Utilización de una mezcla de estabilización para la fabricación de una composición de polipropileno con mejores características de vida útil y de envejecimiento.

Utilización de una mezcla estabilizante que comprende un agente de nucleación beta, un captador de ácidos y un pigmento blanco para la fabricación de una composición de polipropileno que tiene un tiempo antes de la rotura en una prueba de horno a 130ºC, como mínimo, de 1000 horas después del almacenamiento en agua clorada con un contenido de cloro de 8 ppm y a una temperatura de 90ºC durante 5 semanas, según la norma ISO

4577-1983:E-8-2,

en la que la composición de polipropileno comprende

(i) una resina de base que comprende, como mínimo, un homopolímero o un copolímero de propileno, en la que la resina base tiene una cantidad de cristalinidad beta determinada mediante calorimetría diferencial de barrido, como mínimo, del 80% según la norma ISO 3146/parte 3/procedimiento C2 con una velocidad de barrido de 10º/min;

(ii) un captador de ácidos;

(iii) un pigmento blanco; y

(iv) aditivos en una cantidad de hasta el 20% en peso con respecto a la composición total.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/000467.

Solicitante: BOREALIS AG.

Nacionalidad solicitante: Austria.

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

Inventor/es: RUEMER, FRANZ.

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... > C08L23/10 (Homopolímeros o copolímeros de propeno)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS... > Utilización de ingredientes inorgánicos > C08K3/22 (de metales)
  • 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... > C08K3/00 (Utilización de ingredientes inorgánicos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS... > Utilización de ingredientes inorgánicos > C08K3/30 (Compuestos que contienen azufre, selenio o teluro)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > Composiciones de homopolímeros o copolímeros de... > C08L23/12 (Polipropileno)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS... > Utilización de ingredientes orgánicos > C08K5/098 (Sales metálicas de ácidos carboxílicos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS... > Utilización de ingredientes inorgánicos > C08K3/26 (Carbonatos; Bicarbonatos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS... > Utilización de ingredientes orgánicos > C08K5/3437 (condensadas con carbociclos)

PDF original: ES-2535183_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Utilización de una mezcla de estabilización para la fabricación de una composición de polipropileno con mejores características de vida útil y de envejecimiento.

La presente invención se refiere a composiciones de polipropileno estabilizadas y a un procedimiento para producir dichas composiciones de polipropileno, a un artículo fabricado a partir de una composición de polipropileno estabilizada, y a una mezcla de estabilización para producir estas composiciones.

Las composiciones de poliolefina son propensas a la degradación durante el procesamiento y la utilización final. La degradación tiene lugar especialmente cuando el material se expone a ciertas condiciones ambientales, tales como radiación de alta energía (por ejemplo, exposición a UV), cizallamiento mecánico y altas temperaturas. Además, el agua que contiene cloro también tiene efectos negativos sobre el polímero cuando se transporta en tuberías de polipropileno. Por estas razones, los polímeros presentan una vida útil reducida y propiedades de envejecimiento.

La degradación tiene lugar mediante un mecanismo con radicales y finalmente destruirá las propiedades del polímero. Las poliolefinas pasan por un proceso de envejecimiento. Habitualmente la etapa de iniciación del procedimiento de degradación es la pérdida de un átomo de hidrógeno de la cadena polimérica. Este radical libre polimérico (R*) puede reaccionar con una molécula de oxígeno (2) para formar un radical peroxi (ROO*), el cual a su vez extraerá otro átomo de hidrógeno de otra cadena polimérica para formar un hidroperóxido (ROOH). El hidroperóxido puede dividirse en dos nuevos radicales libres (RO*) y (*OH), que continuarán propagando la reacción a otras moléculas de poliolefina.

En las poliolefinas el ataque de los radicales libres puede dar lugar a la escisión de la cadena. Una manera de interrumpir este proceso es añadir un antioxidante a la composición.

La solicitud de patente japonesa publicada JP 5-17932 da a conocer tuberías de polipropileno con fines de suministro de agua. Se da a conocer que mediante la adición de ciertos antioxidantes a diferentes tipos de polipropileno, puede incrementarse el tiempo de resistencia de estas tuberías.

