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ES2917174T3 - Artículo obtenido por moldeo por inyección - Google Patents

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ES2917174T3
ES2917174T3 ES16812224T ES16812224T ES2917174T3 ES 2917174 T3 ES2917174 T3 ES 2917174T3 ES 16812224 T ES16812224 T ES 16812224T ES 16812224 T ES16812224 T ES 16812224T ES 2917174 T3 ES2917174 T3 ES 2917174T3
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ES
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polymeric resin
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mfi
polymer
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ES16812224T
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English (en)
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George Birks Herring
Daniel Gene Moldovan
Fatima Rebih
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Imertech SAS
Original Assignee
Imertech SAS
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Publication date
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Abstract

Uso de una resina de polímero cincuado en la fabricación de un artículo a partir del moldeo por inyección, un método de fabricación de un artículo mediante el moldeo de inyección de una resina de polímero relleno, un método para permitir o mejorar la moldeabilidad por inyección de una resina de polímero que comprende un polímero reciclado, en el que el polímero reciclado, en el que el polímero, en el que el polímero, en donde La resina de polímero comprende un polímero reciclado y un relleno funcional, el uso de un relleno funcional en una resina de polímero que comprende un polímero reciclado para mejorar la inyección de la capacidad de resina de polímero, un artículo de fabricación obtenido por inyección moldeando una resina de polímero relleno y una resina de polimero llena. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Artículo obtenido por moldeo por inyección
Campo técnico
La presente invención está dirigida a un artículo de fabricación obtenido por moldeo por inyección de una resina polimérica rellena.
Antecedentes de la invención
Existe una demanda cada vez mayor de reciclar y reutilizar materiales poliméricos, ya que esto proporciona beneficios ambientales y de costos. Sin embargo, el reprocesamiento de residuos de polímeros reciclados presenta desafíos que no necesariamente se encuentran durante el procesamiento de composiciones de polímeros derivados de polímeros vírgenes. Por ejemplo, los polímeros reciclados pueden no ser adecuados para el moldeo por inyección.
A medida que aumenta la necesidad de reciclar materiales de desecho de polímeros, existe una necesidad continua de desarrollar nuevas composiciones para el procesamiento económicamente viable de materiales de desecho de polímeros en artículos de fabricación de alta calidad.
El documento EP-A-2610290 está dirigido a composiciones poliméricas, por ejemplo, composiciones poliméricas recicladas, procesos para la producción de las mismas, cargas funcionales para usar en dichas composiciones y artículos formados a partir de las composiciones poliméricas.
El documento JP-A-2007291213 se refiere al reciclado de un desecho de plástico mediante la reutilización del desecho de plástico que comprende varios tipos de materiales plásticos que existen juntos, y que permite moldear un artículo moldeado de plástico que tiene una resistencia mecánica. El artículo moldeado de plástico que tiene una forma prescrita se forma añadiendo un modificador obtenido mezclando un elastómero termoplástico estirénico con un polvo fino que comprende carbonato de calcio que tiene un diámetro medio de partícula de 0,1-0,5 |jm a los desechos de plástico y fundiendo la mezcla resultante.
El documento EP-A-1500673 describe que un producto de resina termoplástica que tiene una película superficial, tal como un parachoques de un automóvil, se puede usar para producir partículas de resina recuperadas utilizables en varios usos, sin quitar la película superficial, mezclando un producto de resina termoplástica pulverizada que contiene una pequeña cantidad de partículas de resina curada y un pigmento negro o coloreado con uno o más pigmentos que protegen la luz, como un pigmento blanco, un pigmento negro y un pigmento coloreado, convirtiendo la mezcla en un producto fundido y convirtiendo el producto fundido en partículas sólidas.
Breve descripción de la invención
La presente invención se refiere a un artículo de fabricación obtenido por moldeo por inyección de un polímero cargado según la reivindicación independiente 1, y se define en y por las reivindicaciones adjuntas. Las siguientes realizaciones son realizaciones de referencia, no según la invención, a menos que caigan dentro del alcance de las reivindicaciones.
De acuerdo con un aspecto, la presente divulgación está dirigida al uso de una carga funcional en una resina polimérica que comprende MFI de polímero reciclado para mejorar la capacidad de moldeo por inyección de la resina polimérica, donde la carga funcional comprende una partícula inorgánica que (i) se trata superficialmente y/o (ii) tiene un d50 de menos de aproximadamente 2,5 jm .
La resina polimérica rellena tiene
un MFI a 2,16 kg/190°C de menos de aproximadamente 2,5 g/10 min, por ejemplo, menos de aproximadamente 2,0 g/10 min.
De acuerdo con otro aspecto, la presente divulgación está dirigida a una resina polimérica rellena adecuada para su uso en la fabricación de un artículo a partir de ella mediante moldeo por inyección, donde la resina polimérica comprende polímero reciclado y carga funcional, donde la carga funcional comprende una partícula inorgánica que ( i) tiene una superficie tratada y/o (ii) tiene un d50 de menos de aproximadamente 2,5 jm , y donde la resina de polímero cargada tiene un MFI a 2,16 kg/190 °C de menos de aproximadamente 2,5 g/10 min, por ejemplo, menos de aproximadamente 2,0 g/10 min.
Descripción detallada de la invención
La sabiduría convencional es que una resina de polímero debe tener un cierto índice de flujo de fusión (MFI) mínimo para que sea adecuada para el moldeo por inyección. Sorprendentemente, sin embargo, se ha descubierto que una resina de polímero que comprende polímero reciclado y que tiene un MFI relativamente bajo (es decir, en relación con el MFI de la resina de polímero virgen convencional utilizada en el moldeo por inyección) se puede moldear por inyección proporcionando artículos de fabricación funcional y estéticamente aceptables. llenando la resina polimérica con un relleno funcional. La resina polimérica rellena derivada del polímero reciclado puede funcionar incluso mejor que la resina polimérica virgen. Sin desear limitarse a la teoría, se cree que la resina de polímero que tiene un MFI bajo prueba relativamente bajo se comporta de manera diferente a lo esperado durante el moldeo por inyección como si tuviera un MFI mucho más alto que el MFI medido bajo prueba. Actualmente se cree que se producen efectos de adelgazamiento por cizallamiento. Este hallazgo sorprendente permite una mayor utilidad de los polímeros reciclados que antes se consideraban inadecuados para el moldeo por inyección, y puede proporcionar beneficios ambientales y de costos, ya que los artículos moldeados por inyección, en particular los artículos de fabricación de paredes delgadas, se pueden fabricar a partir de una mayor variedad de polímeros reciclados (incluidos los polímeros mixtos). ), que normalmente es más barata que la resina virgen, y significa que se puede reducir la dependencia de los polímeros vírgenes y aumentar la utilidad de los polímeros reciclados, lo cual es ambientalmente deseable. Además, la inclusión de relleno proporciona costos adicionales y beneficios ambientales ya que se usa menos polímero. La carga se funcionaliza mediante la incorporación de un tratamiento superficial y/o mediante el control del tamaño de partícula.
Como tal, por "relleno funcional" se entiende un material de relleno que mejora la procesabilidad mediante moldeo por inyección de una resina polimérica que comprende polímero reciclado. La carga funcional comprende partículas inorgánicas que (i) están tratadas en la superficie y/o (ii) tienen un d50 de no más de aproximadamente 2,5 |jm. En ciertas realizaciones, la carga funcional comprende partículas inorgánicas que tienen un d50 de no más de aproximadamente 2,5 jm cuya superficie se trata. En ciertas realizaciones, la mejora en la procesabilidad puede evaluarse por comparación con:
(i) la resina polimérica sin la carga funcional; y/o
(ii) la resina polimérica rellena con una carga que no está tratada superficialmente y/o tiene un d50 superior a 2,5 jm; y/o
(iii) resina polimérica virgen que tiene un MFI de al menos 2,0 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o al menos 2,5 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o de 2,0 g/10 min a aproximadamente 30 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o de 2,5 g/10 min a aproximadamente 30 g/10 min a 2,16 kg/190 °C; y/o
(iv) una resina de polímero virgen que tiene un MFI de al menos 2,0 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o de al menos 2,5 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o de 2,0 a aproximadamente 30 g/10 min a 2,16 kg/190°C, o de 2,5 g/10 min a aproximadamente 30 g/10 min a 2,16 kg/190°C, y que se llena con el relleno funcional; y/o
(v) una resina de polímero virgen que tiene un MFI de al menos 2,0 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o al menos 2,5 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o de 2,0 g/10 min a aproximadamente 30 g /10 min a 2,16 kg/190 °C, o de 2,5 g/10 min a aproximadamente 30 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, que se llena con un relleno que no tiene tratamiento superficial y/o tiene un d50 más grande que 2,5 jm ; y/o
(vi) una resina polimérica virgen que tiene un MFI comparable; y/o
(vii) una resina de polímero virgen que tiene un MFI comparable y que está cargada con la carga funcional; y/o (viii) una resina polimérica virgen que tiene un MFI comparable y que está cargada con una carga que no está tratada superficialmente y/o tiene un d50 superior a 2,5 jm ; y/o
(ix) una resina polimérica de HDPE virgen sin relleno que tiene un MFI de 8,0 g/10 minutos a 2,16 kg/190 °C.
Las métricas de procesabilidad incluyen:
(1) el número de flujo en espiral (SFN) de la resina polimérica rellena (SFN se analiza con más detalle a continuación) (2) el acabado superficial del artículo formado por moldeo por inyección; y/o
(3) el color del artículo formado por moldeo por inyección; y/o
(4) tiempo del ciclo; y/o
(5) presión máxima de inyección (promedio y/o rango, a MFI equivalente); y/o
(6) llenado del molde (es decir, fluidez hacia y dentro del molde); y/o
(7) rango de peso en 32 disparos; y/o
(8) capacidad de desmoldeo.
La resina polimérica de carga se puede utilizar en la fabricación de un artículo a partir de ella mediante moldeo por inyección, o en un método de fabricación de un artículo mediante moldeo por inyección. En ciertas realizaciones, la carga funcional se usa para permitir o mejorar la moldeabilidad por inyección de una resina polimérica que comprende polímero reciclado, o se usa en un método para permitir o mejorar la moldeabilidad por inyección de una resina polimérica que comprende polímero reciclado. El uso o método comprende llenar la resina polimérica con carga funcional y fabricar un artículo de fabricación a partir de la misma mediante moldeo por inyección.
En determinadas realizaciones, el artículo de fabricación se procesa a partir de la resina polimérica rellena a una temperatura de fusión de aproximadamente 190 °C a aproximadamente 250 °C, por ejemplo, de aproximadamente 200 °C a aproximadamente 240 °C, o de aproximadamente 205 °C a aproximadamente 235°C, o de aproximadamente 210°C a aproximadamente 230°C, o de aproximadamente 215°C a aproximadamente 230°C, o de aproximadamente 220°C a aproximadamente 230°C. Se seleccionarán los ajustes adecuados de temperatura del barril y de la garganta de alimentación según la temperatura de fusión.
