ES2316517T3 - Silice revestida texturada. - Google Patents

Abstract

Un proceso para la preparación de una sílice revestida texturada, cuyo proceso comprende rociar una sílice pirógena con agua y un elastómero termoplástico mientras se mezclan en un recipiente de mezcla apropiado, entonces se muele y posteriormente se seca la mezcla.

Description

Sílice revestida texturada.

La invención está relacionada con un proceso para la preparación de la sílice revestida texturada, con la sílice revestida texturada obtenida en este proceso y con el uso de dicha sílice.

Una sílice revestida texturada similar al aerogel es conocida del documento DE 24 14 478. Esa sílice se prepara incorporando agua, con una distribución uniforme, en una sílice pirógena dispersa en el aire y secando la mezcla pulverulenta resultante.

Esa sílice tiene la desventaja de que tiene una tendencia pronunciada a la sedimentación y puede ser dispersa nuevamente solamente con dificultad o con ninguna.

El documento DE 15 92 863 describe sílices precipitadas modificadas orgánicamente que están revestidas, por ejemplo, de cera y pueden ser empleadas como agentes reductores de brillo. Esas sílices conocidas exhiben una pobre transparencia en diferentes sistemas laqueados. Debido a su alto contenido humectante, esas sílices no pueden ser empleadas en sistemas poliuretanos que contrarresten la humedad. Los sistemas laqueados a los que no se les puede reducir el brillo con facilidad como los poliuretanos y la laca epoxi, no pueden ser reducidos satisfactoriamente empleando las sílices conocidas.

El objeto es, por tanto, preparar una sílice que no exhiba estas desventajas.

La invención da a conocer una sílice revestida texturada obtenida mediante el proceso de la invención. En una realización preferible de la invención, la sílice revestida texturada puede tener un contenido de carbono de 1 a 30% en peso.

La sílice según la invención puede tener un área de superficie BET de 80 a 450 m^{2}/g. Puede tener una densidad comprimida de 10 a 100 g/l. El número de DBP puede ser de 2,4 a 3,8.

Una suspensión acuosa de 4% de la sílice según la invención puede tener un valor de pH de 6 a 8.

Revestida texturada significa que el producto final tiene mucha más textura que el producto inicial y que es revestido adicionalmente. La sílice revestida texturada tiene un número de DPB mayor que la sílice inicial.

Otra realización de la invención se relaciona con un proceso para la preparación de una sílice revestida texturada donde se rocía una sílice pirógena con agua y un elastómero termoplástico mezclando en un recipiente adecuado para mezclas, luego moliendo y posteriormente secando la mezcla.

Cualquier sílice pirógena conocida puede ser empleada como la sílice pirógena.

En una realización preferible de la invención, pueden ser empleadas las sílices pirógenas de acuerdo con la Tabla 1.

Las sílices pirógenas aparecen en la Ullmann's Encyklopädie der technischen Chemie 4ta Edición, Volumen 21, páginas 464 ff (1982).

Se preparan a través de hidrólisis producida por una llama, en la que un compuesto de metal o un compuesto metaloide vaporizable, como por ejemplo, el tetracloruro de silicio, son quemados en una llama con gases que contienen hidrógeno y oxígeno.

TABLA 1 Datos físico-químicos del AEROSIL

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De las sílices pirógenas enumeradas en la Tabla 1, se prefieren emplear todos los tipos de Aerosil con la excepción de AEROSIL OX50, incluyendo las variantes no comprimidas.

Los elastómeros termoplásticos son empleados como agentes de revestimiento. Los elastómeros termoplásticos pueden emplearse en forma de dispersiones acuosas y/o con disolvente.

Se le da preferencia en particular al uso, como elastómeros termoplásticos, de elastómeros de dimetilpolisiloxano que poseen grupos epoxi terminales, especialmente con un peso molecular mayor de 100,000.

Los elastómeros termoplásticos pueden prepararse:

(I) mezclando

(A)

con una resina de poliamida estable reológicamente que tenga un punto de fusión o temperatura de transición vítrea de 25 grados C a 275 grados C.,

(B)

una base de silicona que comprenda

(B')

100 partes por peso de una goma de diorganopolisiloxano que tenga una plasticidad de al menos 30 y con un promedio de al menos 2 grupos alquenilos en su molécula y

(B'')

de 5 a 200 partes por peso de un relleno con refuerzo, la proporción del peso de la mencionada base de silicona con respecto a la mencionada resina de poliamida siendo mayor que 35:65 hasta 85:15,

(C)

por cada 100 partes por peso de la mencionada resina de poliamida, un compatibilizador seleccionado de

(i)

de 0.1 a 5 partes por peso de un agente de acoplamiento con un peso molecular menor que 800 que contiene al menos dos grupos seleccionados independientemente del grupo etilénicamente insaturado, epoxi, anhídrido, silanol, carboxilo, oxazolina o alcoxi que tienen de 1 a 20 átomos de carbono, en su molécula,

(ii)

de 0.1 a 10 partes por peso de un diorganopolisiloxano funcional que tiene al menos un grupo seleccionado del epoxi, anhídrido, silanol, carboxilo, amina, oxazolina o alcoxi con 1 a 20 átomos de carbono, en su molécula, o

(iii)

de 0.1 a 10 partes por peso de un copolímero que comprende al menos un bloque de diorganopolisiloxano y al menos un bloque seleccionado de la poliamida, poliéter, poliuretano, poliurea, policarbonato o poliacrilato,

(D)

un compuesto de silicio organohídrido que contiene un promedio de al menos 2 grupos de hidrógeno con enlaces de silicio en su molécula y

(E)

un catalizador de hidroxilación,

los componentes (D) y (E) presentes en una cantidad suficiente para curar el mencionado diorganopolisiloxano (B'); y (II) el mencionado diorganopolisiloxano que cura dinámicamente (B'). La invención se refiere igualmente a un elastómero termoplástico que se prepara por el método anterior.

El componente (A) de la presente invención es una resina de poliamida termoplástica. Estas resinas se conocen principalmente por el término genérico "nylon" y son polímeros sintéticos de cadena larga que contienen uniones de amida (ejemplo, -C(O)-NH-) a lo largo de la cadena lineal del polímero. Para los propósitos de la presente invención, la resina de poliamida tiene un punto de fusión (m.p.), o temperatura de transición vítrea (T_{g}) si la poliamida es amorfo, de temperatura ambiente (ejemplo, 25ºC) a 275ºC. Con los intentos de preparar elastómeros TPSiV de poliamidas con mayores puntos de fusión (ejemplo, nylon 4/6) se obtuvieron propiedades físicas pobres, la elongación mejor de estos productos fue menor del 25% requerido según la presente invención. Asimismo, para los propósitos de la presente invención, la resina de poliamida se seca preferentemente al pasar un gas inerte y seco sobre los gránulos o polvo de la resina a elevadas temperaturas. El grado de sequedad de acuerdo con las propiedades y fabricación aceptables depende de la poliamida en particular y su valor es generalmente recomendado por el fabricante o puede determinarse por diferentes análisis sencillos. Se prefiere generalmente que la resina de poliamida contenga no más de 0.1 por ciento en peso de humedad. Por último, la poliamida también deber ser reológicamente estable bajo las condiciones de mezcla requeridas para preparar el elastómero TPSiV, como se describe debajo. Esta estabilidad es evaluada en la resina limpia a la temperatura de procesamiento apropiada y un cambio de más de 20% en la viscosidad de fusión (torsión de mezcla) en el tiempo generalmente requerido para preparar los correspondientes TPSiVs (ejemplo, de 10 a 30 minutos en un mezclador) indica que la resina se encuentra fuera del orden de la presente invención. De esta forma, por ejemplo, una muestra de un nylon 11 seco con una m.p. de 198ºC fue mezclada en una mezcladora honda bajo una purga de gas nitrógeno a aproximadamente 210 a 220ºC por alrededor de 15 minutos y la torsión de mezcla observada aumentó en aproximadamente un 200%. Esta resina de poliamida no es una candidata adecuada para el método instantáneo.

