MXPA00006053A - Hoja que contiene plastificantes de alcoholes polivinilicos parcialmente acetalizados - Google Patents

Abstract

Las hojas que contienen plastificantes de alcoholes polivinílicos parcialmente acetalizados, en especial de polivinilbutiral (PVB), se utilizan en gran medida como capa intermedia en vidrios de seguridad compuestos. La adherencia de dichas hojas a vidrio de silicato se ajusta normalmente agregando compuestos alcalinos o alcalinotérreos o determinados silanos. Sin embargo, los aditivos regularmente de la adherencia conocidos modifican las propiedadesópticas y químicas de las hojas. Se propone incrementar la adherencia agregando dióxido de silicio amorfo, en especialácido silícico pirógeno. Para ello se utiliza en especial 0.01 a 0.25%en peso de dióxido de silicio amorfo, referido a la masa de la hoja, se dispersa en el plastificante y se extrusiona con la resina de polivinilbutiral. La adición de dióxido de silicio amorfo produce un incremento del valor promedio del ensayo de despegue por compresión de más de 10%. Las hojas propuestas se utilizan como capa intermedia en vidrios de seguridad compuestos.

Description

HOJA QUE CONTIENE PLASTIFICANTES DE ALCOHOLES POLIVINILICOS PARCIALMENTE ACETALIZADOS La invención se refiere a una hoja que contiene plastificantes de alcoholes polivinílicos parcialmente acetalizados, como capa intermedia en vidrios de seguridad compuestos . Los vidrios de seguridad compuestos, los cuales constan de dos planchas de vidrio y una hoja adhesiva que une las dos planchas, hecha de alcoholes polivinílicos, preferentemente de polivinilbutiral (PVB) , se utilizan en particular como parabrisas en vehículos motorizados, pudiendo estar reemplazada una plancha de vidrio por una plancha de plástico, preferentemente de una poliamida amorfa, PMMA transparente, policarbonato o poliéster. También en el sector de la construcción, por ejemplo, como planchas para ventanas o co o paredes intermedias, se utilizan estos compuestos de vidrio de silicato/vidrio de silicato o vidrio de silicato/plástico, en donde, dependiendo de su aplicación, se utilizan, por ejemplo, planchas de blindaje compuestas, también compuestos múltiples, es decir, compuestos que constan de más de dos capas portadoras . Mientras que las planchas de seguridad compuestas para el sector de la construcción deben presentar en general una adherencia lo más elevada posible entre el vidrio y la hoja adhesiva, para las planchas de seguridad compuestas para vehículos motorizados, se busca una adherencia definida, no demasiado elevada. Es conocido que la adherencia del vidrio de las hojas se reduce mediante la adición de diversos compuestos alcalinos y alcalinotérreos, por ejemplo, en forma de hidróxidos, sales, complejos (DE 15 96 902 B, DE 15 96 894 B, US 3,249,488 A, US 3,249,489A, US 3,262,835 A, US 3,262,836 A) . Una desventaja de estos compuestos de reacción alcalina es la modificación química de la _resina de polivinilbutiral plastificada, lo cual se" manifiesta en decoloraciones debido al daño del sistema polivinilbutiral/plastificante y en enturbiamientos déT~ vidrio de seguridad compuesto que resulta, debido a una insatisfactoria resistencia a la humedad. Las decoloraciones y los enturbiamientos afectan la transparencia del vidrio de seguridad compuesto. Más allá, debido a la alcalinidad, como otras consecuencias se modifican dimensiones moleculares tales como la masa y la distribución molares del polímero, así como la resistencia al envejecimiento. En el caso de una humectación del borde de la hoja, se reduce la adherencia y suceden desprendimientos de la hoja del vidrio.

