ES2852352T3 - Composición de resina de polipropileno - Google Patents

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Abstract

Composición de resina de polipropileno que comprende un componente (A), un componente (B) y un componente (C) presentados a continuación, en la que un contenido del componente (A) es de 70 a 90 partes en peso, un contenido del componente (B) es de 10 a 30 partes en peso y un contenido del componente (C) es de 1 a 5 partes en peso, cuando un total del contenido del componente (A) y el contenido del componente (B) se considera como 100 partes en peso: (A) polipropileno, (B) talco que presenta un diámetro de partícula medio de 1 μm a 8 μm, (C) polietilenglicol, en la que un peso molecular en un punto máximo de intensidad de índice de refracción en un cromatograma obtenido mediante cromatografía de permeación en gel que utiliza un refractómetro diferencial es de 2,000 a 4,000 y S2/S1 es de 1.3 a 2.0, cuando un área de pico desde un punto de inicio de elución a un tiempo de elución correspondiente al punto máximo de intensidad de índice de refracción se considera como S1 y un área de pico desde el tiempo de elución correspondiente al punto máximo de intensidad de índice de refracción a un punto final de elución se considera como S2, divulgándose en la descripción el método de medición del tamaño de partícula y la distribución de peso molecular.

Description

DESCRIPCIÓN
Composición de resina de polipropileno
Campo técnico
La presente invención se refiere a una composición de resina de polipropileno capaz de producir un artículo moldeado excelente en resistencia al rayado, rigidez y resistencia al impacto.
Antecedentes de la técnica
Hasta el momento, como materiales de un componente interior para un automóvil, por ejemplo un panel de instrumentos o una moldura de puerta, principalmente se ha utilizado cloruro de polivinilo. Sin embargo, se está produciendo la sustitución por un material compuesto por polipropileno mezclado con talco debido a la excelente moldeabilidad, peso ligero, reciclabilidad, economía y similares. Sin embargo, el material compuesto por polipropileno es probable que cause un fallo del material principalmente por el talco y adolece de la desventaja de malas resistencias al rayado y al impacto.
Las rayaduras formadas sobre el material compuesto de polipropileno mezclado con talco causan la dispersión de la luz debido a la desigualdad fina que se forma sobre la superficie de la rayadura debido al fallo del material principalmente por el talco y adolece del problema de que la rayadura es perceptiblemente blanquecina. A fin de resolver el problema, se han propuesto diversas técnicas. Por ejemplo, en el documento de patente n° 1, se ha propuesto una composición en la que se mejora la resistencia al rayado mediante la adición de una amida alifática a un material compuesto de polipropileno mezclado con talco. Sin embargo, la amida alifática es relativamente compatible con el polipropileno y prácticamente no se desplaza a la superficie del artículo moldeado, por lo que no se obtiene en grado suficiente un efecto de mejora de la resistencia al rayado. El documento de patente 2 divulga una composición de resina PP con una buena resistencia al impacto. La composición es a base de PP, caucho (copolímero de etileno olefina), carga (talco) y PEG. En el ejemplo 1, el peso molecular del PEG es 300. En § 16, dicho PEG presenta un Mw entre 100 y 500.
Documento de la técnica anterior
Documento de patente
Documento de patente n° 1: JP-A-2010-43252,
Sumario de la invención
Problema que debe resolver la invención
Un objetivo de la presente invención es proporcionar una composición de resina de polipropileno capaz de producir un artículo moldeado de excelente resistencia al rayado, rigidez y resistencia al impacto.
Medios para resolver el problema
Una composición de resina de polipropileno de la presente invención comprende el componente (A), el componente (B) y el componente (C) presentados a continuación, en la que el contenido de componente (A) es de 70 a 90 partes en peso, el contenido de componente (B) es de 10 a 30 partes en peso y el contenido de componente (C) es de 1 a 5 partes en peso, en el caso de que el contenido total de componente (A) y componente (B) se considera 100 partes en peso:
(A) polipropileno,
(B) talco con un diámetro medio de partícula entre 1 y 8 pm,
(C) polietilenglicol, en el que el peso molecular en un punto máximo de intensidad del índice de refracción en un cromatograma obtenido mediante cromatografía de permeación en gel con un refractómetro diferencial es de entre 2.000 y 4.000 y S2/S1 se encuentra comprendido entre 1.3 y 2.0, en donde la superficie del pico entre un punto de inicio de la elución y un tiempo de elución correspondiente al punto máximo de intensidad del índice de refracción se denomina S1 y la superficie del pico entre el tiempo de elución correspondiente al punto máximo de intensidad del índice de refracción y el punto final de elución se denomina S2.