Además de las limitaciones mencionadas, la resina (A) puede ser cualquier homopolímero, copolímero o terpolímero termoplástico amorfo o cristalino sólido de alto peso molecular que posea unidades de amidas recurrentes dentro de la cadena del polímero. En los sistemas de copolímero y terpolímero, más de 50 por ciento en mol de las unidades repetidas son unidades que contienen amidas. Entre los ejemplos de poliamidas adecuados son las polilactamas como el nylon 6, los polienantolactama (nylon 7), policaprilactama (nylon 8), polilaurilactama (nylon 12), y sus similares; homopolímeros de aminoácidos tales como la polipirrolidinona (nylon 4); copoliamidas de ácido dicarboxílico y diamina como el nylon 6/6, el polihexametilenoazelamida (nylon 6/9), el polihexametileno-sebacamida (nylon 6/10), el polihexametilenoisoftalamida (nylon 6,I), el ácido polihexametilenododecanoico (nylon 6/12) y sus similares; las poliamidas aromáticas y parcialmente aromáticas; las copoliamidas como los copolímeros de caprolactama y la hexametilenoadipamida (nylon 6,6/6), o una terpoliamida (ejemplo, nylon 6,6/6,6); copolímeros de bloque como poliamidas de poliéter; o mezclas relacionadas. Las resinas de poliamidas preferidas son el nylon 6, el nylon 12, el nylon 6/12 y el nylon 6/6.

La base de silicona (B) es una mezcla uniforme de una goma de diorganopolisiloxano (B') y un relleno con refuerzo (B'').

El diorganopolisiloxano (B') es un polímero o copolímero (goma) de alta consistencia que contiene al menos 2 grupos alquenilos que poseen de 2 a 20 átomos de carbono en su molécula. El grupo alquenilo se ejemplifica específicamente por el vinil, alil, butenil, pentenil, hexenil y decenil. La posición de la funcionalidad del alquenil no es fundamental y puede enlazarse en los terminales de la cadena molecular, en posiciones no-terminales en la cadena molecular o en ambas posiciones. Se prefiere que el grupo alquenil sea vinil o hexenil y que este grupo esté presente a un nivel de 0.001 a 3 por ciento en peso, preferentemente de 0.01 a 1 por ciento en peso, en la goma de diorganopolisiloxano.

Los restantes grupos orgánicos con enlaces de silicio (ejemplo, no-alquenilo) en el componente (B') son seleccionados independientemente de los grupos de hidrocarburo o hidrocarburo halogenado que contienen insaturación no alifática. Estos pueden ejemplificarse específicamente por los grupos alquilos con 1 a 20 átomos de carbono, tales como el metilo, etilo, propilo, butilo, gentilo y hexilo; grupos cicloalquil, tales como el ciclohexil y el cicloheptil; grupos aril con 6 a 12 átomos de carbono, tales como el fenil, tolil y xilil; grupos aralquil con 7 a 20 átomos de carbono, tales como el bencil y el fenetil; y grupos de alquilo halogenados con 1 a 20 átomos de carbono, tales como el 3,3,3-trifluoropropilo y el clorometilo. Se comprenderá, por supuesto, que estos grupos se seleccionan de forma tal que la goma de diorganopolisiloxano (B') tenga una temperatura de vidrio (o punto de fusión) que se encuentre por debajo de la temperatura ambiente y la goma sea por tanto elastomérica. El metilo representa preferentemente al menos 50, preferible aún al menos 90, por ciento en mol de los grupos orgánicos no-insaturados con enlaces de silicio en el componente (B').

De este modo, el polidiorganosiloxano (B') puede ser un homopolímero o un copolímero que contenga dichos grupos orgánicos. Entre los ejemplos se incluyen gomas que tienen unidades de dimetilsiloxi y unidades de fenilmetilsiloxi; unidades de dimetilsiloxi y unidades de difenilsiloxi; y unidades de dimetilsiloxi, unidades de difenilsiloxi y unidades de fenilmetilsiloxi, entre otras. La estructura molecular no es tampoco fundamental y se ejemplifica por una cadena lineal y cadena lineal parcialmente ramificada, prefiriéndose las estructuras lineales.

Las ilustraciones específicas del organopolisiloxano (B') incluyen:

copolímeros de dimetilsiloxano-metilhexenilsiloxano de trimetilsiloxi-bloque final; copolímeros de dimetilsiloxano-metilhexenilsiloxano de dimetilhexenlilsiloxi-bloque final; copolímeros de dimetilsiloxano-metilvinilsiloxano de trimetilsiloxi-bloque final; copolímeros de metilfenilsiloxano-dimetilsiloxano-metilvinilsiloxano de trimetilsiloxi-bloque final; dimetilpolisiloxanos de dimetilvinilsiloxi-bloque final; copolímeros de dimetilsiloxano-metilvinilsiloxano de dimetilvinilsiloxi-bloque final; metilfenilpolisiloxanos de dimetilvinilsiloxi-bloque final; copolímeros de metilfenilsiloxano-dimetilsiloxano-metilvinilsiloxano de dimetilvinilsiloxi-bloque final; y copolímeros similares en los cuales al menos un grupo final es el dimetilhidroxisiloxi. Entre los sistemas que se prefieren para aplicaciones de bajas temperaturas se incluyen los copolímeros de metilfenilsiloxano-dimetilsiloxano-metilvinilsiloxano y los copolímeros difenilsiloxano-dimetilsiloxano- metilvinilsiloxano, específicamente donde el contenido molar de las unidades dimetilsiloxano es de alrededor de 93%.

El componente (B') puede consistir igualmente en dos combinaciones de dos o más organopolisiloxanos. Aún más preferible, el componente (B') es un homopolímero de polidimetilsiloxano terminado en un grupo vinil en cada final de su molécula o un homopolímero que además contiene al menos un grupo vinil a lo largo de su cadena
principal.

Para los propósitos de la presente invención, el peso molecular de la goma de diorganopolisiloxano es suficiente para impartir un número de plasticidad Williams de al menos 30 como lo determina el método de experimentación 926 de la ASTM (American Society for Testing and Materials). El número de plasticidad, usado en este documento, se define como el espesor en milímetros.tiempos.100 de una muestra de experimental cilíndrica de 2 cm^{3} en volumen y aproximadamente 10 mm de altura después de que la muestra haya sido sujeta a una carga compresora de 49 newtons por tres minutos a 25ºC.

Cuando la plasticidad de este componente es menor que alrededor de 30, como en el caso de los siloxanos fluidos de baja viscosidad empleados por Arkles, citados arriba, las TPSiV preparadas por vulcanización dinámica según el método instantáneo exhiben una pobre uniformidad de forma tal que en altos contenidos de silicona (ejemplo, de 50 a 70 por ciento en peso) hay regiones sólo de silicona esencialmente y regiones de esencialmente resina termoplástica, y las mezclas son débiles y friables. Las gomas de la presente invención son considerablemente más viscosas que los fluidos de silicona empleados en la práctica anterior. Por ejemplo, las siliconas contempladas por Arkles, mencionadas arriba, tienen un límite superior de viscosidad de 100,000 cS (0.1 m^{2}/s) y, aunque la plasticidad de los fluidos de tan baja viscosidad no son medidos con facilidad por el procedimiento D 926 de ASTM, se determinó que esta corresponde a una plasticidad de aproximadamente 24. Aunque no existe un límite superior absoluto en la plasticidad del componente (B'), consideraciones prácticas en cuanto a la capacidad de los procesos en equipos de mezcla convencional generalmente restringen este valor. Preferentemente, el número de plasticidad debe oscilar de alrededor de 100 a 200, y mejor aún entre 120 y 185.

Los métodos para la preparación de polidiorganosiloxanos que contienen grupos insaturados de alta consistencia son bien conocidos y no requieren de un debate detallado en este sentido. Por ejemplo, un método típico para la preparación de un polímero alquenilo-funcional comprende el equilibrio de base-catalizadora de diorganopolisiloxanos cíclicos y/o lineales en la presencia de especies similares alquenilo-funcional.

El componente (B'') es un relleno dividido con precisión que se usa para reforzar el diorganopolisiloxano (B') y se selecciona preferentemente de minerales estables al calor, divididos con precisión tales como las formas de sílice precipitadas y humeantes, aerogeles de sílice y dióxido de titanio con un área de superficie específica de al menos alrededor de 50 m^{2}/gram.

