MX2012014263A - Estructuras compuestas resistentes a la fluencia y procesos para su preparacion. - Google Patents

Abstract

La presente invención se relaciona con el campo de estructuras compuestas, estructuras compuestas sobremoldeadas y procesos para su preparación. Las estructuras compuestas descritas tienen una superficie, cuya superficie tiene por lo menos una porción elaborada de una composición de resina de superficie, y comprenden un material fibroso seleccionado de estructuras no textiles, textiles, guatas fibrosas y combinaciones de estos; el material fibroso se impregna con una composición de resina de matriz, en donde la composición de resina de superficie y la composición de resina de matriz son idénticas o distintas y se seleccionan de composiciones termoplásticas que comprenden a) una o más resinas termoplásticas seleccionadas de poliésteres, poliamidas y mezclas de estos; y b) de o de aproximadamente 0.5 a o a aproximadamente 6.0% en peso de nanoarcillas; los porcentajes en peso se basan en el peso total de la composición termoplástica.

Description

ESTRUCTURAS COMPUESTAS RESISTENTES A LA FLUENCIA Y PROCESOS PARA SU PREPARACION CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención mencionada se relaciona con el campo de estructuras compuestas y procesos para su preparación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Con el objetivo de reemplazar las piezas metálicas para reducir el peso y el costo y, al mismo tiempo, mantener un rendimiento mecánico comparable o superior, se ha desarrollado estructuras a base de materiales compuestos que comprenden una matriz polimérica que contiene un material fibroso. Con este interés cada vez mayor, se ha diseñado estructuras compuestas de plástico reforzado cpn fibra debido a sus propiedades físicas excelentes que resultan de la combinación del material fibroso y la matriz polimérica y se usan en varias aplicaciones de uso final. Se ha desarrollado técnicas de fabricación para mejorar la impregnación del material fibroso con una matriz polimérica para optimizar las propiedades de la estructura compuesta.

En las aplicaciones de alta demanda, tales como las piezas estructurales en aplicaciones automotoras y aeroespaciales , se prefiere los materiales compuestos debido a la combinación única de peso ligero, alta resistencia y resistencia a la temperatura.

Ref.: 236567 Las estructuras de alto rendimiento compuestas pueden obtenerse con el uso de resinas termoendurecibles o resinas termoplásticas como matriz polimérica. Las estructuras compuestas a base de materiales termoplásticos ofrecen diversas ventajas en comparación con las estructuras compuestas a base de materiales termoestables , tales como, por ejemplo, el hecho de que puedan formarse posteriormente o reprocesarse mediante la aplicación' de calor y presión, que se requiera poco tiempo para fabricar las estructuras compuestas debido a que no se necesita ninguna etapa de curado, y debido a su alto potencial para el reciclado. De hecho, durante el procesamiento de termoplásticos no se requiere la reacción química que toma mucho tiempo, que consiste en el reticulado de las resinas termoendurecibles (curado) . Entre las resinas termoplásticas, las poliamidas y los poliésteres son particularmente adecuados para fabricar estructuras compuestas.

Se prefiere las composiciones termoplásticas de poliamida y las composiciones termoplásticas de poliéster para usar en una amplia variedad de aplicaciones que incluyen aplicaciones en vehículos motorizados; piezas para recreación y deportes; electrodomésticos, piezas eléctricas/electrónicas; kit motorizado; y construcciones o dispositivos mecánicos debido a sus buenas propiedades mecánicas, resistencia al calor, resistencia al impacto y resistencia a sustancias químicas, y debido a que pueden moldearse convenientemente y flexiblemente en una gran variedad de artículos de diversos grados de complejidad y dificultad.

Los ejemplos de estructuras compuestas a base de poliésteres termoplásticos o poliamidas termoplásticas se describen en la solicitud de patente de los Estados Unidos núm. 2008/0176090. Se dice que las estructuras compuestas descritas tienen buenas propiedades mecánicas y la apariencia de una superficie lisa.

Los ejemplos de estructuras compuestas a base de poliésteres termoplásticos se describen en la patente de los Estados Unidos núm. 4,549,920 y en la patente de los Estados Unidos núm. 6,369,157.

La patente de los Estados Unidos núm. 4,549,920 describe una estructura compuesta reforzada con fibra elaborada de un poliéster termoplástico, por ejemplo, una resina de tereftalato de polietileno (PET) , y filamentos de refuerzo integrados dentro de la resina.

La patente de los Estados Unidos núm. 6,369,157 describe un estructura compuesta de poliéster termoplástico. La estructura compuesta descrita se elabora al impregnar un material fibroso con oligómeros de poliésteres que se polimerizan rápidamente in situ para formar la estructura compuesta.

La solicitud de patente de los Estados Unidos núm. 2007/0182047 describe un método para producir una estructura compuesta de poliéster termoplástico . El método descrito comprende las etapas de impregnar un material fibroso con oligómeros de poliéster, particularmente, oligómeros cíclicos de PBT, y revestir en uno o ambos lados un poliéster polimerizado con un contenedor de revestimiento externo. Los oligómeros de poliéster se polimerizan rápidamente durante la fabricación de la estructura compuesta.

La patente de los Estados Unidos núm. 5,011,523 describe un compuesto termoplástico fabricado de un material fibroso combinado que se forma de fibras combinadas de poliéster termoplástico y fibras de vidrio. El material fibroso, es decir, las fibras de vidrio, se impregna por calor y presión con el poliéster termoplástico presente en el material fibroso combinado.

La patente de los Estados Unidos núm. 4,255,219 describe un material de láminas termoplásticas útil en la formación de compuestos. El material de láminas termoplásticas descrito está fabricado de poliamida 6 y un ácido carboxilico dibásico o anhídrido o ésteres de este, y por lo menos un protector de refuerzo de largas fibras de vidrio integradas dentro de este. Sin embargo, los compuestos fabricados de poliamida 6 pueden presentar pérdida de sus propiedades mecánicas en un intervalo típico de temperatura de la aplicación de uso final tal como, por ejemplo, desde una temperatura baja (por ejemplo, -40 °C) a una temperatura alta (por ejemplo, +120 °C) .

Para fabricar estructuras compuestas integradas e incrementar el rendimiento de los polímeros, se prefiere, frecuentemente, "sobremoldear" una o más piezas fabricadas de un polímero en una porción o todas las superficies de una estructura compuesta como para rodear o encapsular esas superficies. El sobremoldeado implica la formación, por ejemplo, por moldeo por inyección, de una segunda parte polimérica directamente sobre al menos una porción de una o más superficies de la estructura compuesta para formar una estructura compuesta de dos partes, en donde las dos partes se adhieren entre sí al menos en una interfaz . Se desea que las composiciones poliméricas usadas para impregnar el material fibroso (es decir, la composición polimérica de matriz) y las composiciones poliméricas usadas para sobremoldear el material fibroso impregnado (es decir, la composición polimérica de sobremoldeado) tengan buena adhesión entre sí, extremadamente buena estabilidad dimensional y que conserven sus propiedades mecánicas bajo condiciones adversas, que incluyen ciclado térmico, de tal manera que la estructura compuesta esté protegida bajo condiciones operativas y, por lo tanto, tenga una vida útil incrementada. Los ejemplos de poliamidas que pueden usarse para impregnar una capa fibrosa y para sobremoldear la capa impregnada incluyen poliamidas semiaromáticas . La patente núm. O 2007/149300 describe un artículo de compuesto de poliamida semiaromática que comprende un componente con un material reforzado con fibra que comprende una composición de matriz de poliamida, un componente sobremoldeado con una composición de poliamida, y un adhesivo de coextrusión opcional entre estos, en donde por lo menos una de las composiciones de poliamida es una composición de poliamida semiaromática .

Desafortunadamente, las composiciones de poliamidas o las composiciones de poliésteres convencionales que se usan para impregnar una o más capas fibrosas de refuerzo en las estructuras compuestas y en las estructuras compuestas sobremoldeadas pueden no tener suficiente resistencia a la fluencia (es decir, tendencia a resistirse a la deformación permanente bajo la influencia de esfuerzo) , pueden no tener suficiente estabilidad dimensional y pueden tener propiedades mecánicas reducidas para las aplicaciones más exigentes, todas las cuales pueden afectar la durabilidad y seguridad del artículo con el uso y el tiempo. Un ejemplo de una propiedad mecánica reducida que se deteriora con el uso y el tiempo es el módulo de flexión, es decir, la relación esfuerzo y deformación en la deformación flexional o la tendencia de un material a doblarse. El módulo de flexión se usa, comúnmente, como una indicación de la rigidez del material cuando se flexiona. Cuando una composición de resina se sobremoldea en por lo menos una porción de una estructura compuesta, es posible afectar el alto rendimiento mecánico de la estructura debido a la poca fuerza de unión entre la estructura compuesta y la resina de sobremoldeado, por ejemplo, en el caso del módulo de flexión, la interfase se rompe primero debido a la poca fuerza de unión; por lo tanto, la resistencia flexional de la estructura es menor que cualquiera de sus componentes.

Se necesita una estructura compuesta que combine buena resistencia a la fluencia y buenas propiedades mecánicas, especialmente, módulo de flexión.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Se ha descubierto, sorprendentemente, que los problemas mencionados anteriormente se pueden superar conestructuras compuestas que tienen una superficie, cuya superficie tiene por lo menos una porción elaborada de una resina de superficie, y que comprenden un material fibroso seleccionado de estructuras no tejidas, textiles, guatas fibrosas y combinaciones de estos; el material fibroso se impregna con una composición de resina de matriz, en donde la composición de resina de superficie y la composición de resina de matriz son idénticas o distintas y se seleccionan de composiciones termoplásticas que comprenden a) una o más resinas termoplásticas seleccionadas de poliésteres, poliamidas y mezclas de estos; y b) de o de aproximadamente 0.5 a o a aproximadamente 6.0 % en peso de nanoarcillas ; los porcentajes en peso se basan en el peso total de la composición termoplástica .

