ES2714554T3 - Materiales compuestos y procedimiento para su producción - Google Patents

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Thomas Pfeiffer
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Abstract

Material compuesto, el cual comprende (A) de 30 a 90 % en peso de fibras naturales, (B) de 9 a 69 % en peso de al menos un polímero termoplástico, (C) de 1 a 10 % en peso de al menos un copolímero estadístico con un peso molecular Mn de hasta como máximo 20.000 g/mol, el cual puede obtenerse a través de la copolimerización de (a) de 60 a 98 % en peso de etileno, (b) de 2 a 40 % en peso de al menos un comonómero reactivo, seleccionado de (b1) ácidos monocarboxílicos C3-C10 etilénicamente insaturados, (b2) ácidos dicarboxílicos C4-C10 etilénicamente insaturados o sus anhídridos, (b3) epoxiésteres de ácidos monocarboxílicos C3-C10 etilénicamente insaturados, (b4) comonómeros de la fórmula general I en los cuales las variables están definidas del siguiente modo: R1 está seleccionado de hidrógeno, alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado, R2 está seleccionado de hidrógeno, alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado, R3 son i dénticos o diferentes, y están seleccionados de hidrógeno y alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado, y cicloalquilo C3-C12, donde dos radicales R3 pueden estar unidos uno con otro formando un anillo de 3 a 10 miembros, X está seleccionado de oxígeno, azufre y N- R4, R4 está seleccionado de alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado, A1 es un grupo divalente, seleccionado de alquileno C1-C10, cicloalquileno C4-C10 y fenileno, y (c) eventualmente al menos otro comonómero.

Description

DESCRIPCION
Materiales compuestos y procedimiento para su produccion
La presente invencion hace referencia a materiales compuestos que comprenden
(A) de 30 a 90 % en peso de fibras naturales,
(B) de 9 a 69 % en peso de al menos un polimero termoplastico,
(C) de 1 a 10 % en peso de al menos un copolimero estadistico con un peso molecular Mn de hasta como maximo 20.000 g/mol, el cual puede obtenerse a traves de la copolimerizacion de
(a) de 60 a 98 % en peso de etileno,
(b) de 2 a 40 % en peso de al menos un comonomero reactivo, seleccionado de
(b1) acidos monocarboxilicos C3-C10 etilenicamente insaturados,
(b2) acidos dicarboxilicos C4-C10 etilenicamente insaturados o sus anhidridos,
(b3) epoxiesteres de acidos monocarboxilicos C3-C10 etilenicamente insaturados,
(b4) comonomeros de la formula general I
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en los cuales las variables estan definidas del siguiente modo:
R1 esta seleccionado de hidrógeno, alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado,
R2 esta seleccionado de hidrógeno, alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado,
R3 son identicos o diferentes, y estan seleccionados de hidrógeno y alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado, y cicloalquilo C3-C12, donde dos radicales R3 pueden estar unidos uno con otro formando un anillo de 3 a 10 miembros,
X esta seleccionado de oxigeno, azufre y N- R4 ,
R4 esta seleccionado de alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado,
A1 es un grupo divalente, seleccionado de alquileno C1-C10, cicloalquileno C4-C10 y fenileno, y
(c) eventualmente al menos otro comonomero.
Ademas, la presente invencion hace referencia a un procedimiento para producir materiales compuestos según la invencion. La presente invencion hace referencia ademas a la utilizacion de materiales compue ssetogsún la invencion como, o para la produccion de, partes externas de edificios y la presente invencion hace referencia a partes externas de de edificios que comprenden o que estan producidas en base a por lo menos un material compu seegsúton la invencion.
La madera como material es conocida por la humanidad desde ya hace varios milenios. Esta se caracteriza por una buena disponibilidad en la mayoria de los lugares del mundo. Ademas, la madera puede utilizarse de diversas formas a traves de numerosas tecnicas de procesamiento. En gran cantidad de paises la madera se emplea aun hoy en el area externa de edificios, por ejemplo en la produccion de techos, fachadas, marcos de ventanas, barandas, ademas para la produccion de bancos, como por ejemplo bancos de parques, y para producir cuerpos huecos como por ejemplo perfiles de camaras huecas para tablones o alfeizares.
Una seria desventaja en la utilizacion de madera en exteriores de edificios, sin embargo, es su escasa resistencia a la intemperie. En particular un clima humedo y caluroso pueden conducir a un pudrimiento. Los intentos por proteger la madera a traves de revestimientos, por ejemplo capas de laca, contra las influencias climaticas, si bien pueden retardar un pudrimiento, no pueden sin embargo impedirlo por completo. Ademas, los lacados presentan la desventaja de que deben renovarse a intervalos regulares. Numerosos lacados, asimismo, son sensibles contra cargas mecanicas y danos que por ejemplo pueden conducir a un desprendimiento del lacado. Ademas, la conformacion de madera solo es posible a traves de procedimientos costosos que producen muchos desechos. No han faltado intentos de reemplazar la madera por piezas plasticas. Sin embargo, los plasticos como por ejemplo policloruro de vinilo o poliolefinas, como polietileno o polipropileno, tienen coeficientes de expansion termicos que resultan demasiado elevados en muchas aplicaciones en el exterior. Tambien en muchos casos la rigidez es demasiado reducida.
Como solucion a numerosos problemas, recientemente se han ofrecido materiales compuestos de madera y plastico (en ingles: wood-plastic composites, abreviado: WPC). Estos se producen mezclando plastico y fibras de madera. Los materiales compuestos de esa clase muestran una resistencia a la intemperie marcadamente mas elevada que la madera pura. Ademas, con los mismos pueden realizarse procesos de conformacion como con plasticos termoplasticos, por ejemplo moldeo por inyeccion y extrusion.
No obstante, un problema de los materiales compuestos de madera reside en muchos casos en una fijacion insuficiente de los componentes madera y plastico uno con otro. Al producirse una fijacion insuficiente, la resistencia mecanica en muchos casos deja aun mucho que desear.
Por consiguiente, se plantea el objeto de proporcionar materiales que presenten las ventajas de los materiales compuestos de plastico y madera y que posean una resistencia mecanica mejorada. Ademas, se plantea el objeto de proporcionar un procedimiento para producir los materiales la invencion. Por ultimo se plante saeg eúln objeto de proporcionar utilizaciones para los materiales la invencion. según
De manera correspondiente se hallaron los materiales compuestos definidos en la introduccion.
