ES2261121T3

ES2261121T3 - Material compuesto estratificado con una capa intermedia hecha de un material sintetico termoplastico.

Info

Publication number: ES2261121T3
Application number: ES00110993T
Authority: ES
Inventors: Klaus Muller; Klaus Klemm
Original assignee: Basell Poliolefine Italia SRL
Current assignee: Basell Poliolefine Italia SRL
Priority date: 1999-06-16
Filing date: 2000-05-29
Publication date: 2006-11-16
Anticipated expiration: 2020-05-29
Also published as: EP1060877A2; EP1060877A3; EP1060877B1; JP2001047565A; ATE322976T1; PL340818A1; DE50012553D1; DE19927549A1; SK8042000A3; US20030022009A1; US6794019B2; TR200001782A3; TR200001782A2; US6494982B1

Abstract

Un material compuesto estratificado que abarca una base de soporte fabricada con un polímero termoplástico, una capa intermedia dispuesta sobre esa base, y una capa vulcanizada aplicada a la capa intermedia, donde la capa intermedia está compuesta por un material no tejido de polipropileno con un grosor de 0, 001 a 1 mm.

Description

Material compuesto estratificado con una capa intermedia hecha de un material sintético termoplástico.

La presente invención trata de un material compuesto estratificado que abarca una base de soporte fabricada con un polímero termoplástico, una capa intermedia dispuesta sobre esa base, y una capa vulcanizada aplicada a la capa intermedia, donde la capa intermedia está compuesta por un material no tejido de polipropileno con un grosor de 0,001 a 1 mm.

Los materiales compuestos estratificados conocidos hasta ahora, se utilizan particularmente en la industria de los muebles y en la industria de equipamientos domésticos, y consisten, esencialmente, en una capa base hecha de fibras de madera o de madera o de hojas de papel individuales moldeadas por presión con la adición de resina, a las cuales se aplican capas decorativas, así como otras capas vulcanizadas, conocidas como recubrimientos, usando calor y presión. Las capas decorativas usadas aquí, presentan, con frecuencia, un patrón de madera, metálico o de mármol. En muchos casos las capas decorativas se utilizan junto con las capas vulcanizadas aplicadas a estas, bajo la forma de láminas.

Sin embargo, una desventaja de los materiales compuestos estratificados de este tipo, es que son hasta cierto punto susceptibles a la penetración de humedad en la capa núcleo desde los bordes, puesto que las fibras de madera y la madera, así como las hojas de papel individuales, tienden a hincharse cuando se exponen a la humedad. Además, los materiales compuestos estratificados de este tipo son relativamente complicados de moldear.

En una amplia variedad de usos industriales, por ejemplo en la industria del automóvil o eléctrica, existe la necesidad de materiales de superficie que, por una parte, posean una elevada resistencia a la compresión y que, por otra parte, posean una resistencia comparativamente elevada a la temperatura, y que, además, se puedan fabricar fácilmente con efectos decorativos.

Los materiales de superficie usados durante mucho tiempo en la producción de muebles cuentan con dos o más capas, incluyendo una capa base, una capa decorativa y una capa vulcanizada superpuestas. Estas capas, con la ayuda de otras capas unidas, por ejemplo hechas de papel o de películas adhesivas, producen un material compuesto estratificado decorativo. Sin embargo, un material compuesto estratificado de este tipo es muy complicado producir, posee con frecuencia un alto contenido de formaldehídos, y presenta comportamiento de hinchamiento desventajoso.

En la DE-A 1 97 22 339 se da a conocer un material compuesto estratificado que abarca una capa base hecha de polipropileno, una capa decorativa superpuesta y una capa vulcanizada aplicada a la capa decorativa. La aplicación anterior DE-A 19 858 173, por otra parte, describe un material compuesto estratificado hecho de una capa base de otros varios polímeros termoplásticos como, por ejemplo, ciertos tipos de copolímeros de estireno o polioximetileno y/o tereftalato de polibutileno, y además, una capa decorativa aplicada y una capa vulcanizada superpuesta. Ejemplos de las características de los materiales compuestos estratificados de este tipo, con una capa base hecha de polímeros termoplásticos, son, en comparación con los materiales compuestos estratificados convencionales con capas base hechas de madera, fibras de madera o papel: resistencia elevada a la temperatura y a la humedad, una mejor resistencia mecánica y un procesamiento más sencillo. Sin embargo, cierto grado de rigidez y de fragilidad en las capas poliméricas individuales, quiere decir que los materiales compuestos estratificados conocidos por la DE-A 19 722 339 y la DE-A 19 858 173, aún presentan ciertas desventajas en lo referente al proceso y formar, particularmente en formar tridimensional para dar los componentes para el moldeo, en especial en el moldeo tridimensional necesario para producir componentes en el sector automovilístico, el sector de materiales domésticos y el sector eléctrico. Además, a veces se encuentra que los materiales compuestos estratificados de este tipo presentan una estabilidad mecánica insatisfactoria, atribuible a una leve deficiencia en la adherencia entre la capa base y la capa decorativa y/o la capa vulcanizada.

