UTILIZACION DE UN POLIMERO PEINE, QUE POSEE AL MENOS UNA FUNCION DE OXIDO DE POLIALQUILENO INJERTADA, COMO AGENTE DE COMPATIBILIDAD DE CARGAS MINERALES PARA MATERIALES TERMOPLASTICOS CLORADOS.
Utilización, como agente compatibilizante de una carga mineral,
en un procedimiento de fabricación de un material termoplástico clorado que contiene al menos una carga mineral, de al menos un polímero caracterizado por que es un polímero peine que contiene al menos una función de óxido de polialquileno injertada en al menos un monómero aniónico con insaturación etilénica
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2007/003148.
Solicitante: COATEX S.A.S..
Nacionalidad solicitante: Francia.
Dirección: 35, RUE AMPERE, Z.I. LYON NORD,69730 GENAY.
Inventor/es: MONGOIN, JACQUES, GUERRET, OLIVIER, TROUVE,PATRICK.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 13 de Enero de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C08F259/04 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08F COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES QUE IMPLICAN UNICAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de hidrocarburos de número reducido de átomos de carbono, p. ej. por oligomerización, C10G 50/00; Procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la síntesis de un compuesto químico dado o de una composición dada, o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P; polimerización por injerto de monómeros, que contienen uniones insaturadas carbono-carbono, sobre fibras, hilos, hilados, tejidos o artículos fibrosos hechos de estas materias D06M 14/00). › C08F 259/00 Compuestos macromoleculares obtenidos por polimerización de monómeros sobre polímeros de monómeros que contienen halógeno como los definidos en el grupo C08F 14/00. › sobre polímeros de cloruro de vinilo.
- C08F259/08 C08F 259/00 […] › sobre polímeros que contienen flúor.
- C08F283/06 C08F […] › C08F 283/00 Compuestos macromoleculares obtenidos por polimerización de monómeros sobre polímeros previstos por la subclase C08G. › sobre poliéteres, polioximetilenos o poliacetales.
- C08F290/06B
- C08F293/00B
- C08L51/00B
- C08L51/08 C08 […] › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos D01F; filamentos o fibras artificiales D06). › C08L 51/00 Composiciones de polímeros injertados en los que el componente injertado es obtenido por reacciones que implican solamente enlaces insaturados carbono-carbono (conteniendo polímeros ABS C08L 55/02 ); Composiciones de los derivados de tales polímeros. › injertados sobre compuestos macromoleculares obtenidos de forma diferente a las reacciones que implican solamente enlaces insaturados carbono-carbono.
- C09C1/02B
- C09C3/10 C […] › C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR. › C09C TRATAMIENTO DE MATERIALES INORGANICOS, QUE NO SEAN CARGAS FIBROSAS, PARA MEJORAR SUS PROPIEDADES DE PIGMENTACION O DE CARGA (preparación de compuestos inorgánicos o elementos no metálicos C01; tratamiento de materias especialmente previsto para reforzar sus propiedades de carga, en los morteros, hormigón, piedra artificial o análogo C04B 14/00, C04B 18/00, C04B 20/00 ); PREPARACION DE NEGRO DE CARBON. › C09C 3/00 Tratamiento en general de materiales inorgánicos, distintos a las cargas fibrosas, acrecentando su pigmentación o propiedades de carga (coloración de otras partículas macromoleculares C08J 3/20; coloración de fibras macromoleculares D06P). › Tratamiento con compuestos orgánicos macromoleculares.
Clasificación PCT:
- C09C1/02 C09C […] › C09C 1/00 Tratamiento de materiales inorgánicos específicos distintos a las cargas fibrosas (materiales luminiscentes o tenebrescentes C09K ); Preparación de negro de carbón. › Compuestos de metales alcalinotérreos o de magnesio.
- C09C3/10 C09C 3/00 […] › Tratamiento con compuestos orgánicos macromoleculares.
Fragmento de la descripción:
Utilización de un polímero peine, que posee al menos una función de óxido de polialquileno injertada, como agente de compatibilidad de cargas minerales para materiales termoplásticos clorados.
La presente invención se refiere a al sector de los materiales termoplásticos clorados y cargados por medio de una carga mineral, cuya compatibilidad entre dicha carga y la resina termoplástica clorada se mejora.
La invención se refiere en primer lugar a la utilización como agente compatibilizante, en un procedimiento de fabricación de una resina termoplástica clorada cargada con una materia mineral, de un polímero peine que dispone de al menos un monómero aniónico con insaturación etilénica, en el que se injerta al menos una función de óxido de polialquileno.
