MXPA05004599A - Composicion de resina de poliolefina y metodo para producirla. - Google Patents

Abstract

Una composicion de resina de poliolefina que esta constituida por una poliolefina, fibras de poliamida, un agente enlazante silano y particulas de silice. Es producida amasando particulas de silice y una composicion de resina que incluye al menos una poliolefina, fibras de poliamida, y un agente enlazante silano. Alternativamente, se produce amasando una poliamida y una composicion de resina que incluye al menos una poliolefina, un agente enlazante silano y particulas de silice. Todavia alternativamente, se produce amasando una poliolefina, una poliamida, un agente enlazante silano, y particulas de silice. Puede usarse preferiblemente para productos industriales tal como esta, o como una mezcla madre que sirve como un refuerzo o como un modificador para ser anadido a otra resina o goma.

Description

COMPOSICION DE RESINA DE POLIOLEFI N A Y MÉTODO PARA PRODUCIRLA CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una composición de poliolefina y a un método para producirla.

DESCRIPCIÓN DE TÉCNICAS PRECEDENTES La resina de poliolefina es usada ampliamente dado que es ligera y fácil de moldear y tiene buena fortaleza mecánica en algún grado. Cuando se desea que la resina tenga mayor fortaleza y elasticidad, se le puede añadir fibras de vidrio, talco, arcilla, carbonato de calcio y similares. Sin embargo, los aditivos pueden disminuir la manejabilidad de la resina y pueden aumentar su peso, y puede darse el caso de que empeoren la apariencia externa de los artículos formados de la resina. Por lo tanto, se desea resina de poliolefina que esté libre de esta desventaja. Por ejemplo, las fibras bicomponentes de peso ligero de polipropileno y poliamida sin separación interfacial de los componentes constituyentes, se discuten, por ejemplo, en las publicaciones de patentes japonesas números 3-27941T? (página 2), 4-277222A (página 2) y 4-281015A (página 2). Estas son fibras de núcleo / vaina, y el propósito discutido es mejorar la colorabilidad del polipropileno en las fibras. El método descrito para las fibras comprende hilado de alta velocidad a través de una boquilla para hilar con pequeños orificios y tratamiento de las fibras así hiladas con solvente o fusión, y su objeto es obtener fibras ultra finas que tengan una finura desde 0.1 hasta 1 denier (d). Por lo tanto, la productividad en el método es baja, y el método es antieconómico. Las fibras son fibras ultra finas continuas y por lo tanto son un buen material para telas tejidas y cuero sintético que sean brillantes y sean agradables al tacto. Sin embargo, cuando se rellenan y se mezclan con goma o resina, son difíciles de amasar y dispersar, dado que son fibras continuas. En Kobunshi Kagaku, Vol 29, No. 324,265 (1972) y Kobunshi Ronbunshu, Vol 47, No. 4,331 (1990), se discute una mezcla de nylon / polipropileno con una pequeña cantidad de polipropileno modificado con anhídrido maleico añadido a ella. Aquí, la compatibilidad de los dos componentes constituyentes uno con el otro, se mejora, y el tamaño de partícula de las partículas de dispersión es extremadamente reducido como para mejorar las propiedades mecánicas (resistencia ai impacto, fortaleza tensii) de la mezcla de polímeros. Sin embargo, las propiedades mecánicas de la mezcla de polímeros que tiene una proporción de mezcla de alrededor de 50/50 son extremadamente deficientes. Una composición de fibras de poliamida dispersas finamente en una matriz de poliolefina se discute, por ejemplo, en la publicación de patente japonesa No. 11-106570A (página 1). Esta composición es esperanzadora como material de refuerzo para goma y resina, y cuando se le añade una poliolefina, la manejabilidad, la fortaleza y la elasticidad de la composición resultante mejoran. La publicación de patente japonesa No. 11-302464A (página 1) discute una composición que contiene desdé 90 hasta 99 partes por peso de una poliolefina y desde 1 a 10 partes por peso de fibras de poliamida. Esta composición tiene buena manejabilidad para darle forma, y es de peso ligero, y su fortaleza, elasticidad y estabilidad dimensional son buenas. Sin embargo, la composición descrita en esta publicación no está mejorada en cuanto a su resistencia a la abrasión.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En consecuencia un objeto de la invención es proporcionar una composición de resina de poliolefina que sea excelente en su resistencia a la abrasión y en su resistencia a la llama, y la cual esté mejorada en rigidez, elasticidad o similar. Con el fin de lograr el objeto anterior, de acuerdo con la invención, se proporciona una composición de resina de poliolefina que comprende una poliolefina, fibras de poliamida, un agente enlazante silano y partículas de sílice. Preferiblemente, las fibras de poliamida incluyen partículas de sílice. Preferiblemente, el contenido de las partículas de sílice está dentro de una escala de 1 a 100 partes por peso con relación a 100 partes por peso de la poliolefina en ella. Preferiblemente, una proporción de mezcla de la poliolefina a fibras de poiiamida en la composición de resina de poliolefina con fibras ultra finas de poiiamida dispersas está dentro de una escala desde 5:5 hasta 9:1 (poliolefina:poliamida). Aquí, es preferible que la proporción de mezcla sea 8:2 (poliolef i na: poiiamida) . Preferiblemente, un diámetro de fibra medio de la poiiamida dispersa fibrosamente no es mayor de 1 µ?t?, y una relación de aspecto de la misma está dentro de una escala de 20 a 1000. De acuerdo con la invención, también se proporciona un método para producir una composición de resina de poliolefina, que comprende los pasos de: preparar una composición de resina que incluye al menos una poliolefina, fibras de poiiamida, y un agente enlazante silano; preparar partículas de sílice, y amasar la composición de resina y las partículas de sílice. Preferiblemente, el contenido de las partículas de sílice está dentro de una escala de 1 a 100 partes por peso con relación a 100 partes por peso de la poliolefina en ella. De acuerdo con la invención, también se proporciona un método para producir una composición de resina de poliolefina, que comprende los pasos de: preparar una composición de resina que incluye al menos una poliolefina, un agente enlazante silano, y partículas de sílice: preparar una poliamida; y amasar la composición de resina y la poliamida. De acuerdo con la invención, también se proporciona un método para producir una composición de resina de poliolefina, que comprende los pasos de: preparar una poliolefina, una poliamida, un agente enlazante silano, y partículas de sílice; y amasar la poliolefina, la poliamida, el agente enlazante silano, y las partículas de sílice. En estos casos, es preferible que el contenido de las partículas de sílice esté dentro de una escala de 1 a 60 partes por peso con relación a 100 partes por peso de la poliolefina que contiene. En los métodos anteriores, es preferible que una proporción de mezcla de la poliolefina a las fibras de poliamida en la composición de resina de poliolefina con fibras ultra finas de poliamida dispersas esté dentro de una escala desde 5:5 hasta 9:1 (poliolefina:poliamida). Es preferible adicionalmente que la proporción de mezcla sea de 8:2 (poliolefina:poliamida). En los métodos anteriores, es preferible que el paso de amasado sea realizado con una mezcladora Banbury, amasadora, amasadora extrusora, laminadora abierta, amasadora de un solo tornillo, amasadora de tornillo doble, a una temperatura que sea mayor que el punto de fusión de la poliolefina en 10 grados y sea menor que el punto de fusión de la poliamida o de las fibras de poliamida. En comparación con una composición de resina constituida por la poliolefina, las fibras de poliamida y el agente enlazante silano, la composición de resina de poliolefina de la invención proporciona resistencia mejorada a la abrasión, retardación de llama, fortaleza y elasticidad. A pesar de que no está claro, el mecanismo de acción de la composición de resina adicional puede considerarse como se muestra en la figura 1. Cuando la mezcla de poliolefina PO y poliamida PA, agente enlazante silano C y partículas de sílice S es mezclada con la resina base, entonces los componentes constituyentes de la mezcla pueden recibir el historial de calor y el historial de presión, y, además de los enlaces formados entre la parte modificada con silano de la poliolefina PO con el agente enlazante silano C y el hidrógeno del enlace amido de las fibras de poliamida PA, se puede formar enlaces adicionales de la parte modificada con silano de la poliolefina PO con las partículas de sílice S.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los objetos y ventajas anteriores de la presente invención se volverán más evidentes describiendo en detalle modalidades preferidas de la misma, con referencia a los dibujos anexos, en donde : La figura 1 es una vista conceptua l q ue muestra la presunta acción y mecan ismo de u na composición de resina de poliolefina de la inve nción; y Las fig uras 2A a 2C son vistas esquemáticas que muestran un método para evaluar la resistencia a la abrasión en los ejemplos q ue incluyen la composición de resina de poliolefina de la i nvención .

