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MXPA01012813A - Combinaciones de nylon 6-silona. - Google Patents

Combinaciones de nylon 6-silona.

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MXPA01012813A
MXPA01012813A MXPA01012813A MXPA01012813A MXPA01012813A MX PA01012813 A MXPA01012813 A MX PA01012813A MX PA01012813 A MXPA01012813 A MX PA01012813A MX PA01012813 A MXPA01012813 A MX PA01012813A MX PA01012813 A MXPA01012813 A MX PA01012813A
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MX
Mexico
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silicone polymer
nylon
silicone
continuous phase
polymeric
Prior art date
Application number
MXPA01012813A
Other languages
English (en)
Inventor
David Logan Murray
Original Assignee
Eastman Chem Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

En un aspecto, la invencion proporciona un metodo para hacer una combinacion polimerica de nylon 6/siliocna que comprende las etapas de preparar una emulsion polimerica silicona que comprende un polimero silicona disperso en una fase continua liquida; introducir la emulsion polimerica de silicona en una reaccion de abertura de anillo de nylon o antes de o durante el medio de reaccion de abertura de anillo de nylon o en donde el medio de reaccion comprende caprolactama; y abrir el anillo y hacer reaccionar la caprolactama, proporcionando con eso una combinacion de emulsion polimerica de nylon 6/silicona. Tambien se proporcionan combinaciones polimericas de nylon 6/silicona por la invencion en la presente.

Description

COMBINACIONES DE NYLON 6-SILONA Esta solicitud reclama prioridad a la Solicitud Provisional Norteamericana No. de Serie 60/140,256 presentada el 18 de junio de 1999, la descripción de la cual se incorpora en la presente por esta referencia en su totalidad. La presente invención se refiere a procesos para hacer composiciones poliméricas de nylon 6 que están modificadas con una emulsión polimérica de silicona que comprende u polímero de silicona para proporcionar una combinación polimérica de nylon 6-silicona. La emulsión polimérica de silicona puede comprender agua, diol, caprolactama o una mezcla de los mismos. La emulsión polimérica de silicona también puede comprender opcionalmente cosolventes. La invención se refiere adicionalmente a combinaciones poliméricas de nylon 6-silicona. El caucho de silicona se ha utilizado como un polímero de baja Tg para modificar polímeros, tales como poliamidas. La Patente Norteamericana No. 5,610,223 discute la mezcla de polvo de caucho de silicona con poliamidas. Esta composición es una combinación física de caucho de silicona y poliamidas. Dichas técnicas de mezcla por fusión son caras y consumen tiempo; así, sería de beneficio ser capaces de combinar polímeros de silicona con materiales tales como poliamidas sin la necesidad de dicha mezcla. Existe una necesidad de un proceso para producir °? una combinación polimépca por métodos más económicos. Dicha necesidad ha sido resuelta por la presente invención, la cual puede lograr dicha combinación en un reactor de polimerización, en donde las propiedades físicas del polímero 5 de condensación se mantienen o mejoran. En un aspecto, la invención proporciona un método para hacer una combinación polimérica de nylon 6-sil?cona que comprende las etapas de: a. preparar una emulsión polimérica de silicona que 10 comprende un polímero de silicona disperso en una fase continua líquida; b. introducir la emulsión polimérica de silicona en una reacción de abertura de anillo de nylon 6 antes de o durante el medio de reacción de abertura del anillo de nylon 15 6, en donde el medio de reacción comprende caprolactama; y c. abrir el anillo y hacer reaccionar la caprolactama, proporcionando con eso una combinación polimérica de nylon 6-silicona. En otro aspecto, la invención proporciona 20 combinación polimérica de nylon 6-silicona que comprende nylon 6 y combinación polimérica de silicona, en donde el polímero de silicona de la combinación polimérica de nylon 6- silicona se deriva a partir de una emulsión polimérica de silicona, en donde la combinación se forma introduciendo la 25 emulsión polimérica de silicona dentro de una reacción de Aa ?yA?** *.- A?j^rc abertura de anillo de nylon 6 antes de o durante el medio de reacción de abertura de anillo de nylon 6 y en donde el medio de reacción comprende caprolactama. Aún adicionalmente, la invención proporciona 5 introducir una emulsión polimérica de silicona en un polímero de nylon 6, seguido por extrusión, proporcionando con eso una combinación polimérica de nylon 6-silicona. Las ventajas adicionales de la invención se indicarán en parte en la descripción que sigue y en parte 10 serán aparentes a partir de la descripción, o pueden aprenderse por la práctica de la invención. Las ventajas de la invención se realizarán y alcanzarán por medio de los elementos y combinaciones particularmente señalados en las reivindicaciones anexas. Debe entenderse que la descripción 15 general anterior y la siguiente descripción detallada son de ejemplo y explicación solamente y no son restrictivas de la invención, como se reclama. La presente invención puede entenderse más fácilmente en referencia a la siguiente descripción detallada 20 de las modalidades preferidas de la invención en los Ejemplos incluidos en eso. Antes de que se describan las composiciones presentes de materia y métodos, debe entenderse que esta invención no se limita a métodos sintéticos específicos o a 25 formulaciones particulares, puesto que tales pueden, desde luego variar. También debe entenderse que la terminología usada en la presente es para el propósito de describir modalidades particulares solamente y no pretende ser limitante. En esta especificación y en las reivindicaciones que siguen, se hará referencia a un número de términos que se definirán por tener los