Mezclas de aditivos compactadas granuladas para polímeros.

Una mezcla de aditivos compactada granulada para reducir la friabilidad de un polímero de base,

que comprende:(a) una mezcla de aditivos base; y

(b) uno o más coadyuvantes de compactación seleccionados del grupo que consiste en silicatos metálicos,nanoarcilla montmorillonita, sílice, carbonato de calcio, sulfato de bario, dióxido de titanio, óxido de cinc y mezclasde los mismos, en la que el uno o más coadyuvantes de compactación no se funden para dar un líquido en elentorno de un molino de compactación y en la que la mezcla de aditivos compactada granulada no contieneningún soporte polimérico.

Mezclas de aditivos compactadas granuladas para polímeros La presente solicitud reivindica la prioridad a la solicitud de patente provisional de Estados Unidos con el número de serie 61/122.247, titulada "COMPACTED PELLETIZED ADDITIVE BLENDS FOR POLYMERS" presentada el 12 de diciembre de 2008.

La invención se refiere, en general, al sector de los aditivos de polímeros y, específicamente, a mezclas de aditivos compactadas, o mezclas de agente de estabilización de polímeros, que pueden añadirse en procedimientos de pospolimerización para mejorar la procesabilidad y el comportamiento de las propiedades de los polímeros.

Los aditivos y las mezclas de aditivos se usan típicamente para proteger polímeros de la degradación termooxidativa, para proporcionar una resistencia a largo plazo frente al calor o a la luz (incluida la luz ultravioleta) , para neutralizar el catalizador residual y para mejorar diversas propiedades de comportamiento del producto acabado. Los aditivos de polímeros se presentan típicamente en forma de líquidos, polvos, granulado, perlas, pastillas o gránulos. Estos aditivos pueden añadirse al polímero durante operaciones de extrusión posteriores al reactor. Pueden usarse numerosas técnicas para introducir los aditivos al polímero en la corriente de procedimiento. En procedimientos de polimerización en fase de solución, suspensión o suspensión densa, los aditivos y las mezclas de aditivos se añaden a un líquido antes de introducirlos a la suspensión densa de líquido de polímero posterior al reactor. Alternativamente, los aditivos pueden añadirse a la corriente en fase fundida final de polímero mediante una extrusora de brazo lateral u otro dispositivo que pueda fundir los aditivos e introducirlos en la corriente de polímero. En este caso, se realizará típicamente un mezclado adicional mediante una extrusora u otro dispositivo de mezclado y un bombeo de la mezcla polímero/aditivo a través de un molde para la granulación de la resina polimérica final. En otro procedimiento de polimerización tal como los que usa un reactor de fase gaseosa, el polímero abandona el reactor como un “gránulo de reactor" en polvo. En este caso, los aditivos pueden añadirse al polímero de varios modos distintos. Los aditivos pueden añadirse a la corriente en polvo de “gránulo de reactor” sólido. Esta puede envasarse como un producto final comercializable o puede alimentarse posteriormente a una extrusora u otro dispositivo de fusión con el fin de mezclar y homogeneizar el polímero y dispersar los aditivos en el polímero fundido. Cuando se añaden los aditivos a la corriente en polvo de “gránulo de reactor” sólido, los aditivos pueden introducirse en esta etapa en sus formas puras, típicamente un polvo, o en una forma de concentrado o de mezcla maestra. Esta mezcla se bombea subsiguientemente a través de un molde para la granulación. Alternativamente, en este tipo de procedimiento, los aditivos pueden introducirse mediante una extrusora de brazo lateral. La extrusora de brazo lateral funde los aditivos y los alimenta a la corriente de polímero fundido, en la que se mezclan posteriormente dando los polímeros finales y se granulan. En todas estas técnicas, la adición de los aditivos en forma de polvo puede ser difícil en términos de manejo y alimentación, y en el caso de algunos aditivos, estos poseen un riesgo potencial para la salud, de inflamación y de explosión. Si el sistema polimérico requiere la adición de varios componentes, los aditivos deben estar bien premezclados o se requiere el uso de múltiples sistemas de alimentación. Cuando se usa una extrusora de brazo lateral, no es común alimentar los aditivos en polvo directamente por muchas razones. Además de la cuestión mencionada anteriormente sobre el manejo y la alimentación de los aditivos en forma de polvo a la extrusora, el comportamiento de fusión y de viscosidad de los aditivos y las mezclas de aditivos no es típicamente adecuado para la adición directa mediante este procedimiento.

