METODO PARA LA ADICION DE ADITIVOS EN UNA MATERIA FUNDIDA DE POLIMEROS.

Un método para añadir un aditivo a una materia fundida de polímeros,

que comprende:

a. extraer una materia fundida de polímeros de un reactor para formar una corriente de materia fundida de polímeros extraída y

b. solidificar dicha corriente de materia fundida de polímeros extraída, y

c. antes de la solidificación, alimentar una parte de la corriente de materia fundida de polímeros extraída a una corriente deslizante para formar una materia fundida de polímeros de corriente deslizante, y

d. alimentar un aditivo a dicha materia fundida de polímeros de corriente deslizante para formar una corriente deslizante que contienen el aditivo, y

e. alimentar la corriente deslizante que contiene aditivo a un lugar en dirección ascendente respecto al lugar de alimentación de formación de dicha corriente deslizante

Método para la adición de aditivos en una materia fundida de polímeros.

1. Campo de la invención

La invención se refiere a la adición de aditivos a una corriente de materia fundida de polímeros y, más particularmente a la adición de aditivos a una corriente de materia fundida de polímeros, como un polímero de poliéster, por medio de una corriente deslizante.

2. Antecedentes de la invención

Los polímeros y en particular los polímeros de poliésteres se preparan frecuentemente conteniendo uno o más aditivos dependiendo del uso final deseado del polímero. Por ejemplo, en el caso de un polímero de poliéster, es común incorporar uno o más inhibidores ultravioletas, partículas que mejoran el recalentamiento de las formas previas de botellas preparadas a partir del polímero de poliéster, tóneres o pigmentos de partículas coloreadas, depuradores o inhibidores de acetaldehído, desactivadores o estabilizadores de catalizadores, un material de barrera para el oxígeno, adyuvantes para reducir la fricción, adyuvantes de cristalización, modificadores del impacto, etc. En algunos casos, estos aditivos son insolubles en el polímero y requieren una buena mezcladura. Adicionalmente, algunos aditivos pueden ser sensibles a la exposición a temperaturas elevadas durante períodos de tiempo prolongado, como se observa normalmente en un procedimiento de policondensación. En otros casos, algunos aditivos pueden inhibir la actividad de los catalizadores.

Por tanto, hay un deseo de proporcionar un método para añadir los aditivos a la corriente de materia fundida de polímeros de una manera que al menos minimice el tiempo de exposición a temperatura elevada y no inhiba la actividad de los catalizadores, o que proporcione una buena mezcladura, o una combinación de lo que antecede.

Son también conocidos métodos para añadir dispersiones o soluciones de aditivos en vehículos de bajo peso molecular como etilenglicol o en vehículos reactivos de peso molecular superior como polioxialquileno-polioles en una reacción en fase fundida después de la esterificación y en una policondensación. Sin embargo, estos procedimientos dan lugar a una adición extra de glicol en una mezcla de oligómeros o en la materia fundida de polímeros, que no es deseable en algunos casos, especialmente cuando se procede adicionalmente para concluir la reacción de policondensación. La adición del aditivo puro sin un vehículo es habitualmente demasiado difícil de medir o añadir en la cantidad deseada.

3. Breve sumario de la invención

Se proporciona ahora un método para añadir un aditivo a una materia fundida de polímeros, preferentemente una materia fundida de polímeros de poliéster, que comprende:

        a.        extraer una materia fundida de polímeros de un reactor para formar una corriente de materia fundida de polímeros extraída y

        b.        solidificar dicha corriente de materia fundida de polímeros extraída, y

        c.        antes de la solidificación, alimentar una parte de la corriente de materia fundida de polímeros extraída a una corriente deslizante para formar una materia fundida de polímeros de corriente deslizante, y

        d.        alimentar un aditivo a dicha materia fundida de polímeros de corriente deslizante para formar una corriente deslizante que contienen el aditivo, y

        e.        alimentar la corriente deslizante que contiene aditivo a un lugar en dirección ascendente respecto al lugar de alimentación de formación de dicha corriente deslizante.

