ES2332353T3 - Procedimiento para producir un latex de goma que contiene agua en particulas. - Google Patents
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Abstract
Un látex de goma que contiene agua en partículas, que se obtiene por polimerización de semilla con polímeros de siembra que son hidrófilos e hinchables en un monómero de goma, en donde se usa de 0,1 a 25 partes en peso del polímero de siembra basado en 100 partes en peso del monómero de goma, en donde el peso molecular medio de los polímeros de siembra es de 500 a 4.000, en donde el tamaño de partícula de los polímeros de siembra es de 0,040 a 0,1 µm, en donde la relación de extracción de una sustancia soluble en agua, determinada añadiendo agua a polímeros de siembra secos a veinte veces su cantidad, agitando durante una hora y midiendo la sustancia soluble en agua disuelta por el agua, es de 10 a 100%, y en donde la relación de volumen hinchable, medida por la relación del tamaño de partícula del látex al tamaño de partícula original, es de 3 a 20 veces, dicho tamaño de partícula del látex es el valor obtenido después de añadir un monómero de goma al látex del polímero de siembra en una cantidad que es 50 veces la del polímero de siembra y agitando durante una hora.
Description
Procedimiento para producir un látex de goma que
contiene agua en partículas.
La presente invención se refiere a un látex de
goma que contiene agua en partículas, a un procedimiento para
preparar el mismo y a un modificador de impacto.
Se sabe que para mejorar la resistencia al
impacto de una resina termoplástica, se mezcla un copolímero que
contenga una goma basada en un dieno o una goma basada en acrilato.
Por ejemplo hay un procedimiento descrito en la publicación de la
patente examinada japonesa Nº 39-19035. Los
componentes de la goma son estudiados a fondo para alcanzar mayor
resistencia al impacto. Las sugerencias son, por ejemplo, un método
de aumentar el tamaño de partícula de un componente de la goma
(publicación de la patente examinada japonesa Nº
42-22541/1967) y un método de disminuir la Tg del
componente de una goma (publicación de la patente no examinada
japonesa Nos 2-1763/1990 y
8-100095/1996).
En estos métodos, sin embargo, hay problemas en
que es difícil satisfacer las demandas para mejoras significativas
de la resistencia al impacto, y en que el coste de los materiales de
partida aumenta drásticamente.
Para mejorar la resistencia al impacto de las
resinas termoplásticas tal como la resina de cloruro de vinilo, lo
que juega papeles importantes son la concentración de estrés de un
artículo moldeado y la formación y expansión de huecos en una goma
mezclando los polímeros anteriores (modificadores del impacto). Para
obtener la concentración de estrés, es esencial introducir un
componente de la goma que tenga un módulo elástico
significativamente menor que el de una resina termoplástica. La
formación y expansión de huecos en una goma se espera que
contribuyan intensamente al crecimiento del rendimiento de cizalla
particularmente a que tengan gran absorción de energía en una
prueba de impacto, y a que conduzcan al mejoramiento de la
resistencia al impacto de una resina termoplástica que contiene
goma.
Por tanto, cómo promover la formación y
expansión de huecos en una goma es extremadamente importante en
relación a la respuesta al impacto en un artículo moldeado, por
ejemplo en el estrés. Se considera que la formación y expansión de
huecos en una goma están influidas significativamente por el estado
del entrecruzado de la goma. También, cuando una goma tiene
previamente huecos, hay posibilidad de que los huecos se propaguen
fácilmente bajo estrés.
De forma que se hicieron varias investigaciones
con relación a un nuevo procedimiento para preparar un látex de
goma usado como modificador de impacto que mejore notablemente la
resistencia al impacto de una resina termoplástica. Como resultado,
se ha encontrado un látex de goma que tiene agua en partículas,
obtenido por polimerización de semilla con una pequeña cantidad de
polímero de siembra que es muy hidrófilo e hinchable a monómeros de
la goma.
A saber, la presente invención se refiere a un
látex de goma que contiene agua en partículas, que se obtienen por
polimerización de semilla con polímeros de siembra que son
hidrófilos e hinchables dentro de un monómero de goma.
En el látex de goma anterior, se emplea 0,1 a 25
partes en peso del polímero de siembra basado en 100 partes por peso
de una goma de látex.
En la goma de látex anterior, la relación de
extracción de una substancia soluble en agua a agua es de 10 a 100%
después de añadir agua a los polímeros de siembra secos en cantidad
de veinte veces y agitando durante una hora, y la relación de
volumen del hinchado, medido por la relación del tamaño de una
partícula de látex a un tamaño de partícula original, es de 3 a 20
veces, dicho tamaño de partícula de látex es el valor después de
añadir un monómero de goma al látex del polímero de siembra en una
cantidad de 50 veces el polímero de siembra y agitar durante una
hora.
Preferiblemente, la relación de extracción es de
50 a 100% y la relación de volumen de hinchado es de 5 a 15
veces.
