Composición de poliolefina con resistencia incrementada a la degradación causada por el dióxido de cloro.

Composición de poliolefina que comprende

a) una resina base de poliolefina (A),

b) una cantidad del 0,01 al 0,5% en peso, en base al peso total de la composición de poliolefina, como mínimo, de un antioxidante

(B) que tiene un tiempo de inducción de oxígeno inicial (OIT190°C ) de más de 35 minutos, determinado según la prueba de OIT a 190°C descrita en el presente documento y que tiene una pendiente de la curva, cuando OIT190°C , en minutos, se registra en función del tiempo de exposición, en minutos, en una prueba de degradación por dióxido de cloro tal como se describe en el presente documento, como mínimo, de -0,07,

c) una cantidad del 0,01 al 0,5% en peso, en base al peso total de la composición de poliolefina, como mínimo, de un antioxidante (C) que tiene un tiempo de inducción de oxígeno inicial (OIT190°C ) de no más de 35 minutos, determinado según la prueba de OIT a 190°C descrita en el presente documento y que tiene una pendiente de la curva, cuando OIT190°C , en minutos, se registra en función del tiempo de exposición, en minutos, en una prueba de degradación por dióxido de cloro tal como se describe en el presente documento, de menos de -0,07, y

d) una cantidad del 0,01 al 0,2% en peso, en base al peso total de la composición de poliolefina, como mínimo, de un antioxidante (D) según la fórmula (I)**Fórmula**

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

en la que dicha composición de poliolefina muestra una resistencia contra agua que contiene 10 ppm de dióxido de cloro a 70°C y a un pH de 6,8 ± 0,1, como mínimo, d e 450 minutos, expresada como el tiempo hasta alcanzar el 50% del tiempo de inducción de oxígeno inicial a 210ºC (OIT(210°C),50% ), determinado según la prueba de degradación por dióxido de cloro, tal como se describe en el presente documento.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11010092.

Solicitante: BOREALIS AG.

Nacionalidad solicitante: Austria.

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

Inventor/es: HJERTBERG, THOMAS, ODERKERK,JEROEN, COSTA,FRANCIS, GEDDE,ULF.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > Composiciones de homopolímeros o copolímeros de... > C08L23/02 (no modificadas por tratamiento químico posterior)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS... > C08K5/00 (Utilización de ingredientes orgánicos)
  • 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 > F16L9/127 (estando las paredes constituidas por una sola capa)

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Fragmento de la descripción:

Composición de poliolefina con resistencia incrementada a la degradación causada por el dióxido de cloro.

La presente invención se refiere a una composición de poliolefina con resistencia incrementada a la degradación causada por agua que contiene dióxido de cloro y a un artículo hecho de dicha composición de poliolefina. La presente invención se refiere, además, a la utilización de la composición de poliolefina para la producción de un artículo que tiene resistencia incrementada a la degradación causada por agua que contiene dióxido de cloro y a la utilización de una combinación de tipos particulares de antioxidantes para incrementar la resistencia de la composición de poliolefina contra la degradación causada por el contacto con agua que contiene dióxido de cloro.

Los recientes avances en la fabricación y el procesamiento de polímeros han conducido a la aplicación de plásticos en virtualmente cada aspecto de la vida diaria moderna. Además de muchas otras aplicaciones, las poliolefinas se utilizan para la preparación de tuberías, accesorios o recipientes de almacenamiento para sistemas de distribución de agua potable. En la siguiente divulgación, todas las características y efectos proporcionados a tuberías también son proporcionados a accesorios y recipientes de almacenamiento, incluso aunque no se mencione específicamente. Para garantizar que el agua potable destinada al consumo humano es de buena calidad, a menudo se utiliza desinfección. Desinfección significa la eliminación, desactivación o destrucción de microorganismos patógenos.

Sin embargo, los compuestos poliméricos son propensos al envejecimiento bajo los efectos de oxidantes, la luz y el calor. Esto da como resultado una pérdida de vida útil tal como pérdida de resistencia, rigidez y flexibilidad, decoloración y rayado así como pérdida de brillo.

