Composición de poliolefina para tuberías de agua con buena resistencia a dióxido de cloro y baja migración.

Uso de una tubería que comprende una composición de poliolefina que comprende

a) una resina base de poliolefina

(A) que consiste en un homo- o copolímero de polietileno,

b) un antioxidante (B) según la fórmula (I):

en donde R1, R2, R3, R4 y R5 son independientemente H, o radicales hidrocarbilo alifáticos o aromáticos sin sustituir o sustituidos que pueden comprender heteroátomos,

c) un antioxidante (C) según la fórmula (II):

en donde

- R6, R7 y R8 son independientemente radicales hidrocarbilo alifáticos o aromáticos sin sustituir o sustituidos que pueden comprender grupos OH,

- X1, X2 y X3 son independientemente H u OH, siempre que al menos uno de X1, X2 y X3 sea OH, - la molécula entera no comprende un grupo éster, y

- la concentración de antioxidante (C) en la composición de poliolefina es al menos 1200 ppm, basado en la composición total para el transporte de agua que contiene dióxido de cloro.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/009094.

Solicitante: BOREALIS AG.

Nacionalidad solicitante: Austria.

Dirección: IZD Tower Wagramerstrasse 17-19 1220 Vienna AUSTRIA.

Inventor/es: JAMTVEDT, SVEIN, ANKER,MARTIN, HAGSTRAND,PER-OLA, PIEL,TANJA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS... > Utilización de ingredientes orgánicos > C08K5/13 (Fenoles; Fenolatos)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > TUBERIAS O TUBOS; EMPALMES U OTROS ACCESORIOS PARA... > Tubos rígidos > F16L9/12 (de plástico con o sin armadura (F16L 9/16 - F16L 9/22 tienen prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS... > Utilización de ingredientes orgánicos > C08K5/1545 (Ciclos de seis eslabones)

PDF original: ES-2483493_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Composición de poliolefina para tuberías de agua con buena resistencia a dióxido de cloro y baja migración

La presente invención se refiere a una composición de poliolefina con buena resistencia a la degradación causada por agua que contiene dióxido de cloro y que al mismo tiempo muestra baja migración de los aditivos usados y sus productos de descomposición, especialmente fenoles, fuera de la composición. La presente invención también se dirige a una tubería hecha de tal composición de poliolefina. La presente invención se refiere además al uso de la composición de poliolefina para la producción de una tubería y al uso de una combinación de tipos particulares de antioxidantes para aumentar la resistencia de una composición de poliolefina contra la degradación causada por el contacto con agua que contiene dióxido de cloro y para mantener al mismo tiempo una baja migración de los aditivos usados y sus productos de descomposición, especialmente fenoles, fuera de la composición de poliolefina.

El reciente progreso en la fabricación y procesamiento de polímeros ha llevado a la aplicación de plásticos en virtualmente cada aspecto de la vida diaria moderna. Sin embargo, los compuestos poliméricos son propensos a envejecer bajo los efectos de oxidantes, la luz y el calor. Esto produce una pérdida de duración tal como pérdida de resistencia, rigidez y flexibilidad, descoloración y rayado así como pérdida de brillo.

Es bien sabido en la técnica que los antioxidantes y los estabilizantes de la luz pueden prevenir o al menos reducir estos efectos. Se añaden varios tipos de aditivos a los polímeros para protegerlos durante el procesamiento y para alcanzar las propiedades de uso final deseadas. Los aditivos generalmente se dividen en estabilizantes y modificadores. Los estabilizantes, como los antioxidantes, tradicional y actualmente usados comprenden fenóllcos estéricamente Impedidos, aminas aromáticas, estabilizantes de amina impedida, órgano-fosfltos/fosfonltos y tioéteres. Sin embargo, las combinaciones apropiadas de estabilizantes se tienen que seleccionar cuidadosamente, dependiendo de las propiedades finales deseadas, que el artículo polímero debe tener y dependiendo del campo de aplicación.