Efecto de la invención
Según la invención, una composición de resina de polipropileno capaz de producir un artículo moldeado de excelente resistencia al rayado, rigidez y resistencia al impacto puede proporcionarse mediante la mezcla de un polietilenglicol específico en polipropileno mezclado con talco, potenciando de esta manera la lubricidad de la superficie del artículo moldeado y la resistencia interfacial entre el polipropileno y el talco.
Breve descripción del dibujo
La figura 1 es un dibujo de un cromatograma modelo para ilustrar las áreas de pico S1 y S2 tal como se definen en la invención.
Modo de poner en práctica la invención
A continuación en la presente memoria se describe en detalle la invención.
<(A) Pol¡prop¡leno>
El polipropileno (A) utilizado en la invención incluye homopolipropileno obtenido mediante la polimerización única de propileno, un polipropileno aleatorio obtenido mediante copolimerización de propileno y etileno, y un polipropileno en bloque obtenido mediante la polimerización única del propileno para formar homopolipropileno y la posterior copolimerización de propileno y etileno en presencia de homopolipropileno. Entre ellos, el polipropileno en bloque resulta particularmente preferido desde el punto de vista de la resistencia al impacto y la rigidez.
El polipropileno en bloque incluye, por ejemplo, J708UG, J830HV y J715M, todos fabricados por Prime Polymer Co., Ltd.; PMA60Z y p Mb 60A, ambos fabricados por SunAllomer Ltd., y BC02N y BC03GS, ambos fabricados por Japan Polypropylene Corp.
<(B) Talco>
El talco utilizado en la invención presenta un diámetro medio de partícula medido mediante un método de difracción láser comprendido en el intervalo de entre 1 pm y 8 pm. Con un diámetro medio de partícula superior a 8 pm, se deteriora la resistencia al rayado. Con un diámetro medio de partícula inferior a 1 pm, la fuerza cohesiva entre partículas del talco es grande, causando el fallo de la dispersión en el polipropileno, de manera que se deterioran la resistencia al rayado y la rigidez.
<(C) Polietilenglicol
El polietilenglicol utilizado en la invención presenta un peso molecular en el punto máximo de intensidad del índice de refracción en un cromatograma obtenido mediante cromatografía de permeación en gel con un refractómetro diferencial de entre 2,000 y 4,000 y S2/S1 se encuentra comprendido entre 1.3 y 2.0, en donde la superficie del pico entre un punto de inicio de la elución y un tiempo de elución correspondiente al punto máximo de intensidad del índice de refracción se denomina S1 y la superficie del pico entre el tiempo de elución correspondiente al punto máximo de intensidad del índice de refracción y el punto final de elución se denomina S2. En el caso de que el peso molecular indicado anteriormente del polietilenglicol sea inferior a 2,000, la resistencia al rayado se deteriora incluso en el caso de que la proporción de áreas de pico S2/S1 indicada anteriormente se encuentre comprendida entre 1.3 y 2.0. Además, en el caso de que el peso molecular indicado anteriormente sea superior a 4,000, la rigidez tiende a deteriorarse, incluso en el caso de que la proporción de áreas de pico S2/S1 indicada anteriormente se encuentre comprendida entre 1.3 y 2.0. A partir de dichos puntos de vista, el peso molecular del polietilenglicol es más preferentemente de 2,500 o superior y es más preferentemente de 3,500 o inferior.