Es bien conocido en la técnica que los antioxidantes y estabilizantes a la luz pueden prevenir o, como mínimo, reducir estos efectos. Varios tipos de aditivos son añadidos a polímeros para protegerlos durante el procesamiento y para conseguir las propiedades de utilización final deseadas. Los aditivos se agrupan en general en estabilizantes y modificadores. Los estabilizantes, como antioxidantes, utilizados tradicional y actualmente comprenden estabilizantes fenólicos con impedimento estérico, aminas aromáticas, estabilizantes de amina impedida, organofosfitos/fosfonitos y tioéteres. Sin embargo, las combinaciones apropiadas de estabilizantes deben ser seleccionadas cuidadosamente, dependiendo de las propiedades finales deseadas, que el artículo polimérico debe tener. Es conocido que el cloro se utiliza como desinfectante en el tratamiento del agua para prevenir la propagación de enfermedades infecciosas. Una de las desventajas del agua clorada es la presencia de productos de reacción que contienen cloro, de cloro con materia orgánica en el agua potable. Se ha descrito que algunos de dichos productos de reacción suponen riesgos para la salud.

También es conocido que la mayoría de los materiales, incluyendo muchos polímeros tales como poliolefinas, pueden resultar afectados por el agua clorada. Los resultados de pruebas de presión en laboratorios y la experiencia del sector han demostrado que una elevada concentración de cloro en el agua puede causar fractura frágil temprana en tuberías de poliolefina.

Un desinfectante alternativo eficaz para sistemas de agua potable es el dióxido de cloro, (ClO2) . El dióxido de cloro es un agente oxidante más potente que el cloro y no forma subproductos halogenados. No se hidroliza en el agua sino que permanece en solución como un gas disuelto. Las resinas de poliolefina han demostrado tener una menor vida útil en agua que contiene dióxido de cloro que en agua que contiene cloro. Por lo tanto, las resinas de poliolefina resistentes al cloro pueden no ser resistentes contra dióxido de cloro.

No obstante, también el agua que contiene dióxido de cloro está en contacto permanente con el material polimérico. Debido al contacto permanente con la superficie interna del material polimérico, se provoca el deterioro de la composición de poliolefina.

Se ha descubierto que los antioxidantes utilizados en composiciones de poliolefina para tuberías que se conoce que proporcionan una buena resistencia a agua clorada, no necesariamente proporcionan resistencia satisfactoria contra agua que contiene dióxido de cloro. Por lo tanto, sigue existiendo una necesidad de un sistema antioxidante más eficiente, que proporcione una menor protección contra agua que contiene ClO2. Esto permite una vida útil más larga de un artículo, por ejemplo una tubería, un accesorio o un recipiente de almacenamiento hecho de una composición de poliolefina que contiene dicho antioxidante.

Un problema importante adicional en lo que respecta a la presencia de antioxidantes en composiciones de poliolefina es el objetivo de evitar la contaminación de medios transportados, por ejemplo en una tubería hecha de dicha composición de poliolefina. Esto es particularmente importante en el caso de una tubería que transporta agua potable. En términos generales, es preferente utilizan concentraciones de antioxidante lo más bajas posible para rebajar la cantidad de antioxidante que puede ser posiblemente extraída de la tubería en el agua transportada. Además en este contexto, es deseable que el antioxidante utilizado tenga una baja tendencia a la extracción desde la tubería al agua transportada.

Las cantidades admisibles de compuestos perjudiciales en el agua potable están fijadas por requisitos legales y deben esperarse requisitos aún más estrictos con la introducción del llamado “Plan Europeo de Aceptación”.