El documento JP 62-158 737 divulga una composición de poliolefina con excelente estabilidad de proceso térmico y resistencia a colorantes que comprende un compuesto de 6-hidroxi cumarona y un compuesto fenólico o un compuesto fosfonito.

El documento EP 1 24 165 divulga una composición estabilizante para materiales poliméricos orgánicos que contiene compuestos de 6-hidroxicromano y un antioxidante fenólico.

El documento WO 97/49758 divulga composiciones estabilizantes que comprenden al menos un fenol estéricamente impedido, al menos un antioxidante que contiene fósforo y al menos un compuesto de tocoferol.

El documento WO 28/13128 divulga un proceso para retardar la difusión de un elemento o un compuesto a través de un fluoroplástico que comprende la adición de un aditivo reactivo que reacciona con el elemento o compuesto. Dicho elemento o compuesto es, por ejemplo, cloro o un compuesto de cloro tal como dióxido de cloro o ácido hipoclórico. El aditivo reactivo es un fenol Impedido, una amina, vitamina E, lignina o un compuesto fenólico.

Además de otras muchas aplicaciones, las poliolefinas se usan para la preparación de tuberías para sistemas de distribución de agua potable. Se sabe que se usa cloro en diferentes formas moleculares como desinfectante en el tratamiento de agua para prevenir la propagación de enfermedades infecciosas. También se sabe que la mayoría de los materiales, Incluyendo muchos polímeros tal como poliolefinas, envejecen en agua clorada. Los resultados de pruebas de presión en laboratorios y la experiencia de campo han mostrado que la alta concentración de cloro en el agua puede producir fractura frágil temprana en tuberías de poliolefina.

El documento EP 124 664 divulga composiciones de resina de poli-1-buteno adecuadas para tuberías que comprenden al menos un antioxidante de fenol impedido particular para alcanzar la resistencia contra agua clorada. Dichas composiciones preferiblemente comprenden al menos un antloxldante más seleccionado del grupo tocoferol, 2,6-dl-tert-butll-p-cresol y tris(2,4-dl-tert-but¡lfenil)fosfito.

Un desinfectante adicional usado en agua es dióxido de cloro, CIO2. Por tanto, el agua que contiene dióxido de cloro está en contacto permanente con el material de la tubería. Debido al contacto permanente con la superficie interna de la tubería, se produce el deterioro de la composición de poliolefina.

Se ha encontrado que los antioxldantes usados en composiciones de poliolefina para tuberías que se sabe proporcionan una buena resistencia al agua clorada no proporcionan necesariamente una resistencia satisfactoria contra el agua que contiene dióxido de cloro. Por tanto, todavía hay una necesidad para un antioxidante más eficaz que proporcione una mejor protección contra agua que contiene CI2 a una composición de poliolefina, y por tanto permita una duración más larga de, por ejemplo, una tubería, hecha de una composición de poliolefina que contenga tal antloxldante.

Un asunto importante adicional con respecto a la presencia de antioxidantes en composiciones de poliolefina es el fin de reducir la migración de antioxidantes o productos recibidos de los mismos en medios transportados, por ejemplo, en una tubería hecha de tal composición de poliolefina. Esto es particularmente importante en el caso de una tubería que transporta agua potable. Debido al contacto permanente con la superficie interior de la tubería, los compuestos pueden migrar desde el material de la tubería al agua. Las cantidades admisibles de compuestos en el agua potable se fijan por exigencias legales y se deben esperar exigencias incluso más estrictas en Europa u otros países.

El documento 2 14 74 divulga una composición de poliolefina de baja migración que comprende un estabilizante de tipo vitamina E y un estabilizante fenólico.

El comportamiento de migración de los estabilizantes y modificadores añadidos a materiales basados en poliolefina depende de un número de diferentes propiedades tales como la velocidad de difusión de las moléculas en la matriz polimérica, la estabilidad química de los aditivos, etc. Se aplican consideraciones similares para los productos de descomposición de dichos estabilizantes y modificadores. Además, se debe considerar que no se debe obtener una mejora en el comportamiento de migración a costa de la estabilización de la matriz polimérica. Por tanto, proporcionar una composición aditiva de baja tendencia de migración no es sencillo sino que más bien necesita una selección cuidadosa de los compuestos apropiados.

