MX2008007785A - Pulpa de poliarenazol/termofija y metodos para hacer la misma - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una pulpa de poliarenazol y termofija para uso como material de refuerzo en los productos incluyendo por ejemplo materiales de sellado de fluidos y fricción, como un auxiliar de procesamiento incluye su uso como un tioxotropo, y como un material de filtro. La pulpa comprende (a) estructuras fibrosas de fibra termofija irregularmente formadas, (b) estructuras de fibra de poliarenazol irregularmente formadas y (c) agua por ello las fibrillas y/o tallos de fibra termofija se enredan substancialmente con las fibrillas y/o tallos de poliarenazol. La invención además se refiere a procesos para hacer tal pulpa termofija y de poliarenazol.

Description

PULPA DE POLIARENAZOL/TER OFIJA Y MÉTODOS PARA HACER LA MISMA CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a la pulpa termofija y de poliarenazol para uso como un material de refuerzo en productos que incluyen por ejemplo sellos de fluidos y materiales de fricción, como un auxiliar de procesamiento incluyendo su uso como un tixotropo, y como un material filtro. La invención además se refiere a procesos para hacer tal pulpa.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los materiales de refuerzo fibrosos y no fibrosos se han usado por muchos años en productos de fricción, productos de sellado de fluidos y otros productos de plásticos o hule. Los materiales de refuerzo típicamente deberán exhibir desgaste y resistencia al calor. Las fibras de asbesto se han usado históricamente como materiales de refuerzo, pero debido a los riesgos para la salud, los reemplazos se han hecho o se proponen. Sin embargo, muchos de estos reemplazos no se desempeñan tan bien como el asbesto en una u otra manera. La descripción de investigación 74-75, publicada en Febrero de 1980, describe la manufactura de la pulpa hecha de fibras de para-aramida de la marca KEVLAR® fibrilada de Ref. : 192885 longitudes variables y el uso de tal pulpa como un material de refuerzo en diversas aplicaciones. Esta publicación describe que la pulpa hecha de fibras de para-aramida de la marca KEVLAR® puede usarse en solo productos de hojas o en combinación con fibras de otros materiales, tales como meta-aramida de la marca NOMEX®, pulpa de madera, algodón y otros celulósicos naturales, rayón, poliéster, poliolefina, nylon, politetrafluoroetileno, asbestos y otros minerales, fibra de vidrio y otros, cerámicas, acero y otros materiales y carbono. La publicación también describe el uso de la pulpa de fibra de para-aramida de la marca KEVLAR® sola o con fibra corta de para-aramida de la marca KEVLAR®, en materiales de fricción para reemplazar una fracción del volumen del asbesto con el resto del volumen de asbesto reemplazado por rellenos u otras fibras. La publicación de solicitud de patente de E.U.A. 2003/0022961 (para Kusa a et al.) describe los materiales de fricción hechos de un modificador de fricción, un aglutinante y un refuerzo fibroso hecho de una mezcla de (a) una pulpa seca de aramida y (b) pulpa de aramida húmeda, pulpa de madera o pulpa de fibra acrílica. La pulpa de aramida seca se define como una pulpa de aramida obtenida por "el método de fibrilación seco". El método de fibrilación seco es moler en seco las fibras de aramida entre un cortador rotatorio y un tamiz para preparar la pulpa. La pulpa de aramida húmeda se define como una pulpa de aramida obtenida por "el método de fibrilación húmedo". El método de fibrilación húmedo es moler las fibras de aramida cortas en agua entre dos discos rotatorios para formar fibras fibpladas y luego deshidratar las fibras fibpladas, esto es, la pulpa. Kusaka et al., describen además un método de mezclas fibras fibriladas por primero mezclar los tipos plurales de fibras orgánicas que fibrilan a una relación definida y luego fibrilan la mezcla para producir una pulpa. El polímero de polipipdobisimidazol es un polímero de columna rígido. La fibra se hace a partir de este polímero (tal como la composición del polímero de la cual se refiere como PIPD y es conocida como el polímero usado para hacer la fibra M5®) es conocida para ser útil en cortar y resistente al fuego como trajes de protección. Las fibras de polímero de columna rígida tienen enlaces de hidrogeno fuertes entre las cadenas del polímero, por ejemplo, polipiridobisimidazoles, se describe en la Patente de E.U.A. No. 5,674,969 para Sikkema et al. Un ejemplo de un polipiridobisimidazol es poli ( 1 , 4- (2, 5-d?h?drox?) fen?leno-2, 6-p?r?do [2, 3-d: 5, 6-d' ] bisimidazol) , el cual puede prepararse por la condensación de polimerización de tetraaminopiridina y 2,5-dihidroxitereftalico en ácido polifosfórico . Sikkema describe que la pulpa puede hacerse de estas fibras. Sikkema también describe que en hacer uno o dos objetos dimensionales, tales como fibras, películas, cintas y similares, se desea que los polipiridobisimidazoles tengan un peso molecular alto correspondiente a una viscosidad relativa ("Vrel" o "hrel") de al menos alrededor de 3.5, preferiblemente al menos alrededor de 5 y más particularmente igual a o más alto que alrededor de 10, cuando se mide una concentración del polímero de 0.25 g/dl en ácido metan sulfónico a 25°C. Sikkema también describe que los buenos resultados de hilado de fibra se obtienen con poli [p?r?dob?s?m?dazol-2, 6-d??l (2, 5-dihidroxi-p-fenilenmo) ] que tienen viscosidad relativa mayor que alrededor de 12 y que la viscosidad relativa de sobre 50 (correspondiente a la viscosidad mayor de alrededor de 15.6 dl/g) pueden llevarse a cabo. Existe una necesidad actual para proporcionar pulpas alternativas que tengan buen desempeño en los productos y que tengan ba o costo. A pesar de que numerosas propuestas describen un costo inferior alternativo para los materiales de refuerzo, muchos de estos productos propuestos no desempeñan adecuadamente el uso, cuestan significativamente más que los productos actualmente comerciales, o tienen otros atributos negativos. Tales como, sigue habiendo una necesidad para los materiales de refuerzo que exhiben alto desgaste y resistencia al calor y que son comparables o menos costosos que los otros materiales de refuerzo comercialmente disponibles.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Una modalidad de esta invención se refiere a una pulpa, que comprende : (a) una estructura de fibra termofija fibrilada irregularmente formada, la estructura siendo 60 hasta 97% en peso de los sólidos totales; (b) una estructura fibrosa de poliarenazol fibrilada irregularmente formada siendo 3 hasta 40% en peso de los sólidos totales; y (c) el agua es 4 hasta 60% en peso de la pulpa completa, el termofijo y las estructuras de la fibra de poliarenazol tienen una dimensión máxima promedio de no más de 5 mm, un promedio ponderado de longitud de no más de 1.3 mm, y tallos y fibrillas donde las fibrillas termofijas y/o tallos substancialmente enredados con fibrillas y/o tallos de poliarenazol . Otra modalidad de esta invención es un proceso para hacer un pulpa de poliarenazol y termofija de fibrillas, que comprende : (a) combinar los ingredientes de la pulpa incluyendo: (1) la fibra termofija que puede fibrilarse y tiene una longitud promedio de no más de 10 cm y es 60 hasta 97% en peso de los sólidos totales en los ingredientes; (2) la fibra de poliarenazol de columna rígida tiene un promedio de longitud de no más de 10 cm y es 3 hasta 40% en peso de los solidos totales en los ingredientes; y (3) el agua es 95 hasta 99% en peso de los ingredientes totales ; (b) mezclar los ingredientes a una mezcla espesa substancialmente uniforme; (c) co-refinar la mezcla espesa simultáneamente: (1) fibplar, cortar y triturar la fibra termofija fibrilada y la fibra de poliarenazol para estructuras de fibras fibriladas irregularmente formadas con tallos y fibrillas; y (2) dispersar todos los solidos tal que la mezcla espesa refinada sea substancialmente uniforme; y (d) remover el agua de la mezcla espesa refinada, asi produciendo una pulpa termofija fibplada y de poliarenazol con las estructuras fibrosas de poliarenazol y termofi as fibriladas que tienen una dimensión máxima promedio de no mas de 5 mm, una longitud promedio de peso-longitud de no mas de 1.3 mm, y las fibrillas y/o tallos termofi as fibplados están substancialmente enredados con las fibrillas y/o tallos de poliarenazol . Todavía otra modalidad de esta invención es un proceso para hacer una pulpa de poliarenazol y termofija fibrilada, que comprende: (a) combinar los ingredientes incluyendo agua y una primera fibra del grupo que consiste de: (1) fibra termofija que puede fibrilarse siendo 60 hasta 97% en peso de los sólidos totales en la pulpa; y (2) la fibra de poliarenazol de columna rígida es 3 hasta 40% en peso de los sólidos totales en la pulpa; (b) mezclar los ingredientes combinados a una suspensión substancialmente uniforme; (c) retinar la suspensión en un refinador de discor por ello se corta la fibra para tener una longitud promedio de no más de alrededor de 10 cm y fibrilar y triturar al menos alguna de las fibras para las estructuras fibrosas fibriladas irregularmente formadas; (d) combinar ingredientes incluyendo la suspensión refinada, la segunda fibra del grupo de (a) (1 y 2) tiene una longitud de promedio de no más 10 cm, y agua, si es necesario, para incrementar la concentración de agua a 95-99% en peso de los ingredientes totales; (e) mezclar los ingredientes, si es necesario, para formar una suspensión substancialmente uniforme; (d) co-refinar la suspensión mezclada al simultáneamente: (1) fibrilar, cortar y triturar los sólidos en la suspensión tal que todo o substancialmente todo de la fibra termofija y poliarenazol se convierte a las estructuras fibrosas de poliarenazol y termofi as fibriladas irregularmente formadas con tallos y fibrillas; y (2) dispersar todos los solidos tal que la mezcla espesa refinada es substancialmente uniforme; y (f) remover el agua de la mezcla espesa refinada, por ello producir una pula de poliarenazol y termofija con las estructuras fibrosas de poliarenazol y termofija fibrilada que tienen una dimensión máxima promedio de no más de 5 mm, una longitud promedio ponderado de longitud de no más de 1.3 mm, y las fibrillas termofi as y/o tallos se enredan substancialmente con las fibrillas y/o tallos de poliarenazol. En algunas modalidades esta invención se dirige además a un material de fricción, que comprende un modificador de fricción seleccionado del grupo que consiste de polvos de metal, abrasivos, lubricantes, modificadores de fricción orgánicos y mezclas de los mismos; un aglutinante seleccionado del grupo que consiste de resmas termofi as, resinas de melamina, res as epoxi y resmas de polumida, y mezclas de los mismos; y la pulpa de la presente invención. En otras modalidades esta invención se dirige a un tixotropo o un filtro que comprende la pulpa de la presente invención. Sin embargo, en algunas modalidades de esta invención se dirigen a un material sellador de fluidos, que comprende un aglutinante y un material de refuerzo fibroso que comprende la pulpa de la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La invención puede ser más completamente comprensible de la siguiente descripción detallada de la misma en conexión con las figuras acompañantes descritas como sigue. La figura 1 es un diagrama de bloques del aparato para llevar a cabo un proceso húmedo para hacer la pulpa "húmeda" de conformidad con la presente invención. La figura 2 es un diagrama de bloques del aparato para llevar a cabo un proceso seco para hacer la pulpa "seca" de conformidad con la presente invención. La figura 3 es una micrográfica óptica digital del material del arte previo que se hace cuando la fibra termofija se refina sin ninguna fibra de poliarenazol presente. La figura 4 es una micrográfica óptica digital de la fibrilación de la fibra PBO después del refinado. La figura 5 es una micrográfica óptica digital de la fibrilación de PBO y fibra acrílica después del co-refinado.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Glosario Antes de que la invención se describa, es útil definir ciertos términos en el siguiente glosario que deberá tener el mismo significado a través de la descripción al menos de que se indique de otra manera. "Fibra" significa una unidad relativamente flexible de la materia que tiene una alta relación de longitud al ancho a través de su sección transversal perpendicular a su longitud. En la presente, el termino "fibra" se usa intercambiablemente con el término "filamento" o "extremidad". La sección transversal de los filamentos descrita en la presente puede ser cualquier forma, pero son típicamente en forma circular o de frijol. La fibra hilada en un carrete en un paquete se refiere como la fibra continua o filamento continuo o hilados de filamento continuo. La fibra puede cortarse en longitudes cortas llamadas fibras básicas. La fibra puede cortarse en aun longitudes mas pequeñas llamadas copo. Los hilos, hilos multifílamentos o cuerdas comprenden una pluralidad de fibras. El hilo puede ser entrelazado y/o retorcido. "Fibrilla" significa una fibra pequeña que tiene un diámetro pequeño como una fracción de un micrómetro a pocos micrómetros y tiene una longitud de alrededor de 10 hasta 100 micrones. La fibrillas generalmente se extienden del tronco principal de un fibra larga que tienen un diámetro a partir de 4 hasta 50 micrometros. La fibrillas actúan como ganchos o su etadoras para atrapar y capturar material adyacente, algunas fibrillas de la fibra pero otros no o no efectivamente fibrilados y para propósitos de sus definición tales fibras no se fibrilan. "Estructuras de fibras fibriladas" significan partículas de material que tienen un tallo y fibrillas extendidas de los mismos en donde el tallo es generalmente en columna y alrededor de 10 hasta 50 micrones en diámetro y la fibrillas son miembros tipo cabello solamente de una fracción de un micrón o algunos micrones en diámetro enlazados al tallo y alrededor de 10 hasta 100 micrones en longitud . "Copo" significa longitudes cortas de la fibra, más cortas que la fibra corta. La longitud del copo es alrededor de 0.5 hasta alrededor de 15 mm y un diámetro de 4 hasta 50 micrómetros, preferiblemente teniendo una longitud de 1 hasta 12 mm y un diámetro de 8 hasta 40 micrómetros. El copo tiene menos de alrededor de 1 mm no se agrega significativamente a la fuerza del material en al cual este se usa. El copo o fibra que es más de alrededor de 15 mm a meno no tiene su función debido a que la fibras individuales pueden llegar a enredarse y no pueden adecuadamente y uniformemente distribuirse a través del material o mezcla espesa. Un copo de aramida se hace por cortar fibras de aramida en longitudes cortas sin importante o cualquier fibrilación, tal como aquellos preparados por los procesos descritos en la Patente de E.U.A. Nos. 3,063,966, 3,133,138, 3,767, 756 y 3,869,430.