En ciertas realizaciones, el pico de presión promedio durante el moldeo por inyección es de aproximadamente 500 a 2000 bares, por ejemplo, de aproximadamente 75000 kPa a 200000 kPa (750 a 2000 bares), o de aproximadamente 75000 kPa a aproximadamente 150000 kPa (750 a aproximadamente 1500 bares), o de aproximadamente 75000 kPa a aproximadamente 90000 kPa a aproximadamente 140000 kPa (750 a aproximadamente 900 a aproximadamente 1400 bares), o de aproximadamente 90000 kPa a aproximadamente 130000 kPa (aproximadamente de 900 a aproximadamente de 1300 bar), o de aproximadamente 90000 kPa a aproximadamente 110000 kPa (aproximadamente de 900 a aproximadamente de 1100 bar), de aproximadamente 110000 kPa a aproximadamente 130000 kPa (aproximadamente de 1100 bar a aproximadamente de 1300 bar). Adicional o alternativamente, el rango de presión de inyección máxima puede ser igual o inferior a aproximadamente 700 kPa (7,0 bar), por ejemplo, igual o inferior a aproximadamente 650 kPa (6,5 bar), o igual o inferior a aproximadamente 600 kPa (6,0 bar), o igual o inferior a aproximadamente 550 kPa (5,5 bar), o igual o inferior a aproximadamente 500 kPa (5,0 bar), o igual o inferior a aproximadamente 450 kPa (4,5 bar), o igual o inferior a aproximadamente 400 kPa (4,0 bar), o igual o inferior a aproximadamente 350 kPa (3,5 bar), o igual o inferior a aproximadamente 300 kPa (3,0 bar), o igual o inferior a aproximadamente 250 kPa (2,5 bar).
En ciertas realizaciones, el tiempo de ciclo (durante el moldeo por inyección) para producir un artículo de fabricación es al menos aproximadamente un 10 % más corto que el tiempo de ciclo para producir un artículo de fabricación similar a partir de una resina de polímero virgen de HDPE sin carga en las mismas condiciones de procesamiento, por ejemplo. por ejemplo, al menos aproximadamente un 20 % más corto, o al menos aproximadamente un 30 % más corto que el tiempo de ciclo para producir un artículo de fabricación similar a partir de una resina de polímero virgen de HDPE sin carga en las mismas condiciones de procesamiento. En ciertas realizaciones, el tiempo de ciclo es al menos 10 % más corto a no más de 40 % más corto, o al menos aproximadamente de 15 % más corto a no más de 35 % más corto que el tiempo de ciclo para producir un artículo de fabricación similar a partir de una resina de polímero virgen de HDPE sin relleno en las mismas condiciones de procesamiento.
En determinadas realizaciones, el tiempo de ciclo para producir un artículo de fabricación es igual o inferior a aproximadamente 30 s, por ejemplo, igual o inferior a aproximadamente 25 s, o igual o inferior a aproximadamente 20 s, o igual o inferior a aproximadamente 20 s. de unos 15 s, o igual o inferior a unos 14 s, o igual o inferior a unos 13 s, o igual o inferior a unos 12 s, o igual o inferior a unos 11 s, o igual o inferior de unos 10 s. En dichas realizaciones, dichos tiempos de ciclo pueden ser al menos aproximadamente un 10 % más cortos que el tiempo de ciclo para producir un artículo de fabricación similar a partir de una resina de polímero virgen de HDPE sin carga en las mismas condiciones de procesamiento, por ejemplo, al menos aproximadamente un 20 % más cortos o al menos aproximadamente un 30 % más corto que el tiempo de ciclo para producir un artículo de fabricación similar a partir de una resina de polímero virgen de HDPE sin carga en las mismas condiciones de procesamiento. En ciertas realizaciones, el tiempo del ciclo es al menos un 10 % más corto a no más de un 40 % más corto, o al menos un 15 % más corto a no más de un 35 % más corto.
En ciertas realizaciones, el rango de peso entre 32 disparos (durante el moldeo por inyección) es inferior a 0,008 g para un peso medio de disparo de entre 3,25 g y 4,0 g, por ejemplo, igual o inferior a 0,007 g, o igual o inferior a 0,006 g, o igual o inferior a aproximadamente 0,005 g para un peso de inyección medio de entre 3,25 y 4,0 g.
En ciertas realizaciones:
la temperatura de fusión es de aproximadamente 190 °C a aproximadamente 250 °C, por ejemplo, de aproximadamente 200 °C a aproximadamente 240 °C, o cualquier otra temperatura de fusión o rango de temperatura de fusión descrito en el presente documento;
el tiempo de ciclo es (i) es al menos aproximadamente un 10 % más corto que el tiempo de ciclo para producir un artículo de fabricación similar a partir de una resina de polímero virgen de HDPe sin carga en las mismas condiciones de procesamiento, por ejemplo, al menos aproximadamente un 20 % más corto, o en menos aproximadamente un 30 % más corto, y/o (ii) igual o inferior a aproximadamente 30 s, por ejemplo, igual o inferior a aproximadamente 15 s, o cualquier otro tiempo de ciclo o intervalo de tiempo de ciclo descrito en el presente documento;
el promedio de presión máxima durante el moldeo por inyección es de aproximadamente 50000 a 200000 kPa (500 a 2000 bar), por ejemplo, de aproximadamente 75000 a 200000 kPa (750 a 2000 bar), o cualquier otro promedio de presión máxima o rango de promedio de presión máxima descrito en este documento.
La resina polimérica rellena tiene un MFI a 2,16 kg/190 °C que es relativamente bajo y que, antes de esta descripción, no se esperaba que fuera adecuado para el moldeo por inyección. El MFR se puede determinar de acuerdo con la norma ISO 1133, por ejemplo, ISO 1133-1:2011 (por ejemplo, por el método de medición de masa).
La resina polimérica rellena tiene un MFI de menos de aproximadamente 2,5 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, por ejemplo, menos de aproximadamente 2,0 g/10 min a 2,16 kg/190 °C. En ciertas realizaciones, la resina polimérica rellena tiene un MFI igual o inferior a aproximadamente 2,4 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o igual o inferior a aproximadamente 2,25 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o igual o inferior a aproximadamente 2,0 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o igual o inferior a aproximadamente 1,75 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o igual o inferior a aproximadamente 1,5 g/10 min, o igual a o inferior a aproximadamente 1,0 g/10 min, o igual o inferior a aproximadamente 0,75 g/10 min, o igual o inferior a aproximadamente 0,50 g/10 min, o igual o inferior a aproximadamente 0,35 g/10 min, o igual o inferior a unos 0,20 g/10 min. En determinadas realizaciones, la resina polimérica rellena tiene un MFI de al menos aproximadamente 0,05 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, por ejemplo, al menos aproximadamente 0,10 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o al menos unos 0,15 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o al menos unos 0,20 g/10 min a 2,16 kg/190 °C.
En determinadas realizaciones, la resina polimérica rellena tiene un MFI de aproximadamente 1,0 g/10 min a 2,16 kg/190 °C a menos de 2,5 g/10 min a 2,18 kg/190 °C, por ejemplo, de aproximadamente 1,25 g/ 10 min a 2,16 kg/190 °C a menos de 2,5 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o de aproximadamente 1,5 g/10 min a 2,16 kg/190 °C a menos de 2,5 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o desde aproximadamente 1,75 g/10 min a 2,16 kg/190 °C hasta menos de 2,5 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o desde aproximadamente 2,0 g/10 min a 2,16 kg/190 ° C a menos de g/10 min a 2,16 kg/190 ° C.
En determinadas realizaciones, la resina polimérica rellena tiene un MFI a 2,16 kg/190 °C que es inferior al MFI de la resina polimérica rellena durante el moldeo por inyección. En ciertas realizaciones, el MFI durante el moldeo por inyección se determina bajo las siguientes condiciones (utilizando una máquina de moldeo por inyección Plaque Mold & Demag Ergotec, por ejemplo, una máquina de moldeo por inyección servohidráulica Demag Ergotech 150t System):
Temperatura de fusión: 220°C;
Contrapresión: 9000 kPa (90 bar)
Distancia de descompresión: 8 mm a 30 mm/s
Diámetro del tornillo: 25mm
Velocidad de la superficie del tornillo: 700 mm/s
Velocidad de inyección: 70 mm/s
Carrera de dosificación: según sea necesario para lograr un llenado visual del 100 % sin etapa de mantenimiento Presión de mantenimiento: según sea necesario para lograr un acabado superficial continuo y plano Tiempo de mantenimiento: 2,0 s
Tiempo de enfriamiento: 6,0 s
Fuerza de sujeción: 70t
Temperatura del molde: 25 °C
Temperatura de la punta caliente: 10 °C por encima de la temperatura de fusión
Entre los ejemplos de máquinas de moldeo por inyección se incluyen la máquina de moldeo por inyección Demag Ergotec, una máquina de moldeo por inyección E-motion Engel, por ejemplo, una máquina de moldeo por inyección Engel 55t Servo Electric/, o una máquina de moldeo por inyección Sumitomo SE180DU System 180t Servo Electric.
En ciertas realizaciones, el proceso de moldeo por inyección comprende:
una temperatura de molde de aproximadamente de 15 °C a aproximadamente de 40 °C, por ejemplo, de aproximadamente de 20 °C a aproximadamente de 30 °C, o de aproximadamente de 23 °C a aproximadamente de 27 °C, o aproximadamente de 25 °C; y/o
una contrapresión de aproximadamente 5000 kPa (50 bar) a aproximadamente 150000 kPa (150 bar); y/o
un diámetro de tornillo de aproximadamente 20 mm a aproximadamente 40 mm; y/o
una velocidad superficial del tornillo de aproximadamente 500 mm/s a aproximadamente 1000 mm/s; y/o
una velocidad de inyección de aproximadamente 50 mm/s a aproximadamente 100 mm/arena/o;
un tiempo de mantenimiento de aproximadamente 1,0 s a aproximadamente 5,0 s; y/o
un tiempo de enfriamiento de aproximadamente 30-70 % del tiempo de ciclo, por ejemplo, de aproximadamente 2,0 s a aproximadamente 20 s; y/o
una fuerza de sujeción de aproximadamente 50t a aproximadamente 150t; y/o
una temperatura caliente de /- 20 °C de la temperatura de fusión, por ejemplo, hasta aproximadamente 20 °C por encima de la temperatura de fusión, o hasta aproximadamente 15 °C por encima de la temperatura de fusión.