El comportamiento de migración de estabilizantes y modificadores añadidos a materiales a base de poliolefina depende de una serie de diferentes propiedades tales como el índice de difusión de las moléculas en la matriz polimérica, la estabilidad química de los aditivos, el tipo de productos de descomposición de aditivos, etc. Por poner un ejemplo, un compuesto aditivo específico podría tener estabilidad química mejorada, teniendo, de este modo, un efecto beneficioso sobre el comportamiento de migración. Otros compuestos aditivos menos estables podrían, por otro lado, descomponerse en compuestos que se difunden fácilmente a través de la matriz polimérica, teniendo, de este modo, un efecto perjudicial sobre el comportamiento de migración. Además, hay que tener en cuenta que una mejora del comportamiento de migración no debe obtenerse a expensas de la estabilización de la matriz polimérica. Por lo tanto, proporcionar una composición de aditivo de baja tendencia de migración no es sencillo sino que, en su lugar, requiere una cuidadosa selección de compuestos apropiados.

Sin embargo, para mejorar adicionalmente la calidad del agua potable y considerando requisitos legales más estrictos que deben esperarse en un futuro próximo, sigue siendo altamente apreciado dar a conocer materiales poliméricos de estabilidad térmica y química elevada.

El documento EP 1 911 798 A1 da a conocer una composición que comprende una poliolefina (A) ; un compuesto (B) que tiene una estructura de difosfito; c) un compuesto fenólico (C) ; y d) opcionalmente, un estabilizante a la luz UV (D) , en la que la cantidad total de compuestos migrados (B) , (C) y, si está presente, (D) , así como sus productos de descomposición están por debajo de ciertos valores umbral en la composición. La composición muestra migración reducida de aditivos al agua en contacto con muestras de la composición que se lixiviaron con agua no clorada según la norma EN-12873-1 a temperatura ambiente (23º C) .

El documento EP 2 199 330... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Composición de poliolefina que comprende a) una resina base de poliolefina (A) ,

b) una cantidad del 0, 01 al 0, 5% en peso, en base al peso total de la composición de poliolefina, como mínimo, de un antioxidante (B) que tiene un tiempo de inducción de oxígeno inicial (OIT190º C) de más de 35 minutos, determinado según la prueba de OIT a 190º C descrita en el presente documento y que tiene una pendiente de la curva, cuando OIT190º C, en minutos, se registra en función del tiempo de exposición, en minutos, en una prueba de degradación por dióxido de cloro tal como se describe en el presente documento, como mínimo, de -0, 07,

c) una cantidad del 0, 01 al 0, 5% en peso, en base al peso total de la composición de poliolefina, como mínimo, de un antioxidante (C) que tiene un tiempo de inducción de oxígeno inicial (OIT190º C) de no más de 35 minutos,

determinado según la prueba de OIT a 190º C descrita en el presente documento y que tiene una pendiente de la curva, cuando OIT190º C, en minutos, se registra en función del tiempo de exposición, en minutos, en una prueba de degradación por dióxido de cloro tal como se describe en el presente documento, de menos de -0, 07, y

d) una cantidad del 0, 01 al 0, 2% en peso, en base al peso total de la composición de poliolefina, como mínimo, 20 de un antioxidante (D) según la fórmula (I)

sustituidos que pueden comprender heteroátomos,

en la que dicha composición de poliolefina muestra una resistencia contra agua que contiene 10 ppm de dióxido de cloro a 70º C y a un pH de 6, 8 ± 0, 1, como mínimo, d e 450 minutos, expresada como el tiempo hasta alcanzar el 50% del tiempo de inducción de oxígeno inicial a 210º C (OIT (210º C) , 50% ) , determinado según la prueba de degradación por dióxido de cloro, tal como se describe en el presente documento.