En la EP-A 1 010 520 se describe como el estado de la técnica según el artículo 54(3) y (4) de la EPÜ, un laminado que contiene un capa base formada por un polímero termoplástico, además de polipropileno, una capa intermedia sobre esta, una capa decorativa sobre la capa intermedia y una capa vulcanizada sobre la capa decorativa. La capa intermedia debe estar formada por un material sintético termoplástico, además de propileno, y mostrar una buena unión entre la capa base y la capa decorativa.

En la FR-A 2673575 se describe un laminado compuesto por una capa base de polímero termoplástico, una capa textil de un material sintético termoplástico sobre ella, y de una capa sobre la capa textil de un papel impregnado con resina de melamina, que, dado el caso, puede estar vulcanizada. El laminado conocido se puede utilizar para paneles de pared o como encimera.

Es un objeto de la presente invención superar las desventajas descritas y proporcionar un material compuesto estratificado mejorado que, entre otras cosas, se pueda moldear muy fácilmente en dos o tres dimensiones y que, debido a una elevada adherencia entre las capas individuales, posea una estabilidad mecánica muy elevada. Dicho material compuesto estratificado debe resultar también muy fácil de pigmentar.

En consecuencia, se desarrolla un material compuesto estratificado que abarca una base de soporte fabricada con un polímero termoplástico, una capa intermedia dispuesta sobre esa base, y una capa vulcanizada aplicada a la capa intermedia, donde la capa intermedia está compuesta por un material no tejido de polipropileno con un grosor de 0,001 a 1 mm.

En una modificación del material compuesto estratificado de la presente invención, este puede también abarcar una capa decorativa aplicada a la capa intermedia entre la capa intermedia y la capa vulcanizada. En el material compuesto estratificado de la presente invención, también resulta viable como capa intermedia adecuada, una capa decorativa dispuesta sobre esta, de manera opcional, y una capa vulcanizada aplicada a la capa intermedia o bien a la capa decorativa, de manera que esté presente en ambos lados de la base de soporte hecha de polímero termoplástico, lo que da lugar a una estructura sándwich con la capa base en el centro.

El material de la capa base puede abarcar, basado en el peso total de la capa base, del 1 al 60% en peso, preferiblemente del 5 al 50% en peso, de manera particularmente preferente del 10 al 40% en peso, de material de relleno, como sulfato de bario, hidróxido de magnesio o talco con tamaños de partícula medios de a partir de 0,1 a 10 \mum, medidos según la DIN 66 115, madera, lino, tiza, fibras de vidrio, fibras de vidrio revestidas, fibras de vidrio largas o cortas, granos de cristal o las mezclas de estos. El material de la capa base puede abarcar también los aditivos habituales, como estabilizadores para la protección contra la acción de la luz, la radiación UV o el calor, pigmentos, hollín, lubricantes, retardadores de llama, agentes expansores y similares, en las cantidades habituales y requeridas.

Ejemplos de polímeros termoplásticos que forman la capa base son polipropileno, polietileno, cloruro de polivinilo, polisulfonas, poliéter cetonas, poliésteres, policicloolefinas, poliacrilatos y polimetacrilatos, poliamidas, policarbonato, poliuretanos, poliacetales, tales como polioximetileno, tereftalatos de polibutileno y poliestirenos. Los homopolímeros y los copolímeros de estos polímeros termoplásticos se pueden utilizar aquí. La capa base preferiblemente abarca también, además de los materiales de relleno, polipropileno, polioximetileno, tereftalato de polibutileno o el poliestireno, particularmente copolímeros de estireno que proporciones subordinadas de uno o más comonómeros, tales como butadieno, \alpha-metilestireno, acrilonitrilo, vinilcarbazol, o bien ésteres de ácido acrílico, metacrílico o itacónico. La capa base del material compuesto estratificado según la presente invención, puede abarcar también materiales reciclados hechos a partir de esos polímeros termoplásticos.

Por polioximetilenos se entiende en la presente homo- o copolímeros de aldehídos, por ejemplo de formaldehído, o de acetales cíclicos, que contengan enlaces carbono-oxígeno repetitivos en la molécula y posean un índice de fusión del caudal (MFR) según ISO 1133 de 5 a 40 g/10 min., particularmente de 5 a 30 g/10 min., a 230ºC con una carga de 2,16 kg.

El tereftalato de polibutileno usado preferiblemente es un producto de esterificación de peso molecular más grande de ácido tereftálico y de butilenglicol con un índice de fusión del caudal (MFR) según ISO 1133 de 5 a 50 g/10 min., particularmente de 5 a 30 g/10 min., a 230ºC con una carga de 2,16 kg.