La presente invención también se refiere a un
procedimiento para preparar un látex de goma que contiene agua en
partículas, que se obtiene por polimerización de semilla con
polímeros de siembra que son hidrófilos e hinchables dentro de un
monómero de goma.
En el procedimiento para preparar un látex de
goma, es preferible que la polimerización de semilla se lleve a
cabo por la adición de monómeros continuamente, la relación de
extracción de una sustancia soluble en agua a agua es de 10 a 100%
después de añadir agua a los polímeros de siembra secos en cantidad
de veinte veces y agitar durante una hora, y la relación de volumen
de hinchado, medido por la relación del tamaño de una partícula de
látex a un tamaño de partícula original, es de 3 a 20 veces, el
tamaño de la partícula de látex es el valor después de añadir un
monómero de goma
al látex del polímero de siembra en una cantidad de 50 veces el polímero de siembra y agitar durante una hora.
al látex del polímero de siembra en una cantidad de 50 veces el polímero de siembra y agitar durante una hora.
Preferiblemente, la relación de extracción es de
50 a 100% y la relación de volumen de hinchado es de 5 a 15
veces.
En el procedimiento anterior para preparar el
látex de goma, el polímero de siembra se sintetiza preferiblemente
por polimerización de emulsión con un iniciador soluble en agua.
La presente invención también se refiere a un
modificador de impacto para una resina termoplástica, que se
obtiene por copolimerización de injerto con el látex de goma
anterior.
Hay varios métodos para preparar partículas de
goma con huecos en los campos de los materiales de recubrimiento y
ahorro de peso para plásticos. Por ejemplo, los métodos siguientes
son bien conocidos ("Gosei Latex no Oyo (aplicación de látex
sintético)", Takaaki Sugimura et al., p 285):
(a) Un método en donde se prepara una emulsión
W/O/W, y un monómero se polimeriza en la capa O (O: lipófilo, W:
hidrófilo);
(b) Un método en donde las partículas de la
cubierta del núcleo que tienen un núcleo hinchable se hinchan a la
temperatura de al menos la temperatura de transición vítrea de la
capa de la cubierta para hacer el hueco.
(c) Un método que emplea la polimerización en
dos etapas de polímeros que tienen diferentes parámetros de
solubilidad;
(d) Un método en donde un monómero polimerizable
que contiene un monómero entrecruzable y un monómero hidrófilo, y
una sustancia aceitosa son dispersados muy finos en agua para hacer
una emulsión O/W, y el monómero se polimeriza para eliminar la
sustancia aceitosa; y
(e) Un método que emplea la migración de un
ácido carboxílico copolimerizado en una partícula en condiciones
ácidas o alcalinas en la partícula.
\vskip1.000000\baselineskip
El procedimiento para preparar un látex de goma
que contiene agua en partículas de la presente invención difiere de
estos métodos. El procedimiento es preparar un látex que tiene
huecos llenos de agua a través del progreso de la polimerización
por polimerización de semilla con una pequeña cantidad de polímero
de siembra que es muy hidrófilo e hinchable para que se prepare el
monómero de goma. Es posible confirmar el estado en que esa agua
está contenida en las partículas de la goma y que hay huecos en el
látex empotrando un látex de goma en una resina epoxi y similares,
y después según la observación de TEM por teñido con tetróxido de
rutenio y similares. Además, la relación de huecos puede calcularse
midiendo exactamente el tamaño de partícula de un látex de goma por
Microtrac UPA (analizador de partículas ultrafino) y similares, y
después midiendo la fuerza de dispersión de la luz del mismo látex
de goma.
Puede obtenerse gran resistencia al impacto
preparando un copolímero de injerto que contenga goma con un
monómero por polimerización de injerto o similar, lo que genera un
polímero compatible con las resinas termoplásticas, dentro del
látex de goma que contiene agua en partículas obtenido en la
presente invención, y después mezclándolo con una resina
termoplástica y moldeando la misma.
El polímero de siembra usado en la presente
invención puede prepararse por una polimerización de emulsión
corriente, pero el método de síntesis no está particularmente
limitado. El polímero de siembra no está limitado a una goma tal
como goma de acrilato de butilo o goma de butadieno, sino que no hay
problemas cuando se usa un polímero duro tal como un acrilato de
butilo-copolímero de estireno o
estireno-copolímero de acrilonitrilo. Sin embargo,
se requiere que sea muy hinchable para el monómero generado en el
paso siguiente y que sea muy hidrófilo incorporando agua dentro de
las partículas.
En un método para mejorar la propiedad de
hinchado del polímero de siembra para un monómero de goma, es
importante hacer al principio la polaridad adecuada para el
monómero de goma. Entonces es posible disminuir el peso molecular
del polímero de siembra en un grado notable usando un agente de
transferencia de cadena, seleccionando una temperatura de
polimerización alta y añadiendo una gran cantidad de iniciador.
