MX2007013929A - Elementos compuestos de plastico y proceso para la produccion de los mismos. - Google Patents

Abstract

La presente invención se relaciona con elementos compuestos que contienen, como una capa, por lo menos un polímero termoplástico, que se adhiere a ésta, como una capa, un producto de poliadición de poliisocianato unida y con un proceso para la producción de los mismos.

Description

En| la producción de los elementos compuestos, y particularmente de los productos de poliadición de poliisccianato, el problema puede presentar que los componentes iniciadores, en particular el componente de poliol, que contiene los materiales iniciadores que son reactivos hacia los isocianatos, no proporcionan mezclas estables. Precisamente a bajas temperaturas, por ejemplo, menores» de 20°C, los polioles individuales pueden tender a flocular en el componente de poliol o precipitar en el componente de poliol. Es importante evitar este problema, precisamente para la producción reproducible de productos de alta calidad. DE-A 10 022 280 describe un proceso para la producción de elementos compuestos con propiedades de adhesión y envejecimiento húmedo mejoradas de tales materiales compuestos que comprenden termoplásticos y poliuretanos . El compuesto se usa, por ejemplo, para producir tableros de instrumentos, siendo estos tableros construidos de forma convencional, por ejemplo, de un soporte termoplástico, una espuma de poliuretano ("PUR") y una capa externa adicional de, pár ejemplo, cloruro de polivinilo ("PVC"), poliolefina termoplástica ("TPO") , acrilonitrilo butadieno estireno ("ABS'D , poliuretanos termoplásticos , capas de poliuretano atomizjado, etc. Üsando los prepolímeros de isocianato-poliéster que contienen grupos éster para la producción de espumas de poliuretano de acuerdo con DE-A 10 022 280, se obtienen propiedades mejoradas, en particular una buena adhesión entre las espumas termoplásticas y de poliuretano de este tipo, Cuando este compuesto se almacena en condiciones húmedas durante hasta 80 horas a 80°C y 80% de humedad relativa, está intacto el compuesto de espuma de poliuretano y termopllástico Sin embargo, después de esto el compuesto se separa Otro método para producir compuestos se muestra en EP-A 1 531 173, en el que los prepolimeros de isocianato-policai'bonato se describen para la producción de espumas de poliuretano con una adhesión mejorada a otros termoplásticos durante el envejecimiento húmedo. Estos poliésteres o policarbonatos , que mejoran sustancialmente la adhesión de las espumas de PUR a los soportes termoplásticos, tienen que usarse sobre el lado del isocianato, ya que la solubilidad de estos componentes en los polioles de poliéter que va a usarse con estos es muy limitada.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Por lo tanto, la presente invención se relaciona con elementos compuestos que pueden usarse, por ejemplo, en la construcción automotriz debido a sus excelentes propiedades mecánicas, y en los que la adhesión entre el plástico y los productjos de adhesión de poliisocianato que se adhieren al mismo, no se pierde aun durante un almacenamiento prolongado como en los métodos de prueba de la "prueba climática alternada" o "prueba de eflorescencia". En particular, los element.os compuestos de la invención se producen con componentes iniciadores que dan mezclas estables y, por lo tanto, pueden usarse simplemente y de forma reproducible sin la ocurrencia de, por ejemplo, floculación y separaciones similares .