Los copolímeros de estireno viables son, particularmente, los copolímeros que tienen hasta un 45% en peso, preferiblemente hasta un 20% en peso, de acrilonitrilo copolimerizado. Los copolímeros de este tipo, hechos de estireno y de acrilonitrilo (SAN), poseen un índice de fusión del caudal (MFR) según ISO 1133 de 1 a 25 g/10 min., particularmente a partir de 4 a 20 g/10 min., a 230ºC con una carga de 2,16 kg.

Otros copolímeros de estireno cuyo uso es igualmente preferible contiene hasta el 35% en peso, particularmente hasta el 20% en peso, de acrilonitrilo copolimerizado y el hasta un 35% en peso, particularmente hasta un 30% en peso, de butadieno copolimerizado. El índice de fusión del caudal de los copolímeros de este tipo, fabricados a partir de estireno, acrilonitrilo y butadieno (ABS) según ISO 1133 es de 1 a 40 g/10 min., particularmente de 2 a 30 g/10 min., a 230ºC con una carga de 2,16 kg.

Otros materiales usados para la capa base son, particularmente, las poliolefinas, tales como polietileno o polipropileno, preferiblemente el último. Para los propósitos de la presente invención, los polipropilenos son homo- o copolímeros de propileno. Los copolímeros de propileno contienen cantidades subordinadas de monómeros copolimerizables con propileno, por ejemplo 1-alquenos C_{2}-C_{8}, como etileno, 1-buteno, 1-penteno o 1-hexeno. También resulta posible utilizar uno o dos comonómeros diferentes.

Ejemplos de materiales particularmente adecuados para la capa base son los homopolímeros de propileno o los copolímeros de propileno con hasta un 50% en peso de otros 1-alquenos copolimerizados con hasta 8 átomos de carbono. En este documento, los copolímeros de propileno son copolímeros estadísticos o copolímeros en bloque o de impacto. Si los copolímeros de propileno presentan una estructura estadística, contienen, por lo general, hasta un 15% en peso, preferiblemente hasta un 6% en peso, de otros 1-alquenos con hasta 8 átomos de carbono, particularmente etileno, 1-buteno o una mezcla de etileno y 1-buteno.

Los copolímeros de propileno en bloque o de impacto, son polímeros que resultan de una preparación de dos etapas en la cual, en primer lugar, se prepara un homopolímero de propileno o un copolímero de propileno estadístico con hasta un 15% en peso, preferiblemente hasta un 6% en peso, de otros 1-alquenos con hasta 8 átomos de carbono. Sobre tal se polimeriza luego un copolímero de propileno-etileno con un contenido de etileno del 15 al 80% en peso. El copolímero de propileno-etileno puede contener también otros 1-alquenos C_{4}-C_{8}. La cantidad de copolímero de propileno-etileno polimerizada, le suele proporcionar al producto final un contenido del 3 al 60% en peso del copolímero producido en la segunda etapa.

La polimerización para preparar el polipropileno puede utilizar un sistema catalizador Ziegler-Natta. Los sistemas catalizadores de este tipo, utilizados en la presente, son particularmente los que tienen, además de un componente sólido que contenga titanio a), cocatalizadores bajo la forma de compuestos orgánicos de aluminio b) y compuestos donadores de electrones c).

También resulta posible, no obstante, utilizar sistemas catalizadores basados en compuestos de metaloceno y/o basados en complejos metálicos activos en la polimerización.

Específicamente, los sistemas catalizadores Ziegler-Natta convencionales abarcan un componente sólido que contiene titanio, entre otro haluros o alcoholatos de titanio trivalente o tetravalente, junto con un compuesto de magnesio con halógeno, capas base inorgánicas de óxido, tales como gel de silica, y otros compuestos donantes de electrones. Estos son, en particular, derivados del ácido carboxílico, cetonas, éteres, alcoholes o compuestos de organosilicona.

El componente sólido que contiene titanio se puede preparar mediante métodos conocidos en sí. Ejemplos de estos se describen, por ejemplo, en la EP-A 45 975, EP-A 45 977, EP-A 86 473, EP-A 171 200, GB-A 2 111 066, US-A 4 857 613 y US-A 5 288 824. Preferiblemente se utiliza el método dado a conocer en la DE-A 195 29 240.

Los compuestos de aluminio b) adecuados, con excepción de los compuestos del trialquilaluminio, son aquellos en los que un grupo alquilo ha sido remplazado por un grupo alcoxi o por un átomo de halógeno, por ejemplo por cloro o por bromo. Los grupos alquilo pueden ser idénticos o diferentes. Se puede tratar de grupos alquilo lineales o ramificados. Se le da preferencia al uso de los compuestos de trialquilaluminio cuyos grupos alquilo tengan, cada uno, de 1 a 8 átomos de carbono, por ejemplo trimetilaluminio, trietilaluminio, triisobutilaluminio, trioctilaluminio o metildietilaluminio, o a las mezclas de estos.