La presente descripción describe, además, procesos para elaborar las estructuras compuestas. Los procesos para elaborar la estructura compuesta descrita anteriormente comprenden una etapa de i) impregnar el material fibroso con la composición de resina de matriz, en donde por lo menos una porción de la superficie de la estructura compuesta se elabora de la composición de resina de superficie.

La presente descripción describe, además, procesos para elaborar las estructuras compuestas descritas en la presente descripción. El proceso para elaborar la estructura compuesta descrita en la presente descripción comprende una etapa de aplicar una composición de resina de superficie en una superficie del material fibroso que se impregna con una composición de resina de matriz descrita en la presente descripción.

La presente descripción describe, además, los usos de o de aproximadamente 0.5 a 6.0 % en peso de nanoarcillas en composiciones termoplásticas que comprenden a) una o más resinas termoplásticas seleccionadas de poliésteres, poliamidas y mezclas de estos que se describieron anteriormente para mejorar la resistencia flexional de una estructura compuesta que tiene una superficie, cuya superficie tiene por lo menos una porción elaborada de una composición de resina de superficie, y que comprende un material fibroso seleccionado de estructuras no textiles, textiles, guatas fibrosas y combinaciones de estos; el material fibroso se impregna con una composición de resina de matriz, en donde la composición de resina de superficie y la composición de resina de matriz son idénticas o distintas y se seleccionan de composiciones termoplásticas que comprenden a) una o más resinas termoplásticas seleccionadas de poliésteres, poliamidas y mezclas de estos, en donde los porcentajes en peso se basan en el peso total de la composición termoplástica.

La presente descripción describe, además, estructuras compuestas sobremoldeadas que comprenden: i) un primer componente que tiene una superficie cuya superficie tiene por lo menos una porción elaborada de la composición de resina de superficie y que comprende el material fibroso; el material fibroso se impregna con la composición de resina de matriz, ii) un segundo componente que comprende una composición de resina de sobremoldeado que comprende una o más resinas termoplásticas, en donde la composición de resina de matriz y la composición de resina de superficie son idénticas o distintas y se seleccionan de composiciones termoplásticas que comprenden a) una o más resinas termoplásticas seleccionadas de poliésteres, poliamidas y mezclas de estos; y b) de o de aproximadamente 0.5 a o a aproximadamente 6.0 % en peso de las nanoarcillas descritas en la presente descripción; los porcentajes en peso se basan en el peso total de la composición termoplástica, y en donde el segundo componente se adhiere al primer componente con por lo menos una porción de la superficie del primer componente .

La presente descripción describe, además, los usos de o de aproximadamente 0.5 a 6.0 % en peso de nanoarcillas en composiciones termoplásticas que comprenden a) una o más resinas termoplásticas seleccionadas de poliésteres, poliamidas y mezclas de estos que se describieron anteriormente para mejorar la resistencia flexional de una estructura compuesta sobremoldeada que comprende un primer componente que tiene una superficie y un segundo componente de una estructura compuesta sobremoldeada; el porcentaje en peso se basa en el peso total de la nanoarcilla y la resina o resinas termoplásticas seleccionadas de poliésteres, poliamidas y mezclas de estos, en donde el segundo componente se adhiere al primer componente con por lo menos una porción de la superficie del primer componente, en donde la superficie del primer componente tiene por lo menos una porción elaborada de una composición de resina de superficie y comprende un material fibroso seleccionado de estructuras no tejidas, textiles, guatas fibrosas y combinaciones de estos, tales como las descritas anteriormente; el material fibroso se impregna con una composición de resina de matriz, en donde el segundo componente comprende una composición de resina de sobretnoldeado que comprende una o más resinas termpplásticas, y en donde la composición de resina de matriz y la composición de resina de superficie son idénticas o distintas y se seleccionan de composiciones termoplásticas que comprenden a) una o más resinas termoplásticas seleccionadas de los poliésteres, poliamidas y mezclas de estos que se describieron anteriormente.

La presente descripción describe, además, procesos para elaborar las estructuras compuestas sobremoldeadas descritas en la presente descripción. El proceso comprende una etapa de sobremoldear la estructura compuesta descrita en la presente descripción con la composición de resina de sobretnoldeado .

La estructura compuesta y las estructuras compuestas sobremoldeadas de conformidad con la presente invención muestran una combinación de rendimiento a la fluencia a largo plazo mejorado, un módulo de flexión mejorado, es decir, rigidez al flexionar, y una fuerza de unión incrementada, de manera que la interfase entre la estructura compuesta y la resina de sobremoldeado no falle prematuramente y permita, de ese modo, que la estructura demuestre la fuerza de unión de sus componentes.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Definiciones Las siguientes definiciones deben usarse para interpretar el significado de los términos descritos en la descripción y mencionados en las reivindicaciones.

Como se usa en la presente descripción, el artículo "un" indica uno asi como más de uno y no necesariamente limita su sustantivo referente al singular.

Como se usa en la presente descripción, los términos "aproximadamente" y "a o aproximadamente" significan que la cantidad o valor en cuestión puede ser el valor designado o algún otro valor aproximadamente igual. La frase pretende significar que valores similares promueven resultados o efectos equivalentes.

Estructuras Compuestas Las estructuras compuestas descritas en la presente descripción comprenden un material fibroso que se impregna con una composición de resina de matriz. Al menos una porción de la superficie de la estructura compuesta se elabora de una composición de resina de superficie.

Material fibroso Para los propósitos de la presente descripción, "un material fibroso que se impregna con una composición de resina de matriz" se refiere a que la composición de resina de matriz encapsula e integra el material fibroso para formar una red interpenetrante de material fibroso sustancialmente rodeado por la composición de resina de matriz. Para los fines de la presente descripción, el término "fibra" se define como un cuerpo macroscópicamente homogéneo con una relación alta de longitud y ancho en toda su área de sección transversal, perpendicular a su longitud. La sección transversal de la fibra puede ser de cualquier forma pero, típicamente, es redonda.

El material fibroso puede tener cualquier forma adecuada conocida para aquellos con experiencia en la técnica y se selecciona, preferentemente, de estructuras no tejidas, textiles, guatas fibrosas y combinaciones de estos. Las estructuras no tejidas se pueden seleccionar de estructuras con orientación aleatoria de fibras o con fibras alineadas. Los ejemplos de estructuras con orientación aleatoria de fibras incluyen, pero no se limitan a, material picado y continuo que puede estar en forma de un protector, un protector cosido con aguja o un fieltro. Los ejemplos de estructuras con fibras alineadas incluyen, pero no se limitan a, hebras de fibras unidireccionales, hebras bidireccionales, hebras multidireccionales y textiles multiaxiales . Los textiles se pueden seleccionar de formas tejidas, tejidos, trenzas y una combinación de estos.

El material fibroso puede tener forma continua o discontinua. Según la aplicación de uso final de la estructura compuesta y las propiedades mecánicas requeridas, se puede usar más de un material fibroso, ya sea con diversos materiales fibrosos iguales o con una combinación de materiales fibrosos distintos, es decir, la estructura compuesta descrita en la presente descripción puede comprender uno o más materiales fibrosos. Un ejemplo de una combinación de materiales fibrosos distintos es una combinación que comprende una estructura no tejida como, por ejemplo, un protector aleatorio plano ubicado como capa central y uno o más materiales fibrosos tejidos continuos ubicados como capas externas. Tal combinación permite una mejora del procesamiento y, por lo tanto, de la homogeneidad de la estructura compuesta, lo que produce propiedades mecánicas mejoradas. El material fibroso se puede elaborar de cualquier material adecuado o mezcla de materiales siempre que el material o la mezcla de materiales soporte las condiciones de procesamiento usadas durante la impregnación por la composición de resina de matriz y la composición de resina de poliamida de superficie.

Preferentemente, el material fibroso se elabora de fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de aramida, fibras de grafito, fibras metálicas, fibras cerámicas, fibras naturales o mezclas de estas; con mayor preferencia, el material fibroso se elabora de fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de aramida, fibras naturales o mezclas de estas; y, aún con mayor preferencia, el material fibroso se elabora de fibras de vidrio, fibras de carbono y fibras de aramida o mezclas de estas. Como se mencionó anteriormente, se puede usar más de un material fibroso. Es posible usar una combinación de materiales fibrosos elaborados de distintas fibras, tales como, por ejemplo, una estructura compuesta que comprende una o más capas centrales elaboradas de fibras de vidrio o fibras naturales y una o más capas superficiales elaboradas de fibras de carbono o fibras de vidrio. Preferentemente, el material fibroso se selecciona de estructuras tejidas, estructuras no tejidas o combinaciones de estas, en donde las estructuras se elaboran de fibras de vidrio, y en donde las fibras de vidrio son filamentos de vidrio E con un diámetro entre 8 y 30 µp? y, preferentemente, con un diámetro entre 10 y 24 µ??.

El material fibroso puede ser una mezcla de un material termoplástico y los materiales descritos anteriormente, por ejemplo, el material fibroso puede estar en forma de hilos combinados o tejidos en conjunto o un material fibroso impregnado con un polvo elaborado del material termoplástico idóneo para procesar posteriormente en formas tejidas o no tejidas o una mezcla para usar como un material unidireccional.

Preferentemente, la relación entre el material fibroso y los materiales poliméricos, es decir, la combinación de la composición de resina de matriz y la composición de resina de superficie es por lo menos 30 % y, con mayor preferencia, entre 40 y 60 %; el porcentaje es un porcentaje de volumen en base al volumen total de la estructura compuesta.

Composiciones de resina de matriz y composiciones de resina de superficie La composición de resina de matriz y la composición de resina de superficie son idénticas o distintas y se seleccionan de composiciones termoplásticas que comprenden a) una o más resinas termoplásticas independientemente seleccionadas de poliésteres, poliamidas y mezclas de estos; y b) de o de aproximadamente 0.5 a o a aproximadamente 6.0 % en peso de nanoarcillas ; los porcentajes en peso se basan en el peso total de la composición termoplástica. Según las aplicaciones de uso final y el comportamiento de fluencia y propiedades mecánicas que se desean, la resina o resinas termoplásticas comprendidas en la composiciones termoplásticas descrita en la presente descripción se seleccionan de poliésteres, poliamidas alifáticas, poliamidas semiaromáticas y mezclas de estos.