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La presente invención se describirá ahora para los propósitos de ilustración y no de limitación. Excepto en los ejemplos de operación, o cuando se indique lo contrario, todos los números que expresan cantidades, porcentajes, números de OH, funcionalidades, etcétera, en la especificación se entenderán como que son modificados en todos los casos por el término "aproximadamente". Los pesos equivalentes y los pesos moleculares dados en la presente en Daltons (Da) son pesos equivalentes promedio y pesos moleculares promedio, respectivamente, a menos que se indique lo contrario. La presente invención usa los prepolimeros de isocianato que contienen grupos éster del ácido fosfórico para producir espumáis de poliuretano. De manera sorprendente, fue posible me] ora· la adhesión entre la espuma de PUR y el termoplástico como resultado, aun bajo las condiciones de almacenamiento húmedai severas con un largo periodo de ciclos de esfuerzo y esfuerzo prolongado a temperaturas alternadas. Esto es lo más sorprendente ya que los grupos éster del ácido fosfórico se considera que son sensibles a la hidrólisis. Además, debido a su buena estabilidad en los polioles de poliéter, estos éstere:s del ácido fosfórico también pueden usarse de manera sorprendente en el lado de la formulación de poliol, que también resulta en un buen efecto de adhesión en el termoplástico . Pbr lo tanto, la presente invención proporciona elementos compuestos que contienen, como una capa: i) un polímero termoplástico, que se adhiere a ésta, como una capa, ii) el producto de la reacción de una mezcla de reacción que contiene: a) un isocianato seleccionado del grupo que consiste de (i) prepolímeros que contienen grupos isocianato obtenidos de la reacción de por lo menos un isocianato y por lo menos un triéster del ácido fosfórico, en el que por lo menos uno de los tres grupos éster es un alcoxilato hidroxifuncional , teniendo el prepolímero un contenido del grupo isocianato de 5 a 45% y (ii) diisocianatos orgánicos, b) en el caso del uso de a) (i) los compuestos reactivos hacia [Los isocianatos o en el caso del uso de a) (ii) una mezcla de compuestos reactivos hacia los isocianatos y por lo menos ilin triéster del ácido fosfórico, en el que por lo menos uno <jie los tres grupos éster es un alcoxilato hidroxj-funcional, y opcionalmente c) catalizadores d) agentes de soplado sustancias auxiliares y/o aditivos que sel enlaza . EjL elemento compuesto de acuerdo con la invención puede contener una capa adicional iii) de un polímero termopjLástico, que se enlaza a la capa ii) . Esta capa iii) actúa de preferencia como una capa decorativa. elementos compuestos de acuerdo con la invención pueden contener polímeros termoplásticos convencionales como la capja de polímero termoplástico (i), tal como, por ejemplo, óxido I de polifenileno (PPO) , cloruro de polivinilo (PVC), anhídrido maleico y estireno (SMA) , acrilato de acrilohitrilo-butadieno-estireno (ASA), policarbonato (PC), poliuretano termoplástico (TPU) , polietileno, polipropileno, poliolefina termoplástica (TPO) y policarbonato/estireno-acrilonitrilo-butadieno (mezcla de PC/ABS) . Esta capa (i) tiene de preferencia un espesor de 0.2 a 5 mm, más preferjentemente 0.2 a 3 mm. La capa de polímero termoplástico opcional, adicional (iii) contiene un plástico, por ejemplo, PVC, ASA, SMA, TPU, polietileno, polipropileno, PC/ABS o TPO. Esta capa tiene de preferencia un espesor de 0.1 a 1.5 mm. Puede usarse de preferencia en la forma de una película de plástico. Las películas de este tipo están comercialmente disponibles y en general su producción es conocida. Las películas también pueden fabricarse de varias capas de plástico (películas multicapa) , conteniendo, por ejemplo, una capa un plástico de ASA y otra capa un plástico de policarbonato . De: acuerdo con la invención, la capa de los productos de poliadición de poliisocianato (ii), por ejemplo, poliure:tanos , que pueden contener opcionalmente estructuras de iso -ianurato y/o urea, se une adhesivamente a la capa de plásticos (i) . La producción de estos productos de poliadición de poliisocianato, de preferencia poliuretanos , que pu=?de estar presente en la forma sólida o de preferencia celular, por ejemplo, como una espuma flexible, espuma semi-rígida, particularmente de preferencia como una espuma semi-rígida, se lleva a cabo de una manera convencional, en general conocida. Los siguientes compuestos pueden mencionarse como ejemplos de los materiales iniciadores para los triésteres del ácido fosfórico usados en ii) a) y b) Fjosfato de dibutilo, fosfato de bis (2-etilhexilo) , fosfatlo de dioctilo, fosfato de bisciclohexilo . de los grupos NCO a la suma de los átomos de hidrógeno reactivos de 1.5 a 60:1, más preferentemente 1.5 a 8:1. Leí reacción para formar