ES2169714T3 - Composicion de poliamida no halogenada. - Google Patents
Composicion de poliamida no halogenada.Info
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Abstract
Una composición de poliamida que comprende: (a) por lo menos una poliamida distinta de nylon 2,2, o un copolímero de al menos dos unidades repetidas de poliamida, ninguna de las cuales es de nylon 2,2, (b) cianurato de melamina, y (c) un agente de nucleación en una proporción eficaz para provocar la nucleación de la poliamida de (a).
Description
Composición de poliamida no halogenada.
La presente invención se refiere a las
composiciones de poliamida no halogenadas, y en particular a tales
composiciones que tienen propiedades resistentes al fuego.
Las poliamidas tales como el nailon tienen una
diversidad de usos comerciales. Un uso importante es como resina
para moldeo de artículos. A menudo es importante que los artículos
moldeados de poliamida tengan propiedades resistentes al fuego. Los
medios utilizados en el pasado para conseguir retardación del fuego
en composiciones de poliamida han presentado diversos problemas o
inconvenientes.
La incorporación de compuestos halogenados puede
mejorar la retardación del fuego, pero no ofrece el sistema más
respetuoso con el medio ambiente. Un problema, por ejemplo, es la
reducción de la vida del molde debido a la naturaleza corrosiva de
los halógenos. Pueden crearse composiciones de nailon resistentes al
fuego no halogenadas (NHFR) por incorporación de cianurato de
melamina. Los productos de nailon NHFR preparados con una resina
base de copolímero tienen un alto grado de tenacidad, pero el
copolímero hace que la composición tenga un tiempo de
establecimiento o curado más largo en los procesos de moldeo. Un
tiempo de establecimiento rápido es deseable en los procesos de
moldeo a fin de aumentar la capacidad de producción y reducir con
ello el coste de fabricación. La disminución de la viscosidad
relativa (RV) de la resina base del copolímero reducirá el tiempo
de establecimiento, pero disminuye también la retardación del fuego
(tal como se mide por ejemplo por el Ensayo de Llama Vertical
UL-VO de Underwriters' Laboratories).
Existe necesidad de composiciones de poliamida
mejoradas que tengan a la vez propiedades satisfactorias de
retardación del fuego y tiempos de establecimiento relativamente
rápidos en los procesos de moldeo, teniendo al mismo tiempo otras
propiedades deseables tales como tenacidad.
Un aspecto de la presente invención es una
composición de poliamida que comprende (a) al menos una poliamida
distinta de nailon 2,2, o un copolímero de al menos dos unidades de
poliamida repetitivas, ninguna de las cuales es nailon 2,2,
teniendo dicha poliamida o dicho copolímero una viscosidad relativa
de 40 a 55, (b) cianurato de melamina (c) un agente de formación de
núcleos en una cantidad eficaz para producir la formación de
núcleos de la poliamida de (a), en donde dicha composición alcanza
una tasa de retardación del fuego VO.
En una realización preferida, el agente de
formación de núcleos es nailon 2,2. El nailon 2,2 está presente
preferiblemente en una cantidad comprendida entre 0,001% y 0,1% en
peso, más preferiblemente en una cantidad comprendida entre 0,01% y
aproximadamente 0,05% en peso.
La poliamida de (a) puede ser por ejemplo nailon
6,6. Como otro ejemplo, la misma puede ser un copolímero de nailon
6,6 y nailon 6. Preferiblemente, la poliamida tiene una viscosidad
relativa (RV) comprendida en el intervalo de
44-50.
La composición puede comprender adicionalmente
una o más cargas, agentes reforzantes, estabilizadores, colorantes,
otros agentes de retardación del fuego, agentes de desmoldeo,
plastificantes, pigmentos, agentes de absorción de la luz
ultravioleta, agentes antiestáticos, o lubricantes.
Preferiblemente, el copolímero representa
75-95% en peso de la composición, el cianurato de
melamina representa 1-15% en peso de la composición,
y el agente de formación de núcleos (v.g. nailon 2,2) representa de
0,001-0,1% en peso de la composición. En una
realización particularmente preferida, el copolímero representa de
85 a 95% en peso de la composición, el cianurato de melamina
representa de 5 a 10% en peso de la composición, y el nailon 2,2
representa de 0,01 a 0,05% en peso de la composición.
Otro aspecto de la presente invención es un
proceso para producir poliamida nucleada. El proceso comprende
enfriar una poliamida fundida distinta de nailon 2,2 en presencia
de (a) cianurato de melamina y (b) un agente de formación de núcleos
en una cantidad eficaz para causar la nucleación de la poliamida.
En diversas realizaciones de la invención, las sustancias
reaccionantes y las proporciones pueden ser como se ha descrito
arriba con respecto a la composición.
