MXPA97002068A - Composicion que tiene endurecimiento a baja compresion - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a:Los sellos para aplicaciones de carrocería automotriz (tales como ventanas, capotas, cofres y puertas) y aplicaciones de construcción (tales como empaquetaduras de vidrio de ventana y burletes) deben ser dimensionalmente estables, proporcionar endurecimiento a baja compresión y ofrecer características de sellado notable a través de un amplia escala de temperatura. Deben ser capaces de sellar el ruido, viento y agua exteriores, mientras que proporcionan resistencia a luz ultravioleta a largo plazo. Esta invención da a conocer una composición polimérica que tiene características excelentes para sellos y empaquetaduras incluyendo estabilidad dimensional, endurecimiento a baja compresión y características de sellado notables, la composición polimérica consiste de (1) un polímero cauchotoso que comprende unidades de repetición que se derivan de (a) acrilato de butilo, (b) por lo menos un miembro que se selecciona del grupo que consiste de metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, acrilato de metilo y acrilato de etilo, (c) acrilonitrilo, (d) estireno, y (e) un agente de reticulación;(2) por lo menos una resina termoplástica;y (3) por lo menos un alcohol de polihidroxi. El trietilenglicol es un ejemplo representativo de un alcohol de polihidroxi preferido.

Description

"COMPOSICIÓN QUE TIENE ENDURECIMIENTO A BAJA COMPRESIÓN" ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sellos para aplicaciones de carrocería automotriz (tales como ventanas, capotas, cofres y puertas) y aplicaciones de construcción (tales como empaquetaduras para vidrio de ventana y burletes) deben ser dimensionalmente estables, proporcionar endurecimiento a baja compresión y ofrecer características de sellado notables a través de una escala de temperatura amplia. Estos sellos deben ser capaces de sellar el ruido, viento y agua exteriores, mientras que proporcionan resistencia de luz ultravioleta a largo plazo. Al mismo tiempo, el material usado en el sello debo ofrecer el grado de facilidad requerido para la aplicación específica. Los burletes de ventana y puerta para automóviles y camiones constituye una aplicación de alto volumen para estos sellos. Sin embargo, los sellos que ofrecen esencialmente las mismas características también se necesitan para sellos de techo contra el sol, empaquetaduras de mango, separadores de ventana, guías de ventana, sellos de cerradura, sellos a pivote de limpiador de parabrisas y en aplicaciones de construcción tales como empaquetaduras de vidrio de ventana y sellos contra la intemperie.