el producto puede realizarse, por ejsmplo, por los procesos de mezclado manual, mediante las máquinas a baja presión o alta presión o mediante RIM (moldeo de inyección de reacción) , en general, en moldes abiertos o de preferencia cerrados. Las máquinas, de procesamiento apropiadas están comercialmente disponibles (por ejemplo, en Elastogran, Hennecke, Krauss affei y otros) , Para la producción de productos sólidos como (ii), tiene ventajas probadas si los componentes para la producción de produc os de poliadición de poliisocianato sólido se desgasifican aplicando un vacio antes de procesarse, para obtener moldes libres de burbujas. Para el procesamiento con máquinas de poliuretano (PU) , también es ventajoso si los tanque;s de alimentación están bajo presión durante el proces amiento . Los materiales iniciadores se mezclan de preferencia a una temperatura de 0 a 100°C, más preferentemente de 20 a 80°C, dependiendo de la aplicación, y se introducen, por ej emplJ'o, en el molde. Como ya se explicó, el mezclado puede realizarse mecánicamente usando un agitador o un tornillo de paleta puede llevarse a cabo en una cabeza de mezclado alta presión convencional reacción de la mezcla de reacción puede llevarse a cabo, |por ejemplo, en moldes convencionales, que son de preferencia capaces de ser de temperatura controlada y sellados. En particular, en la producción de los productos que soi tan lisos como sea posible, estos moldes que tienen una su erficie que es tan lisa como sea posible o que tienen patrono,s definidos, y de preferencia, sin irregularidades superficiales, grietas, ralladuras o impurezas, se usan de preferencia como moldes. La superficie del molde puede tratarse, por ejemplo, mediante pulido. Los moldes convencionales y comercialmente disponibles, la supsrficie de los cuales puede ser, por ejemplo, de acero, aluminio, esmalte, politetrafluoroetileno (TEFLON) , resina epóxica u otro material polimérico, pueden usarse como moldes para la producción de los elementos compuestos, siendo la superficie opcionalmente electrochapeada con cromo, por ejemplo, electrochapeada con cromo duro. De preferencia, los moldes deberían ser capaces de ser de temperatura controlada para permitir que se ajusten las temperaturas preferidas, se sellen y, de preferencia, equiparse convenientemente para ejercer una presión sobre el producto. La conversión para los productos de poliadición de poliisocianato se lleva a cabo de preferencia a una temperjatura del molde (de preferencia, esta también puede ser la temperatura de los componentes iniciadores) de 20 a 120°C, telas y/o felpas, reguladores celulares, compuestos activos superficiales y/o estabilizadores contra la oxidación, degradación térmica o microbiana o envejecimiento, Se prefiere el uso de los prepolimeros obtenidos de la reacción de por lo menos un isocianato y un triéster del ácido fosfórico que tiene un número de hidroxilo de 40 a 700 mg de kOH/g, el prepolimero que tiene un contenido de grupo isociarato de 5 a 45%. Usando los triésteres del ácido fosfórico en el prepolimero, estos se integran en el componente de isocianato de una manera estable. Por lo tanto no se puede presentar precipitación o floculación en cualquiera de los triésteres del ácido fosfórico, por ejemplc, en el componente de poliol. Sin embargo, los triésteres del ácido fosfórico también pueden usarse en el "componente de poliol". Esta variante también proporciona sistemas de poliuretano estables. No se presenta floculación o precipitación de los triésteres del ácido fosfórico. Debido al uso de los triésteres del ácido fosfórico descritos al comienzo, los elementos compuestos de acuerdo con la invención exhiben una adhesión marcadamente mejorada entre (i) y (ii), es decir, la adhesión al material de soporte termoplástico, especialmente al material de soporte fabricado de PC/ABS y SMA. Esta adhesión mejorada garantiza que, cuando se intenta desgarrar la espuma del soporte, la espuma | permanece sobre el soporte sobre su superficie completa. Usando los triésteres del ácido fosfórico, fue posiblé lograr una adhesión entre (i) y (ii) , medida de acuerdé con DIN 53 357 A en el estado inicial y después del almacenamiento en caliente y en condiciones calientes y húmedas; , alcanzando una fuerza de pelado de = 2.5 N/cm. Esto tambiér. aplica particularmente después de un envejecimiento y esfuerzo húmedo prolongado mediante la prueba climática alternáda doble y la prueba de eflorescencia. Les elementos compuestos de acuerdo con la invención se usan de preferencia como componentes en la construcción de vehículos, aviones o propiedades, por ejemplo, como tableros de instrumentos, marcos de puertas, anaqueles de paquetes, consolas, descansos para brazos y espejos de puertas La invención se explicará en mayor detalle sobre la base de los Isiguientes ejemplos.

