CH653045A5 - Lega polimerica termoplastica a base di policarbonato. - Google Patents
Lega polimerica termoplastica a base di policarbonato. Download PDFInfo
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Description
La presente invenzione si riferisce ad una lega polimerica termoplastica ed ai materiali da essa ottenuti comprendente:
a) un policarbonato di bisfenolo A;
b) uno o più polialchilentereftalati in cui il n° di atomi di carbonio del radicale alchilene è compreso fra 2 e 10;
c) un modificatore del meccanismo di assorbimento dell'energia di impatto scelto fra i seguenti:
I) una poliolefina del tipo C2 o C3
II) un copolimero olefinico C2-C3 (del tipo EPR o EPDM)
III) una miscela di (I) con (II)
IV) una miscela di (I) con un copolimero del tipo polietilen-vinilacetato (EVA)
V) una miscela di (I), (II) e un copolimero del tipo polietilen-vinilacetato (EVA).
II componente a è in quantità variabili fra 5 e 95 parti % in peso, i componenti b + c sono in quantità variabili fra 5 e 95 parti % in peso e il rapporto in peso fra il componente c_e il componente b è minore od uguale ad 1.
Il policarbonato usato è preferibilmente scelto tra quelli aventi viscosità intrinseca in cloruro di metilene a 20 °C compresa tra 0,46 e 1,2 dl/g.
Come modificatoli del meccanismo di assorbimento dell'energia d'impatto si possono usare semplicemente polietileni o polipropileni ma anche copolimeri di due o più olefine, quali ad esempio EPR (etilene-propilene) o EPDM (etilene-propilene-diene), o miscele di queste anche con un copolimero del tipo polietilen-vinilacetato (EVA).
Sebbene non sia essenziale, i migliori risultati si ottengono operando uno o più premiscelamenti fra i componenti, riducendo la lega ottenuta in granuli e quindi stampandola. Non ha particolare importanza lo strumento utilizzato per operare il miscelamento. Adatti allo scopo sono quindi gli estrusori monovite, gli estrusori bivite, i mescolatori Banbury e tutte le macchine normalmente utilizzate nella pratica industriale.
La lega polimerica termoplastica di questa invenzione può presentarsi sotto diverse forme quali polveri, granuli, sfere, discoidi o altre, ottenute ad esempio o per estrusione o per iniezione.
Questa lega può contenere diversi additivi quali stabilizzanti, coloranti, ritardanti di fiamma, lubrificanti o cariche (fibre di vetro, fibre di carbonio, fibre di amianto, lana di vetro, ...).
Esempi
Tutti i dettagli operativi saranno evidenti dalla lettura dei seguenti esempi, che hanno il solo intento di illustrare l'invenzione senza limitarne gli scopi.
Esempi 1-77
I granuli essiccati dei componenti il blend vengono miscelati ed estrusi in un estrusore alla temperatura di 275°C.
• La lega polimerica cosi ottenuta viene quindi granulata e stampata ad iniezione a temperature variabili fra 260 e 280°C, a seconda della composizione, con una temperatura dello stampo di 60°C.
Sui prodotti ottenuti sono stati effettuati i seguenti tests:
a) Urto Izod con intaglio (metodo ASTM D 256-61)
b) Punto di rammollimento Vicat a 5 kg (metodo ASTM D 1525-72)
c) Modulo elastico in flessione (metodo ASTM D 790-70)
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
3
653 045
d) Prova di stress-cracking:
si eseguono trazioni secondo il metodo ASTM D 638 su campioni precedentemente sottoposti ad una deformazione tensile dello 0,7% ed immersi per 2 ore in una miscela 1:1 (volumetrica) di toluene ed isoottano addizionata del 15% di alcool meti- 5 lieo.
Si rileva quindi la ritenzione percentuale del carico di rottura riferita al campione non immerso.
Tabella 1
Composizione
1
2
3
4
5
6
7
8
9
PC
100
90
75
60
60
60
50
50
50
PET
//
5
15
35
30
20
45
40
25
EPR
//
5
10
5
10
20
5
10
25
Grado vicat 5 KG (°C)
155
147
135
137
123
105
125
112
94
URTO IZOD
-
CON INT.
90
59
63
67
78
81
51
54
62
(kg cm/cm)
MODULO ELASTICO
IN FLEX
23000
21700
19700
22300
20000
15300
22800
20300
13300
(kg/cm2)
RITENZIONE % DEL
CARICO DI ROTTURA
DOPO 120' DI
//
63
78
92
94
91
90
91
89
IMMERSIONE
Tabella 2
Composizione
10
11
12
13
14
15
16
17
18
PC
100
75
'75
60
60
60
50
50
50
PET
//
20
15
35
30
20
45
40
25
EPDM
//
5
10
5
10
20
5
10
25
Grado vicat 5 KG (°C)
155
146
133
133
121
105
121
109
90
URTO IZOD
CON INT.