Por la Patente Alemana DE 24 10 153 C3 se conoce un procedimiento para ajustar la fuerza de adhesión de alcoholes polivinílicos parcialmente acetalizados que contienen plastificantes, con silanos siliciofuncionales y silicio-organofuncionales, en donde los silanos siliciofuncionales reducen la adherencia y los silanos silicio-organofuncionales la incrementan. La adición de compuestos de silano, sin embargo, dependiendo de las condiciones del proceso, producen una eventual reticulación local que resulta difícil de controlar de la resina utilizada, y de esta manera, producen la formación de nudos visibles. Por la Patente Europea EP 0 227 633 A2 se conoce una capa intermedia para vidrios de seguridad compuestos, con una elevada resistencia a las llamas, en la cual los aditivos tales como fosfatos y fosfitos se agregan en mayores cantidades para mejorar la resistencia a las llamas, junto con aditivos de nucleación tales como humo de sílice. En dicho documento no se revela una influencia positiva de pequeñas cantidades de dióxido de silicio amorfo en la adherencia de la capa intermedia al vidrio. El objetivo de la presente invención es proporcionar una hoja que contenga plastificantes, de alcoholes polivinílicos parcialmente acetalizados, así como un procedimiento para su producción, que sea adecuada como capa intermedia en vidrios de seguridad compuestos y que no presente las desventajas anteriormente citadas. La invención- logra este objetivo mediante una hoja que contiene plastificantes de conformidad con la reivindicación 1, o bien, un procedimiento de conformidad con la reivindicación 6 ó 7, preferentemente junto con una o varias características de las sub-reivindicaciones . Sorprendentemente, se ha observado que ya la adición de pequeñas cantidades de dióxido de silicio produce un considerable incremento de la adherencia entre una hoja de alcoholes polivinílicos parcialmente acetalizados y una plancha de vidrio de silicato. El dióxido de silicio amorfo se obtiene a gran escala como ácido silícico de precipitación de una solución acuosa de silicato alcalino, mediante la precipitación con ácidos minerales o como ácido silícico pirógeno obtenido hidrolíticamente por flamas (véase Rómpp-Chemie-Lexikon, 9. Auflage, Band 3, p. 2236) . Para la presente invención han resultado especialmente adecuados los ácidos silícicos pirógenos. El dióxido de silicio amorfo se utiliza en cantidades de 0.001 a 0.25% en peso, preferentemente de 0.01 a 0.25% en peso, respectivamente referido a la masa de la hoja. En caso de utilizar mayores cantidades de dióxido de silicio amorfo, existe el peligro de un enturbiamiento de la hoja, de modo que, por lo regular, queda excluida la utilización de hojas con elevados contenidos en dióxido de silicio amorfo como capa intermedia en vidrios de seguridad compuestos. Ha resultado ser especialmente ventajoso el dispersar primero en el plastificante utilizado la adición de dióxido de silicio amorfo. La producción de las hojas de alcohol polivinílico parcialmente acetalizado se efectúa posteriormente de manera en sí conocida, por _ej emplo, a través de la extrusión mediante una herramienta de ranura ancha de conformidad con la Patente Europea EP O 1 5 863 Bl . Como plastificantes son adecuados todos los plastificantes conocidos por la técnica anterior, en especial los esteres de ácidos polivalentes, alcoholes polivalentes u oligoeterglicoles, como por ejemplo, di-n-hexiladipato, dibutilsebazato, dioctilftalato, esteres de di-, tri- o tetraglicoles con ácidos carboxílicos alifáticos lineales o ramificados y mezclas de estos esteres. Como plastificantes se utilizan preferentemente los esteres de dioles alifáticos con ácidos carboxílicos alifáticos de cadena larga, en particular los esteres de trietilenglicol con ácidos carboxílicos alifáticos que contienen 6 a 10 átomos de carbono, tales como ácido 2-etilbutírico o ácido n-heptánico. La resina de alcohol polivinílico parcialmente acetalizado contiene de preferencia 25 a 45 partes en peso y especialmente 30 a 40 partes en peso de plastificante, referidas a 100 partes en peso de resina. Los alcoholes polivinílicos parcialmente acetalizados se obtienen de manera conocida por acetalización de -esteres polivinílicos hidrolizados . Como aldehidos se" pueden emplear, por ejemplo, formaldehído, acetaldehído, propionaldehído, butiraldehído y similares, preferentemente butiraldehído. La resina de polivinilbutiral preferida contiene 10 a 25% en peso, especialmente 17 a 23% en peso y particularmente 19 a 21% en peso de radicales _ de alcohol vinílico. El polivinilbütiral contienen eventualmente de manera adicional 0 a 20% en peso, de preferencia 0.5 a 2.5% en peso de radicales de acetato. " ~~ El contenido en agua de las hojas se ajusta" preferentemente a 0.15 hasta 0.8% en peso, en particular a 0.2 hasta 0.5% en peso. Para la producción de vidrio de seguridad compuesto, la hoja de conformidad con la invención se introduce, por ejemplo, entre dos planchas de vidrio del mismo o diferente espesor y se comprimen a 40 hasta 100 °C a un precompuesto . La producción del compuesto final se realiza, por ejemplo, en un autoclave a 120 hasta 150°C y 8 a 14 bar, dentro de un tiempo de compresión de 10 a 60 minutos, preferentemente entre 20 y 40 minutos. Para evaluar la adherencia de una hoja de PVB a un vidrio mineral, se lleva a cabo un llamado ensayo ^ e despegue por compresión conforme a la siguiente descripción. Para la obtención-de los cuerpos muestra, la hoja adhesiva de PVB por ensayar se introduce entre dos planchas de vidrio de silicato planas del formato 300 mm x 300 mm, con un espesor de 4 mm, en un horno de precompuesto con rodillos de calandrado se desairean a un precompuesto de vidrio y a continuación se comprime a un vidrio de seguridad compuesto plano en un autoclave a una presión de 12 bar y una temperatura de 140 °C, dentro de un plazo de 30 minutos. Del vidrio dé seguridad compuesto obtenido de esta manera se cortan 10 muestras con las medidas 25.4 mm x 25.4 mm. Las mismas se sujetan en un ángulo de 45° en - un aparato de ensayo presentado simbólicamente en la Figura 1. La mitad superior recibe una carga permanentemente ascendente, dirigida con precisión verticalmente hacia abajo, hasta que ocurra un despegue dentro del cuerpo muestra, es decir, de las planchas de vidrio de seguridad compuesto por ensayar. Los parámetros de ensayo son los siguientes : Tabla 1 Cuerpo muestra : cuadrado 25.4 mm x 25.4 mm Disposición: la plancha inferior respectivamente con el lado de aire, o bien, fuego hacia la hoja (aire/aire) plancha superior e inferior respectivamente con el lado de estaño hacia la hoja (baño/baño) Almacenamiento antes del ensayo 4h en clima normalizado 23°C/50% de humedad relativa Avance : 2.5 mm/min Número de muestras: 10 Evaluación: La fuerza máxima que se requiere para el despegue de la hoja del vidrio. La fuerza se refiere a la superficie de la muestra (en N/mm2) o psi Para cada ejemplo se promedia linealmente la fuerza ejercida en el despegue de diez cuerpos muestra idénticos. Si en los siguientes ejemplos y en las reivindicaciones se hace referencia al valor promedio del ensayo de despegue por compresión, se está hablando de este promedio de diez mediciones. ~~ Incluso cantidades muy pequeñas de dióxido de silicio amorfo producen un marcado incremento de la adherencia entre la hoja de PVB y el vidrio. Se prefiere agregar una cantidad de dióxido de silicio amorfo que produzca un incremento de la fuerza de adhesión de cuando menos 10%, medido como valor promedio del ensayo de despegue por compresión. Se prefiere , el valor absoluto del valor promedio del ensayo de despegue por compresión (aire/aire) > 4.000 [psi] (> 27.57 [N/m2] ) o bien (baño/baño) > 3.000 [psi] (> 20.68 [N/m2] ) .