Las composiciones de la presente invención
exhiben retardación del fuego, tenacidad, y flujo comercialmente
deseables, pero tienen también tiempos de establecimiento
relativamente cortos en el moldeo y por consiguiente tiempos de
ciclo de moldeo reducidos. En particular, las composiciones de la
presente invención pueden cumplir el ensayo de retardación del
fuego UL-VO de Underwriters' Labs al tiempo que
mantienen tiempos de establecimiento relativamente cortos en las
operaciones de moldeo. Esta mejora en el tiempo del ciclo de moldeo
aumenta la capacidad de fabricación y reduce el coste unitario.
Las composiciones de la presente invención
contienen una o más poliamidas que son polímeros de condensación
obtenidos por la policondensación de ácidos
amino-carboxílicos o de mezclas de diaminas y ácidos
dicarboxílicos con inclusión de interpoliamidas obtenidas por la
policondensación de diferentes componentes formadores de poliamida.
Poliamidas adecuadas incluyen nailon 6 y nailon 6,6. Otras
poliamidas adecuadas son copolímeros de al menos dos unidades
repetitivas de poliamida, o mezclas o aleaciones de dos o más
poliamidas. Copolímeros adecuados incluyen copolímeros de nailon
6,6 con nailon 6, nailon 6IA, nailon 6TA, y análogos.
Las composiciones de la presente invención
incluyen también cianurato de melamina. Una diversidad de maneras de
proporcionar este compuesto en composiciones de polímero se exponen
en las patentes U.S. 4.180.496, 4.298.518, 4.317.766, 4.321.189,
4.363.890, 4.789.698, y 5.135.974, cada una de las cuales se
incorpora en esta memoria por referencia. En general, el cianurato
de melamina para la composición final puede proporcionarse por
incorporación de dicho compuesto directamente con la poliamida y
otros ingredientes antes del calentamiento, o alternativamente,
pueden incorporarse compuestos precursores que reaccionarán para
formar cianurato de melamina in situ durante el
procesamiento a temperatura elevada.
Las composiciones de la presente invención
incluyen también un agente de formación de núcleos, preferiblemente
un agente de formación de núcleos no heterogéneo. Un agente de
formación de núcleos actualmente preferido es nailon 2,2. Otros
agentes de formación de núcleos no heterogéneos adecuados incluyen
nailon 4,6, y el compuesto formado por la reacción de ácido
benceno-fosfínico y estearato de aluminio. Otros
agentes de formación de núcleos adecuados adicionales incluyen
agentes de formación de núcleos heterogéneos tales como dióxido de
titanio y fluoruro de calcio.
El agente de formación de núcleos (v.g., nailon
2,2) y el cianurato de melamina o los compuestos precursores para
el mismo pueden incorporarse en la poliamida antes, durante o
después del paso de policondensación. Por ejemplo, nailon 2,2 y
cianurato de melamina pueden añadirse a la poliamida fundida.
Alternativamente, aquéllos pueden mezclarse con la poliamida sólida
y fundirse luego la mezcla. Como otra alternativa, la poliamida
sólida en la forma de, v.g., grumos, pelets, o virutas, puede
recubrirse o espolvorearse con los ingredientes y fundirse
después.
Las composiciones de la presente invención pueden
comprender además uno o más aditivos de polímeros tales como cargas,
agentes reforzantes, estabilizadores, colorantes, otros agentes
resistentes al fuego, agentes de desmoldeo, plastificantes,
pigmentos, agentes de absorción de la luz ultravioleta, agentes
antiestáticos, y lubricantes.
Las composiciones de la presente invención pueden
moldearse en artículos de diversas formas utilizando equipos y
métodos que son bien conocidos. La presente invención es
particularmente útil para aplicaciones termoplásticas técnicas que
requieren alta retardación del fuego.
Un ejemplo específico de una composición de
nailon moldeable y resistente al fuego de la presente invención es
una composición que comprende copolímero nailon 6/nailon 6,6 (91%
en peso), cianurato de melamina (7%) y nailon 2,2 (0,02%), y
opcionalmente una o más aditivos de copolímeros de otros tipos como
se ha descrito arriba. El copolímero puede, por ejemplo, comprender
89% en peso de nailon 6,6 y 11% de nailon 6, y 0,05% de ácido
acético.
La totalidad de las composiciones y los métodos
descritos y reivindicados en esta memoria pueden producirse y
ejecutarse sin experimentación excesiva a la vista de la presente
exposición. Si bien las composiciones y métodos de esta invención se
han descrito en términos de realizaciones preferidas, será evidente
para los expertos en la técnica que pueden hacerse variaciones con
respecto a las composiciones y métodos y en los pasos o en la
secuencia de pasos del método descrito en esta memoria sin apartarse
del concepto, espíritu y alcance de la invención. Más
específicamente, será evidente que ciertos agentes que son
químicamente afines pueden emplearse en sustitución de los agentes
descritos en esta memoria, obteniéndose los mismos o similares
resultados.