90
70
75
82
91
98
58
63
775
(kg cm/cm)
MODULO ELASTICO
IN FLEX
23000
21800
19500
22500
20100
15100
23000
20500
13200
(kg/cm2)
RITENZIONE % DEL
CARICO DI ROTTURA
DOPO 120' DI
//
65
79
90
96
93
93
94
87
IMMERSIONE
653 045
4
Tabella 3
COMPOSIZIONE
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
PC
100
75
75
60
60
60
50
50
50
40
40
40
PBT
//
20
15
35
30
20
45
40
25
55
50
30
EPDM
//
5
10
5
10
20
5
10
25
10
10
30
Grado Vicat
155
.135
121
5 KG (°C)
133
124
115
131
122
108
138
127
107
URTO IZOD
CON INT.
90
58
72
29
87
95
76
82
91
47
53
62
(kg cm/cm)
MODULO
ELASTICO
IN FLEX
23000
22900
20200
24000
21300
15700
24300
21700
13600
24200
21800
1131
(kg/cm2)
RITENZIONE
% DEL
CARICO DI
ROTTURA
//
75
78
80
83
77
82
84
79
87
90
88
DOPO 120' DI
IMMERSIONE
Tabella 4
COMPOSIZIONE
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
PC
100
75
75
60
60
60
50
50
50
40
40
40
PBT
//
20
15
35
30
20
45
40
25
55
50
30
EPR
//
5
10
5
10
20
5
10
25
5
10
30
Grado Vicat
127
109
5 KG (°C)
155
136
123
134
126
114
135
121
135
135
URTO IZOD
CON INT.
90
52
65
73
78
81
71
79
84
40
45
61
(kg cm/cm)
MODULO
ELASTICO
IN FLEX
23000
22700
20100
24100
21300
16000
23900
21500
13700
23100
21500
1171
(kg/cm2)
RITENZIONE
% DEL
CARICO DI
ROTTURA
//
73
77
81
82
79
80
86
82
85
88
84
DOPO 120' DI
IMMERSIONE
5
653 045
Tabella 5
Composizione
43
44
45
46
PC
100
75
60
50
PET
//
20
35
40
PP
//
5
5
10
Grado Vicat 5 KG (°C)
155
143
140
115
URTO IZOD CON INT. (kg cm/cm)
90
68
63
51
MODULO ELASTICO IN FLEX (kg/cm2)
23000
22100
21500
20600
RITENZIONE % DEL CARICO DI ROTTURA DOPO 120' DI IMMERSIONE
//
75
85
89
Tabella 6
Composizione
47
48
49
PC
100
60
50
PET
//
35
40
Grado Vicat 5 KG (°C)
155
141
114
URTO IZOD CON INT. (kg cm/cm)
90
67
53
MODULO ELASTICO IN FLEX (kg/cm2)
23000
22000
20200
RITENZIONE «% DEL CARICO DI ROTTURA DOPO 120' DI IMMERSIONE
//
87
91
Tabella 7
Composizione
50
51
52
PC
100
60
50
PBT
//
35
40
PP
//
5
10
Grado Vicat 5 KG (°C)
155
138
124
URTO IZOD CON INT. (kg cm/cm)
90
72
70
MODULO ELASTICO IN FLEX (kg/cm2)
23000
23700
21900
RITENZIONE % DEL CARICO DI ROTTURA DOPO 120' DI IMMERSIONE
//
84
85
Tabella 8
Composizione
53
54
55
PC
100
60
50
PBT
//
35
40
PE
//
5
10
Grado Vicat 5 KG (°C)
155
135
123
URTO IZOD CON INT. (kg cm/cm)
90
76
71
MODULO ELASTICO IN FLEX (kg/cm2)
23000
23500
21500
RITENZIONE % DEL CARICO DI ROTTURA
DOPO 120' DI IMMERSIONE // 87 89
653 045
6
Tabella 9
Composizione
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
PC
80
50
80
50
80
50
80
50
50
50
60
PBT
10
40
10
40
40
40
PET
10
40
10
40
30
EPDM
5
5
5
5
5
5
5
5
EPR
PE
5
5
5
5
5
5
PP
5
5
5
5
5
EVA
5
5
5
Grado Vicat 5 KG (°C)
135
130
132
118
133
131
130
120
132
130
133
URTO IZOD CON INT. (kg/cm/cm)
63
71
54
59
60
65
53
58
62
58
66
MODULO ELASTICO
IN FLEX
(kg/cm2)
21500
20100
21200
20300
22000
21300
21400
20700
20500
20700
19800
RITENZIONE % DEL CARICO DI ROTTURA DOPO 120' DI IMMERSIONE
70
83
76
90
68
81
75
93
86
83
88
Tabella 10
Composizione
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
PÇ
60
50
50
50
60
60
60
50
50
60
60
PBT
40
40
40
40
40
PET
30
30
30
30
30
30
EPDM
2,5
2,5
2,5
2,5
EPR
5
5
5
5
5
5
2,5
2,5
2,5
2,5
PE
5
5
2,5
2,5
PP
5
5
5
2,5
2,5
EVA
5
5
5
2,5
2,5
2,5
2,5
Grado Vicat 5 KG (°C)
131
128
129
126
126
127
124
130
129
127
128
URTO IZOD CON INT. (kg/cm/cm)
57
67
65
56
66
61
57
69
66
71
73
MODULO ELASTICO
IN FLEX
(kg/cm2)
20100
20400
20600
19900
20200
20300
19600
20700
20600
20200
20400
RITENZIONE % DEL CARICO DI ROTTURA DOPO 120' DI IMMERSIONE
91
83
80
83
93
91
89
86
84
93
93
I dati ottenuti dagli esempi da 1 a 77 sono riportati nelle tabelle da 1 a 10.
