MX2013013886A - Nueva composicion para la preparación de poliamidas de colada. - Google Patents

Abstract

La presente invención revela nuevas composiciones para producir poliamidas fundidas.

Description

NUEVA COMPOSICIÓN PARA LA PREPARACIÓN DE POLIAMIDAS DE COLADA Campo de la Invención La presente invención se refiere a nuevas composiciones para la preparación de poliamidas de colada.

Antecedentes de la Invención Las poliamidas de colada son poliamidas de peso molecular particularmente alto. Durante la preparación de poliamidas de colada se vierte una lactama junto con al menos un catalizador y al menos un activador en un molde y entonces se polimeriza aniónicamente en este molde. A este respecto, los compuestos de partida presentes en el molde polimerizan generalmente bajo la acción de calor. A este respecto se produce un material homogéneo que, con respecto a la cristalinidad, es superior a las poliamidas extruidas.

Las poliamidas de colada son adecuadas como plásticos termoplásticos para la fabricación de piezas constructivas complejas. A diferencia de muchos otros termoplásticos no se tienen que fundir, sino que se generan mediante una polimerización aniónica sin presión de una lactama en un molde a de 120 a 160 °C incluso en pocos minutos. A este respecto se pueden aplicar todos los procedimientos conocidos de colada, tales como colada vertical, colada rotacional y centrifugada. Como producto final se obtienen, respectivamente, piezas conformadas de una poliamida cristalina de alto peso molecular que se caracteriza por un peso reducido, una elevada capacidad de solicitación mecánica, propiedades de deslizamiento muy buenas y una resistencia excelente a agentes químicos y que presenta -ya que los moldes no se llenan a presión- solo reducidas - - tensiones intensas. Las poliamidas de colada se pueden serrar, perforar, fresar, rectificar, soldar e imprimir o barnizar; además de formas huecas complejas a partir de este polímero se fabrican, por ejemplo, también poleas para ascensores y productos semiacabados tales como, por ejemplo, tubos, barras y placas para la construcción de máquinas y la industria automovilística.

La producción de piezas de poliamidas de colada partiendo de masas fundidas de lactama de reducida viscosidad y un catalizador así como un activador mediante la denominada polimerización aniónica activada en sí es conocida. Con este fin, habitualmente se preparan dos mezclas de catalizador y lactama o activador y lactama en forma de una masa fundida líquida justo antes de la polimerización de forma independiente entre sí, se mezclan directamente una con otra y a continuación se polimerizan en el molde. Esto debe asequrar que de antemano no se produzca ninquna reacción indeseada .

Las composiciones conocidas en el estado de la técnica tienen las desventajas de que las mismas contienen activadores sólidos con reducida actividad o poliisocianatos líquidos que contienen disolvente.

Sumario de la Invención Por tanto, un objetivo de la presente invención consiste en facilitar composiciones que no presenten las desventajas del estado de la técnica.

Ahora, sorprendentemente se ha visto que las composiciones que contienen a) al menos una lactama y b) al menos un activador para la polimerización aniónica de - - lactamas de Fórmula con R1 = lactama, preferentemente caprolactama, no presentan las desventajas del estado de la técnica.

Por tanto, el objeto de la presente invención son composiciones que contienen a) al menos una lactama y b) al menos un activador para la polimerización aniónica de lactamas, tratándose en el caso del activador de un compuesto de Fórmula (I) con R = lactama, preferentemente caprolactama.

En otra forma de realización preferente de la invención, en el caso del activador se trata de un compuesto de Fórmula - - (II) En el caso de los activadores se trata, preferentemente, de compuestos que se pueden obtener mediante la reacción de A^W-bis (3-isocianato-4-metilfenil) carbodiimida con caprolactama según el procedimiento conocido por el experto.

Preferentemente, la preparación se realiza en presencia de un disolvente tal como, por ejemplo, bencina o alquilbencenos, tales como, por ejemplo, tolueno o xileno.

Como lactama en el sentido de la invención se pueden emplear compuestos de Fórmula general (III) representando R un grupo alquileno con 3 a 13 átomos de carbono. Preferentemente, a este respecto se trata de caprolactama y/o laurina-lactama . Éstas están disponibles en el mercado, por ejemplo, en la empresa Lanxess Deutschland GmbH.