M EJOR FORMA PARA LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN La composición de resina de pol iolefina de acuerdo con la invención y un método para prod ucirla, serán descritos más adelante en detalle. No definida específicamente, la resina de poliolefina para uso en la invención preferiblemente es una que tiene un punto de fusión que está entre 80 y 250°C. Los ejemplos preferidos de la resina de este tipo son un homopol ímero y un copolímero de olefina que tienen de 2 a 8 átomos de carbono, un copolímero de olefina q ue tiene de 2 a 8 átomos de carbono con ácido acrílico o su éster, u n copol ímero de olefina que tiene de 2 a 8 átomos de carbono con ácido metacrílico o su éster, y un copol ímero de olefina que tiene de 2 a 8 átomos de carbono con un compuesto de vinilsilano. Los ejemplos específicos de la resina son polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad , polietileno lineal de baja densidad, polipropileno, copolímero en bloque de etileno y propileno, copolímero aleatorio de etileno y propileno, poli-4-met¡lpenteno-1 , polibuteno-1 , polihexeno-1 , copolímero de etileno y acetato de vinilo, copolímero de etileno y alcohol vinílico, copolímero de etileno y ácido acrílico, copolímero de etileno y acrilato de metilo, copolímero de etileno y acrilato de etilo, copolímero de etileno y acrilato de propilo, copolímero de etileno y acrilato de butilo, copolímero de etileno y acrilato de 2-etilhexilo, copolímero de etileno y acrilato de hidroxietilo, copolímero de etileno y viniltrimetoxisilano, copolímero de etileno y viniltrietoxisilano, copolímero de etileno y vinilsilano. También son preferidas para su uso en la presente, las halogenopoliolefinas tales como cloruro de polietileno, bromuro de polietileno, polietileno clorosulfonado. De éstos, son especialmente preferidos el polietileno de alta densidad (HDPE, según siglas en inglés de High Density Polyethilene), polietileno de baja densidad (LDPE, según siglas en inglés de Low Density Polyethilene), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE, según siglas en inglés de Linear Low Density Polyethilene), polipropileno (PP), copolímero en bloque de etileno y polipropileno (EPBC, según siglas en inglés de Ethylene Propylene Block Copolymer), copolímero aleatorio de etileno y propileno (EPRC, según siglas en inglés de Ethylene Propylene Random Copolymer), copolímero de etileno y acetato de vinilo (EVA, según siglas en inglés de Etylene Vinilacetate Alcohol), copolímero de etileno y acrilato de etilo (EEA, según siglas en inglés de Ethylene Ethyl Acrilate) y copolímero de etileno y alcohol vinílico, y más preferidos son aquellos que tienen un índice de flujo fundido (MFI, según siglas en inglés de Melt Flow Index) que está entre 0.2 y 50 g/10 min. Uno o más de estos se puede usar en la presente, ya sea solo o combinado. También no definida específicamente, ia poliamida para uso en la invención, es una poliamida termoplástica que tiene un grupo amida en su cadena principal (ésta se denominará en lo sucesivo como "poliamida") y que tiene un punto de fusión que está entre 135 y 350eC y es mayor en al menos 20eC que el punto de fusión de la poliolefina. Preferiblemente, la poliamida tiene un punto de fusión que está entre 160 y 265°C. También preferiblemente, la poliamida de este tipo puede dar fibras robustas mediante extrusión y estiramiento. Ejemplos específicos de la poliamida son nylon 6, nylon 66, copolímero de nylon 6 y nylon 66, nylon 610, nylon 46, nylon 11, nylon 12, nylon MXD6, policondensado de xililenodiamima y ácido adípico, policondensado de xililenodiamima y ácido pimélico, policondensado de xililenodiamina y ácido subérico, policondensado de xililenodiamima y ácido acelaico, policondensado de xililenodiamina y ácido sebácico, policondensado de tetremetilenodiamina y ácido tereftálico, policondensado de hexametilenodiamina y ácido tereftálico, policondensado de octametilenodiamina y ácido tereftálico, policondensado de trimetilhexametilenodiamina y ácido tereftálico, policondensado de decametilenodiamina y ácido tereftálico, policondensado de undecametilenodiamina y ácido tereftálico, policondensado de dodecametilenodiamina y ácido tereftálico, policondensado de tetrametilenodiamina y ácido isoftálico, policondensado de hexametilenodiamina y ácido isoftálico, policondensado de octametilenodiamina y ácido isoftálico, policondensado de trimetilhexametilenodiamina y ácido isoftálico, policondensado de decametilenodiamina y ácido isoftálico, policondensado de undecametilenodiamina y ácido Isoftálico, y policondensado de dodecametilenodiamina y ácido isoftálico. De estas poliamidas, los ejemplos especialmente preferidos son nylon 6 (PAB), nylon 66 (PA66), nylon 12 (PA12), copolímero de nylon 6 y nylon 66. Una o más de estas pueden usarse en la presente invención. Preferiblemente, estas poliamidas tienen un peso molecular que está entre 10,000 y 200,000. El agente enlazante silano para uso en la invención no está definido específicamente. Sus ejemplos específicos son viniltrimetoxisilano, viniltrieoxisilano, viniltris(p-metoxietoxi)silano, viniltriacetilsilano, ?-metacriloxipropiltrimetoxisilano, ß-(3,4-epoxiciclohexil)etiltrimetoxisilano, ?-glicidoxipropiltrimetoxisilano, ?-glicidoxipropilmetildimetoxtsiláno, ?-glicidoxipropilmetildietoxisilano, ?-glicidoxipropiletildimetoxisilano, ?-glicidoxipropiletildietoxisilano, N-p-(aminoetil)aminopropiltrimetoxisilano, N-p-(aminoetil)amino-propiltrietoxisilano, N- -(aminoetil)aminopropilmetildimetoxisilano, N-p-(aminoetil)aminopropiletildimetoxisilano, N-p-(aminoetil)amino- propilmetildietoxisilano, N- -(aminoetil)amino-propiletildietoxisilano, aminopropiletoxisilano, N-fenil-y-aminopropiltrimetoxisilano, y-[(cloruro de N-(P-metacriloxietil)-N,N- dimetilamonio)]propil-metoxisilano, y estirildiaminosilano. De los anteriores, son especialmente preferidos aquellos que tienen un grupo que se reemplaza fácilmente tomando el átomo de hidrógeno de un grupo alcoxi y/o de un grupo polar, y un grupo vinilo. La cantidad del agente enlazante silano que va a estar en la composición preferiblemente es de 0.1 a 5.5 partes por peso, más preferiblemente de 0.2 a 3.0 partes por peso con relación a 100 partes por peso del total del componente de poliolefina y el componente poliamida en ella (cuando se mezcla sílice con los componentes todos a la vez, la cantidad del agente enlazante silano puede ser desde 0.1 hasta 8.0 partes por peso, preferiblemente desde 0.2 hasta 4.0 partes por peso; pero cuando se añade sílice de último a la composición de resina, entonces la cantidad del agente enlazante silano puede ser desde 0.1 hasta 5.5 partes por peso y el sílice puede procesarse por enlace silano). Si la cantidad de agente enlazante silano es menor que 0.1 partes por peso, entonces la resistencia a la abrasión, la retardación de llama