Los materiales compuestos la in sveegnúcnion comprenden
(A) de 30 a 90 % en peso de fibras naturales,
(B) de 9 a 69 % en peso de al menos un polimero termoplastico, en el marco de la presente invencion denominado tambien polimero (B),
(C) de 1 a 10 % en peso de al menos un copolimero estadistico con un peso molecular Mn de hasta como maximo 20.000 g/mol, el cual puede obtenerse a traves de la copolimerizacion de
(a) de 60 a 98 % en peso de etileno,
(b) de 2 a 40 % en peso de al menos un comonomero reactivo, seleccionado de
(b1) acidos monocarboxilicos C3-C10 etilenicamente insaturados,
(b2) acidos dicarboxilicos C4-C10 etilenicamente insaturados o sus anhidridos,
(b3) epoxiesteres de acidos monocarboxilicos C3-C10 etilenicamente insaturados,
(b4) comonomeros de la formula general I
en los cuales las variables estan definidas del siguiente modo:
R1 esta seleccionado de hidrógeno, alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado,
R2 esta seleccionado de hidrógeno, alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado,
R3 son identicos o diferentes, y estan seleccionados de hidrógeno y alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado, y cicloalquilo C3-C12, donde dos radicales R3 pueden estar unidos uno con otro formando un anillo de 3 a 10 miembros,
X esta seleccionado de oxigeno, azufre y N- R4 ,
R4 esta seleccionado de alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado,
A1 es un grupo divalente, seleccionado de alquileno C1 -C10, cicloalquileno C4-C10 y fenileno, y
(c) eventualmente al menos otro comonomero.
En este caso, el copolimero antes definido con un peso molecular Mn de hasta como maximo 20.000 g/mol, el cual puede obtenerse a partir de los comonomeros antes definidos, se denomina a continuacion tambien de forma abreviada como copolimero (C). El copolimero (C), en el caso de que contenga comonomero (b4) incorporado en el polimero, puede encontrarse presente en forma al menos parcialmente protonada, o como amina libre.
Como fibras naturales (A) se seleccionan preferentemente fibras de celulosa o fibras que contienen lignocelulosa. Las fibras de celulosa, en el marco de la presente invencion, se denominan tambien como fibras de celulosa (A). Ejemplos de fibras son lino, sisal, canamo, coco, yute, kenaf, algodon, de abaca (canamo de Manila), pero tambien cascarillas de arroz, bambu, paja y cascaras de cacahuetes. Como ejemplos preferentes para fibras de celulosa (A) se consideran las fibras de madera. Las fibras de madera pueden tratarse de madera obtenida nueva o de maderas viejas. Ademas, las fibras de madera pueden tratarse de diferentes tipos de fibras como maderas blandas, por ejemplo de abetos rojos, abetos o alerces, y de maderas duras de por ejemplo hayas y robles. Tambien son adecuados residuos de madera como por ejemplo virutas, limaduras de aserrado o serrin. La composicion de la madera puede variar en sus componentes, como celulosa, hemicelulosa y lignina.
En una forma de ejecucion las fibras de celulosa se tratan de fibras de celulosa modificadas cationicamente o anionicamente. Como fibras de celulosa modificadas cationicamente se entienden productos de reaccion de fibras de celulosa con reactivos cationicos, como por ejemplo cloruro de glicidil trimetilamonio, productos de sustitucion de por ejemplo tosilo - celulosa con aminas terciarias o heteroaromáticos como piridina o productos de sustitucion de tosilo- celulosa con azidas, y reduccion consecutiva. Como fibras de celulosa modificadas anionicamente se entienden derivados de celulosa como xantogenato de celulosa, carboximetilcelulosa, fosfatos de celulosa o sulfonatos de celulosa.
En una forma de ejecucion de la presente invencion las fibras naturales (A) tienen un diametro de las particulas medio en el rango de 0,05 a 3,0 mm, preferentemente de 0,1 a 1,5 mm.
En una forma de ejecucion de la presente invencion la relacion de longitud/grosor de las fibras naturales (A) se ubica en el rango de 10 a 1, hasta 1 a 1.
Los materiales compue ssetogúsn la invencion contienen ademas al menos un polimero (B). El polimero (B) se selecciona de cualquier polimero termoplasticamente deformable que puede ser nuevo o reciclado a partir de polimeros termoplasticos viejos.
En una forma de ejecucion de la presente invencion, el polimero (B) presenta un peso molecular medio Mw en el rango de 50.000 a 1.000.000 g/mol.
En una forma de ejecucion preferente de la presente invencion el polimero (B) se selecciona de poliolefinas, preferentemente polietileno, en particular HDPE, polipropileno, en particular polipropileno isotactico, y policloruro de vinilo (PVC), en particular PVC duro, ademas acetato de polivinilo o mezclas de polietilenos y polipropilenos.
De este modo, los polietilenos y polipropilenos incluyen respectivamente tambien copolimeros del etileno o propileno con una o varias a-olefinas o estireno. De este modo, en el marco de la presente invencion se consideran como polietilenos tambien copolimeros que, junto con etileno como monomero principal (al menos 50 % en peso) contienen uno o varios comonomeros incorporados en el polimero, seleccionados de estireno o a - olefinas, como por ejemplo propileno, 1-buteno, 1-hexeno, 4-metil-1-penteno, 1-octeno, 1-deceno, 1-dodeceno, n-a-C22H44, n- a C24H48 y n-a -C20H40. En el marco de la presente invencion se consideran como polipropilenos tambien copolimeros que, junto con propileno como monomero principal (al menos 50 % en peso) contienen uno o varios comonomeros incorporados en el polimero, seleccionados de estireno, etileno, 1-buteno, 1-hexeno, 4-metil-1-penteno, 1-octeno, 1-deceno, 1-dodeceno, n-a-C22H44, n-a-C24H48 y n-a-C2oH4o.
En otra forma de ejecucion preferente de la presente invencion, el polimero termoplastico (B) se selecciona de termoplasticos biodegradables. En el sentido de la presente invencion la caracteristica "biodegradable" para un termoplastico se cumple cuando el respectivo termoplastico se degrada en correspondencia con las exigencias de DIN EN 13432 (diciembre de 2000). Bajo condiciones aerobias se presupone de este modo una degradacion en al menos 90% como maximo en 6 meses. Como ejemplo de termoplasticos degradables pueden mencionarse los poliesteres.
Ejemplos preferentes de termoplasticos biodegradables son poliactida (denominada tambien como PLA), polihidroxibutirato (denominado tambien como PHB), el cual puede producirse de acido 3-hidroxibutirico o acido 4-hidroxibutirico o mezclas de los mismos, polihidroxivalerato (PHV), mezclas de polihidroxialcanoatos, como polihidroxibutirato/valerato (PHB/V) o mezclas de poliesteres semiaromáticos como Ecoflex® (BASF SA). De este modo, los respectivos monomeros pueden estar presentes como racemato o en su forma opticamente activa.
Otros ejemplos preferentes de termoplasticos biodegradables son poliesteres que pueden obtenerse a traves de la policondensacion de uno o de varios dioles con uno o varios acidos dicarboxilicos. Dioles adecuados son en particular dioles C2-C10 alifaticos, por ejemplo etilenglicol, dioles C4-C10 preferentemente alifaticos como 1,4 -butanodiol, 1,6 - hexanodiol, 1,8-octanodiol y 1,10 decanodiol. Acidos dicarboxilicos adecuados son en particular acidos dicarboxilicos C2-C10 alifaticos, por ejemplo acido oxalico, acidos dicarboxilicos C4-C10 preferentemente alifaticos, como por ejemplo acido succinico, acido glutarico y acido adipico, asi como mezclas de los acidos dicarboxilicos antes mencionados. Ademas, son acidos dicarboxilicos adecuados los acidos dicarboxilicos aromáticos, como el acido ftalico, acido tereftalico y acido isoftalico.
