2,1)hept-5-eno-2,2-dicarboxflico. Se prefiere utilizar el anhndrido maleico como anhndrido de acido carboxflico.
El monomero insaturado (X) se elige preferiblemente entre un anhndrido de acido carboxflico insaturado y un epoxido insaturado. En particular, para realizar la condensacion de la ramificacion de poliamida con el tronco de poliolefina, en el caso en el que el extremo reactivo de la ramificacion de poliamida es una funcion de acido carboxflico, el monomero insaturado (X) es preferiblemente un epoxido insaturado. En el caso en el que el extremo reactivo de la ramificacion de poliamida es una funcion amina, el monomero insaturado (X) es ventajosamente un epoxido insaturado y preferiblemente un anhndrido de acido carboxflico insaturado.
Segun una version ventajosa de la invencion, el numero preferido de monomeros insaturados (X) fijado de media sobre el tronco de poliolefina es superior o igual a 1,3 y/o preferiblemente inferior o igual a 20.
Asf pues, si (X) es el antndrido maleico y la masa molar en numero de la poliolefina es de 15.000 g/mol, se ha encontrado que esto correspondfa a una proporcion de anhndrido de al menos el 0,8% en masa del conjunto del tronco de poliolefina y de como mucho el 6,5%. Estos valores asociados a la masa de las ramificaciones de poliamida determinan la proporcion de poliamida y de tronco en el poftmero ramificado con poliamida.
El tronco de poliolefina que contiene el resto del monomero insaturado (X) se obtiene por polimerizacion de los monomeros (primer comonomero, posible segundo comonomero, y posiblemente monomero insaturado (X)). Se puede llevar a cabo esta polimerizacion mediante un procedimiento con radicales a alta presion o un procedimiento en solucion, en un reactor autoclave o tubular, en donde estos procedimientos y reactores son bien conocidos por el experto en la tecnica. Cuando el monomero insaturado (X) no se copolimeriza en el tronco de poliolefina, esta injertado sobre el tronco de poliolefina. El injerto (ramificacion) es igualmente una operacion conocida de por sh La composicion estana en conformidad con la invencion si varios monomeros funcionales (X) diferentes se copolimerizan y/o injertan sobre el tronco de poliolefina.
Segun los tipos y proporciones de monomeros, el tronco de poliolefina podna ser semicristalino o amorfo. En el caso de las poliolefinas amorfas, solo se observa la temperatura de transicion vftrea, mientras que en el caso de las poliolefinas semicristalinas se observan una temperatura de transicion vftrea y una temperatura de fusion (que sera necesariamente superior). Al experto en la tecnica le bastara con seleccionar las proporciones de monomero y las masas moleculares del tronco de poliolefina para poder obtener con facilidad los valores deseados de temperatura de transicion vftrea, posiblemente de temperatura de fusion, asf como de la viscosidad del tronco de poliolefina.
Preferiblemente, la poliolefina tiene un mdice de fluidez en fusion (MFI) comprendido entre 3 y 400 g/10 min (190 °C, 2,16 kg, ASTM D 1238).
Las ramificaciones de poliamida pueden ser de homopoliamidas o bien de copoliamidas.
Con la expresion «ramificaciones de poliamida» se hace especialmente referencia a las homopoliamidas alifaticas que se obtienen por la policondensacion:
- de una lactama,
- o de un acido a, w-aminocarboxflico alifatico,
- o de una diamina alifatica y un diacido alifatico.
A modo de ejemplos de lactama, se pueden citar la caprolactama, la enantolactama y la lauril-lactama.
A modo de ejemplos de acido a, u>-aminocarboxflico alifatico, se pueden citar el acido aminocaproico, el acido amino-7-heptanoico, el acido amino-11-undecanoico y el acido amino-12-dodecanoico.
A modo de ejemplos de diamina alifatica, se pueden citar la hexametilendiamina, la dodecametilendiamina y la trimetilhexametilendiamina.
A modo de ejemplos de diacido alifatico, se pueden citar los acidos adfpico, azelaico, suberico, sebacico y dodecanodicarboxflico.
Entre las homopoliamidas alifaticas se pueden citar, a modo de ejemplo y de forma no limitante, las poliamidas
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siguientes: policaprolactama (PA6); poliundecanamida (PA11, comercializada por ARKEMA con la marca Rilsan®); polilauril-lactama (PA12, igualmente comercializada por ARKEMA con la marca Rilsan®); polibutilenadipamida (PA4.6); polihexametilenadipamida (PA6.6); polihexametilenazelamida (PA6.9); polihexametilensebazamida (PA6.10); polihexametilendodecanamida (PA6.12); polidecametilendodecanamida (PA10.12); polidecametilensebazamida (PA10.10) y polidodecametilendodecanamida (PA12.12).