y la fortaleza de la composición no podrán ser altas, pero si la cantidad del agente enlazante silano es mayor que 5.5 partes por peso, entonces la elasticidad de la composición no podrá ser alta. Si la cantidad del agente enlazante silano es menor que 0.1 partes por peso, entonces no podrá formarse un enlace firme entre el componente poliolefina, el componente poliamida y las partículas de sílice, y la fortaleza de la composición no podrá ser alta. Por otro lado, si la cantidad del agente enlazante silano es mayor que 5:5 partes por peso, entonces el componente poliamida no podrá formar buenas fibras finas y por lo tanto, la elasticidad de la composición será deficiente. Se puede usar un peróxido orgánico junto con el agente enlazante silano. Cuando se usa un peróxido orgánico junto con él, entonces pueden formarse radicales en las cadenas moleculares del componente poliolefina y ellas pueden reaccionar con el agente enlazante silano para promover la reacción del componente poliolefina y el agente enlazante silano. La cantidad del peróxido orgánico a ser usada puede ser desde 0.01 hasta 1.0 parte por peso con relación a 100 partes por peso del componente poliolefina. Preferiblemente, la temperatura del periodo de vida media de un minuto del peróxido orgánico es la misma que la más alta del punto de fusión del componente poliolefina o el punto de fusión del agente enlazante silano, o es más alta en alrededor de 30°C que esa temperatura. Concretamente, la temperatura para el periodo de vida medio de un minuto del peróxido orgánico, preferiblemente está entre 110 y 200°C o similar. Los ejemplos específicos del peróxido orgánico son peróxido de di-ot-cumilo, 1 ,1 -di-t-butilperoxi-3,3,5-trimetílciclohexano, 1 ,1-di-t-butilperoxiciclohexano, 2,2-di-t-butilperoxi butano, n-butil-4,4-di-t-butilperoxivalerato, 2,2-bis(4,4-di-t-butilperoxiciclohexano)propano, neodecanoato de 2,2,4- trimetilpentilperoxi, neodecanoato de a-cumilperoxi, neohexanoato de t-butilperoxi, pivalato de t-butilperoxi, acetato de t-but¡lperox¡, laurato de t-butilperoxi, benzoato de t-butilperoxi, isoftalato de t-butilperoxi. Sobre todo, se prefieren aquellos cuya temperatura para el periodo de vida media de un minuto está entre una temperatura a la cual son fundidos y mezclados los componentes, y una temperatura más alta en alrededor de 30°C que la temperatura de fusión y mezcla, concretamente la temperatura para el periodo de vida media de un minuto de los mismos preferiblemente está entre 80 y 260°C, aproximadamente. Las partículas de sílice para uso en la invención (incluyendo las procesadas con agente enlazante, las formadas mediante CVD y las sujetas a tratamiento de superficie con agente para tratamiento de superficie) no están definidas específicamente. Preferiblemente, su tamaño de partícula está entre 1 nm y 100 µ?t?, más preferiblemente entre 1 nm y 100 nm. También no definido específicamente, el contenido de partículas de sílice para la composición de resina de poliolefina con fibras ultra finas dispersas preferiblemente es desde 1 hasta 100 partes por peso, más preferiblemente desde 1 hasta 60 partes por peso con relación a 100 partes por peso de la composición de resina de poliolefina. Si la cantidad es mayor que 60 partes por peso, la fortaleza de la composición no puede ser alta. Si, por otra parte, la cantidad es menor que 1 parte por peso, la parte de enlace de hidrógeno entre el agente enlazante silano y las partículas de sílice será insatisfactoria y la composición no podrá tener la resistencia a la abrasión y fortaleza pretendidas. De hecho, sin embargo, la cantidad preferida de las partículas de sílice varia dependiendo de la condición de amasado al preparar la composición de resina de poliolefina de la invención, y por lo tanto será determinada apropiadamente antes de que se amasen los componentes constituyentes. Al menos todo el componente poliamida en la composición de resina de poliolefina de la invención forma fibras finas que están dispersas uniformemente en la matriz de la composición. Concretamente, al menos 70 por ciento por peso, preferiblemente al menos 80 por ciento por peso , más preferiblemente al menos 90 por ciento por peso del componente poliamida forma fibras finas que están dispersas uniformemente en la matriz. Preferiblemente, el diámetro de fibra medio de las fibras del componente poliamida es a lo sumo de 1 µ?p, y la longitud de fibra media de las mismas es a lo sumo de 100 µp?. También preferiblemente, la proporción de aspecto (proporción de longitud de fibra / diámetro de fibra) de las fibras está entre 20 y 1,000. El componente poliolefina se enlaza al componente poliamida en su interfaz. A pesar de que no está definida específicamente, la proporción de mezcla del componente poliolefina al componente poliamida en la composición de resina de poliolefina de la invención, preferiblemente está entre 5:5 y 9:1 (poliolefina:poliamida) y más preferiblemente es de 8:2 (poliolefina:poliamida). Si la proporción de mezcla del componente polioiefina es menor que 5, es desfavorable, dado que la elongación de la composición será menor. Si la proporción de mezcla del componente poliamida es menor que 1, la elasticidad y la fortaleza de la composición no podrán ser altas, pero si es mayor que 5, la elongación de los artículos formados a partir de la composición será deficiente. A continuación se describe un método para producir la composición de resina de polioiefina de la invención. El método para producir la composición de resina de polioiefina con fibras de poliamida ultra finas incluye las siguientes dos formas: (A) Se prepara previamente una composición de resina que comprende una polioiefina, fibras de poliamida y un agente enlazante silano y se mezcla con partículas de sílice. (B) Se amasa una polioiefina, una poliamida, un agente enlazante silano y partículas de sílice. A pesar de que no está específicamente definido, el método para preparar la composición de resina que incluye una polioiefina, fibras de poliamida y un agente enlazante silano en el modo (A) comprende, por ejemplo, los siguientes pasos: (A1) Amasar por fusión una polioiefina (componente 1) y un agente enlazante silano (componente 2) para modificar químicamente el componente 1; (A2) Amasar por fusión una poliamida (componente 3) con el componente 1 que ha sido modificado químicamente con el componente 2, a una temperatura no menor que el punto de fusión del componente 3; (A3) Amasar por fusión, modificar químicamente y extruir, el componente de poliamida 3 con el componente 1 que ha sido modificado químicamente con el componente 2 a una temperatura no inferior al punto de fusión del componente 3; (A4) Estirar o laminar el extruido modificado químicamente y amasado por fusión, a una temperatura no menor que el punto de fusión del componente 1 pero no mayor que el punto