Las poliésteres termoplásticos se derivan, típicamente, de uno o más ácidos dicarboxílieos (en donde, en la presente descripción, el término "ácido dicarboxílico" se refiere, además, a derivados de ácido dicarboxílico, tales como ésteres) y dioles. En poliésteres preferidos los ácidos dicarboxílicos comprenden uno o más de ácido tereftálico, ácido isoftálico y ácido dicarboxílico de 2 , 6-naftaleno, y el componente diol comprende uno o más de H0(CH2)nOH (I); 1,4-ciclohexanodimetanol; HO (CH2CH20) mCH2CH2OH (II) ; y HO(CH2CH2CH2CH20) zCH2CH2CH2CH2OH (III), en donde n es un entero de 2 a 10, m es en promedio de 1 a 4, y z es en promedio de aproximadamente 1 a aproximadamente 40. Nótese que (II) y (III) pueden ser una mezcla de compuestos, en donde m y z, respectivamente, pueden variar, y que dado que m y z son promedios, no tienen que ser enteros. Otros ácidos dicarboxílicos que pueden usarse para formar el poliéster termoplástico incluyen el ácido sebácico y el ácido adípico. Los ácidos hidroxicarboxílicos , tales como el ácido hidroxibenzoico, pueden usarse como comonómeros . Los ejemplos de poliésteres termoplásticos que pueden comprenderse en las composiciones descritas en la presente descripción incluyen, pero no se limitan a, los seleccionados de polietileno tereftalato (PET) , politrimetileno teref alato (PTT) , poli (tereftalato de 1 , 4 -butileno) (PBT) , poli (2 , 6-naftoato de etileno) (PEN) , poli (tereftalato de 1, 4 -ciclohexildimetileno) (PCT) y copolímeros y combinaciones de estos.

Las poliamidas son productos de condensación de uno o más ácidos dicarboxílicos y una o más diaminas, y/o uno o más ácidos aminocarboxílieos , y/o productos de polimerización por apertura de anillo de una o más lactamas cíclicas. La poliamida o poliamidas se seleccionan, preferentemente, de poliamidas completamente alifáticas, poliamidas semiaromáticas y combinaciones de estas; se prefiere las poliamidas semiaromáticas.

El término "semiaromáticas" se refiere a las poliamidas que comprenden por lo menos algunos monómeros que contienen grupos aromáticos, en comparación con poliamidas "completamente alifáticas" que se refiere a las poliamidas que comprenden monómero(s) de ácidos carboxílicos alifáticos y monómero(s) de diamina alifáticas.

Las poliamidas semiaromáticas pueden derivarse de uno o más componentes de ácidos carboxílicos alifáticos y componentes de diaminas aromáticas, tales como, por ejemplo, m-xililendiamina y p-xililendiamina, pueden derivarse de uno o más componentes de ácidos carboxílicos aromáticos y uno o más componentes de diamina o pueden derivarse de componentes de ácidos carboxílicos y componentes de diamina.

Preferentemente, las poliamidas semiaromáticas se forman de uno o más componentes de ácidos carboxílicos aromáticos y uno o más componentes de diamina. El o los ácidos carboxílicos aromáticos pueden ser ácido tereftálico o mezclas de ácido tereftálico y otro u otros ácidos carboxílicos tales como ácido isoftálico, ácido itálico sustituido tal como, por ejemplo, ácido 2 -metiltereftálico e isómeros sustituidos o no sustituidos de ácido naftalendicarboxílico, en donde el componente de ácidos carboxílicos contiene por lo menos 55 % en moles de ácido tereftálico (el % en moles se basa en la mezcla de ácidos carboxílicos) . Preferentemente, el o los ácidos carboxílicos aromáticos se seleccionan de ácido tereftálico, ácido isoftálico y mezclas de estos y, con mayor preferencia, el o los ácidos carboxílicos son mezclas de ácido tereftálico y ácido isoftálico, en donde la mezcla contiene por lo menos 55 % en moles de ácido tereftálico. Con mayor preferencia, el o los ácidos carboxílicos son 100 % ácido tereftálico. Además, el ácido o ácidos carboxílicos pueden mezclarse con uno o más ácidos carboxílicos alifáticos, como ácido adípico; ácido pimélico; ácido subérico; ácido azelaico; ácido sebácico y ácido dodecanodioico; se prefiere el ácido adípico. Con mayor preferencia, la mezcla de ácido tereftálico y ácido adípico comprendida en la mezcla o mezclas de ácidos carboxílicos de la poliamida semiaromática contiene por lo menos 55 % en moles de ácido tereftálico. La poliamida o poliamidas semiaromáticas descritas en la presente descripción comprende una o más diaminas que pueden seleccionarse entre diaminas que tienen cuatro o más átomos de carbono, que incluyen, pero no se limitan a, diamina de tetrametileno, diamina de hexametileno, diamina de octametileno, diamina de decametileno, diamina de 2-metilpentametileno, diamina de 2-etiltetrametileno, diamina de 2-metiloctametileno; diamina de trimetilhexametileno, bis (p-aminociclohexil ) metano; y/o mezclas de estos. Preferentemente, la diamina o diaminas de las poliamidas semiaromáticas descritas en la presente descripción se seleccionan de diamina de hexametileno, diamina de pentametileno de 2 -metilo y mezclas de estas y, con mayor preferencia, la diamina o diaminas de las poliamidas semiaromaticas descritas en la presente descripción se seleccionan de diamina de hexametileno y mezclas de diamina de hexametileno y diamina de pentametileno de 2 -metilo, en donde la mezcla contiene por lo menos 50 % en moles de diamina de hexametileno (el % en moles se basa en la mezcla de diaminas) . Los ejemplos de las poliamidas semiaromáticas útiles en las composiciones descritas en la presente descripción están disponibles comercialmente bajo la marca registrada Zytel® HTN de E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware.

Las poliamidas completamente alifáticas son homopolimeros , copolímeros o terpolímeros formados de monómeros alif ticos y alicíclicos, tales como diaminas, ácidos dicarboxílieos , lactamas, ácidos aminocarboxílicos y sus equivalentes reactivos. Las poliamidas completamente alifáticas consisten, preferentemente, en unidades de repetición alifáticas derivadas de monómeros seleccionados de uno o más del grupo que consiste en: i) ácidos dicarboxílieos alif ticos que tienen de 6 a 20 átomos de carbono y diaminas alifáticas que tienen de 4 a 20 átomos de carbono; y ii) lactamas y/o ácidos aminocarboxílicos que tienen de 4 a 20 átomos de carbono.

Como se usa en la presente descripción, el término "poliamida completamente alifática" se refiere, además, a copolímeros derivados de dos o más de tales monómeros y combinaciones de dos o más poliamidas completamente alif ticas.

Los ácidos dicarboxílicos alifáticos adecuados que tienen de 6 a 20 átomos de carbono incluyen ácido adípico (C6) , ácido pimélico (C7) , ácido subérico (C8) , ácido acelaico (C9) , ácido decanodioico (CIO) , ácido undecanodioico (Cll) , ácido dodecanodioico (C12) , ácido tridecanodioico (C13) , ácido tetradecanodioico (C14) y ácido pentadecanodioico (C15) , ácido hexadecanoico (C16) , ácido octadecanoico (C18) y ácido eicosanoico (C20) .

Las diaminas alifáticas adecuadas que tienen de 4 a 20 átomos' de carbono incluyen diamina de tetrametileno, diamina de hexametileno, diamina de octametileno, diamina de nonametileno, diamina de decametileno, diamina de dodecametileno, diamina de 2 -metilpentametileno, diamina de 2-etiltetrametileno, diamina de 2-metiloctametileno, diamina de trimetilhexametileno y bis (p-aminociclohexil) metano .

Las lactamas adecuadas son caprolactama y laurolactama. Las poliamidas completamente alifáticas incluyen PA46, PA6; PA66; PA610; PA612; PA613; PA614; PA 615; PA616; PA10; PA11; PA 12; PA1010; PA1012; PA1013 ; PA1014; PA1210; PA1212; PA1213; 1214 y copolímeros y mezclas de estas. Ejemplos adicionales preferidos de poliamidas completamente alifáticas en la composición de resina de matriz y/o composición de resina de superficie y/o composición de resina de sobremoldeado descritas en la presente descripción son PA66 (poli (adipamida de hexametileno), PA612 (poli (dodecanoamida de hexametileno) y combinaciones- de estas y están disponibles comercialmente con la marca registrada Zytel® de E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware.

En las unidades de repetición que comprenden una diamina y un ácido dicarboxílico, la diamina se designa primero. Las unidades de repetición derivadas de otros aminoácidos o lactamas se designan como números individuales que designan la cantidad de átomos de carbono. La siguiente lista ejemplifica las abreviaturas usadas para identificar monómeros y unidades de repetición en las poliamidas (PA) : HMD diamina de hexametileno (o 6 cuando se usa en combinación con un diácido) AA ácido adípico DMD diamina de decametileno DDMD diamina de dodecametileno TMD diamina de tetrametileno 46 unidad de repetición polimérica formada de TMD y AA 6 unidad de repetición polimérica formada de e- caprolac ama 66 unidad de repetición polimérica formada de HMD y AA 610 unidad de repetición polimérica formada de HMD y ácido decanodioico 612 unidad de repetición polimérica formada de HMD y ácido dodecanodioico 613 unidad de repetición polimérica formada de HMD y ácido tridecanodioico 614 unidad de repetición polimérica formada de HMD y ácido tetradecanedioico 615 unidad de repetición polimérica formada de HMD y ácido pentadecanodioico 616 unidad de repetición polimérica formada de HMD y ácido hexadecanoico 10 unidad de repetición polimérica formada de ácido 10 -aminodecanoico 1010 unidad de repetición polimérica formada de DMD y ácido decanodioico 1012 unidad de repetición polimérica formada de DMD y ácido dodecanodioico 1013 unidad de repetición polimérica formada de DMD y ácido tridecanodioico 1014 unidad de repetición polimérica formada de DMD y ácido tetradecanedioico 11 unidad de repetición polimérica formada de ácido 11-aminoundecanoico 12 unidad de repetición polimérica formada de ácido 12 -aminododecanoico 1210 unidad de repetición polimérica formada de DDMD y ácido decanodioico 1212 unidad de repetición polimérica formada de DDMD y ácido dodecanodioico 1213 unidad de repetición polimérica formada de DDMD y ácido tridecanodioico 1214 unidad de repetición polimérica formada de DDMD y ácido tetradecanodioico Nanoarcillas Las composiciones termoplásticas descritas en la presente descripción comprenden de o de aproximadamente 0.5 a o a aproximadamente 6.0 % en peso, preferentemente, de o de aproximadamente 1.0 a o a aproximadamente 5.0 % en peso de nanoarcillas; los porcentajes en peso se basan en el peso total de la composición termoplástica. Las nanoarcillas se encuentran disponibles en distintas formas, por ejemplo, como el compuesto en sí o como un concentrado o mezcla madre con concentraciones relativamente altas de nanoarcillas en una matriz polimérica.