Con la expresion «poliamidas semicristalinas» se hace igualmente referencia a las homopoliamidas cicloalifaticas.
Se pueden citar en especial las homopoliamidas cicloalifaticas que se obtienen por la condensacion de una diamina cicloalifatica y un diacido alifatico.
A modo de ejemplo de diamina cicloalifatica, se puede citar la 4.4'-metileno-bis(ciclohexilamina), todavfa denominada para-bis(aminociclohexil)metano o PACm, 2,2'-dimetil-4,4'-metileno-bis(ciclohexilamina), todavfa denominada bis(3-metil-4-aminociclohexil)-metano o BMACM.
Asf pues, entre las homopoliamidas cicloalifaticas se pueden citar las poliamidas PACM.12 que se obtienen por la condensacion de la PACM con el diacido en Cl2, BMACM.10 y BMACM.12 que se obtienen por la condensacion de la BMACM con los diacidos alifaticos en C10 y en C12, respectivamente.
La expresion «ramificaciones de poliamida» se refiere del mismo modo a las homopoliamidas semiaromaticas que se obtienen por la condensacion:
- de una diamina alifatica y de un diacido aromatico, tal como el acido tereftalico (T) y el acido isoftalico (I). Las poliamidas obtenidas se denominan entonces, de forma corriente, «poliftalamidas» o PPA;
- de una diamina aromatica, tal como la xililendiamina, y mas en concreto la metaxililendiamina (MXD), y de un diacido alifatico.
Asf pues, y de manera no limitante, se pueden citar las poliamidas 6.T, 6.I, MXD.6 o incluso MXD.10.
Las ramificaciones de poliamida que entran en juego en la composicion de acuerdo con la invencion son preferiblemente las copoliamidas. Estas se obtienen por la policondensacion de al menos dos grupos de monomeros enunciados mas arriba para obtener homopoliamidas. El termino «monomero» en la presente descripcion de las copoliamidas debe entenderse en el sentido de una «unidad repetitiva». De hecho, se considera particular el caso en el que una unidad repetitiva de PA esta formada por la asociacion de un diacido con una diamina. Se considera que la asociacion de una diamina y de un diacido, o sea, la conjugacion diamina- diacido (en cantidad equimolar), es la que corresponde al monomero. Esto se explica por el hecho de que, de forma individual, el diacido o la diamina no es mas que una unidad estructural, lo que no basta por sf solo para polimerizar y dar una poliamida.
Asf pues, las copoliamidas cubren en especial los productos de condensacion:
- de al menos dos lactamas,
- de al menos dos acidos a, w-aminocarboxflicos alifaticos,
- de al menos una lactama y de al menos un acido a, w-aminocarboxflico alifatico,
- de al menos dos diaminas y de al menos dos diacidos,
- de al menos una lactama con al menos una diamina y al menos un diacido,
- de al menos un acido a, u>-aminocarboxflico alifatico con al menos una diamina y al menos un diacido,
en donde la una o varias diaminas y el uno o varios diacidos pueden ser, de forma independiente el uno del otro, alifaticos, cicloalifaticos o aromaticos.
De acuerdo con los tipos y las proporciones de monomeros, las copoliamidas pueden ser semicristalinas o amorfas. En el caso de las copoliamidas amorfas, solo se observa la temperatura de transicion vftrea, mientras que en el caso de las copoliamidas semicristialinas se observan una temperatura de transicion vftrea y una temperatura de fusion (que sera necesariamente superior).
Entre las copoliamidas amorfas que se pueden utilizar dentro del alcance de la invencion, se puede citar, por ejemplo, las copoliamidas que contienen monomeros semiaromaticos.
Entre las copoliamidas, se podra utilizar igualmente las copoliamidas semicristalinas y, en particular, las del tipo PA6/11, PA6/12 y PA6/11/12.
El grado de polimerizacion puede variar entre grandes proporciones, y en funcion de su valor es una poliamida o un oligomero de poliamida.
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Ventajosamente, las ramificaciones de poliamida son monofuncionales.
Para que la ramificacion de poliamida tenga una terminacion en monoamina, basta con utilizar un limitador de cadena de formula:
R1 —fjJH R2
en la cual:
- R1 es hidrogeno o un grupo alquilo lineal o ramificado que contiene hasta 20 atomos de carbono;
- R2 es un grupo que tiene hasta 20 atomos de carbono, alquilo o alquenilo, lineal o ramificado, un radical cicloalifatico saturado o no, un radical aromatico, o una combinacion de los mismos. El limitador puede ser, por ejemplo, la laurilamina o la oleilamina.