Métodos eficaces para proporcionar propiedades
hidrófilas al polímero de siembra incluyen, (a) un método que usa
un monómero hidrófilo para el polímero de siembra, (b) un método que
introduce un grupo terminal iniciador muy hidrófilo (c) un método
que disminuye el peso molecular del polímero de siembra usando un
agente de transferencia de cadena, particularmente en una gran
cantidad, seleccionando una temperatura de polimerización alta y
añadiendo una gran cantidad de iniciador.
Ejemplos del monómero usado para polímero de
siembra de la presente invención incluyen los monómeros hidrófilos
anteriores, acrilatos de alquilo, metacrilatos de alquilo y
similares. Específicamente son acrilato de metilo, metacrilato de
metilo y similares. Los monómeros que tienen temperaturas bajas de
reblandecimiento son preferibles desde el punto de vista de mejorar
la propiedad de hinchamiento en el monómero de goma.
El iniciador del polímero de siembra incluye
preferiblemente, iniciadores solubles en agua muy hidrófilos. Los
ejemplos típicos de iniciadores solubles en agua muy hidrófilos son
el persulfato potásico y el persulfato amónico. La cantidad de
iniciador es preferiblemente de 0,1 a 1 partes en peso, y más
preferiblemente de 0,3 a 0,7 partes en peso basado en 100 partes en
peso del monómero usado para el polímero de siembra.
Desde el punto de vista de impartir
hidrofilicidad, es preferible sintetizar el polímero de siembra de
la presente invención según la polimerización por emulsión usando
el iniciador soluble en agua anterior. La temperatura de
polimerización es preferiblemente de 40 a 80ºC, y más
preferiblemente de 50 a 70ºC. Cuando la temperatura de
polimerización es mayor de 80ºC, hay una tendencia a que se genere
intensivamente calor de la polimerización, de modo que la
temperatura de polimerización sea difícil de controlar. Cuando es
más baja de 40ºC, la polimerización tiende a ser difícil. El límite
más bajo de la temperatura de polimerización es 40ºC,
preferiblemente 50ºC, mientras que el límite superior de la
temperatura de polimerización es 80ºC, preferiblemente 75ºC.
Ejemplos de agentes de transferencia de cadena
incluyen mercaptanos tales como mercaptano de
n-dodecilo y mercaptano de
t-dodecilo.
El peso molecular medio del polímero de siembra
es de 500 a 4.000. Cuando es menor de 500, la síntesis tiende a ser
difícil. Cuando es más de 4.000, la propiedad de hinchado tiende a
decrecer. El límite más bajo del peso molecular medio es 500,
preferiblemente 800. El límite superior del peso molecular medio es
4.000, preferiblemente 2.000.
El tamaño medio de partícula del polímero de
siembra es de 0,040 a 0,1 \mum. Cuando es menor de 0,040 \mum,
la síntesis del mismo tiende a ser difícil. Cuando es mayor de 0,1
\mum, la propiedad de hinchado tiende a decrecer. El límite más
bajo del tamaño medio de partícula es 0,040 \mum, preferiblemente
0,045 \mum. El límite superior del tamaño medio de partícula es
0,1 \mum, preferiblemente 0,08 \mum.
El índice estándar para la propiedad de
hidrofilicidad del polímero de siembra de la presente invención es
la relación de extracción de una sustancia soluble en agua a agua
después de añadir agua a los polímeros de siembra secos en cantidad
de veinte veces y agitar durante una hora. La relación de extracción
de una sustancia soluble en agua a agua es de 10 a 100%. Cuando es
menor del 10%, hay una tendencia a que la relación de hueco del
látex de goma no aumente. El límite más bajo de la relación de
extracción es de 10%, y más preferiblemente 50%.
El índice estándar para la propiedad de
hinchamiento del polímero de siembra a monómero de goma de la
presente invención es la relación de volumen de hinchado medido a
partir de la relación del tamaño de partícula de látex a un tamaño
de partícula original, dicho tamaño de partícula de látex es el
valor después de añadir un monómero de goma al látex del polímero
de siembra en una cantidad de 50 veces el polímero de siembra y
agitar durante una hora. La relación del volumen del hinchado es de
3 a 20 veces en la presente invención. Cuando es menos de 3 veces o
más de 20 veces, hay una tendencia a que la relación de hueco del
látex de goma no aumente. El límite superior del volumen de
hinchado es 20 veces, preferiblemente 15 veces, mientras que el
límite inferior del volumen de hinchado es 3 veces, preferiblemente
5 veces.
La cantidad de polímero de semilla en el látex
de goma es de 0,1 a 25 partes en peso basada en 100 partes en peso
de la goma de látex. Cuando es menor de 0,1 partes en peso, hay una
tendencia a que la fuerza de impacto del articulo moldeado no se
mejore debido al colapso del copolímero de injerto en el moldeado.