Los compuestos que se han mencionado anteriormente están disponibles en el mercado y se pueden obtener, por ejemplo, en la empresa Rhein Chemie Rheinau GmbH o en Bayer MaterialScience AG.

En otra forma de realización de la invención, la composición contiene adicionalmente al menos un catalizador, seleccionado del grupo halogenuro de lactama-magnesio, dilactamato de aluminio de metal alcalino, lactamato de metal alcalino y/o alcalinotérreo . Este respecto es particularmente preferente caprolactamato de sodio.

Los catalizadores que se han mencionado anteriormente están disponibles en el mercado y se pueden obtener, por ejemplo, en la empresa Rhein Chemie Rheinau GmbH o en la empresa KatChem spol.s.r.o.

En otra forma de realización de la invención, la composición presenta las siguientes partes de a) a c) , a) el 94-99,9 % de al menos una lactama, b) el 0,1-5 , preferentemente el 0,2-2 %, de forma particularmente preferente del 0,2 al 0,8 % de al menos un activador y c) el 0-5 % de al menos un catalizador, ascendiendo la suma de los constituyentes al 100 %.

En el caso de las indicaciones de porcentajes se trata de % en peso.

En otra forma de realización de la invención, la composición de acuerdo con la invención contiene otros aditivos, tales como modificadores de impacto, tales como, por ejemplo, copolimeros de polieteramina, fibras de vidrio, fibras de vidrio sin fin, fibras de carbono, fibras de aramida y/o coadyuvantes de procesamiento tales como, por ejemplo, polioles de alto peso molecular, espesantes tales como, por ejemplo, Aerosil, estabilizadores UV y termoestabilizadores, mejoradores de la conductividad tales como, por ejemplo, negro de humo y grafitos, líquidos iónicos, agentes marcadores y/o colorantes.

El objeto de la presente invención, además, es un procedimiento para la preparación de poliamidas de colada en el que los constituyentes a) y b) y, dado el caso c) , de la composición de acuerdo con la invención se hacen polimerizar como masa fundida a temperaturas de 80-160 °C.

En los casos en los que la composición de acuerdo con la invención contiene también otros aditivos, los mismos se pueden añadir antes y/o durante la polimerización.

La cantidad de aditivos se determina por el fin de uso y, por tanto, se puede variar discrecionalmente .

La polimerización se realiza según los procedimientos habituales para el experto, tal como se describe, por ejemplo, en Kuntstoffhandbuch, vol. 3/4, Technische Thermoplaste, Hanser Fachbuch, páginas 413-430. A este respecto, la mezcla preferentemente se agita. Para esto pueden emplear unidades de mezcla tales como, por ejemplo, reactores de agitación.

Otro objetivo de la presente invención es el uso de la composición de acuerdo con la invención para la preparación de poliamidas de colada.

Las composiciones de acuerdo con la invención que se han mencionado anteriormente se emplean, preferentemente, como sustituto de metal, por ejemplo, en la industria automovilística, en la producción de piezas electrotécnicas y con fines electrónicos, para la producción de placas, barras, tubos, poleas de cable, rollos de cable, ruedas dentadas y rodamientos y/o para la fabricación de recipientes.

Descripción Detallada de la Invención El alcance de la invención abarca todas las definiciones de restos anteriores y explicadas a continuación, generales o mencionadas en intervalos preferentes, índices, parámetros y explicaciones unos con otros, es decir, también entre los respectivos intervalos e intervalos preferentes en una combinación discrecional.

Los siguientes ejemplos sirven para explicar la invención sin tener, a este respecto, un efecto limitante. Ejemplos de realización: Reactivos : Caprolactama seca (PR >69 °C) de la empresa Lanxess Deutschland GmbH.

Como catalizador se emplea: Addonyl® Kat NL de Rhein Chemie Rheinau GmbH, caprolactamato de sodio aproximadamente al 18 % en caprolactama.