La forma humeante de sílice es un relleno con refuerzo preferible basado en su gran área de superficie, que puede ser de hasta 450 m^{2}/gramo y una sílice pirógena con un área de superficie de 50 a 400 m^{2}/gram. Por encima de todas, se prefiere de la de 200 a 380 m^{2}/g. Preferentemente, el relleno de sílice pirógena es tratado para tornar su superficie hidrofóbica, como se trabaja típicamente con el caucho de silicona. Esto puede lograrse haciendo reaccionar la sílice con un compuesto de organosilicio líquido que contiene grupos de silanol o precursores hidrolizables de grupos de silanol. Los compuestos que pueden ser usados como agentes tratantes de relleno, también conocidos como agentes anti-progresivos o plastificantes en la industria de caucho de silicona, incluyen ingredientes como los polidiorganosiloxanos de hidróxido- o alcoxi-terminado de bajo peso molecular, los hexaorganodisiloxanos, los ciclodimetilsilazanos y los hexaorganodisilazanos. Se prefiere que el compuesto de tratamiento sea un diorganopolisiloxano oligomérico hidroxi-terminado con un grado de polimerización promedio DP) de 2 a alrededor de 100, preferible en alrededor de 2 a alrededor de 10 y es usado a un nivel alrededor de 5 a alrededor de 50 partes por peso por cada 100 partes por peso del relleno de sílice. Cuando el componente (B') es el polidimetilsiloxano preferido vinil-funcional o hexenil-funcional, este agente de tratamiento es preferentemente un polidimetilsiloxano hidroxi-
terminado.

Para los propósitos de la presente invención, de 5 a 200 partes por peso, preferentemente de 5 a 150 y preferible aún, de 20 a 100 partes por peso, del con refuerzo (B'') se mezclan uniformemente con 100 partes por peso de la goma (B') para preparar base de silicona (B). Esta mezcla es típicamente realizada a temperatura ambiente usando un molino de dos rodillos, un mezclador interno u otro dispositivo apropiado, como bien se conoce en la industria del caucho de silicona. De forma alternativa, la base de silicona puede formarse in situ durante la mezcla antes de la vulcanización dinámica de la goma, como se describe debajo. En el último caso, la temperatura de la mezcla se mantiene por debajo del punto de ablandamiento o punto de fusión de la resina de poliamida hasta que el refuerzo se disperse bien en la goma de diorganopolisiloxano.

El compatibilizador (C) puede ser un agente de acoplamiento, un diorganopolisiloxano organofuncional o un copolímero de siloxano. Para los propósitos de la presente invención, al menos un compatibilizador es incluido en la preparación del elastómero termoplástico.

En una realización, el compatibilizador es (i) un agente de acoplamiento que tiene un peso molecular menor de 800 que contiene al menos dos grupos en su molécula independientemente seleccionados de grupos insaturados etilénicamente (ejemplo, vinil, alil, butenil, pentenil, hexenil, acrilato y metacrilato), epoxi, anhídrido, silanol, hidroxil, alcoxi que poseen de 1 a 20, preferentemente de 1 a 10, y preferentemente aún de 1 a 4, átomos de carbono, carboxilo u oxazolina. El último grupo tiene la estructura

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donde los átomos de carbono del anillo pueden contener uno o más substituyentes seleccionados de los grupos de hidrocarburo que poseen de 1 a 4 átomos de carbono. El agente de acoplamiento puede tener una estructura esquelética orgánica basada en siloxano siempre que contenga al menos dos de los grupos antes mencionados, estos situados en posiciones terminales, a lo largo de la cadena o ambos. En el caso de las cadenas de siloxano, los grupos orgánicos funcionales mencionados anteriormente (ejemplo, no-silanol) están unidos a átomos de silicio por medio de enlaces Si-C (ejemplo, a través de un grupo de hidrocarburo divalente como el trimetileno, el tetrametileno y el dimetileno) o un grupo orgánico divalente que contiene oxígeno y/o heteroátomos de nitrógeno, tales como el éster, el éter o el amida. Aunque los grupos pueden ser los mismos, generalmente se prefiere que al menos uno de estos sea un grupo insaturado etilénicamente, preferentemente vinil, mientras que al menos otro grupo sea seleccionado de los grupos epoxi, anhídrido, alcoxi, silanol, hidroxil, carboxil u oxazolina anteriormente mencionados.

Entre los ejemplos de agentes de acoplamiento apropiados se incluyen el éter glicidil alil, el metacrilato de glicidil, el 1,2-epoxi-7-octeno, el 1,2-epoxi-9-deceno, el 1,2-epoxi-5-hexeno, el anhídrido succínico alil, los viniloxazolinas, los derivados del viniloxazolina tales como el 2-isopropenil-2-oxazolina, el gamma-glicidoxipropilmetildimetoxisilano, el gammaglici-doxipiltrimetoxisilano, el etiltrimetoxisilano beta-(3,4-epoxiciclohexil), el 1,3-fenileno-bis (2-oxazolina), el éter de poli (propileno glicol) diglicidil, el éter de diglicidil de bisfenol A, el isocianurato de tris (2,3-epoxipropi) y diamidas insaturados tales como CH_{2}=CH-(CH_{2})_{8}-CO-NH-(CH_{2})_{6}-NH-CO-(CH_{2})_{8}-CH=CH_{2}, entre otros.

La concentración de estos agentes de acoplamiento puede ser de 0.1 a 5 partes por peso por cada 100 partes por peso de la poliamida (A), preferentemente, de 0.2 a 3 partes por peso.

En otro modo de realización, el compatibilizador es (ii) un diorganopolisiloxano funcional con un peso molecular promedio de al menos 800, preferentemente de 800 a 50 000, preferible de 800 a 15,000. El diorganopolisiloxano funcional (ii) es un polímero o copolímero en el cual se seleccionan los grupos orgánicos independientemente de los grupos hidrocarburo o hidrocarburo halogenado que contienen insaturación no alifática, como se describe arriba para el componente (B'), incluyendo de ahí realizaciones preferidas. Sin embargo, al menos un grupo funcional seleccionado del epoxi, anhídrido, silanol, alcoxi que posee de 1 a 20, preferentemente de 1 a 10, y preferentemente aún de 1 a 4, átomos de carbono, amino, carboxil u oxazolina, como se describe arriba, deben estar presentes en este polímero o copolímero.

Entre los ejemplos de componentes más adecuados (ii) se incluyen los polidimetilsiloxanos epoxi-funcional, tales como el polidimetilsiloxano de mono (2,3-epoxi) propiléter-terminado, el polidimetilsiloxano de epoxipropoxipropil-terminado, los copolímeros de metilsiloxano (epoxiciclohexiletil)-dimetilsiloxano, y copolímeros metilsiloxano (epoxipropoxipropil)-dimetilsiloxano; polidimetilsiloxanos amino-funcional, tales como el polidimetilsiloxano de aminopropil-terminado, el polidimetilsiloxano de aminoetilaminopropil-terminado, el polidimetilsiloxano de aminopropil-unido, el polidimetilsiloxano de aminoetilaminopropil-unido; polidimetilsiloxanos que contienen grupos anhídridos, tales como el polidimetilsiloxano succínico de anhídrido-terminado y el polidimetilsiloxano succínico anhídrido-unido, los polidimetilsiloxanos de silanol-terminado , los polidimetilsiloxanos que contienen grupos carboxilo, tales como el polidimetilsiloxano (mono) carboxidecil-terminado y el polidimetilsiloxano carboxidecil-terminado; y los polidimetilsiloxanos que contienen grupos oxazolina, tales como el polidimetilsiloxano de vinilxoazolina-unido.

La concentración del diorganopolisiloxano funcional puede ser de 0.5 a 10 partes por peso por cada 100 partes por peso de la poliamida (A), preferentemente, de 0.5 a 5 partes por peso.

En el caso de los compatibilizadores (i) y (ii), se prefiere en ocasiones mezclar el compatibilizador con la resina de poliamida a una temperatura por encima del punto de fusión de la resina antes de la adición de la base de silicona. Como no se desea aplicar ninguna teoría o mecanismo, se cree que este procedimiento resulte en una reacción entre los grupos funcionales del compatibilizador y la amida o los grupos finales de la resina, maximizando de este modo la eficacia de la compatibilización. De manera alternativa, es en ocasiones ventajoso añadir el compatibilizador a una mezcla de la poliamida y la base de silicona. En cualquier caso, la técnica que se prefiere puede ser determinada rápidamente por análisis de rutina.