En ciertas realizaciones, la resina polimérica rellena tiene un MFI a 2,16 kg/190 °C que es al menos 3,0 g/10 min más bajo que el MFI aparente de la resina polimérica rellena durante el moldeo por inyección, por ejemplo, al menos aproximadamente de 3,5 g/ 10 min menos, o al menos unos 4,0 g/10 min menos, o al menos unos 4,5 g/10 min menos, o al menos unos 5,0 g/10 min menos, o al menos unos 5,5 g/10 min menos, o al menos aproximadamente de 6,0 g/10 min más bajo que el MFI aparente de la resina polimérica rellena durante el moldeo por inyección. Por ejemplo, en determinadas realizaciones, el polímero cargado tiene un MFI a 2,16 kg/190 °C igual o inferior a aproximadamente 1,0 g/10 min y un MFI aparente durante el moldeo por inyección de al menos aproximadamente 4 g/10 min a 2,16 kg/190°C, por ejemplo, un MFI aparente durante el moldeo por inyección de al menos aproximadamente 5 g/10 min a 2,16 kg/190°C. En determinadas realizaciones, el polímero cargado tiene un MFI a 2,16 kg/190 °C igual o inferior a aproximadamente 0,5 g/10 min, y un MFI aparente durante el moldeo por inyección de al menos aproximadamente 4 g/10 min a 2,16 kg/ 190°C, por ejemplo, un MFI aparente durante el moldeo por inyección de al menos aproximadamente 5 g/10 min a 2,16 kg/190°C. Por "IMF aparente" se entiende que la resina polimérica rellena tiene una procesabilidad por moldeo por inyección que es indicativa de una MFI que es superior a la MFI determinada a 2,16 kg/190 °C de acuerdo con la norma ISO 1133 (por ejemplo, ISO 1133-1 :2011), por ejemplo, una resina polimérica rellena que tiene un MFI de 0,5 g/10 min a 2,16 kg/190 °C se procesa como si su MFI fuera al menos de 3,5 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o a al menos unos 4,0 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o al menos unos 4,5 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o al menos unos 5,0 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o al menos aproximadamente de 5,0 g/10 min a 2,16 kg/190°C. En ciertas realizaciones, el MFI aparente no es más de aproximadamente 8,0 g/10 a 2,16 kg/190°C más alto, por ejemplo, no más de aproximadamente 7,5 g/10 a 2,16 kg/190°C más alto, o no más de aproximadamente 7,0 g/10 a 2,16 kg/190 °C superior.
En ciertas realizaciones, la resina polimérica rellena, por ejemplo, una resina polimérica rellena que tiene un MFI de menos de aproximadamente 0,5 g/10 minutos a 2,16 kg/190 °C, se procesa (mediante moldeo por inyección) de manera similar a una resina virgen de HDPE sin carga que tiene un MFI de aproximadamente 5-6 g/10 min a 2,16 kg/190°C.
Adicional o alternativamente, la resina polimérica rellena se puede caracterizar en términos de Número de Flujo Espiral (SFN). La prueba de flujo en espiral proporciona una medida de la procesabilidad de la resina polimérica bajo las tasas de cizallamiento más "reales" que se observan en el proceso de moldeo por inyección. El s Fn es una medida de la longitud del flujo de la resina probada. El SFN se determina moldeando por inyección la resina polimérica en las siguientes condiciones (utilizando un molde de flujo en espiral y una máquina de moldeo por inyección Engel 55t Servo Electric/E-motion):
Temperatura de fusión: 220°C;
Contrapresión: 9000 kPa (90 bar)
Velocidad de la superficie del tornillo: 550 mm/s
Tiempo de inyección: 1 s o 2 s
Velocidad de inyección: 30 mm/s o 15 mm/s
Temperatura del molde: 25 °C
La prueba de flujo en espiral se realiza utilizando un molde en espiral de dimensiones apropiadas. Las dimensiones nominales del molde de flujo en espiral, a veces denominado canal de cavidad en espiral, pueden ser de 500 mm a 1500 mm de largo (por ejemplo, de 700 a 1000 mm), de 4 a 8 mm de ancho (por ejemplo, aproximadamente de 6,35 mm) y de aproximadamente de 0,8 a aproximadamente de 3 mm de profundidad (por ejemplo, aproximadamente de 1,57 mm).
En ciertas realizaciones, el SFN de la resina polimérica rellena es al menos aproximadamente de 350 mm, por ejemplo, al menos aproximadamente de 375 mm, o al menos aproximadamente de 400 mm, o al menos aproximadamente de 410 mm, o al menos aproximadamente de 420 mm, o al menos al menos aproximadamente de 430 mm, o al menos aproximadamente de 440 mm, o al menos aproximadamente de 450 mm. En ciertas realizaciones, el SFN es de aproximadamente 350 mm a aproximadamente 500 mm, por ejemplo, de aproximadamente 375 mm a aproximadamente 475 mm, o de aproximadamente 400 mm a aproximadamente 475 mm, o de aproximadamente 425 mm a aproximadamente 475 mm, o de aproximadamente 440 mm a unos 460 mm. En tales realizaciones, el tiempo de inyección puede ser de 2 s y la velocidad de inyección de 15 mm/s. En tales realizaciones, la presión máxima promedio durante el moldeo por inyección puede ser de aproximadamente de 150000 a 200000 kPa (1500 a 2000 bar), por ejemplo, de aproximadamente de 175000 a 200000 kPa (1750 a 2000 bar), o de aproximadamente de 180000 kPa (1800 bares) a aproximadamente de 195000 kPa (1950 bar), o de aproximadamente de 185000 kPa (1850 bares) a aproximadamente 195000 kPa (1950 bar), o cualquier otro promedio de presión pico o rango de promedio de presión pico descrito en este documento. En tales realizaciones, la temperatura de fusión puede ser de aproximadamente 190 °C a 250 °C, por ejemplo, de aproximadamente 200 °C a aproximadamente 240 °C, o cualquier otra temperatura de fusión o rango de temperaturas de fusión descrito en este documento.
En ciertas realizaciones, la resina de polímero de relleno tiene un número de flujo en espiral (SFN) que es mayor que el SFN de una resina de polímero de HDPE virgen sin relleno comparable que tiene un MFI equivalente a 2,16 kg/190 °C.
En determinadas realizaciones, la resina de polímero de relleno tiene un SFN que es al menos el 80 % del SFN de una resina de polímero virgen de HDPE sin relleno que tiene un MFI de 8 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, por ejemplo, al menos aproximadamente 85 % del SFN de una resina de polímero virgen de HDPE sin carga con un MFI de 8 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o al menos aproximadamente del 90 % del SFN de una resina de polímero virgen de HDPE sin carga con un MFI de 8 g/10 minutos a 2,16 kg/190 °C.
En determinadas realizaciones, la resina polimérica rellena tiene un MFI a 2,16 kg/190 °C inferior a aproximadamente 2,5 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, por ejemplo, inferior a aproximadamente 2,0 g/10 min y (a) un SFN que sea comparable a una resina de HDPE virgen sin relleno que tenga un MFI a 2,16 kg/190 °C de al menos aproximadamente 5,0 g/10 min, y/o (b) un SFN que sea al menos el 80 % del SFN de una resina polimérica virgen de HDPE sin relleno con un MFI de 8 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, por ejemplo, al menos aproximadamente el 85 % del SFN de una resina polimérica virgen de HDPE sin relleno con un m Fi de 8 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o al menos aproximadamente el 90 % del SFN de una resina de polímero virgen de HDPE sin relleno que tenga un MFI de 8 g/10 min a 2,16 kg/190 °C.
En determinadas realizaciones, la resina polimérica rellena tiene un MFI a 2,16 kg/190 °C inferior a aproximadamente 2,5 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, por ejemplo, inferior a aproximadamente 2,0 g/10 min y un SFN que es comparable a una resina de HDPE virgen sin relleno que tiene un MFI a 2,16 kg/190°C de al menos aproximadamente 5,0 g/10 min.
En determinadas realizaciones, la resina polimérica rellena tiene un MFI a 2,16 kg/190 °C inferior a aproximadamente 2,5 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, por ejemplo, inferior a aproximadamente 2,0 g/10 min y un SFN que es al menos el 80 % del SFN de una resina de polímero de HDPE virgen sin carga que tiene un MFI de 8 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, por ejemplo, al menos aproximadamente el 85 % del SFN de una resina de polímero de HDPE virgen sin carga con un MFI de 8 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o al menos aproximadamente el 90 % del SFN de una resina de polímero virgen de HDPE sin carga con un MFI de 8 g/10 min a 2,16 kg/190 °C.
En determinadas realizaciones, la resina polimérica rellena tiene un MFI a 2,16 kg/190 °C inferior a aproximadamente 2,5 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, por ejemplo, inferior a aproximadamente 2,0 g/10 min, un SFN que es comparable a una resina de HDPE virgen sin relleno que tiene un MFI a 2,16 kg/190 °C de al menos aproximadamente 5,0 g/10 min, y un SFN que es al menos el 80 % del SFN de una resina de polímero de HDPE virgen sin relleno que tiene un MFI de 8 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, por ejemplo, al menos aproximadamente el 85 % del SFN de una resina de polímero virgen de HDPE sin relleno que tenga un MFI de 8 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o al menos aproximadamente el 90 % del SFN de una resina de polímero virgen de HDPE sin relleno que tiene un MFI de 8 g/10 min a 2,16 kg/190 °C.
En determinadas realizaciones, la resina polimérica rellena se caracteriza en términos de una relación de su MFI a 21/6 kg/190 °C a su MFI a 2,16 kg/190 °C, denominada en lo sucesivo R-MFI. Esto es indicativo de la distribución de la masa molar en una muestra de polímero dada. Cuanto mayor sea el R-MFI, más amplia será la distribución del peso molecular.
Por ejemplo, un polímero monodisperso en el que todas las longitudes de cadena son iguales tiene un R-MFI de 1. Como se indicó, el R-MFI se calcula como la relación entre el MFI a 21/6 kg/190 °C y el MFI a 2,16 kg/190 °C, es decir,
R-MFÍ - (iVIFI a 21.6 kg)/(MFi a 2.16 kg) (1)
Adicional o alternativamente, la resina polimérica rellena se puede caracterizar en términos de la diferencia entre el MFI a 21,6 kg/190 °C y el MFI a 2,16 kg/190 °C, es decir,
AMFI = (MFI a 21.6 kg/190 °C) - (MFI a 2.16/190 SC kg) (2)
En ciertas realizaciones, la resina polimérica rellena tiene un R-MFI de al menos aproximadamente de 100 y/o un AMFI de al menos aproximadamente de 40,0. En tales realizaciones, la resina polimérica rellena puede tener un MFI a 2,16 kg/190 °C inferior a aproximadamente 1,5 g/10 min, o inferior a aproximadamente 1,0 g/10 min, o inferior a aproximadamente 0,75 g/10 min, o menos de aproximadamente 0,50 g/10 min, o menos de aproximadamente 0,35 g/10 min, o menos de aproximadamente 0,20 g/10 min.