"Promedio ponderado de longitud" en la longitud significa la longitud calculada de la siguiente fórmula: Longitud "aritmética" significa la longitud calculada de la siguiente fórmula: S[(Cada longitud de pulpa individual)] Longitud aritmética = S [conteo de pulpa individual] S[(Cada longitud de pulpa individual)2] Longitud promedio longitud-peso= S[Cada longitud de pulpa individual] Longitud "Promedio de peso-peso" significa la longitud calculada de la siguiente fórmula: S[(Cada longitud de pulpa individual)3] Longitud promedio de peso-peso= S[(Cada longitud de pulpa individual)2] La "dimensión máxima" de un objeto significa la distancia recta entre los dos puntos más distales uno al otro en el objeto. La "fibra corta" puede hacerse al cortar filamentos en longitudes de no más de 15 cm, preferiblemente 3 hasta 15 cm; y más preferiblemente 3 hasta 8 cm. La fibra corta puede ser recta (esto es, no rizada) o el rizado tiene una forma de diente rizada a los largo de su longitud, con cualquier rizado (o repite una curva) de frecuencia. Las fibras pueden presentarse en forma no cortada, o cortada o de otra manera pretratada (por ejemplo, pre-estirada o tratada por calor) .

Esta invención se dirige a la pulpa de fibra termofija y de poliarenazol que tiene uso como material de refuerzo, fricción y materiales de sellado de fluido, auxiliares de procesamiento y filtros, y los materiales que incorporan esta pulpa. La invención también se dirige a los procesos para hacer una pulpa de fibra termofija y de poliarenazol.

„ Primera Modalidad del Proceso Inventivo En una primera modalidad, el proceso para hacer una pulpa de fibra termofija y de poliarenazol comprende las siguientes etapas. Primero, los ingredientes de la pulpa se combinan, agregar o se ponen en contacto juntos. Segundo, los ingredientes de la pulpa combinados se mezclan a una mezcla espesa substancialmente uniforme. Tercero, la mezcla espesa se refina simultáneamente o co-refina. Cuatro, el agua se remueve de la mezcla espesa refinada.

Etapa de Combinación En la etapa de combinación, los ingredientes de la pulpa se agregan preferiblemente juntos en un recipiente. En una modalidad preferida los ingredientes de la pulpa incluyen (1) fibra termofija, (2) fibra de poliarenazol, (3) opcionalmente otros aditivos y (4) agua.