Aún en otro modo de realización, el compatibilizador es (iii) un bloque o copolímero unido que comprende al menos un bloque de diorganopolisiloxano y al menos un bloque seleccionado de poliamida, poliéter, poliuretano, poliurea, policarbonato o poliacrilato. Por ejemplo, el copolímero (iii) puede tener una estructura como AB, (AB)_{n}, ABA, BAB, A-g-B y B-g-A, donde n es un número entero que tiene un valor mayor que 1, A representa un bloque de diorganopolisiloxano y B representa uno de los bloques orgánicos mencionados. El bloque de diorganopolisiloxano es un polímero o copolímero en el cual todos los grupos orgánicos son seleccionados independientemente de los grupos de hidrocarburo o hidrocarburo halogenado que contienen insaturación no alifática, grupos previamente descritos en conexión con el componente (B'). De esta forma, por ejemplo, este componente puede ser seleccionado del bloque de diorganopolisiloxano-poliéter o copolímeros unidos, el bloque diorganopolisiloxano-poliamida o copolímeros unidos, el bloque diorganopolisiloxano-poliuretano o copolímeros unidos, el bloque diorganopolisiloxano-poliurea o copolímeros unidos, el bloque diorganopolisiloxano-policarbonato o copolímeros injertado, el bloque diorganopolisiloxano-poliacrilato o copolímeros unidos o el bloque diorganopolisiloxano-polimetacrilato o copolímeros unidos, donde el diorganopolisiloxano es preferentemente un bloque de polidimetilsiloxano. Se prefiere que el peso molecular promedio del copolímero (iii) sea de 1,500 a 50,000, preferible aún de 2,000 a 20,000.

Entre los ejemplos del copolímero (iii) se incluyen los copolímeros de poliamida-polidimetilsiloxano, tales como las poliamidas con base de siloxano preparados al hacer reaccionar un dimetilsiloxano SiH-funcional y un producto de reacción de un ácido olefínico con una diamina (como se describe en la Pat. U.S. No. 5,981,680 de Petroff y otros); copolímeros preparados haciendo reaccionar \alpha,\omega - polidimetilsiloxano de bis (aminoalquil) y prepolímeros de poliamida hidroxi-terminado con un peso molecular de 1,500 a 3,000; copolímeros preparados haciendo reaccionar \alpha,\omega- polidimetilsiloxano de bis(aminoalquil)-funcional y diisocianatos aromáticos, alifáticos o cicloalifáticos con un peso molecular promedio de por ejemplo, de 1,500 a 3,000; y copolímeros de poli(óxido de alquileno) y polidimetilsiloxano, como el poli (óxido de etileno)-copolímeros de bloque de polidimetilsiloxano-poli (óxido de etileno) y copolímeros de bloque de poli (óxido de propileno)-polidimetilsiloxano-poli (óxido de propileno), así como copolímeros unidos de dichos sistemas.

La concentración de estos copolímeros puede ser de 0.5 a 10 partes por peso por cada 100 partes por peso de la poliamida (A), preferentemente de 0.5 a 5 partes por peso.

El compuesto de silicio de organohídrido (D) es un reticulador (agente de cura) para el diorganopolisiloxano (B') de la presente composición y es un organopolisiloxano que contiene al menos 2 átomos de hidrógeno con enlaces de silicio en cada molécula, pero que posee al menos alrededor de 0.1 por ciento de peso de hidrógeno, preferentemente de 0.2 a 2 y más preferible de 0.5 a 1.7, por ciento de hidrógeno enlazado a la silicona. Los más entendidos en el tema, observarán, por supuesto, que ya sea el componente (B') o el componente (D), o ambos, deben tener una funcionalidad mayor que 2 si el diorganopolisiloxano (B') debe ser curado (ejemplo, la suma de estas funcionalidades debe ser mayor que 4 como promedio). La posición del hidrógeno con enlace de silicona en el componente (D) no es fundamental, y puede ser enlazada en los terminales de la cadena molecular, en posiciones no-terminales a lo largo de la cadena molecular o a ambas posiciones. Los grupos orgánicos con enlace de silicona del componente (D) son seleccionados independientemente de cualquiera de los grupos de hidrocarburo (no-alquenil) o hidrocarburo halogenado descritos arriba en conexión con el diorganopolisiloxano (B'), incluyendo de ahí realizaciones de preferencia. La estructura molecular del componente (D) tampoco es fundamental y se ejemplifica por cadena lineal, cadena lineal parcialmente ramificada, estructuras cíclicas y de red, polímeros lineales o los copolímeros que se prefieren, este componente debe ser compatible con el diorganopolisiloxano (B') (ejemplo, es efectivo en la curación del componente (B')).

El componente (D) se ve ejemplificado en lo siguiente:

siloxanos moleculares bajos, como el PhSi (OsiMe_{2}H)_{3}; metilhidridopolisiloxanos de trimetilsiloxi-bloque final; copolímeros de dimetilsiloxano-metilhidridosiloxano de trimetilsiloxi-bloque final; dimetilpolisiloxanos de dimetilhidridosiloxi-bloque final; metilhidrogenopolisiloxanos de dimetilhidrogenosiloxi-bloque final; copolímeros de dimetilsiloxano-metilhidridosiloxano de dimetilhidridosiloxi-bloque final; metilhidrogenopolisiloxanos cíclicos; copolímeros cíclicos de dimetilsiloxano-metilhidridosiloxano; silano de tetrakis (dimetilhidrogenosiloxi); resinas de silicona compuestas por unidades de (CH_{3})_{2} HSiO.sub_{1/2}, (CH_{3})_{3} SiO_{1/2} y de SiO_{4/2}; y resinas de silicona compuestas por unidades de (CH_{3})_{2} HSiO_{1/2}, (CH_{3})_{3} SiO_{1/2}, CH_{3}Si O_{3/2}, PhSiO_{3/2} y SiO_{4/2}; donde Me y Ph en lo adelante simbolizarán los grupos metilo y fenilo, respectivamente.

Los compuestos de silicio organohídridos particularmente preferidos son polímeros o copolímeros que comprenden unidades RHSiO terminadas en R_{3}SiO_{1/2} o HR_{2}SiO_{1/2}, donde R es seleccionado independientemente de los grupos alquilo que poseen de 1 a 20 átomos de carbono, fenil o trifluoropropil, preferentemente metilo. También se prefiere que la viscosidad del componente (D) sea de alrededor de 0.5 a 1,000 mPa-s a 25ºC., preferentemente de 2 a 500 mPa-s. De igual modo, este componente tiene de 0.5 a 1.7 hidrógeno por ciento en peso con enlace de silicio. Se prefiere mayormente que el componente (D) sea seleccionado de un polímero compuesto esencialmente de unidades de metilohidridosiloxano o un copolímero compuesto esencialmente de unidades de dimetilsiloxano y unidades de metilhidridosiloxano, que posea de 0.5 a 1.7 hidrógeno por ciento de enlace con silicio y con una viscosidad de 2 a 500 mPa-s a 25ºC. Se considera que este sistema mayormente preferido tendrá grupos terminales seleccionados de los grupos trimetilsiloxi o dimetilhidridosiloxi.

El componente (D) puede ser también una combinación de dos o más de los sistemas previamente descritos. El compuesto de silicio organohídrido (D) es empleado a un nivel que la proporción molar de SiH con respecto a Si-alquenil en el componente (B') es mayor que 1 y preferentemente menor que 50, de mayor preferencia de 3 a 30, y mayor aún de 4 a 20.

Estos materiales SiH-funcional son bien conocidos en este campo y muchos de ellos están disponibles en el mercado.

El catalizador de hidroxilación (E) es un catalizador que acelera la cura del diorganopolisiloxano (B') en la presente composición. Como ejemplos de este catalizador se encuentran los catalizadores de platino, como el platino negro, el platino derivado de silicio, el platino con soporte de carbono, el ácido cloroplatínico, las soluciones de alcohol de ácido cloroplatínico, los complejos platino/olefino, los complejos platino/alquenilsiloxano, los complejos platino/beta-dicetona, los complejos platino/fosfino y sus similares; catalizadores de rodio, como el cloruro de rodio y el complejo cloruro de rodio/di(n-butil)sulfuro y similares; y catalizadores de paladio, como el paladio en el carbono, el cloruro de paladio y sus similares. El componente (E) es preferentemente un catalizador con base de platino como el ácido cloroplatínico; el dicloruro de platino; el tetracloruro de platino; un catalizador del complejo de platino producido por medio de la reacción del ácido cloroplatínico y el diviniltetrametilodisiloxano que es diluido con polidimetilosiloxano de dimetilovinilsiloxi bloque final, preparado según la Pat. U.S. No. 3,419,593 de Willing; y un complejo neutralizado de cloruro de platino y diviniltetrametilodisiloxano, preparado según la Pat. U.S. Pat. No. 5,175,325 de Brown y otros Con mayor preferencia, el catalizador (E) es un complejo neutralizado de cloruro de platino y de diviniltetrametilodisiloxano.