siguientes significados: Las formas singulares "un", "uno, una" y "el, la, lo" incluyen referencias plurales a menos que el contexto dicte claramente lo contrario. "Opcional" u "opcionalmente" significa que el evento o circunstancias posteriormente descritas pueden o no pueden ocurrir, y que la descripción incluye casos en donde el evento o circunstancia ocurre y casos en donde no. "Emulsión polimérica de silicona" se define en la presente como una dispersión de partículas poliméricas en una fase continua, teniendo preferentemente las partículas poliméricas un rango de tamaño de aproximadamente 0.10 hasta aproximadamente 1000 micrones. De preferencia adicionalmente, los polímeros poliméricos tienen un tamaño de partícula de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 10 micrones. Los polímeros de silicona de la presente invención tienen preferentemente un peso molecular de aproximadamente 5, 000 hasta aproximadamente 1,000,000 Daltones. Las partículas poliméricas se producen preferentemente a través de procesos de polimerización en emulsión. Alternativamente, dichas emulsiones pueden prepararse a través de la emulsificación directa, por ejemplo procesos de emulsificación mecánica. Como se usa en la presente, el nylon 6 es un polímero de caprolactama. La abreviatura "nm" significa nanómetro. "Tg" significa temperatura de transición vitrea. A través de esta solicitud, en donde se referencia en publicaciones, las descripciones de estas publicaciones en su totalidad se incorporan por la presente para referencia en está solicitud para describir más completamente el estado de la técnica a la cual pertenece esta invención. Los rangos se expresan frecuentemente en la presente como desde aproximadamente un valor, y/o hasta aproximadamente otro valor particular. Cuando se expresa dicho rango, debe entenderse que otra modalidad es del valor particular y/o hasta el otro valor particular. Igualmente, cuando los valores se expresan como aproximaciones, por el uso del antecedente "aproximadamente", se entenderá que el valor particular es otra modalidad. En un aspecto principal, la invención se concierne con la introducción de un polímero de silicona en una reacción de abertura de anillo de nylon 6 en donde el polímero de silicona se introduce preferentemente por medi o de una emulsión polimérica de silicona. La emulsión polimérica de silicona puede comprender agua, caprolactama, o mezclas de los mismos. Las combinaciones poliméricas hechas por estos métodos también se proporcionan. La emulsión polimérica de silicona también puede agregarse a un polímero de nylon 6 completamente formado, seguido por extrusión para proporcionar una combinación polimérica de nylon 6/silicona. I . Emulsión Polimérica de Silicona En una modalidad, las emulsiones poliméricas de silicona acuosas de la presente invención comprenden una pluralidad de partículas de un polímero de silicona dispersas en una fase continua. Los polímeros de silicona de la presente invención pueden tener preferentemente grupos funcionales. Dichos grupos funcionales pueden comprender amino, epoxi, vinilo, mercapto, carbonato, isocianato o hidruro de silicona. En una modalidad particularmente preferida, el polímero de silicona es un silano denominado polidiorganosiloxano ("PDOS") . Otros polímeros de silicona preferidos incluyen alquilmetilsiloxanos o aminopropilsiloxanos . La emulsión polimérica de silicona contiene preferentemente al menos un tensioactivo que estabiliza las partículas poliméricas de silicona dispersas en la fase continua de la emulsión. El polímero de silicona en la emulsión debe tener preferentemente un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 100 micrones, más preferentemente de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 10 micrones. Dichas emulsiones pueden prepararse por ejemplo, por métodos en donde un polímero de silicona oligomérico, cíclico o lineal, tal como PDOS, se dispersa en una fase continua acuosa con el auxilio del tensioactivo mencionado anteriormente y se polimeriza en la emulsión después por la introducción de un catalizador ácido básico. Dichas emulsiones pueden ilustrarse por las descripciones de, entre otras, las Patentes Norteamericanas Nos. 4,954,565, 4,618,642, 3,294,725 y 2,891,920, las descripciones de las cuales se incorporan por la presente cada una en la presente en su totalidad por esta referencia. En una modalidad preferida, las emulsiones poliméricas de silicona se preparan por un proceso de emulsificación directa. En este proceso, una mezcla de la fase líquida continua es decir, agua y/o caprolactama, y uno o más tensioactivos se procesan con una fase dispersa polimérica de silicona bajo condiciones de alto esfuerzo cortante usando equipo de mezcla convencional o dispositivos de alto esfuerzo cortante tales como Microfluidizer™. Los métodos para preparar estas emulsiones poliméricas se dan en las Patentes Norteamericanas Nos. 4,177,177 y 4,788,001, las descripciones de las cuales se incorporan en la presente cada una en su totalidad por esta referencia. Por ejemplo, el PDOS puede agregarse a un tensioactivo y después agua, y/o caprolactama puede agregar selectamente con esfuerzo cortante constante. Las emulsiones de PDOS resultantes pueden reticularse después usando métodos comunes conocidos para reticular el PDOS. En una modalidad aún adicional, la fase continua comprende un componentes de agua, en donde el componente de agua está presente en una cantidad de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 100% en peso, en base al peso total de la fase continua, y de preferencia adicionalmente, aproximadamente 10 hasta aproximadamente 100% en peso, en base al peso total de la fase continua, y aún preferentemente, de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 100% en peso, en base al peso total de la fase continua. De preferencia adicionalmente, el componente de agua está presente de aproximadamente 30 hasta aproximadamente 100%, en base al peso total de la fase continua, aún preferentemente, de aproximadamente 40 hasta aproximadamente 100% en peso de la fase continua, aún de preferencia adicionalmente, de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 100% en peso de la fase continua. En aún modalidades preferidas adicionales, el componente de agua está presente de aproximadamente 60 hasta aproximadamente 100% en peso de la fase continua, de preferencia adicionalmente, de aproximadamente 70 hasta aproximadamente 100% en peso de la fase continúa, aún preferentemente, de aproximadamente 80 hasta aproximadamente Am?tL? -L,- ^fc. jaas ,_ ^ ,. lj?