MX2011002288A - Una mezcla de policarbonato aromatico y acido polilactico, el procedimiento rapa preparar la misma y el uso de la misma. - Google Patents

Una mezcla de policarbonato aromatico y acido polilactico, el procedimiento rapa preparar la misma y el uso de la misma.

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Abstract

La presente divulgación atañe a una mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico, al procedimiento para preparar la misma y al uso de la misma. En la presente invención se añade un catalizador de transesterificación durante el procedimiento de preparación con respecto a la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico para mejorar la compatibilidad de los componentes en la mezcla. La mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico se proporciona con buenas propiedades mecánicas, procesabilidad térmica y propiedades retardantes de la llama, y se puede aplicar ampliamente a productos mecánicos o partes, equipos electrónicos y/o partes, material de construcción y/o productos básicos.

Description

UNA MEZCLA DE POLICARBONATO AROMÁTICO Y ÁCIDO POLILÁCTICO. EL PROCEDIMIENTO PARA PREPARAR LA MISMA Y EL USO DE LA MISMA REFERENCIA A SOLICITUDES DE PATENTE RELACIONADAS La presente solicitud reivindica prioridad sobre la solicitud de patente china 200810042811.2 presentada el 11 de septiembre de 2008, cuyo contenido se incorpora en la presente memoria descriptiva por referencia en su totalidad.
CAMPO TÉCNICO La presente invención atañe a resina, especialmente a una mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico, así como a procedimientos para preparar la misma y usos de la misma.
ANTECEDENTES El policarbonato aromático es un polímero que exhibe buena transparencia, buenas propiedades mecánicas (tal como resistencia al impacto) y buena propiedad retardante de la llama. Este polímero se aplica ampliamente en la ingeniería de plásticos y material de construcción, no obstante, la procesabilidad térmica del polímero no es suficiente para ciertas aplicaciones.
El ácido poliláctico es un polímero que posee beuna biodegradabilidad y buena resistencia a la tensión. Este polímero es adecuado para aplicaciones en los campos de materiales biomédicos y materiales respetuosos con el medio ambiente. Además, el ácido poliláctico puede reciclarse con facilidad. El ácido láctico, el monómero del ácido poliláctico, se puede preparar mediante recursos naturales renovables (tales como almidón). Sin embargo, el ácido poliláctico no sólo es un material frágil y de baja resistencia al impacto sino que también posee una baja viscosidad de fusión.
La mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico es un procedimiento factible para combinar las ventajas de estos dos polímeros; no obstante, la escasa compatibilidad entre los polímeros producirá una obvia separación de fases y reducirá significativamente las propiedades mecánicas de la mezcla.
Los documentos JP2007056247, JP2006111858 y JP2006199743 divulgan un procedimiento para mejorar el rendimiento de la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico añadiendo un compatibilizador, en el que el compatibilizador comprende un copolímero injertado basado en resina acrílica o resina de estireno, un copolímero basado en glicidilo o anhídrido y un copolímero injertado de vinilo.
Aunque el compatibilizador mejoró las propiedades mecánicas de la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico, el compatibilizador aumentó los costes de la preparación de la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico.
Los documentos JP2006028299 y EP1792941 divulgaron un procedimiento para mejorar la compatibilidad de la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico añadiendo un extensor de cadena, en el que el extensor de cadena incluyó diisocianato, oligómero de bisfenol A epoxi y carbodiimida. No obstante, este procedimiento aumentaría significativamente el peso molecular de la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico, en consecuencia incrementaría la viscosidad de fusión de la mezcla y haría más difícil de procesar la mezcla.
Por tanto, un objeto era proporcionar una mezcla económica de policarbonato aromático y ácido poliláctico con mejores propiedades mecánicas, así como procedimientos para preparar la misma.
Además, era un objeto proporcionar productos mecánicos y/o partes, equipos electrónicos y/o partes, materiales de construcción y/o productos básicos, que comprende una mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico, así como usos de la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico en la preparación de productos mecánicos y/o partes, equipos electrónicos y/o partes, materiales de construcción y/o productos básicos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Estos y otros objetos se pueden resolver mediante una mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico, que comprende el producto de mezclado de componentes de: (a) 5-95 partes en peso de un policarbonato aromático, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b); (b) 95-5 partes en peso de un ácido poliláctico, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b); y (c) 0,05-1 partes en peso de un catalizador transesterificación, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b).
La mezcla puede además comprender (d) 1 -25 partes en peso de un retardante de llama, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b); y (e) 0,3-2 partes en peso de una resina basada en flúor, preferentemente 0,5-2 partes en peso, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b).
La mezcla puede además comprender (f) 0,5-10 partes en peso de un aditivo, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b), en el que el aditivo se selecciona del grupo constituido por lubricantes, agentes de desmoldeo, agentes de nucleación, estabilizantes, cargas, agentes de refuerzo, agentes antiestáticos, colorantes y/o pigmentos.
Además, un problema subyacente se puede resolver usando un procedimiento para preparar una mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico, que comprende la mezcla de los componentes (a), (b) y (c): (a) 5-95 partes en peso de un policarbonato aromático, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b); (b) 95-5 partes en peso de un ácido poliláctico, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b); y (c) 0,05-1 partes en peso de un catalizador transesterificacion, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b).
El procedimiento puede además comprender añadir (d) 1-25 partes en peso de un retardante de llama, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b); y/o (e) 0,3-2 partes en peso de una resina basada en flúor, preferentemente 0,5-2 partes en peso, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b).
El procedimiento puede además comprender añadir (f) 0,5-10 partes en peso de un aditivo, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b), en el que el aditivo se selecciona del grupo constituido por lubricantes, agentes de desmoldeo, agentes de nucleación, estabilizantes, cargas, agentes de refuerzo, agentes antiestáticos, colorantes y/o pigmentos.