de fusión del componente 3 con estiraje; (A5) Enfriar la composición estirada o laminada a temperatura ambiente y granularla; y (A6) Añadir opcionalmente un componente 1 de poliolefina remanente a los gránulos, y adicionalmente amasarlos por fusión a una temperatura no mayor que el punto de fusión del componente 3, enfriarlos y granularlos. El paso (A1) se describirá a continuación. La temperatura para amasado por fusión no es menor que el punto de fusión del componente 1, sino que preferiblemente es mayor en 30°C que el punto de fusión. Cuando los dos están amasados por fusión a una temperatura más alta en 30°C que el punto de fusión del componente 1, entonces el componente 1 reacciona con el componente 2 y es modificado químicamente por el componente 2. El amasado por fusión de ellos se puede efectuar en cualquier dispositivo ordinario usado generalmente para amasar resina o goma. El dispositivo incluye, por ejemplo, mezcladora Banbury, amasadora, amasadora extrusora, laminadora abierta, amasadora de un solo tornillo, amasadora de tornillo doble. De estos dispositivos, el más preferido es una amasadora de tornillo doble dado que puede lograr amasado por fusión continuo dentro de un corto periodo de tiempo (lo mismo debe aplicar a los pasos mencionados más adelante). A continuación se describirá el paso (A2). La temperatura de amasado por fusión no es más baja que el punto de fusión del componente 3, sino que preferiblemente es más alta en 10° que el punto de fusión. Si la temperatura de amasado por fusión es más baja que el punto de fusión del componente 3, los componentes no se podrán amasar y no podrán ser dispersados fibrosamente. Por lo tanto, ellos se amasan por fusión a una temperatura más alta que el punto de fusión, especialmente preferible más alta en 20°C que el punto de fusión del componente 3. A continuación se describirá el paso (A3). La mezcla amasada obtenida en el paso se extruye a través de una hilera o a través de una boquilla de extrusora o boquilla T. El hilado y extrusión de la mezcla deben efectuarse a una temperatura más alta que el punto de fusión del componente 3. Concretamente, es deseable que la operación se efectúe a una temperatura mayor en 30°C que el punto de fusión del componente 3. Aún cuando la operación de amasado por fusión de la mezcla se efectúe a una temperatura más baja que el punto de fusión del componente 3, la mezcla amasada no podría tener una estructura de fibras finas del componente 3 dispersadas en la matriz del componente 1. De acuerdo con esto, aún cuando la mezcla amasada de este tipo esté hilada y estirada, el componente 3 no podrá formar fibras finas. A continuación se describirá el paso (A4). El producto extruido, similar a cuerda o similar a hilo, se enfría, estira o lamina continuamente. El enfriamiento del producto fibroso seguido por estiramiento o laminado es efectuado a una temperatura menor en 10°C que el punto de fusión del componente 3. El estiramiento y laminado le da robustez a las fibras, y el tratamiento es favorable dedo que la composición de resina con reforzada con fibras producida de esta manera puede tener mejores propiedades. El tratamiento de estiramiento o laminado se puede efectuar, por ejemplo, extruyendo la mezcla amasada a través de una hilera para hilarla en un producto similar a cuerda o similar a hilo, luego enrollándola en una bobina con estiraje. Si se desea, puede ser granulada. El estiraje del producto fibroso como se menciona aquí, significa que la velocidad de enrollado del producto es mayor que la velocidad con la que pasa a través de una hilera. Preferiblemente, la razón de velocidad de enrollado / velocidad de hilera (razón de estiraje) está entre 1.5 y 100, más preferiblemente entre 2 y 50, aún más preferible entre 3 y 30. A continuación se describirá el paso (A5). La composición de resina de poliolefina reforzada con fibra de poliamida preferiblemente está en forma de gránulos, dado que cualquier componente de resina o goma adicional puede añadírsele y amasarse uniformemente con ella. La composición de resina granulada puede ser amasada uniformemente con esta goma o resina adicional, y puede dar fácilmente una composición de resina reforzada con fibra de poliamida con fibras finas dispersas uniformemente en ella. A pesar de que se describieron en forma separada anteriormente en la presente solicitud, los pasos respectivos pueden ser combinados en un proceso continuo para ser efectuado en una amasadora de tornillo doble que tenga una pluralidad de puertos de suministro cada uno alimentando uno de los componentes respectivos y un peróxido o similar en la amasadora, y que tenga una pluralidad de zonas de amasado cada una correspondiente a uno de los puertos de' suministro. Incluyendo los pasos así combinados, el proceso es más económico, estable y seguro. El método de amasado de la composición de resina que contiene una poliolefina, fibras de poliamida y un agente enlazante silano, con partículas de sílice, no está definido específicamente. Por ejemplo, los gránulos de la composición de resina que contiene una poliolefina, fibras de poliamida y un agente enlazante silano (componente 4) pueden ser amasados térmicamente con partículas de sílice (componente 5) en una mezcladora Banbury, amasadora, amasadora extrusora, laminadora abierta, amasadora de un solo tornillo, amasadora de tornillo doble, a una temperatura más alta en 10°C que el punto de fusión de la poliolefina pero no más alta que el punto de fusión de la poliamida. Se presume que puede formarse un enlace de hidrógeno entre el componente 5 y el agente enlazante silano en el componente 4 mediante la operación de amasado térmico anterior. La mezcla amasada térmicamente preferiblemente es extruida, estirada o laminada, y granulada. El método para producir la composición de resina que contiene una poliolefina, fibras de poliamida, un agente enlazante silano y partículas de sílice en el modo de producción (B) no está definido específicamente. Por ejemplo, comprende los siguientes pasos: (B1) Amasar por fusión una poliolefina (componente 1) con un enlazante silano (componente 2) y partículas de sílice (componente 5) para modificar químicamente el componente 1. (B2) Amasar por fusión una poliamida (componente 3) con el componente 1 que ha sido modificado químicamente con el componente 2, a una temperatura no más baja que el punto de fusión del componente 3; (B3) Amasar por fusión, modificar químicamente y extruir el componente poliamida 3 con el componente 1 que ha sido modificado químicamente con el componente 2 a una temperatura no inferior que el punto de fusión del componente 3. (B4) estirar o laminar el extruido amasado por fusión y modificado químicamente a una temperatura no más baja que el punto de fusión del componente 1 pero no más alta que el punto de fusión del componente 3 con estiraje