2. Composición de poliolefina, según la reivindicación 1, en la que el antioxidante (B) se selecciona entre el grupo que comprende isocianurato de tris (4-terc-butil-3-hidroxi-2, 6-dimetilbencilo) (Cyanox® 1790) , tetrakis (3- (3', 5'-di-terc.butil-4-hidroxifenil) -propionato) de pentaeritritilo (Irganox® 1010) , 1, 2-bis (3, 5-di-terc-butil-4hidroxihidrocinamoil) hidrazida (Irganox® MD1024) , 4, 4'-bis (alfa, alfa-dimetilbencil) difenilamina (Naugard® 445) , 1, 3, 5

tris (3, 5-di-terc-butil-4-hidroxibencil) -2, 4, 6-trimetilbenceno (Irganox® 1330) , bis[3, 3-bis (3-terc-butil-4-hidroxifenil) butirato] de etileno (Hostanox® O3) y 3, 5-di- (terc) -butil-4-hidroxihidrocinamato de octadecilo (Irganox® 1076) .

3. Composición de poliolefina, según la reivindicación 1 ó 2, en la que el antioxidante (C) se selecciona entre el

grupo que comprende isocianurato de 1, 3, 5-tris (3, 5-di-terc-butil-4-hidroxibencilo) (Irganox® 3114) y 3, 5-bis-terc-butil40 4-hidroxibenzoato de hexadecilo (Cyasorb® 2908) .

4. Composición de poliolefina, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición de poliolefina tiene un valor de OIT (210º C) , 50% , como mínimo, de 500 minutos.

5. Artículo que comprende una composición de poliolefina, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.

6. Artículo, según la reivindicación 5, que es una tubería, un accesorio o un recipiente de almacenamiento.

7. Utilización de una composición de poliolefina, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 para la 50 producción de una tubería, un accesorio o un recipiente de almacenamiento.

8. Utilización de un artículo, según la reivindicación 5 ó 6, para el transporte o almacenamiento de agua que contiene

dióxido de cloro.

9. Utilización de una combinación, como mínimo, de uno de cada uno de los antioxidantes (B) , (C) y (D) en una composición de poliolefina que comprende una resina base de poliolefina (A) para incrementar la resistencia de un

artículo hecho de dicha composición de poliolefina, artículo que está en contacto permanente con agua que contiene dióxido de cloro, en la que dichos antioxidantes son los siguientes:

a) una cantidad del 0, 01 al 0, 5% en peso, en base al peso total de la composición de poliolefina, como mínimo, de un antioxidante (B) que tiene un tiempo de inducción de oxígeno inicial (OIT190º C) de más de 35 minutos,

determinado según la prueba de OIT a 190º C descrita en el presente documento y que tiene una pendiente de la curva, cuando OIT190º C, en minutos, se registra en función del tiempo de exposición, en minutos, en una prueba de degradación por dióxido de cloro tal como se describe en el presente documento, como mínimo, de -0, 07,

b) una cantidad del 0, 01 al 0, 5% en peso, en base al peso total de la composición de poliolefina, como mínimo,

de un antioxidante (C) que tiene un tiempo de inducción de oxígeno inicial (OIT190º C) de no más de 35 minutos, determinado según la prueba de OIT a 190º C descrita en el presente documento y que tiene una pendiente de la curva, cuando OIT190º C, en minutos, se registra en función del tiempo de exposición, en minutos, en una prueba de degradación por dióxido de cloro tal como se describe en el presente documento, de menos de -0, 07, y

c) una cantidad del 0, 01 al 0, 2% en peso, en base al peso total de la composición de poliolefina, como mínimo, de un antioxidante (D) según la fórmula (I)

en la que R1, R2, R3, R4 y R5 independientemente son H, o radicales hidrocarbilo alifáticos o aromáticos sin sustituir o 25 sustituidos que pueden comprender heteroátomos en la que dicha composición de poliolefina muestra una resistencia contra agua que contiene 10 ppm de dióxido de cloro a 70º C y a un pH de 6, 8 ± 0, 1, como mínimo, d e 450 minutos, expresada como el tiempo hasta alcanzar el 50% del tiempo de inducción de oxígeno inicial a 210º C (OIT (210º C) , 50% ) , determinado según la prueba de degradación por dióxido de cloro, tal como se describe en el presente documento.