Las mezclas cauchotosas de cloruro de vinilo (PVC) con un caucho de nitrilo (NBR) algunas veces se han usado en sellos para aplicaciones de carrocería de automóviles. El caucho de nitrilo se incluye en estas mezclas como un modificador permanente para PVC que proporciona al mismo con un alto grado de flexibilidad. Sin embargo, la utilización del caucho de nitrilo normal en estas mezclas da por resultado típicamente sólo características de endurecimiento a compresión moderada. Es muy importante que los sellos tengan buenas características de endurecimiento a la compresión, en la mayoría de las aplicaciones. Por ejemplo, la resistencia mejorada a la fugas de agua y ruido del viento puede lograrse utilizando un sello que tiene características de endurecimiento a baja compresión. Es sabido de las enseñanzas de la Solicitud de Patente del Reino Unido Número 9214969.9, que las características de endurecimiento a baja compresión puede mejorar utilizando la técnica conocida como "vulcanización dinámica" a través de generadores de radical libre, tales como los compuestos azoicos o los peróxidos orgánicos. Sin embargo, esta técnica de "vulcanización dinámica" adolece de la debilidad de que los compuestos azoicos o peróxidos orgánicos requeridos reducen la estabilidad térmica de la resina de cloruro de polivinilo y la resistencia a la luz ultravioleta del caucho de nitrilo. También hay un riesgo aumentado de reticulación temprana durante el procesamiento, lo cual conduce a chamuscado y reciclabilidad reducida. La Patente Norteamericana Número 5,362,787 da a conocer un caucho de nitrilo altamente reticulado que puede mezclarse fácilmente con PVC para producir composiciones que tienen una combinación de propiedades excelente para usarse para fabricar sellos y empaquetaduras para aplicaciones automotrices y de construcción. Las mezclas de PVC fabricadas con estos cauchos de nitrilo altamente reticulados ofrecen comportamiento de dispersión excelente, estabilidad dimensional, endurecimiento a baja compresión, características de sellado notables y flexibilidad a baja temperatura. La Patente Norteamericana Número 5,362,787 da a conocer de manera más específica una composición de caucho de nitrilo altamente reticulada que puede mezclarse con cloruro de polivinilo para producir composiciones que tienen características excelentes para sellos y empaquetaduras, incluyendo estabilidad dimensional, endurecimiento a baja compresión, características de sellado notables y buena flexibilidad a baja temperatura, consistiendo la composición de caucho de nitrilo altamente reticulado de (1) un caucho de nitrilo altamente reticulado que tiene unidades de repetición que se derivan de (a) 1,3-butadieno, (b) acrilonitrilo y (c) un agente de reticulación, en donde el caucho de nitrilo altamente reticulado tiene una viscosidad Mooney de aproximadamente 50 a aproximadamente 120, un índice de hinchamiento de menos de aproximadamente 10 por ciento, un encogimiento en el molino de menos de 10 por ciento y un contenido de gel mayor del 90 por ciento; y (2) de aproximadamente 1 a aproximadamente 30 phr de un plastificante. La Patente Norteamericana Número 5,380,785, la Patente Norteamericana Número 5,415,940 y la Patente Norteamericana Número 5,462,993, dan a conocer un polímero cauchotoso que puede mezclarse con cloruro de polivinilo para producir composiciones semejantes a piel que tienen buena resistencia al calor y a la luz ultravioleta, el polímero cauchotoso consiste de unidades de repetición que comprenden (a) acrilato de butilo u opcionalmente una mezcla de acrilato de butilo y acrilato de 2-etilhexilo que contiene hasta aproximadamente 40 por ciento de acrilato de 2-etilhexilo, (b) por lo menos un miembro que se selecciona del grupo que consiste de metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, acrilato de metilo y acrilato de etilo, (c) acrilonitrilo, (d) estireno, (e) un jabón de maleato de semi-éster y (f) un agente de reticulación.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con una composición polimérica que tiene una combinación excelente de propiedades para usarse para producir sellos y empaquetaduras para aplicaciones automotrices y de construcción, tales como empaquetaduras de vidrio de ventana. Estas composiciones poliméricas ofrecen estabilidad dimensional excelente, endurecimiento a baja compresión, características de sellado notables, flexibilidad a baja temperatura, resistencia al calor y a la luz ultravioleta. La presente invención da a conocer de manera más específica una composición polimérica que tiene características excelentes para sellos y empaquetaduras incluyendo estabilidad dimensional, endurecimiento a baja compresión y características de sellado notables. La composición polimérica estando compredida de una mezcla vulcanizada de (1) un polímero cauchotoso que consiste de unidades de repetición que se derivan de (a) acrilato de butilo, (b) por lo menos un miembro que se selecciona del grupo que consiste de metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, acrilato de metilo y acrilato de etilo, (c) acrilonitrilo, (d) estireno y (e) un agente de reticulación; (2) por lo menos una resina termoplástica y (3) por lo menos un alcohol de polihidroxi. El alcohol de polihidroxi es un compuesto orgánico que contiene por lo menos dos grupos de hidroxilo (grupos -OH) . La invención presente revela también una empaquetaduira de vidrio de ventana que consiste de una mezcla vulcanizada de (1) un polímero cauchotoso que comprende unidades de repetición que se derivan de (a) acrilato de butilo, (b) por lo menos un miembro que se selecciona del grupo que consiste de metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, acrilato de metilo y acrilato de etilo, (c) acrilonitrilo, (d) estireno y (e) un agente de reticulación; (2) por lo menos una resina termoplástica; y (3) por lo menos un alcohol de polihidroxi. La presente invención además daba a conocer un proceso para producir una composición polimérica que tiene características excelentes para sellos y empaquetaduras, incluyendo estabilidad dimensional, endurecimiento a baja compresión y características de sellado notables, el proceso consiste de vulcanizar dinámicamente (1) un polímero cauchotoso que consiste de unidades de repetición que se derivan de (a) acrilato de butilo, (b) por lo menos un miembro que se selecciona del grupo que consiste de metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, acrilato de metilo y acrilato de etilo, (c) acrilonitrilo, (d) estireno y (e) un agente de reticulación; (2) por lo menos una resina termoplástica; y (3) por lo menos un alcohol de polihidroxi; en donde la vulcanización dinámica se lleva a cabo a una temperatura elevada que queda dentro de la escala de aproximadamente 100°C a aproximadamente 220°C bajo condiciones de esfuerzo cortante.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Los polímeros cauchotosos que pueden utilizarse en las composicions poliméricas de esta invención se describen en la Patente Norteamericana Número 5,380,785, la Patente Norteamericana Número 5,415,940 y la Patente Norteamericana Número 5,462,993 que se incorporan en la presente por referencia en su totalidad. Los polímeros cauchotosos de este tipo pueden obtenerse comercialmente de The Goodyear Tire & Rubber Company y se venden como el caucho Sunigum®. Los polímeros cauchotosos que pueden utilizarse en la composiciones poliméricas de esta invención se sintetizan utilizando una técnica de polimerización de emulsión de radical libre y consisten de unidades de repetición que se derivan de (a) acrilato de butilo u opcionalmente una mezcla de acrilato de butilo y acrilato de 2-etilhexilo que contiene hasta aproximadamente 40 por ciento de acrilato de 2-etilhexilo, (b) metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, acrilato de metilo o acrilato de etilo, (c) acrilonitrilo, (d) estireno y (e) un agente de reticulación. El agente de reticulación típicamente es un acrilato multifuncional, un metacrilato multifuncional o divinilbenceno. Técnicamente, estos polímeros cauchotosos contienen unidades de repetición (enlaces de cadena) que se derivan de (a) acrilato de butilo, u opcionalmente una mezcla de acrilato de butilo y acrilato de 2-etilhexilo que contiene hasta aproximadamente 40 por ciento de acrilato de 2-etilhexilo, (b) metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, acrilato de metilo o acrilato de etilo, (c) acrilonitrilo, (d) estireno y (e) un agente de reticulación. Estas unidades de repetición difieren de los monómeros que se derivaron de un enlace doble menos de carbono a carbono que está presente en el monómero respectivo. En otras palabras, un enlace doble de carbono a carbono se consume durante la polimerización del monómero hacia una unidad de repetición en el polímero cauchotoso. De esta manera, al decir que el polímero cauchotoso contiene varias monómeros en realidad significa que contiene unidades de repetición que se derivan de aquellos monómeros . Como se da a conocer en la Patente Norteamericana Número 5,380,785, la Patente Norteamericana Número 5,415,940 y la Patente Norteamericana Número 5,462,993, el polímero cauchotoso puede