La invención también se refiere a los materiales termoplásticos clorados obtenidos de este modo, que presentan una compatibilidad mejorada entre la carga y la resina termoplástica clorada y esto, al tiempo que disminuye la cantidad de agentes compatibilizantes tales como los que se emplean en los materiales termoplásticos clorados y cargados de la técnica anterior, siendo dichos agentes compatibilizantes empleados en la técnica anterior esencialmente ácidos grasos, y más particularmente ácido esteárico o sus sales.
Los materiales termoplásticos clorados y particularmente aquellos a base de PVC tienen numerosas aplicaciones como la fabricación de tubos (canalización de agua, desagüe, irrigación, fundas para el paso de cables) de materiales de construcción externos y/o internos (perfiles de ventanas, postigos, puertas, revestimientos externos, falsos techos) o de piezas industriales. Estos contienen una carga mineral tal como talco, alúmina, dióxido de titanio, óxido de magnesio, sulfato de bario, aluminio, sílice, caolín o también carbonato cálcico natural o sintético, cargas que se indican en el documento JP 50-028105 que describe materiales rígidos obtenidos a partir de la mezcla de una o más de estas cargas con PVC.
El carbonato cálcico constituye, con respecto a los materiales termoplásticos clorados y particularmente al PVC, una carga mineral privilegiada, ya que permite mejorar algunas de las propiedades físicas de estos materiales de PVC cargados de este modo, tales como los descritos en el documento "The use of calcium carbonate to enhance the physical properties of rigid vinyl products" (Society of Plástic Engineering, Conf., 12-14 de octubre de 1999): mejora de la rigidez, disminución del tiempo de refrigeración durante la extrusión, o también reducción del depósito a la salida de la boquilla (designado habitualmente con la expresión inglesa "die build-up").
De acuerdo con los conocimientos básicos del especialista en la técnica, que fabrica materiales plásticos y particularmente materiales termoplásticos clorados a base de PVC y cargados, la resina que compone dichos materiales es un medio hidrófobo en el que el carbonato cálcico se dispersa mal: esto significa que los granos de carbonato cálcico no se distribuyen de manera natural y homogénea en una resina termoplástica clorada y particularmente a base de PVC, cuando se incorporan en dicha resina. El especialista en la técnica sabe, por lo tanto, que el carbonato cálcico, cuando no se trata o emplea con un agente compatibilizante, no presenta una buena compatibilidad con las resinas termoplásticas cloradas. Esta mala distribución o este mal estado de dispersión o también esta mala compatibilidad se traduce, para el material termoplástico clorado y cargado, en propiedades mecánicas reducidas (tal como particularmente su resistencia al impacto) y propiedades ópticas degradadas (tal como particularmente su brillo).
Además, el especialista en la técnica ha desarrollado, después de muchos años, métodos de tratamiento del carbonato cálcico, con la pretensión de mejorar su compatibilidad con resinas termoplásticas en general, y resinas termoplásticas cloradas tales como particularmente PVC.
Históricamente, se ha demostrado en primer lugar el papel que pueden desempeñar los ácidos grasos como agente compatibilizante del carbonato cálcico. De este modo, el documento FR 1 047 087 describe la utilización de sustancias para envolver al carbonato cálcico, seleccionándose dichas sustancias entre ácidos grasos, alcoholes grasos, ceras y resinas naturales o sintéticas o también tensioactivos. Estas sustancias pueden emplearse durante una etapa de trituración (en medio seco o en medio acuoso), de secado, o de selección. Este documento destaca más particularmente el ácido esteárico que, utilizado en forma de polvo seco o de emulsión, permite tratar al carbonato cálcico en las etapas mencionadas anteriormente, mejorando de este modo su compatibilidad con los medios hidrófobos en los que puede introducirse, tales como plásticos o también pinturas en fase disolvente.
La utilización de ácidos grasos para tratar al carbonato cálcico se encuentra en documentos más recientes. Este es el caso del documento WO 00/20336 que describe el tratamiento de carbonato cálcico con al menos una sal de ácido graso que comprende de 10 a 24 átomos de carbono, y más particularmente con ácido esteárico y su sal de calcio. Éste es también el caso del documento US 4 151 136 que describe el tratamiento de superficie del carbonato cálcico con un ácido que tiene de 8 a 22 átomos de carbono, y preferiblemente con ácido esteárico, encapsulándose a continuación la materia mineral tratada de este modo en una matriz de polímero.
También se han desarrollado otros agentes compatibilizantes, tales como titanatos, aluminatos, o también compuestos sililados.