Las ventajas de las composiciones de la presente divulgación incluyen el hecho de que debido a la adición del catalizador transesterificacion durante el procedimiento de la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico, se mejora la compatibilidad de los componentes de la mezcla. Se proporciona la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico con buenas propiedades mecánicas, buena procesabilidad térmica y buena propiedad retardante de llama. La mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico se puede aplicar ampliamente a productos mecánicos y/o partes, equipos electrónicos y/o partes, material de construcción y/o productos básicos.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico proporcionada comprende un producto de la mezcla de los componentes a, b y c.
Componente a El componente a es un policarbonato aromático. El peso molecular ponderado medio del policarbonato aromático (medido mediante cromatografía de permeacion en gel) se puede seleccionar de, entre otros, 10.000-200.000, preferentemente 15.000-80:000, más preferentemente 24.000 32.000.
El policarbonato aromático se puede preparar mediante, por ejemplo, un procedimiento divulgado en los documentos DE-A 1495626, DE-A 2232877, DE-A 2703376, DE-A 2714544, DE-A 3000610 y DE-A 3832396.
El policarbonato aromático se puede preparar mediante, por ejemplo, conversión de compuestos de dihidroxi aromáticos (en lo sucesivo en la presente memoria descriptiva denominados difenoles) con dihaluro de ácido carbónico y/o con dihaluros de ácido dicarboxílico aromático. El haluro de ácido carbónico puede ser, entre otros, fosgeno. Los dihaluros de ácido dicarboxílico aromático se pueden seleccionar del grupo de, entre otros, dihaluros de ácido bencenocarboxílico. De acuerdo con el procedimiento de límite de fase, además, opcionalmente se pueden usar terminadores de cadena o agentes de ramificación. Los terminadores de cadena se pueden seleccionar de, entre otros, monofenoles. Los agentes de ramificación se pueden seleccionar de, entre otros, agentes de ramificación trifuncionales o más que trifuncionales, más preferentemente trifenoles o tetrafenoles. De forma similar, el policarbonato aromático también se puede preparar mediante un procedimiento de polimerización-fusión mediante la conversión de difenoles con carbonato de difenilo.
Los difenoles pueden ser, de forma adecuada, los de la fórmula (I) en la que, A es un enlace sencillo, preferentemente alquileno de C1 a C5, alquilideno de C2 a C5, cicloalquilideno de C5 a C6, -O-, -SO-, -CO, -S-, -S02, amileno de C6 a C12. A puede además incluir opcionalmente anillos aromáticos, heteroátomos o un residuo de la fórmula (II) o (III). seleccionar de, entre otros, alquilo de a C12 o halógeno; el alquilo de C a C12 se puede seleccionar de, entre otros, metilo; el halógeno se puede seleccionar de, entre otros, cloro y/o bromo; x es, en cada caso, de forma independiente, uno de 0, 1 ó 2; p es 1 ó 0; R5 y R6 se seleccionan de forma individual para cada y son, independientemente uno de otro, hidrógeno o alquilo de a C6, preferentemente hidrógeno, metilo o etilo; X^ es carbono; y m significa un número entero de 4 a 7, preferentemente 4 ó 5, con la condición de que, en al menos un átomo X ( R5 y R6 son alquilo de forma simultánea.
Los difenoles se pueden seleccionar de, entre otros, hidroquinona, resorcinol, dihidroxifenoles, bis(hidroxifenil)-alcanos-CÍ-C3, bis(h¡droxifenil)-cicloalcanos-C5-C6, bis(hidroxifenil)éteres, bis(hidroxifenil)sulfóxidos, bis(hidroxifenil)cetonas, bis(hidroxifenil)sulfonas, a,a-bis(hidroxifenil)diisopropilbencenos y también los derivados bromados del anillo y/o clorados del anillo de los mismos. Particularmente preferidos como difenoles son 4,4'-dihidroxidifenilo, bisfenol A, 2,4-bis(4-hidroxidifenilo)-2-metilbutano, 1 ,1-bis(4-hidroxid¡fenil)ciclohexano, 1 ,1-bis(4-hidroxidifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano, 4,4'-dihidroxidifenilsulfuro, 4,4'-dihidroxidifenilsulfona y también los derivados dibromados y tetrabromados o clorados de los mismos, tales como 2,2-bis(3-cloro-4-hidroxidifenil)propano, 2,2-bis(3,5-dicloro-4-hidroxidifenil)propano o 2,2-bis(3,5-dibromo-4-hidroxidifenil)propano. Más preferido como difenilo es 2,2-bis(4-hidroxifenil)propano (bisfenol A). Los difenoles pueden usarse de forma individual o en forma de mezclas arbitrarias. Los difenoles son conocidos en la literatura o se pueden obtener mediante procedimientos conocidos.
Los terminadores de cadena se pueden seleccionar de, entre otros, p-clorofenol, p-terc-butilfenol, aiquilfenoies de cadena larga; los aiquilfenoies de cadena larga se pueden seleccionar de, entre otros, 4-[2-(2,4,4-trimetilpentil)]fenol, 4-(1 ,3-tetrametilbutil)fenol, monoalquilfenol, dialquilfenoles con un total de 8 a 20 átomos de C en los sustituyentes alquilo, tales como 3,5-di-terc-butilfenol, p-iso-octilfenol, p-terc-octilfenol, p-dodecilfenol y 2 (3,5-dimetilheptil)fenol y 4-(3,5-dimetilheptil)fenol. La cantidad de los terminadores de cadena que se van a usar es de 0,5-10%mol en base a 100 %mol de los difenoles usados en el caso dado.