En una forma de ejecucion especialmente preferente de la presente invencion los termoplasticos biodegradables se tratan de poliesteres que estan modificados en al menos un grupo terminal, por ejemplo a traves de la conversion con anhidridos (aa), en particular anhidridos polimericos como por ejemplo copolimeros de etileno con anhidrido de acido maleico, epóxidos (bb), en particular copolimeros de etileno con epóxidos etilenicamente insaturados, como por ejemplo (met)acrilato de glicidilo.
De este modo es posible que todos los grupos terminales de termoplastico biodegradable reaccionen a traves de la conversion con anhidrido o epóxido, completamente o solo de forma parcial. En el ultimo caso, los grupos terminales de termoplastico biodegradable que no han reaccionado se encuentran a disposicion para otras reacciones quimicas. En el caso de que se aplique un exceso de epóxido o anhidrido, los grupos de epóxido o anhidrido que no han reaccionado pueden usarse para reacciones de reticulacion.
Los materiales compues steogsún la invencion contienen ademas un copolimero (C).
El copolimero (C) se trata de copolimeros estadisticos.
El copolimero (C) tiene un peso molecular Mn de hasta como maximo 20.000 g/mol, preferentemente de 500 a 20.000 g/mol, de modo especialmente preferente de 1.000 a 15.000 g/mol.
En una forma de ejecucion de la presente invencion el copolimero (C) presenta una viscosidad de fusion cinematica v en el rango de 60 a 150.000 mm2/s, preferentemente de 300 a 90.000 mm2/s, medido a 120°C según DIN 51562. Si el comonomero reactivo esta seleccionados a partir de acidos monocarboxilicos C3-C10 etilenicamente insaturados (b1) y acidos dicarboxilicos C4-C10 etilenicamente insaturados o sus anhidridos (b2), entonces el indice de acidez del copolimero (C) puede ubicarse en el rango de 1 a 200, preferentemente de 5 a 180 mg KOH/g, en particular de 120 a 180 mg KOH/g de copolimero (C), determinado según DIN 53402.
En una forma de ejecucion de la presente invencion los puntos de fusion del copolimero (C) se ubican en el rango de 60 a 110°C, preferentemente en el rango de 75 °C a 109°C, determinado a traves de DSC según DIN 51007.
En una forma de ejecucion de la presente invencion la densidad del copolimero (C) se ubica en el rango de 0,89 a 0,99 g/cm3 , preferentemente de 0,92 a 0,97 g/cm3 , determinado según DIN 53479.
El copolimero (C) puede obtenerse a traves de la copolimerizacion de:
(a) etileno,
(b) al menos un comonomero reactivo, seleccionado de
(b1) acidos monocarboxilicos C3-C10 etilenicamente insaturados,
(b2) acidos dicarboxilicos C4-C10 etilenicamente insaturados o sus anhidridos,
(b3) epoxiesteres de acidos monocarboxilicos C3-C10 etilenicamente insaturados,
(b4) comonomeros de la formula general I,
Figure imgf000006_0001
en los cuales las variables estan definidas del siguiente modo:
R1 esta seleccionado de hidrógeno, alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado,
R2 esta seleccionado de hidrógeno, alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado,
R3 son identicos o diferentes, y estan seleccionados de hidrógeno y alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado, y cicloalquilo C3-C12, donde dos radicales R3 pueden estar unidos uno con otro formando un anillo de 3 a 10 miembros,
X esta seleccionado de oxigeno, azufre y N- R4 ,
R4 esta seleccionado de alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado,
A1 es un grupo divalente, seleccionado de alquileno C1-C10, cicloalquileno C4-C10 y fenileno, y
(c) eventualmente al menos otro comonomero.
Los comonomeros (b) reactivos, cuando estan incorporado en el polimero, en el copolimero (C), pueden iniciar reacciones, por ejemplo reacciones de reticulacion.
Como acidos monocarboxilicos C3-C10 etilenicamente insaturados (b1) pueden mencionarse en particular acidos monocarboxilicos C3-C10 a, p-insaturados, por ejemplo acido crotonico y preferentemente acido (met)acrilico.
Como acidos dicarboxilicos C4-C10 etilenicamente insaturados (b2) pueden mencionarse por ejemplo acido itaconico, acido meta-conico, acido citraconico, acido fumarico y en particular acido maleico. Como ejemplos de sus anhidridos pueden mencionarse el anhidrido del acido itaconico y en particular el anhidrido del acido maleico.
Como epoxiesteres de acidos monocarboxilicos C3-C10 etilenicamente insaturados (b3) pueden mencionarse compuestos que formalmente estan estructurados a partir de un acido monocarboxilico C3-C10 y a un alcohol epoxidado insaturado, por ejemplo de un compuesto de la formula II
Figure imgf000006_0002
donde A2 se selecciona de grupos alquileno C1-C4, preferentemente CH2CH2 y de forma especialmente preferente CH2.
Como ejemplos de epoxiesteres de acidos monocarboxilicos C3-C10 etilenicamente insaturados (b3) pueden mencionarse en particular esteres de glicidilo de acido crotonico y acido (met)acrilico donde A2 = CH2 , preferentemente acrilato de glicidilo y en particular metacrilato de glicidilo.
En comonomeros de la formula general I (b4), denominado de forma abreviada tambien como comonomero (b4),
Figure imgf000007_0002
las variables estan definidas del siguiente modo:
R1 y R2 son iguales o diferentes;
R1 se selecciona de hidrógeno y alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado, como por ejemplo metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, iso- butilo, sec.-butilo, terc.-butilo, n-pentilo, iso-pentilo, sec.-pentilo, neo-pentilo, 1,2-dimetilpropilo, iso-amilo, n-hexilo, iso-hexilo, sec.-hexilo, n-heptilo, n-octilo, 2-etilhexilo, n-nonilo, n-decilo; de forma especialmente preferente alquilo C1-C4 como metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, iso-butilo, sec.-butilo y terc. - butilo, en particular metilo;
R2 se selecciona de alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado, como por ejemplo metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, iso- butilo, sec.-butilo, terc.-butilo, n-pentilo, iso-pentilo, sec.-pentilo, neo-pentilo, 1,2-dimetilpropilo, isoamilo, n-hexilo, iso-hexilo, sec.-hexilo, n-heptilo, n-octilo, 2-etilhexilo, n-nonilo, n-decilo; de forma especialmente preferente alquilo C1-C4 como metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, iso-butilo, sec.-butilo y terc. - butilo, en particular metilo; de forma completamente preferente hidrógeno.