El componente (E) se añade a la presente composición en una cantidad catalizadora suficiente para promover la reacción de los componentes (B') y (D) y de este modo curar el diorganopolisiloxano para formar un elastómero. El catalizador se añade preferentemente a fin de proveer de 0.1 a 500 partes por millón (ppm) de átomos de metal basados en el peso total de la composición del elastómero termoplástico, de mayor preferencia de 0.25 a 100 ppm.

En realizaciones que se prefieren de la presente invención, se incluye en la formulación un fenol impedido (F). Este componente opcional es un compuesto orgánico que posee al menos un grupo de la estructura

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en su molécula. En la fórmula de arriba, R es un grupo alquilo que posee de uno a cuatro átomos de carbono y R' es un grupo de hidrocarburo que posee de cuatro a ocho átomos de carbono. Para los propósitos de la presente invención, un grupo según la fórmula (i) puede unirse al hidrógeno para formar un 1,5-di-organofenol. Preferentemente, de uno a cuatro de estos grupos están unidos a una mitad orgánica de correspondiente valencia de forma tal que el compuesto contemplado tenga un peso molecular (MW) menor que 1,500. Con mayor preferencia, dichos cuatro grupos están presentes en el componente (F) y este compuesto tiene un peso molecular menor que 1,200. Esta mitad orgánica monovalente (o polivalente) puede contener heteroátomos como oxígeno, nitrógeno, fósforo y sulfuro. Los grupos R' en la fórmula anterior pueden ilustrarse por t-butil, n-pentil, butenil, hexenil, ciclopentil, ciclohexil y fenil. Se prefiere que tanto R como R' sean t-butil.

Entre los ejemplos específicos no-limitativos del componente (F) se incluyen diferentes fenoles impedidos comercializados por Ciba Specialty Chemicals Corporation bajo la marca comercial Irganox^{TM}: Irganox^{TM} 1076=octadecil 3,5-di-tert-butil-4-hidroxihidrocinnamato, Irganox^{TM} 1035=tiodietileno bis(3,5-di-tert-butil-4-hidroxihidrocinnamato), Irganox^{TM} MD1024=1,2-bis(3,5-di-tert-butil-4-hidroxihidrocinnamoil)hidracina, Irganox^{TM} 1330=1,3,5-trimetil-2,4,6-tris(3,5-di-tert-butil-4-hidroxibencil) benceno, Irganox^{TM} 1425 WL=calcio bis(monoetil (3,5-di-tert-butil-4-hidroxibencilo) fosfonato) e Irganox^{TM} 3114=1,3,5-tris-(3,5-di-tert-butil-4-hidroxibencilo)-1,3,5-triazina-2,4,6(1H,3H,5H)-triono.

Los fenoles impedidos preferidos son el Irganox^{TM} 245 (trietilenoglicol bis(3-(3'-tert-butil-4'-hidroxi-5'-metilfenil)propionato)), Irganox^{TM} 1098 (N,N'-hexametileno bis (3,5-di-tert-butil-4-hidroxihidrocinnamamida)) e Irganox^{TM} 1010=(tetrakis (metileno (3,5-di-tert-butil-4-hidroxi-hidrocinnamato)) metano).

De 0.1 a 5 partes por peso del fenol impedidos (F) son preferentemente empleados por cada 100 partes por peso de la poliamida (A) más la base de silicona (B). Se prefiere de 0.1 a 0.75 partes por peso, de mayor preferencia de 0.475 a 0.525 partes por peso, de (F) son añadidas por cada 100 partes por peso de (A) más (B).

En adición a los componentes antes mencionados, puede ser incorporada una cantidad menor de un aditivo opcional (G) en las composiciones de la presente invención. Preferentemente, este componente adicional es añadido a un nivel de 0.5 a 40 por ciento en peso basado en la composición total, de mayor preferencia de 0.5 a 20 por ciento en peso. Este aditivo opcional puede ser ilustrado por, pero no limitado a, rellenos con refuerzo para resinas de poliamida, como fibras de vidrio o fibras de carbono; rellenos extensivos, como el cuarzo, el sulfato de bario, el carbonato de calcio, y tierra diatomácea; pigmentos, como el óxido de hierro y el óxido de titanio; rellenos conductores de electricidad, como el carbono negro y metales divididos con precisión; estabilizadores de calor, como el óxido cérrico hidratado; antioxidantes; retardadores de llama, como los hidrocarburos halogenados, trihidrato de alúmina, hidróxido de magnesio y compuestos de organofósforo; así como otros materiales retardadores del fuego(FR). Un aditivo FR que se prefiere es el particulato de silicato de calcio, preferentemente una wolastonita que tiene un tamaño de partícula promedio de 2 a 30 \mum. Asimismo, el componente opcional (G) puede ser un plastificante para el componente de goma de silicona, como el aceite de polidimetilsiloxano, y/o un plastificante para el componente de poliamida. Entre los ejemplos del último se incluyen ésteres de ftalato como el ftalato de diciclohexil, el ftalato de dimetil, el ftalato de dioctil, el ftalato de bencilo butil y el ftalato de bencilo; ésteres de trimelitato como el trimelitato de alquilo C_{1} -C_{9;} sulfonamidas como la N-ciclohexil-p-toluenosulfonamida, la N-etil-o, p-toluenosulfonamida y la N-etil-o-toluenosulfonamida y plastificantes líquidos oligoméricos. Los plastificantes que se prefieren son líquidos de baja volatilidad que minimizan las emisiones del plastificante a temperaturas de fusión comunes de las poliamidas.

Los aditivos anteriores son añadidos típicamente a la composición termoplástica final después de la cura dinámica, pero también pueden ser añadidos en cualquier momento en la preparación dado que los mismos no interfieren con el mecanismo de vulcanización dinámica. Ciertamente, los ingredientes adicionales anteriores son sólo usados a niveles en los que no hay una pérdida considerable de las propiedades deseadas en la composición final.

Según el método de la presente invención, el elastómero termoplástico se prepara dispersando ampliamente la base de silicona (B) y el compatibilizador (C) en la poliamida (A) y vulcanizando dinámicamente el diorganopolisiloxano en la base empleando el compuesto de silicio organohídrido (D) y el catalizador (E). Para los propósitos de la presente invención, la proporción del peso de la base de silicona (B) con respecto a la resina de la poliamida (A) es mayor que 35:65. Se ha demostrado que cuando esta proporción es 35:65 o menor, el vulcanizado resultante generalmente tiene un módulo que se semeja más a la resina de poliamida que a un elastómero termoplástico. Por otra parte, la proporción anteriormente mencionada no debe sobrepasar de 85:15 ya que las composiciones tienden a ser débiles y se asemejan a elastómeros de silicona curados por encima de este valor. A pesar de este límite superior, la proporción máxima de (B) con respecto a (A) para cualquier combinación de los componentes está también limitada por las consideraciones de procesabilidad ya que un contenido básico de silicona muy elevado puede conllevar al menos a una fase continua parcialmente reticulada que deja de ser termoplástica. Para los propósitos de la presente invención, este límite práctico se determina fácilmente por análisis de rutina y representa el más alto nivel del componente (B) que permite que la TPSiV sea moldeada con compresión. Sin embargo, se prefiere que el elastómero plástico final pueda ser también procesado rápidamente en otras operaciones plásticas convencionales, como el moldeado con inyección y extrusión y, en este caso, la proporción de peso de los componentes (B) con respecto a (A) no debe sobrepasar de alrededor de 75:25. Este elastómero termoplástico preferido que posteriormente será reprocesado tiene con frecuencia una fuerza extensible y elongación de alrededor de 10% de los valores correspondientes para la TPSiV original (ejemplo, el elastómero termoplástico es modificado en pequeña medida por el reprocesamiento). A pesar de que la cantidad de base de silicona de acuerdo con los requisitos anteriores depende de la resina de poliamida específica así como de otros componentes seleccionados, se prefiere que la proporción de peso de los componentes (B) con respecto a (A) sea de 40:60 a 75:25, preferentemente de 40:60 a 70:30.