Fibra Termofija La fibra termofija se agrega a una concentración de 60 hasta 97% en peso de los sólidos totales en los ingredientes y preferiblemente 60 hasta 75% en peso de los sólidos totales en los ingredientes. La fibra termofija preferiblemente tiene una longitud promedio de no más de alrededor de 10 cm, más preferiblemente 0.5 hasta 5 cm, y mas preferiblemente 0.6 hasta 2 cm. La fibra termofija también tiene una densidad lineal de no más de alrededor de 10 dtex. Previo al combinar los ingredientes de la pulpa juntos, cualquiera de las fibras termofi as en la forma de filamentos continuos pueden cortarse en fibras más cortas, tales como fibras cortas o copo.

Polímero de fibra termofija Por la fibra termofija significa que estas fibras se hacen de polímeros termofíjos. Los polímeros termofíjos generalmente tienen precursores que se calientan a una temperatura apropiada por un tiempo corto de manera que fluirán como un líquido viscoso y puede formarse en fibras y otras estructuras formadas. El polímero líquido luego típicamente se somete a una reacción de reticulado química luego causa que el líquido se solidifique o "junte" para formar una masa infusible que no es reversible con el calor. En una modalidad más preferida la fibra termofija que es útil en esta invención incluye fibra acrílica. Para los propósitos de esta invención, acrílico significa un polímero en donde al menos 85% en peso del polímero son unidades acrilonitrilo. Una unidad acrilonitrilo es - (CH2-CHCN) - . En algunas modalidades, la fibra acrílica pueden hacerse de polímeros de fibra acrílica hechos de 85% en peso o más de acrilonitrilo con 15% en peso o menos de un monómero etilénico copolimerizable con acrilonitrilo y mezclas de dos o más de estos polímeros de fibra acrílica. Los ejemplos del monómero etilénico copolimerizable con acrilonitrilo incluye ácido acrílico, ácido metacrílico y esteres de los mismos (acetato de metilo, acrilato de etilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, etc.), acetato de vinilo, cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno, acrilamida, metacilamida, metacrilonitrilo, ácido alquilsulfónico, ácido metansulfónico y ácido estirensulfónico . Otras fibras termofijas útiles en esta invención incluyen fibras basadas en resinas de melamina (como fibra BASOFIL® suministradas por Basofil Fibers, LLC) y otras resinas termofijas.

Fibra de Poliarenazol La fibra de Poliarenazol se agrega a una concentración de 3 hasta 40 % de peso de los sólidos totales en los ingredientes, y preferiblemente 25 hasta 40 % de peso de los sólidos totales en los ingredientes. La fibra de Poliarenazol preferiblemente tiene una densidad lineal de no más de 10 dtex y más preferiblemente 0.8 hasta 2.5 dtex. La fibra de poliarenazol preferiblemente también tiene un promedio de longitud a lo largo se sus ejes longitudinales de no más de 10 cm, más preferiblemente un promedio de longitud de 0.65 hasta 2.5 cm, y más preferiblemente un promedio de longitud de 0.65 hasta 1.25 cm.

Polímero de Poliarenazol Los polímeros adecuados para uso al hacer la fibra de poliarenazol deben ser de peso molecular formador de fibra con objeto de ser en forma de fibras. Los polímeros pueden incluir homopolímeros, copolímeros, y mezclas de los mismos. Como se define en la presente, "poliarenazol" se refiere a polímeros que tienen ya sea: un anillo heteroaromático fusionado con un grupo aromático adyacente (Ar) de estructura de unidad repetida (a) : (a) con N siendo un átomo de nitrógeno y Z siendo un azufre, oxígeno, o grupo NR con R siendo hidrógeno o un alquilo substituido o no substituido o arilo enlazado a N; o dos anillos heteroaromáticos cada uno fusionado a un grupo aromático común (Ar1) de ya sea de las estructuras de unidad repetida (bl o b2): b1 b2 en donde N es un átomo de nitrógeno y B es un oxígeno, azufre, o grupo NR, en donde R es hidrógeno o un alquilo substituido o no substituido o arilo enlazado a N. El número de las estructuras de unidad repetidas representado por las estructuras (a), (bl), y (b2) no es crítico. Cada cadena de polímero típicamente tiene de alrededor de 10 hasta alrededor de 25,000 unidades repetidas. Los polímeros de poliarenazol incluyen polímeros de polibenzazol y/o polímeros de polipiridazol. En ciertas modalidades, los polímeros de polibenzazol comprenden polímeros de polibenzimidazol o polibenzobisimidazol. En ciertas otras modalidades, los polímeros de polipiridazol comprenden polímeros de polipiridobisimidazol o polipiridoimidazol . En ciertas modalidades preferidas, los polímeros son de un tipo de polibenzobisimidazol o polipiridobisimidazol. En la estructura (bl) y (b2), Y es un grupo aromático, heteroaromático, alifático, o mi; preferiblemente un grupo aromático; más preferiblemente un grupo aromático de seis miembros de átomos de carbono. Todavía más preferiblemente, el grupo aromático de seis miembros de átomos de carbono (Y) tiene ligaduras orientadas para con dos grupos hidroxilos substituidos; incluso mas preferiblemente 2 , 5-d?h?drox?-para-femleno. En las estructuras (a), (bl), o (b2), Ar y Ar1 cada uno representa cualquier grupo aromático o heteroaromático. El grupo aromático o heteroaromático puede ser un sistema policíclico fusionado o no fusionado, pero es preferiblemente un anillo de seis miembros sencillo. Mas preferiblemente, el grupo Ar o Ar1 es preferiblemente heteroaromático, en donde un átomo de nitrógeno se substituye por uno de los átomos de carbono del sistema del anillo o Ar o Ar1 pueden contener solamente átomos del anillo de carbono. Todavía más preferiblemente, el grupo Ar o Ar1 es heteroaromatico . Como en la presente se define, "polibenzazol" se refiere al polímero de poliarenazol que tiene estructura repetida (a), (bl), o (b2) en donde el grupo Ar o Ar1 es un anillo aromático de seis miembros sencillo de átomos de carbono. Preferiblemente, los polibenzazoles incluyen una clase de polibenzazoles de linaje rígido que tienen la estructura (bl) o (b2); más preferiblemente polibenzazoles de linaje rígido que tienen la estructura (bl) o (b2) con un anillo aromático carbocíclico de seis miembros Ar1. Tales polibenzazoles preferidos incluyen, pero no se limitan a polibenzimidazoles (B=NR) , polibenztiazoles (B=S) , polibenzoxazoles (B=0) , y mezclas o copolímeros de los mismos. Cuando el polibenzazol es un polibenzimidazol, preferiblemente es poli (benzo [ 1 , 2-d: 4 , 5-d' ] b?s?m?dazol-2 , 6-d??l-1, 4-fenileno) . Cuando el polibenzazol es un polibenztiazol, preferiblemente es poli (benzo [ 1, 2-d: 4 , 5-d' ] b?st?azol-2, 6-d??l-l, 4-fen?leno) . Cuando el polibenzazol es un polibenzoxazol , preferiblemente es poli (benzo [1, 2-d: 4, 5-d' ]b?soxazol-2, 6-d??l-l, 4-fen?leno) . Como en la presente se define, "polipiridazol" se refiere al polímero de poliarenazol que tiene estructura repetida (a), (bl), o (b2) en donde el grupo Ar o Ar1 es un anillo aromático de seis miembros sencillo de cinco átomos de carbono y un átomo de nitrógeno. Preferiblemente, estos polipiridazoles incluyen una clase de polipipdazoles de linaje rígido que tienen la estructura (bl) o (b2), más preferiblemente polipipdazoles de linaje rígido que tienen la estructura (bl) o (b2) con anillo aromático heterocíclico de seis miembros Ar1. tales polipiridazoles más preferidos incluyen, pero no se limitan a polipiridobisimidazol (B=NR) , polipiridobistiazol (B=S) , polipiridobisoxazol (B=0), y mezclas o copolímeros de los mismos. Aún más preferible, el polipiridazol es un polipiridobisimidazol (B=NR) de la estructura : en donde N es un átomo de nitrógeno y R es hidrógeno o un alquilo substituido o no substi tuido o arilo enlazado a N, preferiblemente en donde R es H . El número promedio de unidades repetidas de las cadenas de polímeros es típicamente en el intervalo de alrededor de alrededor de 10 hasta alrededor de 25 , 000 , más típicamente en el intervalo de alrededor de 100 hasta 1 , 000, incluso más típicamente en el intervalo de alrededor de 125 hasta 500, y además típicamente en el intervalo de alrededor de 150 hasta 300. Para los propósitos de esta invención, los pesos moleculares relativos de los polímeros de poliarenazol son adecuadamente caracterizados por diluir los productos del polímero con un solvente adecuado, tal como ácido metansulfónico, a una concentración de polímero de 0.05 g/dl, y midiendo uno o más valores de viscosidad de solución diluida a 30°C. El peso molecular desarrollado de polímeros poliarenazol de la presente invención se monitorea adecuadamente por, y correlaciona a, una o más mediciones de viscosidad en solución diluida. De acuerdo, las mediciones de solución diluida de la viscosidad relativa ("Vrel" o "hrel" o "nrel") y viscosidad inherente ("Vinh" o "hinh" o "ninh") son típicamente usadas para monitorear el peso molecular del polímero. Las viscosidades relativas e inherentes de soluciones de polímero diluidas se refieren de acuerdo a la expresión Vinh = In (Vrel) / C, donde ln es la función del logaritmo natural y C es la concentración de la solución del polímero. Vrel es una relación sin unidad de la viscosidad de la solución del polímero a la del solvente libre del polímero, así V h se expresa en unidades de concentración inversa, típicamente como decilitros por gramos ("dl/g"). De conformidad, en ciertos aspectos de la presente invención los polímeros de polipiridoimidazol se producen, que son caracterizados como que proporcionan una solución de polímero que tiene una viscosidad inherente de al menos alrededor de 20 dl/g a 30°C en una concentración del polímero de 0.05 g/dl en ácido metansulfónico. Ya que los polímeros de mayor peso molecular que resultan de la invención descrita en la presente dan lugar a soluciones del polímero viscosas, una concentración de alrededor de 0.05 g/dl del polímero en ácido metansulfónico es útil para medir viscosidades inherentes en una cantidad razonable de tiempo. En algunas modalidades, esta invención utiliza fibra de poliarenazol que tiene una viscosidad inherente de al menos 20 dl/g; en otras modalidades más preferidas la viscosidad inherente es de al menos 25 dl/g; y en algunas modalidades más preferidas la viscosidad inherente es de al menos 28 dl/g.

