ITMI20070503A1 - Composizione stabile in resina polimerica colorata specie per la produzione di giranti per pmpe idrauliche - Google Patents

Description

“Composizione stabile in resina polimerica colorata specie per la produzione dì giranti per pompe idrauliche"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce a una composizione polimerica stabile per la produzione di giranti per pompe idrauliche.

Più in particolare la presente invenzione si riferisce a una composizione come sopra definita comprendente una resina polimerica in poliftalammide (PPA) e un additivo colorante. Come è ben noto, i materiali che possono essere utilizzati per produrre le giranti per pompe idrauliche sono svariati. In particolare sono conosciute giranti in metallo (ad esempio in titanio, alluminio) oppure giranti in leghe metalliche (ad esempio in acciaio, ghisa, bronzo, ottone).

Ad oggi le giranti in metallo e leghe metalliche per pompe idrauliche sono state sostituite da quelle in plastica in quanto queste ultime, oltre ad avere buone caratteristiche meccaniche, presentano migliori caratteristiche chimiche (come ad esempio la resistenza a fenomeni di degradazione quali l'ossidazione e la migliore compatibilità con l'ambiente del circuito di raffreddamento), minori costi di produzione, facilità di lavorazione a livello industriale e inoltre non richiedono manutenzione.

Per tale motivo sono note e utilizzate composizioni per la produzione di giranti per pompe idrauliche che contengono resine polimeriche termoplastiche in polifenilensolfuro (PPS) come ad esempio PRIMEF<®>, FORTRON<®>e RYTON<®>, oppure in poliammide (PA) o in PPA.

Le resine polimeriche in PA non vengono quasi più utilizzate per produrre le giranti per pompe idrauliche a causa della loro scarsa resistenza alle alte temperature.

Invece le resine polimeriche in PPS, pur possedendo buone caratteristiche chimiche (come ad esempio la stabilità ad alte temperature e l'ottima compatibilità chimica con l'ambiente del circuito di raffreddamento), chimico-fisiche (come ad esempio la resistenza all'erosione) e fisico-meccaniche (come ad esempio l’elevata stabilità dimensionale in esercizio, l’elevata resistenza alla trazione, la durezza, ia resistenza a fenomeni cavitativi}, risultano essere fragili. Peraltro si è notato che l'aggiunta di additivi o coloranti al polimero PPS o alle sue resine ne aumenta la fragilità. Inoltre, il processo di saldatura delle resine in PPS presenta criticità in esercizio.

Le resine polimeriche in PPA (poliftalammide) quali AMODEL<®>presentano buone caratteristiche sia chimiche che fisicomeccaniche. In particolare tali resine, pur presentando una minore stabilità dimensionale in esercizio rispetto alle resine polimeriche a base dì PPS e pur assorbendo in parte i fluidi con i quali vengono a contatto, non sono affatto fragili, sono facilmente saldabili e sono quindi molto più adatte ad essere impiegate nella produzione di pompe idrauliche. In ogni caso l'aggiunta di additivi e coloranti alle composizioni comprendenti resine in PPA spesso causa un peggioramento delle caratteristiche chimiche o fisico-meccaniche del materiale. In particolare alcuni additivi coloranti indeboliscono la matrice polimerica, altri la rendono disomogenea, altri ancora favoriscono fenomeni di degradazione chimica.

In ogni caso le resine in PPA, a differenza delle resine in PPS, non possiedono caratteristiche di durezza ottimali e sono poco resistenti ad eventuali fenomeni cavitativi.

Le composizioni di cui alla presente invenzione superano gli svantaggi prima indicati e risultano quindi particolarmente adatte per la produzione di giranti per pompe idrauliche.

Più in particolare, tali composizioni sono adatte per la produzione di giranti per pompe idrauliche specialmente impiegabili nel settore automotive , come per esempio nei circuiti dì raffreddamento dei veicoli con motore a combustione interna per il pompaggio di acqua contenente eventualmente additivi antigelo.

E’ sfato infatti sorprendentemente trovato che composizioni comprendenti resine polimeriche in PPA, che contengono dal 30 al 50% di vetro, e un additivo colorante, che contiene una resina polimerica in PPA e un pigmento, sono molto stabili, possiedono buone caratteristiche di durezza, resistenza ai fenomeni cavitativi e mantengono per lungo tempo inalterate le caratteristiche chimiche e fisico-meccaniche.