Los policarbonatos aromáticos pueden estar ramificados de una manera conocida, preferentemente a través de la incorporación de 0,05% mol a 2,0% mol de compuestos que tienen funcionalidades de tres o más, en base a 10%% mol, de los difenoles usados; los compuestos que tienen tres o más funcionalidades tienen, preferentemente tres y más grupos fenólicos.
Los dihaluros de ácido dicarboxilico se pueden seleccionar de, entre otros, los dicloruros diácidos de ácido isoftálico, de ácido tereftálico, de éter difenílico de ácido 4,4'-dicarboxílico y de ácido naftaleno-2,6-dicarboxílico; más preferentemente, las mezclas de los dicloruros diácidos de ácido isoftálico y de ácido tereftálico en una proporción entre 1 :20 y 20:1. 1.
Los policarbonatos aromáticos se pueden seleccionar del grupo de, entre otros, policarbonatos de bisfenol A.
La cantidad de los policarbonatos aromáticos que se van a usar es de 5-95 partes en peso, preferentemente 50-90 partes en peso, más preferentemente 70-90 partes en peso, en base a 100 partes en peso del componente a y b.
Componente b El componente b es un ácido poliláctico. El componente b se puede seleccionar de, entre otros, ácido poli L-láctico, ácido poli-D láctico o la mezcla de los mismos. El peso molecular ponderado medio del ácido poliláctico (medido mediante cromatografía de permeación en gel) se puede seleccionar de, entre otros, 15.000-1.000.000, preferentemente de 40.000 a 100.000, más preferentemente de 80.000-100.000 No existe una limitación especial con respecto a la pureza del ácido poliláctico, preferentemente el ácido poliláctico que comprende 80% en peso o más ácido poli-L-láctico y/o ácido poli-D-láctico, más preferentemente el ácido poliláctico que comprende 90% en peso o más ácido poli-L-láctico y/o ácido poli-D-láctico.
La cantidad del ácido poliláctico que se va a usar es de 95-5 partes en peso, preferentemente 50-10 partes en peso, más preferentemente 30-10 partes en peso, en base a 100 partes en peso del componente a y b.
Componente c El componente c es un catalizador de transesterificación. El catalizador de transesterificación es el catalizador que puede acelerar la transesterificación entre los policarbonatos aromáticos y el ácido poliláctico. El catalizador de transesterificación se puede seleccionar de, entre otros, ácidos de Lewis, compuestos que contienen nitrógeno, sales de metal alcalino y sales de metal alcalino-térreo.
Los ácidos de Lewis se pueden seleccionar de, entre otros, compuestos de estaño, compuestos de titanio, compuestos de antimonio, compuestos de cinc y compuestos de boro. Los compuestos de estaño se pueden seleccionar de, entre otros, óxido de dibutil-estaño, oxalato de estaño y acetato de estaño; los compuestos de titanio se pueden seleccionar de, entre otros, titanato de tetrabutilo, titanato de tetrafenilo, oxalato de titanio y dióxido de titanio; los compuestos de antimonio se pueden seleccionar de, entre otros, trióxido de antimonio y sal de tartrato de antimonio; los compuestos de cinc se pueden seleccionar de, entre otros, estearato de cinc y acetilacetonato de cinc; los compuestos de boro se pueden seleccionar de, entre otros, trifenilboro y borato de cinc.
Los compuestos que contienen nitrógeno se pueden seleccionar de, entre otros, hidróxido de amina cuaternaria, amina terciaria, amina secundaria, amina primaria y compuestos heterocíclicos nitrogenosos. El hidrato de amina cuaternaria puede venir indicada por una fórmula general NR4+(OH"), en la que R es un alquilo o arilo que contiene 1-25 átomos de carbono. El hidrato de amina cuaternaria puede seleccionarse de, entre otros, hidróxido de tetrametilamina, hidróxido de tetraetilamina, hidróxido de tetrabutilamina, hidróxido de tetraanilina. La amina terciaria se puede seleccionar de, entre otros, la amina terciaria puede estar indicada por una fórmula general NR3, en la que R es un alquilo o arilo que contiene 1-25 átomos de carbono. La amina terciaria puede seleccionarse de, entre otros, trimetilamina, trioctilamina, trifenilamina, difenilmetilamina. La amina secundaria puede venir indicada por una fórmula general NHR2, en la que R es un alquilo o arilo que contiene 1-25 átomos de carbono. La amina secundaria puede seleccionarse de, entre otros, di-n-propilamina y difenilamina. La amina primaria puede venir indicada por una fórmula general NH2R, en la que R es un alquilo o arilo que contiene 1-25 átomos de carbono. La amina primaria puede seleccionarse de, entre otros, n-octilamina y anilina. Los compuestos heterocíclicos nitrogenosos se pueden seleccionar de, entre otros, piridina, metilpiridina, metoxipiridina, quinolina e imidazol.
Las sales de metales alcalinos se pueden seleccionar de, entre otros, hidróxido de metal alcalino, hidruro de metal alcalino, amida de metal alcalino, carbonato de metal alcalino, fosfato de metal alcalino, borato de metal alcalino y sal orgánica de metal alcalino. La sal orgánica de metal alcalino se puede seleccionar de, entre otros, la sal ácida orgánica de metal alcalino, fenolato de metal alcalino y alcóxido de metal alcalino. El metal alcalino se puede seleccionar del grupo de litio, sodio y calcio.