Otros Aditivos Opcionales Otros aditivos pueden opcionalmente agregarse siempre y cuando permanezcan en mezcla espesa en la etapa de mezcla y no cambien significativamente el efecto de la etapa de refinación en los ingredientes sólidos obligatorios listados anteriormente. Los aditivos adecuados incluyen pigmentos, tintes, anti-oxidantes, compuestos retardadores de flama, y otras ayudas de proceso y dispersión. Preferiblemente, el ingrediente de la pulpa no incluye asbestos. En otras palabras, la pulpa resultante es libre de asbestos o sin asbestos . Agua El agua se agrega a una concentración de 95 hasta 99 % de peso de los ingredientes totales, y preferiblemente 97 hasta 99 % de peso de los ingredientes totales. Ademas, el agua puede agregarse primero. Luego otros ingredientes pueden agregarse a una relación para optimizar la dispersión en el agua mientras simultáneamente se mezclan los ingredientes combinados .

Etapa de mezcla En la etapa de mezcla, los ingredientes se mezclan a una mezcla espesa substancialmente uniforme. Por "substancialmente uniforme" significa que muestras aleatorias de la mezcla espesa contienen el mismo % de peso de la concentración de cada uno de los ingredientes de partida como en los ingredientes totales en la etapa de combinación más o menos 10 % de peso, preferiblemente 5 % de peso y más preferiblemente 2 % de peso. Por ejemplo, si la concentración de los solidos en la mezcla total es 50 % de peso de fibra termofija mas 50 % de peso de fibra de poliarenazol, luego una mezcla substancialmente uniforme en la etapa de mezcla significa que cada muestra aleatoria de la mezcla espesa tiene (1) una concentración de la fibra termofija de 50 % de peso más o menos 10 % de peso, preferiblemente 5 % de peso y más preferiblemente 2 % de peso y (2) una concentración de fibra de poliarenazol de 50 % de peso más o menos 10 % de peso, preferiblemente 5 % de peso y más preferiblemente 2 % de peso. La mezcla puede completarse en cualquier recipiente que contiene cuchillas rotativas o algún otro agitador. La mezcla puede presentarse después los ingredientes se agregan o mientras los ingredientes se agregan o combinan.

Etapa de Refinación En la etapa de refinación los ingredientes de la pulpa son simultáneamente co-refinados, convertidos o modificados como siguen. La fibra termofija y la fibra de poliarenazol se fibrilan, cortan y trituran para estructuras fibrosas irregularmente formadas que tienen tallos y fibrillas. Todos los sólidos se dispersan tal que la mezcla espesa refinada es substancialmente uniforme. "Substancialmente uniforme" es como se define anteriormente. La etapa de refinación preferiblemente comprende el paso de la mezcla espesa a través de uno o más discos refinados, o reciclando la mezcla espesa trasera a través de un refinado sencillo. Por el término "refinador de disco" se significa un refinado que contiene uno o más pares de discos que rotan con respecto a cada otro así ingredientes refinados por la acción cortante entre los discos. En un tipo adecuado de refinador de disco, la mezcla espesa refinada se bombea entre rotor circular de espacio cerrado y discos de estator giratorios con respecto uno del otro. Cada disco tiene una superficie, frente al otro disco, con al menos parcialmente ranuras de superficies extendidas radialmente. Un refinador de disco preferido que puede usarse se describe en la Patente E.U.A. 4,472,241. En una modalidad preferida, el parámetro del espacio de placa para el refinador de disco es un máximo de 0.18 mm y preferiblemente el parámetro del espacio es 0.13 mm o menor, a un parámetro práctico mínimo de alrededor de 0.05 mm. Si es necesario para dispersión uniforme y refinación adecuado, la mezcla espesa mezclada puede pasarse a través del refinador de disco más de una vez o a través de una serie de al menos dos discos refinados. Cuando la mezcla espesa mezclada se refina en solamente un refinador, hay una tendencia para la mezcla espesa resultante para ser refinada inadecuadamente y no dispersada uniformemente. Los conglomerados o agregados enteramente o substancialmente de un ingrediente sólido, o el otro, o ambos, pueden formar más que la dispersión formando dispersión substancialmente uniforme. Tales conglomerados o agregados tienen una mayor tendencia para romperse aparte y dispersado en la mezcla espesa cuando la mezcla espesa mezclada se pasa a través del refinador más de una vez o se pasa a través más de un refinador. Opcionalmente, la mezcla espesa refinada puede pasarse a través una pantalla para segregar fibras largas o masas, el cual puede reciclarse a través de uno o más refinadores hasta cortar longitudes aceptables o concentración. Debido a que una mezcla espesa substancialmente uniforme que contiene ingredientes múltiples se co-refina en esta etapa del proceso, cualquier tipo de ingrediente de pulpa (por ejemplo, fibra de poliarenazol ) se refina en una pulpa en la presencia de todos los otros tipos de ingredientes de la pulpa (por ejemplo, fibra termofija) mientras aquellos otros ingredientes también son refinados. Esta co-refinacion de ingredientes de la pulpa forman una pulpa que es superior a una mezcla de la pulpa generada por mezclar simplemente dos pulpas juntas. Agregando dos pulpas y luego simplemente mezclarlas juntas no forma los componentes fibrosos conectados íntimamente y substancialmente uniformes de la pulpa generada por co-refinar los ingredientes de la pulpa en pulpa de acuerdo con la presente invención.

Etapa de Remoción Luego el agua se remueve de la mezcla espesa refinada.

El agua puede removerse por colectar la pulpa en un dispositivo de deshidratación tal como un filtro horizontal, y si se desea, el agua adicional puede removerse por aplicar presión o apretar la torta filtro de la pulpa. La pulpa deshidratada puede opcionalmente luego secarse para un contenido de humedad deseado, y/o puede empacarse o liquidarse en rollos. En algunas modalidades preferidas, el agua se remueve a un grado que la pulpa resultante puede colectarse en una pantalla y liquidarse en rollos. En algunas modalidades, no más de alrededor de 60 % total en peso de agua estando presente, es una cantidad deseada de agua y preferiblemente 4 hasta 60 total % de peso de agua. Sin embargo, en algunas modalidades, la pulpa puede retener más agua, a fin de cantidades elevadas de agua total, tanto como 75 % total de peso de agua, se presentará.