Las nanoarcillas pueden ser silicatos en capas y, preferentemente, silicatos de aluminio y/o magnesio. Las nanoarcillas pueden estar en forma de fibrillas, plaquetas u otras formas y tienen un diámetro en el intervalo de o de aproximadamente 10 a o a aproximadamente 5000 nm. El grosor de las capas es menor que aproximadamente 2 nm. Las nanoarcillas pueden ser de origen natural o preparadas sintéticamente.

Las nanoarcillas preferidas son fibrillas que tienen diámetros numéricos promedio menores o iguales que aproximadamente 70 nanómetros y longitudes numéricas promedio de hasta aproximadamente 1000 nanómetros. Preferentemente, las nanoarcillas comprendidas en las composiciones termoplásticas descritas en la presente descripción se seleccionan independientemente de arcillas tipo sepiolita, arcillas tipo esmectita, tales como montmorillonita, hectorita, saponita, beidelita, nontronita, bentonita o saponita y mezclas de estas. Con mayor preferencia, las nanoarcillas comprendidas en las composiciones termoplásticas descritas en la presente descripción son arcillas tipo sepiolita.

Las arcillas tipo sepiolita son materiales fibrosos en capas, en donde cada capa está constituida por dos láminas de unidades tetraédricas de silicio unidas a una lámina central de unidades octaédricas que contienen iones magnesio (ver, por ejemplo, Polymer International, 53, 1060-1065 (2004) y las figuras 1 y 2 en L. Bokobza et al., Polymer International, 53, 1060-1065 (2004)). Como se usa en la presente descripción, el término "arcillas tipo sepiolita" incluye atapulguita, así como la sepiolita en sí.

La sepiolita (Mg4Si6Oi5 (OH) 2 · 6 (H20) es un rellenador de silicato magnésico hidratado que muestra una relación de aspecto alta debido a su estructura fibrosa. Única entre los silicatos, la sepiolita se compone de cristalitas largas similares a listones, en donde las cadenas de sílice van paralelas al eje de la fibra. El material ha demostrado tener dos formas, una forma y una forma ß. Se sabe que la forma son haces de fibras y la forma ß está presente como agregados amorfos .

La atapulguita (también denominada paligorskita) es casi estructuralmente y químicamente idéntica a la sepiolita, excepto que la atapulguita tiene una célula unitaria ligeramente menor.

Las arcillas tipo sepiolita se encuentran disponibles en una forma no modificada de pureza alta (conocida, además, como forma no revestida) ; Los ejemplos de tales arcillas tipo sepiolita incluyen las arcillas de sepiolita S-9 de Pangel® de Tolsa Group, España. Preferentemente, la nanoarcilla se encuentra en forma de un particulado fino, por lo que se puede dispersar fácilmente en la fusión termoplástica .

Las arcillas tipo sepiolita usadas en las composiciones termoplásticas descritas en la presente descripción pueden ser arcillas tipo sepiolita modificadas o no modificadas. El término "no modificadas" se refiere a que la superficie de las arcillas tipo sepiolita no se ha tratado con un compuesto orgánico, tal como un compuesto onio (por ejemplo, para hacer que su superficie sea menos polar) .

Las fibras de arcillas tipo sepiolita comprendidas en las composiciones termoplásticas descritas en la presente descripción tienen cada una un ancho (x) y un grosor (y) menores que 50 nm y, adicionalmente, tienen una longitud (z) . En una modalidad la arcilla tipo sepiolita es un grado reológico, como se describe en las patentes europeas núm. EP0454222 y EP0170299 y se comercializa con la marca registrada Pangel® por Tolsa, S. A., España. El término "grado reológico" se refiere a arcillas tipo sepiolita con un área de superficie específica mayor que 120 m2/g (N2, BET) y dimensiones de fibras típicas: 200-2000 nm de largo, 10-30 nm de ancho y 5-10 nm de grosor. Las arcillas tipo sepiolita de grado reológico pueden obtenerse de arcillas tipo sepiolita naturales por medio de procesos especiales de micronización que prácticamente evitan la rotura de las fibras de sepiolita, de manera que las arcillas tipo sepiolita se dispersen fácilmente en agua y otros líquidos polares, y tienen una superficie externa con un grado alto de irregularidad, una superficie específica alta, preferentemente, mayor que 300 m2/g, y una densidad alta de centros activos para la adsorción. Los centros activos permiten enlaces de hidrógeno importantes que proporcionan a las arcillas tipo sepiolita de grado reológico una capacidad alta para retención de agua. La naturaleza microfibrosa de las arcillas tipo sepiolita de grado reológico hace de las arcillas tipo sepiolita un material con alta porosidad y baja densidad aparente. Adicionalmente, la sepiolita de grado reológico tiene una capacidad muy baja para el intercambio catiónico (10-20 meq/100 g) y la interacción con electrolitos es muy débil, lo que a su vez hace que la sepiolita de grado reológico no se vea prácticamente afectada por la presencia de sales en el medio donde se encuentra y, por lo tanto, permanece estable en un amplio intervalo de pH.

Las cualidades mencionadas anteriormente de la sepiolita de grado reológico se pueden atribuir, además, a la atapulguita de grado reológico con tamaños de partículas menores que 40 micrones, tales como, por ejemplo, la variedad de artículos ATTAGEL® (por ejemplo, atapulguita 40 ATTAGEL® y atapulguita 50 ATTAGEL®) que elabora y comercializa BASF, Florhan Park, N.J. 07932, y la variedad MIN-U-GEL de Floridin Company.

Aditivos La composición de resina de superficie descrita en la presente descripción y/o la composición de resina de matriz pueden comprender, además, uno o más modificadores de impacto, uno o más estabilizadores de calor, uno o más agentes de refuerzo, uno o más estabilizadores de luz ultravioleta, uno o más agentes retardantes de llamas o mezclas de estos .

La composición de resina de matriz y/o la composición de resina de superficie pueden comprender, además, uno o más estabilizadores de calor.

El estabilizador o estabilizadores de calor pueden seleccionarse de antioxidantes de fenol obstaculizado, antioxidantes de amina obstaculizada, antioxidantes de fósforo (por ejemplo, estabilizadores de fosfito o fosfonito) , estabilizadores de amina aromática, tioésteres, antioxidantes a base de fenólicos y mezclas de estos. Cuando están presentes, el estabilizador o estabilizadores de calor están presentes en una cantidad de o de aproximadamente 0.1 a o a aproximadamente 5 por ciento en peso o, preferentemente, de o de aproximadamente 0.1 a o a aproximadamente 3 por ciento en peso o, con mayor preferencia, de o de aproximadamente 0.1 a o a aproximadamente 1 por ciento en peso; el porcentaje en peso se basa en el peso total de la composición de resina de superficie o la composición de resina de matriz, según sea el caso. Cuando la composición de resina de matriz y/o la composición de resina de superficie comprenden una o más poliamidas, el estabilizador o estabilizadores de calor pueden seleccionarse, además, de sales de cobre y/o derivados de estas tales como, por ejemplo, haluros de cobre o acetatos de cobre; sales de manganeso divalente y/o derivados de estos ? mezclas de estos. Preferentemente, las sales de cobre se usan en conjunto con compuestos haluros y/o compuestos de fósforo y, con mayor preferencia, las sales de cobre se usan en conjunto con compuestos de yoduro o bromuro y, aún con mayor preferencia, con yoduro potásico o bromuro potásico. Cuando están presentes, el estabilizador o estabilizadores de calor seleccionados de sales de cobre y/o derivados están presentes en una cantidad de o de aproximadamente 0.1 a o a aproximadamente 3 % en peso o, preferentemente, de o de aproximadamente 0.1 a o a aproximadamente 1 % en peso o, con mayor preferencia, de o de aproximadamente 0.1 a o a aproximadamente 0.7 % en peso; el porcentaje en peso se basa en el peso total de la composición de resina de superficie o la composición de resina de matriz, según sea el caso. La adición de uno o más estabilizadores de calor mejora la estabilidad térmica de la estructura compuesta durante su fabricación (es decir, una reducción de peso molecular disminuida) , así como su estabilidad térmica con el uso y el tiempo. Además de la estabilidad de calor mejorada, la presencia de estabilizador o estabilizadores de calor puede incrementar la temperatura que se usa durante la impregnación de la estructura compuesta para reducir la viscosidad de fusión de la composición de resina de matriz y/o la composición resina de superficie de poliamida descritas en la presente descripción. Como consecuencia de una viscosidad de fusión reducida de la composición de resina de matriz y/o la composición de resina de superficie, se puede incrementar la velocidad de impregnación.