Además del compuesto de aluminio b), se suelen utilizar los compuestos donantes de electrones c) como otro cocatalizador. Ejemplos de estos son los ácidos carboxílicos mono o polifuncionales, los anhídridos carboxílicos y los ésteres carboxílico, así como las cetonas, los éteres, los alcoholes, las lactonas, los compuestos organofosforados y los compuestos del organosiliconados. Estos compuestos donantes de electrones c) pueden ser idénticos o diferentes a los compuestos donantes de electrones usados para preparar el componente sólido que contiene titanio a).

Otros compuestos que se pueden utilizar para preparar el polipropileno, en lugar de los sistemas catalizadores Ziegler-Natta, son los compuestos de metaloceno y/o los complejos metálicos que son activos en la polimerización.

Por metalícenos se entiende compuestos complejos hechos a partir de metales de los grupos de transición de la tabla periódica con ligandos orgánicos, y estos, junto con compuestos formadores de iones de metaloceno, dan lugar a sistemas catalizadores eficaces. Cuando se utilizan para preparar polipropileno, los complejos de metaloceno en el sistema catalizador se encuentran generalmente bajo la forma de capa base. Las capas base usadas con frecuencia son óxidos inorgánicos, pero también cabe la posibilidad de utilizar capas base orgánicas bajo la forma de polímeros, por ejemplo poliolefinas. Se le otorga preferencia a los óxidos inorgánicos descritos anteriormente, los cuales se utilizan también para preparar el componente sólido que contiene titanio a).

Los átomos centrales presentes en los metalocenos usados generalmente son titanio, circonio o hafnio, preferiblemente circonio. Por lo general, el átomo central presenta un enlace \pi a, al menos, un grupo ciclopentadienilo, generalmente sustutido, y también a otros sustituyentes. Los otros sustituyentes pueden ser halógeno, hidrógeno o radicales orgánicos, preferiblemente flúor, cloro, bromo o yodo, o un grupo alquilo C_{1}-C_{10}. El grupo ciclopentadienilo puede ser también un componente de un sistema heteroaromático apropiado.

Los metalocenos preferidos contienen átomos centrales enlazados, mediante dos enlaces \pi idénticos o diferentes, a dos grupos ciclopentadienilo sustituidos, y se le otorga especial preferencia a aquellos en los que haya sustituyentes de los grupos ciclopentadienilo enlazados a ambos grupos ciclopentadienilo. Se le otorga especial preferencia a los complejos cuyos grupos ciclopentadienilo sustituidos o no sustituidos, también presenten una substitución mediante grupos cíclicos en dos átomos de carbono adyacentes, y los grupos cíclicos pueden estar también integrados en un sistema heteroaromático.

Otros metalocenos preferidos tienen solamente un grupo ciclopentadienilo sustituido o no sustituido que, no obstante, contiene, al menos, un sustituyente también enlazado al átomo central.

Los compuestos de metaloceno apropiados son, por ejemplo

dicloruro de etileno bis(indenil)circonio,

dicloruro de etileno bis(tetrahidroindenil)circonio,

dicloruro de difenilmetileno-9-flúorenilciclopentadienilcirconio,

dicloruro de dimetilsilanodiilbis(3-terc.-butil-5-metilciclopentadienilo)-circonio,

dicloruro de dimetilsilanodiil(2-metil-4-azapentaleno) (2-metil-4(4'-metilfenil)indenil)-circonio,

dicloruro de dimetilsilanodiil(2-metil-4-tiapentaleno) (2-etil-4(4'-terc.-butilfenil)indenil)-circonio,

dicloruro de etanodiil(2-etil-4-azapentaleno) (2-etil-4(4'-terc.-butilfenil)indenil)-circonio,

dicloruro de dimetilsilanodiilbis(2-metil-4-azapentaleno)-circonio,

dicloruro de dimetilsilanodiilbis(2-metil-4-tiapentaleno)-circonio,

dicloruro de dimetilsilanodiilbis(2-metilindenil)-circonio,

dicloruro de dimetilsilanodiilbis(2-metilbencindenil)-circonio,

dicloruro de dimetilsilanodiilbis(2-metil-4-fenilindenil)-circonio,

dicloruro de dimetilsilanodiilbis(2-metil-4-naftilindenil)-circonio,

dicloruro de dimetilsilanodiilbis(2-metil-4-isopropilindenil)-circonio o

dicloruro de dimetilsilanodiilbis(2-metil-4,6-diisopropilindenil)-circonio y también los correspondientes compuestos de dimetilcirconio.