La preparación de formas granuladas exentas de polvo de mezclas de aditivos soluciona muchos de estos problemas. Entre estos procedimientos, la extrusión de la mezcla del 100 %, o totalmente, de aditivos se ha tratado en la técnica de patentes. La patente de Estados Unidos Nº 5.240.642 titulada "Process for Obtaining Granular Forms of Additives for Organic Polymers" describe un procedimiento para fabricar gránulos con poco polvo de una mezcla de aditivos que incluye un antioxidante fenólico y un neutralizador de ácidos, usando una extrusora. La patente de Estados Unidos Nº 5.844.042 titulada "Process for Obtaining Granular Forms of Additives for Organic Polymers" describe formas granulares de mezclas de aditivos preparadas mediante procedimientos de extrusión. La mezcla de aditivos se hace pasar a través de un molde formando tiras y después dichas tiras se cortan formando gránulos.

La patente de Estados Unidos Nº 5.597.857, titulada "Low-Dust Granules of Plastic Additives" describe gránulos de mezclas de aditivos extrudidos que comprenden el 10-100 % de estearato de calcio. El estearato de calcio está fundido al menos en un 80 %, y la mezcla se hace pasar por un molde, se corta transversalmente (anillo de agua o bajo el agua) y después se enfría.

La patente de Estados Unidos Nº 6.740.694B2 titulada "Preparation of Low-Dust Stabilizers" describe la extrusión de mezclas de aditivos que contienen formas amorías de aditivos. La mezcla de aditivos se funde y se subenfría, formando de este modo una tira de alta viscosidad, que se granula.

Mientras que el proceso anterior implica la extrusión de mezclas de aditivos, se ha descrito otra tecnología para la compactación de aditivos para dar gránulos. La patente de Estados Unidos Nº 5.846.656 (Ciba Specialty Chemicals, Basilea, Suiza) abarca un procedimiento de compactación de tipo en molino de granulación en el que se añade el 250 % de un "compuesto que evita la fusión" (agente aglutinante) a un estabilizante o sistema de aditivos para evitar la fusión del estabilizante. El aglutinante de relativo bajo punto de fusión puede ser un antioxidante (AO) fenólico impedido como Irganox® 1076 (Ciba) , estearato de calcio, monoestearato de glicerilo (GMS) , oleamida, ácido esteárico, ácido palmítico, polietileno de baja densidad (LDPE) , etc.

La patente de Estados Unidos Nº 6.515.052 (Albemarle Corporation, Baton Rouge, LA, Estados Unidos) titulada "Granular Polymer Additives and Their Preparation" describe el uso de un disolvente en un procedimiento de compactación para mejorar el rendimiento y la calidad (friabilidad más reducida) de una mezcla de aditivos compactada que incluye un estabilizante de fosfito. Se añade un disolvente (por ejemplo alcohol, hexano) a la mezcla de aditivos seca y subsiguientemente la mezcla se procesa a través del molino de granulación. El disolvente solvata parcialmente el fosfito. Después de pasar a través del molino de granulación, el disolvente se elimina. Esto proporciona un rendimiento muy alto ya que se está extrudiendo una pasta húmeda.

La patente de Estados Unidos Nº 6.800.228 (Albemarle) titulada "Sterically Hindered Phenol Antioxidant Granules Having Balanced Hardness" describe el uso de un disolvente para la preparación de mezclas de aditivos compactadas que incluyen un AO fenólico. Esta patente extiende la enseñanza de la tecnología del documento 6.515.052 a antioxidantes fenólicos. El disolvente es habitualmente alcohol, ciclohexano o una mezcla de los mismos; ajustando la cantidad y proporción de disolventes se puede controlar la dureza y friabilidad de los gránulos producidos.

La patente de Estados Unidos Nº 6.596.198, (Albemarle) enseña ampliamente mezclas compactadas del 5-50 % de estabilizante con un aglutinante de bajo punto de fusión, por ejemplo oleamida (lubricante o agente de desmoldeo) , Irganox® 1076 (Ciba) , glicerina, GMS (por ejemplo, Pationic® 1042, Caravan Ingredients, Kansas City, Missouri, Estados Unidos) y otros. La patente también enseña un procedimiento de extrusión para preparar mezclas de aditivos.