Abbreviazioni
PC = policarbonato PBT
PET = polietilentereftalato PP
EPR = gomma etilene-propilene PE
EPDM = terpolimero etilene-propilene-diene monomero EVA
= polibutilentereftalato
= polipropilene
= polietilene
= copolimero etilene-vinilacetato.
v
Claims (3)
1. Lega polimerica termoplastica comprendente almeno un composto scelto tra le seguenti classi:
a) un policarbonato di bisfenolo A;
b) uno o più polialchilentereftalati in cui il n° di atomi di carbonio del radicale alchilene è compreso tra 2 e 10;
c) un modificatore del meccanismo di assorbimento dell'energia di impatto scelto fra i seguenti:
I) una poliolefina del tipo C2 o C3
II) un copolimero olefinico C2-C3
III) una miscela di (I) con (II)
IV) una miscela di (I) con un copolimero del tipo polietilen-vinilacetato (EVA)
V) una miscela di (I), (II) e un copolimero del tipo polietilen-vinilacetato (EVA)
tale che il rapporto in peso fra il componente c ed il componente b sia minore od uguale ad 1.
2. Lega polimerica termoplastica come da rivendicazione precedente caratterizzata dal fatto che il componente a è in quantità variabile fra 5 e 95 parti in peso %.
2
RIVENDICAZIONI
3. Lega polimerica termoplastica come da rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che i componenti b + ç siano in quantità variabile tra 5 e 95 parti in peso %.
Come è noto, il policarbonato è una resina che possiede caratteristiche meccaniche eccezionali, soprattutto in termini di resistenza all'urto, ma presenta alcuni difetti che ne impediscono l'uso in molti settori applicativi di largo consumo.
Fra tali difetti i principali sono un sensibile infragilimento oltre un certo spessore critico, una bassissima resistenza nei confronti di molti solventi organici ed una scarsa resistenza all'urto a bassa temperatura.
Queste caratteristiche negative hanno limitato fortemente l'uso del policarbonato in un campo, quello automobilistico, che se pur costantemente alla ricerca di nuovi materiali dalle elevate proprietà meccaniche, non può prescindere dal fatto che essi possiedano un'ottima resistenza a tutti quegli agenti (benzine, lubrificanti, detergenti ecc.) che, abitualmente od accidentalmente, possono venire a contatto con il manufatto durante la sua vita di esercizio.
Sono riportati in letteratura esempi di blends ottenuti miscelando un policarbonato ed un poliestere (AU 55998, US 4 188 314, US 3 494 885) oppure miscelando un policarbonato, una poliolefina ed un terzo componente quale ad esempio un polimero acrilico (US 4 245 058), un copolimero a blocchi idrogenato (US 4 122 131), un polidiene epossidabile (GB 1 149 695).
È anche nota dalla letteratura una lega polimerica termoplastica (GB 1 007 724) comprendente almeno il 50% in peso di policarbonato e non più del 50% di un polimero di tipo olefinico, parzialmente sostituibile da una resina poliesterea, in modo tale che il rapporto ponderale polimerico olefinico-poliestere risulti sempre maggiore dell'unità.
Tuttavia tale lega, a causa del sensibile effetto plastificante che le poliolefine hanno sul policarbonato, presenta temperature di distorsione sotto carico piuttosto basse, caratteristica, questa, limitante in molti settori applicativi, fra i quali quello automobilistico.
Ora noi abbiamo sorprendentemente trovato che è possibile ottenere materiali con migliori proprietà termiche miscelando opportunamente un policarbonato di bisfenolo A con uno o più poliesteri termoplastici ottenuti condensando acido tereftalico con glicoli di formula generale HO-(CH2)„-OH con n compreso fra 2 e 10 ed elastomeri di tipo olefinico in quantità tali che il rapporto in peso fra l'elemento di tipo olefinico ed il poliestere termoplastico sia minore od uguale ad 1.
I materiali ottenuti pur mantenendo una resistenza all'urto molto prossima a quella del policarbonato presentano, rispetto ad esso, ottima resistenza ai solventi, scarsa sensibilità allo spessore, migliore resistenza all'urto a bassa temperatura e più facili condizioni di stampaggio.
Quindi queste leghe polimeriche ed i prodotti da esse ottenuti, mostrano caratteristiche fisiche, chimiche ed elettriche globalmente migliori di quelle del policarbonato usato tal quale o in miscele come riportato nei brevetti sopramenzionati.
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