La mezcla se lleva a cabo en cualquier dispositivo capaz de dispersar uniformemente los componentes en la resina de poliamida, como es el caso de una mezcladora interna o un extrusor doble husillo, el último es el más usado en las preparaciones comerciales. Se prefiere mantener la temperatura baja como sea necesario conforme a la estabilidad de la mezcla para no degradar la resina. Según el sistema en particular, el orden de la mezcla no es fundamental y, por ejemplo, los componentes (A), (C), (D) y, opcionalmente, (F) pueden ser añadidos a (B) a una temperatura por encima del punto de ablandamiento (ejemplo, punto de fusión o temperatura del vidrio) de (A), introduciendo entonces el catalizador (E) para iniciar la vulcanización dinámica. Sin embargo, los componentes de (B) a (F) deben ser bien dispersos en la resina (A) antes de que comience la vulcanización dinámica. Como se mencionó anteriormente, también se ha considerado que la base de silicona pueda formarse in situ. Por ejemplo, el relleno con refuerzo puede ser añadido a una mezcladora que ya contenga la resina de poliamida y la goma de diorganopolisiloxano a una temperatura por debajo del punto de ablandamiento de la resina para dispersar el relleno ampliamente en la goma. Entonces se aumenta la temperatura para fusionar la resina, se añaden los otros ingredientes y se lleva a cabo la mezcla/vulcanización dinámica. Las temperaturas óptimas, los tiempos de mezcla y otras condiciones de la operación de mezcla dependen de la resina en particular y otros componentes, determinados por los análisis de rutina que realizan los profesionales de este campo. No obstante, se prefiere llevar a cabo la mezcla y la vulcanización dinámica en una atmósfera seca e inerte (ejemplo, una que no reaccione adversamente con los componentes o que interfiera con la cura de hidroxilación), como el nitrógeno seco, el helio o el argón.

Como se pudo observar arriba, a fin de que se encuentre en el orden de la presente invención, la fuerza extensible o elongación, o ambas, del elastómero TPSiV debe ser al menos 25% mayor que la de una mezcla simple correspondiente. Otro requisito de la invención es que la TPSiV tenga al menos 25% de elongación, como se explica en el experimento descrito debajo. En este contexto, el término "mezcla simple" (o mezcla física) denota una composición donde las proporciones de peso de la resina (A), la base (B) y el compatibilizador (C) son idénticas a las proporciones en la TPSiV, pero no se emplean agentes de cura (ejemplo, tanto el componente (D) o (E), o ambos, se omiten y por tanto la goma no es curada). Con vistas a determinar si una composición en particular responde al criterio anterior, se mide la fuerza extensible de la TPSiV en una pesa teniendo un largo de 25.4 mm y un grosor de 3.2 mm y un espesor típico de 1 a 2 mm, según el método D 412 de ASTM, a un índice de extensión de 50 mm/min. Al menos tres muestras de este tipo son evaluadas y los resultados son promediados tras desechar lecturas bajas obvias debido a la falta de homogeneidad (ejemplo, vacíos, contaminación o inclusiones). Estos valores son comparados entonces con los correspondientes valores promedio de extensión y elongación de una muestra preparada con la composición de mezcla simple. Cuando al menos un 25% de mejoría en la extensión y/o elongación en la mezcla simple no se ha producido no se deriva ningún beneficio de la vulcanización dinámica y tales TPSiV no entran dentro del orden de la presente invención.

El elastómero termoplástico preparado por el método anteriormente descrito puede entonces ser procesado por técnicas convencionales, como la extrusión, formación al vacío, moldeo por inyección, moldeo por soplado, sobre moldeado o moldeo por compresión. Asimismo, estas composiciones pueden ser re-procesadas (recicladas) con poca o ninguna degradación de sus propiedades mecánicas.

Producto de que el volumen de sílice disminuye poco cuando el agua y el agente de revestimiento son incorporados, se asumirá que la asociación originalmente presente de las partículas primarias de la sílice pirógena dispersa en el aire es retenida sustancialmente. La incorporación de agua y del material de revestimiento conlleva probablemente al comienzo de una disolución de la superficie de sílice, luego esa sílice disuelta está presente allí. Durante la operación de secado posterior, esa sílice disuelta cementa las partículas primarias en sus puntos de contacto.

De esta forma, al incorporar agua y el agente de revestimiento en una sílice pirógena de forma precisa y posteriormente secarla, se forma una sustancia correspondiente al aerogel de Kistler que es estable a la dispersión y posee un volumen alto de macroporo y una densidad aparente muy baja (peso total).

Por otro lado se ha revelado que la estructura aparente presente antes de la incorporación del agua y el agente de revestimiento, determinada por la densidad de conservación de la sílice pirógena en el aire, cuya estructura es expresada por su aparente densidad (peso total), tiene una pronunciada influencia en el producto que se obtiene en el proceso según la invención: mientras más volumen tenga el producto inicial, más volumen tiene el producto final que se obtiene.

Se ha comprobado la ventaja de emplear sílice pirógena con una densidad comprimida de 10 a 130 g/l, preferentemente de 15 a 80 g/l, específicamente alrededor de 20 g/l, para preparar los productos según la invención.

Igualmente, se comprobó la ventaja de seleccionar sílices pirógenas con un área de superficie amplia y por tanto pequeñas partículas primarias. Según una realización ventajosa del proceso según la invención, se emplea la sílice con áreas de superficie BET de 100 a 480 m^{2}/g, específicamente de 250 a 410 m^{2}/g.

Se puede lograr una humidificación completa de las partículas primarias si sólo de 5 a 20% p, específicamente de 7 a 15% p, de agua y agente de revestimiento son incorporados a la sílice con distribución uniforme. Debido a que el agua que ha sido incorporada debe ser eliminada nuevamente por medio del secado, se desea por razones económicas usar una cantidad mínima de agua. Sin embargo, la cantidad requerida depende en cierta medida de la naturaleza de la incorporación.

La formación de la textura según el proceso de la invención puede ocurrir con grandes posibilidades si los compuestos que tienen una reacción básica, como por ejemplo, el amonio, el hidróxido de sodio, el hidróxido de potasio, las aminas solubles en agua, el silicato soluble o sus similares, son añadidos al agua y al agente de revestimiento. Las cantidades añadidas son escogidas para favorecer que un valor de pH de 7 a 14, preferentemente de 8 a 12, específicamente de 10 a 11, se establezca en el agua.

Los álcalis usados actúan como solubilizadores para la sílice y traen consigo un incremento en la macroporosidad de los productos del proceso.

Además de compuestos alcalinos, también es posible añadir al agua y al agente de revestimiento sílice libre o sílice hidrolítica y/o sustancias que liberan álcali. La sílice libre, por ejemplo la sílice producida por acidificación o intercambio de iones de soluciones de silicato o por división hidrolítica de compuestos de de órganosilicio, por ejemplo del silicato de tetrametilo, promueve de igual forma la formación de la textura. Un ejemplo de una sustancia que libera álcali y sílice hidrolíticamente es el metilsiliconato de sodio.

Se puede llevar a cabo una distribución uniforme del agua y el agente de revestimiento en la sílice añadiéndolos en forma de goteo o rociándolos en la sílice, mientras se realiza el movimiento de la mezcla, a temperaturas de sílice entre 20 y 100ºC, preferentemente de 40 a 70ºC, específicamente de 50 a 60ºC. De forma ventajosa, el movimiento de la mezcla se realiza removiendo.

Otra variante de la introducción del agua consiste en rociar el agua y el agente de revestimiento en la sílice por medio de un chorro fluido, por ejemplo empleando una tubería vertical.

Asimismo, se ha demostrado la ventaja de llevar a cabo la incorporación del agua a temperaturas elevadas moderadamente. Esto puede realizarse precalentando el agua que será incorporada con el agente de revestimiento, o precalentando la sílice, o precalentando ambos componentes. Por ejemplo, el agua que será incorporada junto al agente de revestimiento puede tener una temperatura de 20 a 100ºC, preferentemente de 50 a 100ºC, específicamente de 90 a 100ºC.