Para que la ramificacion de poliamida tenga una terminacion de monoacido carboxflico, basta con utilizar un limitador de cadena de formula R'1—COOH, R'1—CO—O—CO—R'2 o un diacido carboxflico.
R'1 y R'2 son grupos alquilos lineales o ramificados que contienen hasta 20 atomos de carbono.
Ventajosamente, la ramificacion de poliamida posee un extremo con una funcion amina. Los limitantes monofuncionales de polimerizacion preferidos son la laurilamina y la oleilamina.
Las ramificaciones de poliamida tienen una masa molar comprendida entre 1.000 y 10.000 g/mol. Dado que es constante la proporcion estequiometrica para la insercion de las ramificaciones de poliamida sobre el tronco de poliolefina, la eleccion de la masa de las ramificaciones de poliamida esta en funcion de la masa de poliamida deseada en la composicion de acuerdo con lo que se acaba de explicar mas arriba.
El injerto de la poliamida sobre el tronco de poliolefina se hace a traves del intermedio de la reaccion entre el monomero X del tronco de poliolefina y la funcion Y que aparece en uno, y solo en uno, de los extremos de la poliamida. Si el numero de grupos funcionales Y es mayor al numero de monomeros X, entonces, de hecho, una parte de las ramificaciones de poliamida no se injertara. La estequiometna entre los monomeros X y los grupos funcionales Y depende de la tasa de monomeros X que lleva el tronco de poliolefina, de la tasa de poliamida con respecto al tronco de poliolefina y de la masa molar de la ramificacion de poliamida. El numero de moles del monomero X y del grupo funcional Y, nX y ny, se obtienen con:
imagen1
x ,y -xpo
Mx
en donde xx, xpo y Mx son, respectivamente, la fraccion masica del monomero X en el tronco de poliolefina, xpo es la fraccion masica de tronco de poliolefina en la mezcla, y Mx es la masa molar del monomero X.
imagen2
en donde xpa y Mpa son, respectivamente, la fraccion masica de poliamida en la mezcla y Mpa es la masa molar media en numero de poliamida.
La estequiometna da nx = nY. Si se desea que esta condicion se verifique para una tasa masica de poliamida comprendida entre el 45% y el 70%, la masa molar de la ramificacion debe escogerse en consecuencia. Al escoger el tronco de poliolefina, Mx y xx son fijos, xpa estara comprendido entre el 45% y el 70%, la masa molar de la ramificacion de poliamida vendra dada por la relacion
M x
u - XPA__
PA n \ '
XX -0 XPA )
La policondensacion definida mas arriba se efectua de acuerdo con los procedimientos que se conocen de forma habitual, por ejemplo, a una temperatura comprendida en general entre 200 y 300 °C, al vacfo o en una atmosfera inerte, con agitacion de la mezcla de reaccion. La longitud media de la cadena de la ramificacion esta determinada por la relacion molar inicial entre el monomero policondensable o la lactama y el limitador monofuncional de la polimerizacion. Para el calculo de la longitud media de la cadena, se suele tener en cuenta
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una molecula de limitador de cadena por una cadena de ramificacion.
Al experto en la tecnica le bastara con seleccionar los tipos y la proporcion de monomeros, as^ como elegir las masas molares de las ramificaciones de poliamida, para poder obtener con facilidad los valores deseados de temperatura de transicion vftrea, posiblemente de temperatura de fusion, as^ como de la viscosidad de la ramificacion de poliamida.
La reaccion de condensacion de la ramificacion de poliamida sobre el tronco de poliolefina que contiene el resto X se realiza mediante la reaccion de una funcion amina o acido de la ramificacion de poliamida sobre el resto X. Ventajosamente, se utilizan ramificaciones de poliamida monoammicas y se crean enlaces amida o imida al hacer reaccionar la funcion amina sobre la funcion del resto X.
Esta condensacion se realiza preferiblemente en el estado fundido. Para fabricar la composicion de acuerdo con la invencion se pueden utilizar las tecnicas clasicas de amasado y/o de extrusion. Los componentes de la composicion se mezclan asf para formar un compuesto que podra finalmente ser granulado al salir por una rejilla. Ventajosamente, los agentes de conjugacion se anaden durante la formulacion.
Para obtener una composicion nanoestructurada se puede tambien mezclar la ramificacion de poliamida y el tronco en una extrusora, a una temperatura comprendida por lo general entre 200 y 300 °C. El tiempo medio de permanencia de la materia fundida en la extrusora puede estar comprendido entre 5 s y 5 min, y preferiblemente entre 20 s y 1 min. El rendimiento de esta reaccion de condensacion se evalua por extraccion selectiva de las ramificaciones de poliamida libres, es decir, las que no han reaccionado para formar el polfmero ramificado con poliamidas.
