ES2321874T3 - Composiciones para moldeo de policarbonato. - Google Patents

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ES2321874T3 ES06762507T ES06762507T ES2321874T3 ES 2321874 T3 ES2321874 T3 ES 2321874T3 ES 06762507 T ES06762507 T ES 06762507T ES 06762507 T ES06762507 T ES 06762507T ES 2321874 T3 ES2321874 T3 ES 2321874T3
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Dieter Wittmann
Bruce L. Hager
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Abstract

Una composición para moldeo termoplástica que comprende A) policarbonato y/o poliestercarbonato aromático y B) un polímero de injerto modificado con caucho preparado mediante el proceso de polimerización en bloque, en disolución o en suspensión en bloque, teniendo la composición para moldeo un contenido positivo en iones litio inferior o igual a 4 ppm.

Description

Composiciones para moldeo de policarbonato.
Campo de la invención
La invención se refiere a composiciones para moldeo termoplásticas y en particular para composiciones de policarbonato resistentes a la hidrólisis y modificadas para el impacto.
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Antecedentes de la invención
Las composiciones para moldeo termoplásticas que contienen policarbonatos y ABS (acrilonitrilo/butadieno/
estireno) se conocen desde hace tiempo. Así, el documento de EE.UU. 3.130.177 A describe composiciones para moldeo fácilmente procesables de policarbonatos y polímeros de injerto de mezclas de monómeros de acrilonitrilo y un hidrocarburo de vinilo aromático sobre polibutadieno.
El documento WO 91/18052 A1 describe composiciones de PC/ABS con una elevada estabilidad térmica, que se caracterizan porque los polímeros de injerto tienen un contenido en ion sodio y en ion potasio inferior a 1500 ppm, preferentemente inferior a 800 ppm, y comprenden una cierta cantidad de antioxidantes. No se describe el contenido en ion litio de la composición o del polímero de injerto.
El documento WO 99/11713 A1 describe composiciones de PC/ABS ignífugas con una resistencia mejorada a la humedad y al mismo tiempo un nivel elevado de propiedades mecánicas, que se caracterizan porque los polímeros de injerto tienen un contenido en metales alcalinos inferior a 1 ppm. En particular, el contenido en ion sodio y en ion potasio del polímero de injerto debería ser inferior a 1 ppm. No se describe el contenido en ion litio de la composición o del polímero de injerto.
El documento WO 00/39210 A1 describe composiciones de PC ignífugas modificadas para el impacto que comprenden una sustancia de refuerzo que tienen una resistencia mejorada a la humedad y al mismo tiempo un nivel elevado de propiedades mecánicas, que se caracterizan porque las resinas de estireno tienen un contenido de metales alcalinos inferior a 1 ppm. En particular, el contenido en ion sodio y en ion potasio de la resina de estireno debería ser inferior a 1 ppm. No se describe el contenido en ion litio de la composición o de la resina de estireno. Un objeto de la invención es proporcionar composiciones para moldeo de PC/ABS con una estabilidad a la hidrólisis mejorada para la producción de piezas moldeadas complejas.
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Resumen de la invención
Se describe una composición para moldeo termoplástica modificada para el impacto que comprende un policarbonato y/o un poliestercarbonato aromático y un polímero de injerto modificado con caucho preparado mediante el proceso de polimerización en bloque, en disolución o suspensión en bloque. La composición que se caracteriza por su bajo contenido en iones litio ofrece una resistencia hidrolítica mejorada.
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Descripción detallada de la invención
Se ha encontrado que las composiciones de policarbonato modificadas para el impacto con un bajo contenido en iones litio tienen una resistencia a la hidrólisis significativamente mejor que composiciones comparables con un contenido en iones litio relativamente elevado. Esto es sorprendente, en particular, puesto que el contenido de otros iones de metales alcalinos o metales alcalino-térreos (tales como, por ejemplo, aquellos de sodio, potasio, magnesio o calcio) no influye en la resistencia a la hidrólisis de las composiciones en un grado comparable.
Por tanto, la presente invención proporciona composiciones para moldeo termoplásticas que comprenden:
A) un policarbonato y/o un poliestercarbonato aromático y
B) un polímero de injerto modificado con caucho preparado mediante un proceso de polimerización en bloque, en disolución o suspensión en bloque,
la composición para moldeo que tiene un contenido en litio que es superior a cero e inferior o igual a 4 ppm.
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Preferentemente, las composiciones para moldeo termoplásticas según la invención comprenden:
A) de 30 a 90 partes en peso, preferentemente de 40 a 75 partes en peso, basado en el total de A) y B), de un policarbonato y/o un poliestercarbonato aromático y
B) de 10 a 70 partes en peso, preferentemente de 25 a 60 partes en peso, basado en el total de A) y B), de un polímero de injerto modificado con caucho preparado mediante el proceso de polimerización en bloque, en disolución o en suspensión en bloque, y litio en una cantidad de 0,2 a 3,6 ppm, particularmente de manera preferente de 0,3 a 3,2 ppm.