^mt ¡¿bi¡tl,-l,id 100% en peso de la fase continua, y aún de preferencia adicionalmente, de aproximadamente 90 hasta aproximadamente 100% en peso de la fase continua. En una modalidad adicionalmente preferida de la invención en la presente, la fase continua de las emulsiones poliméricas de silicona de la presente invención incluyen un componente de caprolactama. En una modalidad preferida, la caprolactama está presente en la cantidad de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 90% en peso, de preferencia adicionalmente de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 90% en peso de la fase continua, aún preferentemente, de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 90% en peso de la fase continua y de preferencia adicionalmente de aproximadamente 30 hasta aproximadamente 90% en peso, en base al peso total de la fase continua. En modalidades adicionalmente preferidas, el componente de caprolactama comprende de aproximadamente 40 hasta aproximadamente 90% en peso de la fase continua. Aún preferentemente, la caprolactama comprende de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 90% en peso en base al peso total de la fase continua y, de preferencia adicionalmente, de aproximadamente 60 hasta aproximadamente 90% en peso en base al preso total de la fase continua, y, aún preferentemente, de aproximadamente 70 hasta aproximadamente 90% en peso, en base al peso total de la fase continua. En una modalidad adicional preferida, el componente de caprolactama comprende de aproximadamente 80 hasta aproximadamente 90% en peso de la fase continua. El peso total de la fase continua de las emulsiones poliméricas de silicona incluye el peso del componente de agua, componente de caprolactama y cualquier co-solvente. El peso de cualquier tensioactivo o componentes adicionales no se incluye en el peso total de la fase continua. En una modalidad preferida, se usa un tensioactivo para preparar las emulsiones poliméricas de silicona. Uno de experiencia en la técnica, reconocería que el tipo y cantidad de tensioactivo usado en la preparaciones de las emulsiones depende de las combinaciones monoméricas particulares y las condiciones de polimerización. Los tensioactivos usados en la emulsificación pueden ser tensioactivos aniónicos, catiónicos o no iónicos. Los tensioactivos aniónicos que pueden usarse en la invención incluyen tensioactivos tales como sales de metal alcalino o de amonio, sulfonato de arilo o alquilarilo, sulfatos, fosfatos o una mezcla de los mismos, tensioactivos no iónicos adecuados adicionales incluyen, pero no se limitan a, alquilo y alquilarilo, polidiol, éteres, tales como productos de etoxilación de alcohol laurílico, oleico y estearílico, alquil fenol glicol éteres que incluyen pero no se limitan a, productos de etoxilación de octilo o nonilfenol. Los tensioactivos adecuados pueden encontrarse en -**• • • ' - n- '• '.«td-A. J^iuaLf-a - ?-— * * •" I McCutcheon ' s Vol ume I: Emul sifi ers and Detergen ts 1996 Nortn American Edi tion, MC Publishing Co . , Glen Rock, NJ, 1996. La fase continua de la emulsión polimérica de silicona también puede comprender un cosolvente. Estos cosolventes incluyen, pero no se limitan a agua, metanol, etanol, propanol, n-butanol o una mezcla de los mismos. El cosolvente puede estar presente en la cantidad de menos de aproximadamente 60% en peso, más preferentemente menos de aproximadamente 40% en peso, en base al peso total de la fase continua de la emulsión polimérica de silicona. Preferentemente, los polímeros de silicona utilizados para formar las emulsiones de la presente invención pueden reticularse antes de la adición de la emulsión a una reacción de nylon 6, como se dispone adicionalmente posteriormente. Muchos métodos están presentes en la literatura para reticular emulsiones poliméricas de silicona. Por ejemplo, la Patente Norteamericana No. 4,370,160 describe micropartículas, tales como microesferas y microcápsulas, que comprenden un PDOS sólido preparado por irradiación de una dispersión de partículas discretas . con luz ultravioleta. Las partículas discretas se dispersan en una fase continua fluida transparente a U.V. y son partículas similares a esferas de un componente PDOS líquido, curable por U.V. que contiene un material a ser encapsulado. En otro ejemplo, la Patente Norteamericana No. 4,618,642 describe como reticular emulsiones acuosas de partículas de silicona. El reticulado se lleva a cabo mezclando una emulsión aniónica que contiene partículas dispersas de PDOS hidroxilo funcional, un dialquilestañodicarboxilato y un organosilano trifuncional. La Patente Norteamericana No. 5,674,937, también describe métodos para curar emulsiones poliméricas de silicona de fase invertida. Las inversiones poliméricas de silicona de esta presente invención también pueden prepararse por técnicas de polimerización en emulsión. Dichas emulsiones pueden prepararse, por ejemplo, por métodos en donde un polímero de siloxano oligomérico cíclico o lineal, tal como PDOS, se dispersa en una fase continua de glicol con el auxilio de un tensioactivo y se polimeriza en emulsión posteriormente