La patente de Estados Unidos Nº 6.033.600 (General Electric Company, Fairfield, Connecticut, Estados Unidos) describe mezclas de gránulos compactadas, típicamente una mezcla del 10-90 % de bifosfato de pentaeritritol, el 1090 % de antioxidante fenólico, el 2-60 % de estearato metálico y el 1-10 % de hidrotalcita. También se enseña que el precompactado (tal como en un molino de rodillos) antes de la operación del molino de gránulos aumenta el rendimiento de los gránulos.

Las referencias descritas anteriormente proporcionan formas con baja cantidad de polvo de mezclas de aditivos que pueden alimentarse más convenientemente y con más... [Seguir leyendo]

1. Una mezcla de aditivos compactada granulada para reducir la friabilidad de un polímero de base, que comprende:

(a) una mezcla de aditivos base; y

(b) uno o más coadyuvantes de compactación seleccionados del grupo que consiste en silicatos metálicos, nanoarcilla montmorillonita, sílice, carbonato de calcio, sulfato de bario, dióxido de titanio, óxido de cinc y mezclas de los mismos, en la que el uno o más coadyuvantes de compactación no se funden para dar un líquido en el entorno de un molino de compactación y en la que la mezcla de aditivos compactada granulada no contiene ningún soporte polimérico.

2. La mezcla de aditivos de la reivindicación 1, en la que la mezcla de aditivos base comprende uno o más antioxidantes fenólicos, estabilizantes de procesamiento, neutralizadores de ácidos, estabilizantes frente a la luz UV, absorbentes de la luz UV, agente antiestático, desactivadores de metales, agentes deslizantes, agentes antibloqueo, agentes de nucleación, lubricantes, agentes de desmoldeo, materiales ignífugos o mezclas de los mismos.

3. La mezcla de aditivos de la reivindicación 2, en la que la mezcla de aditivos de base comprende uno o más antioxidantes fenólicos y en la que los antioxidantes fenólicos son antioxidantes primarios fenólicos impedidos.

4. La mezcla de aditivos de la reivindicación 2, en la que la mezcla de aditivos base comprende uno o más estabilizantes de procesamiento y en la que los estabilizantes de procesamiento son fosfitos, fosfonitos o mezclas de los mismos.

5. La mezcla de aditivos de la reivindicación 2, en la que la mezcla de aditivos base comprende uno o más neutralizadores de ácidos y en la que los neutralizadores de ácidos son estearatos metálicos, hidratos de hidroxilocarbonato de aluminio y magnesio, óxido de cinc o mezclas de los mismos.

6. La mezcla de aditivos de la reivindicación 2, en la que la mezcla de aditivos base comprende uno o más estabilizantes frente a la luz UV y en la que los estabilizantes frente a la luz UV son estabilizantes frente a la luz de aminas impedidas.

7. La mezcla de aditivos de la reivindicación 2, en la que la mezcla de aditivos base comprende uno o más absorbentes de la luz UV y en la que los absorbentes de la luz UV son triazinas, benzofenonas, bencitriazoles, hidroxibenzoatos o mezclas de los mismos.

8. La mezcla de aditivos de la reivindicación 2, en la que la mezcla de aditivos base comprende uno o más agentes antiestáticos y en la que los agentes antiestáticos son monoestearato de glicerilo (“GMS”) , aminas etoxiladas o mezclas de los mismos.

9. La mezcla de aditivos de la reivindicación 2, en la que la mezcla de aditivos base comprende uno o más desactivadores de metales y en la que los desactivadores de metales son propionohidrazinas.

10. La mezcla de aditivos de la reivindicación 2, en la que la mezcla de aditivos base comprende uno o más agentes deslizantes y en la que los agentes deslizantes son erucamida, oleamida, behenamida, erucil-erucamida o mezclas de los mismos.

11. La mezcla de aditivos de la reivindicación 2, en la que la mezcla de aditivos base comprende uno o agentes antibloqueo y en la que los agentes antibloqueo son sílice sintética, sílice natural, aluminosilicato de calcio y sodio o mezclas de los mismos.