EJEMPLOS Descriplción de las sustancias iniciadoras Poliol 1: Poliéter poliol con un número OH de 35 y por lo menos 80% de grupos OH primarios, producido por la adición de óxido de propileno/óxido de etileno (82/18) a glicerina como iniciador, Poliol 2: Poliéter poliol con un número OH de 28 y por lo menofs 80% de grupos OH primarios, producido por la adición Prepolímero de poliisocianato 1 : 576 g de 4 , 4 ' -diisocianatodifenilmetano 72· g de 2 , 4 ' -diisocianatodifenilmetano 2 g de poliisocianato 1 ICO g de éster del ácido fosfórico 1 se calientan a 95°C durante 2 horas Ccntenido de NCO: 27.5% Viscosidad: 75 mPas a 25°C.

Prepolájmero de poliisocianato 2 : 296 g de 4 , ' -diisocianatodifenilmetano 32 g de 2 , 4 ' -diisocianatodifenilmetano 1112 g de poliisocianato 1 10(0 g de éster del ácido fosfórico 1 se calientan a 95°C durante 2 horas Ccjntenido de NCO: 22 Viscosidad: 165 mPas a 25°C.

Prepolijmero de poliisocianato 3 : 25|6 g de 4 , 4 ' -diisocianatodifenilmetano 32 g de 2 , 4 ' -diisocianatodifenilmetano 112 g de poliisocianato 1 100 g de éster del ácido fosfórico 2 se calientan a 95°C durante 2 horas. Contenido de NCO: 23.2% Viscosidad: 134 mPas a 25°C.

Ejemplos de la espuma produjeron espumas moldeadas de poliuretano con las formulaciones dadas a continuación en la Tabla 1. Para este proposi to, se pre-mezclaron poliol, agua y activador. El isociar ato se adicionó, la mezcla de reacción se homogeneizó durante 10 segundos a 1200 rpm y se vertió en un molde de pelicul a a una temperatura de 40°C (tamaño 200*200*20 mm) , sobre a base del cual se había fijado previamente en forma centrada una película moldeada por inyección térmicamente de 100 x jL50 mm de PULSE 630 GF a base de policarbonato/ABS de tipo DQW, Schwalbach, con un espesor de 3 mm.

Tabla í Ejemfilo 1 2 3 4* Polic »1 1 67.96 67.46 57.95 67.96 Polic »1 2 27.79 27.79 27.8 27.74 éstei ¦ del ácido fosfórico 2 — — 10.0 — Dietamolamina 1.11 1.11 1.11 1.11 Paste . negra N (ISL Chemie) 0.51 0.51 0.51 0.51 Agua 1.8 1.8 1.8 1.8 JEFFC :AT ZF 10 (Huntsman ICI) 0.33 0.33 0.33 0.33 envejecimiento húmedo después de 24 horas de almacenamiento a RT (temperatura ambiente) .