En ciertas realizaciones, el R-MFI es al menos aproximadamente 125, por ejemplo, de aproximadamente 150 a aproximadamente 500, o de aproximadamente 150 a aproximadamente 450, o de aproximadamente 150 a aproximadamente 400, o de aproximadamente 150 a aproximadamente 350, o de aproximadamente 200 a aproximadamente 350, o de aproximadamente 250 a aproximadamente 350, o de aproximadamente 300 a aproximadamente 350. Adicional o alternativamente, AMFI es al menos aproximadamente 41,0, o al menos aproximadamente 42,0, o al menos aproximadamente 43,0, o al menos aproximadamente 44,0, o al menos aproximadamente 45,0, o al menos aproximadamente 46,0, o al menos aproximadamente 47,0, o al menos aproximadamente de 48,0, o al menos aproximadamente de 49,0, o al menos aproximadamente de 50,0, o al menos aproximadamente de 51,0, o al menos aproximadamente de 52,0, o al menos aproximadamente de 53,0, o al menos aproximadamente de 54,0, o al menos aproximadamente de 55,0, o al menos aproximadamente de 56,0, o al menos aproximadamente de 57.0. En ciertas realizaciones, AMFI no es superior a aproximadamente 70, por ejemplo, no superior a aproximadamente 65,0 o no superior a aproximadamente 60,0. En tales realizaciones, la resina polimérica rellena puede tener un MFI a 2,16 kg/190 °C inferior a aproximadamente 1,5 g/10 min, o inferior a aproximadamente 1,0 g/10 min, o inferior a aproximadamente 0,75 g/10 min, o menos de aproximadamente 0,50 g/10 min, o menos de aproximadamente 0,35 g/10 min, o menos de aproximadamente 0,20 g/10 min.
En ciertas realizaciones, la resina polimérica rellena tiene una distribución de peso molecular más amplia que una resina polimérica de HDPE virgen sin carga. Como tal, a una MFI dada a 2,16 kg/190 °C, la resina polimérica rellena puede tener un RMFI más alto que una resina polimérica de HDPE virgen sin carga.
En determinadas realizaciones, la viscosidad de la resina polimérica rellena disminuye más rápidamente a una mayor velocidad de cizallamiento en comparación con una resina polimérica de HDPE virgen sin carga. Como tal, a un MFI dado a 2,16 kg/190 °C, la viscosidad de la resina polimérica rellena disminuirá más rápidamente cuando se someta a una velocidad de cizallamiento cada vez mayor en comparación con la disminución de la viscosidad de una resina de HDPE virgen sin carga sujeta a la misma velocidad de corte creciente.
En ciertas realizaciones, la resina polimérica rellena comprende al menos aproximadamente del 50 % en peso de polímero reciclado (basado en el peso total del polímero en la resina polimérica rellena), por ejemplo, al menos aproximadamente del 60 % en peso, o al menos aproximadamente del 70 % en peso, o aproximadamente el 80 % en peso, o al menos aproximadamente el 95 % en peso, o al menos aproximadamente el 99 % en peso de polímero reciclado. En ciertas realizaciones, el polímero reciclado constituye sustancialmente todo, es decir, aproximadamente el 100 % en peso, del polímero de la resina polimérica rellena.
En ciertas realizaciones, la resina polimérica rellena comprende no más del 20 % en peso de polímero virgen (basado en el peso total del polímero en la resina polimérica rellena), por ejemplo, no más del 15 % en peso de polímero virgen, o no más del 10 % en peso de polímero virgen, o no más del 5 % en peso de polímero virgen, o no más del 2 % en peso de polímero virgen, o no más del 1 % en peso de polímero virgen , o no más del 0,5 % en peso de polímero virgen, o no más del 0,1 % en peso de polímero virgen.
En ciertas realizaciones, la resina polimérica rellena está libre de polímero virgen.
En ciertas realizaciones, la resina polimérica rellena comprende una mezcla de tipos de polímeros, por ejemplo, una mezcla de polietileno y polipropileno, o una mezcla de diferentes tipos de polietileno, por ejemplo, HDPE, LDPE y/o LLDPE, o una mezcla de diferentes tipos. de polietileno y polipropileno. En determinadas realizaciones, la resina polimérica rellena comprende una mezcla de tipos de polímeros que individualmente tienen un MFI superior o inferior a aproximadamente 2.0 g/10 min a 2,16 kg/190 °C) siempre que la resina polimérica rellena como un todo tenga un MFI de menos de 2,5 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, por ejemplo, menos de 2,0 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o menos de aproximadamente 1,5 g/10 min a 2,16 kg/190 °C , o menos de aproximadamente 1,0 g/min a 2,16 kg/190 °C, o menos de aproximadamente 0,5 g/10 min a 2,16 kg/190 °C. En determinadas realizaciones, al menos el 75 % en peso de la resina polimérica rellena es una mezcla de polietileno y polipropileno, por ejemplo, una mezcla de HDPE y polipropileno (basado en el peso total del polímero en la resina polimérica rellena), por ejemplo, de 75 % a aproximadamente 99 % de una mezcla de polietileno y polipropileno, por ejemplo, una mezcla de HDPE y polipropileno. En tales realizaciones, el HDPE puede constituir desde aproximadamente el 50 % hasta aproximadamente el 95 % en peso de la resina polimérica rellena (basado en el peso total del polímero de la resina polimérica rellena), por ejemplo, desde aproximadamente el 60 % hasta aproximadamente el 90 % en peso, o desde aproximadamente del 70 % hasta aproximadamente del 90 % en peso, desde aproximadamente del 70 % hasta aproximadamente del 85 % en peso, o desde aproximadamente del 70 % hasta aproximadamente del 80 % en peso, o desde aproximadamente del 75 % hasta aproximadamente del 80 % en peso de la resina polimérica rellena (basada en el peso total del polímero de la resina polimérica rellena),
En ciertas realizaciones, el HDPE es una mezcla de HDPE de diferentes fuentes, por ejemplo, de diferentes tipos de desechos poliméricos posconsumo, por ejemplo, HDPE reciclado moldeado por soplado y/o HDPE reciclado moldeado por inyección.
En general, se entiende que el HDPE es un polímero de polietileno principalmente de cadenas lineales o no ramificadas con una cristalinidad y un punto de fusión relativamente altos, y una densidad de aproximadamente 0,96 g/cm3 o más. En general, se entiende por LDPE (polietileno de baja densidad) un polietileno altamente ramificado con cristalinidad y punto de fusión relativamente bajos, y una densidad de aproximadamente 0,91 g/cm3 a aproximadamente 0,94 g/cm3. En general, se entiende por LLDPE (polietileno lineal de baja densidad) un polietileno con un número significativo de ramificaciones cortas, comúnmente hecho por copolimerización de etileno con olefinas de cadena más larga. LLDPE difiere estructuralmente del LDPE convencional debido a la ausencia de ramificación de cadena larga.
En determinadas realizaciones, la resina polimérica rellena comprende hasta aproximadamente un 20 % en peso de polímeros distintos del HDPE como, por ejemplo, LDPE, LLDPE y polipropileno, cualquiera o todos los cuales pueden reciclarse a partir de residuos de polímeros, por ejemplo, residuos de polímeros. En determinadas realizaciones, el polímero reciclado comprende hasta aproximadamente un 20 % en peso de polipropileno, basado en el peso total del polímero reciclado, por ejemplo, de aproximadamente un 1 % a aproximadamente un 20 % en peso, o de aproximadamente un 5 % a aproximadamente 18 % en peso, o de aproximadamente 10 % a aproximadamente 15 % en peso, o de aproximadamente 12 a aproximadamente 14 % en peso de polipropileno.
En determinadas realizaciones, el componente polimérico de la resina polimérica rellena, aparte de cualquier modificador de impacto que pueda estar presente, es una mezcla de polietileno y polipropileno, por ejemplo, una mezcla de polietileno y polipropileno reciclado, por ejemplo, polietileno y polipropileno derivados de una materia prima de poliolefina mixta reciclada que consta de polietileno y polipropileno. En tales realizaciones, la resina polimérica rellena puede comprender hasta aproximadamente un 30 % en peso de polipropileno reciclado, basado en el peso total de la resina polimérica rellena, por ejemplo, hasta aproximadamente un 25 % en peso de polipropileno, o hasta aproximadamente un 20 % en peso de polipropileno, o hasta aproximadamente el 15 % en peso de polipropileno, o hasta aproximadamente el 12,5 % en peso de polipropileno, o hasta aproximadamente el 10 % en peso de polipropileno, o hasta aproximadamente el 7,5 % en peso de polipropileno, o hasta aproximadamente el 5 % en peso polipropileno. En determinadas realizaciones, la resina polimérica rellena comprende al menos aproximadamente del 4 % en peso de polipropileno, por ejemplo, al menos aproximadamente del 6 % en peso de polipropileno, o al menos aproximadamente del 8 % en peso de polipropileno, o al menos aproximadamente del 10 % en peso de polipropileno, o al menos aproximadamente del 12 % en peso de polipropileno, basado en el peso total de la resina polimérica rellena. En tales realizaciones, el polietileno puede ser HDPE.
En ciertas realizaciones, la resina polimérica rellena tiene una densidad mayor que aproximadamente 1,00 a igual o menor que aproximadamente 1,05 g/cm3. La densidad se puede determinar de acuerdo con ISO1183.
En ciertas realizaciones, la carga funcional comprende una partícula inorgánica que tiene un d50 de no más de aproximadamente 2,5 |jm y/o un agente de tratamiento superficial en la superficie de la partícula inorgánica. En ciertas realizaciones, las partículas inorgánicas tienen un d50 de aproximadamente 0,1 jm a aproximadamente 2,0 jm , por ejemplo, de aproximadamente 0,1 jm a aproximadamente 1,5 jm , o de aproximadamente 0,1 jm a aproximadamente 1.0 jm , o de aproximadamente 0,2 a aproximadamente 0,9 jm , o de aproximadamente de 0,2 jm a aproximadamente de 0,7 |jm, o de aproximadamente de 0,3 |jm a aproximadamente de 0,7 |jm, o de aproximadamente de 0,4 a aproximadamente de 0,6 jim, o de aproximadamente de 0,5 a aproximadamente de 0,6 jim. Los tamaños de partículas descritos en este documento se refieren a las partículas inorgánicas en ausencia de cualquier agente de tratamiento de superficie.