La preparacion de ramificaciones de poliamida con un extremo amina asf como su adicion sobre el tronco de poliolefina que contiene el resto de (X) se describe en las patentes US 3976720, US 3963799, US 5342886 y FR 2291225. El polfmero con ramificaciones de poliamida de la presente invencion presenta ventajosamente una organizacion nanoestructurada.
La composicion de acuerdo con la invencion se puede, posteriormente, diluir para ser incorporada en una matriz. La solicitante se ha dado cuenta, de forma sorprendente, que la dilucion de un compuesto de poliolefina con muchas ramificaciones de poliamida en una matriz de poliolefina ofrece unos resultados, en particular desde el punto de vista mecanico, mucho mas satisfactorios que un compuesto de poliolefina con muchas menos ramificaciones de poliamida (<45%), pero menos diluido, en una matriz de poliolefina y/o poliamida de manera que al final, en las dos matrices (en las que se diluyen respectivamente los dos compuestos de poliolefina con ramificaciones de poliamida), la cantidad de poliamida es estrictamente identica.
A modo de ejemplo no limitante, se ha escogido ilustrar estas propiedades inesperadas que se obtienen cuando se diluye una composicion de acuerdo con la invencion en una matriz de poliolefina en el caso de un modulo fotovoltaico.
No obstante, hay que senalar que la composicion de acuerdo con la invencion podra igualmente estar presente en una matriz compuesta por poliamida. Finalmente, la dilucion de la composicion de acuerdo con la invencion se podra realizar en una matriz formada a la vez por una o varias poliolefinas y una o varias poliamidas. Hay que senalar que, segun una posibilidad dada a conocer por la invencion, la poliolefina que forma la matriz puede llevar una funcion que reaccione con la ramificacion de poliamida.
Se utiliza aqrn el termino «matriz» para designar los compuestos en los que la composicion de poliolefina con ramificaciones de poliamida de acuerdo con la invencion esta diluida cuando dichos compuestos representan al menos el 50% en peso de la mezcla. Por extension, se conserva el termino «matriz» cuando los componentes (una o varias poliolefinas y/o una o varias poliamidas) estan presentes en una cantidad, en peso, inferior al 50% de la mezcla, pero hay que saber que el termino «matriz» representa entonces mas bien la funcion de diluyente.
Asf pues, la composicion de acuerdo con la invencion esta diluida en una poliolefina para ser incorporada en especial a una capa de encapsulante o a la cara posterior (backsheet) de un modulo fotovoltaico.
La dilucion de la composicion de acuerdo con la invencion es particularmente interesante.
Se han realizado pruebas mediante el uso de las probetas de traccion siguientes:
Composicion Apolhya®, ejemplo 1: composicion de una poliolefina ramificada con poliamida con un 20% de ramificaciones de poliamida. La poliolefina funcionalizada es la Lotader® 7500 de la sociedad Arkema Francia. La ramificacion de poliamida se caracteriza por una masa molar media en numero de 2.500 g/mol y por una temperatura de fusion de 130 °C.
Composicion Apolhya®, ejemplo 2: composicion de una poliolefina ramificada con poliamida con un 50% de ramificaciones de poliamida. La poliolefina funcionalizada es la Lotader® 7500. La ramificacion de poliamida se caracteriza por una masa molar media de 2.500 g/mol y por una temperatura de fusion de 130 °C.
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Las dos composiciones Apolhya® de los ejemplos 1 y 2 anteriores se han obtenido en una extrusora de doble tomillo de tipo Werner® 30.
Se han extrudido dos pelfculas en una extrusora de un solo tornillo de la marca Thoret®:
- una peKcula de 400 pm (micrometros) del ejemplo anterior
- una pelfcula de 400 pm de una composicion que comprende un 20% de ramificaciones de poliamida formada al diluir la composicion del ejemplo 2 de mas arriba en la Lotader® 7500 en las proporciones de 60% en masa de Lotader® 7500 por un 40% en masa del ejemplo 2 de mas arriba.
Las probetas de traccion de tipo IFC (Instituto Frances del Caucho) se cortan con el sacabocados en las pelfculas. Se aplica una tension de 0,5 bar al suspender un peso en un extremo de la probeta de traccion. La probeta de traccion se coloca durante 15 min a 100 °C. La deformacion residual se mide despues de volver a alcanzar la temperatura ambiente.