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Componente A
Los policarbonatos aromáticos y/o poliestercarbonatos aromáticos según el componente A que son adecuados según la invención se conocen de la bibliografía o se pueden preparar mediante procedimientos conocidos de la bibliografía (para la preparación de policarbonatos aromáticos véase, por ejemplo, Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Interscience Publishers, 1964 y documentos DE-AS 1 495 626, DE-A 2 232 877, DE-A 2 703 376, DE-A 2 714 544, DE-A 3 000 610 y DE-A 3 832 396; para la preparación del poliestercarbonatos aromáticos, por ejemplo, documento DE-A 3 077 934).
Los policarbonatos aromáticos se preparan, por ejemplo, mediante la reacción de compuestos dihidroxiaromáticos, preferentemente difenoles, con haluros de ácido carbónico, preferentemente fosgeno, y/o con dihaluros de ácidos dicarboxílicos aromáticos, preferentemente dihaluros de ácido bencenodicarboxílico, mediante el proceso de fase-interfase, opcionalmente usando terminadores de cadena, por ejemplo, monofenoles, y opcionalmente usando agentes de ramificación con funcionalidades de tres o más, por ejemplo, trifenoles o tetrafenoles. La preparación a través de un proceso de polimerización fundida mediante la reacción de difenoles con, por ejemplo, carbonato de difenil es asimismo posible.
Los difenoles para la preparación de los policarbonatos aromáticos y/o poliestercarbonatos aromáticos son preferentemente aquellos con la fórmula (I):
1
en la que
A es un enlace sencillo, alquileno C_{1} a C_{5}, alquilideno C_{2} a C_{5}, cicloalquilideno C_{5} a C_{6}, -O-, -SO-, -CO-, -S-, -SO_{2}-, arileno C_{6} a C_{10}, sobre los que pueden estar condensados anillos aromáticos adicionales que opcionalmente contienen heteroátomos, o un radical con la fórmula (II) o (III)
2
B en cada caso es alquilo C_{1} a C_{12}, preferentemente metilo, o halógeno, preferentemente cloro y/o bromo,
x en cada caso independientemente entre sí, es 0, 1 ó 2,
p es 1 ó 0, y
R^{5} y R^{6} independientemente para cada X^{1} e independientemente entre sí denotan hidrógeno o alquilo C_{1} a C_{6}, preferentemente hidrógeno, metilo o etilo,
X^{1} denota carbono y
m denota un número entero entre 4 y 7, preferentemente 4 ó 5, con la condición de que sobre al menos un átomo X^{1}, R^{5} y R^{6} son simultáneamente alquilo.
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Los difenoles preferidos son hidroquinona, resorcinol, dihidroxidifenoles, bis-(hidroxifenil)-alcanos C_{1}-C_{5}, bis-(hidroxifenil)-cicloalcanos C_{5}-C_{6}, bis-(hidroxifenil)éteres, bis-(hidroxifenil)sulfóxidos, bis-(hidroxifenil)cetonas, bis-(hidroxifenil)sulfonas y \alpha,\alpha-bis-(hidroxifenil)-diisopropil-bencenos, y sus derivados que están bromados en el núcleo y/o clorados en el núcleo.
Los difenoles particularmente preferidos son 4,4'-dihidroxidifenilo, bisfenol A, 2,4-bis-(4-hidroxifenil)-2-metilbutano, 1,1-bis-(4-hidroxifenil)-ciclohexano, 1,1-bis-(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano, 4,4'-dihidroxidifenilsulfuro, 4,4'-dihidroxidifenilsulfona y sus derivados di- y tetra-bromados o clorados, tales como, por ejemplo, 2,2-bis-(3-cloro-4-hidroxifenil)-propano, 2,2-bis-(3,5-dicloro-4-hidroxifenil)-propano o 2,2-bis-(3,5-dibromo-4-hidroxifenil)-propano. El 2,2-bis-(4-hidroxifenil)-propano (bisfenol A) es particularmente preferido.
Los difenoles se pueden emplear individualmente o como cualquier mezcla deseada. Los difenoles se conocen de la bibliografía o se pueden obtener mediante procedimientos conocidos.
Los terminadores de cadena que son adecuados para la preparación de los policarbonatos aromáticos termoplásticos son, por ejemplo, fenol, p-clorofenol, p-terc-butilfenol o 2,4,6-tribromofenol, y también alquilfenoles de cadena larga, tales como 4-[2-(2,4,4-trimetilpentil)]-fenol según el documento DE-A 2 842 005, o monoalquilfenoles o dialquilfenoles con un total de 8 a 20 átomos de carbono en los sustituyentes alquilo, tales como 3,5-di-terc-butilfenol, p-iso-octilfenol, p-terc-octilfenol, p-dodecilfenol y 2-(3,5-dimetilheptil)-fenol y 4-(3,5-dimetilheptil)-fenol. La cantidad de terminadores de cadena a emplear en general está entre el 0,5% molar y el 10% molar, basado en los moles totales de los compuestos dihidroxiaromáticos empleados.