Cuando es más de 25 partes en peso, hay una tendencia a que la
fuerza de impacto del artículo moldeado no sea mejorada debido a
que la goma es curada a relaciones de concentración de estrés
menores. El límite superior de la cantidad de polímero de siembra
es 25 partes en peso, y preferiblemente 10 partes en peso, mientras
que el límite inferior de la cantidad de polímero de siembra es de
0,1 partes en peso, y preferiblemente 1 parte en peso.
El procedimiento de polimerización de semilla y
las condiciones se muestran a continuación.
Cualquier elastómero de goma puede usarse para
el componente de la goma para el látex de goma de la presente
invención siempre que la temperatura de transición vítrea del mismo
sea como mucho 0ºC. El límite superior de la temperatura de
transición vítrea es 0ºC, más preferiblemente -20ºC, ya que se
requiere que el módulo elástico del mismo sea significativamente
más bajo que el de una resina de matriz. Ejemplos de gomas que
satisfacen estas condiciones son gomas de dieno, gomas acrílicas,
gomas de silicona y gomas de olefinas, pero la goma no está
limitada a las mismas. Específicamente, los ejemplos de goma de
dieno son una goma de butadieno, una goma de
estireno-butadieno, una goma de
acrilonitrilo-butadieno y similares. Ejemplos de
goma de acrílico son una goma de butilacrilato, una goma de
butadieno-acrilato de butilo, una goma de
2-etilhexilacrilato-acrilato de
butilo y similares. Ejemplos de goma de silicona son una goma de
polidimetilsiloxano y similares. Ejemplos de la goma de olefina son
una goma de etileno-propileno, una goma de
etileno-propileno-dieno y
similares.
El agente de entrecruzamiento usado para la
polimerización de la goma previene que la partícula de goma colapse
en piezas más pequeñas en el moldeo. Cuando una cantidad del mismo
es demasiado grande, no colapsa en absoluto en el moldeo, pero los
huecos no se expanden fácilmente en el impacto (bajo estrés) y no
hay aumento notable de la fuerza de impacto del artículo moldeado
final. Los ejemplos de monómero de entrecruzamiento son el
metacrilato de alilo, divinilbenceno, ftalato de dialilo,
dimetacrilato de polietilenglicol, dimetacrilato de
1,3-butilenglicol, dimetacrilato de etilenglicol y
similares. Estos pueden usarse solos o en combinación de dos o más.
La cantidad de agente de entrecruzamiento es de 0 a 5 partes en
peso, preferiblemente de 0,1 a 3 partes en peso basado en 100
partes en peso del monómero componente de la goma.
El látex de goma de la presente invención se
prepara preferiblemente según una polimerización de siembra en la
que se usan los polímeros de semilla y los monómeros se añaden
continuamente, desde el punto de vista de que el calor de la
polimerización puede ser constante de forma que la temperatura de
polimerización se controla fácilmente. En este documento, la
adición continua se refiere a monómeros añadidos continuamente a una
velocidad de flujo constante.
La condición de preparación del látex de goma es
una temperatura de polimerización de 30ºC a 60ºC, preferiblemente
de 40ºC a 55ºC. Cuando la temperatura de polimerización es menor de
30ºC, hay una tendencia a que la relación de conversión de la
polimerización no se eleve fácilmente. Cuando es mayor de 60ºC, la
fuerza de impacto del artículo moldeado tiende a disminuir debido
al colapso de la goma en el moldeado.
La relación media de huecos de la goma es
preferiblemente de 3 a 90%. Cuando la relación media de huecos es
menor del 3%, el efecto de mejora sobre la fuerza de impacto tiende
a ser pequeño. Cuando la relación media de huecos es mayor del 90%,
el efecto de mejora sobre la fuerza de impacto tiende a ser pequeño
debido al colapso de las partículas de goma en el moldeo. El límite
inferior de la relación media de huecos es de 3%, más
preferiblemente del 20%. El límite superior de la relación media de
huecos es del 90%, más preferiblemente del 80%.
El tamaño medio de partícula de la goma es
preferiblemente de 0,1 a 0,3 \mum. Cuando es menor de 0,1 \mum,
la síntesis tiende a ser difícil. Cuando es mayor de 0,3. \mum,
hay tendencia a que la relación de huecos del látex de la goma no
se aumente. El límite inferior del tamaño medio de partícula es 0,1
\mum, más preferiblemente 0,12 \mum. El límite superior del
tamaño medio de partícula es 0,3 \mum, más preferiblemente 0,25
\mum. El copolímero de injerto que actúa como un modificador de
impacto en la presente invención puede prepararse por
polimerización del monómero sobre las partículas de goma tal como
están, o puede obtenerse un polímero de injerto mayor por métodos
de aumento de las partículas de goma tales como aumento por medio de
un ácido y aumento por medio de una sal.