sintetizarse utilizando una técnica de polimerización de emulsión de radical libre y comprende de unidades de repetición que se derivan de (a) acrilato de butilo u opcionalmente una mezcla de acrilato de butilo y acrilato de 2-etilhexilo que contiene hasta aproximadamente 40 por ciento de acrilato de 2-etilhexilo, (b) metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, acrilato de metilo o acrilato de etilo, (c) acrilonitrilo, (d) estireno, (e) opcionalmente un jabón de maleato de semi-éster y (e) un agente de reticulación. El polímero cauchotoso normalmente contendrá (a) de aproximadamente 40 por ciento en peso a aproximadamente 80 por ciento en peso de acrilato de butilo, opcionalmente una mezcla de acrilato de butilo y acrilato de 2-etilhexilo que contiene hasta 40 por ciento en peso de acrilato de 2-etilhexilo, (b) de aproximadamente 5 por ciento en peso a aproximadamente 35 por ciento en peso de metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, acrilato de metilo o acrilato de etilo, (c) de aproximadamente 4 por ciento en peso a aproximadamente 30 por ciento en peso de acrilonitrilo, (d) de aproximadamente 3 por ciento en peso a aproximadamente 25 por ciento en peso de estireno (e) de manera opcional, de aproximadamente 0.5 por ciento en peso a aproximadamente 8 por ciento en peso de un jabón de maleato de semi-éster, y (f) de aproximadamente 0.25 por ciento en peso a aproximadamente 8 por ciento en peso de agente de reticulación. Estos polímeros cauchotosos de preferencia contienen (a) de aproximadamente 50 por ciento en peso a aproximadamente 80 por ciento de acrilato de butilo, u opcionalmente una mezcla de acrilato de butilo y acrilato de 2-etilhexilo que contiene hasta aproximadamente 40 por ciento de acrilato de 2-etilhexilo, (b) de aproximadamente 3 por ciento en peso a aproximadamente 25 por ciento en peso de por lo menos un miembro que se selecciona del grupo que consiste de metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, acrilato de metilo y acrilato de etilo, (c) de aproximadamente 6 por ciento en peso a aproximadamente 30 por ciento en peso de acrilonitrilo, (d) de aproximadamente 5 por ciento en peso a aproximadamente 18 por ciento en peso de estireno, (e) opcionalmente de aproximadamente 1 por ciento en peso a aproximadamente 5 por ciento en peso de un jabón de maleato de semi-éster y (f) de aproximadamente 0.5 por ciento en peso a aproximadamente 4 por ciento en peso de un agente de reticulación. El polímero cauchotoso de mayor preferencia consistirá de unidades de repetición que se derivan de (a) de aproximadamente 55 por ciento en peso a aproximadamente 75 por ciento en peso de acrilato de butilo, u opcionalmente una mezcla de acrilato de butilo y acrilato de 2-etilhexilo que contiene hasta aproximadamente 40 por ciento en peso de acrilato de 2-etilhexilo, (b) de aproximadamente 5 por ciento en peso a aproximadamente 20 por ciento en peso de por lo menos un miembro que se selecciona del grupo que consiste de metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, acrilato de metilo y acrilato de etilo, (c) de aproximadamente 10 por ciento en peso a aproximadamente 25 por ciento en peso de acrilonitrilo, (d) de aproximadamente 8 por ciento en peso a aproximadamente 14 por ciento en peso de estireno, (e) opcionalmente, de aproximadamente 2 por ciento en peso a aproximadamente 4 por ciento en peso de un jabón de maleato de semi-éster y (f) de aproximadamente 1 por ciento en peso a aproximadamente 3 por ciento en peso de un agente de reticulación. En una modalidad de esta invención, (obsérvense la Patente Norteamericanan Número 5,380,785, la Patente Norteamericanan Número 5,415,940 y la Patente Norteamericanan Número 5,462,993) que las mezclas de reacción utilizadas para llevar a cabo estas polimerizaciones típicamente contendrán de aproximadamente 0.005 phm (partes por cien partes de monómero en peso) a aproximadamente 1 phm de por lo menos un miembro que se selecciona del grupo que consiste de sales de metal de sulfatos de alquilo, y sales de metal de sulfonatos de alquilo. Se prefiere, por lo general que la mezcla de reacción contenga de aproximadamente 0.008 phm a aproximadamente 0.5 phm de la sal de metal del sulfonato de alquilo o de la sal del metal del sulfato de alquilo. Normalmente se prefiere especialmente que la mezcla de reacción contenga de aproximadamente 0.05 phm a aproximadamente 0.3 phm de la sal de metal del sulfonato de alquilo o la sal de metal del sulfato de alquilo. Los porcentaje dados a conocer en este párrafo se basan en el peso total del polímero cauchostoso. Los polímeros cauchostosos usados en las composiciones poliméricas de esta invención se sintetizan en una mezcla de reacción acuosa utilizando una técnica de polimerización de radical libre. La mezcla de reacción utilizada en esta técnica de polimerización típicamente comprende de agua, un jabón, los monómeros apropiados, un iniciador de radical libre apropiado y un agente de reticulación. La mezcla de reacción utilizada en esta técnica de polimerización normalmente contendrá de aproximadamente 10 por ciento en peso a aproximadamente 80 por ciento en peso de monómeros, basándose en el peso total de la mezcla de reacción. La mezcla de reacción de preferencia contiene de aproximadamente 20 por ciento en peso a aproximadamente 70 por ciento de monómeros y de mayor preferencia contiene de aproximadamente 40 por ciento en peso a aproximadamente 50 por ciento en peso de monómeros . La técnica de polimerización de radical libre utilizada en esta síntesis normalmente se inicia incluyendo un iniciador de radical libre en la mezcla de reacción. Virtualmente, puede utilizarse como el iniciador de radical libre cualquier tipo de compuesto capaz de generar radicales libres. El generador de radical libre normalmente se emplea a una concentración dentro de la escala de aproximadamente 0.01 phm a aproximadamente 1 phm. Los iniciadores de radical libre que se usan comúnmente incluyen los distintos compuestos de peroxígeno, tales como persulfato de potasio, persulfato de amonio, peróxido de benzoilo, peróxido de hidrógeno, peróxido de di-t-butilo, peróxidlo de dicumilo, peróxido de 2, 4-diclorobenzoilo, peróxido de decanoilo, peróxido de laurilo, hidroperóxido de eumeno, hidroperóxido de p-mentano, hidroperóxido de butilo terciario, peróxido de acetilo, peróxido de cetona de metiletilo, peróxido de ácido succínico, peróxidicarbonato de dicetilo, peroxiacetato de butilo terciario, ácido peroximaléico de butilo terciario, peróxibenzoato de butilo terciario y peróxido de acetil-ciclohexil—sulfonilo; los distintos compuestos azoicos tales como 2-t-butilazo-2--, azodiisobutirato de dimetilo, azodiisobutilronitrilo, 2-t-butilazo-l-cianociclohexano y 1-t-amilazo-l-cianociclohexano; y los distintos perquetales de alquilo, tales como 2, 2-bis- (t-butil-peroxi) butano . Los iniciadores de radical libre de peróxido solubles en agua son especialmente útiles en estas polimerizaciones acuosas. Estas polimerizaciones de emulsión típicamente se llevan a cabo a la temperatura que varía entre aproximadmente 20°C y 88°C. A temperaturas mayores de aproximadamente 88°C, los monómeros de acrilato de alquilo, tales como acrilato de butilo tienen tendencia a hervir. Por lo tanto, se requeriría una camisa presionizada para el calentamiento de estos monómeros de acrilato de alquilo a temperaturas en exceso de aproximadamente 88°C. Por otra parte, a las temperaturas de polimerización de menos de aproximadamente 55°C, se requiere un sistema iniciador redox para asegurar regímenes de polimerización satisfactorios . Pueden emplearse muchos tipos de agentes tensioactivos y dispersantes para sintetizar el polímero cauchotoso. Los agentes tensioactivos de sulfonato que son útiles en estas polimerizaciones se pueden obtener comercialmente de una amplia variedad de procedencias. Por ejemplo, Du Pont vende el alquilarilsulfonato de sodio bajo el nombre de fábrica Alkanol™, Browning Chemical Corporation vende los sulfonatos de dodecilbenceno de sodio bajo la marca de fábrica Ufaryl™ Dl-85 y Ruetgers-Nease Chemical Company vende el sulfonato de eumeno de sodio bajo el nombre de fábrica Naxonate Hydrotrope™. Algunos ejemplos representativos de los agentes tensioactivos de sulfonato que pueden usarse incluyen sulfonato de toluen-xileno de sodio, sulfonato de tolueno de sodio, sulfonato de eumeno de sodio, sulfonato de decildifeniléter de sodio, dodecilbencelsulfonato de sodio, sulfonato de dodecildifeniléter de sodio, sulfonato de 1-octano de sodio, sulfonato de tetradecano de sodio, sulfonato de pentadecano de sodio, sulfonato de heptadecano de sodio y sulfonato de tolueno de potasio. Las sales de metal de los sulfonatos de alquilbenceno son una clase altamente preferida de un agente tensioactivo de sulfonato. El metal generalmente será sodio o potasio, siendo preferido el sodio. Las sales de sodio de los sulfonatos de alquilbenceno tienen la fórmula estructural: O O u s •ONa ~@ - II n O en donde R representa un grupo de alquilo que contiene de 1 a aproximadamente 20 átomos de carbono. Se prefiere que el grupo de alquilo contenga de aproximadamente 8 a aproximadamente 14 átomos de carbono.