Los compuestos de metaloceno son conocidos u obtenibles mediante métodos conocidos en sí. Otros catalizadores que se pueden utilizar son mezclas de compuestos de metaloceno de este tipo, así como los complejos de metaloceno descritos en la EP-A 416 815.

Los sistemas catalizadores de metaloceno también abarcan compuestos formadores de iones de metaloceno. Los compuestos adecuados son los ácidos fuertes, neutrales de Lewis, los compuestos iónicos con los cationes del ácido de Lewis y los compuestos iónicos con los ácidos de Bronsted como catión. Ejemplos de estos son el tris(pentafluorofenil)borano, el tetraquis(pentafluorofenil)borato o las sales de N,N-dimetilanilinio. Otros compuestos formadores de iones de metaloceno adecuados son los compuestos de cadena abierta o cíclicos de aluminoxano. Estos se preparan haciendo reaccionar trialquilaluminio con agua y son, por lo general, mezclas de moléculas de cadena lineal y cíclicas de diversas longitudes.

Los sistemas catalizadores de metaloceno pueden abarcar también compuestos organometálicos de los metales del primer, segundo y tercer grupo principal de la tabla periódica, por ejemplo n-butil-litio, n-butil-n-octilmagnesio, triisobutilaluminio, trietilaluminio o trimetilaluminio.

Los polipropilenos que se utilizan para la capa base se preparan mediante polimerización en, al menos, una zona de reacción, y también, con frecuencia, en dos o más zonas de reacción dispuestas en serie (cascada de reactor), en fase gaseosa, en suspensión o en fase líquida (fase en masa). Los reactores usados pueden ser aquellos habituales para la polimerización de 1-alquenos C_{2}-C_{8}. Ejemplos de reactores adecuados son, entre otros, reactores de tanque de agitación continuada, reactores tipo bucle y reactores de lecho fluidizado. El tamaño de los reactores no es de importancia significativa en este contexto y depende del resultado que se pretenda alcanzar en cada zona de reacción.

Los reactores usados son, particularmente, reactores de lecho fluidizado, así como reactores de lecho de polvo horizontalmente o verticalmente agitados. El lecho de reacción para el proceso según la presente invención, se compone generalmente del polímero hecho de 1-alquenos C_{2}-C_{8} polimerizado en el reactor respectivo.

Los polipropilenos usados como capas base se preparan mediante la polimerización bajo condiciones convencionales de reacción de 40 a 120ºC, particularmente de 50 a 100ºC, y en presiones de 10 a 100 bares, particularmente de 20 a 50 bares.

Los polipropilenos usados como capas base presentan generalmente un índice de fusión del caudal (MFR) según ISO 1133 de 0,1 a 200 g/10 min, particularmente de 0,2 a 100 g/10 min, a 230ºC con una carga de 2,16 kilogramos.

La capa base usada en el material compuesto estratificado según la presente invención, puede ser también una mezcla, es decir, una mezcla de diversos polímeros termoplásticos, por ejemplo una mezcla hecha de un copolímero de estireno con acrilonitrilo y de un copolímero hecho de butadieno y de acrilonitrilo.

Según la presente invención, el material compuesto estratificado abarca como capa intermedia entre la capa base y la capa vulcanizada, una capa de un polipropileno termoplástico, la cual está compuesta por un material no tejido de un grosor de 0,001 a 1,0 mm, particularmente de 0,005 a 0,3 mm.

El material compuesto estratificado según la presente invención puede, según un acondicionamiento preferido, abarcar una capa decorativa sobre la capa intermedia, entre la capa intermedia y la capa vulcanizada.

La capa decorativa puede estar compuesta de un material sintético con un grabado o una coloración, o una combinación de ambos, y puede, por ejemplo, ser un laminado listo para utilizar. Sin embargo, la capa decorativa también puede estar formada por papel o por tela, o por un material tipo tela, tipo papel, tipo madera o tipo metal. Algunos ejemplos pueden ser capas decorativas hechas de un material tipo aluminio o un material tipo acero inoxidable, o de un material tipo piel, tipo seda, tipo madera, tipo corcho o tipo linóleo. La capa decorativa también haber sido impregnada con resinas acrílicas, resinas fenólicas, resinas de urea o resinas de melamina; en cuyo caso el grado de resinificación puede ser del 50 al 300%, particularmente del 100 al 300%, basado en el peso de la capa decorativa. El peso de la capa decorativa es generalmente de 10 a 200 g/m^{2}, particularmente de 30 a 150 g/m^{2}, y de manera particularmente preferente de 50 a 130 g/m^{2}.

La capa vulcanizada (recubrimiento) dispuesta sobre la capa decorativa se compone preferiblemente de un plástico termoestable, por ejemplo de un papel saturado con resina acrílica, resina fenólica, resina de melamina o resina de urea, reticulada por la exposición a presión o calor durante la producción del material compuesto estratificado. El peso de la capa vulcanizada (recubrimiento) es generalmente de 10 a 300 g/m^{2}, particularmente de 15 a 150 g/m^{2}, y de manera particularmente preferente de 20 a 70 g/m^{2}.