Figuras 1 y 2 Este proceso ahora se describirá con referencia a las Figuras 1 y 2. A lo largo de esta descripción detallada, los caracteres de referencia similar se refieren a elementos similares en todas las figuras. Refiriéndose a la Fig. 1, hay un diagrama de bloques de una modalidad de un proceso húmedo para hacer pulpa "húmeda" de acuerdo con la presente invención. Los ingredientes de la pulpa 1 se agregan a un recipiente 2. El recipiente 2 se proporciona con un mezclador interno, similar a un mezclador en una maquina de lavado. El mezclador dispersa los ingredientes en el agua creando la mezcla substancialmente uniforme. La mezcla espesa mezclada se transfiere a un primer refinador 3 que refina retines la mezcla espesa. Luego, opcionalmente, la mezcla refinada puede transferirse a un segundo refinador 4, y opcionalmente luego a un tercer refinador 5. El tercer refinador se ilustra pero cualquier número de refinadores pueden usarse dependiendo en el grado de uniformidad y refinación deseados. Después del último refinador en la serie de refinadores, la mezcla espesa refinada es opcionalmente transferida a un filtro o separador 6 que permite que la mezcla espesa con sólidos dispersantes a continuación elegir una malla o tamaño de pantalla para pasar y recircular sólidos más grande que una malla elegida o tamaño de pantalla trasera para uno o mas de los refinadores tal como a través de la línea 7 o para un refinador 8 dedicado a refinar esta mezcla espesa recirculada de la cual la mezcla espesa refinada es nuevamente pasada a el filtro o separador 6. La mezcla espesa refinada adecuada pasa del filtro o separador 6 a un filtro de vacío de agua horizontal 9 que remueve agua. La mezcla espesa puede transferirse de punto a punto por cualquier método convencional y aparato tal como con la asistencia de una o más bombas 10. Luego la pulpa se transmitió a un secador 11 que remueve más agua hasta la pulpa, tiene la concentración deseada de agua. Luego la pulpa refinada se empaqueta en un empacador 12. Refiriéndose a la Fig. 2, hay un diagrama de bloques de una modalidad de un proceso seco para hacer pulpa "seca" de acuerdo con la presente invención. Este proceso seco es el mismo como el proceso húmedo excepto después del filtro de vacío de agua horizontal 9. Después del filtro, la pulpa va a través de una prensa 13 que remueve más agua hasta la pulpa, tiene la concentración deseada de agua. Luego la pulpa se pasa a través de un esponjador 14 para esponjar la pulpa y luego un secador 11 para remover más agua. Luego, la pulpa se pasa a través de un rotor 15 y empaquetado en un empacador 12.

II. Segunda Modalidad del Proceso Inventivo En una segunda modalidad, el proceso para hacer la pulpa termofija y de poliarenazol es el mismo como en la primera modalidad del proceso descrito anteriormente con las siguientes diferencias. Previo a combinar todos los ingredientes juntos, ya sea la fibra termofija o la fibra de poliarenazol, o ambos la fibra termofija y la fibra de poliarenazol, puede necesitar ser cortada. Esto se hace al combinar agua con el ingrediente de la fibra. Luego el agua y la fibra se mezclan para formar una primera suspensión y proceso a través de un primer refinador de disco para acortar la fibra. El refinador de disco corta la fibra a un promedio de longitud de no más de 10 cm. El refinador de disco fibrilará también parcialmente y triturará parcialmente la fibra. La otra fibra, que no se agregó previamente, puede acortarse de esta manera para formar una segunda suspensión de proceso. Luego la otra fibra (o la segunda suspensión, se procesa en agua) se combina con la primer suspensión. Más agua se agrega antes o después, o cuando, otros ingredientes se agregan, si es necesario, para incrementar la concentración de agua hasta 95 - 99 % de peso de los ingredientes totales. Después todos los ingredientes se combinan, que pueden ser mezclados, si es necesario, para lograr una mezcla espesa substancialmente uniforme. Los ingredientes en la mezcla espesa son luego co-refinados juntos, esto es, simultáneamente. Esta etapa de refinación incluye sólidos de fibrilación, corte y masticadores en la suspensión tal que todos o substancialmente todos, la fibra termofija y fibra de pol arenazol se convierten a estructuras fibrosas irregularmente formadas. Esta etapa de refinación también dispersa todos los sólidos tal que la mezcla espesa refinada es substancialmente uniforme. Luego el agua se remueve como en la primera modalidad del proceso. Ambos procesos producen la misma o substancialmente la misma fibra termofija y pulpa de poliarenazol .

La Pulpa Inventiva El producto resultante producido por el proceso de esta invención es una pulpa de fibra termofija y poliarenazol para uso como material de refuerzo en productos. La pulpa comprende (a) estructuras fibrosas de fibra termofija irregularmente formada, (b) estructuras fibrosas de poliarenazol irregularmente formada, (c) opcionalmente otros aditivos menores, y (d) agua. La concentración de de los componentes de ingredientes separados en la pulpa corresponde, por supuesto, a las concentraciones descritas previamente de los ingredientes correspondientes usados para hacer la pulpa. Las estructuras fibrosas de fibra termofija y poliarenazol fibrilado tienen tallos y fibrillas. Las fibrillas de fibra termofija y/o tallos son substancialmente enredados con las fibrillas poliarenazol y/o tallos. Las fibrillas son importantes y actúan como como ganchos o sujetadores o tentáculos que adhieren a, y mantienen partículas adyacentes en la pulpa y producto final por ello proporcionan integridad a el producto final . Las estructuras fibrosas de fibra termofija y poliarenazol fibrilado preferiblemente tienen un promedio máximo de dimensión de no más de 5 mm, más preferiblemente 0.1 hasta 4 mm, y más preferiblemente 0.1 hasta 3 mm. Las estructuras fibrosas de fibra termofija y poliarenazol fibplado preferiblemente tienen un promedio ponderado de longitud de no más de 1.3 mm, más preferiblemente 0.7 hasta 1.2 mm, y más preferiblemente 0.75 hasta 1.1 mm. La fibra termofija y pulpa de poliarenazol está sm agregados o conglomerados substanciales del mismo material. Ademas, la pulpa tiene una Libertad de Estándar Canadiense (CSF por sus siglas en inglés) como se mide por la prueba TAPPI T 227 om-92, que es una medida de sus características de drenado, de 100 hasta 700 ml, y preferiblemente 250 hasta 450 ml. El área de la superficie de la pulpa es una medida del grado de fibrilación e influencia la porosidad del producto hecho de la pulpa. En algunas modalidades de esta invención, el área de la superficie de la pulpa es 7 hasta 11 metros cuadrados por gramo. Se cree que las estructuras fibrosas fibriladas, dispersan substancialmente homogéneas a través del material de refuerzo, y la fricción y materiales de fluido sellado, proporcionan, por virtud de las características de alta temperatura de los polímeros de poliarenazol y la fibplación propensa de la fibra de poliarenazol, muchos sitios de refuerzo e incremento de la resistencia al desgaste. Cuando el co-refinado, la mezcla de los materiales termofijos y poliarenazol es tan intima que en una fricción o material de sellado de fluido siempre hay algunas estructuras fibrosas poliarenazol cerradas para las estructuras de la fibra termofija, por lo que la tensión y abrasión del servicio son siempre compartidos. Por ello, cuando es co-refinado, los materiales termofijos y de poliarenazol están en tal íntimo contacto que en un material de fricción o de fluido sellado hay siempre algunas estructuras fibrosas de poliarenazol para las estructuras de fibra termofija por lo que la tensión y abrasión del servicio está siempre compartida.

Material de Sellado de Fluido La invención se dirige además al material de sellado de fluido y procesos para hacer los materiales de fluidos sellados. Los materiales de fluidos de sellado se usan en o como barrera para, prevenir la descarga de fluidos y/o gases y se usan para prevenir la entrada de contaminantes donde dos artículos se unen juntos. Un uso ilustrativo para material de sellado de fluido es en las empaquetaduras. El material de sellado de fluido comprende un aglutinante; opcionalmente al menos un rellenado; y un material de refuerzo que comprende la pulpa termofija y poliarenazol de esta invención. Los aglutinantes adecuados incluyen, pero no se limitan a, hule de nitrilo, hule de butadieno, neopreno, hule de butadieno con estireno, hule de butadieno con nitrilo, y mezclas de los mismos. El aglutinante puede agregarse con todos los otros materiales de partida. El aglutinante es típicamente agregado en la primera etapa del proceso de producción de la empaquetadura, en que los ingredientes secos se mezclan juntos. Otros ingredientes opcionalmente incluyen partículas de hule no curadas y un solvente de hule, o una solución de hule en solvente, para causar el aglutinante para revestir las superficies de los rellenos y pulpa. Los rellenos adecuados incluyen, pero no se limitan a, sulfato de bario, arcillas, talco, y mezclas de los mismos. Los procesos adecuados para hacer materiales de sellado de fluidos son, por ejemplo, un proceso de agregado al batidor o procesos de humedad donde la empaquetadura se hace de una mezcla espesa de materiales, o por lo que se conoce como proceso de calandreado o seco donde los ingredientes se combinan en una solución de hule o elastomérica.