- - El agente tensioactivo de sulfonato puede ser una mezcla de disulfonatos de éter de mono (dialquilato) . La ventaja de la estructura del disulfonato es que contiene dos cargas iónicas por molécula en vez de una como en el caso de los agentes tensioactivos de sulfonato de alquilo convencionales. Las mezclas de disulfatos de éter de (mono) dialquilato que son útiles en la práctica de esta invención, pueden obtenerse comercialmente de una amplia variedad de procedencias. Por ejemplo, Dow Chemical vende los óxidos de difenilo disulfonados alquilados Dowfax™ que son de la fórmula estructural: en donde R es un grupo de alquilo que típicamente -CgHi3, ~ 10H21' ~C12H25 ° ~C16H33- Los disulfonatos de mono- y di-dodecilfenilóxido de sodio se venden por American Cyanamid como agentes tensioactivos de DPOS-45. Los agentes tensioactivos de sulfonato de alfa-olefina que son apropiados para utilización en esta invención pueden obtenerse comercialmente de Witco y Hoechst AG. Los agentes tensioactivos de sulfato que son útiles en la práctica de esta invención incluyen las sales de metal de alquilsulfatos que tienen la fórmula estructural ROSO3X y las sales de metal de alquilétersulfatos que tienen la fórmula estructural RO- (-CH2CH2?-)n-S?3X, en donde X representa un grupo de metal la, tal como de sodio o potasio. El sulfato de laurilo de sodio, sulfato de laurilo de etanolamina de sodio y sulfato de laurilo de trietanolamina son ejemplos representivos de los agentes tensioactivos de sulfato que pueden obtenerse comercialmente. El jabón de maleato de semi-éster utilizado en la polimerización se prepara haciendo reaccionar anhídrido maléico con un alcohol graso que contiene de aproximadamente 10 a aproximadamente 24 átomos de carbono. Típicamente se prefiere utilizar un alcohol graso que contiene de aproximadamente 2 a aproximadamente 16 átomos de carbono. Un mol del anhídrido raaléico se hace reaccionar con un mol del alcohol graso para producir el jabón de maleato de semi-éster. Esta reacción se lleva a cabo típicamente a una temperatura que queda dentro de la escala de 50°C a aproximadamente 80°C y puede ilustrarse de la siguiente manera: El hidróxido de sodio o el hidróxido de potasio luego se añade típicamente para producir el jabón de maleato de semi-éster. Este paso se puede ilustrar de la siguiente manera: 0 0 II II CH' •C- •OH CH - - C - 0T K® + KOH + H20 CH- •C C16H33 CH - - C H33 s II - CI É 0 Al sintetizar el polímero cauchotoso, un dispersante que se selecciona del grupo que consiste de los productos de condensación de formaldehído aromáticos y los policarboxilatos también será típicamente útil en el medio de polimerización. Las mezclas de reacción utilizadas para llevar a cabo estas polimerizaciones típicamente contienen de aproximadamente 0.1 phm (partes por cien partes del monómero en peso) a aproximadamente 5 phm de por lo menos un miembro que se selecciona del grupo que consiste de sales de metal de alquilsulfatos y sales de metal de alquilsulfonatos, y de aproximadamente 0.1 phm a aproximadamente 5 phm de por lo menos un dispersante que se selecciona del grupo que consiste de los productos de condensación de formaldehído aromáticos y policarboxilatos. Se prefiere, por lo general que la mezcla de reacción contenga de aproximadamente 0.25 phm a aproximadamente 4.25 phm de la sal de metal del alquilsulfonato o la sal de metal del alquilsulfato, y de aproximadamente 0.25 phm a aproximademente 4.25 phm del dispersante que se selecciona del grupo que consiste de los productos de condensación de formaldehído aromáticos y los policarboxilatos. Normalmente se prefiere especialmente que la mezcla de reacción contenga de aproximadamente 0.4 phm a aproximadamente 0.35 phm de la sal de metal del alquilsulfonato o la sal de metal del alquilsulfato y de aproximadamente 0.4 phm a aproximadamente 3.5 phm del dispersante que se selecciona del grupo que consiste de los productos de condesación de formaldehído aromáticos y policarboxilatos. El dispersante utilizado en las polimerizaciones de esta invención está normalmente consituido ya sea de los productos de condensación de formaldehído aromáticos o los policarboxilatos. Los productos de condensación de formaldehído aromáticos normalmente son polisulfonatos que son el producto de reacción de los compuestos aromáticos y formaldehído. Estos jabones del producto de condensación de formaldehído aromático pueden producirse mediante un procedimiento relativamente sencillo. Por ejemplo, en este proceso se hacen reaccionar 200 partes de naftaleno con 200 partes de ácido sulfúrico al 98 por ciento durante 5 horas a temperatura de aproximadamente 165°. La solución producida luego se enfría subsecuentemente y se diluye con 90 partes de agua. Luego se añaden 107 partes de una solución al 30 por ciento de formaldehído y la mezcla se agita durante 20 horas a una temperatura de aproximadamente 30°C. Hacia el final de este período de reacción, la mezcla se calienta gradualmente a 100°C. La neutralización subsecuentemente se lleva a cabo a 20°C a 25°C con de aproximadamente 165 a 180 partes de una solución de amoníaco al 25 por ciento. El producto de la neutralización luego se filtra y si es necesario se seca en un secador al vacío. Son posibles numerosas variaciones de esta síntesis y una amplia variedad de compuestos aromáticos y sus derivados se pueden hacer reaccionar con aldehidos, cetonas y compuestos que eliminan los grupos de aldehido. Por ejemplo (a) los dispersantes producidos mediante condensación de los ácidos sulfónicos aromáticos y cloruro de bencilo o benzoina; (b) dispersantes producidos mediante condensación de los distintos ácidos alquilarilsulfónicos con un ácido arilsulfónico de halógeno y (c) dispersantes producidos mediante condensación de fenoles sulfonados o 2-naftoles con formaldehído y distintos compuestos de nitrógeno. Algunos ejemplos representativos de los productos de condensación de formaldehído aromático se muestran a continuación: - - Constituyentes de Producción Unidades estructurales Naftaleno + H2SO + formaldehído Naftaleno + cresol + H2SO4 + formaldehído Éter de difenilo + H2SO + formaldehído Tolueno + H2SO4 + formaldehído Isopropilbenceno + H2SO + formaldehído - - Cresol + H2SO4 + formaldehído Ciclohexanona + formaldehído + sulfito de sodio Fenol + H2SO4 = formaldehído El carboxilato también es un agente de dispersión polimérico soluble en agua. Por ejemplo, el ácido metacrílico puede polimerizarse para rendir un homopolímero soluble en agua que puede emplearse como un dispersante de carboxilato. Los copolímeros con ácido maléico, ácido acrílico-ácido maléico, ácido acrí lico-éter de etilvinilio y diisobutileno-ácido maléico (DIBMA) son también útiles en la práctica de esta invención. Los dispersantes de carboxilato pueden obtenerse comercialmente de una variedad de procedencias. La polimerización de emulsión de radical libre utilizada para sintetizar el polímero cauchotoso típicamente se lleva a cabo a temperatura que queda dentro de la escala de aproximdamente 10°C a aproximadamente 95°C. En la mayoría de los casos, la temperatura de polimerización utilizada variará entre aproximadamente 20°C y aproximadamente 80°C. La polimerización se lleva a cabo como un proceso intermitente de dos pasos. En el primer paso, se sintetiza un látex que contiene un polímeros seminal. Esto se lleva a cabo polimerizando (a) acrilato de butilo u opcionalmente una mezcla de acrilato de butilo y acrilato de 2-etilhexilo que contiene hasta aproximadamente 40 por ciento de acrilato de 2-etilhexilo, (b) por lo menos un miembro que se selecciona del grupo que consiste de metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, acrilato de metilo y acrilato de etilo, (c) acrilonitrilo y (d) un agente de reticulación. El látex que contiene el polímero seminal típicamente se prepara mediante la polimerización de una mezcla de monómero que contiene de aproximadamente 40 por ciento a aproximadamente 90 por ciento en peso de acrilato de butilo u opcionalmente una mezcla de acrilato de butilo y acrilato de 2-etilhexilo que contiene hasta aproximadamente 40 por ciento de acrilato de 2-etilhexilo, de aproximadamente 5 a aproximadamente 35 por ciento en peso de metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, acrilato de metilo o acrilato de etilo y aproximadamente 2 por ciento a aproximadamente 30 por ciento en peso de acrilonitrilo, y aproximadamente 0.25 por ciento en peso a 6 por ciento en peso del agente de reticulación. Se prefiere típicamente que el componente monomérico utilizado en el primer paso incluya aproximadamente 50 por ciento en peso a aproximadamente 85 por ciento en peso de acrilato de butilo, u opcionalmente una mezcla de acrilato de butilo y acrilato de 2-etilhexilo que contiene hasta aproximadamente 40 por ciento de acrilato de 2-etilhexilo, de aproximadamente 5 por ciento en peso a aproximadamente 30 por ciento en peso de acrilato de etilo, metacrilato de etilo, acrilato de metilo o metacrilato de metilo, de aproximadamente 4 por ciento en peso a aproximadamente 28 por ciento en peso de