por la introducción de un catalizador ácido o básico. Ejemplos de catalizadores de ácido y base adecuados se ilustran en las descripciones de, por ejemplo, las Patentes Norteamericanas Nos. 4,954,595, 4,618,642, 3,294,725 y 2,891,920. También pueden utilizarse agentes reguladores en la polimerización en emulsión para controlar el pH de la reacción. Los agentes reguladores adecuados incluyen, pero no se limitan a, sales de amonio y sodio, carbonatos y bicarbonatos. Se prefiere que los agentes reguladores sean incluidos cuando se usan iniciadores que generan ácido que incluyen, pero no se limitan a, las sales de persulfatos. II . Incorporación de un Polímero de Silicona en un Polímero de Nylon 6 En una modalidad principal, la invención concierne a la introducción de una emulsión polimérica de silicona en una reacción que forma un polímero de nylon 6, resultando en una combinación polimérica que tiene un polímero de silicona disperso dentro de una matriz polimérica de nylon 6. Cuando la emulsión polimérica de silicona utilizada comprende un componente de agua, el agua puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 100% en peso de la fase continua, más preferentemente, de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 100% en peso, de la fase continua, aún preferentemente de aproximadamente 30 hasta aproximadamente 100% en peso de la fase continua. En una modalidad adicional, preferida, el agua puede estar presente en aproximadamente 40 hasta aproximadamente 100% en peso de la fase continua, más preferentemente de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 100% en peso de la fase continua, y aún preferentemente, de aproximadamente 60 hasta aproximadamente 100% en peso de la fase continua. En modalidades adicionales referidas, el agua puede estar presente de aproximadamente 70 hasta aproximadamente 100% en peso de la fase continúa, y aún preferentemente, de aproximadamente 80 hasta aproximadamente 100 t en peso de la fase continua, y aún preferentemente, de aproximadamente 90 hasta aproximadamente 100% en peso de la fase continua. En aún otra modalidad, la fase continua consiste esencialmente de agua. Cuando la emulsión polimérica de silicona comprende caprolactama, la caprolactama en la emulsión polimérica de silicona co-reacciona preferentemente con la caprolactama en conjunción con la reacción de polimerización de nylon 6. En modalidades de la invención de la presente, el componente de caprolactama está presente en la emulsión polimérica de silicona en un cantidad de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 90% en peso de la fase continua, de preferencia adicionalmente, de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 90% en peso de la fase continua, aún preferentemente, de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 90% en peso de la fase continua y, de preferencia adicionalmente, aproximadamente 30 hasta aproximadamente 90% en peso, en base al peso total de la fase continua. En una modalidad adicional preferida, el componente de caprolactama comprende de aproximadamente 40 hasta aproximadamente 90% en peso de la fase continua. Aún preferentemente, la caprolactama comprende de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 90% en peso, en base al peso total de la fase continua y, de preferencia adicionalmente, de aproximadamente iii.AMA.i.«&.MÉ-.i ..5-j... 60 hasta aproximadamente 90' en peso, en base al preso total de la fase continua y, aún preferentemente, de aproximadamente 70 hasta aproximadamente 90,', en peso, en base al peso total de la fase continua. En una modalidad adicional preferida, el componente de caprolactama comprende de aproximadamente 80 hasta aproximadamente 90% en peso de la fase continua. Adicionalmente, las emulsiones poliméricas de silicona indicadas anteriormente en la Sección I pueden utilizarse para las combinaciones poliméricas de la presente invención. La polimerización de caprolactama, por ejemplo, en conjunción con una reacción de abertura de anillo de nylon 6, puede lograrse por métodos conocidos en la técnica. Por ejemplo, la Patente Norteamericana No. 4,204,049 describe métodos para polimerizar caprolactama en la presencia de agua. Típicamente, se coloca e-caprolactama en un recipiente presurizado, al como un autoclave junto con agua y, opcionalmente, un catalizador. La mezcla se calienta hasta aproximadamente 200 a aproximadamente 280°C durante un período de tiempo para producir una mezcla de polímero de ácido aminocaproico, ácido aminocaproico, lactama sin reaccionar y agua. La presión se libera después, se permite escapar el agua, y la segunda etapa de la reacción se lleva a cabo calentando a aproximadamente 220 hasta aproximadamente 300°C bajo presión atmosférica o subatmosférica. Pueden agregarse catalizadores a la polimerización para facilitar la reacción. Algunos ejemplos de catalizadores adecuados son aminas de alto punto de ebullición como se describe en la Patente Norteamericana No. 4,366,306, o especies acidas, tales como ácido acético. En una modalidad adicional, los componentes de agua, y/o caprolactama pueden estar presentes en la fase continua o la fase polimérica de silicona, el medio de reacción de abertura de anillo de nylon 6, o ambos. Como se anoto, la emulsión polimérica de silicona puede introducirse dentro del medio de reacción de abertura de anillo de nylon 6 en diversas etapas de la polimerización. Alternativamente, la emulsión polimérica de silicona puede combinarse dentro del polímero de nylon 6, completamente o parcialmente formado directamente en un extrusor a temperaturas de aproximadamente 200 hasta aproximadamente 300°C. En este proceso, puesto que la emulsión polimérica de silicona se agrega directamente al polímero de poliamida, no existe necesidad de cosechar el polímero de silicona a partir de la emulsión polimérica de silicona. El