Material de Fricción La pulpa de la presente invención puede usarse como un material de refuerzo en materiales de fricción. Por "materiales de fricción" significa materiales usados para sus características de fricción, tal como coeficiente de fricción, para detener o transferir energía de movimiento, estabilidad a altas temperaturas, resistencia al desgaste, propiedades de amortiguación de ruido y vibración, etc. Los usos ilustrativos para materiales de fricción incluyen balatas de frenos, bloques para frenos, revestimiento de embrague seco, segmentos de cara de embrague, respaldo de balatas de freno /capas aislantes, papeles de transmisión automáticamente, freno húmedo y otros papeles de fricción industrial. En vista de este nuevo uso, la invención es dirigida además para material de fricción y procesos para hacer el material de fricción. Especialmente, el material de fricción comprende un modificador de fricción; opcionalmente al menos un relleno; un aglutinante; y un material de refuerzo fibroso que comprenden la fibra termofija y pulpa de poliarenazol de esta invención. Los modificadores de fricción adecuados son polvos metálicos tal como hierro, cobre y zinc; abrasivos tales como óxidos de magnesio y aluminio; lubricantes, tal como grafitos sintéticos y naturales, y sulfuros de molibdeno y zirconio; y modificadores de fricción orgánicos tal como hules sintéticos y partículas de resina de cascara de nuez de acajú. Los aglutinantes adecuados son resinas termofijas tal como res as fenólicas (esto es, resinas fenólicas lineales (100%) y resinas de varias fenólicas modificadas con hule o epoxi), resinas de melamina, res as de epoxi y resinas poliimida, y mezclas de los mismos. Los rellenos adecuados incluyen barita, carbonato calcico, piedra caliza, arcilla, talco, varios otros polvos de magnesio-aluminio-silicato, wollastonita, atapulgita, y mezclas de los mismos.

Las etapas actuales para hacer el material de fricción pueden variar, dependiendo del tipo de material de fricción deseado. Por ejemplo, métodos para hacer partes de fricción moldeadas generalmente implican la combinación de los ingredientes deseados en un molde, curar la parte, y la configuración de, tratamiento de calor y moler la parte si se desea. La transmisión automotriz y papeles de fricción generalmente pueden hacerse por combinar los ingredientes deseados en una mezcla espesa y hacer un papel en una maquina de papel usando procesos para hacer papeles convencionales. Muchas otras aplicaciones de la pulpa son posibles, incluyendo sus usos como un proceso de ayuda tal como un tixotropo o como uso como un material de filtro. Cuando se usa con un material de filtro, típicamente la pulpa de esta invención se combina con un aglutinante y una forma moldeada, productos de papel o de ho a se hace por métodos convencionales.

Métodos de Prueba Los siguientes métodos de prueba se usaron en los siguientes Ejemplos. La Libertad Estándar Canadiense (CSF) se midió como se describe en el método T 227 TAPPI en conjunto con microscopía óptica. CSF mide la relación de drenaje de una suspensión de pasta diluida. Esta en una prueba útil para evaluar el grado de fibrilacion. Los datos obtenidos de conducta de la realización de esta prueba se expresan como números de Libertad Canadiense, que representa los mililitros de agua que drenan de una mezcla espesa acuosa bajo condiciones específicas. Un gran número indica una alta liberación y una alta tendencia a que el agua se drene. Un bajo número indica una tendencia para la dispersión para drenar lentamente. La libertad es inversamente relativa al grado de fibrilación de la pulpa, ya que un número mayor de fibrillas reducen la relación en la que el agua drena a través de un material formado de papel. Las longitudes de fibra promedio, incluyendo longitud promedio peso - longitud, se determinaron usando un Analizador de Calidad de Fibra (vendido por OpTest Equipment Inc., 900 Tupper St . , Hawkesbury, ON, K6A 3S3 Canadá) seguido por método de prueba T 271 TAPPI . Temperatura: Todas las temperaturas se miden en grados Celsius (°C) . Denier se mide de acuerdo con ASTM D 1577 y es la densidad lineal de una fibra como se expresa como peso en gramos de 9000 metros de fibra. El denier se mide en un Vibroscope de Textechno de Munich, Alemania. Los tiempos de Denier (10/9) es igual a decitex (dtex).

Ejemplos Esta invención ahora se ilustra por los siguientes ejemplos específicos. Todas las partes y los porcentajes son en peso a menos que se indique de otra manera. Los ejemplos preparados de acuerdo con el proceso o procesos de la invención actual se indican por valores numéricos. Los ejemplos comparativos se indican por letras. Los siguientes ejemplos ilustran el sorprendente aumento en el grado de fibplación de una fibra termofija por co-refinado de una cantidad pequeña de fibra de poliarenazol en la presencia de la fibra termofija . El grado de fibrilación es una característica importante de un producto de pulpa. Existe una relación directa entre grado de fibrilación y retención de relleno. Además, la fibplación es útil para alcanzar dispersión uniforme de los productos de pulpa en una variedad de materiales. Una fibra altamente fibplada también será capaz de enlazarse a una matriz más intensamente a través de enredo físico que una fibra no fibrilada. En los ejemplos que siguen, la fibra poli (parafemleno benzobisoxazol) (PBO) se usó como un representativo de la familia de fibra the poliarenazol y fibra acrilica se uso para representar fibras termofija .

Ejemplo A Comparativo Este ejemplo ilustra el material del arte previo que se hace cuando la fibra termofija se refina sin ninguna fibra de poliarenazol estando presente. Los 68.1 gramos de una fibra acrilica 1.9 dtex que tiene una longitud de corte de 9.5 mm (vendido por Sterling Fibers, Inc., 5005 Sterling Way, Pace, FL 32571) se dispersó en 2.7 L agua. La dispersión se pasó 5 veces a través de un refinador de disco sencillo, de velocidad sencilla Sprout-Wadron, 30 cm (vendido por Andptz, Inc., Sprout-Bauer Equipment, Muncy, PA 17756) con el espacio de disco establecido para 0.26 mm, seguido por 12 pasos a través del refinador con un espacio de disco establecido para 0.13 mm. Las propiedades de las de producción 100% material acrílico refinado se muestra en la Tabla 1; La Figura 3 es una micrográfica óptica digital del material mostrando la fibrilación limitada experimentada por este material después de retinar. Un papel se hizo luego del material refinado por dispersión con un desintegrador de pulpa (como se describe en Appendix A de TAPPI 205) 6.7 gramos del material (en una base de peso seca) en 1.5 L de agua durante 3 min, agregando la dispersión a un molde de papel acanillado húmedo que tiene una pantalla con las dimensiones de 21 cm x 21 cm. La dispersión se diluyó luego con 5 L de agua y un papel acanillado húmedo se formó en la pantalla y el exceso de agua se removió con un perno de rodillo. El papel se secó luego a 100°C durante 10 mm en un secador de papel. Las propiedades del papel de producción se muestran en la Tabla 1.

Ejemplo B comparativo Este ejemplo ilustra una pulpa de poliarenazol 100%. Una pulpa PBO 100% se produjo usando el mismo procedimiento como en el Ejemplo A Comparativo con la excepción de usar 68.1 gramos de una fibra PBO 1.7 dtex que tiene una longitud de corte de 12.7 mm (vendido por Toyobo Co., Ltd., Zylon Department, 2-2-8 Dojima-Hama, Kita-Ku Osaka) en lugar de la fibra acrílica. Las propiedades del material refinado PBO 100% para producción se muestran en la Tabla 1; La Figura 4 es una micrográfica óptica digital de la pulpa que muestra la fibrilación de la fibra PBO después de refinar. Un papel se hizo luego (como se describe en el Ejemplo A Comparativo) del material refinado PBO y las propiedades del papel para producción se muestran en la Tabla 2.