Los policarbonatos aromáticos termoplásticos tienen unos pesos moleculares medios en peso (Mw, medidos, por ejemplo, con ultracentrífuga o medición de luz dispersada) de 10.000 a 200.000 g/mol, preferentemente de 15.000 a 80.000 g/mol, particularmente de manera preferente de 24.000 a 32.000 g/mol.
Los policarbonatos aromáticos termoplásticos pueden estar ramificados de una manera conocida, y en particular de manera preferente mediante la incorporación del 0,05 al 2,0% molar, basado en el total de los compuestos dihidroxiaromáticos empleados, de compuestos con funcionalidades de tres o más, por ejemplo, aquellos con tres o más grupos fenólicos.
Son adecuados tanto homopolicarbonatos como copolicarbonatos. Para la preparación de copolicarbonatos según la invención según el componente A, también es posible emplear del 1 al 25% en peso, preferentemente del 2,5 al 25% en peso, basado en la cantidad total de compuestos dihidroxiaromáticos a emplear, de polidiorganosiloxanos con grupos terminales hidroxiariloxi. Éstos se conocen (documento de EE.UU. 3.419.634) y se pueden preparar mediante procedimientos conocidos de la bibliografía. La preparación de copolicarbonatos que contienen polidiorganosiloxano se describe en el documento DE-A 3 334 782.
Los policarbonatos preferidos, además de los homopolicarbonatos de bisfenol A, son los copolicarbonatos de bisfenol A con hasta el 15% molar, basado en los moles totales de compuestos dihidroxiaromáticos, de otros compuestos dihidroxiaromáticos mencionados como preferidos o particularmente preferidos, en particular 2,2-bis-(3,5-dibromo-4-hidroxifenil)-propano.
Los dihaluros de ácido dicarboxílico aromático para la preparación de poliestercarbonatos aromáticos son, preferentemente, los dicloruros de diácido del ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido difeniléter-4,4'-dicarboxílico y ácido naftalen-2,6-dicarboxílico.
Las mezclas de los dicloruros de diácido del ácido isoftálico y del ácido tereftálico en una relación de entre 1:20 y 20:1 son particularmente preferidas.
Adicionalmente se usa simultáneamente un haluro de ácido carbónico, preferentemente fosgeno, como derivado de ácido bifuncional en la preparación de poliestercarbonatos.
Los terminadores de cadena adecuados para la preparación de los poliestercarbonatos aromáticos son, además de los monofenoles ya mencionados, también sus ésteres del ácido clorocarbónico y los cloruros de ácido de ácidos monocarboxílicos aromáticos, que opcionalmente pueden estar sustituidos por grupos alquilo C_{1} a C_{22} o por átomos de halógeno, así como cloruros de ácido monocarboxílicos C_{2} a C_{22} alifáticos.
\newpage
La cantidad de terminadores de cadena es en cada caso del 0,1 al 10% molar, basado en los moles de compuestos dihidroxiaromáticos en el caso de los terminadores de cadena fenólicos y en los moles de dicloruro de ácido dicarboxílico en el caso de terminadores de cadena de cloruro de ácido monocarboxílico.
Los poliestercarbonatos aromáticos también pueden contener ácidos hidroxicarboxílicos aromáticos incorporados.
Los poliestercarbonatos aromáticos pueden ser lineales o ramificados de una manera conocida (en este contexto, véanse los documentos DE-A 2 940 024 y DE-A 3 007 934).
Los agentes de ramificación que se pueden usar son, por ejemplo, cloruros de ácido carboxílico con funcionalidades de tres o más, tales como tricloruro del ácido trimésico, tricloruro del ácido cianúrico, tetracloruro del ácido 3,3',4,4'-benzofenona-tetracarboxílico, tetracloruro del ácido 1,4,5,8-naftalenotetracarboxílico o tetracloruro del ácido piromelítico, en cantidades del 0,01 al 1,0% molar (basadas en los dicloruros de ácido dicarboxílico empleados), o fenoles con funcionalidades de tres o más, tales como floroglucinol, 4,6-dimetil-2,4,6-tri-(4-hidroxifenil)-hept-2-eno, 4,6-dimetil-2,4,6-tri-(4-hidroxifenil)-heptano, 1,3,5-tri-(4-hidroxifenil)-benceno, 1,1,1-tri-(4-hidroxifenil)-etano, tri-(4-hidroxifenil)-fenilmetano, 2,2-bis-[4,4-bis-(4-hidroxifenil)-ciclohexil]-propano, 2,4-bis-(4-hidroxifenil-isopropil)-fenol, tetra-(4-hidroxifenil)-metano, 2,6-bis-(2-hidroxi-5-metil-bencil)-4-metil-fenol, 2-(4-hidroxifenil)-2-(2,4-dihidroxifenil)-propano, tetra-(4-[4-hidroxifenil-isopropil]-fenoxi)-metano, o 1,4-bis-[4,4'-dihidroxitrifenil)-metil]-benceno, en cantidades del 0,01 al 1,0% molar, basado en los compuestos dihidroxiaromáticos empleados. Los agentes de ramificación fenólicos inicialmente se pueden introducir en la mezcla de reacción con los compuestos dihidroxiaromáticos, y los agentes de ramificación de cloruro de ácido se pueden introducir junto con los dicloruros de
ácido.