R3 son diferentes o preferentemente iguales y se seleccionan de hidrógeno y de alquilo C1-C10 ramificado y preferentemente no ramificado, por ejemplo metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n- butilo, iso-butilo, sec.-butilo, terc.-butilo, n-pentilo, iso-pentilo, sec.-pentilo, neo-pentilo, 1,2-dimetilpropilo, iso-amilo, n-hexilo, iso-hexilo, sec.-hexilo, nheptilo, n-octilo, 2-etilhexilo, n-nonilo, n-decilo; preferentemente metilo, etilo, n-propilo, n-butilo, n-pentilo, iso-pentilo, n-hexilo, n-heptilo, n-octilo, n-nonilo, n-decilo; de forma especialmente preferente metilo C1-C4 , como metilo, etilo, npropilo, iso-propilo, n-butilo, iso-butilo, sec.-butilo y terc.-butilo, de forma completamente preferente metilo; cicloalquilo C3-C12, como por ejemplo ciclopropilo, ciclobutilo, ciclopentilo, ciclohexilo, cicloheptilo, ciclooctilo, ciclononilo, ciclodecilo, cicloundecilo y ciclododecilo; se consideran preferentes ciclopentilo, ciclohexilo y cicloheptilo donde dos radicales R3 pueden estar unidos uno con otro formando un anillo eventualmente sustituido con radicales alquilo C1-C4 , de 3 a 10 miembros, preferentemente de 5 a 7 miembros, de forma especialmente un grupo N(R3)2 puede estar seleccionado de
Figure imgf000007_0001
Cuando los radicales R3 son diferentes, entonces uno de los radicales R3 puede ser hidrógeno.
X se selecciona de azufre, N- R4 y en particular oxigeno.
R4 se selecciona de alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado, como por ejemplo metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, iso- butilo, sec.-butilo, terc.-butilo, n-pentilo, iso-pentilo, sec.-pentilo, neo-pentilo, 1,2-dimetilpropilo, isoamilo, n-hexilo, iso-hexilo, sec.-hexilo, n-heptilo, n-octilo, 2-etilhexilo, n-nonilo, n-decilo; de forma especialmente preferente alquilo C1-C4 como metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, iso-butilo, sec.-butilo y terc. - butilo, en particular metilo;
A1 se selecciona de grupos divalentes, como alquileno C1-C10, como por ejemplo -CH2-, -CH(CH3)-, -(CH2)2-, -CH2-CH(CH3)-, cis- y trans-CH(CH3)-CH(CH3)-, -(CH2)3-, -CH2-CH(C2H5)-, -(CH2H-, -(CH2)5-, -(CH2)s-, -(CH2)7-, -(CH2)s-, -(CH2)9-, -(CH2)10-; preferentemente alquileno C2-C4 ; como - ( ^ 2)2-, -c H2-CH(c H3)-, -(CH2)3-, -(c H2)4- y -CH2-CH(C2H5)-, de forma especialmente preferente -(CH2)2-, - (CH2)3-, -(CH2)4- y de forma completamente preferente -(CH2)2-.
cicloalquilenos C4-C10, como por ejemplo
Figure imgf000008_0001
preferentemente,
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de isomeros puros o mezcla de isomeros, y
fenileno, por ejemplo orto-fenileno, meta-fenileno y de forma especialmente preferente para-fenileno.
En una forma de ejecucion de la presente invencion R1 representa hidrógeno o metilo. De forma completamente preferente R1 representa metilo.
En una forma de ejecucion de la presente invencion R1 representa hidrógeno o metilo y R2 representa hidrógeno. En una forma de ejecucion de la presente invencion R1 representa hidrógeno o metilo y R2 representa hidrógeno, ambos grupos R3 son iguales y representan respectivamente metilo o etilo.
En una forma de ejecucion de la presente invencion X- A1-N(R3)2 representa O-CH2-CH2-N(CH3)2.
En una forma de ejecucion de la presente invencion X- A1-N(R3)2 representa O-CH2-CH2-CH2-N(CH3)2.
En una forma de ejecucion de la presente invencion el copolimero (C) no contiene otros comonomeros (c) incorporados en el polimero.
En otra forma de ejecucion de la presente invencion el copolimero (C) contiene al menos otro comonomero incorporado en el polimero, seleccionado de esteres de alquilo C1-C20 de acidos monocarboxilicos C3-C10 etilenicamente insaturados, denominados tambien como esteres de acido carboxilico C3-C20 etilenicamente insaturado, por ejemplo metil(met)acrilato, etil(met)acrilato, n-butil(met)acrilato, n-hexil(met)acrilato, 2-etilhexil(met)acrilato, n-octil(met)acrilato, n-decil( met)acrilato, 2-propilheptil(met)acrilato,
esteres mono- y di-alquilicos C1-C10 de acidos dicarboxilicos C4-C10 etilenicamente insaturados, por ejemplo esteres mono- y di-metilicos del acido maleico, esteres mono- y di-etilicos del acido maleico, esteres mono- y di-metilicos del acido fumarico, esteres mono- y di-etilicos del acido fumarico, esteres mono- y di-metilicos del acido itaconico, esteres mono- y di-n-butilicos del acido maleico y esteres mono- y di-2- etilhexilicos del acido maleico, vinilester o alilester de acidos carboxilicos C1-C10, preferentemente vinilester o alilester de acido acetico o acido propionico; se considera especialmente preferente el propionato de vinilo y de forma completamente preferente el acetato de vinilo.
La produccion de copolimero (C) puede tener lug saergún procedimientos conocidos para la copolimerizacion de etileno (a), comonomero reactivo (b) y eventualmente otros comonomeros (c), en autoclaves de alta presion agitados o en reactores tubulares de alta presion. La produccion en autoclaves de alta presion agitados se considera preferente. Los autoclaves de alta presion agitados son conocidos; una descripción se encuentra por ejemplo en la enciclopedia Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, quinta edicion, palabras clave: Waxes, tomo A 28, pag.
146 y siguientes., Editorial Chemie Weinheim, Basilea, Cambridge, Nueva York, Tokio, 1996. En los mismos, mayormente la relacion longitud/diametro se comporta en intervalos de 5:1 a 30:1, preferentemente de 10:1 a 20:1. Los reactores tubulares de alta presion que igualmente pueden utilizarse se encuentran tambien en la enciclopedia Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, quinta edicion, palabras clave: Waxes, tomo A 28, pag. 146 y siguientes, editorial Chemie Weinheim, Basilea, Cambridge, Nueva York, Tokio, 1996.
Condiciones de presion adecuadas para la copolimerizacion son de 1000 a 3500 bar, preferentemente de 1500 a 2500 bar. Las temperaturas de reaccion adecuadas se ubican en el rango de 160 a 320°C, preferentemente en el rango de 200 a 280°C.
Como reguladores pueden utilizarse por ejemplo aldehidos alifaticos o cetonas alifaticas de la formula general III
Figure imgf000009_0001
o mezclas de los mismos.