Ejemplo 1 Una pulpa de esta invención se produjo usando el mismo procedimiento como en el Ejemplo A Comparativo con la excepción de que se refino una dispersión que contiene una mezcla de las fibras de corte no refinadas de partida del Ejemplo A Comparativo y las fibras de corte no refinadas de partida del Ejemplo B Comparativo, al pasar 17 veces a través del refinador de disco para proporcionar una pulpa co-refinada. La mezcla de fibra contiene 61.7 gramos de una fibra acrílica 1.9 dtex que tiene una longitud de corte de 9.5 mm (vendido por Sterling Fibers, Inc., 5005 Sterling Way, Pace, FL 32571) y 6.4 gramos de fibra PBO 1.7 dtex que tiene una longitud de corte de 12.7 mm (vendido por Toyobo Co . , Ltd., Zylon Department, 2-2-8 Dojima-Hama, Kita-Ku Osaka). La pulpa co-refmada tiene aproximadamente 9 por ciento en peso PBO y 91 por ciento en peso acrílico y propiedades de la pulpa para producción se muestran en la Tabla 1. Un papel se hizo luego (como se describe en el Ejemplo A Comparativo) de la pulpa y las propiedades del papel para producción se muestran en la Tabla 2.

Ejemplo 2 Otra pulpa de esta invención se produjo usando el mismo procedimiento como en el Ejemplo 1 con la excepción de la mezcla que contiene 50.8 gramos de la fibra acrílica 1.9 dtex y 17.3 gramos de la fibra PBO 1.7 dtex. La pulpa co-ref ada tuvo aproximadamente 25 por ciento en peso de PBO y 75 por ciento en peso de acrilico. Las propiedades de la pulpa para producción se muestran en la Tabla 1; La Figura 5 es una micrográfica óptica digital de la pulpa mostrando la fibrilación de ambos PBO y fibra acrílica después de refinar. Un papel se hizo luego (como se describe en el Ejemplo A Comparativo) de la pulpa y las propiedades del papel para producción se muestran en la Tabla 2.

Ejemplo C Comparativo El ejemplo demuestra que el refinado de las fibras termofijas por separado de las fibras poliarenazol y luego mezclado los resultados juntos en una pulpa que proporciona un papel que tiene menor resistencia a la tracción (y por lo tanto menos fibrilación) que un papel hecho de la pulpa co-refinada de esta invención. Una muestra del material refinado hecho en el Ejemplo A Comparativo se mezcló con una muestra del material refinado del Ejemplo B Comparativo en una cantidad de 75% en peso de material acrílico a 25% en peso material PBO (bases de peso seco) usando un desintegrador de pulpa como se describe en Appendix A de TAPPI 205 durante 5 min. El desintegrador TAPPI se usó para mezclar las dos pulpas refinadas de los Ejemplos A y B Comparativos ya que la agitación es suficientemente vigorosa para mezclar y dispersar bien las pulpas previamente refinadas, pero no cambiará su longitud o fibrilación. Las propiedades de la pulpa de producción se muestran en la Tabla 1. Un papel se hizo luego de la pulpa (como se describe en el Ejemplo A Comparativo) y propiedades del papel para producción se muestran en la Tabla 2. Comparando la fuerza del papel del Ejemplo 2 con el papel hecho de este ejemplo revela el papel hecho de la pulpa co-refinada tuvo propiedades físicas significativamente mejoradas (por ejemplo una resistencia al atracción de 0.18 N/cm para el papel de la pulpa co-ref ada contra 0.07 N/cm para el papel hecho de la pulpa de este ejemplo.) El material termofi o refinado como se describe en el Ejemplo A Comparativo no posee apreciables fibras fibriladas. Con la adición de la fibra de poliarenazol a la fibra termofija, y luego refinadas las dos fibras juntas como en los Ejemplos 1 y 2, las fibras termofija resultantes despliegan un alto grado de fibrilación. Este efecto se observa claramente en producto de pulpa co-refmada 25/75 PBO/acrílica mostrada en Figura 3. Esto es interesante para notar que la Libertad Estándar Canadiense (CSF) de la pulpa del Ejemplo 2 sea comparable al CSF obtenido al mezclar 100% pulpa de acrílico con pulpa PBO 100% en una base de peso seco 75/25 como se describe en el Ejemplo C Comparativo. La combinación de los resultados de la microscopía óptica con CSF indica que el material poliarenazol induce la fibrilación en el material termofi a. La longitud de fibra promedio de los productos de pulpa producidos en los Ejemplos se enlistan en la Tabla 1, y es interesante señalar que las muestras co-refmadas tienen una menor longitud de fibra que las muestras que contienen solamente un tipo de fibra. Esto demuestra que por co-refmado con fibra de poliarenazol, muy diferentes tipos de productos de pulpa se producen que no pueden ser alcanzados al simplemente mezclar la pulpa de poliarenazol con otras pulpas.

La Tabla 2 resume resultados de módulo o tenacidad obtenidos de las hojas de prueba hechas en los Ejemplos. Los datos de la hoja de prueba para el Ejemplo 2 muestran que un papel con módulo sorprendentemente alto se puede formar de algunas pulpas de esta invención. El módulo es varias veces superior a papeles de material sencillo y se pueden solamente alcanzar cuando el poliarenazol y termofija se procesan juntos.

Tabla 1 : Tabla 2 : Ejemplo 3 Las balatas para freno de disco que incorporan la pulpa de esta invención se hacen de la siguiente manera. Aproximadamente 20 kilogramos de un polvo de compuesto base que no contiene asbesto que comprende una mezcla de 7% en peso resina de cascara de nuez de cajú, 17% en peso rellenos inorgánicos, 21% en peso grafito, coque y lubricantes, 18% en peso de abrasivos inorgánicos, y 16% en peso de metales suaves se mezclan juntos durante 10 hasta 20 minutos en un mezclador Littleford de 50 litros. El mezclador tiene dos pulsadores de alta velocidad con hojas de la configuración de "estrellas y barras" y un cepillo de ranurado de rotación más lenta . 5 Kilogramos del polvo de compuesto base bien mezclado se combinan luego con la pulpa de esta invención (una pulpa co-refinada siendo 50% poliarenazol y 50% en peso termofijo) en una cantidad de 3.8% en peso, con base en el peso combinado del polvo de compuesto y la pulpa. La pulpa se dispersa luego en el polvo de compuesto base al mezclar para un 5 hasta 10 minutos adicionales. Una vez mezclados, la composición de balata para frenos resultante tiene una apariencia visual normal con la fibra bien dispersada en y completamente recubierta con los polvos de compuesto base, con esencialmente empastamiento no detectable de la pulpa o la segregación de cualquier constituyente. La composición de balata para frenos se vacía luego en un molde de acero de cavidad sencilla por una balata para freno de disco frontal y presión fría a un espesor estándar de alrededor de 5/8 pulgadas (16 mm) y luego se remueve del molde para proporcionar una balata para freno pre-formada que tiene un peso aproximado de 200 gramos. Doce pre-formas replicadas se hacen. Las pre-formas se colocan luego en dos moldes multi-cavidad, colocadas en una prensa comercial, y prensa curada (reticulado y reacción fenólica del aglutinante) a 300°F (149°C) durante alrededor de 15 minutos, con liberación de presión periódica para permitir gases de la reacción fenólica escapen, seguido por horno ligeramente forzado curado a 340°F (171°C) durante 4 horas para completar la referencia cruzada del aglutinante fenólico. La balata curada, moldeada se entierra luego al espesor deseado de alrededor de la mitad de una pulgada (13 mm) .

Ejemplo 4 Este ejemplo ilustra como la pulpa de esta invención se puede incorporar en una empaquetadura agregada al batidor para aplicaciones de sellado de fluido. Agua, hule, látex, rellenos, productos químicos, y la pulpa de esta mvención se combinan en cantidades deseadas para proporcionar una mezcla espesa. En una malla de alambre circulante (tal como una maquina de papel pantalla o alambre), la mezcla espesa se drena en gran medida de su contenido de agua, se seca en un túnel de calentamiento, y se vulcaniza en rollos de calandria calentados para proporcionar un material que tiene un espesor máximo de alrededor de 2.0 mm. Este material se comprime en una prensa hidráulica o dos rollos de calandria, que incrementa la densidad y mejora la obturación. Tales materiales de empaquetadura agregada al batidor generalmente no tienen tan buen sellado como los materiales de fibra comprimida equivalente y son los más adecuados para aplicaciones de temperatura alta a presión moderada. Las empaquetaduras agregadas al batidor encuentran aplicabilidad en la elaboración de empaquetaduras auxiliares del motor o, después de procesamiento posterior, empaquetaduras de cabeza de cilindro. Para este proposito, el producto semi-terminado se lamina en ambos lados de una ho a de metal clavada y se fi a físicamente en lugar de las espigas.