• Las sales de metales alcalino-térreos se pueden seleccionar de, entre otros, hidróxido de metal alcalino-térreo, hidruro de metal alcalino-térreo, amida de metal alcalino-térreo, carbonato de metal alcalino-térreo, fosfato de metal alcalino-térreo, borato de metal alcalino-térreo y sal orgánica de metal alcalino-térreo. La sal orgánica de metal alcalino-térreo se puede seleccionar de, entre otros, la sal ácida orgánica de metal alcalino-térreo, fenolato de metal alcalino-térreo y alcóxido de metal alcalino-térreo. El metal alcalino-térreo se puede seleccionar de, entre otros, magnesio, calcio y bario.
Más preferido como catalizador de transesterificación es el ácido de Lewis, más preferido como catalizador de transesterificación es titanato de tetrabutilo y óxido de dibutil-estaño.
La cantidad del catalizador de transesterificación que se va a usar es de 0,05-1 partes en peso, preferentemente 0,1-0,5 partes en peso, más preferentemente 0,1-0,2 partes en peso, en base a 100 partes en peso del componente a y b.
Componentes d y e En la presente invención, los componentes de la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico pueden además comprender opcionalmente los componentes d y e.
El componente d es un retardante de la llama. El retardante de la llama puede mejorar la propiedad de retardante de llama de la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico. El retardante de la llama se puede seleccionar de, entre otros, retardante de llama a base de bromo, retardante de llama a base de fósforo, retardante de llama a base del compuesto de nitrógeno, retardante de llama a base de silicio y otro retardante de llama inorgánico.
El retardante de llama a base de bromo se puede seleccionar de, entre otros, oligómeros de tetrabromo bisfenol-A epoxi, oligómeros de tetrabromo de bisfenol-A carbonato y resinas epoxi bromadas.
El retardante de llama a base de fósforo se puede seleccionar de, entre otros, ásteres de fosfato, ésteres de polifosfato y sales de fosfato orgánico. Preferentemente, los retardantes de llama a base de fósforo se escogen de los grupos de ésteres de ácido fosfórico y fosfónico mono y oligomérico, fosfonataminas y fosfacenos. Ésteres de ácido fosfórico o fosfónico mono y oligoméricos preferidos incluyen compuestos de fósforo de fórmula (VIII). en la que R1, R2, R3 y R4, independientemente unos de otros, indican, en cada caso opcionalmente, alquilo de a C8 o cicloalquilo de C5 a C6, arilo de C6 a C20 o aralquilo de C7 a C12 en cada caso sustituido opcionalmente por alquilo, preferentemente alquilo de d a C4 y/o halógeno, preferentemente cloro o bromo, n independientemente uno de otro indica 0 ó 1 , q indica de 0 a 30 y X Indica un radical aromático mono o polinuclear que tiene de 6 a 30 átomos de C o un radical alifático lineal o ramificado que tiene de 2 a 30 átomos de C, que puede estar sustituido por OH y puede contener hasta 8 enlaces éter.
Preferentemente, R1, R2, R3 y R4, independientemente unos de otros, representan alquilo de d a C4, fenilo, naftilo o fenil-alquilo de d-d- Los grupos aromáticos R1, R2, R3 y R4 pueden, a su vez, estar sustituidos por grupos halógeno y/o grupos alquilo, preferentemente cloro, bromo y/o alquilo de d a C4.
Radicales arilo particularmente preferidos son cresilo, fenilo, xilenol, propilfenilo o butilfenilo y los correspondientes derivados bromados y clorados de los mismos.
X en la fórmula (VIII) indica, preferentemente, un radical aromático mono o polinuclear que tiene de 6 a 30 átomos de C. Este deriva, preferentemente, de difenoles de la fórmula (I). n en la fórmula (VIII) puede ser, independientemente uno de otro, 0 ó 1 , y, preferentemente, n es 1. q representa valores de 0 a 30, preferentemente de 0,3 a 20, particularmente preferentemente de 0,5 a 10, en particular de 0,5 a 6, muy particularmente preferentemente de 1,05 a 1 ,6, más preferentemente de 1 ,05 a 1 ,2.
X preferentemente particularmente representa derivados clorados o bromados de la misma y, en particular, X deriva de resorcinol, hidroquinona, bisfenol A o difenilfenol. Particularmente preferentemente, X deriva de bisfenol A.
También se pueden usar mezclas de varios fosfatos como componente e de acuerdo con la invención.
Los compuestos de fósforo de la fórmula (VIII) pueden ser, en particular, fosfato de tributilo, fosfato de trifenilo, fosfato de tricresilo, fosfato de difenilcresilo, fosfato de difeniloctilo, fosfato de difenil-2-etilcresilo, fosfato de tri(isopropilfenilo), oligofosfato unido a resorcinol y oligofosfato unido a bisfenol A. El uso de Ésteres de ácido fosfórico oligomérico de la fórmula (VIII) que derivan de bisfenol A es particularmente preferido.
El oligofosfato en base a bisfenol A de acuerdo con la fórmula (Villa) (Villa) en la que q en la fórmula (Villa) representa valores de 1 ,05 a 1 ,2 es más preferido como componente e.
Los compuestos de fósforo de acuerdo con el componente e se conocen (cf., p. e , los documentos EP-A 0 363 608, EP-A 0640655) o se pueden preparar de forma análoga mediante procedimientos conocidos (p. ej., Ullmanns Enzyklopádie der technischen Chemie, vol. 18, pág. 301 et seq. 1979; Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, vol. 12/1 , pág. 43; Beilstein vol. 6, pág. 177).
Si se usan mezclas de varios compuestos de fósforo y, en el caso de compuestos de fósforo oligoméricos, el valor q indicado es el valor q promedio. EL valor q promedio puede determinarse determinando la composición del compuesto de fósforo (distribución del peso molecular) por medio de un procedimiento adecuado (cromatografía de gases (CG), cromatografía de líquidos de alta presión (HPLC), cromatografía de permeación en gel (GPC) y calculando los valores medios para q a partir de ello.