acrilonitrilo y de aproximadamente 0.5 por ciento en peso a aproximadamente 4 por ciento en peso del agente de reticulación. Por lo general, se prefiere especialmente que la composición de carga monómerica usada para sintetizar el látex del polímero seminal contenga de aproximadamente 60 por ciento en peso a aproximadamente 80 por ciento en peso de acrilato de butilo, u opcionalmente una mezcla de acrilato de butilo y acrilato de 2-etilhexilo que contiene hasta aproximadamente 40 por ciento de acrilato de 2-etilhexilo, de aproximadamente 5 por ciento en peso a aproximadamente 25 por ciento de metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, acrilato de metilo, acrilato de etilo, de aproximadamente 5 por ciento en peso a aproximadamente 25 por ciento en peso de acrilonitrilo y de aproximadamente 1 por ciento a aproximadamente 3 por ciento en peso del agente de reticulación. Después de haberse preparado el látex de polímero seminal, se añaden al látex que contiene el polímero seminal, un monómero de estireno, un monómero de acrilonitrilo adicional y un agente de reticulación adicional. Como regla general, se añadirán de aproximadamente 4 partes en peso a aproximadamente 30 partes en peso de estireno, de aproximadamente 1 parte en peso a aproximadamente 20 partes en peso del acrilonitrilo adicional y de aproximadamente 0.01 a 2 partes en peso del agente de reticulación. En esta segunda etapa de la polimerización, se prefiere añadir de aproximadamente 6 partes en peso a aproximadamente 22 partes en peso de estireno, de aproximadamente 3 partes en peso a aproximadamente 12 partes en peso de acrilonitrilo, de aproximadamente 0.05 parte en peso a 1 parte en peso del agente de reticulación. Típicamente se prefiere especialmente que se añadan de aproximadamente 10 partes en peso a aproximadamente 17 partes en peso de estireno, de aproximadamente 4 partes en peso a aproximadamente 8 partes en peso de acrilonitrilo y de aproximadamente 0.1 parte en peso a aproximadamente 0.5 parte en peso del agente de reticulación al látex del polímero seminal a fin de iniciar la segunda fase de la polimerización. Pueden utilizarse una amplia variedad de agentes de reticulación en la síntesis del polímero cauchotoso. Algunos ejemplos representativos de los agentes de reticulación que se pueden utilizar incluyen acrilatos difuncionales, metacrilatos difuncionales, acrilatos trifuncionales, metacrilatos trifuncionales y devinilbenceno. Algunos ejemplos específicos de los agentes de reticulación que se pueden usar incluyen metacrilato de etilenglicol, divinilbenceno y metacrilato de 1,4-butanodiol. En la práctica, el dimetacrilato de 1,4-butanodiol ha demostrado que es particularmente útil como el agente de reticulación. En la mayoría de los casos, la polimerización se continuará hasta que se haya logrado una alta conversión del monómero. En este tiempo el polímero cauchotoso producido mediante el proceso de polimerización intermitente de dos pasos se recupera de la emulsión (látex) . Esto se puede lograr utilizando técnicas de coagulación normales. Por ejemplo, la coagulación se puede lograr mediante la adición al látex de sales, ácidos o ambos. Después de que el polímero cauchotoso se recupera mediante coagulación, se seca. Algunas veces es ventajoso convertir el polímero cauchotoso en un polvo para facilitar su uso. En este caso se hará benéfico añadir un agente de repartición al polímero cauchotoso. Algunos ejemplos representativos de los agentes de repartición que pueden emplearse incluyen carbonato de calcio, cloruro de polivinilo de emulsión y sílice. El carbonto de calcio es un agente de repartición altamente deseable que se puede utilizar en estas aplicaciones. Pueden emplearse una amplia variedad de resinas termoplásticas en las composiciones poliméricas de esta invención. Por ejemplo, la resina termoplástica puede ser una resina termoplástica halogenada o puede ser un termoplástico exento de halógeno. Algunos ejemplos representativso de las resinas termoplásticas que se pueden utilizar incluyen cloruro de polivinilo (PVC) , polietileno clorado, cloruro de polivinilo de injerto de acetato de vinilo, cloruro de polivinilo de injerto de acetato de butilo, etilenvinilacetato, copolímero de etilenvinilacetato/monóxido de carbono, terpolímero de etileno/butilacrilato/monóxido de carbono, polietileno, polipropileno, resinas de ABS, copolímeros de bloque de acrilonitrilo/estireno/acrilonitrilo (resinas de ASA) , copolímeros de bloque de estireno/butadieno/estireno (resinas de SBS), resinas de terpolímero de bloque de estireno/etileno/butilodieno/estireno (resinas de SEBS) , resinas de poliuretano termoplásticas y resinas de nylon. Las resinas de ABS que se pueden, usar son termoplásticos amorfos sintetizados polimerizando acrilonitrilo, butadieno y estireno. Las resinas de ABS normalmente se producen polimerizando un monómero de 1, 3-butadieno en el polibutadieno después de lo cual los monoméros de estireno y acrilonitrilo se añaden y se polimerizan (injertan) en el polibutadieno. Las resinas de SEBS han demostrado ser muy útiles en la práctica de esta invención. El alcohol de polihidroxi puede virtualmente ser cualquier tipo de compuesto o polímero que contiene dos o más grupos de hidroxilo. Por ejemplo, el alcohol de polihidroxi puede ser un glicol de la fórmula HO- (-CH2) -n-0H, en donde n es un entero de 2 a aproximadamente 20. El etilenglicol es un ejemplo representativo del glicol altamente preferido. El alcohol de polihidroxi puede también ser también un polietilenglicol del fórmula HO- (-CH2- H2-O-) -n-H, en donde n es un entero de 2 a aproximadamente 10. El trietilenglicol, que también se conoce como 2,2'-etilendioxibis (etanol) , es un ejemplo representativo de un polietilenglicol altamente preferido. El glicerol, que se conoce también como 1, 2, 3-propanotriol, es un ejemplo representativo de un alcohol de polihidroxi que contiene tres grupos de hidroxilo. Las composiciones poliméricas de esta invención normlamente contendrán de aproximadamente 20 por ciento en peso a aproximadamente 90 por ciento en peso del polímero cauchotoso, y de aproximadamente 10 por ciento en peso a aproximadamente 80 por ciento en peso de la resina termoplástica. La composición polimérica más típicamente contiene de aproximadamente 35 por ciento en peso a aproximadamente 80 por ciento en peso del polímero cauchotoso y de aproximadamente 20 por ciento en peso a aproximadamente 65 por ciento en peso de la resina termoplástica. La composición polimérica de preferencia contiene de aproximadamente 50 por ciento en peso a aproximadamente 70 por ciento en peso del polímero cauchotoso y de aproximadamente 30 por ciento en peso a aproximadamente 50 por ciento en peso de la resina termoplástica. La cantidad del alcohol de polihidroxi que se añade variará con el alcohol de polihidroxi específico usado y con el grado de curación deseado. Naturalmente, puede usarse en menor cantidad del alcohol de polihidroxi si contiene grupos de hidroxilo múltiples que en los casos en donde se utiliza un alcohol de polihidroxi que contiene solamente dos grupos de hidroxilo. Sin embargo, la cantidad del alcohol de polihidroxi que se añade típicamente quedará dentro de la escala de aproximadamente 0.5 phr a aproximadamente 10 phr (partes en peso por cien partes en peso del caucho) . En la mayoría de los casos, el alcohol de polihidroxi se añadirá en una cantidad que queda dentro de la escala de aproximadamente 1 phr a aproximadamente 8 phr. Se prefiere típicamente que la cantidad del alcohol de polihidroxi que se utiliza quede dentro de la escala de aproximadamente 2 phr a 7 phr. Las composiciones poliméricas de esta invención se producen mezclando el polímero cauchotoso, la resina termoplástica y el alcohol de polihidroxi y vulcanizando los mismos dinámicamente a una temperatura elevada. La vulcanización dinámica difiere de las técnicas de vulcanización estáticas convencionales ya que la vulcanización ocurre durante el mezclado o masticación de la composición que está siendo preparada. La vulcanización dinámica típicamente se lleva a cabo bajo esfuerzos cortantes elevados necesarios para el mezclado completo del polímero cauchotoso, la resina termoplástica y el alcohol de polihidroxi. La vulcanización dinámica se lleva a cabo a una temperatura que es adecuada para vulcanizar la mezcla, esta temperatura normalmente quedará dentro de la escala de aproximadamente 100°C a aproximadamente 220°C. En la mayoría de los casos, la vulcanización dinámica se llevará a cabo a una temperatura que queda dentro de la escala de aproximadamente 120°C a aproximadamente 210°C. Se prefiere normalmente que la vulcanización dinámica se lleve a cabo a una temperatura de aproximadamente 130°C a aproximadamente 200°C. Esta invención se ilustra mediante el siguiente ejemplo que sólo es para fin de ilustración y que no debe considerarse como limitando el alcance de la invención o la manera en la cual se puede llevar a la práctica. A no ser que se indique específicamente lo contrario, las partes y porcentajes se proporcionan en peso.