Ejemplo 5 Este ejemplo ilustra como la pulpa de esta invención se puede incorporar en una empaquetadura hecha por un proceso de satinado. Los mismos ingredientes como en el Ejemplo 6 4, menos el agua, se mezclan completamente en seco juntos y se mezclan luego con una solución de goma preparada usando un solvente apropiado. Después de mezclar, el compuesto se trasmite luego generalmente discontinuamente a un rollo de calandria. La calandria consiste de un rollo pequeño que se enfría y un rollo grande que se calienta. El compuesto se alimenta y extrae en la boquilla de calandria por el movimiento de rotación de los dos rollos. El compuesto se adherirá y enrollará por si mismo alrededor del rollo menos caliente en capas generalmente alrededor de 0.02 mm de espesor, dependiendo de la presión, para formar un material para empaquetaduras hecho de las capas de compuesto constituidas. Al hacerlo, el solvente se evapora y la vulcanización del elastómero comienza. Una vez que el espesor del material para empaquetaduras deseado se alcanza, los rollos se detienen y el material para empaquetaduras se corta del rollo caliente y corta y/o perfora al tamaño deseado. Se requiere presión o calentamiento no adicional, y el material está listo para funcionar como una junta. De esta manera las empaquetaduras de hasta alrededor de 7 mm de grueso se pueden fabricar. Sin embargo, la mayoría de las empaquetaduras hechas de esta manera son mucho más delgadas, normalmente siendo de alrededor de 3 mm o menos de espesor. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (20)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. - Una pulpa para usar como un material de refuerzo o procesamiento, caracterizada porque comprende: (a) estructuras fibrosas termofijas fibriladas, las estructuras siendo 60 hasta 97 por ciento en peso de los sólidos totales; (b) estructuras fibrosas de poliarenazol fibriladas siendo 3 hasta 40 por ciento en peso de los sólidos totales; las estructuras fibrosas termofija y la de poliarenazol que tienen una dimensión máxima promedio de no más de 5 mm, una longitud promedio ponderada en longitud de no más de 1.3 mm, y tallos y fibrillas donde las fibrillas termofija y/o tallos se enredan substancialmente con las fibrillas de poliarenazol y/o tallos.
2. 2.- La pulpa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las estructuras fibrosas termofijas son alrededor de 60 hasta 75 por ciento en peso de los sólidos totales .
3. 3.- La pulpa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las estructuras fibrosas de poliarenazol son alrededor de 25 hasta 40 por ciento en peso de los sólidos totales.
4. 4.- La pulpa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque tiene una Libertad Estándar Canadiense (CSF) de 100 hasta 700 ml .
5. 5.- La pulpa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las estructuras fibrosas termofijas son fibras termofijas.
6. 6.- La pulpa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el poliarenazol es un polibenzazol de columna rígida o polímero de polipiridazol de columna rígida.
7. 7. - La pulpa de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque el polibenzazol es un polibenzobisoxazol .
8. 8.- La pulpa de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque el polipiridazol es un polipiridobisimidazol.
9. 9.- Un material de fricción, caracterizado porque comprende : un modificador de fricción seleccionado del grupo que consiste de polvos de metal, abrasivos, lubricantes, modificadores de fricción orgánica, y mezclas de los mismos; un aglutinante seleccionado del grupo que consiste de resinas termofijas, resinas de melamina, resinas de epoxi y resinas de poliimida, y mezclas de los mismos; y la pulpa de de conformidad con la reivindicación 1.
10. 10.- Un tixotropo caracterizado porque comprende la pulpa de conformidad con la reivindicación 1.
11. 11.- Un material de sellado de fluido, caracterizado porque comprende: un aglutinante; y un material de refuerzo fibroso que comprende la pulpa de conformidad con la reivindicación 1.
12. 12.- El material de sellado de fluido de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el aglutinante se seleccionado del grupo que consiste de hule de nitplo, hule de butadieno, neopreno, hule de estireno butadieno, hule de nitplo-butadieno, y mezclas de los mismos.
13. 13.- Un filtro caracterizado porque comprende la pulpa de conformidad con la reivindicación 1 y un aglutinante.
14. 14.- Un proceso para hacer una pulpa termofija y poliarenazol fibrilados para usar como material de refuerzo, caracterizado porque comprende: (a) combinar ingredientes de pulpa incluyendo: (1) fibra termofija que puede ser fibrilada y que tiene una longitud promedio de no más de 10 cm y siendo 60 hasta 97 por ciento en peso de los sólidos totales en los ingredientes; (2) fibra de poliarenazol de columna rígida que tiene una longitud promedio de no más de 10 cm y siendo 3 hasta 40 por ciento en peso de los sólidos totales en los ingredientes; y (3) agua siendo 95 hasta 99 por ciento en peso de los ingredientes totales; (b) mezclar los ingredientes a una mezcla espesa substancialmente uniforme; (c) co-refinar la mezcla espesa al simultáneamente: (1) fibrilar, cortar y triturar la fibra termofija fibrilada y la fibra de poliarenazol a estructuras fibrosas fibriladas de forma irregular con tallos y fibrillas; y (2) dispersar todos los sólidos tal que la mezcla espesa refinada es substancialmente uniforme; y (d) remover agua de la mezcla espesa refinada, para así producir una pulpa termofija y de poliarenazol fibrilada con las estructuras fibrosas termofija y de poliarenazol fibriladas que tienen una dimensión máxima promedio de no más de 5 mm, una longitud promedio ponderada en longitud de no más de 1.3 mm, y las fibrillas y/o tallos termofija fibrilados se enredan substancialmente con las fibrillas poliarenazol y/o tallos.
15. 15.- El proceso de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la fibra termofija tiene una densidad lineal de no más de 10 dtex; y la fibra de poliarenazol tiene una densidad lineal de no más de 2.5 dtex.
16. 16. El proceso de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la pulpa es sin agregados substanciales del mismo material .
17. 17.- El proceso de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque las estructuras fibrosas termofijas son fibras termofijas.
18. 18.- El proceso de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la etapa de refinación comprende pasar la mezcla espesa a través de una serie de refinadores de disco .
19. 19.- Un proceso para hacer una pulpa termofija y de poliarenazol fibrilada para usar como material de fortalecimiento y procesamiento, caracterizado porque comprende: (a) combinar ingredientes incluyendo agua y una primera fibra del grupo que consiste de: (1) fibra termofija que puede fibrilarse siendo 60 hasta 97 por ciento en peso de los sólidos totales en la pulpa; y (2) fibra de poliarenazol de columna rígida siendo 3 hasta 40 por ciento en peso de los sólidos totales en la pulpa; (b) mezclar los ingredientes combinados a una suspensión substancialmente uniforme; (c) refinar la suspensión en un refinador de disco así cortando la fibra para tener una longitud promedio de no más de 10 cm, y fibrilando y triturando al menos una parte de la fibra a estructuras fibrosas fibriladas de forma irregular; (d) combinar ingredientes incluyendo la suspensión refinada, la segunda fibra del grupo de (a) (1 y 2) que tiene una longitud promedio de no más de 10 cm, y agua, si es necesario, incrementar la concentración de agua a 95 -99 por ciento en peso de los ingredientes totales; (e) mezclar los ingredientes, si es necesario, para proporcionar una suspensión substancialmente uniforme; (d) co-refinar la suspensión mezclada de forma simultánea : (1) fibrilar, cortar y triturar los sólidos en la suspensión de tal forma que todas o casi todas las fibras termofija y poliarenazol se convierte a termofijo fibrilado de forma irregular y estructuras fibrosas poliarenazol con tallos y fibrillas; y (2) dispersar todos los sólidos tal que la mezcla espesa refinada es substancialmente uniforme; y (f) remover agua de la mezcla espesa refinada, para con ello producir una pulpa termofija y de poliarenazol con el las estructuras fibrosas de poliarenazol y termofijas fibriladas que tienen una dimensión máxima promedio de no más de 5 mm, una longitud promedio ponderada en longitud de no más de 1.3 mm, y las fibrillas termofijas y/o tallos se enredan substancialmente con las fibrillas de poliarenazol y/o tallos.
20. 20.- El proceso de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque las estructuras fibrosas termofijas son fibras termofijas.