El aditivo es un líquido o un sólido y puede ser añadido puro o con cantidades mínimas de fluidos portadores y puede ser bombeado en el polímero de la corriente deslizante o alimentado a través de un extrusor en el polímero de la corriente deslizante.

4. Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es un diagrama de flujo del procedimiento que ilustra un método de corriente deslizante para añadir aditivos a una corriente de materia fundida de polímeros.

La figura 2 es una realización alternativa para ilustrar un método de corriente deslizante para añadir aditivos y polímeros o segundos aditivos a una corriente de materia fundida de polímeros.

5. Descripción detallada de la invención

Debe apreciarse también, que como se usa en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones anejas, las formas en singular "uno", "una", "el" y "la" incluyen las referencias en plural salvo que el contexto indique claramente otra cosa. Por ejemplo, la referencia a tratar o preparar un "polímero" una "forma previa", "artículo", "recipiente", o "botella" está previsto que incluya el tratamiento o preparación de una pluralidad de polímeros, formas previas, artículos, recipientes o botellas. Las referencias a una composición que contiene "un" ingrediente o "un" polímero están destinadas a incluir otros ingredientes u otros polímeros, respectivamente, además del citado.

Mediante "que comprende" o "que contiene" o "que tiene" se quiere indicar que al menos el compuesto, elemento, partícula o etapa del método etc. citado debe estar presente en la composición o artículo o método, pero no se excluye la presencia de otros compuestos, catalizadores, materiales, partículas, etapas del método, etc., incluso si estos otros compuestos, materiales, partículas, etapas del método, etc. tienen la misma función que es citada, salvo que se excluya expresamente en las reivindicaciones.

Debe entenderse también que la mención a una o más etapas del método o excluye la presencia de etapas adicionales del método antes o después de las etapas combinadas citadas o etapas del método que intervienen entre las etapas expresamente identificadas. Además de ello, la utilización de letras en las etapas del procedimiento es un medio conveniente para identificar actividades o etapas discretas y, salvo que se especifique otra cosa, las etapas del procedimiento citadas pueden estar dispuestas en cualquier secuencia.

La expresión de un intervalo incluye todos los números enteros y fracciones de los mismos en el intervalo. La expresión de una temperatura o intervalo de temperaturas en un procedimiento, o de una mezcla de reacción, o de una materia fundida o aplicado a una materia fundida, o de un polímero o aplicado a un polímero significa en todos los casos que la limitación es satisfecha si la temperatura aplicada, la temperatura real de la materia fundida o polímero, o ambas, están a la temperatura especificada o dentro del intervalo especificado.

La palabra "composición" significa que cada ingrediente citado está presente en la composición, y no implica que cualquier ingrediente en la composición esté sin unir o sin reaccionar. La composición puede ser sólida o líquida. Los ingredientes establecidos en la composición pueden estar unidos, sin unir, reaccionados, sin reaccionar y, salvo que se especifique otra cosa, en cualquier estado de oxidación.

Mediante una composición de polímeros o corriente de materia fundida de polímeros "acabada" se quiere indicar la composición de polímeros obtenida a partir de la policondensación en fase fundida de una materia fundida de polímeros sin cambios adicionales para la composición. Se pueden hacer alteraciones y modificaciones de la composición para la composición de polímeros acabada después de la solidificación a partir del procedimiento de policondensación en fase fundida.

Los valores de la It.V. (viscosidad intrínseca) en toda esta descripción están expresados en unidades de dl/g calculados a partir de la viscosidad inherente medida a 25ºC en 60% de fenol y 40% de 1,1,2,2-tetracloroetano en peso. Las muestras de polímero se disuelven en el disolvente a una concentración de 0,25 g/50 ml. La viscosidad de las soluciones de polímero se determina usando un viscosímetro diferencial modificado Viscotek. Una descripción del principio de funcionamiento de los viscosímetros diferenciales se puede encontrar en la norma ASTM D 5225....