Los resultados de la prueba de fluidez se presentan en la tabla que viene a continuacion:
Probeta de traccion, Apolhya® del ejemplo 1 Probeta de traccion, Apolhya® del ejemplo 2/Lotader® 7500, proporcion 40/60
Deformacion residual
20% 8%
Cuando la composicion de acuerdo con la invencion se utiliza en la capa de encapsulante o en la cara posterior (backsheet) de un modulo fotovoltaico, la composicion esta preferiblemente diluida y contiene igualmente un cierto numero de aditivos.
Se podran anadir plastificantes a la capa que forma el encapsulante con el objeto de facilitar la puesta en practica y mejorar la productividad del procedimiento de fabricacion de la composicion y de las estructuras. Se citaran como ejemplos los aceites minerales parafrnicos aromaticos o naftalenicos que permiten igualmente mejorar al poder de adhesion de la composicion de acuerdo con la invencion. Se pueden igualmente citar como plastificantes los ftalatos, azelatos, adipatos y el fosfato de ticresilo.
De igual forma, los promotores de la adhesion, aunque no sean necesarios, se pueden anadir ventajosamente con el objeto de mejorar el poder de adhesion de la composicion cuando esta debe ser particularmente elevada. El promotor de la adhesion es un ingrediente no polimerico; puede ser organico, cristalino, mineral y mas preferiblemente semimineral semiorganico. Entre ellos se pueden citar los titanatos o los silanos organicos, como por ejemplo los titanatos de monoalquilo, los triclorosilanos y los trialcoxisilanos, los trialcooxisilanos. Ventajosamente, se utilizaran los trialcooxisilanos que contienen un grupo epoxi, vinilo y amina, en particular en el caso en el que los promotores de adhesion estan previstos en la mezcla madre con la backsheet del encapsulante de acuerdo con la invencion. Se podra igualmente prever que estos promotores de la adhesion se injerten directamente en la poliolefina de la capa que forma el encapsulante mediante una tecnica bien conocida por el experto en la tecnica, por ejemplo la extrusion reactiva.
La radiacion UV es capaz de aportar un ligero amarilleo de la composicion utilizada como encapsulante de dichos modulos, por lo que para garantizar la transparencia del encapsulante durante su vida util se pueden anadir estabilizantes al UV y absorbentes de UV (estos compuestos se denominan de manera general agentes anti-UV), tales como el benzotriazol, la benzofenona y las otras aminas bloqueantes. Estos compuestos pueden estar formados, por ejemplo, por benzofenona o benzotriazol. Se les puede anadir en cantidades inferiores al 10% en masa de la masa total de la composicion, y preferiblemente del 0,1% al 5%.
Se le podran anadir igualmente antioxidantes para limitar el amarilleo durante la fabricacion del encapsulante, tales como los compuestos fosforados (fosfonitos y/o fosfitos) y los bloqueantes fenolicos. Se les pueden anadir estos antioxidantes en cantidades inferiores al 10% en masa de la masa total de la composicion, y preferiblemente del 0,1% al 5%.
De la misma forma, los igmfugos se pueden anadir igualmente a la capa de encapsulante, asf como a la capa que forma la backsheet (descrita mas adelante). Estos agentes pueden ser halogenados o no halogenados. Entre los halogenados se pueden citar los productos con bromo. Se pueden utilizar igualmente como agente no halogenado los aditivos compuestos por fosforo, tales como el fosfato de amonio, por polifosfato, por fosfinato o por pirofosfato, el cianurato de melamina, el pentaeritriol, las zeolitas, asf como las mezclas de estos agentes. La composicion puede comprender estos agentes en proporciones que van del 3% al 40% con respecto a la masa total de la composicion. Se podran igualmente anadir compuestos colorantes o blanqueantes.
Se pueden anadir igualmente a la capa de encapsulante pigmentos como, por ejemplo, los compuestos colorantes o blanqueantes en las proporciones que iran por lo general del 5% al 15% con respecto a la masa
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total de la composicion.
Preparacion de la composicion de acuerdo con la invencion:
La tecnica de insercion de ramificaciones de poliamida sobre el tronco de poliolefina par obtener la poliolefina con ramificaciones de poliamida de acuerdo con la invencion es bien conocida por el experto en la tecnica, y en concreto en los documentos citados mas arriba FR 2912150, FR 2918150 o EP 21966489.