El contenido de unidades estructurales carbonato en los poliestercarbonatos aromáticos termoplásticos se puede variar según se desee. Preferentemente, el contenido de grupos carbonato es una cantidad positiva de hasta el 100% molar, en particular de hasta el 80% molar, particularmente de manera preferente de hasta el 50% molar, basado en el total de grupos éster y grupos carbonato. Ambos contenidos en grupos éster y en grupos carbonato de los poliestercarbonatos aromáticos pueden estar presentes en el policondensado en forma de bloques o una distribución aleatoria.
La viscosidad relativa en disolución (\eta_{rel}) de los policarbonatos aromáticos y de los poliestercarbonatos está en el intervalo de 1,18 a 1,4, preferentemente de 1,20 a 1,32 (medida en disoluciones de 0,5 g de policarbonato o poliestercarbonato en 100 ml de una disolución de cloruro de metileno a 25ºC).
Los policarbonatos y poliestercarbonatos aromáticos termoplásticos se pueden emplear por sí mismos o en cualquier mezcla deseada.
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Componente B
El polímero de injerto B modificado con caucho comprende un copolímero aleatorio de
B.1 del 50 al 97% en peso, preferentemente del 65 al 95% en peso, particularmente de manera preferente del 80 al 90% en peso, basado en B), de uno o más monómeros de vinilo sobre
B.2 del 3 al 50% en peso, preferentemente del 5 al 35% en peso, particularmente de manera preferente del 10 al 20% en peso, basado en B), de una o más bases de injerto con una temperatura de transición vítrea <10ºC, preferentemente <-10ºC, particularmente de manera preferente <-30ºC, en particular <-50ºC
llevándose a cabo la preparación de B) de una manera conocida mediante un proceso de polimerización en bloque o en disolución o suspensión en bloque, como se describe, por ejemplo, en los documentos de EE.UU. 3.243.481, 3.509.237, 3.660.535, 4.221.833 y 4.239.863 (incorporados en el presente documento por referencia).
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Los monómeros B.1 preferentemente son mezclas de
B.1.1 del 50 al 99% en peso, preferentemente del 65 al 85% en peso, basado en B.1, de al menos un monómero seleccionado del grupo constituido por vinilos aromáticos y vinilos aromáticos sustituidos sobre el núcleo (tales como, por ejemplo, estireno, \alpha-metilestireno, p-metilestireno o p-cloroestireno) y
B.1.2 del 1 al 50% en peso, preferentemente del 15 al 35% en peso, basado en B.1, de al menos un monómero seleccionado del grupo constituido por cianuros de vinilo (nitrilos insaturados, tales como acrilonitrilo y metacrilonitrilo), alquilésteres (C_{1}-C_{8}) del ácido (met)acrílico (tales como metacrilato de metilo, acrilato de n-butilo y acrilato de terc-butilo) y derivados de ácidos carboxílicos insaturados (tales como anhídridos e imidas, por ejemplo, anhídrido maleico y N-fenil-maleimida).
\newpage
El monómero B.1.1 preferido se selecciona del grupo constituido por estireno y \alpha-metilestireno, y el monómero B.1.2 preferido se selecciona del grupo constituido por acrilonitrilo, acrilato de butilo, acrilato de terc-butilo, anhídrido maleico y metacrilato de metilo.
El B.1.1 particularmente preferido es estireno y el B.1.2 preferido es acrilonitrilo. En una forma de realización alternativa, se emplea estireno como monómero B.1.1) y una mezcla de al menos el 70% en peso, en particular superior al 80% en peso, particularmente de manera preferente superior al 85% en peso, basado en B.1.2) de acrilonitrilo y un máximo del 30% en peso, en particular un máximo del 20% en peso, particularmente de manera preferente un máximo del 15% en peso, basado en B.1.2), de un monómero adicional seleccionado del grupo constituido por acrilato de butilo, acrilato de terc-butilo, anhídrido maleico y metacrilato de metilo se pueden emplear como monómero
B.1.2).
Los cauchos B.2 que son adecuados para los polímeros de injerto B modificados con caucho son, por ejemplo, cauchos de dieno, cauchos de estireno/butadieno (SBR), cauchos EP(D)M, es decir, aquellos basados en etileno/propileno y opcionalmente dieno, y cauchos de acrilato, poliuretano, silicona, cloropreno y etileno/acetato de vinilo y mezclas de los tipos de caucho anteriormente mencionados.
Los cauchos B.2 preferidos son cauchos de dieno (por ejemplo, basados en butadieno, isopreno, etc.) o mezclas de cauchos de dieno o copolímeros de cauchos de dieno o sus mezclas con monómeros copolimerizables adicionales (por ejemplo, según B.1.1 y B.1.2), con la condición de que la temperatura de transición vítrea del componente B.2 esté por debajo de 10ºC, preferentemente por debajo de -10ºC.