E’ perciò scopo della presente invenzione fornire una composizione polimerica stabile per la produzione di giranti per pompe idrauliche comprendente una resina polimerica in PPA, che contiene da! 30 al 50% di vetro, e un additivo colorante, che contiene una resina polimerica in PPA e un pigmento.

Il termine “resina polimerica in PPA" , come qui utilizzato, indica una composizione che contiene un polimero PPA e dal 30 al 50% di vetro.

in un aspetto preferito la composizione polimerica stabile della presente invenzione contiene una o più resine polimeriche in PPA che contengono 33% e/o 45% di vetro.

In un aspetto ulteriormente preferito le resine polimeriche in PPA sono scelte nel gruppo che comprende: AMODEL<®>A -1133 HS, AMODEL<®>AS - 1133 H5, AMODEL<®>A 1933 HS, AMODEL<®>AS 1933 HS, AMODEL<®>A - 1145 HS, AMODEL<®>A$ -1145 HS, AMODEL<®>A - 1945 HS, AMODEL<®>AS - 1945 HS e in un aspetto ancora più preferito la resina polimerica in PPA è AMODEL<®>AS - 1 145 HS.

Il termine “additivo colorante’’, come qui utilizzato, indica una composizione che contiene una resina polimerica in PPA come sopra definita, e un pigmento, preferibilmente un pigmento al cobalto.

Il termine “pigmento al cobalto’' come qui utilizzato indica un composto del cobalto come ad esempio ossido di cobalto o alluminato di cobalto o stannato di cobalto o una composizione comprendente un composto del cobalto e altri costituenti come ad esempio titanio biossido e/o altri ossidi metallici ad esempio ossido di alluminio, ossido di rame, ossido di zinco, ossido di zirconio e/o altri composti comunemente usati nella preparazione dei coloranti.

In un aspetto ancora preferito la composizione polimerica della presente invenzione contiene dal 2 al 10% di additivo colorante, più preferibilmente 4% di additivo colorante.

E' ulteriore scopo della presente invenzione l'uso della composizione per la produzione di giranti per pompe idrauliche.

Test di laboratorio hanno evidenziato che le composizioni di cui alla presente invenzione presentano maggiore durezza e resistenza a fenomeni cavitativi rispetto alle resine in FRA non colorate o colorate (come ad esempio con particelle di carbone) disponibili in commercio, per tale motivo tali composizioni sono particolarmente adatte ad essere impiegate nella produzione di giranti per pompe idrauliche . Le composizioni secondo la presente invenzione possono essere allestite mediante ogni metodo noto nell'arte,

in generale, tali metodi di allestimento includono il passaggio di preparazione dell’additivo colorante e la sua successiva miscelazione con una resina polimerica contenente vetro in percentuale desiderata.

In particolare l’additivo colorante può essere ottenuto per mescolamento a caldo in un opportuno contenitore di una resina polimerica in PPA alla quale viene aggiunto il pigmento. Un adeguato tempo di mescolamento di tale miscela può variare da qualche minuto a qualche ora in relazione alle quantità e al tipo di contenitore impiegati. Il raffreddamento e la stabilizzazione a temperatura ambiente della miscela colorata (W) permettono di ottenere l'additivo colorante.

In seguito sì procede alla miscelazione dell’additivo colorante a una resina polimerica in PPA nelle quantità desiderate; la successiva essiccazione in un miscelatore-essiccatore a temperatura opportuna permette di ottenere una miscela polimerica (Y) con umidità compresa tra 0.03 % e 0.06%.

Si scalda quindi la miscela polimerica {YJ a circa 320-330°C in un opportuno contenitore e si procede ai suo mescolamento per un tempo che può variare da pochi minuti a qualche ora. La composizione desiderata viene ottenuta per completo raffreddamento/stabìlizzazione della miscela polimerica (Y) a temperatura ambiente.

All 'occorrenza tale composizione può essere riscaldata ad una temperatura di circa 320-330 °C e quindi iniettata in uno stampo metallico per giranti di forma e dimensioni opportune . Lo stampo entro cui avviene la cristallizzazione del composto e gli inserti metallici eventualmente presenti devono essere mantenuti ad una temperatura non inferiore ai 135°C , mentre la temperatura del fuso dovrà essere compresa in un intervallo di circa 320-330°C, in modo da non scendere nel cilindro sotto i 310°C.

li processo di iniezione è condotto mantenendo la temperatura delia miscela polimerica (Y) sopra i 310°C e iniettando tale miscela nello stampo in un tempo inferiore a 2 secondi.