No se aparta del alcance de la invencion si se le anaden reticulantes. Se pueden citar como ejemplos los isocianatos o los peroxidos organicos. Esta reticulacion se puede realizar igualmente mediante las tecnicas conocidas de irradiacion. Esta reticulacion se puede efectuar mediante uno de los numerosos metodos conocidos por el experto en la tecnica, en concreto con la utilizacion de iniciadores activados por temperatura, por ejemplo, los compuestos peroxidos y azo, los fotoiniciadores tales como la benzofenona, mediante tecnicas de radiacion que conllevan la radiacion luminosa, rayos UV, haces de electrones y rayos X, con silanos portadores de funciones reactivas como un aminosilano, un epoxisilano, un vinilsilano, tal como por ejemplo el vinilsilano trietoxi o trimetoxi, y mediante reticulacion por via humeda. El manual titulado «Handbook of polymer foams and technology» mencionado mas arriba, en las paginas 198 a 204, proporciona las ensenanzas complementarias que puede necesitar el experto en la tecnica.
En relacion con los aspectos de la invencion relativos a la utilizacion de la composicion termoplastica en un modulo fotovoltaico, el experto en la tecnica puede consultar por ejemplo el «Handbook of photovoltaic science and engineerings Wiley, 2003. De hecho, la composicion de la invencion se puede utilizar como encapsulante y tambien como backsheet de encapsulante en un modulo fotovoltaico, cuya estructura se ha descrito en relacion con las figuras anexas.
Materiales empleados para formar las formulaciones analizadas:
Lotader® 7500: terpolfmero de etileno, de acrilato de etilo (17,5% en peso) y de anhndrido maleico (2,8% en peso) producido por ARKEMA y que posee un MFI (190 °C a 2,16 kg medido segun la ISO 1133) de 70 g/10 min.
Lotader® 4210: terpolfmero de etileno, de acrilato de butilo (6,5% en peso) y de antndrido maleico (3,6% en peso) producido por ARKEMA y que posee un MFI (190 °C a 2,16 kg medido segun la ISO 1133) de 9 g/10 min.
Lotader® 6200: terpolfmero de etileno, de acrilato de etilo (6,5% en peso) y de anhndrido maleico (2,8% en peso) producido por ARKEMA y que posee un MFI (190 °C a 2,16 kg medido segun la ISO 1133) de 40 g/10 min.
Prepolfmero PA6: dos prepolfmeros PA6 se han sintetizado por policondensacion a partir de la lactama 6. Se utiliza la laurilamina como limitador de la cadena, de manera que se obtenga una unica funcion de amina primaria en el extremo de la cadena. La masa molar media en numero del primer prepolfmero es de 2.500 g/mol, y la del segundo de 4.000 g/mol.
Prepolfmero de copoliamida con una temperatura de fusion de 130 °C: 1 prepolfmero de copoliamida 6/12 se ha sintetizado por policondensacion a partir de la lactama 6 y de la lactama 12. La proporcion lactama 6/lactama 12 esta ajustada para obtener una temperatura de fusion de 130 °C. Se utiliza la laurilamina como limitador de la cadena, de manera que se obtenga una unica funcion de amina primaria en el extremo de la cadena. Su masa molar media en numero es de 2.500 g/mol.
Apolhya®: La familia Apolhya® es una familia de polfmeros comercializados por ARKEMA que combinan las propiedades de las poliamidas con las de las poliolefinas gracias a la obtencion de morfologfas cocontinuas en la escala nanometrica. En el ambito de los analisis, se han utilizado varios tipos de Apolhya®:
- una familia de Apolhya® que presentan, respectivamente, el 10%, 20%, 30%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70% sobre la base de la Lotader® 7500 y de la copoliamida 6/12 (utilizadas para la prueba de Haze).
- una familia de Apolhya® que presentan, respectivamente, el 10%, 20%, 30%, 40%, 45%, 50%, 55%, 62,5%, 70% sobre la base de la Lotader® 4210 y del prepolfmero PA6 de masa molar 2.500 g/mol (utilizadas para la prueba de MFI).
- una familia de Apolhya® que presentan, respectivamente, el 10%, 20%, 30%, 40%, 45%, 50%, 60%, 70% sobre la base de la Lotader® 6200 y del prepolfmero PA6 de masa molar 2.500 g/mol (utilizadas para la prueba de MFI).
- una familia de Apolhya® que presentan, respectivamente, el 10%, 20%, 30%, 40%, 45%, 50%, 55%, 62,5%, 70% sobre la base de la Lotader® 4210 y del prepolfmero PA6 de masa molar 4.000 g/mol (utilizadas para la prueba de MFI).