Preferentemente, la base de injerto B.2 es un caucho de dieno lineal o ramificado. Particularmente de manera preferente, la base de injerto B.2) es un caucho de polibutadieno lineal o ramificado, un caucho de polibutadieno/estireno o una de sus mezclas.
Si fuera necesario y si las propiedades del caucho del componente B.2 no se ven afectadas por ello, el componente B adicionalmente también puede comprender pequeñas cantidades, normalmente inferior al 5% en peso, preferentemente inferior al 2% en peso, basado en B.2, de monómeros de entrecruzamiento etilénicamente insaturados. Ejemplos de tales monómeros incluyen alquilendiol di-(met)-acrilatos, poliéster di-(met)-acrilatos, divinilbenceno, trivinilbenceno, trialilcianurato, alil(met)-acrilato, dialilmaleato y dialilfumarato.
El polímero de injerto B modificado con caucho se puede obtener mediante polimerización por injerto de B.1 sobre B.2, llevándose a cabo la polimerización por injerto mediante un proceso de polimerización en bloque o en disolución o suspensión en bloque.
En la preparación de los polímeros de injerto B modificados con caucho, es esencial que el componente de caucho B.2 esté presente en forma disuelta en la mezcla de monómeros B.1.1 y/o B.1.2 antes de la polimerización por injerto. Opcionalmente también se puede añadir un disolvente orgánico adicional para este propósito, tales como, por ejemplo, metiletilcetona, tolueno o etilbenceno o una mezcla de disolventes orgánicos convencionales. El componente de caucho B.2 así no puede estar tan altamente reticulado que una disolución en B.1.1 y/o B.1.2, opcionalmente en presencia de disolventes adicionales, resulte imposible, ni B.2 puede permanecer ya en forma de partículas discretas al comienzo de la polimerización por injerto. La morfología de las partículas y la reticulación creciente de B.2, que son importantes para las propiedades del producto de B, se forman sólo en el transcurso de la polimerización por injerto (en este contexto véase, por ejemplo, Ullmann, Encyclopadie der technischen Chemie, volumen 19, p. 284 y sig., 4ª edición 1980, incorporada en el presente documento por referencia). También se pueden añadir a la mezcla de reacción aditivos adicionales, tales como iniciadores de la polimerización, estabilizantes, reguladores, reticulantes y aditivos que inhiben una reticulación posterior, en particular aceites (por ejemplo aceites de silicona, aceites para maquinaria sintéticos y aceites de plantas) en la reacción de polimerización por injerto.
El copolímero de B.1.1 y B.1.2 está presente de manera convencional en el polímero B en parte en una forma injertada sobre o en el caucho B.2, este copolímero de injerto que forma partículas discretas en el polímero B. El contenido del copolímero de B.1.1 y B.1.2 injertado sobre o en el caucho en el copolímero total de B.1.1 y B.1.2 - es decir, el rendimiento del injerto (= relación ponderal de los monómeros de injerto realmente injertados a los monómeros de injerto totales usados x 100, indicado en %) - es preferentemente del 2 al 40%, más preferentemente del 3 al 30%, particularmente de manera preferente del 4 al 20%.
El diámetro de partícula medio de las partículas de caucho injertadas resultantes (determinado por recuento en fotografías de microscopio electrónico) está en el intervalo de 0,3 a 5 \mum, preferentemente de 0,4 a 2,5 \mum, en particular de 0,5 a 1,5 \mum.
Preferentemente, el polímero de injerto B modificado con caucho tiene un contenido en litio superior a cero e inferior o igual a 10 ppm, particularmente de manera preferente de 0,5 ppm a 9 ppm, preferentemente de 0,8 ppm a 8 ppm.
La composición puede comprender aditivos adicionales. Por ejemplo, se pueden añadir constituyentes poliméricos y aditivos funcionales a la composición.
En particular, se pueden añadir como componente C (co)polímeros de al menos un monómero seleccionado del grupo constituido por vinilos aromáticos, cianuros de vinilo (nitrilos insaturados), alquilésteres (C_{1} a C_{8}) del ácido (met)acrílico, ácidos carboxílicos insaturados y derivados (tales como anhídridos e imidas) de ácidos carboxílicos insaturados.
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Los copolímeros C) que son adecuados en particular son compuestos resinosos, termoplásticos y libres de caucho y son de
C.1 del 50% al 99% en peso, preferentemente del 65 al 90% en peso, basado en el (co)polímero C), de al menos un monómero seleccionado del grupo constituido por vinilos aromáticos (tales como, por ejemplo, estireno y \alpha-metilestireno), vinilos aromáticos sustituidos en el núcleo (tales como, por ejemplo, p-metilestireno o p-cloroestireno) y alquilésteres (C_{1}-C_{8}) del ácido (met)acrílico (tales como, por ejemplo, metacrilato de metilo, acrilato de n-butilo y acrilato de terc-butilo) y
C.2 del 1 al 50% en peso, preferentemente del 10 al 35% en peso, basado en el (co)polímero C), de al menos un monómero seleccionado del grupo constituido por cianuros de vinilo (tales como, por ejemplo, nitrilos insaturados, tales como acrilonitrilo y metacrilonitrilo), alquilésteres (C_{1}-C_{8}) del ácido (met)acrílico (tales como, por ejemplo, metacrilato de metilo, acrilato de n-butilo y acrilato de terc-butilo), ácidos carboxílicos insaturados y derivados de ácidos carboxílicos insaturados (por ejemplo, anhídrido maleico y N-fenil-maleimida).