Ejemplo 1 En este experimento, se preparó una composición polímerica que tiene características excelentes para sello y empaquetaduras, utilizando las técnicas de esta invención. En el procedimiento usado, una mezcla en seco que contiene 50 partes del copolímero de bloque Kraton® G SEBS, 2.5 partes de trietilenglicol y 1.3 partes de catalizador de carboxilato de dialquilestaño Irgastab™ T161, se mezcló a una temperatura de 180°C a 210°C con 50 partes del polímero cauchotoso Sunigum® SNP7395 en un Haake Rheocord 90 que funciona de 50 a 100 revoluciones por minuto a través de un periodo de 25 a 30 minutos. Durante el mezclado, el polímero cauchotoso se vulcanizó dinámicamente mediante la acción de agentes de curación y se dispersó en la fase continua del copolímero de bloque de SEBS sin vulcanizar. Después de la vulcanización dinámica, la composición se hizo fluir a 180°C durante 6 minutos en un molino y se moldeó a 180°C durante 10 minutos. La prueba física demostró que la composición vulcanizada dinámicamente tenía un dureza Shore A de 64, y una resistencia a la tensión de 7.5 MPa, un módulo al 50 por ciento de 1.8 MPa, un módulo al 100 por ciento de 3.2 MPa, un alargamiento a la rotura de 217 por ciento, una resistencia a la ruptura de 16.64 KN/m y un endurecimiento a compresión (22 horas a 70°C) de 48. Debe observarse que sin el trietilenglicol, que activó la vulcanización dinámica, la composición tenía una dureza de Shore A de 60, una resistencia a la tensión de 5.4 MPa, un módulo al 50 por ciento de un 1.7 MPa, un módulo al 100 por ciento de 2.6 MPa, un alargamiento a la rotura de 369 por ciento y una resistencia a la rotura de 15.83 KN/m y un endurecimiento a la compresión (22 horas a 70°C) de 76. De esta manera, la vulcanización dinámica redujo grandemente la cantidad de endurecimiento a la compresión experimentado sin sacrificar otras características físicas. La composición polimérica producida tenía características excelentes para la utilización en la elaboración de sellos y empaquetaduras .