La composición de resina de superficie descrita en la presente descripción y/o la composición de resina de matriz pueden comprender, además, uno o más agentes de refuerzo, tales como fibras de vidrio, escamas de vidrio, fibras de carbono, nanotubos de carbono, mica, wollastonita, carbonato calcico, talco, arcilla calcinada, caolín, sulfato magnésico, silicato magnésico, nitruro de boro, sulfato de bario, dióxido de titanio, carbonato sódico de aluminio, ferrita de bario y titanato potásico. Cuando está presente, el agente o agentes de refuerzo están presentes en una cantidad de o de aproximadamente 1 a o a aproximadamente 60 % en peso, preferentemente, de o de aproximadamente 1 a o a aproximadamente 40 % en peso o, con mayor preferencia, de o de aproximadamente 1 a o a aproximadamente 35 % en peso; el porcentaje en peso se basa en el peso total de la composición de resina de superficie o la composición de resina de matriz, según sea el caso.

La composición de resina de superficie descrita en la presente descripción y/o la composición de resina de matriz pueden comprender, además, uno o más estabilizadores de luz ultravioleta, tales como estabilizadores de luz de amina obstaculizada (HALS, por sus siglas en inglés) , negro de carbón, resorcinoles sustituidos, salicilatos, benzotriazoles y benzofenonas .

La composición de resina de poliamida de superficie descrita en la presente descripción y/o la composición de resina de matriz y/o la composición de resina de sobremoldeado pueden comprender, además, uno o más agentes retardantes a las llamas, tales como óxidos metálicos (en donde el metal puede ser aluminio, hierro, titanio; manganeso, magnesio, zirconio, zinc, molibdeno, cobalto, bismuto, cromo, estaño, antimonio, níquel, cobre y tungsteno) , polvos metálicos (en donde el metal puede ser aluminio, hierro, titanio, manganeso, zinc, molibdeno, cobalto, bismuto, cromo, estaño, antimonio, níquel, cobre y tungsteno), sales metálicas, tales como borato de zinc, metaborato de zinc, metaborato de bario, carbonato de zinc, carbonato de magnesio, carbonato de calcio y carbonato bárico, fosfinatos metálicos (en donde el metal puede ser aluminio, zinc o calcio) , compuestos orgánicos halogenados como éter de decabromodifenilo, polímero halogenado tal como poli (bromoestireno) y poliestireno bromado, pirofosfato de melamina, cianurato de melamina, polifosfato de melamina, fósforo rojo y similares.

Con el objetivo de incrementar la velocidad de impregnación del material fibroso, la viscosidad de fusión de la composición de resina de superficie se puede reducir y, especialmente, la viscosidad de fusión de la composición de resina de matriz. Generalmente, es favorable tener una velocidad de flujo de material tan alta como sea posible para obtener el uso con mejor rendimiento de la máquina de procesamiento y, de esa forma, reducir los costos al incrementar la relación de impregnación del material fibroso. Por esta razón, son de interés las composiciones poliméricas altamente autodispersables en estado fundido. Con una viscosidad de fusión baja, las composiciones poliméricas altamente autodispersables fluyen más rápido y, por lo tanto, son más fáciles de procesar. Con la reducción de la viscosidad de fusión de la composición polimérica, la velocidad de la etapa de impregnación se puede reducir y, de ese modo, se incrementa la velocidad de fabricación general y, por lo tanto, se aumenta la productividad de la fabricación de las estructuras compuestas y se disminuye el consumo de energía asociado con un tiempo de ciclo más corto que es favorable, además, para los asuntos ambientales. Además de la productividad mejorada, el aumento de las velocidades de impregnación reduce, además, al mínimo la degradación térmica de la composición polimérica. Con el objetivo de reducir la viscosidad de fusión de la composición de resina de superficie y/o la composición de resina de matriz, la composición de resina de superficie descrita en la presente descripción y/o la composición de resina de matriz pueden comprender, además, uno o más modificadores de la reología seleccionados de dendrímeros hiperramificados y, con mayor preferencia, uno o más dendrímeros hiperramificados de poliéster. Los ejemplos preferidos de dendrímeros hiperramificados son los descritos en las patentes de los Estados Unidos núm. 5,418,301 y 2007/0173617. El uso de tales dendrímeros en resinas termoplásticas se describe en las patentes de los Estados Unidos núm. 6,225,404, 6,497,959 y 6,663,966 y en las patentes núm. O 2003/004546, EP 1424360 y WO 2004/111126. Esta literatura enseña que la adición de macromoléculas de poliéster dentríticas hiperramificadas en las composiciones termoplásticas mejora las propiedades reológicas y mecánicas debido a la reducción de la viscosidad de fusión de la composición y, por lo tanto, da lugar a una procesabilidad mejorada de la composición termoplástica. Cuando están presentes, el dendrímero o dendrímeros hiperramificados comprenden de o de aproximadamente 0.05 a o a aproximadamente 10 % en peso o, con mayor preferencia, de o de aproximadamente 0.1 a o a aproximadamente 5 % en peso; el porcentaje en peso se basa en el peso total de la composición de resina de superficie o la composición de resina de matriz, según sea el caso. Cuando la composición de resina de matriz y/o la composición de resina de superficie comprenden una o más poliamidas y con el objetivo de reducir la viscosidad de fusión con el fin de mejorar la velocidad de impregnación de la estructura compuesta, la composición de resina de superficie y/o la composición de resina de matriz pueden comprender, además, uno o más agentes de ruptura de la cadena molecular. Los ejemplos de agentes de ruptura de la cadena molecular incluyen, pero no se limitan a, ácidos dicarboxílicos alifáticos y ácidos dicarboxílieos aromáticos. Los ejemplos específicos de estos son el ácido oxálico, ácido malónico, ácido succínico, ácido adípico, ácido acelaico, ácido sebácico, ácido dodecanodioico, isómeros de ácido ftálico. Cuando están presentes, el agente o agentes de ruptura de la cadena molecular comprenden de o de aproximadamente 0.05 a o a aproximadamente 5 % en peso o, con mayor preferencia, de o de aproximadamente 0.1 a o a aproximadamente 3 % en peso; el porcentaje en peso se basa en el peso total de la composición de resina de superficie o la composición de resina de matriz, según sea el caso.

La composición de resina de superficie descrita en la presente descripción y/o la composición de resina de matriz pueden comprender, además, modificadores y otros ingredientes, que incluyen, pero no se limitan a, aditivos intensificadores de flujo, lubricantes, agentes antiestáticos, agentes colorantes (que incluyen tintes, pigmentos, negro de carbón y similares) , retardantes a las llamas, agentes de nucleación, agentes promotores de cristalización y otros auxiliares de proceso conocidos en la técnica de composiciones poliméricas.

Los rellenadores , modificadores y otros ingredientes descritos anteriormente pueden estar presentes en la composición en cantidades y formas bien conocidas en la técnica, incluidos la forma de los denominados nanomateriales, en donde por lo menos una de las dimensiones de las partículas se encuentra en el intervalo de 1 a 1000 nm.

Elaboración de las composiciones Preferentemente, las composiciones de resina de superficie y las composiciones de resina de matriz descritas en la presente descripción son combinaciones mezcladas en fusión, en donde todos los componentes poliméricos están bien dispersos dentro de cada uno y todos los ingredientes no poliméricos están bien dispersos en y unidos mediante la matriz polimérica, de manera que la combinación forme un todo unificado. Se puede usar cualquier método de mezclado con fusión para combinar los componentes poliméricos y los no poliméricos de la presente invención. Por ejemplo, los componentes poliméricos y los ingredientes no poliméricos pueden agregarse en un mezclador por fusión, tal como, por ejemplo, un extrusor de un solo tornillo o de dos tornillos; un mezclador; un amasador de un solo tornillo o de dos tornillos; o un mezclador de Banbury, ya sea todo al mismo tiempo mediante la adición en una sola etapa o gradualmente y, después, se mezclan por fusión. Al agregar los componentes poliméricos y los ingredientes no poliméricos gradualmente, parte de los componentes poliméricos y/o ingredientes no poliméricos se agregan primero y se mezclan con fusión y, posteriormente, se agrega el resto de los componentes poliméricos e ingredientes no poliméricos y se continúa la mezcla con fusión hasta obtener una composición bien mezclada.

Según la aplicación de uso final, la estructura compuesta descrita en la presente descripción puede tener cualquier forma. Preferentemente, la estructura compuesta descrita en la presente descripción tiene forma de una estructura de láminas. Elaboración de las estructuras compuestas La presente descripción describe, además, los procesos para elaborar las estructuras compuestas descritas anteriormente y las estructuras compuestas obtenidas de estas . Los procesos comprenden una etapa de i) impregnar el material fibroso con la composición de resina de matriz, en donde por lo menos una porción de la superficie de la estructura compuesta se elabora de la composición de resina de superficie. Preferentemente, el material fibroso se impregna con la resina de matriz por medio de una prensa térmica. Mientras se encuentran en la prensa térmica, el material fibroso, la composición de resina de matriz y la composición de resina de superficie se someten a calor y presión para que el plástico se fusione y penetre a través del material fibroso y, por lo tanto, que se impregne al material fibroso.

Típicamente, se lleva a cabo el procedimiento en la prensa térmica a una presión entre 0.2 y 10 MPa (2 y 100 bars) y, con mayor preferencia, entre 1 y 4 MPa (10 y 40 bars) y una temperatura mayor que el punto de fusión de la composición de resina de matriz y la composición de poliamida, preferentemente, por lo menos aproximadamente 20 °C mayor que el punto de fusión para permitir una impregnación adecuada. La etapa de calentamiento se puede realizar por una variedad de medios térmicos que incluyen calentamiento de contacto, calentamiento de gas radiante, calentamiento infrarrojo, calentamiento de aire por convección o convección forzada o calentamiento por microondas . La presión de impulso de impregnación se puede aplicar por medio de un proceso estático o por medio de un proceso continuo (también denominado proceso dinámico) ; se prefiere el proceso continuo. Los ejemplos de procesos de impregnación incluyen, pero no se limitan a, moldeo al vacío, revestimiento en moldes, extrusión de troquel transversal, pultrusión, procesos del tipo de revestimiento de alambres, laminación, troquelado, formación de diafragmas o moldeado con prensa; se prefiere la laminación. Durante la laminación se aplica calor y presión en el material fibroso, la composición de resina de matriz y la composición de resina de superficie por medio de rodillos de presión opuesta en una zona de calentamiento. Los ejemplos de técnicas de laminación incluyen, pero no se limitan a, calandrado, laminación plana y laminación de prensa de doble banda. Cuando se usa la laminación como el proceso de impregnación, se usa, preferentemente, una prensa de doble banda para la laminación.