Las fosfonataminas y los fosfacenos tal como se describen en el documento WO-A 00/00541 y el documento WO-A 01/18105 pueden además usarse como agentes ignífugos.
Un retardante de la llama a base de compuesto de nitrógeno se puede seleccionar de, entre otros, compuestos heterocíclicos nitrogenosos.
Un retardante de la llama a base de silicio se puede seleccionar de, entre otros, resinas de silicona y aceites de silicona.
Otros retardantes inorgánicos de la llama que potencialmente podrían usarse se puede seleccionar de, entre otros, hidróxido de aluminio, borato de cinc y grafito expandido.
Los agentes ignífugos que se pueden usar por sí mismos o en cualquier mezcla deseada con otro o en una mezcla con otros agentes ignífugos.
La cantidad del retardante de la llama que se va a usar es, de forma ventajosa, de 1-25 partes en peso, preferentemente 2-20 partes en peso, más preferentemente 3-15 partes en peso y, más preferentemente 5-15 partes en peso, en base a 100 partes en peso del componente a y b.
El componente e opcional es una resina a base de flúor. La resina a base de flúor puede mejorar la propiedad antigoteo durante la combustión con respecto a la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico.
La resina a base de flúor se puede seleccionar de, entre otros, polímero de estructura C-C que contiene flúor en su unidad repetitiva. Como resina a base de flúor preferida es un polvo mixto de politetrafluoroetileno, en el que el polvo mixto de politetrafluoroetileno consta de politetrafluoroetileno y polímero orgánico. El polímero orgánico se puede seleccionar de, entre otros, copolímero de estireno acrilonitrilo. Como peso molecular ponderado medio preferido de la resina a base de flúor es 100.000-1.000.000.
Otros polímeros orgánicos adecuados son, por ejemplo poliacrilatos. El PTFE está presente en as mezclas mencionadas en lo que antecede (polvos de mezclado) en proporciones de 30 a 70% en peso, preferentemente de 40 a 60% en peso y más particularmente de 40 a 55% en peso.
Se pueden obtener comercialmente mezclas adecuadas, por ejemplo con las marcas Blendex® 449 de GE Speciality Chemicals 0 la serie Metablen-A de Mitsubishi Rayón. Las mezclas se pueden preparar mezclando una emulsión de PTFE con una emulsión de la pareja de mezcla adecuada. Por medio de un procedimiento adecuado tal como coagulación, liofilización, secado por pulverización y similares, se obtiene la mezcla a partir de la mezcla que se ha obtenido.
La cantidad de la resina a base de flúor que se va a usar es de 0,3-2 partes en peso, más preferentemente de 0,5-2 partes en peso, todavía más preferentemente de 0,5-1 ,5 partes en peso, y más preferentemente de 1 ,0-1 ,5 partes en peso, en base a 100 partes en peso del componente a y b.
Componente f En la presente invención, los componentes de la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico pueden además comprender opcionalmente el componente f.
El componente f es un aditivo. El aditivo es al menos uno seleccionado del grupo constituido por lubricantes, agentes de desmoldeo (por ejemplo tetraestearato de pentaeritritol), agentes de nucleación, estabilizantes, cargas, agentes de refuerzo, agentes antiestáticos (por ejemplo negros de carbono conductores, fibras de carbono, fibras de metal, nanotubos de carbono y también agentes antiestáticos orgánicos tales como éteres de polialquileno, sulfonatos de alquilo o polímeros que contienen poliamida), colorantes y pigmentos.
La cantidad del aditivo que se va a usar es, preferentemente, de 0,5-10 partes en peso, más preferentemente 0,5-5 partes en peso, en base a 100 partes en peso del componente a y b.
Un procedimiento adecuado para la preparación y usos del mismo El presente procedimiento para preparar la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico comprende adecuadamente mezclar los componentes a, b y c para obtener la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico.
Los componentes pueden además comprender opcionalmente los componentes d y e.
Los componentes pueden además comprender opcionalmente el componente f.
Después de mezclarlos, los componentes pueden mezclarse con fusión para obtener la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico. La temperatura para la mezcla por fusión es, ventajosamente, igual o superior al punto de fusión del componente b y, también ventajosamente, inferior a la temperatura de descomposición del componente b. Una temperatura adecuada para la mezcla por fusión puede determinarse mediante la proporción entre el policarbonato aromático y ácido poliláctico, cuando mayor sea el contenido del policarbonato aromático, mayor debería ser la temperatura para la mezcla por fusión. La temperatura para la mezcla por fusión puede seleccionarse de, entre otras, 210-260 °C, preferentemente 220-230 °-C.
La mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico se puede procesar hasta varios productos mediante cualquier procedimiento, tal como moldeo por extrusión, moldeo por inyección, moldeo por soplado, hilando en fibras etc. Por ejemplo, mediante el moldeo pór extrusión, la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico se puede convertir en, por ejemplo, una película, una película por soplado, un copo, un tubo, una barra, una cuerda, una fibra y/u otros tipos de productos de moldeo por extrusión. Como otro ejemplo, la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico también se puede procesar en formas diferentes de productos de moldeo por inyección mediante moldeo por inyección.
La mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico se puede usar para fabricar productos mecánicos y/o partes, equipos electrónicos y/o partes, material de construcción y/o productos básicos. Los productos mecánicos y/o partes incluyen, entre otros, una parte integrante, de soporte, de engranaje, válvula, stent, base, palé y/o componentes del motor de un equipo mecánico. Los equipos electrónicos y/o partes incluyen, entre otros, una cubierta, tapa, partes, interruptores, stent, base y/o un palé de equipo electrónico.. El material de construcción incluye, entre otros, una placa de membrana, panel solar, panel de resistencia, caja de luces, marcos de ventana y/o muros-cortina. Los productos básicos incluyen, entre otros, envases para alimentos, envases para líquidos, juguetes, aparatos de oficina, productos de deportes y/o un disco compacto.