En el caso de que la proporción de áreas de pico S2/S1 indicada anteriormente sea superior a 2.0, la resistencia al rayado se deteriora, aunque el peso molecular indicado anteriormente del polietilenglicol se encuentre comprendido entre 2,000 y 4,000. Desde este punto de vista, S2/S1 es más preferentemente de 1.8 o inferior, y particularmente preferentemente de 1.6 o inferior. Además, en el caso de que la proporción de áreas de pico S2/S1 indicada anteriormente sea inferior a 1.3, la producción del mismo resulta difícil y se deterioran la rigidez y la resistencia al impacto.
Dicho requisito se describe adicionalmente a continuación en la presente memoria.
La proporción de áreas de pico (S2/S1) se define mediante un cromatograma obtenido mediante cromatografía de permeación en gel (CPG) con un refractómetro diferencial. El cromatograma es un gráfico que muestra la relación entre la intensidad del índice de refracción y el tiempo de elución.
En la presente memoria, la figura 1 es un dibujo modelo de un cromatograma obtenido mediante cromatografía de permeación en gel del polietilenglicol, en el que el eje horizontal indica el tiempo de elución y el eje vertical indica la intensidad del índice de refracción obtenida mediante la utilización de un refractómetro diferencial.
En el caso de que se inyecte una solución de muestra en un cromatógrafo de permeación en gel para que se desarrolle, la elución se indica en una molécula con el peso molecular más alto y la curva de elución se eleva con incrementos de la intensidad del índice de refracción. Después, tras pasar por el punto máximo K de intensidad del índice de refracción, la curva de elución declina.
El polietilenglicol ordinariamente presenta un punto máximo de intensidad del índice de refracción en el cromatograma en la cromatografía de permeación en gel y muestra un pico unimodal. En este caso, se excluyen los picos que aparecen a partir de un solvente en desarrollo y similares utilizados en la cromatografía de permeación en gel y los pseudopicos debidos a fluctuaciones de la línea base que aparecen en la columna y aparato utilizados.
En este caso, el área de pico entre un punto inicial de elución O y un tiempo de elución C correspondiente al punto máximo de intensidad del índice de refracción K se denomina S1. Por otra parte, el tiempo de elución C indica el punto de intersección de una línea perpendicular P dibujada entre el punto máximo K de intensidad del índice de refracción y la línea base B. Además, el área de pico entre el tiempo de elución C y el punto final de elución E se denomina S2. El área de pico S1 corresponde a la cantidad de un componente de un lado de peso molecular relativamente alto y el área de pico S2 corresponde a la cantidad de un compuesto de un lado de peso molecular relativamente bajo. La condición de que S2/S1 se encuentra comprendida entre 1.3 y 2.0 se refiere a que el componente del lado de bajo peso molecular es mucho más que el componente del lado de peso molecular alto en cierta medida, y este equilibrio de pesos moleculares contribuye a la resistencia al rayado, rigidez y resistencia al impacto de la composición de resina de polipropileno.
En la invención, la cromatografía de permeación en gel (CPG) para obtener la proporción de áreas de pico (S2/S1) indicada anteriormente se lleva a cabo mediante la utilización de un TOSOH HLC-8320GPC como sistema de CPG y dos columnas TOSOH TSKgel Super Multipore HZ-M y una columna TOSOH TSKgel Super H-RC conectadas en serie como columna. Se fijó la temperatura de la columna en 40°C; se utilizó poliestireno como sustancia estándar y se utilizó tetrahidrofurano como solvente de desarrollo. El solvente de desarrollo se vertió a un caudal de 1 ml/min; se inyectaron 0.1 ml de una solución de muestra con una concentración de la muestra de 0.1% en peso y se obtuvo un cromatograma que indicaba la intensidad del índice de refracción y el tiempo de elución utilizando el programa de cálculo de CPG EcoSEC-Work Station.
(Proporción de cada componente)
En la invención, el contenido del componente (A) es de entre 70 y 90 partes en peso y el contenido del componente (B) es de entre 10 y 30 partes en peso, en el caso de que el contenido total de componente (A) y componente (B) se considere 100 partes en peso. En el caso de que el contenido del componente (B) (talco) exceda de 30 partes en peso, se deterioran la resistencia al rayado y la resistencia al impacto. Además, en el caso de que el contenido del componente (B) sea inferior a 10 partes en peso, se deterioran la rigidez y la resistencia al impacto de la composición de resina.
