Composiciones y artículos.

Una composición que comprende al menos un interpolímero basado en propileno,

al menos un peróxido, al menos un agente de injerto y al menos un coagente, y

en donde el coagente tiene un HOMO mayor que -8 eV.

Composiciones y artículos Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a polímeros funclonallzados, composiciones que contienen los mismos, artículos preparados a partir de los mismos, y métodos para producir los mismos. En particular, la invención proporciona la(s) funcionalización(es) en estado fundido por radicales de poliolefinas, tales como polímeros basados en proplleno, usando ciertos coagentes. Tales procedimientos de funcionalización dan como resultado polímeros funclonallzados con pesos moleculares mejorados, en comparación con los polímeros funclonalizados formados a partir de reacciones de funcionalización en estado fundido en ausencia de los co-agentes.

Antecedentes

Uno de los principales retos en la química de los polímeros sigue siendo la introducción de polaridad y/o funcionalidad en el polipropileno (PP). Esta dificultad es debida típicamente a la incapacidad de los catalizadores de coordinación de tolerar e incorporar monómeros polares en una cadena principal creciente de polipropileno, y la degradación del peso molecular total, por medio de escisión (3, del polipropileno durante la reacción de funcionalización por radicales en un estado fundido o en disolución. El polipropileno ha sido funcionalizado por mecanismos de radicales libres descritos en la técnica.

"Exchange and Free Radical Grafting Reactions in Reactive Extrusión", Makromol. Chem., Macromol. Symp., 1993, 75, 137-157, describe el uso de co-agentes, que incluyen N-vinilpirrolidinona, estireno, a-metilestireno y metacrilato de metilo, en el injerto de anhídrido maleico (MAH) sobre polipropileno. La presencia de monómeros donadores de electrones, y, en particular, estireno, se describió como eficaz en mejorar el rendimiento y reducir la degradación del polipropileno.

"Control of Degradaron Reactions during Radical Functionalization of Polypropilene in the Melt", Macromolecules, 2004, 37, 8414-8423, describe el uso de derivados de furano, tales como 3-(2-furanil)propenoato de butilo, 2- carbox¡et¡l-3-(2-furan¡l)propenoato de etilo, y c¡ano-3-(2-furan¡l)propenoato de etilo, durante la maleación por radicales en estado fundido de polipropileno para una degradación reducida. Los co-agentes descritos poseen un anillo aromático heterocíclico conjugado con un doble enlace que lleva un grupo atrayente de electrones.

La publicación internacional N° WO 2004/113399 A2 describe el injerto de poliolefinas controlado por radicales, usando al menos un compuesto de injerto que tiene un anillo aromático heterocíclico donador de electrones conjugado con al menos un grupo -HC=CR1R2, y en el que al menos uno de R1 y R2 son aceptares de electrones.

La publicación japonesa JP 06172459 (Resumen) describe la modificación de poliolefinas por peróxidos, usando modificadores en presencia de materiales basados en estireno que incluyen a-metilestireno.

"Heterogeneous Grafting of Maleic Anhydride and a-Methylstyrene from Atactic Polypropilene", Die Angewandte Makromolekulare Chemie, 1997, 251, 37-48 (Nr. 4326), describe el uso de a-metilestireno en el injerto de anhídrido maleico sobre polipropileno atáctico. El énfasis en usar a-metilestireno es la prevención del color por la oligomerizaclón del anhídrido maleico, con su degradación posterior.

"Radical Medlated Modificaron of Polypropylene; Selective Grafting Via Polyally Coagents", J. Polym. Sel.: Parte A: Poly.Chem. 2005, 43, 4882-4893, describe el uso de trimelitato de trialilo (TAM) como co-agente en el Injerto por radicales de anhídrido maleico sobre polipropileno. El trimelitato de trialilo más exitoso en la reducción de la degradación de polipropileno a través de un mecanismo de acoplamiento que compite con el proceso de degradación de p-esclslón.

"Reactive Extrusión: A New Tool forthe Diversificaron of Polymeric Materials", Macromol. Symp., 87, 37-58 (1994), describe procedimientos de reacción y extrusión de varios sistemas poliméricos, incluyendo el injerto de anhídrido maleico sobre poliolefinas usando estireno.

"Study on Styrene-Assisted Melt Free-Radical Grafting of Maleic Anhydride onto Polypropilene", Polímero, 2001, 42, 3419-3425, describe el injerto en estado fundido de radicales libres de anhídrido maleico y estireno sobre polipropileno.

"Radical reactions on Polypropilene in the Solid State", Progress ¡n Polymer Science, 2002, 27, 1195-1282, describe el co-injerto en estado sólido de estireno y anhídrido maleico sobre un polipropileno.

"Alternating Copolymer Graft Copolymers v. "Carboxylation" of Polymers by In-situ Spontaneous Bulk Polymerization of Styrene-Maleic Anhydride Complex", Polymer Letters Edition, Vol. 10, 95-100 (1972), describe el uso de estireno en la formación de copolímeros que contienen unidades alternantes de estireno-anhídrido maleico en la cadena principal.