La composición de resina de matriz y la composición de resina de superficie se aplican al material fibroso por medios convencionales, tales como, por ejemplo, revestimiento en polvo, laminación de películas, revestimiento por extrusión o una combinación de dos o más de estos, siempre que la composición de resina de superficie se aplique en por lo menos una porción de la superficie de la estructura compuesta con el fin de que sea accesible si se aplica una resina de sobremoldeado en la estructura compuesta.

Durante un proceso de revestimiento en polvo, un polvo de polímero obtenido por métodos convencionales de molienda se aplica al material fibroso. El polvo se puede aplicar en el material fibroso por dispersión, aspersión, rociado, rociado térmico o por flama o por métodos de revestimiento de lecho fluidizado. Opcionalmente, el proceso de revestimiento en polvo puede comprender, además, una etapa que consiste en una etapa posterior a la sinterización del polvo en el material fibroso. La composición de resina de matriz y la composición de resina de superficie se aplican al material fibroso de manera que por lo menos una porción de la superficie de la estructura compuesta se elabore de la composición de resina de superficie de poliamida. Posteriormente, el procedimiento en la prensa térmica se logra en el material fibroso con revestimiento en polvo, con un precalentamiento opcional del material fibroso en polvo fuera de la zona de presión. Durante la laminación de películas, una o más películas elaboradas de la composición de resina de matriz y una o más películas elaboradas de la composición de resina de superficie obtenidas mediante métodos convencionales de extrusión conocidos en la técnica, tales como, por ejemplo, extrusión por soplado de película, extrusión por película colada y extrusión por capa fundida se aplican al material fibroso. Posteriormente, se logra el procedimiento en la prensa térmica en la unidad que comprende una o más películas elaboradas de la composición de resina de matriz y una o más películas elaboradas de la composición de resina de superficie y el material o materiales fibrosos. En la estructura compuesta resultante, las resinas de la película han penetrado en el material fibroso como un polímero continuo que rodea el material fibroso. Durante el revestimiento por extrusión, las microesferas y/o granulados elaborados de la composición de resina de matriz y las microesferas y/o granulados elaborados de la composición de resina de superficie se extruden a través de uno o más troqueles planos para formar una o más cortinas fundidas que, después, se aplican en el material fibroso al fijar una o más cortinas fundidas.

En la presente invención se describe, además, los procesos para fabricar las estructuras compuestas descritas en la presente descripción, en donde los procesos comprenden una etapa de aplicar una composición de resina de superficie en por lo menos una porción de la superficie del material fibroso que se impregna con una composición de resina de matriz descrita en la presente descripción.

Según la aplicación de uso final, la estructura compuesta que se obtiene con la etapa de impregnación i) puede formarse en una geometría o modalidad deseada o puede usarse en forma de lámina. El proceso para elaborar una estructura compuesta descrita en la presente descripción puede comprender, además, una etapa ii) de formar la estructura compuesta; la etapa surge después de la etapa de impregnación i) . La etapa de formar la estructura compuesta obtenida de la etapa i) se puede llevar a cabo por moldeo por compresión, troquelado o cualquier técnica con el uso de calor y presión. Preferentemente, se aplica la presión con una prensa de moldeo hidráulica. Durante el moldeo por compresión o el troquelado, la estructura compuesta se precalienta hasta una temperatura mayor que la temperatura de fusión de la composición de resina de superficie y se traslada a un medio de formado, tal como una prensa de moldeo que contiene un molde que tiene una cavidad con la forma de la geometría final deseada para obtener la modalidad deseada y, después de eso, se retira de la prensa o del molde después de enfriar hasta una temperatura menor que la temperatura de fusión de la composición de resina de superficie.

Estructuras compuestas sobremoldeadas En otro aspecto, la presente invención se relaciona con estructuras compuestas sobremoldeadas y los procesos para elaborarlas. La estructura compuesta sobremoldeada de conformidad con la presente invención comprende por lo menos dos componentes, es decir, un primer componente y un segundo componente. El primer componente consiste de la estructura compuesta descrita anteriormente y el segundo componente comprende una composición de resina de sobremoldeado . La estructura compuesta sobremoldeada puede comprender más de un primer componente, es decir, puede comprender más de una estructura compuesta. La composición de resina de sobremoldeado comprende una o más resinas termoplásticas . La composición de resina de sobremoldeado comprende una o más resinas termoplásticas que son compatibles con la composición de resina de superficie. Preferentemente, la composición de resina de sobremoldeado comprende una o más resinas termoplásticas seleccionadas de poliésteres, poliamidas y mezclas de estos, tales como las descritas en la presente descripción para las composiciones de resina de matriz y las composiciones de resina de superficie.

La composición de resina de sobremoldeado descrita en la presente descripción pueden comprender, además, uno o más modificadores de impacto, uno o más estabilizadores de calor, uno o más estabilizadores oxidativos, uno o más agentes de refuerzo, uno o más estabilizadores de luz ultravioleta, uno o más agentes retardantes a las llamas o mezclas de estos, tales como los descritos en la presente descripción para la composición de resina de superficie y/o la composición de resina de matriz. Cuando están comprendidos en las composiciones de resina de sobremoldeado, estos aditivos están presentes en las cantidades descritas anteriormente para la composición de resina de superficie y/o la composición de resina de matriz.

El segundo componente se adhiere al primer componente en por lo menos una porción de la superficie del primer componente; la porción de la superficie se elabora de la composición de resina de superficie descrita anteriormente. Preferentemente, el segundo componente se adhiere al primer componente en por lo menos una porción de la superficie del primer componente sin ningún adhesivo, adhesivo de coextrusión o capa adhesiva adicional. El primer componente, es decir, la estructura compuesta, puede estar completa o parcialmente encapsulado por el segundo componente. Preferentemente, el primer componente, es decir, la estructura compuesta descrita anteriormente, se encuentra en la forma de una estructura de láminas.

Las composiciones de resina de sobremoldeado descritas en la presente descripción son, preferentemente, combinaciones mezcladas en fusión, en donde todos los componentes poliméricos están bien dispersos dentro de cada uno, y todos los ingredientes no poliméricos están bien dispersos en y unidos mediante la matriz polimérica, de manera que la combinación forme un todo unificado. Los métodos de mezcla con fusión que se pueden usar se han descrito anteriormente para la preparación de las composiciones de resina de poliamida de superficie y las composiciones de resina de matriz.

Elaboración de las estructuras compuestas sobremoldeadas En otro aspecto la presente invención se relaciona con un proceso para fabricar las estructuras compuestas sobremoldeadas descritas anteriormente y las estructuras compuestas sobremoldeadas obtenidas de estas. El proceso para elaborar la estructura compuesta sobremoldeada que comprende una etapa de sobremoldear el primer componente, es decir, la estructura compuesta descrita anteriormente, con la composición de resina de sobremoldeado . "Sobremoldeado" se refiere a que un segundo componente se moldea en por lo menos una porción de la superficie de un primer componente.

El primer componente, es decir, la estructura compuesta descrita anteriormente, se coloca en una estación de moldeo que comprende un molde que tiene una cavidad que define la mayor porción de la modalidad externa de la estructura compuesta sobremoldeada final. La composición de resina de sobremoldeado se puede sobremoldear en uno o en ambos lados de la estructura compuesta y puede encapsular total o parcialmente al primer componente. Después de colocar el primer componente en la estación de moldeo, la composición de resina de sobremoldeado se introduce en forma fundida. El primer componente y el segundo componente se adhieren entre sí por sobremoldeado.

El proceso de sobremoldeado incluye que el segundo componente se moldea en un molde que ya contiene el primer componente, este último fabricado de antemano tal como se describió anteriormente, para que el primero y el segundo componente se adhieran entre sí por lo menos por una porción de la superficie del primer componente. Las por lo menos dos partes se adhieren entre sí, preferentemente, por moldeo por inyección o por compresión como una etapa de sobremoldeado y, con mayor preferencia, mediante moldeo por inyección. Cuando la composición de resina de sobremoldeado se introduce en forma fundida en la estación de moldeo para que entre en contacto con el primer componente, por lo menos una capa delgada de un elemento del primer componente se funde y se entremezcla con la composición de resina de sobremoldeado.

Según la aplicación de uso final, el primer componente, es decir, la estructura compuesta se puede formar en la geometría o modalidad deseada antes de la etapa de sobremoldeado de la composición de resina de sobremoldeado. Como se mencionó anteriormente, la etapa de formado de la estructura compuesta se puede realizar por moldeo por compresión, troquelado o cualquier técnica con el uso de calor y presión; se prefiere el moldeo por compresión y troquelado. Durante el troquelado, la estructura compuesta se precalienta a una temperatura mayor que la temperatura de fusión de la composición de resina de poliamida de superficie y se transfiere a una prensa de troquelado o a un molde con una cavidad con la forma de la geometría final deseada, se troquela en la modalidad deseada y, después, se retira de la prensa o del molde. Con el objetivo de mejorar la adhesión entre la resina de sobremoldeado y la composición de resina de poliamida de superficie, la superficie de la estructura compuesta puede ser una superficie texturizada para aumentar la superficie disponible relativa para sobremoldeado. La superficie texturizada puede obtenerse durante la etapa de formado con el uso de una prensa o un molde que tenga, por ejemplo, porosidades o hendiduras en su superficie.

Alternativamente, se puede usar un proceso de una etapa que comprende las etapas de formado y sobremoldeado del primer componente en una sola estación de moldeo. Este proceso de una etapa evita la etapa de moldeo por compresión o troquelado del primer componente en un molde o prensa, evita la etapa opcional de precalentamiento y la transferencia del primer componente precalentado a la estación de moldeo. Durante este proceso de una etapa, el primer componente, es decir, la estructura compuesta, se calienta afuera, al lado o dentro de la estación de moldeo a una temperatura a la cual el primer componente se puede conformar o formar durante la etapa de sobremoldeado y, preferentemente, se calienta a una temperatura menor que la temperatura de fusión de la estructura compuesta. En este proceso de una etapa, la estación de moldeo comprende un molde con una cavidad en la forma de la geometría final deseada. Por lo tanto, la forma del primer componente se obtiene durante el sobremoldeado.