El copolímero de injerto que actúa como un
modificador de impacto en la presente invención se obtiene por
polimerización de 10 a 70 partes en peso, preferiblemente 12 a 40
partes en peso de un monómero en presencia de 30 a 90 partes en
peso, preferiblemente de 60 a 88 partes en peso de un látex de goma
(contenido sólido). Cuando el componente de goma es menor de 30
partes en peso, el efecto mejorador de la resistencia de impacto es
pequeño. Cuando es más de 90 partes en peso, las partículas del
modificador de impacto colapsan en el moldeo de la composición
mixta, y el efecto de mejora de resistencia al impacto del artículo
moldeado es pequeño.
Es preferible usar como monómero polimerizado en
presencia de partículas de goma, un monómero o una mezcla de
monómeros que contenga al menos uno seleccionado del grupo que
consiste en un metilacrilato, un compuesto de vinilo aromático, un
compuesto de cianuro de vinilo y cloruro de vinilo en una cantidad
de al menos 60% en peso.
Ejemplos de met(acrilato) son metacrilato
de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de butilo y metacrilato
de 2-etilhexilo; acrilato de metilo, acrilato de
etilo, acrilato de butiloy 2-etilhexilarilato; y
similares. Ejemplos del compuesto de vinilo aromático son estireno,
\alpha-metilestireno, cloroestireno y similares.
Ejemplos de cianuro de vinilo son acrilonitrilo, metacrilonitrilo y
similares.
Ejemplos de resinas termoplásticas en las que se
usa el modificador de impacto de la presente invención incluyen
resinas de cloruro de vinilo, resinas acrílicas, resinas de
estireno, resinas de carbonato, resinas de amidas, resinas de
ésteres, resinas de olefinas y similares. Ejemplos de resinas de
cloruro de vinilo son las de poli(cloruro de vinilo), un
copolímero de al menos 50% en peso de cloruro de vinilo con
monómeros tales como acetato de vinilo y acetato de etileno que
pueden copolimerizarse con cloruro de vinilo, y resinas de cloruro
de vinilo cloradas y similares. Ejemplos de resinas acrílicas son
las de poli(metacrilato de metilo) y un copolímero de al
menos 50% en peso de metacrilato de metilo con monómeros tales como
acrilato de metilo, acrilato de butilo y estireno que pueden
copolimerizarse con acrilato de metilo. Ejemplos de resinas de
estireno son poliestireno, copolímeros de
estireno-acrilonitrilo, copolímeros de
\alpha-metilestireno-acrilonitrilo,
copolímeros de estireno-maleimida, copolímeros de
estireno-\alpha-metilestireno-acrilonitrilo,
copolímeros de
estireno-\alpha-metilestireno-maleimida-acrilonitrilo,
copolímeros de estireno-anhidrido maleico y
similares. Ejemplos de resinas de carbonato son
bisfenolpolicarbonato, policarbonatos alifáticos y similares.
Ejemplos de resinas de amida son el nilón 6, nilón
6-6, nilón 12 y similares. Ejemplos de resinas de
éster son las de poli(tereftalato de etileno),
poli(tereftalato de butileno) y similares. Ejemplos de
resinas de olefinas son polipropilenos, polietilenos, poliolefinas
cíclicas y similares.
Es preferible que la cantidad de modificador de
impacto de la presente invención sea normalmente de 1 a 30 partes
en peso basado en 100 partes en peso de estas resinas
termoplásticas. Cuando la cantidad es menor de 1 parte en peso, hay
tendencia a no mejorar la fuerza de impacto del artículo moldeado.
Cuando la cantidad es mayor de 30 partes en peso, el artículo
moldeado tiende a no ser práctico ya que se disminuye de forma
significativa la resistencia a la fuerza tensora. El límite inferior
es de 1 parte en peso, y más preferiblemente 3 partes en peso,
mientras que el límite superior es 30 partes en peso y más
preferiblemente 20 partes en peso.
La presente invención se explica a continuación
con los Ejemplos en detalle, pero la presente invención no está
limitada a ellos.
En los Ejemplos "parte" y "%"
significan "partes en peso" y "% en peso",
respectivamente, a no ser que se especifique de otra manera.
Se mezclaron 200 partes de agua y 4 partes de
oleato sódico, y a continuación se calentó la mezcla a 70ºC.