en la laminadora; (B5) enfriar la composición estirada o laminada hasta temperatura ambiente y granularla; y (B6) añadir opcionalmente un componente 1 de poliolefina remanente a los granulos, y adicionalmente amasarlos por fusión a una temperatura no más alta que el punto de fusión del componente 3, enfriarlos y granularlos. A continuación se describe el paso (B1). La temperatura de amasado por fusión no es más baja que el punto de fusión del componente 1, sino que preferiblemente es más alta en 30°C que el punto de fusión, cuando los componentes son amasados por fusión a una temperatura más alta en 30°C que el punto de fusión del componente 1, entonces el componente 1 reacciona con el componente 2 y es modificado químicamente por el componente 2. El amasado por fusión puede efectuarse en cualquier dispositivo ordinario usado generalmente para amasar resina o goma. El dispositivo incluye, por ejemplo, mezcladora Banbury, amasadora, amasadora extrusora, laminadora abierta, amasadora de un solo tornillo, amasadora de tornillo doble mientras pueda lograr amasado por fusión continuo dentro de un corto periodo de tiempo (lo mismo debe aplicarse a los pasos mencionados más adelante). A continuación sé describirá el paso (B2). La temperatura para el amasado por fusión no es más baja que el punto de fusión del componente 3, sino que preferiblemente es más alta en 10°C que el punto de fusión. Si la temperatura de amasado por fusión es menor que el punto de fusión del componente 3, los componentes no pueden ser amasados y no pueden ser dispersados fibrosamente. Por lo tanto, ellos se amasan por fusión a una temperatura más alta que el punto de fusión, especialmente preferiblemente más alta en 20°C que el punto de fusión del componente 3. A continuación se describirá el paso (B3). La mezcla amasada obtenida en el paso es extruida a través de una hilera o a través de una boquilla de inflación o boquilla R. El hilado y extruido de la mezcla debe efectuarse a una temperatura más alta que el punto de fusión del componente 3. Concretamente, es deseable que la operación se efectúe a una temperatura más alta en 30°C que el punto de fusión del componente 3. Aún cuando la operación de amasado por fusión de la mezcla fuera efectuada a una temperatura más baja que el punto de fusión del componente 3, la mezcla amasada no podría tener una estructura de fibras finas del componente 3 dispersas en la matriz del componente 1. De acuerdo con esto, aún cuando la mezcla amasada de este tipo esté hilada y estirada, el componente 3 no podría formar fibras finas. A continuación se describirá el paso (B4). El producto extruido, similar a cuerda o similar a hilo se enfría, estira o lamina continuamente. El enfriado del producto fibroso seguido por estiramiento o laminación se efectúa a una temperatura más baja en 10°C que el punto de fusión del componente 3. El estirado y laminación le da al producto fibras más robustas, y el tratamiento es favorable dado que la composición de resina reforzada con fibra así producida puede tener mejores propiedades. El estiramiento o tratamiento de laminado, puede ser efectuado, por ejemplo, extruyendo la mezcla amasada a través de una hilera para hilarla en un producto similar a cuerda o similar a hilo, seguido por enrollado del mismo alrededor de una bobina con estiraje. Si se desea, puede ser granulada en gránulos. El estiraje del producto fibroso como se menciona aquí, significa que la velocidad de enrollado del producto es más alta que la velocidad con que el mismo pasa a través de una hilera. Preferiblemente, la razón de velocidad de enrollado / velocidad de la hilera (razón de estiraje) está entre 1.5 y 100, más preferiblemente entre 2 y 50, aún más preferible entre 3 y 30. A continuación se describirá el paso (B5).La composición de resina de poliolefina reforzada con fibra de poliamida preferiblemente está en forma de gránulos, dado que se le puede añadir cualquier componente de resina o goma adicional, y se puede amasar uniformemente con ellos. La composición de resina granulada puede ser amasada uniformemente con esta goma o resina adicional, y puede dar fácilmente una composición de resina reforzada con fibra de poliamida con fibras finas dispersas uniformemente en ella. A pesar de que se describen por separado anteriormente en la presente, los pasos respectivos pueden ser combinados en un proceso continuo para ser efectuado en una amasadora de tornillo doble que tenga una pluralidad de puertos de suministro, cada uno alimentando uno de los componentes respectivos y un peróxido o similar en la amasadora y con una pluralidad de zonas de amasado cada una correspondiente a uno de los puertos de suministro. Comprendiendo los pasos así combinados, el proceso es más económico, estable y seguro. Amasado térmicamente en la forma anterior, el componente 1 reacciona con el componente 2 y por ello es modificado químicamente con éste último, y las fibras finas del componente 3 están dispersas en la matriz del componente 1. Como puede ser el caso, las fibras con cercimientos filamentosos del componente 1 que son más finas que las fibras finas del componente 3 pueden estar formadas sobre las superficies de las fibras del componente 3. En ésta modalidad, el componente 3 es modificado también con el componente 2. Se presume que el componente 5 puede enlazarse químicamente con el componente 1 y el componente 3 como sus partes que han sido modificadas químicamente con el componente 2 para así entrecruzar parcialmente el componente 1 y el componente 3. La fracción gel de esta modalidad con el componente 5 añadido a ella es más alta que la del otro caso que no contiene el componente 5. Para ese efecto, el componente 5 mejora diversas propiedades de la composición de resina. Aparté de los componentes anteriores, la composición de resina de poliolefina de la invención puede contener cualquiera de varios agentes auxiliares tales como negro de carbón, carbón blanco, carbonato de calcio activado, partículas ultra finas de silicato de magnesio, hidróxido de magnesio, ferrita, zeolita, resina de estireno superior, resina fenólica, lignina, resina de melamina modificada, resina de croman-indeno, resina de petróleo, rellenadores varios, tales como carbonato de calcio, carbonato de magnesio básico, arcilla, talco, mica, flor de cinc, montmorilonita, wolastonita, sulfato de bario, diversos estabilizadores de, por ejemplo, amina-aldehidos, amina-cetonas, aminas, fenoles, imidazoles, antioxidantes que contienen azufre, antioxidantes que contiene fósforo, y diversos pigmentos. La invención está descrita con referencia a ejemplos numéricos. Sin embargo, la invención no está limitada a ellos. En los siguientes ejemplos y ejemplos comparativos, las propiedades físicas de la composición de resina de poliolefina fueron medidas en la forma mencionada más adelante.