A menos que se indique lo contrario, las propiedades del tamaño de partícula a las que se hace referencia en este documento para los materiales inorgánicos en partículas se miden mediante el conocido método convencional empleado en la técnica de la dispersión de luz láser, utilizando un instrumento CILAS 1064 (o mediante otros métodos que dan esencialmente el mismo resultado). En la técnica de dispersión de luz láser, el tamaño de las partículas en polvos, suspensiones y emulsiones se puede medir mediante la difracción de un rayo láser, en base a una aplicación de la teoría de Mie. Una máquina de este tipo proporciona mediciones y un gráfico del porcentaje acumulativo por volumen de partículas que tienen un tamaño, denominado en la técnica "diámetro esférico equivalente" (e.s.d), menor que los valores de e.s.d dados. El tamaño medio de partícula d50 es el valor así determinado de la e.s.d de partícula en el que hay un 50% en volumen de las partículas que tienen un diámetro esférico equivalente inferior a ese valor d50.
En ciertas realizaciones, las partículas inorgánicas no tienen un tratamiento superficial en su superficie.
En ciertas realizaciones, las partículas inorgánicas se tratan con un agente de tratamiento superficial, es decir, un modificador de acoplamiento, de manera que las partículas inorgánicas tienen un tratamiento superficial en su superficie. En ciertas realizaciones, las partículas inorgánicas se recubren con el agente de tratamiento superficial.
El propósito del agente de tratamiento superficial es mejorar la compatibilidad de las partículas inorgánicas y la matriz polimérica con la que se combinará y/o mejorar la compatibilidad de diferentes polímeros en el polímero reciclado. En las resinas poliméricas recicladas, el tratamiento superficial puede sirven para entrecruzar o injertar los diferentes polímeros. En ciertas realizaciones, el agente de tratamiento de superficie sirve como un modificador de acoplamiento, en el que el acoplamiento implica una interacción física (por ejemplo, estérica) y/o química (por ejemplo, enlace químico, como covalente o de van der Waals) entre los polímeros y/o entre los polímeros y el agente de tratamiento superficial.
En otros aspectos y realizaciones de la presente descripción, el recubrimiento adicional o alternativamente comprende un compuesto seleccionado del grupo que consta de uno o más ácidos grasos y una o más sales de ácidos grasos, por ejemplo, ácido esteárico o estearato de calcio.
El material particulado inorgánico puede ser, por ejemplo, un carbonato o sulfato de metal alcalinotérreo, como carbonato de calcio, carbonato de magnesio, dolomita, yeso, una arcilla de candita hidratada como caolín, haloisita o arcilla esférica, una arcilla de candita anhidra (calcinada) tales como metacaolín o caolín completamente calcinado, talco, mica, perlita o tierra de diatomeas, o hidróxido de magnesio, o trihidrato de aluminio, o combinaciones de los mismos.
Un material en partículas inorgánico preferido es el carbonato de calcio. De aquí en adelante, la descripción puede tender a discutirse en términos de carbonato de calcio y en relación con los aspectos en los que se procesa y/o trata el carbonato de calcio. La invención no debe interpretarse como limitada a tales realizaciones.
El carbonato de calcio en partículas utilizado en la presente descripción se puede obtener de una fuente natural mediante trituración. El carbonato de calcio molido (CCG) generalmente se obtiene triturando y luego moliendo una fuente mineral como tiza, mármol o piedra caliza, a lo que puede seguir un paso de clasificación del tamaño de partículas, para obtener un producto que tenga el grado de finura deseado. También se pueden utilizar otras técnicas como el blanqueo, la flotación y la separación magnética para obtener un producto con el grado de finura y/o color deseado. El material sólido en partículas se puede moler de forma autógena, es decir, por desgaste entre las propias partículas del material sólido o, alternativamente, en presencia de un medio de trituración en partículas que comprende partículas de un material diferente del carbonato de calcio que se va a moler. Estos procesos pueden llevarse a cabo con o sin la presencia de un dispersante y biocidas, que pueden agregarse en cualquier etapa del proceso.
El carbonato de calcio precipitado (PCC) se puede usar como fuente de carbonato de calcio en partículas en la presente descripción y se puede producir mediante cualquiera de los métodos conocidos disponibles en la técnica.
El agente de tratamiento de superficies, cuando está presente, puede comprender una funcionalidad ácida que contiene O o N, por ejemplo, un compuesto que incluye una insaturación de hidrocarbilo y una funcionalidad ácida que contiene O y/o N. En ciertas realizaciones, la instauración de hidrocarbilo es uno o más grupos etilénicos, al menos uno de los cuales puede ser un grupo terminal. La funcionalidad ácida puede comprender una funcionalidad de ácido carboxílico, carboxi, carbonilo y/o éster.
En ciertas realizaciones, el agente de tratamiento de superficies comprende un compuesto que tiene un grupo hidrocarbilo saturado y una funcionalidad de ácido que contiene O o N, por ejemplo, una funcionalidad de ácido carboxílico, carboxi, carbonilo y/o éster.
En ciertas realizaciones, el tratamiento superficial comprende tanto un compuesto que incluye una insaturación de hidrocarbilo y una funcionalidad ácida que contiene O y/o N, como un compuesto que tiene un grupo hidrocarbilo saturado y una funcionalidad ácida que contiene O o N.
En ciertas realizaciones, el relleno funcional y, por lo tanto, la resina polimérica rellena no comprende un compuesto que incluye una insaturación hidrocarbilo y una funcionalidad ácida que contiene O y/o N, y un compuesto que tiene un grupo hidrocarbilo saturado y un O u funcionalidad ácida que contiene N.
En ciertas realizaciones, el agente de tratamiento de superficies no comprende un compuesto seleccionado del grupo que consta de uno o más ácidos grasos y una o más sales de un ácido graso.
En ciertas realizaciones, el compuesto que tiene un grupo hidrocarbilo saturado y una funcionalidad de ácido que contiene O o N es un ácido graso saturado, o una sal metálica del mismo, o una mezcla de dichos ácidos grasos y/o sales. En ciertas realizaciones, el agente de tratamiento de superficies comprende ácido esteárico, opcionalmente en combinación con otros ácidos grasos.
En ciertas realizaciones, el compuesto que incluye una insaturación de hidrocarbilo y una funcionalidad de ácido que contiene O y/o N es un ácido carboxílico o carboxilato, por ejemplo, un grupo propanoico, o un ácido acrílico o acrilatos, o una imida. Ejemplos específicos de modificadores de acoplamiento son p-carboxietilacrilato, p-carboxihexilmaleimida, 10-carboxidecilmaleimida y 5-carboxipentilmaleimida.
En ciertas realizaciones, el compuesto que incluye una insaturación de hidrocarbilo y una funcionalidad de ácido que contiene O y/o N es un ácido graso insaturado, o una sal metálica del mismo, o una mezcla de dichos ácidos grasos y/o sales.
En ciertas realizaciones, el agente de tratamiento de superficies comprende uno o más de un grupo alquileno C1-C18, C2-C18 y C2-5. En determinadas realizaciones, dicho grupo o grupos forman un puente entre una insaturación de hidrocarbilo, por ejemplo, un grupo etilénico terminal y una funcionalidad ácida que contiene O y/o N. En dichas realizaciones, la funcionalidad ácida que contiene O y/o N puede ser un ácido carboxílico o carboxilato, por ejemplo, un grupo propanoico, o un ácido acrílico o acrilatos, o una imida.
La carga funcional puede estar presente en la resina polimérica rellena en una cantidad que oscila entre aproximadamente el 1 % y aproximadamente el 70 % en peso, basado en el peso total de la resina polimérica rellena. Por ejemplo, aproximadamente del 2 % a aproximadamente 60 % en peso, o aproximadamente del 3 % a aproximadamente 50 % en peso, o aproximadamente del 4 % a aproximadamente 4o % en peso, o aproximadamente del 5 % a aproximadamente 30 % en peso, o desde aproximadamente del 6 % hasta aproximadamente 25 % en peso, o desde aproximadamente del 7 % hasta aproximadamente 20 % en peso, o desde aproximadamente 8 % hasta aproximadamente 15 % en peso, o desde aproximadamente 8 % hasta aproximadamente 12 % en peso, basado en el peso total de la resina polimérica rellena. La carga funcional puede estar presente en una cantidad inferior o igual a aproximadamente el 80 % en peso de la resina polimérica rellena, por ejemplo, inferior o igual a aproximadamente el 70 % en peso, o inferior o igual a aproximadamente el 60 % en peso. o inferior o igual a aproximadamente 50 % en peso, o inferior o igual a aproximadamente 40 % en peso, o inferior o igual a aproximadamente 30 % en peso, o inferior o igual a aproximadamente 20 % en peso, o menos que o igual a aproximadamente 50 % en peso, basado en el peso total de la resina polimérica rellena.
El agente de tratamiento de superficie (es decir, modificador de acoplamiento) del relleno funcional puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 4 % en peso, basado en el peso total de la resina polimérica rellena, por ejemplo, de aproximadamente 0,02 % en peso a aproximadamente 3,5 % en peso, o de aproximadamente 0,05 % en peso a aproximadamente 1,4 % en peso, o de aproximadamente 0,1 % en peso a aproximadamente 0,7 % en peso, o de aproximadamente 0,15 % en peso a aproximadamente 0,7 % en peso, o de aproximadamente 0,3 % en peso a aproximadamente 0,7 % en peso, o de aproximadamente 0,5 % en peso a aproximadamente 0,7 % en peso, o de aproximadamente 0,02 % en peso a aproximadamente 0,5 %, o de aproximadamente 0,05 % en peso a aproximadamente 0,5 % en peso, o de aproximadamente 0,1 % en peso a aproximadamente 0,5 % en peso, o de aproximadamente 0,15 % en peso a aproximadamente 0,5 % en peso, o de aproximadamente 0,2 % en peso a aproximadamente 0,5 % en peso, o desde aproximadamente 0,3 % en peso hasta aproximadamente 0,5 % en peso, basado en el peso total de la resina polimérica rellena.