A) Pruqba climática alternada (KWT) Condicilones de prueba: 1 Velocidad de cambio de temperatura: 1 min K/min 2 Periodo estacionario al limite de temperatura: 4 horas 3 Limites de temperatura: +80°C y -40°C 4 Humedad relativa a +80°C: 80% 5 Procedimiento de Prueba: Dulrante un ciclo, la pieza de prueba se calienta desde la temperatura ambiente ("RT") hasta 80°C, mantenida a 80°C durante 4 horas, enfriada a -40°C, mantenida a -40°C durante 4 horas y calentada a RT (tiempo del ciclo: 12 horas) . En la serie de prueba, las piezas de prueba se someten a esfuerzo durante un total de 288 horas en la forma de 24 ciclos de duración de prueba de 12 horas (KWT doble) .

B) Prueba de eflorescencia Almacenamiento de las piezas de prueba bajo las siguientes condicibnes Duración : 500 horas Temperatura 70°C Humedad: 85% .

Resultados de la prueba climática alternada doble (KWT) y la prueba e eflorescencia prueba no está de acuerdo con la invención Criterios de adhesión: Evaluación 1 = muy bueno 2 = bueno (dificultad para rayarse/puede rayarse parcialmente) 3 = OK (puede rayarse con las uñas de los dedos ) 4 = pobre (parcialmente no recubierto) 5 = sin adhesión (totalmente no recubierto) . Lo|s elementos compuestos de acuerdo con la invención exhiben una adhesión buena a aceptable entre el soporte de poliuretano y el termoplástico después de KWT doble (duración total de 288 horas) y, por lo tanto, satisfacen los requerijmientos de una prueba a largo plazo. Sel realizaron descubrimientos similares en la prueba de eflorescencia con una duración total de 500 horas. Aunque la invención se ha descrito en detalle anteric rmente con el propósito de ilustración, se entenderá que tales detalles son exclusivamente para tal propósito y que las variaciones pueden hacerse en la misma por los experimentados en la técnica sin apartarse del espíritu y alcance! de la invención, excepto como puede limitarse por las reivindicaciones . Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica citada invención, es el que resulta claro de la presente descríación de la invención.

Claims (1)

1. 3.| Un proceso para la producción de los compuestos en la construcción de vehículos, aviones y propiedades, caracterizado porque el mejoramiento comprende incluir el elemento compuesto de conformidad con la reivindicación 1. 4. Un proceso para la producción de los compuestos en la construcción de vehículos, aviones y propiedades, caracterizado porque el mejoramiento comprende incluir el elemento compuesto de conformidad con la reivindicación 2. El elemento compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque por lo menos un polímer termoplástico se selecciona del grupo que consiste de óxido de polifenileno (PPO) , cloruro de polivinilo (PVC), anhídrido maleico y estireno (SMA) , acrilato de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ASA), policarbonato (PC), poliure|tano termoplástico (TPU) , polietileno, polipropileno, poliolefina termoplástica (TPO) y policarbonato/estireno-acrilonitrilo-butadieno (mezcla de PC/ABS) . 6. El elemento compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la capa (i) tiene un eessppeessoorr de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 5 mm. 7 El elemento compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la capa (i) tiene un espesor de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 3 mm. El elemento compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además incluye una 13. El proceso de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque además incluye una capa adicional iii) de un pjolímero termoplástico, que se une a la capa ii) . 14 El proceso de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el polímero termoplástico de la capa iii) se selecciona del grupo que consiste de cloruro de polivin|ilo (PVC), acrilato de acrilonitrilo-butadieno-estírente (ASA) , anhídrido maleico y estireno (SMA) , poliurejtano termoplástico (TPU) , polietileno, polipropileno, policarjbonato/estireno-acrilonitrilo-butadieno (PC/ABS) y poliole|fina termoplástica (TPO) .