De este modo, los radicales R5 y R6 son iguales o diferentes, y estan seleccionados de hidrógeno;
alquilo C6-C10, como metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, iso- butilo, sec.-butilo, terc.-butilo, n-pentilo, isopentilo, sec.-pentilo, neo-pentilo, 1,2-dimetilpropilo, iso-amilo, n-hexilo, iso-hexilo, sec.-hexilo, de forma especialmente preferente alquilo C1-C4 como metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, iso-butilo, sec.-butilo y terc. - butilo;
cicloalquilo C3-C12, como ciclopropilo, ciclobutilo, ciclopentilo, ciclohexilo, cicloheptilo, ciclooctilo, ciclononilo, ciclodecilo, cicloundecilo y ciclododecilo; se consideran preferentes ciclopentilo, ciclohexilo y cicloheptilo.
De este modo, preferentemente un radical R5 o R6 es distinto de hidrógeno.
En una forma de ejecucion especial, los radicales R5 y R6 estan unidos uno con otro de forma covalente formando un anillo de 4 a 13 miembros. De este modo, R5 y R6 por ejemplo pueden tener en comun: -(CH2)4-, -(CH2)5-, -(CH2)6, -(CH2)7-, -CH(CH3)-CH2-CH2-CH(CH3)- o -CH(CH3)-CH2-CH2-CH2-CH(CH3)-.
La utilizacion de aldehido propionico (R5 = H, R6 = C2H5) o etilmetilcetona (R5 = CH3, R6 = C2H5) como regulador se considera completamente preferente.
Otros reguladores muy adecuados son hidrocarburos alifaticos no ramificados, como por ejemplo propano. Reguladores especialmente buenos son los hidrocarburos alifaticos ramificados con átomos de H terciarios, por ejemplo isobutano, isopentano, isooctano o isododecano (2,2,4,6,6-pentametilheptano). El isododecano se considera especialmente adecuado. Como otros reguladores adicionales pueden utilizarse olefinas mas elevadas como por ejemplo propileno.
La cantidad de regulador utilizado corresponde a las cantidades usuales para el procedimiento de polimerizacion de alta presion.
Como iniciadores para la polimerizacion de radicales pueden utilizarse los iniciadores de radicales usuales, como por ejemplo peróxidos organicos, oxigeno o azo-compuestos. Tambien son adecuadas mezclas de varios iniciadores de radicales.
Peróxidos adecuados, seleccionados de sustancias que pueden adquirirse en el comercio, son
- peróxido de didecanoilo 2,5-dimetil-2,5-di(2-etilhexanoilperoxi)hexano, terc.-amilperoxipivalato, terc.-butilperoxipivalato, terc.-amilperoxi-2-etilhexanoato, peróxido de dibenzoilo, terc.-butilperoxi-2-etilhexanoato, terc.-butilperoxidietilacetato, terc.-butilperoxidietilisobutirato, 1,4-di(terc.-butilperoxicarbonil)-ciclohexano como mezcla isomerica, terc.-butilperisononanoato 1,1-di-(terc.-butilperoxi)-3,3,5-trimetilciclohexano, 1,1 -di-(terc.-butilperoxi)-ciclohexano, peróxido de metil-isobutilcetona, terc.-butilperoxiisopropilcarbonato, 2,2-di-terc.-butilperoxi)butano o terc.-butilperoxacetato;
- terc.-butilperoxibenzoato, peróxido de di-terc.-amilo, peróxido de dicumilo, los di-(terc.-butilperoxiisopropil)bencenos isomericos, 2,5-dimetil-2,5-di-terc.-butilperoxihexano, peróxido de terc.-butilcumilo, 2,5-dimetil-2,5-di(terc.butilperoxi)-hex- 3-ina, peróxido de di-terc.-butilo, monohidroperóxido de 1,3-diisopropilbenceno, hidroperóxido de cumeno o hidroperóxido de terc.-butilo; o
- peróxidos de cetona dimericos o trimericos, como se conocen por la solicitud EP-A 0813550.
Como peróxidos son especialmente adecuados el peróxido de di-terc.-butilo, peroxipivalato de terc.-butilo, peroxipivalato de terc.-amilo, peroxiisononanoato de terc.- butilo o peróxido de dibenzoilo, o mezclas de los mismos. Como azo-compuestos puede mencionarse a modo de ejemplo el azobisisobutironitrilo ("AIBN").
El o los iniciadores de radicales se dosifican en cantidades usuales para el procedimiento de polimerizacion de alta presion.
Numerosos peróxidos organicos que pueden obtenerse en el comercio se mezclan con asi llamados flegmatizadores, antes de ser vendidos, para que puedan manipularse mejor. Como flegmatizadores son adecuados por ejemplo aceite mineral blanco o hidrocarburos, como en particular isododecano. Bajo las condiciones de la polimerizacion de alta presion, los flegmatizadores de esa clase pueden tener un efecto regulador del peso molecular.
La proporcion de los comonomeros (a), (b) y eventualmente (c) en la dosificacion usualmente no corresponde de forma exacta a la relacion de las unidades en el copolimero (C) utilizado según la invencion, porque comonomero (b) reactivo en general se incorpora mas facilmente en el copolimero (C) que el etileno (a).
Los comonomeros etileno (a), comonomero reactivo (b) y eventualmente otros comonomeros (c) se dosifican usualmente de forma conjunta, o separados.
Los comonomeros etileno (a), comonomero reactivo (b) y eventualmente otros comonomeros (c) pueden comprimirse en un compresor a la presion de polimerizacion. En otra forma de ejecucion, en primer lugar, los comonomeros se llevan primero a una presion aumentada de por ejemplo 150 a 400 bar, preferentemente de 200 a 300 bar, y en particular de 260 bar, con la ayuda de una bomba, y despues, con un compresor, se llevan a la presion de polimerizacion propiamente dicha. En otra forma de ejecucion de la presente invencion etileno (a), comonomero reactivo (b) y eventualmente otros comonomeros (c) se dosifican directamente en el autoclave de alta presion con una bomba de alta presion.
La copolimerizacion, de manera opcional, puede realizarse en ausencia y en presencia de disolventes, donde en el sentido de la presente invencion no se consideran como disolventes aceites minerales, aceite mineral blanca y otros disolventes que estan presentes durante la polimerizacion en el reactor y que fueron utilizados para flegmatizar el o los iniciadores de radicales. Se consideran disolventes adecuados por ejemplo el tolueno, isododecano, isomeros del xileno.