EJEMPLOS Los siguientes ejemplos se usaron para ilustrar la presente invención. El propósito de proporcionar los ejemplos siguientes fue sólo ilustrar la presente invención, pero no limitar el alcance de la presente invención. Sin una descripción especial, los números indicados en las Tablas correspondientes a los ejemplos fueron todos valores de partes en peso.
Las propiedades indicadas, en los ejemplos se sometieron a ensayo mediante los procedimientos siguientes. (1 ) Propiedades de tensión Para el experimento de tensión se fabricó una muestra, cuyo espesor fue de 4,0 mm, mediante moldeo por inyección. El Módulo de tensión y el alargamiento de rotura de la muestra se sometieron a ensayo de acuerdo con el procedimiento ISO 527 (50 mm/min). (2) Propiedades de impacto Para el experimento de resistencia al impacto se fabricó una muestra, cuyo espesor fue de 4,0 mm, mediante moldeo por inyección. La resistencia al impacto de la muestra se sometió a ensayo de acuerdo con el procedimiento ISO 180-1A (23 °C, 5,5 J). (3) índices de fusión Se usó un gránulo plástico para realizar el ensayo del índice de fusión de acuerdo con el procedimiento ISO 1 133 (240 °C, 5 Kg). (4) Propiedades retardantes de la llama Para el experimento de combustión se fabricó una muestra con unas dimensiones de 127 mm x 12,7 mm x 3,2 mm mediante moldeo por inyección. La propiedad retardante de la llama se sometió a ensayo de acuerdo con la norma de EE.UU. UL-94, procedimiento del experimento de combustión vertical. De abajo a arriba, las categorías de las propiedades retardantes de llama se clasificaron de V-0, V-1 a V-2. Se consideró que las muestras inconsistentes con las puntuaciones mencionadas con anterioridad estaban fuera del estándar.
Ejemplos 1-6, Ejemplos Comparativos C1-C5 La Tabla 1 correspondía a los Ejemplos 1-4 y los Ejemplos Comparativos C1-C3.
La Tabla 2 correspondía a los Ejemplos 5-6 y los Ejemplos Comparativos C4-C5.
Los componentes siguientes se mezclan de acuerdo con los datos indicados en la Tabla 1 y la Tabla 2: (a) resina de policarbonato bisfenol-A que tiene un peso molecular ponderado medio de 26.000, en la que el peso molecular ponderado medio se midió mediante GPC y se igualó de acuerdo con la muestra patrón de poliestireno. (b) ácido poliláctico que tiene un peso molecular ponderado medio de 100.000, en la que el peso molecular ponderado medio se midió mediante GPC y se igualó de acuerdo con la muestra patrón de poliestireno. (c) titanato de tetrabutilo, en el que su pureza fue del 99,5%.
Usando un extrusor de doble tornillo de 25 mm de diámetro, en las condiciones de una temperatura de cilindro de 220 °C y una velocidad de rotación de 90 rpm, Los componentes mezclados se mezclaron por fusión y se introdujeron en un molde en forma de una hebra fundida, se enfriaron mediante aire frío y, después, a partir de un tallador estándar se obtuvo una composición de resina precipitada.
Las propiedades con respecto a la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico se sometieron a ensayo de acuerdo con el procedimiento mencionado en (1)-(4). Los resultados del ensayo se indican en la Tabla 1 y en la Tabla 2.
Tabla 1 Ejemplos 1-4 y Ejemplos comparativos C1-C3 De acuerdo con los Ejemplos 1-4 y los ejemplos Comparativos C1-C3, La resina que comprende policarbonato aromático puro (por ejemplo, policarbonato bisfenol-A) exhibió buenas propiedades de módulo de tensión, elongación de rotura y resistencia al impacto. No obstante, la fluidez de la resina de policarbonato aromático fue mala; es decir, la procesabilidad térmica de la misma era mala.
La resina que comprende ácido poliláctico puro (por ejemplo, ácido poli-L-láctico) mostró buenas propiedades de fluidez y de tensión. Sin embargo, el alargamiento de rotura y la resistencia al impacto de la resina de ácido poliláctico fue mala; es decir, la resina de ácido poliláctico era frágil.
La compatibilidad de la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico (sin catalizador de transesterificación, C3) fue mala, por tanto, el alargamiento de rotura y la propiedad anti-tensión de la misma no eran las ideales.
Dada la mejora con respecto a la compatibilidad, la mezcla de policarbonato aromático, ácido poliláctico y catalizador de transesterificación (por ejemplo, titanato de tetrabutilo) combina las características de buenas resistencia al impacto, elongación de rotura y propiedad anti-tensión y fluidez.
Tabla 2: Ej emplos 5-6 y Ejemplos Comparativos C4-C5 Ejemplos Ejemplos Comparativos 5 6 C4 C5 Policarbonato Partes en 90 10 90 10 de bisfenol-A peso (a) Ácido poliláctico Partes en 10 90 10 90 (b) peso Titanato de Partes en 0,5 0,5 0 0 tetrabutilo (c) peso Módulo de MPa 2618 3536 2496 3449 tensión Alargamiento en % 101 ,9 39,0 85,0 35,3 la rotura Índice de fluidez cm3/10 min 22,9 105,2 9,8 64,9 volumétrica(IFV) Resistencia al Kj/m2 6,2 3,2 7,3 3,5 impacto De acuerdo con el Ejemplo 5 y el Ejemplo Comparativo 4, El módulo de tensión y el alargamiento de rotura con respecto a la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico que comprende un contenido elevado de policarbonato aromático (por ejemplo, policarbonato bisfenol-A), un bajo contenido de ácido poliláctico (por ejemplo, ácido poli-L-láctico) y catalizador de transesterificacion (por ejemplo, titanato de tetrabutilo) fue mejor que el módulo de tensión y que el alargamiento de rotura con respecto a la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico que comprende policarbonato aromático y ácido poliláctico y ningún catalizador de transesterificacion. resumen, la compatibilidad de la mezcla podría mejorarse añadiendo catalizador de la transesterificacion. Por tanto, la mezcla de policarbonato aromático, ácido poliláctico y catalizador de transesterificacion no sólo posee los beneficios del policarbonato aromático sino también los beneficios del ácido poliláctico.