El documento GB 2 35 18 divulga composiciones de poliolefina que están en contacto permanente con medios extractores, por ejemplo, agua, estas composiciones comprenden además fosfitos/fosfonitos orgánicos, compuestos fenólicos o aminas estéricamente impedidas como componentes estabilizantes.

Sin embargo, considerando que se esperan exigencias legales más estrictas en el futuro próximo, se aprecia mucho proporcionar tuberías de alta estabilidad térmica y química y que liberan solo cantidades muy pequeñas de aditivos y/o productos de descomposición en el agua.

En términos generales, se prefiere usar concentraciones de antioxidantes tan bajas como sea posible para disminuir la cantidad de antioxidante que posiblemente se pudiera extraer por el agua transportada en la tubería. Además en este contexto, es deseable que el antioxidante usado tenga una baja tendencia a la extracción por el agua transportada en la tubería.

Estos asuntos se abordan... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

Uso de una tubería que comprende una composición de poliolefina que comprende

a) una resina base de poliolefina (A) que consiste en un homo- o copolfmero de polietileno,

b) un antioxidante (B) según la fórmula (I):

R2

**(Ver fórmula)**

en donde R1, R, RJ, R4 y Rs son independientemente H, o radicales hidrocarbilo alifáticos o aromáticos sin sustituir o sustituidos que pueden comprender heteroátomos,

c) un antioxidante (C) según la fórmula (II):

**(Ver fórmula)**

en donde

R6, R7 y R8 son independientemente radicales hidrocarbilo alifáticos o aromáticos sin sustituir o sustituidos que pueden comprender grupos OH,

X1, X2 y X3 son independientemente H u OH, siempre que al menos uno de X1, X2 y X3 sea OH, la molécula entera no comprende un grupo áster, y

la concentración de antioxidante (C) en la composición de poliolefina es al menos 12 ppm, basado en la composición total

para el transporte de agua que contiene dióxido de cloro.

Uso según la reivindicación 1, en donde la concentración de antioxidante (C) en la composición de poliolefina es al menos 34 ppm, basado en la composición total.

Uso según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el antioxidante (C) es 1,3,5-trimetil-2,4,6- tris-(3,5-di-tert-butil-4-hidroxifenil) benceno.

Uso según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el antioxidante (B) es2,5,7,8-tetrametil- 2-(4,8,12-trimetiltridecil)croman-6-ol.

Uso según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde de la composición de poliolefina una cantidad de a lo sumo 2 microgramos de descomposición y/o subproductos fenólicos por litro de agua (microg/litro) migran en el agua, medida según el método de análisis de migración en el agua.

Uso de una combinación de antioxidantes (B) y (C) para aumentar la resistencia de una composición de poliolefina que comprende una resina base de poliolefina (A) que consiste en un homo- o copolfmero de polietileno, contra la degradación causada por contacto con agua que contiene dióxido de cloro, en donde dichos antioxidantes tienen las siguientes fórmulas:

antioxidante (B) según la fórmula (I):

R2

**(Ver fórmula)**

en donde R1, R2, R3, R4 y R5 son independientemente H, o radicales hidrocarbilo alifáticos o aromáticos sin sustituir o sustituidos que pueden comprender heteroátomos,

antioxidante (C) según la fórmula (II):

**(Ver fórmula)**

en donde

R6, R7 y R8 son independientemente radicales hidrocarbilo alifáticos o aromáticos sin sustituir o sustituidos que pueden comprender grupos OH,

X1, X2 y X3 son independientemente H u OH, siempre que al menos uno de X1, X2 y X3 sea OH, la molécula entera no comprende un grupo áster, y

la concentración de antioxidante (C) en la composición de poíolefina es al menos 12 ppm, basado en la composición total.