El copolimero (C) contenido en el material compuest soegún la invencion puede estar presente como acido libre o preferentemente en forma parcialmente o completamente neutralizada. Por ejemplo, el copolimero (C) puede estar parcialmente o completamente neutralizado con hidróxido y/o carbonato y/o bicarbonatos de metal alcalino - terreo o preferentemente metal alcalino, por ejemplo hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, carbonato de sodio, carbonato de potasio, bicarbonato de sodio, bicarbonato de potasio, o preferentemente con una o varias aminas, como por ejemplo amoniaco y aminas organicas, como por ejemplo alquil-aminas, N-alquiletanolaminas, alcanolaminas y poliaminas. Como ejemplos de alquilalminas pueden mencionarse: trietilamina, dietilamina, etilamina, trimetialamina, dimetilamina, metilamina, piperidina, morfolina. Aminas consideradas como preferentes son monoalcanolaminas, N-N-dialquilalcanolaminas, N-alquilalcanolaminas, dialcanolaminas, N-alquilalcanolaminas y trialcanolaminas con respectivamente 2 a 18 átomos de C en el radical hidroxialquilo y eventualmente respectivamente de 1 a 6 átomos de C en el radical alquilo, preferentemente de 2 a átomos de C en el radical alcanol y eventualmente 1 o 2 átomos de C en el radical alquilo. Como completamente preferentes se consideran la etanolamina, dietanolamina, trietanolamina, metildietanolamina, n-butildietanolamina, N, N-dimetiletanolamina y 2-amino-2-metilpropanol-1. Se consideran completamente preferentes el amoniaco y la N-N-dimetiletanolamina. Como poliaminas, a modo de ejemplo, pueden mencionarse: etilendiamina, tetrametiletilendiamina (TMEDA), dietilentriamina y trietilentetramina. En el contexto de la presente invencion los componentes compuestos según la invencion comprenden
en el rango de 30 a 90 % en peso, preferentemente de 40 a 85 % en peso de fibras naturales (A),
en el rango de 9 a 69 % en peso, preferentemente de 12 a 57, de polimero termoplastico (B),
en el rango de 1 a 10 % en peso, preferentemente de 3 a 5 % en peso de copolimero (C).
De este modo, los datos en % en peso se refieren respectivamente a todo el material compuesto según la invencion. En el contexto de la presente invencion, el copolfmero (C) contiene incorporado en el polfmero:
(a) de 60 a 98 % en peso, preferentemente de 70 a 97 % en peso de etileno,
(b) de 2 a 40 % en peso, preferentemente de 3 a 30 % en peso de comonomero reactivo, seleccionado de
(b1) acidos monocarboxflicos C3-C10 etilenicamente insaturados,
(b2) acidos dicarboxflicos C4-C10 etilenicamente insaturados o sus anhfdridos,
(b3) epoxiesteres de acidos monocarboxflicos C3-C10 etilenicamente insaturados,
(b4) comonomeros de la formula general I
Figure imgf000011_0001
en los cuales las variables estan definidas del siguiente modo:
R1 esta seleccionado de hidrógeno, alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado,
R2 esta seleccionado de hidrógeno, alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado,
R3 son identicos o diferentes, y estan seleccionados de hidrógeno y alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado, y cicloalquilo C3-C12, donde dos radicales R3 pueden estar unidos uno con otro formando un anillo de 3 a 10 miembros,
X esta seleccionado de oxfgeno, azufre y N- R4 ,
R4 esta seleccionado de alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado,
A1 es un grupo divalente, seleccionado de alquileno C1 -C10, cicloalquileno C4-C10 y fenileno,
y
(c) de cero a 30 % en peso, preferentemente de 0,1 a 30 % en peso de uno o varios otros comonomeros.
Los datos en % en peso se refieren respectivamente a todo el copolfmero (C).
En una forma de ejecucion preferente de la presente invencion, en donde comonomero reactivo se selecciona de acidos monocarboxflicos C3-C10 etilenicamente insaturados (b1) y acidos dicarboxflicos C4-C10 etilenicamente insaturados o de sus anhfdridos (b2), el copolfmero (C) contiene como maximo 10 % en peso de otro comonomero (c) incorporado en el polfmero.
Los materiales compue ssetogúsn la invencion presentan una resistencia a la intemperie excelente, ademas un agarre excepcional y muy buenas propiedades mecanicas. Ademas, las propiedades termicas son muy buenas. En una forma de ejecucion de la presente invencion los componentes compuesto ssegún la invencion comprenden al menos un aditivo (D). Ejemplos de aditivos (D) son por ejemplo estabilizadores, en particular estabilizadores de luz y estabilizadores UV, por ejemplo aminas estearicamente impedidas (HALS), 2,2,6,6-tetrametilmorfolin-N-oxilo o 2,2,6,6-tetrametilpiperidina- N-oxilo (TEMPO) y otros N-oxilderivados como NOR. Otros ejemplos de aditivos (D) adecuados son absorbedores UV, como por ejemplo benzofenona o benzotriazoles. Otros ejemplos de aditivos (D) adecuados son pigmentos que eventualmente pueden provocar una estabilizacion contra la luz UV, como por ejemplo dióxido de titanio, negro de carbon, óxido de hierro, otros óxidos metalicos y pigmentos organicos, por ejemplo azo -pigmentos y pigmentos de ftalocianina. Otros ejemplos de aditivos (D) adecuados son biozidas, en particular fungicidas. Otros ejemplos de aditivos (D) adecuados son captadores de acido, por ejemplo hidróxidos alcalino-terreos u óxidos alcalino-terreos, o sales de acidos grasos de metales, en particular estearatos de metal, de modo especialmente preferente estearato de cinc y estearato de calcio, y ademas creta e hidrotalcitas. De este modo, algunas sales de acidos grasos de metales, en particular estearato de cinc y estearato de calcio, pueden actuar tambien como lubricantes en el procesamiento.
Otros ejemplos de aditivos (D) son antioxidantes como a base de fenoles, como fenoles alquilados, bisfenoles, fenoles biciclicos o antioxidantes a base de benzofuranonas, sulfuros organicos y/o difenilaminas. Otros ejemplos de aditivos (D) adecuados son plastificantes como ftalatos, fosfatos organicos, esteres de acidos dicarboxilicos, poliester y derivados de poliglicol. Otros ejemplos de aditivos (D) adecuados son modificadores de la resistencia a impactos y agentes retardantes de llama.
Otro objeto de la presente invencion consiste en un procedimiento para producir materiales compuestos segun la invencion, en el marco de la presente invencion denominado tambien como procedimiento de produccion segun la invencion. El procedimiento de produccion la invencion se s ceagrúancteriza porque fibras naturales (A), polimero termoplastico fundido (B) y copolimero fundido o dispersado, por ejemplo emulsionado, (C), se mezclan unos con otros. Para el mezclado pueden emplearse todos los aparatos de mezclado corrientes que sean adecuados para procesar masas fundidas de polimeros, por ejemplo amasadores o extrusionadoras.
En una forma de ejecucion de la presente invencion se procede de manera que para producir materiales compuestos según la invencion se parte de fibras naturales (A) secadas o previamente secadas, en particular de madera secada o previamente secada en forma de fibras, por ejemplo de fibras de celulosa con un contenido de agua de como maximo hasta 1 % en peso, referido a las fibras naturales (A) utilizadas en total.
En una forma de ejecucion de la presente invencion el mezclado se realiza en una extrusionadora, por ejemplo en una extrusionadora de doble husillo sincronica o de rotacion inversa.