Adicional o alternativamente, el agente de tratamiento de superficies puede estar presente en una cantidad igual o menor que aproximadamente el 5% en peso basado en el peso total de la carga funcional, por ejemplo, igual o menor que aproximadamente 2 % en peso o, por ejemplo, igual o inferior a aproximadamente 1,5 % en peso. En una realización, el agente de tratamiento de superficies está presente en la carga funcional en una cantidad igual o inferior a aproximadamente1,2% en peso basado en el peso total de la carga funcional, por ejemplo, igual o inferior a aproximadamente 1,1% en peso, por ejemplo igual o inferior a aproximadamente 1,0 % en peso, por ejemplo, igual o inferior a aproximadamente 0,9 % en peso, por ejemplo igual o inferior a aproximadamente 0,8 % en peso, por ejemplo igual o inferior a aproximadamente 0,7 % en peso, por ejemplo, inferior o igual a aproximadamente 0,6 % en peso, por ejemplo igual o inferior a aproximadamente 0,5 % en peso, por ejemplo igual o inferior a aproximadamente el 0,4 % en peso, por ejemplo igual o inferior a aproximadamente 0,3 % en peso, por ejemplo igual o inferior a aproximadamente 0,2 % en peso, o por ejemplo, menos de aproximadamente 0,1 % en peso. Típicamente, el agente de tratamiento de superficies está presente en el relleno funcional en una cantidad superior a aproximadamente 0,05% en peso. En realizaciones adicionales, el agente de tratamiento de superficies está presente en el relleno funcional en una cantidad que oscila entre aproximadamente 0,1 y 2% en peso o, por ejemplo, de aproximadamente 0,2 a aproximadamente 1,8 % en peso, o de aproximadamente 0,3 a aproximadamente 1,6 % en peso, o de aproximadamente 0,4 a aproximadamente 1,4 % en peso, o de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 1,3 % en peso, o de aproximadamente 0,6 a aproximadamente 1,2 % en peso, o de aproximadamente 0,7 a aproximadamente 1,2 % en peso, o de aproximadamente 0,8 a aproximadamente 1,2 % en peso, o de aproximadamente 0,8 a aproximadamente 1,1 % en peso.
La resina polimérica rellena puede comprender adicionalmente un aditivo que contiene peróxido. En una realización, el aditivo que contiene peróxido comprende peróxido de dicumilo o 1,1-di(terc-butilperoxi)-3,3,5-trimetilciclohexano. El aditivo que contiene peróxido puede no incluirse necesariamente con el agente de tratamiento de superficie y, en cambio, puede agregarse durante la composición del relleno funcional y los polímeros reciclados, como se describe a continuación. En algunos sistemas poliméricos, por ejemplo, los que contienen HDPE, la inclusión de un aditivo que contiene peróxido puede promover la reticulación de las cadenas poliméricas. En otros sistemas poliméricos, por ejemplo, polipropileno, la inclusión de un aditivo que contiene peróxido puede promover la escisión de la cadena polimérica. El aditivo que contiene peróxido puede estar presente en una cantidad eficaz para lograr el resultado deseado. Esto variará entre los modificadores de acoplamiento y puede depender de la composición precisa de las partículas inorgánicas y el polímero. Por ejemplo, el aditivo que contiene peróxido puede estar presente en una cantidad igual o menor que aproximadamente 1% en peso basado en el peso de la resina polimérica rellena a la que se va a añadir el aditivo que contiene peróxido, por ejemplo, igual o inferior a aproximadamente 0,5% en peso, por ejemplo, 0,1 % en peso, por ejemplo, igual o inferior a aproximadamente 0,09 % en peso, o por ejemplo igual o inferior a aproximadamente 0,08 en peso o, por ejemplo, igual o inferior a aproximadamente 0,06 % en peso. Típicamente, el aditivo que contiene peróxido, si está presente, lo está en una cantidad superior a aproximadamente 0,01% en peso basado en el peso de la resina polimérica rellena. En ciertas realizaciones, la resina polimérica rellena comprende aproximadamente 0,01% en peso a aproximadamente 0,05 % en peso de un aditivo que contiene peróxido, por ejemplo, peróxido de dicumilo o 1,1-di(terc-butilperoxi)-3,3,5-trimetilciclohexano, por ejemplo, de aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 0,05 % en peso, o desde aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 0,03 % en peso, o desde aproximadamente 0,0125 % en peso a aproximadamente 0,0275 % en peso, o desde aproximadamente 0,015 % en peso a aproximadamente 0,025% en peso, o desde aproximadamente 0,0175% en peso a aproximadamente 0,0225 % en peso, o desde aproximadamente 0,018 % en peso a aproximadamente 0,022 % en peso, o desde aproximadamente 0,019 % en peso a aproximadamente 0,021 % en peso, o aproximadamente 0,02 % en peso. En tales realizaciones, la resina polimérica rellena puede tener un MFI de menos de aproximadamente 2,5 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, por ejemplo, de aproximadamente 1,0 g/10 min a 2,16 kg/190 °C a aproximadamente 2,5 g /10 mins a 2,16 kg/190°C, por ejemplo, igual o inferior a aproximadamente 1,5 g/10 mins a 2,16 kg/190°C, o igual o inferior a aproximadamente 1,0 g/10 mins a 2,16 kg/190 °C, o igual o inferior a aproximadamente 0,5 g/10 min a 2,16 kg/190 °C
En ciertas realizaciones, la resina polimérica rellena comprende aproximadamente 0,015% en peso a aproximadamente 0,025 % en peso del aditivo que contiene peróxido, por ejemplo, peróxido de dicumilo.
En dichas realizaciones, la inclusión de una cantidad relativamente menor de aditivo que contiene peróxido puede servir para modificar, por ejemplo, mejorar, una o más propiedades mecánicas de las piezas moldeadas por inyección formadas a partir de la resina polimérica rellena, por ejemplo, resina polimérica rellena que comprende polietileno reciclado y hasta aproximadamente 20 % en peso de polipropileno opcionalmente reciclado, basado en el peso total de la resina polimérica rellena, por ejemplo, de aproximadamente 2-15 % en peso de polipropileno opcionalmente reciclado, o de aproximadamente 3-15 % en peso, o 4-14 % en peso, o 2-10 % en peso, o 3-9 % en peso, o 4-8 % en peso, o 7-15 % en peso, o 8-15 % en peso de polipropileno reciclado opcionalmente. En determinadas realizaciones, todo el polipropileno es polipropileno reciclado, que puede derivar de una materia prima de poliolefina mixta reciclada que comprende polietileno y polipropileno. Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que se puede obtener un equilibrio de propiedades mecánicas mejoradas optimizando el nivel de aditivo que contiene peróxido en relación con las cantidades relativas de polietileno, polipropileno y carga funcional. Esto también demuestra la capacidad del relleno funcional para disminuir la tensión interfacial entre tipos de polímeros normalmente inmiscibles, por ejemplo, polietileno y polipropileno, y mejorar las propiedades mecánicas.
Las propiedades mecánicas incluyen uno o más de alargamiento a la rotura, módulo de flexión, tensión máxima de tracción (UTS) y resistencia al impacto Charpy (sin muesca). Las propiedades de tracción, por ejemplo, el alargamiento a la rotura y UTS, pueden determinarse de acuerdo con ISO527-2, a temperatura ambiente, utilizando un probador de tracción Tinius Olsen Benchtop, y en base a un promedio de ocho mediciones para cada pieza de prueba. La resistencia al impacto Charpy se puede determinar a -20 °C ±_ 2 °C de acuerdo con ISO179-2 utilizando un probador de impacto de peso fallido Instron Ceast 9340. El módulo de flexión puede determinarse de acuerdo con la norma ISO 178.
En ciertas realizaciones, la pieza moldeada por inyección tiene un alargamiento a la rotura de al menos aproximadamente el 15 %, por ejemplo, al menos aproximadamente el 25 %, o al menos aproximadamente el 50 %, o al menos aproximadamente el 75 %, o al menos aproximadamente el 100 %, o al menos aproximadamente del 150 %, o al menos aproximadamente del 200 %, o al menos aproximadamente del 250 %, o al menos aproximadamente del 300 %, o al menos aproximadamente del 325 %, o al menos aproximadamente del 340 %. En determinadas realizaciones, el alargamiento a la rotura no es superior a aproximadamente 500 %, ni superior a aproximadamente 450 %, ni superior a aproximadamente 400 %.
En ciertas realizaciones, la pieza moldeada por inyección tiene una UTS de aproximadamente 15-30 MPa, por ejemplo, de aproximadamente 20-30 MPa, o de aproximadamente 20-25 MPa, o de aproximadamente 20-23 MPa, o de aproximadamente 20-22 MPa, o de aproximadamente de 20-21 MPa.
En ciertas realizaciones, la pieza moldeada por inyección tiene un módulo de flexión de al menos aproximadamente 750 MPa, por ejemplo, al menos aproximadamente 800 MPa, o al menos aproximadamente 850 MPa, o al menos aproximadamente 900 MPa, o aproximadamente 900-1250 MPa, o desde aproximadamente de 900-1200 MPa, o desde aproximadamente de 900-1150 MPa, o desde aproximadamente de 900-1100 MPa, o desde aproximadamente de 900­ 1050 MPa, o desde aproximadamente de 900-1000 MPa, o desde aproximadamente de 925-975 MPa.
En ciertas realizaciones, una pieza moldeada inyectada a partir de la resina polimérica rellena tiene uno o más de:
(a) un alargamiento a la rotura de al menos aproximadamente el 300 %, por ejemplo, cuando la pieza moldeada por inyección se forma a partir de una resina polimérica rellena que comprende al menos un 8% en peso de polipropileno y, opcionalmente, no más de aproximadamente el 12% en peso de relleno funcional;
(b) una UTS de al menos aproximadamente 20 MPa, por ejemplo, de aproximadamente 20-22 MPa;
(c) un módulo de flexión de al menos aproximadamente 900 MPa; y
(d) una resistencia al Impacto Charpy de al menos aproximadamente de 40 kJ/m2 (20 °C ± 2 °C), por ejemplo, al menos aproximadamente de 80 kJ/m2 (-20 °C ± 2 °C).
En ciertas realizaciones, por ejemplo, realizaciones que tienen uno o más de (a), (b), (c) y (d) anteriores, la pieza moldeada por inyección se forma a partir de una resina polimérica rellena que comprende:
de aproximadamente 0,015 % en peso a aproximadamente 0,025 % en peso del aditivo que contiene peróxido, por ejemplo, peróxido de dicumilo, un contenido de polipropileno de al menos aproximadamente 8% en peso, por ejemplo, de aproximadamente 8-15% en peso, siendo el resto del componente polimérico polietileno, en el que opcionalmente el polipropileno y el polietileno se derivan de la misma fuente de poliolefina mixta reciclada, de aproximadamente 8-12 % en peso de relleno funcional,
un MFI de menos de 2,5 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, por ejemplo, de aproximadamente 2,0 - 2,45 g/10 min a 2,16 kg/190 °C y opcionalmente hasta aproximadamente 2 % en peso de negro de humo y hasta aproximadamente 0,5% en peso de antioxidante;
y teniendo:
un alargamiento a la rotura de al menos aproximadamente 300 %, y opcionalmente:
una UTS de aproximadamente 20-25 MPa, y/o
un módulo de flexión de al menos aproximadamente 900 MPa, por ejemplo, de aproximadamente 920-1250 MPa, o de aproximadamente 920-980 MPa, y/o
una Resistencia al impacto Charpy de al menos aproximadamente 80 kJ/m2 (-20 °C ± 2 °C), por ejemplo, de aproximadamente 80-90 kJ/m2 (-20 °C ± 2 °C).