Tutti i costituenti delle composizioni della presente invenzione sono composti commercialmente disponibili.

Per meglio illustrare la presente invenzione vengono forniti i seguenti esempi, che non devono in alcun modo essere considerati come limitativi della stessa.

Tutte le percentuali alle quali si fa riferimento qui e nelle annesse rivendicazioni sono espresse in peso (della composizione totale} a meno che sia diversamente indicato. ESEMPIO 1

Composizione A

Componente peso in percentuale del totale AMODEL<®>AS - 1145 HS 96%

AMODEL<®>AS - 1 133 HS 2,8%

Pigmento a! cobalto 1 ,2%

Viene ora descritto il metodo di preparazione delia Composizione A che impiega i componenti sopra indicati.

La resina polimerica AMODEL<®>AS - 1133 HS viene introdotta in un contenitore metallico, scaldata a una temperatura di 320 °C e mescolata per circa 20 minuti. Successivamente viene aggiunto il pigmento al cobalto e la miscela viene sottoposta a mescolamento a caldo per 20 minuti. La miscela colorata ottenuta (W) viene raffreddata/stabilizzata per almeno 6 - 8 ore a temperatura ambiente per ottenere l'additivo colorante. Successivamente si procede alla miscelazione dell'additivo colorante alla resina polimerica AMODEL<®>AS - 1145 HS; la successiva essiccazione a 120°C per circa 4 ore permette di ottenere una miscela polimerica (Y’) con umidità di circa 0.03%.

La miscela polimerica (Υ') è scaldata a 320°C in un contenitore metallico e quindi mescolata per 15 minuti ; il raffreddamento e la stabilizzazione a temperatura ambiente per almeno 6 - 8 ore di tale miscela permettono di ottenere la composizione desiderata con colorazione tendente al blu. Seguono ulteriori esempi di composizioni B, C, D, E preparate in modo analogo alla composizione A.

ESEMPIO 2

Composizione B

Componente peso in percentuale del totale AMODEL<®>A - 1945 HS 96%

AMODEL<®>AS- 1133 HS 2,9%

Pigmento al cobalto 1,1%

ESEMPIO 3

Composizione C

Componente peso in percentuale del totale AMODEL<®>AS - 1945 HS 96%

AMODEL<®>AS - 1133 HS 2,7%

Pigmento al cobalto 1,3%

ESEMPIO 4

Composizione D

Componente peso in percentuale del totale AMODEL<®>AS - 1945 HS 96%

AMODEL<®>AS - 1933 HS 2,6%

Pigmento al cobalto 1,4%

ESEMPIO 5

Composizione E

Componente peso in percentuale del totale AMODEL<®>A - 1945 HS 97%

AMODEL<®>A - 1933 HS 2,1%

Pigmento al cobalto 0,9%

ESEMPIO 6

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1 ) Una composizione polimerica stabile per la produzione di giranti per pompe idrauliche comprendente: * una resina polimerica in PPA che contiene dal 30% al 50% di vetro, • un additivo colorante che contiene una resina polimerica in PPA e un pigmento.
2. 2) Una composizione secondo la rivendicazione I che contiene un pigmento al cobalto.
3. 3) Una composizione secondo le rivendicazioni 1 e 2 che contiene almeno una resina polimerica in PPA che contiene 33% o 45% di vetro.
4. 4) Una composizione secondo la rivendicazione 3 che contiene almeno una resina polimerica in PPA scelta tra AMODEL<®>A - 1133 HS, AMODEL<®>AS - 133 HS, AMODEL<®> A 1933 HS, AMODEL<®>AS 1933 HS, AMODEL<®>A - l i 45 HS, AMODEL<®>AS - 1145 HS, AMODEL<®>A - 1945 HS, AMODEL<®> AS - 1945 HS.
5. 5) Una composizione secondo una o più delle precedenti rivendicazioni che contiene AMODEL<®>AS - 1 145 HS.
6. 6) Una composizione secondo la rivendicazione 4 che contiene AMODEL<®>AS - 1145 HS e AMODEL<®>AS - 1 133 HS.
7. 7) Una composizione secondo una o più delle precedenti rivendicazioni che contiene dal 2 al 10% di additivo colorante.
8. 8) Una composizione secondo la rivendicazione 7 che contiene 4% di additivo colorante.
9. 9) Uso di una composizione secondo una o più delle precedenti rivendicazioni per la produzione di una girante per pompe idrauliche.