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El copolímero de estireno C.1 y acrilonitrilo C.2 es particularmente preferido.
También como componente C) es un homopolímero del alquiléster (C_{1}-C_{8}) del ácido (met)acrílico (tales como metacrilato de metilo, acrilato de n-butilo y acrilato de terc-butilo).
Tales (co)polímeros C) son conocidos y se pueden preparar mediante polimerización con radicales libres, en particular mediante polimerización en emulsión, en suspensión, en disolución o en bloque. Los (co)polímeros C) preferentemente tienen pesos moleculares Mw (medios en peso, determinados por difracción de luz o sedimentación) de entre 15.000 y 200.000.
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Los copolímeros modificados con caucho preparados mediante el proceso de polimerización en emulsión (componente D) también se pueden emplear como aditivos poliméricos adicionales. Estos polímeros de injerto disponibles comercialmente, que como norma se suministran en forma de modificadores de impacto, preferentemente son acrilonitrilo/estireno/butadieno (ABS) y/o metacrilato de metilo/estireno/butadieno (MBS). No obstante, los polímeros de injerto D) que asimismo son adecuados de forma preferente son aquellos de
D.1 del 5 al 95% en peso, basado en el componente D), de una envuelta injertada de
D.1.1 del 50% al 99% en peso, preferentemente del 65 al 90% en peso, basado en la envuelta injertada D.1, de al menos un monómero seleccionado del grupo constituido por vinilos aromáticos (tales como, por ejemplo, estireno y \alpha-metilestireno), vinilos aromáticos sustituidos en el núcleo (tales como, por ejemplo, p-metilestireno o p-cloroestireno) y alquilésteres (C_{1}-C_{8}) del ácido (met)acrílico (tales como, por ejemplo, metacrilato de metilo, acrilato de n-butilo y acrilato de terc-butilo) y
D.1.2 del 1 al 50% en peso, preferentemente del 10 al 35% en peso, basado en la envuelta injertada, de al menos un monómero seleccionado del grupo constituido por cianuros de vinilo (tales como, por ejemplo, nitrilos insaturados, tales como acrilonitrilo y metacrilonitrilo), alquilésteres (C_{1}-C_{8}) del ácido (met)acrílico (tales como, por ejemplo, metacrilato de metilo, acrilato de n-butilo y acrilato de terc-butilo), ácidos carboxílicos insaturados y derivados de ácidos carboxílicos insaturados (por ejemplo, anhídrido maleico y N-fenil-maleimida) injertados sobre
D.2 una base de injerto seleccionada del grupo constituido por cauchos de dieno, cauchos de silicona, cauchos de acrilato y cauchos compuestos de silicona/acrilato.
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La composición además puede comprender aditivos poliméricos convencionales adicionales (componente E), tales como agentes ignífugos, agentes antigoteo (por ejemplo, poliolefinas fluoradas, siliconas y fibras de aramid), lubricantes y agentes para la liberación del molde, por ejemplo, tetraestearato de pentaeritritol, agentes de nucleación, agentes antiestáticos, estabilizantes, cargas y sustancias reforzantes (por ejemplo, fibras de vidrio o de carbono, mica, caolín, talco, CaCO_{3} y copos de vidrio) así como colorantes y pigmentos.
Las composiciones para moldeo según la invención presentan, después del almacenamiento a 95ºC y a una humedad relativa del 100% durante siete días, un incremento en el índice volumétrico de fusión (MVR, medido a 260ºC con una carga de pistón de 5 kg) no superior al 70%, preferentemente no superior al 50%, en particular no superior al 30%. El incremento en el MVR es una medida de la degradación hidrolítica del peso molecular del policarbonato. Los componentes opcionales C, D y E se seleccionan de manera que su inclusión en la composición no afecta de manera adversa a las propiedades hidrolíticas del policarbonato. Preferentemente C, D y/o E son tan neutros de Brönstedt como sea posible. Es esencial que el contenido en iones de metales alcalinos y metales alcalinotérreos de los componentes C, D y E sea tan bajo como sea posible, en particular en el intervalo de 0,1 ppm a 1500 ppm, y particularmente de manera preferente que no exceda las 500 ppm.
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Preparación de las composiciones para moldeo y de artículos moldeados
Las composiciones para moldeo termoplásticas según la invención se preparan mezclando los constituyentes particulares de una forma conocida y sometiendo la mezcla a composición en fundido y extrusión en fundido a temperaturas de 200ºC a 300ºC en unidades convencionales, tales como amasadores, extrusores y extrusores de doble husillo.