Como activadores se emplean: 1) N^N'-bis ( 3-isocianato-4-metilfenil ) carbodiimida bloqueada con caprolactama de acuerdo con Fórmula (II) (de acuerdo con la invención) véase el Ejemplo 1, 2) Addonyl® 8108: solución de poliisocianato alifático, disponible en el mercado en Rhein Chemie Rheinau GmbH, véase el Ejemplo 2, 3) Brüggolen® C20 P: diisocianato de hexametileno bloqueado con caprolactama en caprolactama, disponible en el mercado en la empresa Brüggemann GmbH, véase el Ejemplo 3, 4) ?,?'-bis (3-isocianato-4-metilfenil) carbodiimida: carbodiimida monomérica basada en diisocianato de 2,4-toluileno, véase el Ejemplo 4, - - 5) Stabaxol® P: policarbodiimida aromática basada en 1,3,5-triisopropil-2 , 4-diisocianatobenceno, véase el Ejemplo 5, 6) Addolink® TT: uretdiona de TDI dimérico, véase el Ejemplo 6.

Aparatos: Los conjuntos de aparatos usados para la preparación de masa fundida estaban compuestos de: • 2 matraces de tres bocas (500 mi) calentados en el baño de aceite · 2 agitadores KPG con camisa • 2 tapas de gas, respectivamente 1 con y 1 sin grifo • 1 bomba de vacio con trampa de enfriamiento y manómetro El conjunto de aparatos usado para la medición de la temperatura estaba compuesto de: · aparato de medición de la temperatura, por ejemplo, Testo 175-T3 con interfaz en serie IR. • alambre para termopares para la permanencia en la muestra endurecida • vaso de precipitados 600 mi (forma alta) y un · calentamiento para el vaso de precipitados (bloque de metal, baño de aceite) .

Realización y medición: El matraz A se alimentó con 196, 8 g de caprolactama y activador, el matraz B, con 192 g de caprolactama y 8 g de catalizador NL-Neu.

Las masas fundidas de los matraces A y B se trataron a 122 °C (±2 °C) en un baño de aceite al vacio (<1,5 kPa (<15 mbar) ) durante 20 minutos.

- - Después de la aireación con nitrógeno, los componentes del matraz A y del matraz B se combinaron en un matraz de tres bocas, se agitaron brevemente y se traspasaron al vaso de precipitados de 600 mi. La temperatura de molde (vaso de precipitados) ascendió a 160 °C. El tiempo de polimerización ascendió, por norma general, a 10-20 minutos.

La Tabla 1 muestra los resultados.

* Preparación de piezas de poliamida de colada exitosa ** Polimerización nula o incompleta Los ejemplos muestran que la composición de acuerdo con la invención posibilita la producción de piezas de poliamida de colada incluso con concentraciones muy reducidas de activador. Se pueden conseguir resultados similarmente buenos únicamente mediante el uso de soluciones de poliisocianato - - como componente de activador. Sin embargo, estas tienen la desventaja de contener disolvente.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. Composición que contiene a) al menos una lactama y b) al menos un activador para la polimerización aniónica de lactamas, caracterizada porque en el caso del activador se trata de un compuesto de Fórmula (I) lactama, preferentemente caprolactama.

2. Composición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque en el caso del activador se trata de un compuesto de Fórmula (II)

3. Composición de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizada porque en el caso de la lactama se trata un compuesto de Fórmula general (III) representando R un grupo alquileno con 3 a 13 átomos de carbono.

4. Composición de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque contiene, adicionalmente, al menos un catalizador seleccionado del grupo de halogenuro de lactama-magnesio, dilactamato de aluminio de metal alcalino, lactamato de metal alcalino y/o alcalinotérreo .

5. Composición de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque presenta la siguiente composición: a) el 94-99, 9 % de al menos una lactama, b) el 0,1-5 % de al menos un activador y c) el 0-5 % de al menos un catalizador, ascendiendo la suma de los constituyentes a) a c) al 100%.

6. Procedimiento para la preparación de poliamidas de colada de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los constituyentes a) y b) y, dado el caso c) de la composición de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 5 se hacen polimerizar como masa fundida a temperaturas de 80-160 °C.

7. Uso de la composición de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 5 para la preparación de poliamidas de colada .