1. Un método para añadir un aditivo a una materia fundida de polímeros, que comprende:

a.        extraer una materia fundida de polímeros de un reactor para formar una corriente de materia fundida de polímeros extraída y

b.        solidificar dicha corriente de materia fundida de polímeros extraída, y

c.        antes de la solidificación, alimentar una parte de la corriente de materia fundida de polímeros extraída a una corriente deslizante para formar una materia fundida de polímeros de corriente deslizante, y

d.        alimentar un aditivo a dicha materia fundida de polímeros de corriente deslizante para formar una corriente deslizante que contienen el aditivo, y

e.        alimentar la corriente deslizante que contiene aditivo a un lugar en dirección ascendente respecto al lugar de alimentación de formación de dicha corriente deslizante.

2. El método de la reivindicación 1, en el que dicha materia fundida de polímeros comprende un polímero de poliéster que tiene unidades repetidas de arilato de alquileno.

3. El método de la reivindicación 2, en el que dicha materia fundida de polímeros comprende un polímero de poliéster que comprende:

(i)        un componente de ácido carboxílico que comprende al menos 80% en moles de los residuos de ácido tereftálico, derivados de ácido tereftálico, ácido naftaleno-2,6-dicarboxílico, derivados de ácido naftaleno-2,6-dicarboxílico o sus mezclas, y

(ii)        un componente de hidroxilo que comprende al menos 40% en moles de los residuos de etilenglicol o propanodiol o ciclohexano-dimetanol,

basados en 100 por ciento en moles de residuos de componente de ácido carboxílico y 100 por ciento en moles de residuos de componente de hidroxilo en el polímero de poliéster.

4. El método de la reivindicación 3, en el que dicha materia fundida de polímeros comprende un polímero de poliéster que comprende:

(i)        un componente de ácido carboxílico que comprende al menos 90% en moles de los residuos de ácido tereftálico derivados de ácido tereftálico, ácido naftaleno-2,6-dicarboxílico, derivados de ácido naftaleno-2,6-dicarboxílico o sus mezclas y

(ii)        un componente de hidroxilo que comprende al menos 92% en moles de los residuos de etilenglicol,

basados en 100 por ciento en moles de los residuos del componente de ácido carboxílico y 100 por ciento en moles de los residuos del componente de hidroxilo en el polímero de poliéster.

5. El método de la reivindicación 3, en el que la materia fundida de polímeros es continuamente extraída.

6. El método de la reivindicación 3, en el que la It.V. de la materia fundida de polímeros extraída es de al menos 0,72 dl/g.

7. El método de la reivindicación 6, en el que dicha It.V. es de al menos 0,76 dl/g.

8. El método de la reivindicación 1, en el que la materia fundida de polímeros es extraída de un reactor de policondensación final.

9. El método de la reivindicación 8, en el que la corriente de materia fundida de polímeros extraída contiene dicho aditivo.

10. El método de la reivindicación 1, en el que la corriente de materia fundida de polímeros extraída es solidificada por medio de un granulador sumergido en agua.

11. El método de la reivindicación 10, en el que la forma de las partículas solidificadas mediante dicho granulador sumergido en agua son esferoides.

12. El método de la reivindicación 1, en el que el caudal de materia fundida de polímeros de la corriente deslizante es regulado mediante una bomba, una válvula o por el tamaño de los tubos.

13. El método de la reivindicación 1, en el que el caudal de la materia fundida de polímeros de la corriente deslizante es auto-equilibrado.

14. El método de la reivindicación 1, en el que dicho aditivo en una corriente de aditivo es alimentado desde un depósito de suministro de aditivo a la materia fundida de polímeros de la corriente deslizante a través de una boquilla de inyección.

15. El método de la reivindicación 14, en el que el aditivo es añadido a la materia fundida de polímeros de la corriente deslizante a través de una válvula impulsora.

16. El método de la reivindicación 14, en el que la punta de la boquilla de inyección tiene una punta con una abertura suficientemente pequeña para evitar que la materia fundida de polímeros de la corriente deslizante entre por la abertura de la punta.

17. El método de la reivindicación 1, en el que el aditivo es suministrado desde un depósito de aditivo, y dicho aditivo en el depósito de aditivo es un líquido.