12. La mezcla de aditivos de la reivindicación 2, en la que la mezcla de aditivos base comprende uno o agentes de nucleación y en la que los agentes de nucleación son benzoato de sodio, acetales de sorbitol, fosfatos aromáticos de sodio, adipato de sodio o mezclas de los mismos.

13. La mezcla de aditivos de la reivindicación 1, en la que uno o más coadyuvantes de compactación son silicatos metálicos y en la que los silicatos metálicos son aluminosilicatos de magnesio y potasio, aluminosilicatos de calcio y sodio, silicatos de aluminio anhidros, aluminosilicatos de potasio y sodio, silicatos de calcio, silicatos de magnesio hidratados, aluminosilicatos de sodio, fluoro-silicato de litio, magnesio y sodio sintético, fluorosilicato de litio, magnesio y sodio fosfatado sintético o mezclas de los mismos.

14. La mezcla de aditivos de la reivindicación 13, en la que los silicatos metálicos son aluminosilicatos de magnesio y potasio y en la que los aluminosilicatos de magnesio y potasio son mica flogopita, mica moscovita o sus mezclas.

15. La mezcla de aditivos de la reivindicación 13, en la que los silicatos metálicos son mica flogopica y mica moscovita y en la que la mica flogopita o mica moscovita son aproximadamente del 15 a aproximadamente el 20 % en peso de la mezcla de aditivos.

16. La mezcla de aditivos de la reivindicación 1, en la que el uno o más coadyuvantes de compactación se seleccionan de entre

(a) arcilla montmorillonita, estando modificada la arcilla montmorillonita con una sal de amonio cuaternario,

(b) dióxido de titanio, estando recubierto el dióxido de titanio con un estearato metálico,

(c) aluminosilicatos de magnesio y potasio y dióxido de titanio, siendo los aluminosilicatos de magnesio y potasio mica flogopita, mica moscovita o sus mezclas, o

(d) sílices amorías sintéticas.

17. La mezcla de aditivos de la reivindicación 1, en la que la mezcla de aditivos base tiene una temperatura de fusión inferior a aproximadamente 90 °C.

18. Un procedimiento de preparación de una resina polimérica, que comprende: calentar un polímero base para producir una corriente de polímero fundido; añadir la mezcla de aditivos compactada granulada de la reivindicación 1 a la corriente de polímero fundido para producir una corriente de polímero con aditivos, en la que la mezcla de aditivos compactada granulada carece de soporte polimérico, y dejar enfriar y endurecer la corriente de polímero fundido para producir una resina polimérica.

19. El procedimiento de la reivindicación 18, en el que el polímero base es polietileno, polipropileno, copolímeros de etileno-propileno, copolímeros de etileno-alfa-olefina, polibuteno-1, poliestireno, copolímeros de etileno-acetato de vinilo, copolímeros de etileno-alcohol vinílico, copolímeros de estireno-butadieno y mezclas y copolímeros de los mismos.

20. Una mezcla de aditivos compactada granulada que tiene friabilidad reducida para la adición a un polímero base, que comprende:

(a) un antioxidante primario fenólico impedido;

(b) erucamida

(c) monoestearato de glicerilo;

(d) benzoato de sodio; y

(e) uno o más coadyuvantes de compactación seleccionados del grupo que consiste en mica flogopita, mica moscovita, dióxido de titanio y mezclas de los mismos, en la que la mezcla de aditivos compactada granulada no contiene soportes poliméricos.

21. La mezcla de aditivos de la reivindicación 20, en la que el uno o más coadyuvantes de compactación son mica flogopita o mica moscovita y en la que la mica flogopita o la mica moscovita son aproximadamente del 0, 5 a aproximadamente el 20 % en peso de la mezcla de aditivos.

22. La mezcla de aditivos de la reivindicación 21, en la que el uno o más coadyuvantes de compactación son una mezcla de dióxido de titanio, en aproximadamente el 0, 5 % a aproximadamente el 10 % en peso de la mezcla de aditivos, y mica flogopita, mica moscovita o sus mezclas, en aproximadamente el 0, 5 % a aproximadamente el 10 % en peso de la mezcla de aditivos.