FRACCIÓN GEL Se colocó la composición de resina en un contenedor reticulado de acero inoxidable, y se sumergió en xileno a 120°C durante 24 horas, y luego se midió su peso y se expresó en porcentaje con respecto al peso de la composición de resina no sumergida.

FORMA DE LA FIBRA DESDE EL PUNTO DE MORFOLOGÍA. DISPERSABILIDAD Y DIÁMETRO DE FIBRA MEDIO Se disolvió la composición de resina en xileno, y se sacó su parte fibrosa y luego se lavó. Ésta se observó con un microscopio de barrido electrónico. Cuando las fibras fueron dispersadas, la dispersabilidad de la muestra fue buena. Cuando se agregaron fibras finas o fibras tenues, la dispersabilidad de la muestra no fue buena. En la muestra de buena dispersabilidad, se observaron 200 fibras finas dispersas con el microscopio de barrido electrónico para determinar el diámetro de la fibra. Se promediaron los datos para obtener el diámetro medio de fibra de la muestra.

ESFUERZO TENSIL. ELASTICIDAD TENSIL. ELONGACIÓN Se midió el esfuerzo tensil, la elasticidad tensil y la elongación de la composición de resina de acuerdo con ASTM D636, a una temperatura de 23°C. La velocidad de estiramiento fue de 50 mm/min.