Ejemplos de la realización de la invención y ejemplos comparativos A 100 partes en peso de una resina de polivinilbutiral, con un contenido residual de alcohol vinílico de 20.5% en peso y un contenido residual de acetato vinílico de 0.7% en peso, se agregaron 32 partes _ en peso de trietilenglicol -bis-2-heptanoato como plastificante, junto con 0.15 partes en peso del absorbedor de UV TinuvinR P (fabricante: empresa Ciba) . Las cantidades indicadas en las siguientes tablas de diversos tipos de Si02 _ amorfo se dispersaron primero en el plastificante. La _ mezcla se extrusionó en una extrusora helicoidal doble con tobera de" ranura ancha a alrededor de 200°C de temperatura de masa, a~ una película transparente de 0.38 mm de espesor. El contenido de humedad fue en todas las muestras de 0.47% en peso.

Tabla 2 Como en los ejemplos descritos anteriormente, un Si02 amorfo conforme a la Tabla 3 se incorporó en la masa de la hoja en diferentes concentraciones y los vidrios de seguridad compuestos a partir de las correspondientes hojas de -PVB se examinaron en cuanto a su adherencia a vidrio mineral. Para la comparación se utilizó una masa de hoja sin adición de Si02 amorfo (Tabla 3) . El contenido de humedad fue en todas las muestras de 0.47% en peso.

Tabla 3 - Con un contenido de ácido silícico amorfo de más de 0.25% en peso, tuvo lugar un enturbiamiento visible en el vidrio de seguridad compuesto.

Claims (6)

REIVINDICACIONES

1. Una hoja que contiene plastificante, de alcoholes polivinílicos parcialmente acetalizados como capa intermedia, en vidrios de seguridad compuestos, caracterizada por una adición de dióxido de , silicio amorfo en una cantidad de 0.001 a 0.25% en peso referido a la masa de la hoja.

2. Una hoja que contiene plastificante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada por un contenido en dióxido de silicio amorfo de 0.01 "a 0.25% en peso referido a la masa de la hoja.

3. Una hoja que contiene plastificante de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque como dióxido de silicio amorfo se utilizó ácido silícico.

4. La utilización de una hoja que contiene plastificante, de alcoholes polivinílicos parcialmente acetalizados, con un contenido en dióxido de silicio amorfo de 0.001 a 0.25% en peso como capa intermedia en vidrios de seguridad compuestos . _

5. La utilización de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque el vidrio de seguridad compuesto posee un valor promedio del ensayo de despegue por compresión (aire/aire) de > 4.000 [psi] (> 27.57 [N/m2]) o bien- un valor promedio del ensayo de despegue por' compresión (baño/baño) > 3.000 [psi] (> 20.68 [N/m2]) .

6. Un procedimiento para la fabricación de una hoja que contiene plastificante, de alcoholes polivinílicos parcialmente acetalizados como capa intermedia en vidrios de seguridad compuestos, caracterizado por la adición de dióxido de silicio amorfo en una cantidad de 0.001 a 0.25% en peso.