El contenido de polietilenglicol (C) es de entre 1 y 5 partes en peso, en el caso de que el contenido total de polipropileno (A) y talco (B) se considere 100 partes en peso. Debido a lo anterior, se mejora la resistencia al rayado, la rigidez y la resistencia al impacto de la composición de resina de polipropileno. Desde este punto de vista, el contenido de polietilenglicol (C) es más preferentemente de 2 partes en peso o superior y es más preferentemente de 4 partes en peso o inferior.
<Otros aditivos>
A la composición de resina de polipropileno según la invención se le pueden añadir otros aditivos, por ejemplo, caucho, un plastificador, un agente suavizante, un antioxidante, un adyuvante de procesamiento, un retardante de llama, un absorbente de ultravioletas o un agente colorante, en un intervalo en el que no se deteriora el efecto.
La composición de resina de polipropileno según la invención puede producirse mediante fusión y amasado de (A) polipropileno, (B) talco y (C) polietilenglicol. La temperatura de amasado es convenientemente de entre 180°C y 260°C, y preferentemente de entre 200°C y 240°C.
En el amasado de (A) polipropileno, (B) talco y (C) polietilenglicol, puede utilizarse un extrusor de tipo continuo, por ejemplo un extrusor monohusillo, un extrusor de doble husillo o un extrusor de tipo rotor biaxial. La composición de resina de polipropileno puede moldearse en una forma prescrita mediante un método de moldeo conocido, por ejemplo, un método de moldeo por extrusión, un método de moldeo por inyección, un método de moldeo por soplado o un método de moldeo por compresión.
La composición de resina de polipropileno según la invención resulta de excelente resistencia al rayado, rigidez y resistencia al impacto. Debido a lo anterior, la composición de resina de polipropileno puede utilizarse como material de un componente interior para automóviles, por ejemplo un panel de instrumentos o una moldura de puerta.
Ejemplo
La invención se describe con mayor detalle haciendo referencia a los ejemplos.
<Composic¡ón de resina de pol¡prop¡leno<
Cada componente se mezcló en seco en la composición mostrada en las tablas 1 y 2, y se amasó y granuló con un extrusor de doble husillo a una temperatura prefijada de 230°C a fin de obtener una composición de resina de polipropileno. La composición de resina de polipropileno obtenida se moldeó por inyección mediante un aparato de moldeo por inyección a una temperatura del cilindro de 230°C y una temperatura del molde de 30°C y se evaluaron la resistencia al rayado, la rigidez y la resistencia al impacto.
En las tablas 1 y 2, el peso molecular del polietilenglicol (C) es un peso molecular medio en peso en el punto máximo de intensidad del índice de refracción en un cromatograma obtenido mediante cromatografía de permeación en gel utilizando un refractómetro diferencial.
Los métodos de evaluación de los rendimientos respectivos fueron los siguientes.
<Resistencia al rayado>
Se formaron rayaduras en un patrón de rejilla formado por 20 líneas verticales y horizontales a intervalos de 2 mm en una probeta (80 mm x 55 mm x t2 mm) con el probador de rayado 430P fabricado por ERICHSEN bajo las condiciones de una carga de 5 N, una forma de aguja de 1 mm^ y una velocidad de rayado de 1.000 mm/min. Antes y después del rayado de la probeta, se midió la luminosidad L con un SQ-2000 fabricado por Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., bajo las condiciones de una fuente de iluminación C, un campo visual de 10° y una superficie de medición de 930 mm y se calculó una diferencia (AL) entre ellas. La L es un valor del espacio de color L*a*b definido en JIS Z 8781-4.
<Rigidez>
Se midió el módulo de flexión a 23°C y una velocidad de flexión de 2 mm/min según JIS K 7203.
<Resistencia al impacto>
Se mide la resistencia al impacto Izod de una pieza de ensayo entallada a 23°C según JIS K 7110.
Figure imgf000006_0001
Figure imgf000006_0002
Figure imgf000007_0001
Figure imgf000007_0002
Tal como se pone de manifiesto en los resultados mostrados en la tabla 1, la totalidad de los ejemplos 1 a 10 mostraba una excelente resistencia al rayado, la rigidez y la resistencia al impacto.