La presente descripción describe, además, los usos de o de aproximadamente 0.5 a 6.0 % en peso de las nanoarcillas descritas anteriormente en composiciones termoplásticas que comprenden a) una o más resinas termoplásticas seleccionadas de poliésteres, poliamidas y mezclas de estos que se describieron anteriormente para mejorar la resistencia flexional de una estructura compuesta que tiene una superficie, cuya superficie tiene por lo menos una porción elaborada de una composición de resina de superficie, y que comprenden un material fibrososeleccionado de estructuras no textiles, textiles, guatas fibrosas y combinaciones de estos; el material fibroso se impregna con una composición de resina de matriz, en donde la composición de resina de superficie y la composición de resina de matriz son idénticas o distintas y se seleccionan de composiciones termoplásticas que comprenden a) una o más resinas termoplásticas seleccionadas de poliésteres, poliamidas y mezclas de estos; en donde los porcentajes en peso se basan en el peso total de la composición termoplástica.

La presente descripción describe, además, los usos de o de aproximadamente 0.5 a 6.0 % en peso de las nanoarcillas descritas anteriormente en composiciones termoplásticas que comprenden a) una o más resinas termoplásticas seleccionadas de poliésteres, poliamidas y mezclas de estos que se describieron anteriormente para mejorar la resistencia flexional de una estructura compuesta sobremoldeada que comprende un primer componente que tiene una superficie y un segundo componente de una estructura compuesta sobremoldeada; el porcentaje en peso se basa en el peso total de la nanoarcilla y la resina o resinas termoplásticas seleccionadas de poliésteres, poliamidas y mezclas de estos, en donde el segundo componente se adhiere al primer componente con por lo menos una porción de la superficie del primer componente, en donde la superficie del primer componente tiene por lo menos una porción elaborada de una composición de resina de superficie y comprende un material fibroso seleccionado de estructuras no tejidas, textiles, guatas fibrosas y combinaciones de estos, tales como las descritas anteriormente; el material fibroso se impregna con una composición de resina de matriz, en donde el segundo componente comprende una composición de resina de sobremoldeado que comprende una o más resinas termoplásticas, y en donde la composición de resina de matriz y la composición de resina de superficie son idénticas o distintas y se seleccionan de composiciones termoplásticas que comprenden a) una o más resinas termoplásticas seleccionadas de poliésteres, poliamidas y mezclas de estos que se describieron anteriormente.

Artículos Las estructuras compuestas y las estructuras compuestas sobremoldeadas descritas en la presente descripción pueden usarse en una amplia variedad de aplicaciones, tales como componentes para automóviles, camiones, aviones comerciales, aeroespaciales , ferroviarios, electrodomésticos, kit informático, dispositivos de mano, recreación y deportes, componentes estructurales para máquinas, componentes estructurales para edificios, componentes estructurales para kit fotovoltaico o componentes estructurales para dispositivos mecánicos .

Los ejemplos de aplicaciones automotoras incluyen, pero no se limitan a, componentes de asientos y los marcos de los asientos, soportes de la tapa del motor, soportes del motor, soportes de suspensión, alojamiento para neumático de repuesto, refuerzo del chasis, paneles de piso, módulos del extremo frontal, marcos de columna de dirección, paneles de instrumentos, sistemas de puertas, paneles de carrocería (tales como paneles de carrocería horizontales y paneles de puertas) , puertas traseras, estructuras de marcos de techo rígido, estructuras del marco superior convertible, estructuras de techo, cubiertas del motor, alojamiento para la transmisión y componentes de la entrega de potencia, contenedores de aceite, cartuchos de alojamiento para la bolsa de aire, estructuras automotoras de impacto interior, soportes de apoyo para el motor, vigas transversales de automóvil, vigas del parachoques, vigas de seguridad para peatones, paredes cortafuego, estantes posteriores de paquetes, tabiques transversales del vehículo, recipientes a presión, tales como botellas de refrigerante y extintores de incendios y recipientes de aire comprimido para el sistema de frenos de camiones, combustión interna híbrida/eléctrica o bandejas para batería de vehículo eléctrico, horquilla de suspensión automotora y palancas de control, enlace de estabilización de suspensión, muelles, ruedas de vehículos, palancas oscilantes para vehículos recreativos y motocicletas, guardabarros, marcos para techos y aletas de tanques.

Los ejemplos de electrodomésticos incluyen, pero no se limitan a, lavadoras, secadoras, refrigeradores, aire acondicionado y calefacción. Los ejemplos de recreación y deportes incluyen, pero no se limitan a, componentes de patines en línea, bates de béisbol, palos de hockey, fijadores para esquí y tablas para nieve, armazón y respaldos para mochilas y armazón de bicicletas. Los ejemplos de componentes estructurales para máquinas incluyen piezas eléctricas/electrónicas, tales como cajas para dispositivos electrónicos de mano, computadoras.

EJEMPLOS Los siguientes materiales se usaron para preparar las estructuras compuestas y sobremoldeadas de conformidad con la presente invención y ejemplos comparativos.

Materiales Los materiales a continuación constituyen las composiciones que se usaron en los ejemplos y ejemplos comparativos Poliamida semiaromática 1 (PAl) : poliamida (PA) elaborada de ácido tereftálico y diamina de 1 , 6-hexametileno (HMD) y diamina de 2-metilpentametileno (MPMD) (HMD : MPMD = 50:50) y con una temperatura de fusión de aproximadamente 305-315 °C. Esta poliamida semiaromática se encuentra disponible comercialmente de E. I. du Pont de Nemours.

Composición de resina de sobremoldeado : una composición que comprende 50 % en peso de fibras de vidrio largas y que comprende la PAl semiaromática. Esta composición se encuentra disponible comercialmente de E. I. du Pont de Nemours.

Nanoarcilla : una sepiolita nanodispersa comercializada por Tolsa, España bajo la marca registrada Pangel® S9.

Preparación de películas Las composiciones que comprenden una combinación de 97 % en peso de la poliamida semiaromática PAl y 3 % en peso de nanoarcillas se prepararon mediante mezclado por fusión de una mezcla de los dos ingredientes en un extrusor de doble tornillo ZSK de 30 mm equipado con un puerto de vacío para desvolatilización.

Las películas que tienen un grosor de aproximadamente 254 micrones (10 mil) y elaboradas de las composiciones enumeradas en la Tabla 1 se prepararon al fundir la poliamida semiaromática PAl o la poliamida semiaromática PAl que comprende las nanoarcillas en un extrusor de doble tornillo ZSK de 28 mm equipado con un troquel de película y un tambor de fundición. Las películas se procesaron con una temperatura de fusión de aproximadamente 337 °C y se fundieron a una temperatura de aproximadamente 150 °C.

Preparación de las estructuras compuestas Las estructuras compuestas Cl y El y las estructuras compuestas Cl y El usadas para preparar las estructuras compuestas de sobremoldeado C3 y E2 se prepararon mediante moldeo por compresión de nueve capas apiladas elaboradas de las películas obtenidas como se describió anteriormente alternando con ocho capas de láminas de fibra de vidrio continuas tejidas en una lámina de 2 mm de grosor.

Preparación de las estructuras compuestas sobremoldeadas Las estructuras compuestas Cl y El se cortaron en barras rectangulares de 2.5 cm x 20.3 cm (1.0 pulg x 8 pulg) y se precalentaron hasta 150 °C durante por lo menos 15 minutos y, después, se colocaron en una cavidad para moldeo de una máquina de moldeo por inyección (125 ton Engel) . El molde se calentó eléctricamente a 150 °C y se ajustó con una cavidad de barras de 2.5 cm x 20.3 cm x, 4.5 mm (1.0 pulg x 8 pulg x 3/16 pulg) con una entrada para barras. La máquina de inyección se ajustó a 325 °C.

Las estructuras compuestas Cl y El se sobremoldearon con la composición de resina de sobremoldeado (una composición que comprende 50 % en peso de fibras de vidrio largas y que comprende la poliamida (PA) elaborada de ácido tereftálico y diamina de 1, 6-hexametileno (HMD) y diamina de 2-metilpentametileno (MPMD) (HMD : MPMD = 50:50) que se describieron anteriormente) de manera que las estructuras compuestas sobremoldeadas resultantes tuvieran un grosor de aproximadamente 4.5 mm (0.18 (3/16) pulg) .

Módulo de flexión Las estructuras compuestas (Cl y El) se cortaron en barras rectangulares de aproximadamente 1.3 cm x 12.7 cm (0.5 pulg x aproximadamente 5 pulg) (el tamaño del espécimen de prueba según el método ISO 178) y el módulo de flexión se determinó sin precalentamiento .

Para comparación, se preparó un espécimen de prueba (C2:C2) de la composición de resina de sobremoldeado (C2) sobremoldeada en sí misma. La composición de resina de sobremoldeado (C2) se moldeó por inyección en partes (el tamaño del espécimen de prueba según el método ISO 178) con el mismo grosor de las preparadas de las estructuras compuestas.

Las estructuras compuestas sobremoldeadas (C3 y E2) , las partes de resina de sobremoldeado (C2:C2) y las dos estructuras compuestas (Cl y El) enumeradas en la Tabla 1 se cortaron con un chorro de agua en la geometría deseada (barras rectangulares, el tamaño del espécimen de prueba según el método ISO 178, es decir, aproximadamente 1.3 cm x 12.7 cm (0.5 pulg x aproximadamente 5 pulg) ) para determinar el módulo de flexión, y los resultados de las pruebas correspondientes se muestran en la Tabla 3.

Las pruebas de flexión se llevaron a cabo de conformidad con ISO 178 con una velocidad de deformación de 50 mm/min. Para las estructuras compuestas sobremoldeadas C3 y E2 , los especímenes de prueba se colocaron con el aspecto de la estructura compuesta o con el aspecto del compuesto sobremoldeado hacia arriba, y estos dos resultados se reportan en la Tabla 3.