polímero de silicona en la emulsión polimérica de silicona puede estar comprendido preferentemente de grupos funcionales. En una modalidad adicional, los grupos funcionales comprenden los siguientes grupos: esteres, ácidos, alcoholes, isocianatos, epoxi u anhídridos. El proceso de la invención no requiere el aislamiento del polímero de silicona en la emulsión polimérica de silicona a partir de la fase continua, por ejemplo, por secado por aspersión. Así, la presente invención supera la necesidad de preparar un polímero de núcleo- cubierta o la necesidad de cosechar el polímero a partir de la emulsión. Adicionalmente, puesto que la combinación ocurre durante la preparación del polímero de nylon 6 en el reactor de polimerización, no existe necesidad de un paso de postcombinación polímero/polímero que consume mucha energía, es caro y frecuentemente conduce a la reducción del peso molecular del polímero de nylon 6. La emulsión polimérica de silicona puede introducirse dentro de la reacción de polimerización de nylon 6 en diversas etapas. Por ejemplo, en una polimerización de nylon 6, la emulsión polimérica de silicona puede agregarse 1) "hasta adelante" con el material inicial de caprolactama; 2) después de la iniciación de la polimerización; 3). durante la polimerización de abertura de anillo; o 4) cerca del término de la polimerización. La combinación final puede afectarse por el momento en el cual se agrega la emulsión polimérica de silicona. Si bien no se desea limitar por ningún mecanismo, se cree que el tamaño y forma del polímero t A u ?. * , .^ . .. . « ??S^A. i^^j^^^ de silicona en la combinación polimérica de nylon 6 puede afectarse por el momento de la adición de la emulsión polimérica de silicona. También, la interacción química particular entre el polímero de silicona y polímeros de nylon 6 se afecta por el momento de adición, y ellos, en consecuencia, afectan las propiedades de combinación finales. La cantidad de polímero de silicona en la combinación polimérica de nylon 6/silicona puede comprender un amplio rango de valores. Sin embargo, se prefiere particularmente que la cantidad de polímero de silicona en la combinación sea mayor de aproximadamente 5% en peso de la combinación. Aún adicionalmente, se prefiere que la cantidad de polímero de silicona en la combinación polimérica de nylon 6/silicona sea mayor de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 50% en peso de la combinación, y, aún de preferencia adicionalmente, mayor de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 25% en peso de la combinación. Otros ingredientes pueden agregarse opcionalmente a las composiciones de la presente invención para mejorar las propiedades de funcionamiento de la matriz polimérica de polímero de nylon 6/silicona. Por ejemplo, agentes de refuerzo, lubricantes de superficie, agentes desanidantes, estabilizadores, antioxidantes, agentes que absorben luz ultravioleta, agentes de liberación de molde, desactivadores metálicos, colorantes tales como óxido de fierro negro y i.? ....im.»«^ ^.— .......— -—.... .... -*~i *-*- negro de humo, agentes nucleantes, estabilizadores de fosfatos, zeolita, relleno y mezclas de los mismos y similares pueden incluirse en la presente. Todos estos aditivos y el uso de los mismos es bien conocido en la técnica. Cualquiera de estos compuestos puede usarse siempre y cuando no impidan a la presente invención de lograr sus objetos . En una modalidad particularmente preferida que se refiere a la adición de agentes de refuerzo a las composiciones de la presente invención, puede agregarse fibras de vidrio a las composiciones de nylon 6 para proporcionar ventajas particulares a las composiciones resultantes. Las fibras de vidrio que se prefieren en la presente invención, tienen convencionalmente un diámetro estándar promedio mayor de aproximadamente 5 micrones, con un rango de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20 micrones prefiriéndose particularmente. La longitud de los filamentos de vidrio, sea que se aten en fibras, y sea que las fibras se aten adicionalmente en hebras, cuerdas o mechas y similares, no es crítico de esta invención. Sin embargo, para el propósito de preparar las composiciones presentes, es preferible usar fibra de vidrio filamentosa en la forma de hebras cortadas hasta aproximadamente 1.5mm hasta aproximadamente lOmm de largo, y preferentemente al menos aproximadamente 6mm de largo. En las pellas y artículos moldeados de las composiciones, se encontrarán aún longitudes más cortas, debido a que durante el compuesto, ocurre considerable fragmentación. Esto es, sin embargo, deseable debido a que las mejores propiedades se presentan en artículos moldeados por inyección en donde las longitudes del filamento están entre aproximadamente 0.03mm y aproximadamente l m. Especialmente preferidas son las fibras de vidrio que tienen un diámetro estándar promedio en el rango mayor de aproximadamente 5 micrones, de preferencia aproximadamente 5 micrones hasta aproximadamente 14 micrones, y estando la longitud del filamento promedio dispersa en los artículos moldeados entre aproximadamente 0.15 y aproximadamente 0.4 mm. En consecuencia, los filamentos de fibra de vidrio se dispersan uniformemente y los artículos moldeados presentan propiedades mecánicas uniformes y equilibradas, especialmente suavidad de superficie. La cantidad de las fibras de vidrio puede variar ampliamente de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 50% en peso, y más preferentemente aproximadamente 10 hasta aproximadamente 40% en peso, en base al peso total de la combinación polimérica. Estas fibras de vidrio se dimensionan típicamente convencionalmente con agentes de acoplamiento, tales como aminosilanos y epoxisilanos y titanatos, y promotores de adhesión tales como epoxi, uretanos, celulósicos, almidón, cianurato y similares.