En una forma de ejecucion de la presente invencion fibras naturales (A), polimero termoplastico (B), copolimero (C) y eventualmente uno o varios aditivos (D), en una extrusion directa, se suministran a la extrusionadora, se funden, se mezclan y se procesan formando un producto semiacabado en base al material compuesto segun la invencion. Ejemplos de productos semiacabados son partes internas de edificios, partes externas de edificios, muebles y cuerpos huecos.
En otra forma de ejecucion de la presente invencion fibras naturales (A), polimero termoplastico (B), copolimero (C) y eventualmente uno o varios aditivos (D) se procesan primero a traves de mezclado, formando un material compuesto según la invencion, el cual se presenta por ejemplo en forma de granulado, y a continuacion se procesa formando uno o varios productos semiacabados.
Otro objeto de la presente invencion consiste en la utilizacion de materiales compuestos segun la invencion como, o para producir, partes internas o externas de edificios, o partes de perfil. Ejemplos de partes internas de edificios son por ejemplo pasamanos para escaleras en interiores y paneles. Ejemplos de partes externas de edificios son techos, fachadas, marcos de ventajas, barandas, pasamanos para escaleras externas, tablones y revestimientos, por ejemplo para edificios o partes de edificios. Ejemplos de partes de perfiles son perfiles tecnicos, piezas moldeadas para aplicaciones internas como por ejemplo piezas moldeadas con geometrias complejas, perfiles multifuncionales o partes de envases y piezas de decoracion, perfiles de muebles y perfiles para pisos.
Otro objeto de la presente invencion consiste en la utilizacion de materiales compuestos segun la invencion como o para producir muebles, por ejemplo mesas, sillas, en particular muebles de jardin y bancos, como por ejemplo bancos de parques, para producir partes de perfil y para producir cuerpos huecos, como por ejemplo perfiles de camaras huecas para tablones o alfeizares. Otro objeto de la presente invencion consiste en un procedimiento para producir partes externas de edificios, muebles, partes de perfil o cuerpos huecos utilizando al menos un material compuesto según la invencion.
Otro objeto de la presente invencion consiste en partes internas de edificios y partes externas de edificios, partes de perfil, muebles y cuerpos huecos, producidos utilizando al menos un material compuesto segun la invencion.
Las partes externas de edificios y bancos la invencion mu seesgtrúann una resistencia a la intemperie excelente, ademas un agarre excepcional y propiedades mecanicas muy buenas, como por ejemplo resistencia a impactos, buen modulo de elasticidad y una absorcion de agua reducida, lo cual conduce a una buena dependencia del clima. Ademas, las propiedades termicas son muy buenas. Asimismo, presentan un aspecto estetico similar a la madera. La invencion se explica a traves de ejemplos.
I. Produccion de copolimeros (C)
En un autoclave de alta presion, como esta descrito en las publicaciones (M. Buback et al., Chem. Ing. Tech. 1994, 66, 510), etileno comonomero, seleccionado de metacrilato de glicidilo (b3.1), acido metacrilico (b1.1) o anhidrido de acido maleico (b2.1), se copolimerizaron la Tabla 1. Para e slleog,ú entileno en la cantidad indicada en la Tabla 1 se suministro al autoclave de alta presion, bajo la presion de reaccion de 1700 bar. Separado de este, en los ejemplos (C.1) a (C.9), asi como (C.11), la cantidad de comonomero indicada en la Tabla 1 se comprimio primero a una presion intermedia de 260 bar y a continuacion se suministro bajo la presion de reaccion de 1700 bar. Separado de esto, al autoclave de alta presion se suministro solucion de iniciador, compuesta por peroxipivalato de terc.-amilo en los ejemplos (C.1) a (C.10) en isododecano, asi como en peroxipivalato de terc.-butilo en el caso del ejemplo (C.11) (cantidad y concentracion, vease la Tabla 1), bajo la presion de reaccion de 1700 bar. Separado de esto, la cantidad de regulador indicada en la Tabla 1, compuesto por aldehido propionico en isododecano, concentracion vease la Tabla 1, se comprimio primero a una presion intermedia de 260 bar y con la ayuda de otro compresor se suministro al autoclave de alta presion. La temperatura de reaccion ascendio a 220°C. Se obtuvieron copolimeros (C.1) a (C.11 s)egún la Tabla 1 con los datos analiticos que pueden observarse en la Tabla 2. Los pesos moleculares Mn de los copolimeros (C.1) a (C.11) se ubicaron respectivamente por debajo de 20.000 g/mol.
Tabla 1: Produccion de copolimeros (C.1) a C.11) utilizados segun la invencion
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producir (C.1) a (C.3) se agrego GMA como solucion en tolueno (v/v 1:1) (Los datos de las cantidades de dosificacion de GMA se refieren a GMA sin disolvente), para producir (C.4) a (C.9) se agrego GMA en sustancia. PO: peroxipivalato de terc.-amilo,
c(PA): concentracion de PA en ID en partes de volumen, 1: PA puro,
c(PO): concentracion de PO en ID en mol/l
La conversion se refiere al etileno.
Tabla 2: Datos analiticos de los copolimeros (C) utilizados según la invencion
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g g p
Ensayos de extrusion y pruebas:
Materiales utilizados:
Como polimero termoplastico (B.1) se utilizo HDPE del tipo Sabic® HDPE M30053S (indice de fusion, medido a 190°C y 2,16 kg (Mf R) = 3,5 dg/min, densidad = 953 kg/m3 y punto de fusion (prueba DSC segun DIN 53765) = 132°C y como fibras naturales (A.1) fibras de madera, fibras de madera blanda de coniferas con medidas de las particulas de 0,7 - 1,2 mm, una densidad aparente de 100 - 170 g/litros y un residuo de aproximadamente 0,5 % despues de un tratamiento de cuatro horas a 850°C, adquiribles a traves del comercio como Lignocel® Grade F9 de JRS (Rettenmaier & Sohne GmbH Co). La parte de fibras de madera ascendio en todas las mezclas a 75 % en peso.
Como comparacion (V-C.12) se utilizo un PE-g-MSA (Licocene® PE MA 4351 de Clariant) disponible a traves del comercio. Como aditivo (D.1) se utilizo un agente auxiliar de procesamiento (lubricante), eventualmente estearato de calcio.
Produccion de materiales compuestos la invencion s,eg aúsin como materiales de comparacion en forma de perfiles: Los perfiles de materiales compuestos la invencion, s aesgiú cnomo materiales de comparacion, se produjeron en una extrusionadora de doble husillo de rotacion inversa (tipo DS 7.22D de la empresa Weber Maschinenfabrik). (A.1), (B.1), el respectivo copolimero (C) la Tabla 3, as sieg cúonmo eventualmente el agente auxiliar de procesamiento (D.1) se agregaron en la entrada principal de la extrusionadora y se procesaron en un paso del procedimiento de extrusion directo, formando un perfil terminado. La extrusionadora fue operada con 20 revoluciones por minuto y un rendimiento de 40 kg/h. El perfil de temperatura durante la extrusion, en la direccion del flujo de masa de T1 a T12, ascendio en las zonas T1 y T2 a 190°C, en las zonas T3 a T5 a 180°C, en las zonas T6 a T11 a 170°C y en la zona T12 a40°C. Debajo de las zonas T1 a T12, de T1 a T5 se entienden las temperaturas en el cilindro, de t 6 y T7 las temperaturas en la brida del adaptador, de T8 a T11 las temperaturas en la herramienta y de T12 la temperatura de las placas de refrigeracion en el extremo de la herramienta.