Después de alcanzar la temperatura de 70ºC en la mezcla, se realizó
el desplazamiento usando nitrógeno. A continuación se añadió una
mezcla de 9 partes en peso de acrilato de butilo, 1 parte de
acrilonitrilo y 3 partes de mercaptano de
t-dodecilo. Después de 30 minutos, se añadió 0,5
partes (contenido sólido) de solución acuosa de persulfato potásico
al 2% a la mezcla, y se realizó la polimerización durante 1 hora. Se
añadió continuamente durante tres horas a la mezcla una mezcla de
81 partes de acrilato de butilo, 9 partes de acrilonitrilo y 27
partes de mercaptano de t-dodecilo. Se realizó la
post-polimerización durante 2 horas para obtener un
polímero de siembra de látex (S-1) con un tamaño
medio de partícula de 0,04 \mum. Después de mezclar 2 partes
(contenido sólido) del polímero de siembra de látex
S-1 y 50 partes de agua, se les añadió una solución
emulsionada en la que 98 partes de acrilato de butilo, 0,3 partes
de metacrilato de alilo, 0,75 partes (contenido sólido) de solución
acuosa de laurilsulfato al 5% y 400 partes de agua habían sido
finamente dispersos usando un homogeneizador. Se agitó la mezcla
durante una hora a temperatura ambiente, y se midió el tamaño de
partícula del polímero de siembra. La relación de volumen de
hinchamiento fue de 11 veces según la relación de tamaños de
partícula antes y después de la adición de la solución emulsionada
de monómeros. Además, se obtuvo 5,00 g de contenido sólido de
polímero secando el polímero de siembra de látex S-1
a 120ºC. Se añadió al polímero 100 g de agua y se agitó la mezcla
durante una hora a temperatura ambiente. El polímero de siembra se
expandió primero en el agua y luego se dispersó en el agua en
trozos. La solución de dispersión se filtró usando un filtro de
papel y se secó, y después se midió el elemento soluble en agua (en
este caso el oleato sódico) en el polímero disuelto en el agua que
había entrado en el polímero. La relación de extracción del elemento
soluble en agua disuelto fue del 90%.
Se mezclaron 2 partes (contenido sólido) del
polímero de siembra de látex S-1 y 50 partes de
agua, y después se calentó la mezcla a 50ºC. Después de alcanzarse
la temperatura de 50ºC en la mezcla, se realizó el desplazamiento
usando nitrógeno y se añadieron 0,4 partes (contenido sólido) de
solución acuosa de persulfato potásico al 2% a la mezcla. Se añadió
continuamente durante seis horas a la mezcla una solución
emulsionada en la que una mezcla que comprendía 98 partes de
acrilato de butilo, 0,3 partes de metacrilato de alilo, 0,75 partes
(contenido sólido) de solución acuosa de laurilsulfato al 5% y 400
partes de agua habían sido finamente dispersos usando un
homogeneizador. Después de esto, se realizó la
post-polimerización durante dos horas para obtener
un látex de goma R-1 que contenía agua en las
partículas, que tenía una relación media de huecos del 50% y tamaño
de partícula de 0,16 \mum.
Después de que se calentaran 85 partes
(contenido sólido) del látex de goma R-1 a 45ºC se
añadieron 0,15 partes (contenido sólido) de solución acuosa de
laurilsulfato al 5%, 0,0016 partes de sulfato ferroso
FeSO_{4}.7H_{2}O), 0,004 partes de la sal 2Na del ácido
etilendiaminotetraacético y 0,2 partes de formaldehído sulfoxilato
sódico. A esto se le añadió continuamente una mezcla que comprendía
15 partes de metacrilato de metilo y 0,01 partes de hidroperóxido
de cumeno durante una hora, y se realizó la
post-polimerización durante una hora para obtener
un copolímero de injerto de látex (G-1) que tenía un
tamaño medio de partícula de 0,19 \mum.
Este copolímero de injerto de látex
(G-1) se coaguló con cloruro cálcico, y se sometió a
tratamiento térmico, deshidratación y secado, para obtener un
copolímero de injerto hueco (A-1) en forma de
polvo.
Se mezclaron 100 partes de una resina de cloruro
de vinilo (comercializada por Kaneka Corp., KANEVINYL S400) con un
grado de polimerización de 400 con 9 partes del copolímero de
injerto hueco (A-1), 3,0 partes de mercapturo de
estaño de octilo, 1,0 partes de alcohol estearílico, 0,5 partes de
amida esteárica, 0,5 partes de montanato diol, y 1,0 parte de una
ayuda de proceso (comercializada por Kaneka Corp., PA10). La mezcla
fue extruida usando un extruido de tornillo único (tipo
VS50-26) fabricado por Tanabe Plastic Machina K.K.
usando una velocidad rotacional de 30 rpm, C1:140ºC, C2:160ºC,
C3:160ºC, C4:165ºC y D:160ºC, para obtener una pelet de resina. A
continuación, se moldeó por inyección la pelet de resina usando una
máquina de moldeo por inyección IS-170G fabricada
por Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (C1:150ºC, C2:160ºC, C3:170ºC,
salida: 175ºC, temperatura de moldeo: 40ºC) para obtener una pieza
de prueba para las pruebas de halterio y de Izod. Se midió la fuerza
de Izod según JIS-K7110. Los resultados se muestran
en la Tabla 1.