En una modalidad, cuando la fibra de vidrio está presente en una composición de moldeo poli épco, la composición polimérica es de preferencia de aproximadamente 70 hasta aproximadamente 85% en peso de la composición total en base a los porcientos en peso totales del nylon 6 y el polímero de silicona en las composiciones de la presente invención, en donde el porciento iguala el 100%. Ejemplos de agentes de refuerzo que son útiles además de las fibras de vidrio, incluyen, pero no se limitan a, fibras de carbono, mica, barro, talco, wolastonita, carbonato de calcio o combinaciones de los mismos. Las composiciones polimérica de la invención pueden reforzarse con una mezcla de fibra de vidrio y otros agentes de refuerzo como se describió anteriormente tales como mica o talco, y/o otros aditivos. De acuerdo con la invención en la presente, las fibras de vidrio, así como otros agentes de refuerzo, pueden introducirse dentro de la reacción de abertura de anillo de nylon 6 en diversas etapas del proceso. En una modalidad particularmente preferida de la invención en la presente, las fibras de vidrio se agregan directamente a la reacción de abertura de anillo de nylon 6. Puesto que las fibras de vidrio pueden combinarse suficientemente durante esta etapa, no existe necesidad de un paso de postcombinación, tal como extrusión, para incorporar las fibras de vidrio dentro de las IA?A ÍJ L ?AA..*.^**. ^..^u^y^ composiciones. Esto es particularmente ventajoso a la presente invención debido a que el paso de postcombinación consume mucha energía, es caro y frecuentemente causa una reducción en el peso molecular de la combinación polimérica 5 de nylon 6/silicón. En otra modalidad de la invención, un polímero de nylon modificado, incluye, pero no se limita a, un plástico modificado por impacto, se produce a partir de una emulsión polimérica de silicona que comprende polímeros de silicona y 10 un polímero de nylon 6. El polímero de silicona de las emulsiones poliméricas de silicona en esta modalidad tienen una Tg menos de 40°C, mientras que el polímero de nylon 6 tiene una Tg mayor de 40°C. En una modalidad adicionalmente preferida se 15 proporcionan combinaciones poliméricas de nylon 6/silicona. En una modalidad adicionalmente preferida, se prepara nylon 6 modificado para empaque que comprende una emulsión polimérica de silicona para proporcionar una combinación polimérica de nylon 6/silicona. En una modalidad 20 particularmente preferida de la invención, se produce un polímero de nylon 6 modificado, que incluye, pero no se limita a, un plástico modificado por impacto, a partir de emulsiones poliméricas de silicona y un polímero de nylon 6. Las aplicaciones finales de las composiciones de 25 las composiciones poliméricas de nylon 6/silicona producidas -a¿"SiÍf¡i Mf?í?HTtri??? r ' conforme a la invención actual incluyen polímero modificados para impacto, polímeros de barrera mejorada, y polímeros que tienen propiedades mecánicas mejoradas, tales como resistencia a la tensión mejorada, elongación mejorada al rompimiento, mejores propiedades ala intemperie, y mejorada resistencia ala flexión. Otras aplicaciones de uso final incluyen resinas de diseño y recubrimiento. Las composiciones poliméricas producidas por esta invención son útiles para resinas de diseño termoplásticas, elastómeros, películas, láminas y recipientes plásticos. EJEMPLOS El siguiente ejemplo se indica para proporcionar aquellos de experiencia común en la técnica con una presentación y descripción completa de cómo se hacen y evalúan las composiciones de materia y métodos reclamados en la presente y no intenta limitar el alcance de lo que los inventores consideran como su invención. Se han hecho esfuerzos para asegurar la precisión con respecto a los Números (por ejemplos cantidades, temperatura, etc.) pero debe contarse por algunos errores y desviaciones a menos que se indique lo contrario, las partes están en peso, la temperaturas están °C o está ea temperatura ambiente y la presión es la atmosférica o cerca de ella. EJEMPLO : 1 Combinación Polimérica de Nylon/Silicona Aun autoclave forrada de vidrio de I L se agrega ., »,llA„t ,&,,.,..-„,, „ »^,„„A,„ , ,lk,«^*fa, ... ....... A*... , -, . - .„., „. _ f ,_., fc^ , r 187 g de e-caprolactama y se funde a 80°C. Después durante un periodo de 5 minutos se agrega 200 g de una composición de látex de silicona y 0.4 g de ácido acético glacial a la autoclave con agitación continua. Mientras se agita, la 5 mezcla se presuriza a 250 psig y se calienta a 250°C durante 30 minutos. La presión se reduce después a la atmosférica durante 30 minutos y la reacción se deja continuar a la presión atmosférica agitando a la vez durante una hora. Se proporciona una combinación polimérica de nylon 6/silicona. 10 La invención se ha descrito en detalle con referencia particular a las modalidades preferidas de las mismas, pero se entenderá que pueden efectuarse variaciones y modificaciones sin apartarse del alcance y espíritu de la invención. 15

Claims (50)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un método para hacer una combinación polimérica de nylon 6/silicona que comprende las etapas de: a. preparar una emulsión polimérica de silicona que comprende un polímero de silicona disperso en una fase continua líquida; b. introducir la emulsión polimérica de silicona en una reacción de abertura de anillo de nylon 6 antes de o durante el medio de reacción de abertura del anillo de nylon 6, en donde el medio de reacción comprende caprolactama; y c. abrir el anillo y hacer reaccionar la caprolactama, proporcionando con eso una combinación polimérica de nylon 6-silicona.