Para la disposición de la capa vulcanizada (recubrimiento) en la capa intermedia, por uno o, opcionalmente, ambos lados, también resulta viable utilizar un laminado listo para utilizar. También resulta posible aplicarle a la capa intermedia un laminado listo para utilizar, compuesto por una capa decorativa y el recubrimiento. Los laminados listos para utilizar de este tipo se conocen en sí y se obtienen, entre otras compañías, por parte de Melaplast en Schweinfurt, Alemania.

El grosor total del material compuesto estratificado según la presente invención es de 1 a 100 mm, preferiblemente de 1 a 20 mm, particularmente de 1,5 a 10 mm, y la capa base acumula al menos un 80%, preferiblemente al menos el 90%, del grosor total.

Los materiales compuestos estratificados según la presente invención se pueden preparar mediante un proceso en el que los materiales para la capa intermedia, la capa decorativa, si se utiliza, y la capa vulcanizada se presentan en forma de hojas finas, en cada caso, y luego se unen entre 150 y 300ºC, particularmente entre 160 y 280ºC, al material para la capa base. La capa intermedia, la capa decorativa, si se utiliza, y la capa vulcanizada (recubrimiento), también se puede utilizar en este caso combinadas como un laminado listo para utilizar, que es además una hoja.

También resulta viable que la capa intermedia, la capa decorativa, si se utiliza, y la capa vulcanizada, se unan unas a otras en primer lugar sumergiéndolas en un baño de pegamento o usando tiras adhesivas finas en una prensa, preferiblemente en una prensa de correa doble, y aplicarle luego ese material compuesto a la capa base. También puede resultar recomendable en este caso que el material compuesto formado por la capa intermedia, la capa decorativa, si se utiliza, y la capa vulcanizada, se moldee en primer lugar en dos dimensiones mediante un proceso de moldeo térmico y/o mediante moldeo directo, por ejemplo, en un molde de inyección, y luego se combine, mediante recubrimiento en molde, extrusión o moldeado por presión en caliente, con el termoplástico que vaya a formar la capa base. Si la capa base y la capa intermedia se componen de termoplásticos idénticos, la adherencia entre las dos capas es muy
elevada.

El proceso para producir el material compuesto estratificado según la presente invención se pude modificar también formando el material compuesto estratificado en tres dimensiones, después de un tratamiento térmico precedente en a entre 150 y 300ºC, particularmente a entre 150 y 250ºC, y de manera particularmente preferente a entre 160 y 200ºC. Este método puede producir, por ejemplo, moldeados para la industria eléctrica, para la ingeniería o para la industria automovilística.

También resulta viable utilizar métodos de procesamiento de marciales sintéticos convencionales en la industria para producir el material compuesto estratificado según la presente invención, enlazando la capa vulcanizada con la capa intermedia, la capa decorativa, si se utiliza, y la capa base. Ejemplos de estos métodos de procesamiento convencionales son el moldeado por inyección, el moldeado por extrusión y el moldeado por prensado en caliente, de las capas individuales.

En el moldeado por inyección, las capas individuales, es decir, la capa base, la capa intermedia, la capa decorativa, si se utiliza, y la capa vulcanizada (o las dos últimas capas juntas en forma de laminado listo para utilizar), o se moldean directamente, de antemano, mediante un proceso de moldeo térmico y luego se recubre en molde conjuntamente en un molde de inyección, o bien se moldean directamente y se recubren en molde conjuntamente cuando se encuentran en el molde para la inyección. Esto se puede realizar en un lado o en ambos lados, y en el último caso la disposición presenta la capa intermedia, la capa decorativa, si se utiliza, y la capa vulcanizada, en ambos lados de la capa base. Este procedimiento de moldeado por inyección se lleva a cabo, por lo general, a entre 150 y 300ºC, particularmente a entre 180 y 280ºC, preferiblemente a entre 190 y 270ºC, y bajo presiones de entre 50 y 100 N/cm^{2}, particularmente de entre 60 y 80 N/cm^{2}. Las temperaturas y las presiones que se presentan en el molde de inyección alcanzan tanto un enlazado muy bueno de la capa termoplástica intermedia con la capa base termoplástica, como un curado adicional del material compuesto estratificado según la presente invención. Comparado con los materiales compuestos estratificados conocidos hasta ahora, este material resulta muy flexible y fácil de moldear en pasos de proceso subsecuentes.