Los perfiles fabricados se tratan de perfiles para el revestimiento de fachadas, con una geometria del perfil de camara hueca, machihembrado (vease la ilustracion).
Tabla 3: Composicion de materiales compuestos la invencion y ma steergiaúlnes de comparacion
Figure imgf000015_0001
Tabla 3: (V-C.3) cera de polietileno, injertada con anhidrido de acido maleico, adquirible a traves del comercio como Licocene® PE Ma 4351
Cuerpos de ensayo y pruebas:
Los cuerpos de ensayo analizados fueron aserrados desde los perfiles producidos del modo antes explicado. Las dimensiones de los cuerpos de ensayo ascendian a 80 mm x 10 mm x 4 mm.
Tabla 4: Pruebas realizadas con los cuerpos de ensayo en base a la composicion de materiales compuestos segun la invencion y materiales de prueba
Figure imgf000016_0001
Tabla 4: Los resultados de medicion son valores medios en base a 5 cuerpos de ensayo medidos en cada caso. Las pruebas de flexion se realizaron DIN EN ISO seg 1ú7n8, la prueba de impacto (de tipo Charpy, sin muescas) segun DIN EN ISO 179eU y la absorcion de agua DIN EN IS sOeg 6ú2n; las variaciones de dimension (A-anchura y A-grosor) se determinaron a traves de absorcion de agua despues de 24 horas de almacenamiento en agua a 23° ± 2°C.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Material compuesto, el cual comprende
(A) de 30 a 90 % en peso de fibras naturales,
(B) de 9 a 69 % en peso de al menos un polfmero termoplastico,
(C) de 1 a 10 % en peso de al menos un copolfmero estadfstico con un peso molecular Mn de hasta como maximo 20.000 g/mol, el cual puede obtenerse a traves de la copolimerizacion de
(a) de 60 a 98 % en peso de etileno,
(b) de 2 a 40 % en peso de al menos un comonomero reactivo, seleccionado de
(b1) acidos monocarboxflicos C3-C10 etilenicamente insaturados,
(b2) acidos dicarboxflicos C4-C10 etilenicamente insaturados o sus anhfdridos,
(b3) epoxiesteres de acidos monocarboxflicos C3-C10 etilenicamente insaturados, (b4) comonomeros de la formula general I
Figure imgf000017_0001
en los cuales las variables estan definidas del siguiente modo:
R1 esta seleccionado de hidrógeno, alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado,
R2 esta seleccionado de hidrógeno, alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado,
R3 son i denticos o diferentes, y estan seleccionados de hidrógeno y alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado, y cicloalquilo C3-C12, donde dos radicales R3 pueden estar unidos uno con otro formando un anillo de 3 a 10 miembros,
X esta seleccionado de oxfgeno, azufre y N- R4 ,
R4 esta seleccionado de alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado, A1 es un grupo divalente, seleccionado de alquileno C1-C10, cicloalquileno C4-C10 y fenileno,
y
(c) eventualmente al menos otro comonomero.
2. Material compue ssetogún la reivindicación 1, caracterizado porque fibras naturales se seleccionan de fibras de celulosa y/o de fibras que contienen lignocelulosa.
3. Material compue ssetogún la reivindicación 1 o 2 caracterizado porque fibras naturales se seleccionan de fibras de madera.
4. Material compue ssetogún una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque polfmeros termoplasticos (B) se seleccionan de polietileno, polipropileno y policloruro de vinilo.
5. Material compue ssetogún una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque polimero termoplastico (B) se selecciona de termoplasticos biodegradables, donde la biodegradabilidad se determ siengaún DIN EN 13432 (diciembre de 2000) y la degradacion asciende por lo menos al 90% dentro de 6 meses.
6. Material compue ssetogún una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el copolimero (C) se selecciona de copolimeros que como otro comonomero (c) contienen incorporado en el polimero acetato de vinilo o un ester de acido carboxilico C3-C20 etilenicamente insaturado.
7. Material compue ssetogún una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el mismo comprende:
en el rango de 40 a 85 % en peso de fibras naturales (A),
en el rango de 12 a 57 % en peso de polimero termoplastico (B),
en el rango de 3 a 5 % en peso de copolimero (C).
8. Material compue ssetogún una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el copolimero (C), incorporado en el polimero, contiene:
(a) de 70 a 97 % en peso de etileno,
(b) de 3 a 30 % en peso de al menos un comonomero reactivo, seleccionado de
(b1) acidos monocarboxilicos C3-C10 etilenicamente insaturados,
(b2) acidos dicarboxilicos C4-C10 etilenicamente insaturados o sus anhidridos,
(b3) epoxiesteres de acidos monocarboxilicos C3-C10 etilenicamente insaturados, (b4) comonomeros de la formula general I
Figure imgf000018_0001
en los cuales las variables estan definidas del siguiente modo:
R1 esta seleccionado de hidrógeno, alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado,
R2 esta seleccionado de hidrógeno, alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado,
R3 son identicos o diferentes, y estan seleccionados de hidrógeno y alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado, y cicloalquilo C3-C12, donde dos radicales R3 pueden estar unidos uno con otro formando un anillo de 3 a 10 miembros,
X esta seleccionado de oxigeno, azufre y N- R4 ,
R4 esta seleccionado de alquilo C1-C10 no ramificado y ramificado,
A1 es un grupo divalente, seleccionado de alquileno C1-C10, cicloalquileno C4-C10 y fenileno, y
(c) de cero a 30 % en peso de uno o varios otros comonomeros.
9. Procedimiento para producir materiales compues steogsún una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque se mezclan unos con otros fibras naturales (A), polimero termoplastico (B) fundido y copolimero (C) fundido o dispersado.
10. Procedimiento se lagú rneivindicacion 9, caracterizado porque el mezclado se realiza en una extrusionadora.
11. Utilizacion de materiales compuestos una de las reiv sinedgiúcnaciones 1 a 8 como, o para la produccion de, partes externas de edificios, partes internas de edificios, partes de perfiles, muebles o cuerpos huecos.
12. Procedimiento para producir partes externas de edificios, partes internas de edificios, partes de perfiles, muebles o cuerpos huecos utilizando al menos un material compuesto una de las reivindicaciones 1 se ag 8ú.n
13. Partes externas de edificios, partes internas de edificios, partes de perfiles, muebles o cuerpos huecos que comprenden, o que estan producidos mediante la utilizacion de al menos un material compuesto segun una de las reivindicaciones 1 a 8.
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