La formación de la textura puede también ser promovida mediante la administración de vapor en la sílice cargada por poco tiempo en una cámara cerrada. El vapor produce una distribución correcta del agua. Se ha demostrado la ventaja de administrar vapor a la sílice cargada de agua, antes de que se seque, en un recipiente cerrado durante aproximadamente de 5 a 60 minutos, preferentemente de 10 a 30 minutos, específicamente por alrededor de 20 minutos, a temperaturas hasta el punto de ebullición del agua, preferentemente de 50 a 80ºC, específicamente alrededor
de 60ºC.

Otro método posible de mejorar la distribución del agua y del agente de revestimiento consiste en moler la sílice cargada con agua y el agente de revestimiento, por ejemplo en molinos de discos o molinos impulsados con aire.

Luego, se realiza el secado, durante el cual la textura preformada es supuestamente fijada por medio de las partículas primarias que han comenzado a disolverse en la superficie o que están revestidas en la superficie con la sílice libre.

La naturaleza del secado no es fundamental. Es posible secar la mezcla resultante de sílice, agua y agente de revestimiento, que fenomenológicamente siempre parece un polvo seco, en, por ejemplo, un secador de rejilla, secador de disco, un secador Büttner, un secador de flujo o un secador de microondas. Sin embargo, es posible también que la sílice cargada con agua y agente de revestimiento sea molida y secada simultáneamente en un molino movido con agua o vapor, saltando así un paso del proceso de separación.

Si se lleva a cabo un secado de separación de la mezcla pulverulenta obtenida después de cargarla con agua y con agente de revestimiento, el proceso puede estar seguido por una molienda seca en un molino de discos o un molino impulsado con aire.

La sílice según la invención puede ser usada como agente reductor de brillo en lacas, donde presenta las siguientes ventajas:

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no sedimentación, o rápida re-dispersabilidad,

\bullet

no se afecta la eficacia del barniz,

\bullet

mejoramientos en el haptic,

\bullet

posibilidad de lacas mucho más claras y transparentes

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La sílice según la invención puede ser usada especialmente en lacas de poliuretano.

La invención también proporciona un sistema de revestimiento con disolvente que contiene la sílice revestida texturada según la invención.

La invención también proporciona un sistema de revestimiento acuoso que contiene la sílice revestida texturada según la invención.

La invención se relaciona también con el uso del sistema de revestimiento con disolvente y el sistema de revestimiento acuoso en el revestimiento de filmes, plásticos, madera, etc..

La invención también proporciona cuerpos plásticos que tienen una superficie blanda.

El efecto blando en particular puede ser mejorado con el uso de la sílice revestida texturada según la invención.

El tema de la invención es por consiguiente apropiado para cualquier objeto que se toque con la piel al descubierto, especialmente las manos. Estos incluyen fundamentalmente los teléfonos portátiles, las cámaras, el revestimiento de computadoras (computadoras portátiles), las bolsas, los paneles de mando, los asientos, etc.

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Ejemplos Preparación de la sílice revestida texturada según la invención

Se utiliza una sílice pirógena hidrofílica (Aerosil 300) que tenga las siguientes propiedades fisicoquímicas:

área de superficie específica de acuerdo a BET [m^{2}/g]:

290.0

valor de pH:

4.2

densidad de compresión [g/l]:

35

pérdida por secado [%]:

0.8

número DBP [%]:

305.0

contenido C [%]:

0

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El siguiente agente de revestimiento es utilizado:

Una dispersión aniónica, acuosa, blanca de un elastómero de silicona que tenga funciones epoxi, que contenga 3.0% de etanol, 1.0% de metanol y que tenga un contenido de sólidos de 50%, una viscosidad de aproximadamente 150 mPas y una densidad de 1. Las partículas de elastómero de silicona dispersas tienen un tamaño de partícula promedio de 3 a 4 \mum y una dureza Shore A de 70. El agente de revestimiento que se utiliza se prepara a partir de esta dispersión añadiéndole agua y NH_{4}OH (25%), o agua y NaOH, o agua y silicato soluble.

La mezcladora de reja se usa como recipiente mezclador, el agente de revestimiento se aplica rociándose a temperatura ambiente por medio de un inyector binario.

Se usa como elastómero de silicona una suspensión que tenga los siguientes parámetros fisicoquímicos:

apariencia:

líquido blanco

tamaño promedio de partícula:

3-4 \mum

viscosidad:

150 mPas

contenido de sólidos:

50%

tipo de suspensión:

aniónica

dureza del sólido:

70

(dureza Shore A)

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(Tabla pasa a página siguiente)

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Ejemplo de comparación

A efectos de la comparación, el agua (ahora alcalina) por sí misma es usada en lugar de un agente de revestimiento en el ejemplo 15.

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Preparación del material húmedo

5

Molido y secado del material húmedo

6

Datos fisicoquímicos

7

Experimentos preliminares

8

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En varios análisis preliminares se hace evidente que todos los productos mejoran el haptic, todos los análisis siguientes se llevan a cabo en el ejemplo 5 como ejemplo representativo.

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\vskip1.000000\baselineskip

Laca blanda Bayer AG; receta B; basada en Bayhydrol XP 2429/Bayhydrol PR 240

9

Laca blanda Bayer AG; receta B; basada en Bayhydrol XP 2429/Bayhydrol PR 240

10

*Dispersión sin amonidos y agua

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Se hace evidente de los datos calculados que el efecto blando de la superficie se mejora notablemente con el uso de la sílice revestida texturada según la invención.

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Determinación de los parámetros fisicoquímicos

BET área superficial

El área de superficie BET se determina de acuerdo con DIN 66.131 usando nitrógeno.

Densidad comprimida

La determinación de la densidad comprimida según DIN ISO 787/XI

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Principios fundamentales de la determinación de la densidad comprimida

La densidad comprimida (antes volumen comprimido) es igual al coeficiente del peso y el volumen de un polvo después de comprimir en un volúmetro de compresión en condiciones definidas.

Según DIN ISO 787/XI, la densidad comprimida se representa en g/cm^{3}. Debido a la muy baja densidad comprimida de los óxidos, el valor en este documento está dado en g/l. Además, no se realiza el secado, la visualización y la repetición de la operación de compresión.

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Dispositivos para determinar la densidad comprimida

Volúmetro de compresión

cilindro medidor

pesa de laboratorio (legible a 0.01 g)

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Realizar la determinación de la densidad de compresión

Una cantidad de 200 \pm 10 ml de óxido son introducidos en el cilindro medidor del volúmetro de compresión de tal forma que no queden espacios y la superficie sea horizontal.

El peso de la muestra introducida se determina con una exactitud de 0.01 g. El cilindro medidor que contiene la muestra se coloca en el soporte del cilindro medidor del volúmetro de compresión y se comprime 1250 veces. El volumen del óxido comprimido se lee con una exactitud de 1 ml.

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Evaluación de la determinación de la densidad de compresión

11

valor de pH

El valor del pH se determina en dispersión acuosa al 4%, en el caso de los óxidos hidrofóbicos en agua:metanol 1:1.

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Reactivos para determinar el valor del pH

agua destilada o desmineralizada, pH > 5.5

metanol, p.a.

soluciones reguladoras de pH 7.00 ph 4.66

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Dispositivos para determinar el valor del pH

pesa de laboratorio (legible a 0.1 g)

vaso de precipitados de cristal, 250 ml

agitador magnético

varilla magnética, longitud 4 cm

electrodo de pH combinado

medidor de pH

dispensador, 100 ml

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Procedimiento para determinar el valor del pH

La determinación se realiza de acuerdo a DIN/ISO 787/IX:

Calibración: Antes de que el valor del pH sea medido, el medidor se calibra con las soluciones reguladoras. Si se realizan muchas medidas en sucesión, es suficiente calibrar el medidor una vez.

Una cantidad de 4 g de óxido hidrofílico se remueven en un vaso de precipitados de cristal de 250 ml con 96 g (96 ml) de agua con la ayuda de un dispensador y por cinco minutos por medio del agitador magnético (a una velocidad de casi 1000 min^{-1}) con el electrodo de ph sumergido.