"Alternating Copolymer Grafting onto Polymer Films by a Vapor-Phase Grafting Technique", Polymer Letters Edition, Vol. 10, 823-828 (1972), describe un procedimiento para el injerto alternante de copolímeros usando un comonómero adicional junto con anhídrido maleico o etilmaleimida.

Sigue habiendo una necesidad de un procedimiento de bajo coste para funcionalizar eficazmente polímeros basados 5 en propileno, a la vez de mantener el peso molecular del polímero base, o reducir sustancialmente la degradación del peso molecular del polímero. Preferiblemente, la funcionalización tiene lugar en un procedimiento de extrusión reactivo en estado fundido. Hay una necesidad adicional de polímeros basados en propileno funcionalizados de alto peso molecular con actividad y reactividad ¡nterfacial mejoradas. Hay una necesidad adicional de tales polímeros con tenacidad mejorada y propiedades adhesivas mejoradas. Algunas de estas necesidades y otras han sido 10 satisfechas por la siguiente invención.

Compendio de la invención

La invención proporciona una composición que comprende al menos un polímero basado en propileno, y preferiblemente un interpolímero basado en propileno, al menos un peróxido, al menos un agente de injerto y al menos un coagente, y en donde el coagente tiene el nivel de energía del orbital molecular más ocupado (HOMO) 15 mayor que -8 eV, preferiblemente mayor que -7 eV, y más preferiblemente mayor que -6 eV.

La Invención también proporciona artículos preparados a partir de la composición inventiva, y métodos para preparar las composiciones inventivas y artículos inventivos.

Descripción detallada

Visión general

Como se ha discutido anteriormente, la invención proporciona una composición que comprende al menos un polímero basado en propileno, al menos un peróxido, al menos un agente de injerto y al menos un coagente, y en donde el coagente tiene un HOMO mayor que -8 eV.

En una realización, el al menos un coagente tiene una estructura de doble enlace carbono-carbono sustituido seleccionada del grupo que consiste en las estructuras (I), (II), (III), (IV) y (V) a continuación isómeros cis y trans.

y

en donde D1, D2, D3 y D4 son cada uno, independientemente, uno de los siguientes: (a) un sustituyente hidrocarbonado que contiene un heteroátomo con un par de electrones de no enlace, y donde el heteroátomo con el 5 par de no enlace está enlazado directamente al enlace doble carbono-carbono, o (b) un sustituyente hidrocarbonado que contiene un par de enlace pi carbono-carbono, y donde el primer carbono del par de enlace pi carbono-carbono está enlazado directamente al enlace doble carbono-carbono; y en donde los R1, R2 y R3 son cada uno, Independientemente, H, un sustituyente hidrocarbonado, o un sustituyente hidrocarbonado sustituido; y

en donde R1, R2 y R3, cada uno, independientemente, no tiene la misma estructura química que D1, D2, D3 o D4; y

en donde la relación molar del (de los) "coagente(s)" a "radicales libres formados a partir del (de los) peróxido(s)" es de 0,5:1 a 5:1; y

en donde el coagente seleccionado de las estructuras (l)-(V) no contiene sólo un grupo fenilo, o no contiene sólo un grupo furilo.

En una realización adicional, la relación del(de los) "coagente(s)" a "radicales libres formados a partir del(de los) 15 peróxido(s)" es" de 1:1 a 5:1. La cantidad molar de radicales libres se determina a partir del rendimiento teórico de radicales del peróxido.

En otra realización, el al menos un coagente tiene una estructura de doble enlace carbono-carbono sustituido seleccionada del grupo que consiste en las estructuras (II), (III), (IV) y (V) como sigue, incluyendo isómeros cis y trans:

y

En otra realización, el al menos un coagente tiene una estructura de doble enlace carbono-carbono sustituido de la estructura... [Seguir leyendo]

1. Una composición que comprende al menos un interpolímero basado en propileno, al menos un peróxido, al menos un agente de injerto y al menos un coagente, y

en donde el coagente tiene un HOMO mayor que -8 eV.

2. La composición de la reivindicación 1, en donde el coagente tiene un HOMO mayor que -7 eV.

3. La composición de la reivindicación 1, en donde el coagente tiene un HOMO mayor que -6 eV.

4. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el al menos un coagente tienen una estructura de doble enlace carbono-carbono seleccionada del grupo que consiste en las siguientes:

5. Un artículo que comprende al menos un componente formado a partir de la composición de cualquiera de las

reivindicaciones precedentes.

6. El artículo de la reivindicación 5 en donde el artículo se selecciona del grupo que consiste en piezas de automoción, geomembranas, aislamientos de cables eléctricos, y materiales de envasado.

7. El artículo de la reivindicación 5 en donde el artículo se selecciona del grupo que consiste una película, una fibra, 15 una capa adhesiva, un artículo moldeado por soplado, un artículo moldeado por inyección y una lámina.

8. El artículo de la reivindicación 7 en donde el artículo es una lámina

9. El artículo de la reivindicación 8, en donde la lámina es una lámina extruida o una lámina termoconformada.