Por otra parte, los ejemplos comparativos 1 a 9 presentaban un equilibrio insuficiente de dichas propiedades.
Específicamente, el ejemplo comparativo 1 era inferior en resistencia al rayado y resistencia al impacto debido al exceso de talco. El ejemplo comparativo 2 era inferior en rigidez y resistencia al impacto debido a la cantidad excesivamente pequeña de talco. El ejemplo comparativo 3 era inferior en todas las propiedades debido al diámetro de partícula medio excesivamente pequeño del talco. El ejemplo comparativo 4 era inferior en resistencia al rayado debido al diámetro de partícula medio excesivamente grande del talco.
El ejemplo comparativo 5 era inferior en resistencia al rayado debido al peso molecular excesivamente bajo del polietilenglicol. El ejemplo comparativo 6 era inferior en rigidez debido al peso molecular excesivamente elevado del polietilenglicol.
El ejemplo comparativo 7 era inferior en resistencia al rayado debido a la proporción de áreas de pico S2/S1 excesivamente elevada en la cromatografía de permeación en gel del polietilenglicol. El ejemplo comparativo 8 era inferior en resistencia al rayado y resistencia al impacto debido a la cantidad de mezcla excesivamente pequeña de polietilenglicol. El ejemplo comparativo 9 era inferior en todas las propiedades debido a la cantidad de mezcla excesivamente grande de polietilenglicol.
A continuación en la presente memoria se describen ejemplos de mezcla preferidos de la composición de resina de polipropileno según la invención. En los ejemplos de mezcla 1 a 3, como polipropileno se utilizó J708UG, fabricado por Prime Polymer Co., Ltd.; como talco, se utilizó talco con un diámetro medio de partícula de 3 pm, y como polietilenglicol, se utilizó polietilenglicol con un peso molecular de 3.500 y S2/S1 de 1.3.
<Ejemplo de mezcla 1>
Figure imgf000008_0002
<Ejemplo de mezcla 2>
Figure imgf000008_0001
<Ejemplo de mezcla 3>
Figure imgf000008_0003
Las composiciones de resina de polipropileno obtenidas en los ejemplos de mezcla 1 a 3 eran todas excelentes en resistencia al rayado, rigidez y resistencia al impacto.
Aunque la invención se ha descrito en detalle y haciendo referencia a unas formas de realización específicas de la misma, resultará evidente para el experto en la materia que pueden introducirse diversos cambios y modificaciones de la misma sin apartarse del espíritu y alcance de la invención.
La presente solicitud se basa en la solicitud de patente japonesa presentada el 26 de julio de 2016 (solicitud de patente japonesa n° 2016-146064) y el contenido completo de la misma se incorpora como referencia en la presente memoria. Además, todas las referencias citadas en la presente memoria se incorporan en su totalidad.

Claims (1)

REIVINDICACIONES
1. Composición de resina de polipropileno que comprende un componente (A), un componente (B) y un componente (C) presentados a continuación, en la que un contenido del componente (A) es de 70 a 90 partes en peso, un contenido del componente (B) es de 10 a 30 partes en peso y un contenido del componente (C) es de 1 a 5 partes en peso, cuando un total del contenido del componente (A) y el contenido del componente (B) se considera como 100 partes en peso:
(A) polipropileno,
(B) talco que presenta un diámetro de partícula medio de 1 pm a 8 pm,
(C) polietilenglicol, en la que un peso molecular en un punto máximo de intensidad de índice de refracción en un cromatograma obtenido mediante cromatografía de permeación en gel que utiliza un refractómetro diferencial es de 2,000 a 4,000 y S2/S1 es de 1.3 a 2.0, cuando un área de pico desde un punto de inicio de elución a un tiempo de elución correspondiente al punto máximo de intensidad de índice de refracción se considera como S1 y un área de pico desde el tiempo de elución correspondiente al punto máximo de intensidad de índice de refracción a un punto final de elución se considera como S2, divulgándose en la descripción el método de medición del tamaño de partícula y la distribución de peso molecular.
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