  2. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la fase continua comprende agua.
  3. 3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la fase continua comprende de aproximadamente 30 hasta aproximadamente 100% en peso de agua.
  4. 4. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la fase continua comprende de aproximadamente 70 hasta aproximadamente 100% en peso de agua.
  5. 5. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la fase continua consiste yí yA. .y. ?.... y.,¿l¿ fiirtimmln ? ? - Hüli "*•*"• • - " - - • - ,. «. ! . « .. - esencialmente de agua.
  6. 6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la fase continua comprende caprolactama.
  7. 7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la fase continua comprende de aproximadamente 30 hasta aproximadamente 90% en peso de caprolactama.
  8. 8. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la fase continua comprende de aproximadamente 70 hasta aproximadamente 90% en peso de caprolactama.
  9. 9. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la fase continua comprende uno o más cosolventes y en donde el cosolvente comprende metanol, etanol, propanol, n-butanol o una mezcla de los mismos.
  10. 10. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero de silicona comprende homo o copolímeros de polidimetilsiloxano, en donde los homo o copolímeros comprenden funcionalidades aminopropilo, vinilo, mercaptopropilo, fenilmetilo, epoxi o amino etilaminopropilo .
  11. 11. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero de silicona es polidimetilsiloxano . MMI i r f i «•— ----- ^g^g
  12. 12. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero de silicona en la emulsión polimérica de silicona tiene un tamaño de partícula de aproximadamente 0.10 hasta aproximadamente 1000 micrones.
  13. 13. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero de silicona en la emulsión polimérica de silicona tiene un tamaño de partícula de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 10 micrones.
  14. 14. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero de silicona en la emulsión polimérica de silicona tiene un peso molecular de aproximadamente 5,000 hasta aproximadamente 1,000,000 de Daltones .
  15. 15. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la emulsión polimérica de silicona comprende un tensioactivo y en donde el tensioactivo comprende un tensioactivo aniónico, un tensioactivo catiónico, tensioactivo no iónico, o una mezcla de los mismos .
  16. 16. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero silicona se retícula antes de la introducción dentro de la reacción polimérica de condensación.
  17. 17. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la fase continua de emulsión polimérica de silicona y el medio de reacción de nylon 6 comprende cada uno agua, caprolactama, o una mezcla de los mismos .
  18. 18. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero de silicona en la emulsión polimérica de silicona comprende un grupo funcional capaz de reaccionar con el nylon 6 en la reacción de abertura de anillo de nylon 6 y en donde el grupo funcional comprende un epoxi, ácido, hidroxilo, amina, amida, carbonato, o una mezcla de los mismos.
  19. 19. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las fibras de vidrio se agregan al medio de reacción de nylon 6 antes o durante la reacción de abertura de anillo de nylon 6.
  20. 20. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque las fibras de vidrio comprende de aproximadamente hasta aproximadamente 50% en peso de la combinación polimérica de nylon 6/silicona.
  21. 21. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque las fibras de vidrio se agregan durante la reacción de abertura de anillo de nylon 6.
  22. 22. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los agentes de refuerzo comprenden fibras de carbono, mica, barro, talco, wolastonita, fibras de vidrio, carbonato de calcio o una mezcla de los mismos y se A.?i?.yA t. ? A,? "".*-«"»—--.->-. agregan al medio de reacción de condensación antes de o durante la reacción de condensación.
  23. 23. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la emulsión polimérica de silicona comprende un agente regulador y en donde el agente regulador comprende sales de amonio de carbonatos, sales de sodio de carbonatos, sales de amonio de bicarbonatos, o una mezcla de las mismas.
  24. 24. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la emulsión polimérica de silicona se introduce antes de la iniciación de la reacción de abertura del anillo del nylon 6.