En el proceso de extrusión, la capa intermedia, la capa decorativa, si se utiliza, y la capa vulcanizada del material compuesto estratificado según la presente invención, se unen entre sí mediante la aplicación en uno o ambos lados de la capa base termoplástica utilizando los rodillos de calandria o rodillos de grabado con control de temperatura (un proceso conocido como laminación). Las temperaturas usadas en este caso son, generalmente, de entre 150 y 300ºC, particularmente de entre 160 y 250ºC, preferiblemente de entre 170 y 220ºC, y las presiones oscilan entre 40 y 200 N/cm^{2}, particularmente entre 50 y 100 N/cm^{2}. Esto proporciona una adherencia muy buena de las hojas individuales entre sí. El material compuesto estratificado resultante también presenta buenas características de superficie.

Una versión del proceso de extrusión es la que se conoce como extrusión del perfil. En ella, las capas individuales del material compuesto estratificado según la presente invención, particularmente la capa intermedia, se moldean mediante una unidad de calibración de una manera tal que se puedan introducir luego, de manera directa, sobre el perfil real, es decir, la capa base hecho a partir de un termoplástico.

También resulta viable obtener el material compuesto estratificado según la presente invención mediante moldeado por prensado en caliente de las capas individuales. Se pueden moldear de antemano mediante un proceso de moldeo término ascendente o, de manera directa, dentro de la prensa. Esto se lleva a cabo introduciendo gránulos de material termoplástico directamente sobre un material compuesto laminado compuesto por la capa intermedia, la capa decorativa, si se utiliza, y la capa vulcanizada, y moldeando mediante presión por calor esa combinación a entre 150 y 300ºC, particularmente a entre 160 y 250ºC, preferiblemente a entre 170 y 230ºC, y con una presión de entre 50 y 120 N/cm^{2}, particularmente entre 80 y 100 N/cm^{2}, con intervalos de presión de entre 0,5 y 10 minutos, particularmente de entre 1 y 5 minutos y de manera particularmente preferente de entre 1 y 3 minutos.

La superficie de los materiales compuestos estratificados obtenidos de este modo también se puede pigmentar.

Los materiales compuestos estratificados según la presente invención presentan, entre otras cosas, buenas características mecánicas debido a la buena adherencia entre las capas individuales. Son fáciles de moldear en dos o tres dimensiones y presentan una elevada resistencia a las altas temperaturas y a los productos químicos.

Los materiales compuestos estratificados según la presente invención resultan adecuados, entre otras cosas, para fabricar muebles, revestimientos para el suelo, revestimiento de madera para la pared o equipamiento doméstico, o para moldeados en la industria eléctrica, en la ingeniería y en la industria automovilística.

Los siguientes ejemplos tienen la intención de describir la presente invención con más detalle. En los ejemplos de trabajo se utilizaron los siguientes métodos de comprobación:

-: el comportamiento a la exposición al vapor se determinó según EN 438- 2.24;

-: la resistencia a la abrasión se determinó según EN 438-2.6 a 6000 y 10 000 rpm;

-: la resistencia a la compresión se determinó mediante la prueba de la caída de bola según EN 438 con una placa de capa base de 8 mm, tamaño de la impresión: 5,5 mm;

-: la resistencia al calor de un cigarrillo se determinó según EN 438-2.18;

-: la resistencia a los productos químicos se determinó según DIN 51958;

-: la resistencia al rallado se determinó según ISO 1518;

-: la resistencia de unión se determinó usando una hoja de afeitar para realizar unos cortes paralelos cruciformes (cortes en cruz) en la superficie de un moldeado. Luego se presionó una cinta adhesiva sobre la superficie cortada y a continuación se despegó de la superficie con firmeza en un ángulo perpendicular a esta. Si no se arrancó ningún segmento de la superficie con la cinta adhesiva, la fuerza en enlace se calificó como "+"; si los segmentos individuales separados ascendían hasta un 10% de la cobertura total, el resultado se calificó como "\pm" y si se retiró más del 10% de la superficie total, el resultado se calificó como "-". La resistencia de unión particularmente buena se calificó como "++".

Ejemplo 1

Un homopolímero de propileno reforzado con un 20% en peso de talco y con un índice de fusión del caudal (MFR) según ISO 1133, de 15 g/10 min a 230ºC con 2,16 kg, se calentó a 260ºC e se inyectó a una presión de inyección del 80 N/cm^{2} en una cámara de moldeo por inyección poco profunda, en la que, previamente, se había introducido una capa intermedia de tela no tejida polimérica sintética fabricada a partir del mismo homopolímero de propileno, así como un laminado listo para utilizar. El laminado listo para utilizar estaba compuesto por una película decorativa hecha de papel impregnado en resina y una capa vulcanizada (recubrimiento), asimismo hecha de papel impregnado en resina. El molde se enfrió dentro de un período de 0,5 minutos a una temperatura de 50ºC, mientras se mantenía una presión de 80 N/cm^{2}, luego se abrió la cámara de moldeo por inyección y se retiró el material compuesto estratificado resultante. Los resultados de las pruebas en el material compuesto estratificado se recogen en la siguiente tabla.