\vskip1.000000\baselineskip
Se llevó a cabo la síntesis, coagulación,
tratamiento térmico, formación del polvo seco por deshidratación,
formulación, moldeado y evaluación de la misma manera que en el
Ejemplo 1 excepto que las cantidades de mercaptano de
t-dodecilo usadas en la polimerización del polímero
de semilla se cambiaron de 3 partes a 1 parte, y de 27 partes a 9
partes, respectivamente. Los resultados se muestran en la Tabla
1.
\vskip1.000000\baselineskip
Se llevó a cabo la síntesis, coagulación,
tratamiento térmico, formación del polvo seco por deshidratación,
formulación, moldeado y evaluación de la misma manera que en el
Ejemplo 1 excepto que la temperatura de polimerización del polímero
de siembra se cambió a 50ºC. Los resultados se muestran en la Tabla
1.
Se llevó a cabo la síntesis, coagulación,
tratamiento térmico, formación del polvo seco por deshidratación,
formulación, moldeado y evaluación de la misma manera que en el
Ejemplo 1 excepto que la composición del polímero de siembra se
cambió de manera que la cantidad de acrilato de butilo fue de 5
partes y la cantidad de estireno fue de 5 partes en la primera
polimerización y la cantidad de acrilato de butilo fue de 45 partes
y la cantidad de estireno fue de 45 partes en la segunda
polimerización. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Se llevó a cabo la síntesis, coagulación,
tratamiento térmico, formación del polvo seco por deshidratación,
formulación, moldeado y evaluación de la misma manera que en el
Ejemplo 1 excepto que la composición del polímero de siembra se
cambió de manera que la cantidad de estireno fue de 10 partes en la
primera polimerización y la cantidad de estireno fue de 90 partes
en la segunda polimerización. Los resultados se muestran en la Tabla
1.
Ejemplo comparativo
1
Se dispersó una mezcla que comprendía 100 partes
de acrilato de butilo, 0,5 partes de metacrilato de alilo, 1,2
partes (contenido sólido) de solución acuosa de laurilsulfato al 5%
y 450 partes de agua que había sido finamente dispersa usando un
homogeneizador, y la mezcla se agitó durante una hora a temperatura
ambiente. Se le añadió a la mezcla 0,002 partes de sulfato ferroso
(FeSO_{4} 7H_{2}O), 0,005 partes de la sal 2Na del ácido
etilendiaminotetraacético, 0,2 partes de formaldehído sulfoxilato
sódico y 1,0 partes de hidroperóxido de p-mentano.
Se llevó a cabo la polimerización durante 4 horas a 40ºC para
obtener un látex de goma (R-2) que tenía una
relación media de huecos de 0% y tamaño de partícula de 0,15
\mum.
Después de que 85 partes (contenido sólido) del
látex de goma (R-2) se calentara a 45ºC, se le
añadió 0,15 partes (contenido sólido) de solución acuosa de
laurilsulfato al 5%, 0,001 partes de sulfato ferroso FeSO_{4}
7H_{2}O), 0,004 partes de la sal 2Na del ácido
etilendiaminotetraacético y 0,2 partes de formaldehído sulfoxilato
sódico. A esto se le añadió continuamente una mezcla que comprendía
15 partes de metacrilato de metilo y 0,01 partes de hidroperóxido
de cumeno durante una hora. Se realizó la
post-polimerización durante una hora para obtener
un copolímero de injerto de látex corriente (G-2)
que tenía un tamaño medio de partícula de 0,18 \mum. El
tratamiento posterior, moldeo y evaluación se condujeron de la misma
manera que en el Ejemplo 1. Los resultados se muestran en la Tabla
1.
Ejemplo comparativo
2
Después de mezclar 200 partes de agua y 4 partes
de oleato sódico, se les añadió 10 partes de acrilato de butilo y
0,1 partes de hidroperóxido de p-mentano, y la
mezcla se calentó a 50ºC. Después de alcanzarse la temperatura de
50ºC en la mezcla, se le añadió 0,002 partes de sulfato ferroso
(FeSO_{4} 7H_{2}O), 0,005 partes de la sal 2Na del ácido
etilendiaminotetraacético y 0,2 partes de formaldehído sulfoxilato
sódico, y se realizó la polimerización durante una hora. Después de
esto, se añadió continuamente durante tres horas a la mezcla una
solución de 90 partes de acrilato de butilo y 0,9 partes de
hidroperóxido de p-mentano. Se realizó la
post-polimerización durante dos horas para obtener
un polímero de siembra de látex S-2 que tenía un
tamaño medio de partícula de 0,04 \mum. El tratamiento posterior,
moldeado y evaluación se realizaron de la misma manera que en el
Ejemplo 1 usando el polímero de semilla de látex
S-2. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo
3
Se llevó a cabo la síntesis, coagulación,
tratamiento térmico, formación del polvo seco por deshidratación,
formulación, moldeado y evaluación de la misma manera que en el
Ejemplo Comparativo 2 excepto que el acrilato de butilo en el
Ejemplo Comparativo 2 se cambió a estireno en la composición del
polímero de siembra. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo
4
Se llevó a cabo la síntesis, coagulación,
tratamiento térmico, formación del polvo seco por deshidratación,
formulación, moldeado y evaluación de la misma manera que en el
Ejemplo Comparativo 2 excepto que el acrilato de butilo en el
Ejemplo Comparativo 2 se cambió a metacrilato de metilo en la
composición del polímero de siembra. Los resultados se muestran en
la Tabla 1.