La Tabla 3 proporciona los valores promedio obtenidos de los 5 especímenes.

Resistencia a la fluencia Las estructuras compuestas (Cl y El) se prepararon como se describió anteriormente y tenían el mismo grosor que se mencionó anteriormente. Los especímenes se cortaron con un chorro de agua en barras de 13 x 60 mm que se usaron para las pruebas de fluencia acelerada en un instrumento 983 DMA de TA Instruments en modo de fluencia con depuración de nitrógeno de 20 ml/min. Primero, las barras se recocieron a 200 °C durante dos horas; después, la sección media de la barra se fijó entre las carrilleras del instrumento DMA para obtener una relación 10:1 de longitud y grosor. La corrección de la longitud se llevó a cabo en condición ambiental con el uso de tres longitudes. Se llevó a cabo un experimento de 2000 minutos que consiste en una serie de etapas isotérmicas de equilibrio de temperatura de 30 minutos, carga de 15 minutos y recuperación de 60 minutos sin carga. Después, la temperatura se incrementó en 5 °C para el siguiente ciclo de las tres etapas isotérmicas de equilibrio, carga y descarga mencionadas anteriormente, empezando con una temperatura de 25 °C a 220 °C. Después, las curvas de adaptabilidad versus tiempo a corto plazo con una temperatura de referencia de 25 °C se alternaron horizontalmente a lo largo de la escala logarítmica de tiempo hasta que se traslaparon. Po lo tanto, se creó una curva principal de adaptabilidad y, después, se usó para calcular el porcentaje (%) de deformación.

La Tabla 2 proporciona los valores promedio obtenidos de los 5 especímenes.

En las tablas, los compuestos y los compuestos sobremoldeados de los ejemplos se identifican como "E" y los compuestos y los compuestos sobremoldeados de los ejemplos comparativos se identifican como "C".

Tabla 1. Composiciones de resina usadas para preparar las estructuras compuestas y las estructuras compuestas sobremoldeadas de conformidad con la presente invención (El y E2) y los ejemplos comparativos (Cl, C2 y C3 ) Tabla 2. Resistencia a la fluencia de la estructura compuesta de conformidad con la presente invención (El) y el ejemplo comparativo (Cl) 10 15 "O horas" significa una deformación inicial causada por el esfuerzo aplicado, la deformación posterior fue a causa de la fluencia "- -" significa que la deformación no pudo determinarse a causa de tanta fluencia Tabla 3. Módulo de flexión (GPa) de las estructuras compuestas y las estructuras 5 compuestas sobremoldeadas de conformidad con la presente invención (El y E2) y los ejemplos comparativos (Cl, C2 y C3) 10 15 Tal como se muestra en la Tabla 2, una estructura compuesta comparativa que comprende una composición de resina de matriz y una composición de resina de superficie elaboradas de una poliamida semiaromática (Cl) muestra una resistencia a la fluencia menor en comparación con la estructura compuesta de conformidad con la presente invención. La estructura compuesta comparativa (Cl) mostró tanta deformación después de 100000 horas que no fue posible determinar el % de deformación. En contraste, la incorporación de nanoarcillas en la composición de resina de matriz y en la composición de resina de superficie de una estructura compuesta mejoró fuertemente la resistencia a la fluencia de la estructura compuesta de la presente invención (El) en comparación con una estructura compuesta que comprende las composiciones que carecen de nanoarcillas.

Tal como se muestra en la Tabla 3, una estructura compuesta comparativa que comprende una composición de resina de matriz y una composición de resina de superficie elaboradas de una poliamida semiaromática (Cl) experimentó un módulo de flexión bajo. En contraste, la incorporación de nanoarcillas en la composición de resina de matriz y en la composición de resina de superficie de una estructura compuesta mejoró el módulo de flexión de la estructura compuesta de la presente invención (El) en comparación con una estructura compuesta que comprende las composiciones que carecen de nanoarcillas . Ciertamente, se obtuvo un valor de módulo de flexión de 17.3 GPa para la estructura compuesta de conformidad con la presente invención (El) en comparación con un valor de 14.4 GPa para la estructura compuesta comparativa (Cl) . Tal como se muestra en la Tabla 3, la estructura compuesta sobremoldeada comparativa (C3) que comprende una composición de resina de matriz y una composición de resina de superficie elaboradas de una poliamida semiaromática experimentó un módulo de flexión bajo. En contraste, la incorporación de nanoarcillas en la composición de resina de matriz y en la composición de resina de superficie de una estructura compuesta sobremoldeada mejoró fuertemente el módulo de flexión de la estructura compuesta sobremoldeada de la presente invención (E2) . Ciertamente, se obtuvo un valor de módulo de flexión en el aspecto compuesto sobremoldeado de 13.1 GPa para la estructura compuesta sobremoldeada de conformidad con la presente invención (E2) en comparación con un valor de 5.5 GPa para la estructura compuesta sobremoldeada comparativa (C3) . El bajo módulo de flexión puede atribuirse a la interfase que se rompió en un valor bajo a causa de la poca adhesión entre la estructura compuesta y la resina de sobremoldeado, mientras que el alto módulo de flexión puede atribuirse a la fuerte interfase y sin falla antes de alcanzar el punto de falla para la estructura compuesta o la resina de sobremoldeado.

Las estructuras compuestas y las estructuras compuestas sobremoldeadas de la presente invención (E1-E2) no solamente mostraron una resistencia a la fluencia mejorada, sino, además, propiedades mecánicas fuertemente mejoradas, especialmente, el módulo de flexión. Todo esto contribuye a la durabilidad y seguridad del artículo con el uso y el tiempo.

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 (15)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Una estructura compuesta que tiene una superficie, cuya superficie tiene por lo menos una porción elaborada de una composición de resina de superficie, y que comprende un material fibroso seleccionado de estructuras no textiles, textiles, guatas fibrosas y combinaciones de estos; el material fibroso se impregna con una composición de resina de matriz, caracterizada porque la composición de resina de superficie y la composición de resina de matriz son idénticas o distintas y se seleccionan de composiciones termoplásticas que comprenden a) una o más resinas termoplásticas seleccionadas de poliésteres, poliamidas y mezclas de estos; y b) de o de aproximadamente 0.5 a o a aproximadamente 6.0 % en peso de nanoarcillas ; los porcentajes en peso se basan en el peso total de la composición termoplástica.

2. La estructura compuesta de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el material fibroso se elabora de fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de aramida, fibras naturales o mezclas de las mismas.

3. La estructura compuesta de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque el material fibroso se elabora de fibras de vidrio.

4. La estructura compuesta de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las nanoarcillas son arcillas tipo sepiolita.

5. La estructura compuesta de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la composición termoplástica comprende a) uno o más poliésteres .

6. La estructura compuesta de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque el poliéster o poliésteres se seleccionan de polietileno tereftalato (PET) , politrimetileno tereftalato (PTT) , poli ( tereftalato de 1,4-butileno) (PBT) , poli (2 , 6-naftoato de etileno) (PEN) , poli (tereftalato de 1 , 4 -ciclohexildimetileno) (PCT) y copolímeros y combinaciones de los mismos.

7. La estructura compuesta de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la composición termoplástica comprende a) una o más poliamidas seleccionadas de poliamidas completamente alifáticas, poliamidas semiaromaticas y combinaciones de las mismas.

8. La estructura compuesta de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque la poliamida o poliamidas se seleccionan de poliamidas semiaromáticas .

9. La estructura compuesta de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la composición de resina de matriz y/o la composición de resina de superficie comprenden, además, uno' o más modificadores de impacto, uno o más estabilizadores de calor, uno o más estabilizadores oxidativos, agentes de refuerzo, uno o más estabilizadores de luz ultravioleta, uno o más agentes retardantes a las llamas o mezclas de los mismos .

10. La estructura compuesta de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la composición de resina de matriz y/o la resina de superficie comprenden, además, un modificador reológico de fusión seleccionado de dendrímeros de poliéster hiperramificados .

11. La estructura compuesta de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque tiene forma de una estructura de láminas.

12. La estructura compuesta de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque tiene forma de un componente para automóviles, camiones, aviones comerciales, aerospaciales , ferroviarios, electrodomésticos, kit informático, dispositivos sostenidos con la mano, recreación y deportes, componentes estructurales para máquinas, componentes estructurales para edificios, componentes estructurales para kit fotovoltaico o componentes estructurales para dispositivos mecánicos.

13. Un proceso para elaborar una estructura compuesta que tiene una superficie; caracterizado porque comprende una etapa de: impregnar con la composición de resina de matriz de conformidad con en la reivindicación 1, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 4 a la 10, el material fibroso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 3, en donde por lo menos una porción de la superficie de la estructura compuesta se elabora de la composición de resina de superficie de conformidad con en la reivindicación 1, o de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 4 a la 10.

14. Una estructura compuesta sobremoldeada caracterizada porque comprende: i) un primer componente que tiene una superficie, cuya superficie tiene por lo menos una porción elaborada de una composición de resina de superficie, y que comprende un material fibroso seleccionado de estructuras no textiles, textiles, guatas fibrosas y combinaciones de estos; el material fibroso se impregna con una composición de resina de matriz, ii) un segundo componente que comprende una composición de resina sobremoldeada que comprende una o más resinas termoplásticas , en donde la composición de resina de superficie y la composición de resina de matriz son idénticas o distintas y se seleccionan de las composiciones termoplásticas de conformidad con la reivindicación 1, o de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 4 a la 10, y en donde el segundo componente se adhiere al primer componente con al menos una porción de la superficie del primer componente .

15. La estructura compuesta sobremoldeada de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada porque tiene forma de un componente para automóviles, camiones, aviones comerciales, aerospaciales , ferroviarios, electrodomésticos, kit informático, dispositivos sostenidos con la mano, recreación y deportes, componentes estructurales para máquinas, componentes estructurales para edificios, componentes estructurales para kit fotovoltaico o componentes estructurales para dispositivos mecánicos.