La mezcla de los constituyentes individuales puede tener lugar de una forma conocida, sucesiva o simultáneamente, y en particular a 20ºC aproximadamente (temperatura ambiente) o a una temperatura superior.
Las composiciones para moldeo según la invención se pueden usar para la producción de todo tipo de artículos conformados. Éstos se pueden producir mediante procesos de moldeo por inyección, extrusión y moldeo por soplado. Una forma adicional de procesamiento es la producción de artículos conformados mediante termoformado a partir de láminas o películas producidas previamente.
Ejemplos de tales artículos conformados son películas, perfiles, todo tipo de componentes de alojamiento, por ejemplo, para aplicaciones domésticas, tales como exprimidores de zumos, máquinas de café y mezcladores; para máquinas de oficina, tales como monitores, pantallas planas, portátiles, impresoras y fotocopiadoras; láminas, conducciones, conductos de la instalación eléctrica, ventanas, puertas y perfiles adicionales para el sector de la construcción (acabados interiores y usos exteriores) así como componentes eléctricos y electrónicos, tales como interruptores, enchufes y tomas de corriente y componentes para vehículos comerciales, en particular, para el sector del
automóvil.
En particular, las composiciones para moldeo según la invención también se pueden usar, por ejemplo, para la producción de los siguientes artículos conformados o piezas moldeadas: componentes de acabados interiores para vehículos ferroviarios, barcos, aviones, autobuses u otros vehículos motorizados, carcasas para equipos eléctricos que contienen pequeños transformadores, carcasas para equipos de procesamiento y transmisión de la información, carcasas y cubiertas para equipos médicos, equipos de masaje y sus carcasas, vehículos de juguete para niños, elementos de pared planos, carcasas para dispositivos de seguridad, contenedores aislados térmicamente para el transporte, molduras para muebles sanitarios y de baño, rejillas para aperturas de ventilación y alojamientos para equipos de
jardín.
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Ejemplos
Componente A
Policarbonato lineal basado en bisfenol A con un peso molecular medio en peso Mw de 26 kg/mol (determinado por GPC).
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Componentes B-1 a B-7
Polímeros de ABS preparados mediante polimerización en bloque del 82% en peso, basado en el polímero de ABS, de una mezcla del 23% en peso de acrilonitrilo, 74% en peso de estireno y 3% en peso de acrilato de butilo en presencia del 18% en peso, basado en el polímero ABS, de cauchos B-1 a B-7 disueltos en metiletilcetona.
Los cauchos empleados como componentes B-1 a B-7 se describen en la siguiente Tabla 1.
TABLA 1 Polímeros de injerto y pre-compuestos
3
Preparación y prueba de las composiciones para moldeo según la invención
Los componentes A y B se mezclan en un amasador interno 1.31.
Para evaluar la resistencia a la hidrólisis de las composiciones de PC/ABS ejemplificadas, se determinaron los índices volumétricos de fusión (MVR) de acuerdo con la ISO1133 a 260ºC con una carga de pistón de 5 kg sobre las muestras inmediatamente después de la composición y después del tratamiento hidrolítico a 95ºC y a una humedad relativa del 100% durante siete días. El cambio resultante en el MVR es una medida de la resistencia de la composición a la hidrólisis, y se calcula como sigue:
cambio del MVR = \frac{MVR (después \ del \ almacenamiento) - MVR (antes \ del \ almacenamiento)}{MVR (antes \ del \ almacenamiento)} x 100
Puede parecer de los datos de la Tabla 2 que la resistencia a la hidrólisis de las composiciones de PC/ABS ejemplificadas depende enormemente de forma sorprendente del contenido en litio del ABS, pero no - al menos no en un grado comparable - del contenido de otros iones de metales alcalinos o metales alcalino-térreos, tales como Na^{+}, K^{+}, Ca^{2+} y Mg^{2+}.
Una buena resistencia a la hidrólisis (definida aquí como el cambio del MVR según la definición anterior <70%) da como resultado estas composiciones que comprenden policarbonato y un componente modificado con caucho (polímero de injerto ABS, preparado mediante el proceso de polimerización en bloque) si el componente modificado con caucho tiene un contenido en Li no superior a 10 ppm.
TABLA 2 Composiciones para moldeo y sus propiedades
4
Aunque la invención se ha descrito anteriormente con detalle con el fin de ilustrar, se debe entender que dicho detalle solamente tiene ese propósito y que se pueden introducir variaciones en ella por aquellos expertos en la materia sin apartarse del espíritu y del alcance de la invención excepto en aquello que pueda estar limitado por las reivindicaciones.

Claims (19)

1. Una composición para moldeo termoplástica que comprende
A) policarbonato y/o poliestercarbonato aromático y
B) un polímero de injerto modificado con caucho preparado mediante el proceso de polimerización en bloque, en disolución o en suspensión en bloque, teniendo la composición para moldeo un contenido positivo en iones litio inferior o igual a 4 ppm.
2. La composición según la reivindicación 1 en la que
A) está presente en una cantidad de 30 a 90 partes y
B) está presente en una cantidad de 10 a 70 partes, dichas partes, en ambos casos, relativas al peso total de A) y B).