18. El método de la reivindicación 1, en el que el aditivo comprende un compuesto de fósforo.

19. El método de la reivindicación 18, en el que el compuesto de fósforo es ácido.

20. El método de la reivindicación 19, en el que el compuesto de fósforo comprende ácido fosfórico.

21. El método de la reivindicación 1, en el que el aditivo es un sólido que es fundido antes de alimentar el aditivo a la materia fundida de polímeros de la corriente deslizante.

22. El método de la reivindicación 1, en el aditivo comprende un absorbedor de luz ultravioleta.

23. El método de la reivindicación 1, en el que el aditivo comprende un colorante.

24. El método de la reivindicación 1, en el que la concentración del aditivo en la corriente deslizante que contiene aditivo es mayor que la concentración de aditivo en la materia fundida de polímeros de la corriente deslizante en al menos 20%.

25. El método de la reivindicación 24, en el que la materia fundida de polímeros de la corriente deslizante contiene una concentración de dicho aditivo.

26. El método de la reivindicación 1, en el que la materia fundida de polímeros de la corriente deslizante tiene un caudal que varía de 2% a 50% del caudal de la corriente de materia fundida de polímeros extraída.

27. El método de la reivindicación 1, en el que el caudal de la materia fundida de polímero de la corriente deslizante es controlado por medio de una bomba.

28. El método de la reivindicación 27, en el que dicha bomba actúa como un dispositivo de la disminución de la presión mientras controla en caudal de dicha materia fundida de polímeros de la corriente deslizante.

29. El método de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un dispositivo de mezcladura en línea en la corriente deslizante que contiene aditivo.

30. El método de la reivindicación 1, en el a que la corriente deslizante que contiene aditivo se le añade un segundo aditivo a través de un dispositivo de extrusión en línea en la corriente deslizante que contiene aditivo o mediante el aporte de un dispositivo de extrusión que alimenta la corriente deslizante que contiene aditivo.

31. El método de la reivindicación 1, en el que el segundo aditivo comprende un polímero fundido.

32. El método de la reivindicación 1, en el que la materia fundida de polímeros comprende una materia fundida de poliéster, y dicha corriente deslizante que contiene aditivo es alimentada a dicho reactor cuando o después de que:

a)        la materia fundida de poliéster alcanza una It.V. de al menos 0,72 dl/g, o

b)        el vacío aplicado a la materia fundida de poliéster, si existe, es liberado o reducido, o

c)        a continuación de al menos un 85% del tiempo para la policondensación de la materia fundida de poliéster; o

e)        la It.V. de la materia fundida de poliéster está en ± 0,10 dl/g de la It.V. más elevada obtenida antes de la solidificación; o

f)        en un valor puntual en 20 minutos o menos antes de solidificar el poliéster.

33. El método de la reivindicación 1, en el que el reactor es un reactor de policondensación final y la corriente deslizante que contiene aditivo es alimentada a dicho reactor y liberada en el reactor a través de una placa distribuidora que tiene una pluralidad de canales a través de los cuales fluye la corriente deslizante que contiene aditivo y sale del reactor.

34. El método de la reivindicación 1, en el que el aditivo es alimentado continuamente a la materia fundida de polímeros de la corriente deslizante.

35. El método de la reivindicación 1, en el que el aditivo comprende antioxidantes, agentes absorbedores de luz ultravioleta, desactivadores de metales catalizadores, colorantes, compuestos reductores u oxidables de acetaldehído, adyuvantes mejoradores de la velocidad de recalentamiento, aditivos adherentes para botellas o materiales de barrera para el oxígeno o sus combinaciones.

36. El método de la reivindicación 1, en el que el aditivo comprende un compuesto de fósforo y la materia fundida de polímeros contiene átomos de metales catalizadores y la relación de átomos de fósforo a total acumulado de átomos de metales catalizadores (P:M) varía en el intervalo de 0,3:1 a 5:1.

37. El método de la reivindicación 36, en el que la relación P:M varía en el intervalo de 0,7:1 a 2:1.

38. El método de la reivindicación 1, en el que el aditivo es un sólido alimentado a la materia fundida de polímeros de la corriente deslizante a través de un extrusor en forma de una materia fundida.

39. El método de la reivindicación 1, en el que la corriente deslizante que contiene aditivo es alimentada a dicho reactor por encima del nivel de líquido en el reactor.