La mezcla tiene un buen equilibrio de propiedades físicas.
Ejemplos 7-11 , Ejemplo Comparativo C6 La Tabla 3 correspondía a los Ejemplos 7-11 y al Ejemplo Comparativo C6.
Los componentes siguientes se mezclaron de acuerdo con los datos indicados en la Tabla 3: (a) resina de policarbonato bisfenol-A que tiene un peso molecular ponderado medio de 26.000, en la que el peso molecular ponderado medio se igualó de acuerdo con la muestra patrón de poliestireno; (b) ácido poli-L-láctico que tiene un peso molecular ponderado medio 100.000, en la que el peso molecular ponderado medio se igualó de acuerdo con la muestra patrón de poliestireno; (c) titanato de tetrabutilo, en el que su pureza fue del 99,5%; (d) Bisfenol-A bis(difenilfosfato), pureza elevada, (disponible comercialmente Daihachi Chemical Industry Co./CR741); (e) Polvo de mezcla de politetrafluoroetileno (Blendex®449).
Usando un extrusor de doble tornillo de 25 mm de diámetro, en las condiciones de una temperatura de cilindro de 220 °C y una velocidad de rotación de 90 rpm, Los componentes mezclados se mezclaron por fusión y se introdujeron en un molde en forma de una hebra fundida, se enfriaron mediante aire frío y, después, a partir de un tallador estándar se obtuvo una composición de resina precipitada.
Las propiedades con respecto a la mezcla de resina obtenida se sometieron a ensayo de acuerdo con el procedimiento mencionado en (1)-(4). Los resultados del ensayo se enumeran en la Tabla 3.
De acuerdo con los Ejemplos 7-11 y el Ejemplo Comparativo C6, la resina retardante de la llama (por ejemplo, bisfenol-A bis(difenilfosfato) y a base de flúor (por ejemplo polvo de mezcla de politetrafluoroetileno) se podría añadir a los componentes para mejorar la propiedad retardante de la llama y la procesabilidad térmica de la mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico, y mantener sus propiedades mecánicas.
Aunque la presente invención se ilustra a través de los Ejemplos, no está limitada por estos Ejemplos de ningún modo.
Sin desviarse del espíritu y el alcance de la presente invención, los expertos en la técnica pueden realizar cualquier modificación y alternativa. Y la protección de la presente invención se basa en el alcance definido por las reivindicaciones de la presente solicitud.

Claims (28)

REIVINDICACIONES
1. Una mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico, caracterizada porque comprende (a) 5-95 partes en peso de un policarbonato aromático, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b); (b) 95-5 partes en peso de un ácido poliláctico, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b); y (c) 0,05-1 partes en peso de un catalizador de transesterificacion, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b).
2. La mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizada porque la mezcla comprende además (d) 1 -25 partes en peso de un retardante de llama, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b); y (e) 0,3-2 partes en peso de una resina a base de flúor, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b).
3. La mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque la mezcla comprende además (f) 0,5-10 partes en peso de un aditivo, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b), en el que el aditivo es al menos uno seleccionado del grupo constituido por lubricantes, agentes de desmoldeo, agentes de nucleación, estabilizantes, cargas, agentes de refuerzo, agentes antiestáticos, colorantes y pigmentos.
4. La mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizada porque la cantidad del policarbonato aromático es de 70-90 partes en peso y la cantidad del ácido poliláctico es de 30-10 partes en peso, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b).
5. La mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizada porque la cantidad del catalizador de transesterificación es de 0,1-0,5 partes en peso, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b).
6. La mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizada porque la cantidad del catalizador de transesterificación se selecciona del grupo constituido por ácidos de Lewis, compuestos que contienen nitrógeno, sales de metal alcalino y sales de metal alcalino-térreo.
7. La mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque el catalizador de transesterificación se selecciona del grupo constituido por óxido de dibutil-estaño, oxalato de estaño, acetato de estaño, titanato de tetrabutilo, titanato de tetrabutilo, oxalato de titanio, dióxido de titanio, trióxido de antimonio, sal de tartrato de antimonio, acetato de cinc, estearato de cinc, acetilacetonato de cinc, trifenilboro, borato de cinc, hidróxido de tetrametilamina, hidróxido de tetraetilamina, hidróxido de tetrabutilamina, hidróxido de tetraanilina, trimetilamina, trietilamina, trioctilamina, trifenilamina, difenilmetilamina, alquil amina secundaria, aril amina secundaria, alquil amina primaria, aril amina primaria, piridina, metilpiridina, metoxipiridina, quinolina, imidazol, hidróxido de metal alcalino, hidruro de metal alcalino, amida de metal alcalino, carbonato de metal alcalino, fosfato de metal alcalino, borato de metal alcalino, sal orgánica de metal alcalino, hidróxido de metal alcalino-térreo, hidruro de metal alcalino-térreo, amida de metal alcalino-térreo, carbonato de metal alcalino-térreo, fosfato de metal alcalino-térreo, borato de metal alcalino-térreo y sal orgánica de metal alcalino-térreo.