RETARDACIÓN DE LLAMA El índice de oxígeno a 23°C de la composición de resina se obtuvo de acuerdo con JIS K7201-2. El tipo del pedazo de prueba fue IV. (longitud: 80 a 150; ancho: 6.5 ± 0.5, espesor: 3 ± 0.25). Para la ignición de la muestra, se empleó el método A (ignición de superficie del borde superior).

RESISTENCIA A LA ABRASIÓN (RESISTENCIA AL ROCE) Como en la figura 2A, una hoja de muestra 1 (formada para tener un espesor de 0.3 mm) se colocó sobre un dispositivo inferior para hoja 2, y un dispositivo superior para hoja 3 se colocó sobre el dispositivo inferior para hija 2 para fijar la hoja de muestra 1 entre ellos. Así fijada, la hoja de muestra expuesta a través de la ventana del dispositivo superior 3 se procesó en la forma mencionada más adelante. 1) Se metió una cuerda de piano (0 0.45 ± 0.01 mm) en la hoja de muestra 1 en dirección perpendicular a la dirección longitudinal de los dispositivos para hojas, como se muestra en la figura 2C. 2) Se movió la cuerda de piano 4 a 5.5 ± 5 ciclos/min (un ciclo es un movimiento reciprocante) como se muestra en la figura 2B. 3) Se aplicó una carga de 7 ± 0.05 N a la cuerda de piano 4 en movimiento. 4) La longitud de abrasión fue de 15 mm. Se contó la cantidad de los movimientos reciprocantes de la cuerda de piano 4 que alcanzó primero la parte inferior del dispositivo. Se cambió la cuerda de piano 4 por una fresca en cualquier prueba. Una muestra se probó tres veces, y el valor mínimo en las tres pruebas fue la resistencia a la abrasión de la muestra sometida a prueba.

EJEMPLO 1 Se mezclaron 100 partes por peso de una poliolefina (componente 1), polietileno de baja densidad (Ube Industries, Ltd.; F522 con un punto de fusión de 110°C y MFR de 5.0 (g/10 min), con 1.0 parte por peso de un agente enlazante silano (componente 2), ?-metacriloxipropiltrimetilmetoxisilano, 0.5 partes por peso de un antioxidante, Irganox 1010, y 0.5 partes por peso de un peróxido, peróxido de di-a-cumilo (concentración 40%) y se colocaron en una extrusora de doble tornillo de 450, se calentó hasta 170°C, se amasó allí y se granuló para obtener gránulos de polietileno modificados con silano. Todos los gránulos de polietileno modificado con silano así obtenidos, junto con 50 partes por peso de una poliamida (componente 3), nylon 6 (Ube Industries, Ltd.; 1030B con un punto de fusión desde 215 hasta 225°C) y 0.5 partes por peso de Irganox 1010, fueron colocados en una extrusora de tornillo doble equipada con un dado de 3 mm de diámetro y fijada a 235°C, amasados en ella, y extruidos a través del dado en hebras, las cuales luego fueron enfriadas en aire, levantadas con un rodillo regulador de tensión a una tasa de estiraje de 7, estiradas en 1.5 veces entre rodillos de 12.7 cm a temperatura ambiente y granuladas. Los gránulos tuvieron un diámetro de 1 mm y una longitud de 3 mm. Los gránulos fueron procesados en tolueno caliente para disolver el polietileno. La materia insoluble no se pegó a las hojas de agitación, y la suspensión fue uniforme. Observada con un microscopio de barrido electrónico, la materia insoluble formó fibras finas con un diámetro de 0.3 µp?. Todos los gránulos preparados de la forma anterior fueron mezclados con 10 partes por peso de partículas de sílice (componente 5; Nippon Aerosil Co.; Aerosil R972, con un tamaño de partícula de 16 nm, y puesto en un molino de dos rodillos calentado a 140eC), se amasaron allí, se extruyeron para formar una lámina, y se granularon con una granuladora en gránulos de composición de resina de poliolefina.

EJEMPLOS 2 A 5 Se produjeron composiciones de resina de poliolefina de la misma manera que en el ejemplol, para las cuales, sin embargo, la proporción de mezcla del componente 1 con respecto al componente 3 se varió como se indica en la tabla 1 más adelante.

EJEMPLO 6 Todo el polietileno modificado con silano que había sido preparado de la misma manera que en el ejemplo 1, se mezcló con 10 partes por peso de un componente 5, las mismas partículas de sílice que en el ejemplo 1 , y se puso en un molino de dos rodillos calentado a 140°C, se amasó allí, y se granuló para obtener una composición de resi na de pol iolefi n a con pa rtículas de sílice dispersas . De la misma forma q ue en el ejemplo 1 , la composición de resina de pol iolefina con partículas de síl ice d ispersas preparada en lo anterior, se colocó, j u nto con 20 partes por peso del mismo componente 3 que en el ejemplo 1 y 0.5 partes por peso de Irganox 1 010, en una extrusora de tornil lo doble equipada con un cubo de 3 mm de diámetro y fijada a 235°C, se amasó all í y se extruyó a través del cubo en hebras, las cuales luego se enfrió en aire, se levantó con un rodillo regulador de tensión a una tasa de estiraje de 7, se estiró en 1 .5 veces entre rodillos de 12.7 cm a temperatura ambiente, y se granuló para obtener una composición de resina de poliolefina.

EJ EMPLOS 8 A 1 1 Se produjeron composiciones de resina de poliolefina de la misma forma q ue en el ejemplo 4, para las cuales, sin embargo, se varió la cantidad del componente 5, las mismas partículas que en el ejemplo 1 , como se indica en la tabla 1 más adelante.

EJ EMPLO 12 Se produjo una composición de resina de poliolefina de la misma manera que en el ejemplo 3, a la cual, sin embargo, no se le añadió el componente 5, las mismas partículas de sílice del ejemplo 1. Los granulos de composición de resina de poliolefina así obtenidos de acuerdo con la formulación anterior, se amasaron en una amasadora, Brabender Plastograph calentada a 150°C durante 5 minutos, y prensada a 120°C en láminas con un espesor de 2 mm. Se sometió a prueba la fortaleza tensil de las láminas. Los componentes constituyentes y los datos característicos de ios ejemplos 1 a 12 se muestran en la tabla 1 más adelante. En la tabla, los ejemplos 11 y 12 son ejemplos comparativos. Tal como queda claro a partir de la tabla 1, las composiciones de resina de poliolefina que contienen una poliolefina, fibras de poliamida, un agente enlazante silano y partículas de sílice, tienen una fracción gel más alta que aquellas que no contienen alguna de ellas, y se espera que las primeras composiciones tengan buena resistencia a la abrasión y tengan retardación de llama, fortaleza y elasticidad mejoradas. En ia composición de resina de poliolefina de la invención, las fibras finas de poliamida que tienen un diámetro de fibra media de a lo sumo 1µ?t? y las partículas de sílice están dispersas uniformemente en la matriz de poliolefina, y la poliolefina, las fibras de poliamida y las partículas de sílice, se enlazan una con otra por medio del agente enlazante silano. Como resultado, es posible proporcionar una composición de resina de poliolefina con excelente resistencia a ia abrasión y retardación de llama, y en la cual otras propiedades, tales como rigidez y elasticidad están mejoradas. La composición de resina de poliolefina de la invención, puede ser usada preferiblemente para productos industriales tal como está, o como un mezcla madre que sirve como un refuerzo o un modificador para ser añadido a otra resina o goma.