Ejemplo 2

Se repitió el ejemplo 1 bajo condiciones similares con el mismo laminado listo para utilizar, pero el material para la capa base y la capa intermedia no tejida polimérica sintética de la tela era un homopolímero no reforzado de propileno con un índice de fusión del caudal (MFR) según ISO 1133 de 15 g/10 min a 230ºC con 2,16 kg. El homopolímero de propileno se calentó a 250ºC, se inyectó con una presión de inyección del 70 N/cm^{2} en una cámara de moldeo por inyección poco profunda y, como en el ejemplo 1, se unió a la tela no tejida polimérica sintética y al laminado listo para utilizar.

Ejemplo comparativo A

Se repitió el ejemplo 1 bajo condiciones similares y usando el mismo homopolímero de propileno que la capa base, así como el mismo laminado listo para utilizar, pero la capa intermedia no tejida usada en este caso fue un papel impregnado en resina. Los resultados de las pruebas en el material compuesto estratificado resultante se enumeran en la siguiente tabla.

La tabla demuestra que, en comparación con los materiales compuestos estratificados conocidos en el estado de la técnica anterior, el material compuesto estratificado según la presente invención, que cuentan con una capa intermedia hecha de un termoplástico presenta, entre otras cosas, una estabilidad mecánica más elevada, es decir, una mayor resistencia a la compresión, así como una mayor resistencia a la abrasión y una mejor adhesión. Los materiales compuestos estratificados según la presente invención resultan además fáciles de moldear en dos o tres dimensiones.

TABLA

1

Claims

1. Un material compuesto estratificado que abarca una base de soporte fabricada con un polímero termoplástico, una capa intermedia dispuesta sobre esa base, y una capa vulcanizada aplicada a la capa intermedia, donde la capa intermedia está compuesta por un material no tejido de polipropileno con un grosor de 0,001 a 1 mm.

2. Un material compuesto estratificado, según la reivindicación 1, donde también se aplica una capa decorativa, dispuesta sobre la capa intermedia y entre la capa intermedia y la capa vulcanizada.

3. Un material compuesto estratificado, según la reivindicación 1 ó 2, donde la capa intermedia se compone de un material no tejido impregnado en resina hecho a partir de polipropileno.

4. Un material compuesto estratificado, según una de las reivindicaciones de la 1 a la 3, donde la capa intermedia y la capa base se componen del mismo material sintético.

5. Un material compuesto estratificado, según cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 4, donde la capa base abarca además una cantidad de entre el 1,0 y el 60% en peso, basado en el peso total de la capa base, de material de refuerzo, donde este material de refuerzo se compone de sulfato de bario, hidróxido de magnesio, talco, madera, lino, tiza, fibras de vidrio o granos de cristal.

6. Un material compuesto estratificado, según una de las reivindicaciones de la 2 a la 5, donde la capa decorativa se compone de un plástico o de papel que presenta un grabado o una coloración, o una combinación de ambos.

7. Un material compuesto estratificado, según una de las reivindicaciones de la 1 a la 6, donde la capa vulcanizada se compone de un plástico termoestable que se reticula mediante la exposición a presión o calor durante la producción del material compuesto estratificado.

8. Un material compuesto estratificado, según una de las reivindicaciones de la 1 a la 7, cuyo grosor total es de 1 a 100 mm, y la capa base representa al menos el 80% del grosor total.

9. Un proceso para producir un material compuesto estratificado, según una de las reivindicaciones de la 1 a la 8, que abarca el abastecimiento de materiales para la capa intermedia, la capa decorativa, si fuera necesario, y la capa vulcanizada bajo la forma de hojas finas en cada caso, y la posterior unión de estas a entre 150 y 300°C al material para la capa base.

10. Un proceso para producir un material compuesto estratificado, según la reivindicación 9, en donde el material compuesto estratificado se moldea en tres dimensiones después de un tratamiento térmico precedente a entre 150 y 300°C.

11. Un proceso, según la reivindicación 9 ó 10, en donde se hace uso del moldeo por inyección para unir la capa vulcanizada con la capa intermedia, la capa decorativa, si fuera necesario, y la capa base.

12. Un proceso según la reivindicación 9 ó 10, en donde se hace uso del moldeo por extrusión para unir la capa vulcanizada con la capa intermedia, la capa decorativa, si fuera necesario, y la capa base.

13. Un proceso, según la reivindicación 9 ó 10, en donde se hace uso del moldeo por presión a calor para unir la capa vulcanizada con la capa intermedia, la capa decorativa, si fuera necesario, y la capa base.

14. Un uso del material compuesto estratificado, según una de las reivindicaciones de la 1 a la 8, para producir muebles, revestimientos para el suelo, revestimiento de madera para la pared, equipamiento doméstico o moldeados en la industria eléctrica, en la ingeniería y en la industria automovilística.