Obtencion de las formulaciones y pelfculas comprobadas:
- Extrusion reactiva de las formulaciones de Apolhya®
■ Extrusion reactiva de las formulaciones que contienen Lotader® 7500 y copoliamida 6/12
Estas formulaciones de Apolhya® se han preparado por «mezcla combinada» gracias a una extrusora de doble tomillo corrotativo de tipo ZSK 30 de COPERION Werner y Pfleiderer® cuyos elementos de funda se calientan segun un perfil plano a 200 °C; la velocidad de rotacion es de 300 rpm («revoluciones por minuto») con una 5 velocidad de flujo de 25 kg/h (kilogramos por hora).
■ Extrusion reactiva de las formulaciones de Apolhya® que contienen Lotader® 4210 y poliamida 6
Estas formulaciones de Apolhya® se han preparado por mezcla combinada gracias a una pequena extrusora de doble tornillo corrotativo de laboratorio de tipo Haake 2. Los elementos de funda se calientan segun un perfil plano a 240 °C; la velocidad de rotacion es de 300 rpm.
10 - Extrusion de una pelreula monocapa de 400 pm de Apolhya® o de Lotader®
■ Extrusion reactiva de las formulaciones que contienen Lotader® 7500 y copoliamida 6/12
Las pelfculas monocapa de 400 pm (micrometros) se han realizado por extrusion de pelfcula en plano (CAST) sobre una lmea de extrusion de la marca Dr COLLIN®. Esta lmea de extrusion esta compuesta por tres extrusoras equipadas con un perfil de tornillo estandar de poliolefina, con un bloque de coextrusion variable 15 (variable feedblock), y con una percha troqueladora de 250 mm (coat hanger die).
Los parametros de los procedimientos que siguen se han utilizado para la extrusion de la pelreula monocapa de 400 pm de Apolhya®, independientemente de la tasa de poliamida, asf como para la Lotader®:
* Temperatura de extrusion de 150 °C (grados Celsius),
* Temperatura del bote de coextrusion y troqueladora: 160 °C,
20 * Velocidad de la lmea de 2,6 m/min (metros por minuto).
■ Extrusion reactiva de las formulaciones que contienen Lotader® 4200 y poliamida 6
Las pelreulas monocapa de 400 pm (micrometres) se han llevado a cabo por extrusion de una pelreula en plano sobre una pequena lmea de extrusion de laboratorio. Se trata de una extrusora con doble tornillo contrarrotativo de tipo Haake 1 equipado con una troqueladora plana de 10 cm (centimetres) de longitud y de 0,5 mm 25 (milfmetros) de apertura. Los elementos de funda se calientan segun un perfil plano a 210 °C; la velocidad de rotacion de los tornillos es de 60 rpm.
Pruebas realizadas sobre las pelreulas:
Prueba del MFI (mdice de fluidez en fusion):
El mdice de fluidez o melt flow index se ha medido con ayuda de un plastometro Gottfert MI3 segun la norma ISO 30 1133. El MFI de las Apolhya® formadas por el prepolfmero PA6 se ha medido sujetas a una masa de 2,16 kg a 230 °C, y el de la Lotader® y de las Apolhya® formadas por copoliamida 6/12 sujetas a una masa de 2,16 kg y 190 °C.
Resultados del mdice de fluidez en fusion para las formulaciones que contienen Lotader® 6200 y prepolfmero PA6
% de poliamida en masa molar 2.500 g/mol
MFI
0
40 (190 °C)
10
19
20
9
30
1
40
3
45
6
50
25
60
50
70
90
Estos resultados demuestran que, contrariamente a lo que podna preverse, el MFI de las composiciones con
12
mas del 40% de ramificaciones de poliamida no sigue disminuyendo, sino que aumenta. Esto hace que la composicion se pueda aplicar a escala industrial sin ninguna dificultad.
Resultados del mdice de fluidez en fusion para las formulaciones que contienen Lotader® 4210 y prepolnriero PA6
% de poliamida de masa molar 2.500 g/mol
MFI % de poliamida de masa molar 4.000 g/mol MFI
0
9 (190 °C) 0 9 (190 °C)
10
15 20 20
20
4 20 8
30
2 30 4
40
1 40 2
45
5 45 7
50
10 50 15
62,5
25 50 15
70
50 70 95
5 Estos resultados demuestran que, contrariamente a lo que podna preverse, el MFI de las composiciones con mas del 40% de ramificaciones de poliamida no sigue disminuyendo, sino que aumenta. Esto hace que la composicion se pueda aplicar a escala industrial sin ninguna dificultad.