Ejemplo 2 Se repitió el procedimiento descrito en el Ejemplo 1 en este experimento con la excepción del hecho de que la mezcla se produjo mezclando 50 partes del polímero cauchotoso, 50 partes del copolímero de bloque SEBS, 2.5 partes del trietilenglicol y 1.3 partes del catalizador de carboxilato de dialquilestaño. La composición dinámicamente vulcanizada producida tenía una dureza de Shore A de 66, una resistencia a la tensión de 7.9 MPa, un módulo al 50 por ciento de 1.8 MPa, un módulo al 100 por ciento de 2.7 MPa, una alargamiento a la rotura de 323 por ciento y una resistencia a la rotura de 7.41 KN/m y un endurecimiento a la compresión (22 horas a 70°C) de 57. Sin el trietilenglicol, que activó la vulcanización dinámica, la composición tenía una dureza Shore A de 62, una resistencia a la tensión de 5.1 MPa, un módulo al 50 por ciento de 1.6 MPa, un módulo al 100 por ciento de 2.1 MPa, un alargamiento a la rotura de 460 por ciento y una resistencia a la rotura de 15.83 KN/m y un endurecimiento a la compresión (22 horas a 70°C) de 76. La composición polimérica producida de nuevo demostró que tiene excelentes características para utilizarse para producir sellos y empaquetaduras . Son posibles variaciones en la presente invención en vista de la descripción que se proporciona en la presente. Aún cuando se han mostrado ciertas modalidades y detalles representativos con el objeto de ilustrar la invención presente, se hará evidente para aquellas personas expertas en esta técnica que pueden hacerse en la misma varios cambios y modificaciones sin desviarse del alcance de la invención presente. Por lo tanto, debe quedar comprendido que pueden hacerse cambios en las modalidades específicas descritas que quedarán dentro del alcance completamente propuesto de la invención, como se define mediante las siguientes revindicaciones anexas.