El documento WO 3/64511 da a conocer diferentes tipos de antioxidantes para aumentar la vida útil de una tubería de poliolefina que está en contacto permanente con agua clorada, a saber un ácido graso epoxidado o un éster del mismo y/o un compuesto de organoestaño.

Sin embargo, todavía existe la necesidad de composiciones de polipropileno que presenten una vida útil prolongada y propiedades de envejecimiento mejoradas y de artículos fabricados a partir de las mismas.

Los documentos EP 28342 y EP 267798 se refieren a una composición de polipropileno beta nucleado que contiene pigmentos inorgánicos y un captador de ácidos utilizada para la fabricación de tuberías. Sin embargo, no dan a conocer pigmentos blancos ni están dirigidos a mejorar el tiempo de vida útil de las tuberías.

De este modo, el objetivo de la presente invención es dar a conocer una poliolefina que presenta una degradación minimizada durante el procesamiento y también durante la utilización final, dando lugar a un tiempo de vida útil y propiedades de envejecimiento mejoradas.

La presente invención se basa en el descubrimiento inventivo de que una poliolefina puede estabilizarse si la composición de poliolefina comprende un pigmento y un captador de ácidos.

Por lo tanto, la presente invención da a conocer la utilización de una mezcla de estabilización que comprende un agente de nucleación beta, un captador de ácidos y un pigmento blanco para la producción de una composición de polipropileno que tiene un tiempo antes de la rotura en una prueba en horno a 13°C, como mínimo, de 1 horas después del almacenamiento en agua clorada con un contenido de cloro de 8 ppm y a una temperatura de 9°C durante 5 semanas.

De manera sorprendente, se ha encontrado que la estabilización mediante la combinación de un captador de ácidos y un pigmento da lugar a un tiempo de vida útil prolongado y propiedades de envejecimiento mejoradas. En particular, de manera sorprendente, se ha encontrado que la combinación del pigmento y el captador de ácidos muestra un efecto de estabilización sinérgico en los homopolímeros o copolímeros de propileno, en particular en homopolímeros o copolímeros de propileno que tienen una cantidad considerable cristalinidad beta.

Habitualmente, se evitan los pigmentos para todas las aplicaciones que requieren una estabilidad a la oxidación, ya que las composiciones resultantes que contienen pigmentos son a veces incluso más susceptibles a la fotodegradación y son más difíciles de estabilizar frente a la fotodegradación que los polímeros no pigmentados.

La composición de polipropileno también tiene la capacidad de procesamiento y las propiedades mecánicas necesarias para cumplir con los requisitos para tuberías de polímero para el transporte de fluidos, tales como la

resistencia a una presión elevada en combinación con buenas propiedades a largo plazo.

La estabilización combinada mediante los pigmentos y el captador de ácidos es particularmente eficaz cuando la resina base tiene cristalinidad beta. Los polímeros de propileno beta nucleados son polímeros de propileno isotácticos compuestos de cadenas en una conformación helicoidal 31 que tiene una microestructura interna de esferulitas de forma beta compuestas de una matriz radial de láminas apiladas en paralelo. La presencia de la forma beta se puede detectar a través de la utilización de calorimetría diferencial de barrido o dispersión de rayos X con ángulo grande.

La resina base de la composición de polipropileno, según la presente invención, tiene una cantidad de cristalinidad beta determinada mediante calorimetría diferencial de barrido, como mínimo, del 8%. De manera más preferente, la composición tiene una cantidad de cristalinidad beta, como mínimo, del 85%, de manera todavía más preferente, como mínimo, del 9%, de la manera más preferente, como mínimo, del 95%.

El beta-polipropileno se puede formar mediante la adición de agentes de nucleación beta al polipropileno fundido y la cristalización posterior. La cristalinidad beta se induce, de manera preferente, mediante un agente de nucleación beta, según, como mínimo, un compuesto de quinacridona de las fórmulas I a III

**(Ver fórmula)**

en el que R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 y R1 son, de manera independiente, H, alquilo, halógeno, alcoxi o arilo;

o, como mínimo, una sal de ácido dicarboxílico, como mínimo, de un metal alcalinotérreo o una mezcla de los mismos.

De manera preferente R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 y R1 son, de manera independiente, H, CH3, Cl, metoxi o fenilo.