Claims (22)
1. Una composición de poliamida que comprende (a)
al menos una poliamida distinta de nailon 2,2 o un copolímero de al
menos dos unidades de poliamida repetitivas, ninguna de las cuales
es nailon 2,2, teniendo dicha poliamida o dicho copolímero una
viscosidad relativa de 40 a 55, (b) cianurato de melamina, y (c) un
agente de formación de núcleos en una cantidad eficaz para causar
la formación de núcleos de la poliamida de (a), en donde dicha
composición puede alcanzar una tasa de retardación del fuego VO.
2. La composición de la reivindicación 1 en donde
el agente de nucleación es nailon 2,2.
3. La composición de la reivindicación 2 en donde
el nailon 2,2 está presente en una cantidad comprendida entre 0,001%
y 0,1% en peso.
4. La composición de la reivindicación 3 en donde
el nailon 2,2 está presente en una cantidad comprendida entre 0,01%
y 0,05% en peso.
5. La composición de la reivindicación 1 en donde
la poliamida de (a) es nailon 6,6.
6. La composición de la reivindicación 1 en donde
el copolímero de (a) es un copolímero de nailon 6,6 y nailon 6.
7. La composición de la reivindicación 1 que
comprende adicionalmente una o más cargas, agentes reforzantes,
estabilizadores, colorantes, otros agentes resistentes al fuego,
agentes de desmoldeo, plastificantes, pigmentos, agentes de
absorción de la luz ultravioleta, agentes antiestáticos, o
lubricantes.
8. La composición de la reivindicación 1, en
donde la viscosidad relativa está comprendida en el intervalo de
44-50.
9. Una composición de poliamida que comprende (a)
un copolímero de nailon 6,6 y nailon 6, teniendo dicho copolímero
una viscosidad relativa de 40 a 55, (b) cianurato de melamina, y
(c) nailon 2,2 en una cantidad eficaz para causar la formación de
núcleos del copolímero, en donde dicha composición de poliamida
puede alcanzar una retardación del fuego de VO.
10. La composición de la reivindicación 9, en
donde el copolímero representa de 75 a 95% en peso de la
composición, el cianurato de melamina representa de 1 a 15% en peso
de la composición, y el nailon 2,2 representa de 0,001 a 0,1% en
peso de la composición.
11. La composición de la reivindicación 10, en
donde el copolímero representa de 85 a 95% en peso de la
composición, el cianurato de melamina representa de 5 a 10% en peso
de la composición, y el nailon 2,2 representa de 0,01 a 0,05% en
peso de la composición.
12. La composición de la reivindicación 11 que
comprende adicionalmente una o más cargas, agentes reforzantes,
estabilizadores, colorantes, otros agentes de retardación del
fuego, agentes de desmoldeo, plastificantes, pigmentos, agentes de
absorción de la luz ultravioleta, agentes antiestáticos, o
lubricantes.
13. La composición de la reivindicación 9, en
donde la viscosidad relativa está comprendida en el intervalo de 44
a 50.
14. Un proceso para producir poliamida nucleada,
que comprende enfriar una poliamida fundida distinta de nailon 2,2
en presencia de (a) cianurato de melamina y (b) un agente de
formación de núcleos en una cantidad eficaz para causar la
nucleación de la poliamida.
15. El proceso de la reivindicación 14, en donde
el agente de formación de núcleos es nailon 2,2.
16. El proceso de la reivindicación 15, en donde
el nailon 2,2 está presente en una cantidad comprendida entre 0,001%
y 0,1% en peso.
17. El proceso de la reivindicación 15, en donde
el nailon 2,2 está presente en una cantidad comprendida entre 0,01%
y 0,05% en peso.
18. El proceso de la reivindicación 14, en donde
la poliamida es un copolímero de nailon 6,6 y nailon 6.
19. El proceso de la reivindicación 18, en donde
el agente de formación de núcleos es nailon 2,2.
20. El proceso de la reivindicación 15, en donde
el copolímero está presente en una cantidad de 75 a 95% en peso de
la composición, el cianurato de melamina está presente en una
cantidad de 1 a 15% en peso de la composición, y el nailon 2,2 está
presente en una cantidad de 0,001 a 0,1% en peso de la
composición.
21. El proceso de la reivindicación 20, en donde
el copolímero está presente en una cantidad de 85 a 95% en peso de
la composición, el cianurato de melamina está presente en una
cantidad de 5 a 10% en peso de la composición, y el nailon 2,2 está
presente en una cantidad de 0,01 a 0,05% en peso de la
composición.
22. El proceso de la reivindicación 21, en el
cual están presentes también cuando se enfría la poliamida una o más
cargas, agentes reforzantes, estabilizadores, colorantes, otros
agentes de retardación del fuego, agentes de desmoldeo,
plastificantes, pigmentos, agentes de absorción de la luz
ultravioleta, agentes antiestáticos, o lubricantes.
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