8. La mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque el catalizador de transesterificación es titanato de tetrabutilo.
9. La mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizada porque el policarbonato aromático es policarbonato bisfenol-A.
10. La mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizada porque el ácido poliláctico se selecciona del grupo constituido por ácido poli-L-láctico y ácido poli-D-láctico.
11. La mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque el retardante de la llama se selecciona del grupo constituido por , oligómeros de tetrabromo bisfenol-A epoxi, oligómeros de tetrabromo bisfenol-A carbonato, resinas epoxi bromadas, ésteres de fosfato, ésteres de polifosfato, sales de fosfato orgánico, compuestos heterocíclicos nitrogenosos, resinas de silicona, aceites de silicona, hidróxido de aluminio, borato de cinc y grafito expandido.
12. La mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque la resina a base de flúor es un polvo mixto de politetrafluoroetileno, y el peso molecular ponderado medio del polvo mixto de politetrafluoroetileno es de 100.000-1.000.000.
13. Un procedimiento para preparar una mezcla de policarbonato aromático y ácido poliláctico, caracterizado porque comprende la mezcla de los componentes (a), (b) y (c): (a) 5-95 partes en peso de un policarbonato aromático, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b); (b) 95-5 partes en peso de un ácido poliláctico, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b); y (c) 0,05-1 partes en peso de un catalizador de transesterificación, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b).
14. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque además comprende mezclar (d) y (e) con (a), (b) y (c). (d) 1-25 partes en peso de un retardante de llama, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b)¡ y (e) 0,3-2 partes en peso de una resina a base de flúor, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b).
15. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque además comprende mezclar (f) con (a), (b), (c), (d) y (e). (f) 0,5-10 partes en peso de un aditivo, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b), en el que el aditivo se selecciona del grupo constituido por lubricantes, agentes de desmoldeo agentes de nucleación, estabilizantes, cargas, agentes de refuerzo, agentes antiestáticos, colorantes y pigmentos.
16. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque la cantidad del policarbonato aromático es de 70-90 partes en peso y la cantidad del ácido poliláctico es de 30-10 partes en peso, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b).
17. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque la cantidad del catalizador de transesterificación es de 0,1-0,5 partes en peso, en base a 100 partes en peso del componente (a) y (b).
18. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque el procedimiento de mezclado se lleva a cabo a una temperatura igual o superior al punto de fusión del componente (b).
19. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque el catalizador de transesterificación se selecciona del grupo constituido por ácidos de Lewis, compuestos que contienen nitrógeno, sales de metal alcalino y sales de metal alcalino-térreo.
20. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado porque el catalizador de transesterificación se selecciona del grupo constituido por óxido de dibutil-estaño, oxalato de estaño, acetato de estaño, titanato de tetrabutilo, titanato de tetrabutilo, oxalato de titanio, oxalato de titanio, trióxido de antimonio, sal de tartrato de antimonio, acetato de cinc, estearato de cinc, acetilacetonato de cinc, trifenilboro, borato de cinc, hidróxido de tetrametilamina, hidróxido de tetraetilamina, hidróxido de tetrabutilamina, hidróxido de tetraanilina, trimetilamina, trietilamina, trioctilamina, trifenilamina, difenilmetilamina, alquil amina secundaria, aril amina secundaria, alquil amina primaria, aril amina primaria, piridina, metilpiridina, metoxipiridina, quinolina, imidazol, hidróxido de metal alcalino, hidruro de metal alcalino, amida de metal alcalino, carbonato de metal alcalino, fosfato de metal alcalino, borato de metal alcalino, sal orgánica de metal alcalino, hidróxido de metal alcalino-térreo, hidruro de metal alcalino-térreo, amida de metal alcalino-térreo, carbonato de metal alcalino-térreo, fosfato de metal alcalino-térreo, borato de metal alcalino-térreo y sal orgánica de metal alcalino-térreo.
21. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 20, caracterizado porque el catalizador de transesterificación es titanato de tetrabutilo.
22. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque el policarbonato aromático es policarbonato bisfenol-A.
23. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque el ácido poliláctico se selecciona del grupo constituido por ácido poli-L-láctico y ácido poli-D-láctico.
24. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque el retardante de la llama comprende al menos un componente seleccionado del grupo constituido por oligómeros de tetrabromo bisfenol-A epoxi, oligómeros de tetrabromo bisfenol-A carbonato, resinas epoxi bromadas, ésteres de fosfato, ésteres de polifosfato, sales de fosfato orgánico, compuestos heterocíclicos nitrogenosos, resinas de silicona, aceites de silicona, hidróxido de aluminio, borato de cinc y grafito expandido.
25. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque la resina a base de flúor es un polvo mixto de politetrafluoroetileno y el peso molecular ponderado medio del polvo mixto de politetrafluoroetileno es de 100.000-1.000.000.
26. Un producto mecánico o una parte, un equipo electrónico y/o una parte, un material de construcción y/o un producto básico, caracterizado porque comprende una mezcla de la reivindicación 1.
27. Una parte integrante de soporte, engranaje, válvula, stent, base, palé y/o componente del motor de un equipo mecánico, cubierta, tapa, partes, interruptor, stent, base y/o un palé de un equipo electrónico, placa de membrana, panel solar, panel de resistencia, caja de luces, marco de ventana, muro-cortina, envase para alimentos, envase para líquidos, juguete, aparato de oficina, artículos de deportes y/o un disco compacto, que comprenden una mezcla de acuerdo con la reivindicación 1.
28. Un procedimiento para preparar productos mecánicos o piezas, equipos electrónicos o partes, materiales de construcción y/o productos básicos, que comprenden una mezcla de acuerdo con la reivindicación 1.
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