En tales realizaciones, la carga funcional puede ser carbonato de calcio molido que tiene un d50 de aproximadamente 0,5 a 1,5 |jm, por ejemplo, de aproximadamente 0,5 a 1,0 |jm, o de aproximadamente 0,6 a 1,0 |jm, o de aproximadamente 0,7 a 0,9 jim, o aproximadamente 0,8 jim, cuya superficie se trata con un compuesto de acuerdo con la fórmula (1).
El relleno funcional se puede preparar combinando las partículas inorgánicas, el agente de tratamiento de superficie y el aditivo que contiene peróxido opcional y mezclando usando métodos convencionales, por ejemplo, usando un mezclador de alta intensidad Steele and Cowlishaw, preferiblemente a una temperatura igual o inferior a 80° C. El (los) compuesto (s) del agente de tratamiento de superficies se puede aplicar después de moler las partículas inorgánicas, pero antes de que las partículas inorgánicas se agreguen a la composición de polímero opcionalmente reciclado. Por ejemplo, el agente de tratamiento de superficies se puede añadir a las partículas inorgánicas en un paso en el que las partículas inorgánicas se desagregan mecánicamente. El agente de tratamiento superficial puede aplicarse durante la desagregación realizada en una fresadora.
El relleno funcional puede comprender adicionalmente un antioxidante. Los antioxidantes adecuados incluyen, pero no se limitan a, moléculas orgánicas que consisten en fenol impedido y derivados de amina, moléculas orgánicas que consisten en fosfatos y fenoles impedidos de bajo peso molecular y tioésteres. Ejemplos de antioxidantes incluyen Irganox 1010 e Irganox 215, y mezclas de Irganox 1010 e Irganox 215. La cantidad de antioxidante puede oscilar entre aproximadamente el 0,01 % en peso y aproximadamente el 5 % en peso, en función del contenido de polímero, por ejemplo, entre aproximadamente el 0,05 % en peso y aproximadamente el 2,5 % en peso, o entre aproximadamente el 0,05 % en peso y aproximadamente el 1,5 % en peso, o desde aproximadamente del 0,05 % en peso hasta aproximadamente 1,0 % en peso, o desde aproximadamente 0,05 % en peso hasta aproximadamente 0,5 % en peso, o desde aproximadamente 0,05 % en peso hasta aproximadamente 0,25 % en peso, o desde aproximadamente 0,05 % en peso a aproximadamente 0,15 % en peso basado en el contenido de polímero.
En determinadas realizaciones, la composición de resina polimérica rellena comprende (por ejemplo, hasta aproximadamente el 5 % en peso, basado en el peso total de la resina polimérica rellena) un componente de carga secundario distinto de la carga funcional. La carga secundaria puede ser en ciertas realizaciones un material inorgánico en partículas sin recubrir, como, por ejemplo, los materiales inorgánicos en partículas descritos en el presente documento. En determinadas realizaciones, la carga secundaria es negro de carbón, por ejemplo, de aproximadamente 0,1 a 5,0 en peso de negro de humo, o de aproximadamente 0,5-4,0 en peso, o de aproximadamente 0,5-1,5 en peso, o desde aproximadamente 1,0-3,0 en peso, o de aproximadamente 1,5-2,5 en peso, o aproximadamente 2,0 en peso, o aproximadamente 1,0 % en peso, basado en el peso total de la resina polimérica rellena. Las cantidades antes mencionadas también pueden aplicarse a cargas secundarias distintas del negro de carbón.
En determinadas realizaciones, la resina polimérica rellena comprende un modificador de impacto, por ejemplo, hasta aproximadamente el 20 % en peso de un modificador de impacto, basado en el peso total de la resina polimérica rellena, por ejemplo, desde aproximadamente el 0,1 % en peso hasta aproximadamente 20 % en peso, o de aproximadamente 0,5 % en peso a aproximadamente 15 % en peso, o de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 12,5 % en peso, o de aproximadamente 2 % en peso a aproximadamente 12 % en peso, o desde aproximadamente el 1 % en peso hasta aproximadamente el 10 % en peso, o desde aproximadamente el 1 % en peso hasta aproximadamente el 8 % en peso, o desde aproximadamente el 1 % en peso hasta aproximadamente el 6 % en peso, o desde aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 4 % en peso de un modificador de impacto, basado en el peso total de la resina polimérica rellena.
En ciertas realizaciones, el modificador de impacto es un elastómero, por ejemplo, un elastómero de poliolefina. En ciertas realizaciones, el elastómero de poliolefina es un copolímero de etileno y otra olefina (por ejemplo, una alfa-olefina), por ejemplo, octano y/o buteno y/o estireno. En ciertas realizaciones, el modificador de impacto es un copolímero de etileno y octeno. En ciertas realizaciones, el modificador de impacto es un copolímero de etileno y buteno.
En ciertas realizaciones, el modificador de impacto, por ejemplo, el copolímero de poliolefina como se describe anteriormente, tal como un copolímero de etileno-octeno, tiene una densidad de aproximadamente 0,80 a aproximadamente 0,95 g/cm3 y/o un MFI de aproximadamente 0,2 g/10 min (2,16 kg a 190 °C) a aproximadamente 30 g/10 min (2,16 kg a 190 °C), por ejemplo, de aproximadamente 0,5 g/10 min (2,16 kg a 190 °C) a aproximadamente 20 g/10 min (2,16 kg a 190 °C), o de aproximadamente 0,5 g/10 min (2,16 kg a 190 °C) a aproximadamente 15 g/10 min (2,16 kg a 190 °C), o de aproximadamente 0,5 g/10 min ( 2,16 kg a 190 °C) a aproximadamente 10 g/10 min (2,16 kg a 190 °C), o de aproximadamente 0,5 g/10 min (2,16 kg a 190 °C) a aproximadamente 7,5 g/10 min (2,16 kg a 190 °C), o de aproximadamente 0,5 g/10 min (2,16 kg a 190 °C) a aproximadamente 5 g/10 min (2,16 kg a 190 °C), o de aproximadamente 0,5 g/10 min (2,16 kg a 190 °C) a aproximadamente 4 g/10 min (2,16 kg a190 °c ), o de aproximadamente 0,5 g/10 min (2,16 kg a 190 °C) a aproximadamente 3 g/10 min (2,16 kg a 190 °C) , o de aproximadamente 0,5 g/10 min (2,16 kg a 190 °C) a aproximadamente 2,5 g/10 min (2,16 kg a 190 °C), o de aproximadamente 0,5 g/10 min (2,16 kg a 190 °C) C) a aproximadamente 2 g/10 min (2,16 kg a 190 °C), o de aproximadamente 0,5 g/10 min (2,16 kg a 190 °C) a aproximadamente 1,5 g/10 min (2,16 kg a 190 °C). En tal o ciertas realizaciones, el modificador de impacto es un copolímero de etileno-octeno que tiene una densidad de aproximadamente 0,85 a aproximadamente 0,86 g/cm3. Ejemplos de modificadores de impacto son los elastómeros de poliolefina fabricados por DOW bajo la marca Engage(RTM), por ejemplo, Engage (RTM) 8842. En tales realizaciones, la resina polimérica compuesta puede comprender adicionalmente un antioxidante, como se describe en el presente documento.
En ciertas realizaciones, el modificador de impacto es un copolímero basado en estireno y butadieno, por ejemplo, un copolímero de bloque lineal basado en estireno y butadieno. En tales realizaciones, el modificador de impacto puede tener un MFI de aproximadamente 1 a aproximadamente 5 g/10 min (200 °C a 5,0 kg), por ejemplo, de aproximadamente 2 g/10 min (200 °C a 5,0 kg) a aproximadamente 4 g/10 min (200 °C a 5,0 kg), o de aproximadamente 3 g/10 min (200 °C a 5,0 kg) a aproximadamente 4 g/10 min (200 °C a 5,0 kg).
En ciertas realizaciones, el modificador de impacto es un copolímero tribloque basado en estireno y etileno/buteno. En tales realizaciones, el modificador de impacto puede tener una MFR de aproximadamente 15 g/10 min (200 °C a 5,0 kg) a aproximadamente 25 g/10 min (200 °C a 5,0 kg), por ejemplo, de aproximadamente 20 g/10 min (200 °C a 5,0 kg) a aproximadamente 25 g/10 min (200 °C a 5,0 kg).
Los artículos de fabricación que se obtienen por moldeo por inyección de una resina polimérica rellena como se describe aquí son muchos y variados.
En ciertas realizaciones, el artículo de fabricación tiene la forma de uno de los siguientes: paneles (por ejemplo, paneles de automóviles), paletas, tuberías, puertas, persianas, toldos, pantallas, letreros, marcos, cubiertas de ventanas, cubiertas de teléfonos móviles, cubos, tableros traseros, tableros de yeso, pisos, azulejos, durmientes de ferrocarril, formularios, bandejas, mangos de herramientas, puestos, ropa de cama, dispensadores, duelas, bolsas, barriles, cajas, materiales de embalaje, cestas, bastidores, cubiertas, carpetas, divisores, paredes, esteras, marcos , estanterías, esculturas, sillas, mesas, escritorios, arte, juguetes, juegos, muelles, embarcaderos, botes, mástiles, fosas sépticas, sustratos, carcasas de computadoras, cubiertas eléctricas sobre y bajo tierra, cubiertas de PCB, muebles, mesas de picnic, tiendas de campaña, parques infantiles, bancos, refugios, artículos deportivos, cuñas, placas, bandejas, perchas, servidores, piscinas, aislamiento, ataúdes, cubiertas de libros, bastones, muletas, hebillas y clips para equipaje, piezas de bombas y similares. En ciertas realizaciones, el artículo de fabricación, o una parte del mismo, comprende una pared que tiene un espesor de no más de aproximadamente 5,0 mm, por ejemplo, no más de aproximadamente 4,0 mm, o no más de 3,0 mm, o no más de aproximadamente 2,0 mm, o no más de aproximadamente 1,5 mm, o no más de aproximadamente 1 mm. En ciertas realizaciones, el artículo fabricado, o una parte del mismo, tiene un espesor de pared de aproximadamente 1,0 mm a aproximadamente 3,0 mm, por ejemplo, de aproximadamente 1,5 mm a aproximadamente 3,0 mm. Es sorprendente que dichas piezas de paredes relativamente delgadas se puedan moldear por inyección a partir de resinas poliméricas recicladas.
Ejemplos
Ejemplo 1 - preparación de resinas poliméricas
Las resinas poliméricas cargadas se prepararon mediante combinación. Estos fueron los siguientes:
Muestra A - HDPE reciclado 15% en peso de un carbonato de calcio molido sin recubrir que tiene un d50 de 0,54 |jm. Muestra B: una mezcla de HDPE reciclado y PP 10 % en peso de una superficie tratada de carbonato de calcio molido (d50 = 0,8 jm ), y que tiene un MFI de 0,29 g/10 min a 2,16 kg/190 °C.