Una cantidad de 4 g de óxido hidrofóbico se mezclan para hacer una pasta con 48 g (61 ml) de metanol en un vaso de precipitados de cristal de 250 ml, y la suspensión se diluye con 48 g (48 ml) de agua y se agita por cinco minutos por medio de un agitador magnético (a una velocidad de casi 1000 min^{-1}) con el electrodo sumergido. Después de que el agitador haya sido apagado, se lee el valor del pH después de que se deja reposar la mezcla por 1 minuto. El resultado se lee a un lugar decimal.

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Pérdida por secado

A diferencia de la porción pesada de 10 g mencionada en DIN ISO 787 II, una porción pesada de 1 g se utiliza para determinar la pérdida por secado. La capa cobertora es ajustada antes de que se realice el enfriamiento. No se realiza una segunda operación de secado.

Alrededor de 1 g de la muestra se pesa, con una exactitud de 0.1 mg, evitando la formación de polvo, en un platillo de pesado que tiene una cubierta de vidrio molido y ha sido secada a 105ºC, y se seca por dos horas a 105ºC en una cabina de secado. Después del enfriamiento con la cubierta colocada en un secador con gel azul, la muestra se vuelve a pesar.

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El resultado se lee a un lugar decimal.

Pérdida de ignición

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Dispositivos para determinar la pérdida de ignición

crisol de porcelana con tapa de crisol

horno de mufla

pesa analítica (legible a 0.1 mg)

desecador

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Realizar la determinación de la pérdida de ignición

Partiendo de DIN 55 921, 0.3 a 1 g del material, que no ha sido pre-secado, se pesa, a una exactitud de 0.1 mg, en un crisol de porcelana, con tapa, que haya sido previamente quemado por 2 horas a 1000ºC en un horno de mufla. La formación de polvo será evitada cuidadosamente. Se demostró la ventaja de colocar las muestras pesadas en el horno de mufla cuando todavía estaba frío. Se evita una turbulencia de aire más marcada en los crisoles de porcelana con un calentamiento bajo del horno. Después que los 1000ºC hayan sido alcanzados, la muestra es quemada por 2 horas. El crisol se cubre luego con la tapa y la pérdida de ignición del crisol se determina en un desecador con gel azul.

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Evaluación de la determinación de la pérdida de ignición

Debido a que la pérdida de ignición se basa en la muestra secada por dos horas a 105ºC, la fórmula de cálculo es la siguiente:

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m_{0} = peso inicial (g)

LD = pérdida de secado (%)

m_{1} = peso de la muestra de ignición (g)

El resultado se lee a un lugar decimal.

DBP número

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Dispositivos para determinar el número de DBP pesa top-pan

poli vaso de precipitados (250 ml)

plastógrafo Brabender con unidad de medida

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Reactivo

Ftalato de dibutil (denominación comercial)

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Implementación

1. Comprobación del punto de apagado

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Encender el plastógrafo sin la bomba de medición.

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Abrir la pestaña que cubre el elemento de funcionamiento (debajo de la pantalla)

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Pulsar el botón "Func", la pantalla alterna entre el valor de apagado "1000" y la alarma "AI H.A", después de 5 segundos la pantalla vuelve al modo normal.

2. Calibración

-

Encender el plastógrafo sin la bomba de medición.

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Encender el amasador (pulsar los dos botones Start simultáneamente)

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Con el botón "Cal" apretado pulsar el botón "Funk" una vez, la pantalla alterna entre el punto cero de corriente y "Lo S.C."

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Pulsar el botón "Cal" nuevamente, después de cuatro segundos (calibración) el equipo muestra el rango completo de corriente "10000" y "Fu S.C"

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Pulsar el botón "Cal" otra vez, después de cuatro segundos (calibración) el equipo muestra el punto cero corregido de fricción "tare"

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Pulsar el botón "Cal" nuevamente y esperar 5 segundos.

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Seguir los pasos "punto de apagado" y "Operación de calibración" una vez diariamente como se requiera antes de las mediciones.

3. Medición

-

Muestras de 12.5 g son pesadas en un poli vaso de precipitados y colocadas en la cámara de amasamiento. Si se dan instrucciones, un peso inicial diferente puede ser también utilizado (ejemplo, 8 ó 20 g). La unidad de medición DBP se enciende. Tan pronto como se realice el procedimiento de llenado (pantalla F), el plastógrafo está listo para el funcionamiento.

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La medición comienza pulsando simultáneamente los botones de Start.

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La unidad de medida se mide en 4 ml de DBP/min hasta que el punto de apagado que ha sido fijado (1000) se haya alcanzado.

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El equipo se apaga automáticamente.

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El consumo de DBP puede ser ahora leído en la pantalla del equipo de medición.

Cálculo

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Siempre da el resultado junto con el peso inicial.

Claims (14)

1. Un proceso para la preparación de una sílice revestida texturada, cuyo proceso comprende rociar una sílice pirógena con agua y un elastómero termoplástico mientras se mezclan en un recipiente de mezcla apropiado, entonces se muele y posteriormente se seca la mezcla.

2. Un proceso según la Reivindicación 1, donde el elastómero termoplástico comprende elastómeros de dimetilpolisiloxano que tengan grupos finales de epoxi.

3. Un proceso según la Reivindicación 2, donde el elastómero termoplástico comprende elastómeros de dimetilpolisiloxano que tengan grupos finales de epoxis con un peso molecular mayor de 100000.

4. Un proceso según las Reivindicaciones 1 a 3, donde el elastómero termoplástico es fabricado por la mezcla de

(A)

una resina de poliamida reológicamente estable con un punto de fusión o temperatura de transición vítrea de 25ºC a 275ºC,

(B)

una base de silicona que comprende

(B')

100 partes por peso de una goma de diorganopolisiloxano con una plasticidad de al menos 30 y con un promedio de al menos 2 grupos alquenilos en su molécula y

(B'')

de 5 a 200 partes por peso de un relleno con refuerzo, la proporción del peso de dicha base de silicona con respecto a la mencionada resina de poliamida siendo mayor que 35:65 a 85:15,

(C)

por cada 100 partes por peso de dicha resina de poliamida, un compatibilizador seleccionado de

(i)

de 0.1 a 5 partes por peso de un agente de acoplamiento con un peso molecular menor de 800 que contiene al menos dos grupos seleccionados independientemente de grupo etilénicamente insaturado, epoxi, anhídrido, silanol, carboxil, oxazolina, o alcoxi que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, en su molécula,

(ii)

de 0.1 a 10 partes por peso de un diorganopolisiloxano funcional con al menos un grupo seleccionado de epoxi, anhídrido, silanol, carboxilo, amina, oxazolina o alcoxi que tiene de 1 a 20 átomos de carbono, en su molécula, o

(iii)

de 0.1 a 10 partes por peso de un copolímero que comprende al menos un bloque de diorganopolisiloxano y al menos un bloque seleccionado de poliamida, poliéter, poliuretano, poliurea, policarbonato o poliacrilato,

(D)

un compuesto de silicio organohídrido que contiene un promedio de al menos 2 grupos de hidrógeno con enlace de silicio en su molécula y

(E)

un catalizador de hidroxilación.

5. Sílice obtenida por un proceso según las reivindicaciones 1 a 4.

6. Sílice como la reivindicada en la reivindicación 5 que tiene un contenido de carbono de 10 a 30% en peso.

7. Sílice como la reivindicada en la reivindicación 6 con un área de superficie BET de 80 a 450 m^{2}/g.

8. Sílice como la reivindicada en las reivindicaciones 6 y 7 con una densidad comprimida de 10 a 100 g/l.

9. Sílice como la reivindicada en la reivindicaciones de 6 a 8 con un número DBP de 2.4 a 3.8%.

10. Uso de una sílice como la reivindicada en las reivindicaciones 6 a 9 como un agente reductor del brillo en las lacas.

11. Un sistema de revestimiento con disolvente que contiene una sílice como la reivindicada en las reivindicaciones 6 a 9.

12. Un sistema de revestimiento acuoso que contiene una sílice como la reivindicada en las reivindicaciones 6 a 9.

13. El uso del sistema de revestimiento como el reivindicado en las reivindicaciones 11 ó 12 en el revestimiento de cintas, plásticos y/o madera.

14. Un cuerpo plástico que contiene la sílice como la reivindicada en las reivindicaciones 6 a 9.