Los compuestos de quinacridona más preferentes de fórmula I son quinacridona, dimetilquinacridona y dimetoxiquinacridona. Los compuestos de quinacridona más preferentes de fórmula II son quinacridonaquinona, un cristal mixto de 5,12-dihidro-quino(2,3b)acridina-7,14-diona con quino(2,3b)acridina-6,7,13,14-(5H,12H)-tetrona, tal como se describe en el documento EP-B177961, y dimetoxiquinacridonaquinona. Los compuestos de quinacridona más preferentes de fórmula III son dihidroquinacridona, dimetoxidihidroquinacridona y dibenzodihidroquinacridona.

Las sales de ácido dicarboxílico de metales alcalinotérreos son, de manera más preferente, la sal de calcio del ácido pimélico y la sal de calcio del ácido subérico y mezclas de los mismos.

También se pueden utilizar mezclas de dichos agentes de nucleación.

De la manera más preferente, el agente de nucleación beta para inducir cristalinidad... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Utilización de una mezcla estabilizante que comprende un agente de nucleación beta, un captador de ácidos y un pigmento blanco para la fabricación de una composición de polipropileno que tiene un tiempo antes de la rotura en una prueba de horno a 13°C, como mínimo, de 1 horas después del almacenamiento en agua clorada con un contenido de cloro de 8 ppm y a una temperatura de 9°C durante 5 semanas, según la norma ISO 4577-1983:E-8-2,

en la que la composición de polipropileno comprende

(i) una resina de base que comprende, como mínimo, un homopolímero o un copolímero de propileno, en la que la resina base tiene una cantidad de cristalinidad beta determinada mediante calorimetría diferencial de barrido, como mínimo, del 8% según la norma ISO 3146/parte 3/procedimiento C2 con una velocidad de barrido de 1°/min;

(ii) un captador de ácidos;

(iii) un pigmento blanco; y

(iv) aditivos en una cantidad de hasta el 2% en peso con respecto a la composición total.

2. Utilización, según la reivindicación 1, en la que la cristalinidad beta está inducida por un agente de nucleación beta según, como mínimo, un compuesto de quinacridona de las fórmulas I a III

R2\

R1

H

R1

O

R8

^ R7

llT

ii

R3""

kJ*

SN

IJ-

""R6

H

R4

O

R9

R5

**(Ver fórmula)**

R1

H

O

R8

,R7

R2"v

lÍT

(I

Ir

IÍT

R3'"/

R4

II

ii i

H

y>

R5

VR6

en el que R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 y R1 son, de manera independiente, H, alquilo, halógeno, alcoxi o a rilo;

o, como mínimo, una sal de ácido dicarboxílico, como mínimo, de un metal alcalinotérreo o una mezcla de los mismos.

3. Utilización, según la reivindicación 1 ó 2, en la que el captador de ácidos es un óxido metálico o un hidroxicarbonato metálico o mezclas de los mismos.

4. Utilización, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el captador de ácidos está presente en una cantidad del ,1 al 1,% en peso con respecto a la composición de propileno.

5. Utilización, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el pigmento blanco está presente en una cantidad del ,1 al 3% en peso con respecto a la composición de propileno.

6. Utilización, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición de polipropileno tiene un MFR2.16 kg/23o°c de ,5 a 4 g/1 min medido según la norma ISO 1133.

7. Utilización, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la resina de base es un copolímero de propileno, en el que el comonómero del copolímero de propileno que forma la resina de base es, como mínimo, una alfa-olefina seleccionada entre alfa-olefinas C2, y C4-C18.

8. Utilización, según la reivindicación 7, en la que la resina de base comprende del ,1 al 1% en peso de comonómero.

9. Utilización, según la reivindicación 7 u 8, en el que la resina de base es un copolímero aleatorio de propileno.

1. Utilización, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, para la fabricación de una composición que tiene un tiempo de inducción a la oxidación, determinada según la norma ISO 11357-6:22(E), a 21°C, como mínimo, de 5 minutos después del almacenamiento en agua clorada con un contenido de cloro de 8 ppm y a una temperatura 1 de 9°C durante 5 semanas cuando se determina sobre una muestra de prueba moldeada por compresión.