Muestra C: una mezcla de HOPE reciclado y PP 10 % en peso de una superficie tratada de carbonato de calcio molido (d50 = 0,8 jm ) 2,5 % en peso de un copolímero de etbileno-octeno como modificador de impacto y un MFI de 0,15 g/10 min a 2,16 kg/190 °C.
Muestra D: una resina polimérica de HDPE virgen sin relleno que tiene un MFI de 8,0 g/10 min a 2,16 kg/190 °C. Esto se incluye con fines comparativos.
Ejemplo 2 - proceso de moldeo por inyección
Se preparó un marco de teléfono móvil a partir de cada muestra mediante moldeo por inyección utilizando una máquina de moldeo por inyección servoeléctrica Sumitomo SE180DU System 180t (Sumitomo SE180DU C360 con un diseño de tornillo de ingeniería estándar de 32 mm).
Condiciones:
Temperatura de fusión: 220°C.
Perfil de temperatura del barril: 220-225-225-220-215°C
Temperatura de la garganta de alimentación: 70°C
Contrapresión: 9000 kPa (90 bar)
Distancia de descompresión: 8 mm a 30 mm/s
Velocidad de la superficie del tornillo: 700 mm/s
Velocidad de inyección: 70 mm/s
Carrera de dosificación: según se requiera para lograr un llenado visual del 100 % sin etapa de retención
Presión de retención: según se requiera para lograr un acabado superficial continuo y plano
Tiempo de retención: 2,0 segundos
Tiempo de enfriamiento: 6,0 segundos
Fuerza de sujeción: 100t
Temperatura del molde: 25°C
Entre cada prueba de mezcla de muestra, la unidad de inyección y el sistema de canal caliente se purgaron con HDPE. Los resultados se resumen en las Tablas 1 y 2.
Tabla 1.
Figure imgf000014_0001
Todos los tiempos registrados están en segundos, todas las presiones en barras específicas
Tabla 2.
Figure imgf000015_0002
Ejemplo 3 - análisis del número de flujo en espiral (SFN)
El SFN de las muestras B, C y D se determinó moldeando por inyección la resina polimérica en las siguientes condiciones (utilizando un molde de flujo en espiral y una máquina de moldeo por inyección Engel 55t Servo Eleetric/E-motion):
Temperatura de fusión: 220°C;
Contrapresión: 9000 kPa (90 bar)
Velocidad de la superficie del tornillo: 550 mm/s
Tiempo de inyección: 1 s o 2 s
Velocidad de inyección: 30 mm/s o 15 mm/s
Temperatura del molde: 25°C
Los resultados se resumen en las Tablas 3A y 3B.
Tabla 3A.
Figure imgf000015_0001
Tabla 3B.
Figure imgf000015_0003
Ejemplo 4
Se preparó una serie de resinas poliméricas cargadas como se describe en la Tabla 4 a continuación. La fuente A de poliolefina mixta reciclada tenía un MFI de 4,01 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, y la fuente B de poliolefina reciclada tenía un MFI de 3,71 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, es decir, antes de la preparación magistral con carga funcional de carbonato de calcio molido tratado superficialmente (d50 = 0,8 |jm) y los demás componentes.
Todas las muestras se prepararon mezclando en estado fundido con una extrusora de doble husillo Coperion ZSK. El cilindro se mantuvo a 200, 205, 210, 215, 225, 235 y 240 °C desde la tolva hasta la matriz. La velocidad del tornillo se ajustó a 800 rpm y la velocidad de alimentación a 8,0 kg/hora. Los extruidos calientes se templaron inmediatamente en agua y se granularon. A continuación, se produjeron muestras de prueba, para pruebas mecánicas, mediante moldeo por inyección. Los especímenes de prueba se prepararon con un Arburg Allrounder 320M y las molduras se acondicionaron durante un mínimo de 40 horas a 23 °C y una humedad relativa del 50 % antes de la prueba, de acuerdo con el Procedimiento A de ASTM D618 (20/23/50).
Tabla 4
Figure imgf000016_0001
Las pruebas mecánicas de cada muestra de prueba y el MFI de las resinas compuestas antes del moldeo por inyección se resumen en la Tabla 5.
El alargamiento a la rotura y la UTS se realizaron a temperatura ambiente utilizando un probador de tracción Tinius Olsen Benchtop, con resultados correspondientes a un promedio de ocho mediciones para cada muestra, de acuerdo con IS0572-2.
El módulo de flexión se probó de acuerdo con la norma ISO 178.
Las pruebas de impacto sin muesca Charpy se llevaron a cabo a -20 °C ± 2 °C utilizando un probador de impacto de caída de peso Intron Ceast 9340, de acuerdo con IS0179-2. Los resultados proporcionados corresponden a un promedio de medidas de rotura completa para cada muestra.
Tabla 5.
Figure imgf000016_0002

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un artículo fabricado obtenido por moldeo por inyección de un polímero cargado, comprendiendo el método moldear por inyección un artículo a partir de una resina polimérica rellena, donde la resina polimérica rellena comprende polímero reciclado y una carga funcional, donde la carga funcional comprende una partícula inorgánica que (i) es superficie tratada y/o (ii) tiene un d50, por dispersión de luz láser, de menos de aproximadamente 2,5 |jm, y caracterizado porque la resina polimérica rellena tiene un MFI, determinado de acuerdo con ISO 1133, de menos de 2,5 g/10 min a 2,16 kg/190°C.
2. El artículo fabricado según la reivindicación 1, donde la resina polimérica rellena tiene un MFI igual o inferior a aproximadamente 2,0 g/10 min a 2,16 kg/190 °C, o igual o inferior a aproximadamente 1,5 g/10 min a 2,16 kg/190°C, o igual o inferior a aproximadamente 1,0 g/10 min a 2,16 kg/190°C, o igual o inferior a aproximadamente 0,5 g/10 min a 2,16 kg/190°C.
3. El artículo de fabricación según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, donde:
(1) el artículo de fabricación se procesa a partir de la resina polimérica rellena a una temperatura de fusión de aproximadamente 200 °C a aproximadamente 240 °C; y/o
(3) (i) un promedio de presión máxima durante el moldeo por inyección es de aproximadamente 100000 a 200000 kPa y/o (ii) el rango de presión máxima de inyección es igual o menor que aproximadamente 500 kPa; y/o
(4) el rango de peso en 32 disparos es inferior a 0,008 g para un peso de disparo promedio de entre 3,25 g y 4,0 g.
4. El artículo de fabricación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la resina polimérica rellena tiene:
(3) un R-MFI de al menos aproximadamente 100, en donde:
R-MFI = (MFI a 21,6 kg) / (MFI a 2,16 kg), y opcionalmente
donde (MFI a 21,6 kg) -(MFI a 2,16 kg) es al menos aproximadamente 40; y/o
(4) un número de flujo en espiral de al menos aproximadamente 350 mm, por ejemplo, al menos aproximadamente 400 mm, o al menos aproximadamente 450 mm, en el que el número de flujo en espiral es una medida de la longitud del flujo para la resina probada y se determina por inyección moldear la resina polimérica en las condiciones descritas en la descripción.
5. El artículo de fabricación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde (a) la resina de polímero cargada comprende al menos aproximadamente 50 % en peso de polímero reciclado, basado en el peso total de polímero en la resina de polímero cargada, y/o (b) la resina de polímero cargada la resina de polímero comprende una mezcla de tipos de polímeros, por ejemplo, una mezcla de polietileno y polipropileno, o una mezcla de diferentes tipos de polietileno, por ejemplo, HDPE, LDpE y/o LLDPE, o una mezcla de diferentes tipos de polietileno, por ejemplo, HDPE, LDPE y/o LLDPE, y polipropileno, y/o (c) la resina polimérica rellena no contiene polímero virgen.
6. El artículo de fabricación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la carga funcional es un material particulado inorgánico sin recubrir que tiene un d50 no superior a aproximadamente1,0 jm , por ejemplo, no superior a aproximadamente10,75 jm , o donde la carga funcional comprende o es una superficie partículas inorgánicas tratadas, opcionalmente en las que las partículas inorgánicas tienen un d50, por dispersión de luz láser, de aproximadamente 0,1 a 2,5 jm , por ejemplo, de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1,0 jm , y opcionalmente en las que las partículas inorgánicas se tratan superficialmente con un agente de tratamiento de superficies que es un compuesto que incluye una insaturación hidrocarbilo y una funcionalidad ácida que contiene O y/o N, y/o un compuesto que tiene un grupo hidrocarbilo saturado y una funcionalidad ácida que contiene O o N.
7. El artículo de fabricación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde las partículas inorgánicas son carbonato de calcio, por ejemplo, carbonato de calcio molido.
8. El artículo fabricado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la resina polimérica rellena comprende un modificador de impacto y/o un aditivo que contiene peróxido.
9. El artículo de fabricación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el artículo tiene una pared que tiene un espesor de no más de aproximadamente 3 mm, por ejemplo, de aproximadamente 1 mm a aproximadamente 3 mm, y opcionalmente uno o más de: (a) un alargamiento a la rotura de al menos aproximadamente del 300 %, (b) un UTS de al menos aproximadamente de 20 MPa, por ejemplo, de aproximadamente de 20-22 MPa, (c) un módulo de flexión de al menos aproximadamente de 900 MPa, y (d) una resistencia al impacto Charpy de al menos aproximadamente de 40 kJ/m2 (-20 °C ± 2 °C), por ejemplo, al menos aproximadamente de 80 kJ/m2 (-20 °C ± 2 °C), en donde:
el alargamiento a la rotura y UTS se determinan de acuerdo con ISO 572-2;
el módulo de flexión se determina de acuerdo con ISO 178; y
la resistencia al impacto Charpy se determina de acuerdo con la norma ISO 179-2.
10. El artículo de fabricación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde: (a) la resina polimérica rellena comprende aproximadamente 0,01% en peso a aproximadamente 0,05 en peso de un aditivo que contiene peróxido, por ejemplo, peróxido de dicumilo o 1,1-di(terc-butilperoxi)-3,3,5-trimetilciclohexano, basado en el peso total de la resina polimérica rellena, y opcionalmente de aproximadamente 0,015 % peso a aproximadamente 0,025 % en peso del aditivo que contiene peróxido; y/o (b) la resina polimérica rellena comprende hasta aproximadamente el 3% en peso de negro de carbón, y hasta aproximadamente de 0,5 % en peso de antioxidante, basado en el peso total de la resina polimérica rellena; y/o (c) en el que el componente polimérico de la resina polimérica rellena, distinto del modificador de impacto cuando está presente, consta de polietileno, por ejemplo, HDPE, y polipropileno derivado de una alimentación de poliolefina mixta reciclada.
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