  25. 25. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la emulsión polimérica de silicona se introduce durante la reacción de abertura del anillo del nylon 6.
  26. 26. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la emulsión polimérica de silicona se introduce cerca del final de la reacción de abertura del anillo del nylon 6.
  27. 27. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la emulsión polimérica de silicona se prepara por una emulsificación mecánica.
  28. 28. El producto hecho por el proceso de la reivindicación 1.
  29. 29. Una combinación polimérica de nylon 6/s?l?cona que comprende nylon 6 y una emulsión polimérica de silicona, caracterizada porque el polímero de silicona de la combinación polimérica de nylon 6/silicona se deriva a partir de una emulsión polimérica de silicona, en donde la combinación se forma al introducir la emulsión polimérica de silicona en una reacción de abertura de anillo de nylon 6 antes de o durante el medio de reacción de abertura de anillo de nylon 6 y en donde el medio de reacción comprende caprolactama.
  30. 30. La combinación polimérica de conformidad con la reivindicación 29, caracterizada porque la emulsión polimérica de silicona comprende (a) un polímero de silicona; (b) un tensioactivo; y (c) una fase continua líquida.
  31. 31. La combinación polimérica de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque la fase continua comprende agua.
  32. 32. La combinación polimérica de conformidad con la reivindicación 31, caracterizada porque la fase continua comprende de aproximadamente 30% hasta aproximadamente 100% de agua .
  33. 33. La combinación polimérica de conformidad con la reivindicación 31, caracterizada porque la fase continua i *í t H yi- Ayy? comprende de aproximadamente 70% hasta aproximadamente 100c de agua.
  34. 34. La combinación polimérica de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque la fase continua comprende caprolactama.
  35. 35. La combinación polimérica de conformidad con la reivindicación 31, caracterizada porque la fase continua comprende de aproximadamente 30% hasta aproximadamente 90% en peso de caprolactama.
  36. 36. La combinación polimérica de conformidad con la reivindicación 31, caracterizada porque la fase continua comprende de aproximadamente 70% hasta aproximadamente 90% en peso de caprolactama.
  37. 37. La combinación polimérica de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque la fase continua comprende uno o más cosolventes y en donde el cosolvente comprende metanol, etanol, propanol, n-butanol o una mezcla de los mismos.
  38. 38. La combinación polimérica de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada el tensioactivo comprende un tensioactivo aniónico, un tensioactivo catiónico, un tensioactivo no iónico, o una mezcla de los mismos.
  39. 39. La combinación polimérica de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque el polímero de silicona comprende homo o copolímeros de polidimetilsiloxano, ?j^^jyjte|^ en donde los homo o copolímeros comprenden funcionalidades aminopropilo, vinilo, mercaptopropilo, fenil etilo, epoxi o amino etilaminopropilo .
  40. 40. La combinación polimérica de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque el polímero de silicona es polidimetilsiloxano .
  41. 41. La combinación polimérica de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque el polímero de silicona en la emulsión polimérica de silicona tiene un tamaño de partícula de aproximadamente 0.10 hasta aproximadamente 1000 micrones.
  42. 42. La combinación polimérica de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque el polímero de silicona en la emulsión polimérica de silicona tiene un tamaño de partícula de aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 10 micrones.
  43. 43. La combinación polimérica de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque el polímero de silicona en la emulsión polimérica de silicona tiene un peso molecular de aproximadamente 5,000 hasta aproximadamente 1,000,000 de Daltones.
  44. 44. La combinación polimérica de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque el polímero de silicona en la emulsión polimérica de silicona comprende un grupo funcional capaz de reaccionar con el nylon 6 en la reacción de abertura de anillo de nylon 6 y en donde el grupo funcional comprende un epoxi, ácido, hidroxilo, amina, amida, carbonato, o una mezcla de los mismos.
  45. 45. La combinación polimérica de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque las fibras de vidrio se agregan a la combinación polimérica de nylon 6/silicona.
  46. 46. La combinación polimérica de conformidad con la reivindicación 45, caracterizada porque las fibras de vidrio comprenden de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 50% en peso de la combinación polimérica de nylon 6/silicona.
  47. 47. La combinación polimérica de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque los agentes de refuerzo comprenden fibras de carbono, mica, barro, talco, wolastonita, fibras de vidrio, carbonato de calcio o mezclas de los mismos y se agregan a la combinación polimérica de nylon 6/silicona.
  48. 48. La combinación polimérica de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada la emulsión polimérica de silicona se prepara por emulsificación mecánica.
  49. 49. La combinación polimérica de conformidad con la reivindicación 30, caracterizada porque la combinación polimérica comprende un nylon 6 modificado por impacto.
  50. 50. Un método para hacer una combinación polimérica de polímero tipo amida/silicona caracterizado porque comprende las etapas de: til -i«*.>t &y ,. aaáÁ *,lk»i «u. ^$¡¿¡^g^^^^ a. preparar una emulsión polimérica de silicona que comprende una fase continua líquida; b. introducir la emulsión polimérica de silicona en un polímero de nylon 6; y c. extruir la emulsión polimérica de silicona y el polímero de nylon 6, proporcionando con eso una combinación polimérica de nylon 6/silicona. ,?y £ A í íiy
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