Claims (10)

R E I V I N D I C A C I O N E S:

1. Una composición polimérica que tiene excelentes características para sellos y empaquetaduras incluyendo estabilidad dimensional, endurecimiento a baja compresión y características de sellado notables, la composición polimérica está caracterizada porque comprende una mezcla vulcanizada de (1) un polímero cauchotoso que comprende de unidades de repetición que se derivan de (a) acrilato de butilo, (b) por lo menos un miembro que se selecciona del grupo que consiste de metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, acrilato de metilo y acrilato de etilo, (c) acrilonitrilo, (d) estireno, y (e) un agente de reticulación; (2) por lo menos una resina termoplástica; y (3) por lo menos un alcohol de polihidroxi.

2. Un proceso para producir una composición polimérica que tiene características excelentes para sellos y empaquetaduras incluyendo estabilidad dimensional, endurecimiento a baja compresión y características de sellado notables, el proceso está caracterizado por vulcanizar dinámicamente (1) un polímero cauchotoso que comprende de unidades de repetición que se derivan de (a) acrilato de butilo, (b) por lo menos un miembro que se selecciona del grupo que consiste de metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, acrilato de metilo y acrilato de etilo, (c) acrilonitrilo, (d) estireno, y (e) un agente de reticulación; (2) por lo menos una resina termoplástica; y (3) por lo menos un alcohol de polihidroxi; en donde la vulcanización dinámica se lleva a cabo a una temperatura elevada que queda dentro de la escala de 100°C a 220°C bajo condiciones de esfuerzo cortante.

3. Una composición polimérica de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la resina termoplástica es un copolímero de bloque de estireno/etileno-butileno/estireno; en donde el alcohol de polihidroxi se selecciona del grupo que consiste de etilenglicol y trietilenglicol; y en donde el polímero cauchotoso además comprende unidades de reposición que se derivan de un jabón de maleato de semi-éster.

4. Una composición polimérica de conformidad con la reivindicación 1 o 3, caracterizada porque el polímero cauchotoso consiste de unidades de repetición que se derivan de 40 por ciento a 80 por ciento de acrilato de butilo, de 5 por ciento a 35 por ciento de un miembro que se selecciona del grupo que consiste de metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, acrilato de metilo y acrilato de etilo, de 4 por ciento a 30 por ciento en peso de acrilonitrilo, de 3 por ciento a 25 por ciento en peso de estireno y de 0.5 por ciento a 8 por ciento en peso del jabón de maleato de semi-éster, y de 0.25 por ciento a 8 por ciento en peso de un agente de reticulación.

5. Una composición polimérica de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque el polímero cauchotoso además comprende unidades de repetición que se derivan de acrilato de 2-etilhexilo y en donde el polímero cauchotoso contiende unidades de repetición que se derivan de 50 por ciento a 80 por ciento en peso de acrilato de butilo, u opcionalmente una mezcla de acrilato de butilo y acrilato de 2-etilhexilo que contiene hasta 40 por ciento en peso de acrilato de 2-etilhexilo, de 3 por ciento a 25 por ciento en peso de un miembro que se selecciona del grupo que consiste de metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, acrilato de metilo y acrilato de etilo, de 6 por ciento a 25 por ciento en peso de acrilonitrilo, de 5 por ciento a 18 por ciento en peso de estireno, de 1 por ciento a 5 por ciento en peso de jabón de maleato de semi-éster, y de 0.5 por ciento a 4 por ciento en peso de un agente de reticulación.

6. Una composición polimérica de conformidad con la reivindicación 1, 3, 4 o 5, caracterizada porque la mezcla comprende de 20 por ciento en peso a 90 por ciento en peso del polímero cauchotoso y de 10 por ciento en peso a 80 por ciento en peso de la resina termoplástica.

7. Una composición polimérica de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque hay presente de 1 phr a 8 phr del alcohol de polihidroxi.

8. Una composición polimérica de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada por que la composición polimérica se produce mediante vulcanización dinámica; en donde el proceso se llevó a cabo a una temperatura que queda dentro de la escala de 120°C a 210°C.

9. Un proceso de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la resina termoplástica es un terpolímero de bloque de estireno/etileno/butileno/estireno; en donde el polímero cauchotoso comprende unidades de repetición que se derivan de 40 por ciento a 80 por ciento en peso de acrilato de butilo, de 5 por ciento a 35 por ciento en peso de un miembro que se selecciona del grupo que consiste de metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, acrilato de metilo y acrilato de etilo, de 4 por ciento a 30 por ciento en peso de acrilonitrilo, de 3 por ciento a 25 por ciento en peso de estireno, de 0.5 por ciento a 8 por ciento en peso de jabón de maleato de semi-éster, y de 0.25 por ciento a 8 por ciento en peso de un agente de reticulación; en donde la mezcla comprende de 35 por ciento a 80 por ciento en peso del polímero cauchotoso y de 20 por ciento en peso al 65 por ciento en peso de la resina termoplástica; y en donde hay presente de un phr a 8 phr de alcohol de polihidroxi.

10. Un proceso de conformidad con la reivindicación 2 o 9, caracterizado porque el polímero cauchotoso además comprende unidades de repetición que se derivan de acrilato de 2-etilhexilo y en donde el polímero cauchotoso comprende unidades de repetición que se derivan de 55 por ciento a 75 por ciento en peso de acrilato de butilo u opcionalmente una mezcla de acrilato de butilo y acrilato de 2-etilhexilo que contiene hasta 40 por ciento de acrilato de 2-etilhexilo, de 5 por ciento a 20 por ciento en peso de metacrilato de metilo, de 10 por ciento a 40 por ciento en peso de acrilonitrilo, de 8 por ciento a 14 por ciento en peso de estireno y de 1 por ciento a 3 por ciento en peso de un agente de reticulación; en donde el agente de reticulación es uno o más miembros que se seleccionan del grupo que consiste de divinilbenceno y dimetacrilato de 1, 4-butanodiol; en donde la mezcla consiste de 50 por ciento en peso a 70 por ciento en peso del polímero cauchotoso y de 30 por ciento en peso a 50 por ciento en peso de la resina termoplástica, y en donde hay presente de 2 phr a 7 phr del alcohol de polihidroxi.