Prueba de Haze:
Los resultados para todas las probetas de traccion se presentan en la tabla que viene a continuacion:
Transmitancia en el visible (ep 400 Mm) Haze(%)
Lotader®
95 9
Apolhya® al 10% de tasa masica por ramificacion de PA
96,0 6
Apolhya® al 20% de tasa masica por ramificacion de PA
96,5 3
Apolhya® al 30% de tasa masica por ramificacion de PA
96,5 3
Apolhya® al 40% de tasa masica por ramificacion de PA
96,5 3
Apolhya® al 45% de tasa masica por ramificacion de PA
96 3
Apolhya® al 50% de tasa masica por ramificacion de PA
96 3
Apolhya® al 55% de tasa masica por ramificacion de PA
96 3
Apolhya® al 60% de tasa masica por ramificacion de PA
95,5 3
Apolhya® al 65% de tasa masica por ramificacion de PA
95,0 5
Apolhya® al 70% de tasa masica por ramificacion de PA
94 8
10
Estos resultados, obtenidos a partir de las formulaciones de Apolhya® que contienen Lotader® 7500 y copoliamida 6/12, demuestran con claridad, y contrariamente de nuevo a lo que podna preverse de manera teorica y empmca, que las pelfculas de las composiciones con una elevada tasa masica de ramificaciones de poliamida son al menos tan transparentes como las que tienen una escasa tasa de ramificaciones de poliamida.

Claims (12)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. Composicion termoplastica que comprende un tronco de poliolefina que contiene un resto de al menos un monomero insaturado (X) y muchas ramificaciones de poliamida, en la que:
    - las ramificaciones de poliamida estan unidas al tronco de poliolefina por el resto del monomero insaturado (X) que comprende una funcion capaz de reaccionar mediante una reaccion de condensacion con una poliamida que tenga al menos un extremo amino y/o al menos un extremo de acido carboxflico,
    - el resto del monomero insaturado (X) esta fijado sobre el tronco por injerto o copolimerizacion,
    caracterizada por que las ramificaciones de poliamida representan del 41% al 70%, preferiblemente del 45% al 70%, en masa de dicho polfmero con ramificaciones de poliamida.
  2. 2. Composicion de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada por que el anteriormente dicho polfmero con ramificaciones esta nanoestructurado.
  3. 3. Composicion de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizada por que la masa molar en numero de las anteriormente dichas ramificaciones de poliamida del anteriormente dicho polfmero con ramificaciones esta comprendida en la gama que va de 1.000 a 10.000 g/mol.
  4. 4. Composicion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que, para los anteriormente dichos polfmeros con ramificaciones, el numero de monomeros (X) fijado sobre el tronco de poliolefina es superior o igual a 1,3 y/o inferior o igual a 20.
  5. 5. Composicion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la eleccion de la masa molar de las ramificaciones de poliamida, para obtener el polfmero con ramificaciones de poliamida en el que las ramificaciones de poliamida representan del 41% al 70% en masa de dicho polfmero, esta en funcion, por una parte, de la masa molar del tronco de poliolefina y, por otra parte, de la tasa de monomeros X sobre dicho tronco de poliolefina.
  6. 6. Composicion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que al menos una ramificacion de poliamida del polfmero con ramificaciones comprende al menos una copoliamida o una poliamida 6.
  7. 7. Composicion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el monomero insaturado (X) es un antudrido maleico.
  8. 8. Composicion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por comprender ademas una matriz que consiste en al menos una poliolefina y/o una poliamida, en donde la proporcion en peso de dicha matriz con respecto a la composicion de poliolefina con ramificaciones de poliamida esta comprendida entre 9/1 y 1/9 y, preferiblemente, entre 4/1 y 1/4.
  9. 9. Pelfcula termoplastica que comprende la composicion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
  10. 10. Pelfcula termoplastica de un modulo fotovoltaico, en donde dicho modulo fotovoltaico comprende al menos dos capas, de las que una forma la capa de encapsulante y/o una capa posterior de proteccion, caracterizada por que la capa de encapsulante y/o la capa posterior de proteccion comprende la composicion de poliolefina con ramificaciones de poliamida de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
  11. 11. Pelfcula de acuerdo con la reivindicacion 10, caracterizada por que la capa de encapsulante y/o la capa posterior de proteccion comprende ademas una poliolefina, en donde la proporcion en peso de dicha poliolefina con respecto a la composicion de poliolefina con ramificaciones de poliamida esta comprendida entre 9/1 y 1/4, preferiblemente entre 4/1 y 1/2.
  12. 12. Pelfcula de acuerdo con la reivindicacion 10 u 11, caracterizada por que la capa que forma el encapsulante comprende promotores de la adhesion que consisten en un ingrediente no polimerico, de naturaleza organica, cristalina o mineral, y mas preferiblemente semimineral semiorganico, antioxidantes y/o agentes anti-UV.
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