TABLA 1 Ejemplo No. 1 2 3 4 Proporción de Poliolefina:poliamida 5:5 6:4 7:3 8:2 mezcla Partículas de sílice 10 10 10 10 (part. peso) Partículas de sílice se añaden después después después después Dispersibllidad de fibra buena buena buena buena Diámetro medio de fibra 1 1 1 1 (µG?) Valor Fracción gel (%) 63 53 42 19 característico Retardación de flama 20.7 20.4 20.1 19.7 (índice de oxígeno) Fortaleza tensil (Mpa) 28 28 29 20 Elongación (%) 21 30 41 80 Resistencia a la abrasión 380 300 260 240 (número de ciclos) Ejemplo No. 1 2 3 4 Proporción de Poliolefina:poliamida 9:1 8:2 8:2 8:2 mezcla Partículas de sílice 10 10 10 30 (part. peso) Partículas de sílice se añaden antes antes al mismo después tiempo Dispersibilidad de fibra buena buena buena buena Diámetro medio de fibra 1 2 2 1 (µ? ) Valor Fracción gel (%) 23 30 29 44 característico Retardación de flama 19.0 19.7 19.6 19.9 (índice de oxígeno) Fortaleza tensil (Mpa) 18 21 21 19 Elongación (%) 120 86 83 31 Resistencia a la abrasión 210 243 230 310 (número de ciclos) Ejemplo No. 1 2 3 4 Proporción de Poliolefina:poliamida 8:2 8:2 8:2 7:3 mezcla Partículas de sílice 60 100 0 0 (part. peso) Partículas de sílice se añaden después después Dispersibilidad de fibra buena buena buena buena Diámetro medio de fibra 1 1 1 1 (µ??) Valor Fracción gel (%) 52 62 23 35 característico Retardación de flama 20.6 21.8 19.2 19.6 (índice de oxígeno) Fortaleza tensil (Mpa) 20 22 19 28 Elongación (%) 10 8 80 40 Resistencia a la abrasión 420 480 60 80 (número de ciclos)

Claims (18)

REIVINDICACIONES

1. Una composición de resina de poliolefina, que incluye una poliolefina, fibras de poliamida, un agente enlazante silano y partículas de sílice.

2. La composición de resina de poliolefina descrita en la reivindicación 1, caracterizada además porque las fibras de poliamida incluyen partículas de sílice.

3. La composición de resina de poliolefina descrita én la reivindicación 1, caracterizada además porque el contenido de partículas de sílice está dentro de una escala desde 1 hasta 100 partes por peso con relación a 100 partes por peso de la poliolefina en ella.

4. La composición de resina de poliolefina descrita en la reivindicación 1, caracterizada además porque una proporción de mezcla de la poliolefina con respecto a las fibras de poliamida en la composición de resina de poliolefina con fibras ultra finas de poliamida dispersas está dentro de una escala desde 5:5 hasta 9:1 (poliolefina: poliamida).

5. La composición de resina de poliolefina descrita en la reivindicación 4, caracterizada además porque la proporción de mezcla es de 8:2 (poliolefina:poliamida).

6. La composición de resina de poliolefina descrita en la reivindicación 1, caracterizada además porque un diámetro medio de fibra de la poliamida dispersa fibrosamente no es mayor que 1 µ?t?, y una relación de aspecto de las mismas está dentro de una escala desde 20 hasta 1000.

7. Un método para producir una composición de resina de poliolefina, que comprende los pasos de: preparar una composición de resina que incluye el menos una poliolefina, fibras de poliamida, y un agente enlazante silano; preparar partículas de sílice, y amasar la composición de resina y las partículas de sílice.

8. Un método para producir una composición de resina de poliolefina, que comprende los pasos de: preparar una composición de resina que contiene al menos una poliolefina, un agente enlazante silano, y partículas de sílice, preparar una poliamida, y amasar la composición de resina y la poliamida.

9. Un método para producir una composición de resina de poliolefina, que comprende los pasos de: preparar una composición de resina que incluye al menos una poliolefina, un agente enlazante silano y partículas de sílice, y amasar la poliolefina, la poliamida, el agente enlazante silano y las partículas de sílice.

10. El método de producción descrito en la reivindicación 7, caracterizado además porque el contenido de partículas de sílice está dentro de una escala desde 1 hasta 100 partes por peso con relación a 100 partes por peso de la poliolefina en ella.

11. El método de producción descrito en la reivindicación 8, caracterizado además porque el contenido de partículas de sílice está dentro de una escala desde 1 hasta 60 partes por peso con relación a 100 partes por peso de la poliolefina en ella.

12. El método de producción descrito en la reivindicación 9, caracterizado además porque el contenido de partículas de sílice está dentro de una escala desde 1 hasta 60 partes por peso con relación a 100 partes por peso de la poliolefina en ella.

13. El método de producción descrito en la reivindicación 7, caracterizado además porque una proporción de mezcla de la poliolefina con respecto a las fibras de poliamida en la composición de resina de poliolefina con fibras ultra finas de poliamida dispersas está dentro de una escala desde 5:5 hasta 9:1 (poliolefina:poliamida).

14. El método de producción descrito en la reivindicación 13, caracterizado además porque la proporción de mezcla es de 8:2 (poliolefina: poliamida).

15. El método de producción descrito en la reivindicación 8, caracterizado además porque una proporción de mezcla de la poliolefina con respecto a las fibras de poliamida en la composición de resina de poliolefina con fibras ultra finas de poliamida dispersas está dentro de una escala desde 5:5 hasta 9:1 (poliolefina: poliamida).

16. El método de producción descrito en la reivindicación 15, caracterizado además porque la proporción de mezcla es de 8:2 (poliolefina:poliamida).

17. El método de producción descrito en la reivindicación 9, caracterizado además porque una proporción de mezcla de la poliolefina con respecto a las fibras de poliamida en la composición de resina de poliolefina con fibras ultra finas de poliamida dispersas está dentro de una escala desde 5:5 hasta 9:1 (poliolefina: poli amida).

18. El método de producción descrito en la reivindicación 17, caracterizado además porque la proporción de mezcla es de 8:2 (poliolefina: poli amida).