Ejemplo comparativo
5
Se llevó a cabo la síntesis, coagulación,
tratamiento térmico, formación del polvo seco por deshidratación,
formulación, moldeado y evaluación de la misma manera que en el
Ejemplo 1 excepto que las 3 partes de mercaptano de
t-dodecilo usado en la polimerización del polímero
de siembra se cambiaron a 0,05 partes de metacrilato de alilo en la
primera polimerización, y las 27 partes de mercaptano de
t-dodecilo se cambiaron a 0,45 partes en la segunda
polimerización.
El modificador de impacto que comprende un látex
de goma que contiene agua en partículas obtenido por polimerización
de semilla usando polímeros de siembra que son muy hidrófilos y
suficientemente hinchables dentro de un monómero de goma muestra un
efecto mejorador excelente de la resistencia al impacto de una
resina termoplástica.
Claims (7)
1. Un látex de goma que contiene agua en
partículas, que se obtiene por polimerización de semilla con
polímeros de siembra que son hidrófilos e hinchables en un monómero
de goma, en donde se usa de 0,1 a 25 partes en peso del polímero de
siembra basado en 100 partes en peso del monómero de goma, en donde
el peso molecular medio de los polímeros de siembra es de 500 a
4.000, en donde el tamaño de partícula de los polímeros de siembra
es de 0,040 a
0,1 \mum, en donde la relación de extracción de una sustancia soluble en agua, determinada añadiendo agua a polímeros de siembra secos a veinte veces su cantidad, agitando durante una hora y midiendo la sustancia soluble en agua disuelta por el agua, es de 10 a 100%, y en donde la relación de volumen hinchable, medida por la relación del tamaño de partícula del látex al tamaño de partícula original, es de 3 a 20 veces, dicho tamaño de partícula del látex es el valor obtenido después de añadir un monómero de goma al látex del polímero de siembra en una cantidad que es 50 veces la del polímero de siembra y agitando durante una hora.
0,1 \mum, en donde la relación de extracción de una sustancia soluble en agua, determinada añadiendo agua a polímeros de siembra secos a veinte veces su cantidad, agitando durante una hora y midiendo la sustancia soluble en agua disuelta por el agua, es de 10 a 100%, y en donde la relación de volumen hinchable, medida por la relación del tamaño de partícula del látex al tamaño de partícula original, es de 3 a 20 veces, dicho tamaño de partícula del látex es el valor obtenido después de añadir un monómero de goma al látex del polímero de siembra en una cantidad que es 50 veces la del polímero de siembra y agitando durante una hora.
2. El látex de goma de la reivindicación 1, en
donde dicha relación de extracción es de 50 a 100% y dicha relación
de volumen hinchable es de 5 a 15 veces.
3. Un procedimiento para preparar un látex de
goma que contiene agua en partículas, que se obtiene por
polimerización de semilla con polímeros de siembra que son
hidrófilos e hinchables en un monómero de goma, en donde se usa de
0,1 a 25 partes en peso del polímero de siembra basado en 100 partes
en peso del monómero de goma, en donde el peso molecular medio de
los polímeros de siembra es de 500 a 4.000, en donde el tamaño de
partícula de los polímeros de siembra es de 0,040 a 0,1 \mum, en
donde la relación de extracción de una sustancia soluble en agua,
determinada añadiendo agua a polímeros de siembra secos a veinte
veces su cantidad, agitando durante una hora y midiendo la
sustancia soluble en agua disuelta por el agua, es de 10 a 100%, y
en donde la relación de volumen hinchable, medido por la relación
del tamaño de partícula del látex al tamaño de partícula original,
es de 3 a 20 veces, dicho tamaño de partícula del látex es el valor
obtenido después de añadir un monómero de goma al látex del
polímero de siembra en una cantidad que es 50 veces la del polímero
de siembra y agitando durante una hora.
4. El procedimiento para preparar un látex de
goma de la reivindicación 3, en donde la polimerización de semilla
se realiza añadiendo monómeros de forma continuada.
5. El procedimiento para preparar un látex de
goma de la reivindicación 3, en donde dicha relación de extracción
es de 50 a 100% y dicha relación de volumen hinchable es de 5 a 15
veces.
6. El procedimiento para preparar un látex de
goma de la reivindicación 3, en donde el polímero de siembra se
sintetiza por polimerización por emulsión con un iniciador soluble
en agua.
7. Un modificador de impacto para una resina
termoplástica, que se obtiene por copolimerización por injerto con
el látex de goma de la reivindicación 1.
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