3. La composición de la reivindicación 1 en la que dicho B) comprende
B.1) del 50 al 97% en peso, basado en B), del producto de polimerización de al menos un monómero de vinilo injertado sobre
B.2) del 3 al 50% en peso, basado en B), de una o más bases de injerto con una temperatura de transición vítrea de <10ºC.
4. La composición de la reivindicación 1 en la que el contenido en litio es de 0,2 ppm a 3,6 ppm.
5. La composición según la reivindicación 1 en la que el contenido en litio es de 0,3 ppm a 3,2 ppm.
6. La composición según la reivindicación 1 en la que dicho
A) está presente en una cantidad de 40 a 75 partes y dicho
B) está presente en una cantidad de 25 a 60 partes siendo las partes, en ambos casos, relativas al peso total de A) y B).
7. La composición según la reivindicación 1 en la que el policarbonato aromático tiene un peso molecular medio en peso de 24.000 a 32.000 g/mol.
8. La composición según la reivindicación 1 en la que el polímero de injerto modificado con caucho comprende
B.1 del 65 al 95% en peso, basado en B), del producto polimerizado de una mezcla de
B.1.1 del 50 al 99% en peso, basado en B.1), de al menos un miembro seleccionado del grupo constituido por vinilos aromáticos y vinilos aromáticos sustituidos en el núcleo y
B.1.2 del 1% al 50% en peso, basado en B.1), de al menos un miembro seleccionado del grupo constituido por cianuros de vinilo, alquilésteres (C_{1}-C_{8}) del ácido (met)acrílico y derivados de ácidos carboxílicos insaturados injertados sobre
B.2 del 5 al 35% en peso, basado en B), de una o más bases de injerto con una temperatura de transición vítrea de <-10ºC.
9. La composición según la reivindicación 8, en la que B.1.1) es estireno y B.1.2) es acrilonitrilo.
10. La composición según la reivindicación 8, en la que B.1.1) es estireno y B.1.2) es una mezcla de al menos el 70% en peso, basado en B.1.2), de acrilonitrilo y no más del 30% en peso, basado en B.1.2) de al menos un miembro seleccionado del grupo constituido por acrilato de butilo, acrilato de terc-butilo, anhídrido maleico y metacrilato de metilo.
11. La composición según la reivindicación 8, en la que B.2) es un caucho diénico.
12. La composición según la reivindicación 11, en la que B.2) es al menos un miembro seleccionado del grupo constituido por caucho de polibutadieno, y caucho de polibutadieno/estireno.
13. La composición según la reivindicación 1, en la que el polímero de injerto modificado con caucho tiene un contenido en litio de 0,8 ppm a 8 ppm.
14. La composición según la reivindicación 1 que comprende adicionalmente un (co)polímero de
C.1 del 50% al 99% en peso, basado en el (co)polímero, de al menos un monómero seleccionado del grupo constituido por vinilos aromáticos, vinilos aromáticos sustituidos en el núcleo y alquilésteres (C_{1}-C_{8}) del ácido (met)acrílico y
C.2 del 1 al 50% en peso, basado en el (co)polímero, de al menos un monómero seleccionado del grupo constituido por cianuros de vinilo, alquilésteres (C_{1}-C_{8}) del ácido (met)acrílico, ácidos carboxílicos insaturados y derivados de ácidos carboxílicos insaturados.
15. La composición según la reivindicación 1 que comprende adicionalmente el polímero de injerto D preparado mediante polimerización en emulsión.
16. La composición según la reivindicación 15, en la que D) comprende
D.1 del 5 al 95% en peso, basado en el componente D), de una envuelta injertada copolimerizada de
D.1.1 del 50 al 99% en peso, basado en la envuelta injertada D.1, de al menos un miembro seleccionado del grupo constituido por vinilos aromáticos, vinilos aromáticos sustituidos en el núcleo y alquilésteres (C_{1}-C_{8}) del ácido (met)acrílico y
D.1.2 del 1 al 50% en peso, basado en la envuelta injertada, de al menos un miembro seleccionado del grupo constituido por cianuros de vinilo, alquilésteres (C_{1}-C_{8}) del ácido (met)acrílico, ácidos carboxílicos insaturados y derivados de ácidos carboxílicos insaturados injertados sobre
D.2 una base de injerto seleccionada del grupo constituido por cauchos diénicos, cauchos de silicona, cauchos de acrilato y cauchos compuestos de silicona/acrilato.
17. La composición según la reivindicación 16, en la que D.1.1 es estireno, D.1.2 es acrilonitrilo o metacrilato de metilo y D.2 es caucho de butadieno.
18. La composición según la reivindicación 1 que comprende adicionalmente al menos un miembro seleccionado del grupo constituido por agentes ignífugos, agentes antigoteo, lubricantes y agentes para desmoldeo, agentes de nucleación, agentes antiestáticos, estabilizantes, cargas, agentes reforzantes, colorantes y pigmentos.
19. Un artículo moldeado que comprende la composición de la reivindicación 1.
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