A este respecto, puede mencionarse el documento CN 1 542 040 que describe la utilización de titanatos, de aluminatos o de silanos como agentes de tratamiento de carbonato cálcico, que permiten introducir dicho carbonato en una matriz de polietileno. De este modo, se consigue fabricar tuberías a base de polietileno cargado, cuya rigidez se mejora.
También puede mencionarse el documento FR 2 326 425 que describe el empleo de compuestos de organotitanatos como agentes de tratamiento de materias inorgánicas finamente divididas, tales como particularmente carbonato cálcico. Estos compuestos mejoran la compatibilidad de las materias minerales con los materiales de polímeros en los que se incorporan después de ser tratadas con dichos compuestos de organotitanatos. De este modo, pueden dispersarse mayores cantidades de materias inorgánicas en estos materiales de polímeros, que en el caso de las mismas materias minerales no tratadas con estos compuestos a base de organotitanatos.
También existen documentos que describen el empleo de varios tratamientos de carbonato cálcico, con la pretensión de hacerle compatible con diferentes materiales termoplásticos (tales como, particularmente, materiales termoplásticos clorados).
De este modo, el documento WO 02/55596 revela un tratamiento por medio de un polidialquisiloxano y de un ácido graso que tiene al menos 10 átomos de carbono, siendo este ácido preferiblemente ácido esteárico. El carbonato tratado de este modo se hace hidrófobo, lo que facilita su incorporación en materiales termoplásticos, tales como particularmente poliolefinas para la fabricación de películas respirables.
El documento WO 04/09711 describe el empleo de 3 agentes de tratamiento de carbonato cálcico: la sílice, un ácido graso tal como particularmente estearina, y un compuesto de silano. El carbonato cálcico modificado de este modo es para aplicaciones plásticas.
Finalmente, el documento WO 01/32787 enseña el tratamiento de carbonato cálcico por medio de ácido esteárico y de diestearato cálcico, con la pretensión de introducir dicho carbonato en materias plásticas.
Este estado de la técnica demuestra el papel preponderante, a ojos del especialista en la técnica, de los compuestos de tipo ácido graso, y particularmente de la estearina y de sus sales, como agente de tratamiento de carbonato cálcico para hacerle compatible con los materiales termoplásticos en los que se va a emplear, y particularmente las resinas termoplásticas cloradas tales como PVC.
Ahora bien, el empleo de estos productos no esta libre de plantear graves problemas al especialista en la técnica.
En primer lugar, si se decide tratar el carbonato cálcico por medio de ácido esteárico, la tasa de conversión de dicho ácido en estearato en la superficie del carbonato cálcico depende en gran medida de ciertos parámetros del procedimiento de tratamiento, que es...
Reivindicaciones:
1. Utilización, como agente compatibilizante de una carga mineral, en un procedimiento de fabricación de un material termoplástico clorado que contiene al menos una carga mineral, de al menos un polímero caracterizado por que es un polímero peine que contiene al menos una función de óxido de polialquileno injertada en al menos un monómero aniónico con insaturación etilénica.
2. Utilización de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que dicho polímero peine se emplea durante el procedimiento de fabricación de un material termoplástico clorado de acuerdo con el modo:
3. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada por que la resina termoplástica clorada se selecciona entre PVC, policloruro de vinilo sobredorado (PVCC), polietileno clorado, copolímeros de tipo PVC-poliacetato de vinilo (PVC-PVAC), y sus mezclas.
4. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que dicho material termoplástico clorado es para la fabricación de tubos, tales como para canalización de agua, desagüe, irrigación, fundas para el paso de cables, o también para la fabricación de materiales de construcción externos y/o internos, tales como perfiles de ventanas, postigos, puertas, revestimientos externos, falsos techos, o también para la fabricación de piezas indus- triales.
5. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que la carga mineral se selecciona entre carbonato cálcico natural o sintético, dolomitas, caliza, caolín, talco, yeso, óxido de titanio, blanco satén o también trihidróxido de aluminio, mica, negro de humo y las mezclas de estas cargas entre sí, como las mezclas de talco-carbonato cálcico, de carbonato cálcico-caolín, o también las mezclas de carbonato cálcico con trihidróxido de aluminio, o también las mezclas con fibras sintéticas o naturales o también las co-estructuras de minerales como las co-estructuras de talco-carbonato cálcico o de talco-dióxido de titanio, preferiblemente por que es una carga mineral seleccionada entre carbonato cálcico natural o sintético, talco y las mezclas de estas cargas, muy preferiblemente por que es una carga mineral seleccionada entre carbonato cálcico natural o sintético o sus mezclas, y de forma extremadamente preferible por que es un carbonato cálcico natural seleccionado entre mármol, calcita, creta o sus mezclas.
6. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que dicho procedimiento emplea:
7. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que dicho polímero peine está constituido, expresado en peso:
![](/img/2010/05-reivindicaciones/utilizacion-polimero-peine-posee-al-menos-funcion.1.png)
o por la mezcla de varios monómeros de fórmula (I),
siendo el total de las proporciones de los constituyentes a), b), c) y d) igual al 100%.
8. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que dicho polímero obtenido en forma ácida y eventualmente destilado, se neutraliza total o parcialmente mediante uno o más agentes de neutralización que disponen de una función neutralizante monovalente o de una función neutralizante polivalente tales como preferiblemente para la función monovalente las seleccionadas entre el grupo constituido por cationes alcalinos, muy preferiblemente sodio, potasio, litio, amonio o aminas primarias, secundarias o terciarias alifáticas y/o cíclicas tales como preferiblemente estearilamina, etanolaminas (mono, di-, trietanolamina), mono y dietilamina, ciclohexilamina, metilciclohexilamina, aminometilpropanol, morfolina, o bien para la función polivalente las seleccionadas preferiblemente entre el grupo constituido por cationes divalentes alcalinotérreos, muy preferiblemente magnesio y calcio, o también zinc, también por cationes trivalentes, de los cuales muy preferiblemente aluminio, o también por cationes de valencia más elevada.
9. Material termoplástico clorado que contiene:
10. Material termoplástico clorado de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por que la resina termoplástica clorada se selecciona entre PVC, policloruro de vinilo sobredorado (PVCC), polietileno clorado, copolímeros de tipo PVC-poliacetato de vinilo (PVC-PVAC), y sus mezclas.
11. Material termoplástico clorado de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 ó 10, caracterizado por que es para la fabricación de tubos, tales como para canalización de agua, desagüe, irrigación, fundas para el paso de cables, o también para la fabricación de materiales de construcción externos y/o internos, tales como perfiles de ventanas, postigos, puertas, revestimientos externos, falsos techos, o también para la fabricación de piezas industriales.
12. Material termoplástico clorado de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado por que la carga mineral se selecciona entre carbonato cálcico natural o sintético, dolomitas, caliza, caolín, talco, yeso, óxido de titanio, blanco satén o también trihidróxido de aluminio, mica, negro de humo y las mezclas de estas cargas entre sí, como las mezclas de talco-carbonato cálcico, de carbonato cálcico-caolín, o también las mezclas de carbonato cálcico con trihidróxido de aluminio, o también las mezclas con fibras sintéticas o naturales o también las co-estructuras de minerales como las co-estructuras de talco-carbonato cálcico o de talco-dióxido de titanio, preferiblemente por que es una carga mineral seleccionada entre carbonato cálcico natural o sintético, talco y las mezclas de estas cargas, muy preferiblemente por que es una carga mineral seleccionada entre carbonato cálcico natural o sintético o sus mezclas, y de forma extremadamente preferible por que es un carbonato cálcico natural seleccionado entre mármol, calcita, creta o sus mezclas.
13. Material termoplástico clorado de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado por que contiene:
14. Material termoplástico clorado de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado por que el polímero peine utilizado como agente compatibilizante está constituido, expresado en peso:
![](/img/2010/05-reivindicaciones/utilizacion-polimero-peine-posee-al-menos-funcion.2.png)
o por la mezcla de varios monómeros de fórmula (I),
siendo el total de las proporciones de los constituyentes a), b), c) y d) igual al 100%.
15. Material termoplástico clorado de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 14, caracterizado por que dicho polímero obtenido en forma ácida y eventualmente destilado, se neutraliza total o parcialmente mediante uno o más agentes de neutralización que disponen de una función neutralizante monovalente o de una función neutralizante polivalente tales como preferiblemente para la función monovalente las seleccionadas entre el grupo constituido por cationes alcalinos, muy preferiblemente sodio, potasio, litio, amonio o aminas primarias, secundarias o terciarias alifáticas y/o cíclicas tales como preferiblemente estearilamina, etanolaminas (mono-, di-, trietanolamina), mono y dietilamina, ciclohexilamina, metilciclohexilamina, aminometilpropanol, morfolina, o bien para la función polivalente las seleccionadas preferiblemente entre el grupo constituido por cationes divalentes alcalinotérreos, muy preferiblemente magnesio y calcio, o también zinc, también por cationes trivalentes, de los cuales muy preferiblemente aluminio, o también por cationes de valencia más elevada.
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