ADITIVOS PARA POLÍMEROS Y PROCESOS PARA PRODUCIRLOS.

Proceso de producción de un aditivo para polímeros, caracterizado porque (a) a una suspensión acuosa de 0,

5 hasta 50% en peso de BaSO4 en agitación se le añade ácido fosfórico H3PO4, o un compuesto de fosfato soluble en agua, en una cantidad de 0,1 hasta 10% en peso (calculada como P2O5 respecto a BaSO4 seco); (b) luego se agrega Na2SiO3 en una cantidad de 0,1 hasta 15% en peso (calculada como SiO2 respecto a BaSO4 seco) a la suspensión agitada de la etapa (a), manteniendo el pH de la suspensión por debajo de 7,5; (c) a continuación se agrega un compuesto de aluminio soluble en agua en una cantidad de 0,1 hasta 20% en peso (calculada como Al2O3 respecto a BaSO4 seco) a la suspensión agitada de la etapa (b), de manera que el pH de la suspensión no baje de 4,5; y (d) por último el sólido suspendido se separa de la fase acuosa de la suspensión de la etapa (c) y se seca; realizando las etapas a, b y c del proceso durante un tiempo de 30 hasta 90 minutos, respectivamente, en un intervalo de temperatura inferior a 65ºC.

La presente invención se refiere a un proceso para producir un aditivo para polímeros, al propio aditivo y a su uso para mejorar las características superficiales de polímeros, sobre todo en forma de filmes, fibras y pinturas.

Los filmes poliméricos tienden a adherirse entre sí y a menudo es difícil separarlos cuando hay que proceder a su reelaboración. Los mecanismos responsables de este “bloqueo” no están del todo comprendidos, aunque en la literatura se mencionan, entre otros, los siguientes aspectos de las fuerzas adherentes

• parámetros de proceso, p.ej. temperatura, presión

• migración de componentes del polímero de bajo peso molecular

• fuerzas electrostáticas y otras fuerzas atrayentes

• estructura superficial

La minimización de la fuerza necesaria para separar capas de film depende de los aspectos antes citados y el efecto en la disminución de las fuerzas adherentes se define como “antibloqueo”.

En la fabricación de filmes poliméricos suelen usarse con esta finalidad, según el estado técnico, aditivos orgánicos

o inorgánicos, tales como compuestos de ácidos grasos o materiales en forma de partículas inorgánicas, sobre todo a base de silicatos, que producen una rugosidad superficial y por tanto actúan como “distanciadores” entre las capas del film, minimizando las fuerzas de adhesión. Como ejemplo se remite a G. Wypych "Handbook of Antiblocking, Release, and Slip Additives" [Manual de aditivos antiadherentes, desmoldeantes y deslizantes] (editorial Hanser 2005) o a H. Zweifel "Plastics Additives Handbook" [Manual de aditivos para plásticos] (editorial Hanser -2000); así como a la patente WO 96/001289.

Por otra parte estos aditivos orgánicos o inorgánicos, aparte del deseado efecto reductor del COF (coeficiente de fricción), también influyen negativamente en propiedades ópticas del polímero, como p.ej. el brillo, la transparencia (enturbiamiento), la permeabilidad a la luz (transmitancia), y en su procesabilidad, de manera que a menudo debe encontrarse un compromiso entre los requisitos técnicos de elaboración del film y su calidad óptica.

Sin embargo en el estado técnico no se conoce ningún aditivo que satisfaga de varias maneras estos aspectos y por tanto la presente invención tenía por objeto proporcionar un aditivo que se pudiera incorporar bien al polímero, de modo que el polímero mezclado con el aditivo fuera fácilmente procesable y le confiriera buenas cualidades ópticas y a la vez excelentes propiedades “antibloqueo”.

Los inventores han encontrado sorprendentemente que un aditivo de tal tipo puede obtenerse mediante un proceso de las características indicadas en la reivindicación principal.

Así pues, la presente invención se refiere a un proceso de producción de un aditivo para polímeros, caracterizado porque

(a) a una suspensión acuosa de 0,5 hasta 50% en peso de BaSO4 en agitación se le añade ácido fosfórico H3PO4, o un compuesto de fosfato soluble en agua, en una cantidad de 0,1 hasta 10% en peso (calculada como P2O5 respecto a BaSO4 seco);

(b) luego se agrega Na2SiO3 en una cantidad de 0,1 hasta 15% en peso (calculada como SiO2 respecto a BaSO4 seco) a la suspensión agitada de la etapa (a), manteniendo el pH de la suspensión por debajo de 7,5;

(c) a continuación se agrega un compuesto de aluminio soluble en agua en una cantidad de 0,1 hasta 20% en peso (calculada como Al2O3 respecto a BaSO4 seco) a la suspensión agitada de la etapa (b), de manera que el pH de la suspensión no baje de 4,5; y

(d) por último el sólido suspendido se separa de la fase acuosa de la suspensión de la etapa (c) y se seca; realizando las etapas del proceso correspondientes a la adición de los reactantes durante un tiempo de 30 hasta 90 minutos, respectivamente, en un intervalo de temperatura inferior a 65ºC.

Las etapas de proceso (a), (b) y (c) se efectúan preferentemente en un intervalo de temperatura comprendido entre 55 y por debajo de 65ºC. Se obtienen aditivos aún mejores cuando las etapas de proceso (a), (b) y (c) se llevan a cabo respectivamente en un tiempo de 50 hasta 70 minutos.

Además los inventores han comprobado que se pueden perfeccionar las propiedades del producto sometiéndolo a una etapa adicional de recubrimiento con una sustancia orgánica.

La sustancia orgánica de recubrimiento es preferentemente un agente humectante, dispersante o defloculante. Se entiende como tal una sustancia tensioactiva que facilita la dispersión de un producto en polvo en un medio líquido, al reducir la tensión interfacial entre dos componentes de carga opuesta por “inversión de la carga” de la superficie. De este modo, durante el proceso de dispersión se disgregan los aglomerados existentes, impidiendo una reaglomeración (coalescencia) o floculación (agrupación).

Como agentes humectantes, dispersantes o defloculantes (de aquí en adelante llamados simplemente dispersantes) pueden usarse tanto dispersantes ionógenos como no ionógenos. Preferiblemente pueden emplearse las siguientes sustancias: sales de metal alcalino de ácidos orgánicos (p.ej. sales de los ácidos poli(met)acrílicos, del ácido acético, del ácido cítrico), sobre todo sales de metal alcalino, alcalinotérreo y de cinc del ácido acético y/o del ácido cítrico, sales de metal alcalino o alcalinotérreo de copolímeros de acrilato o metacrilato (preferiblemente de peso molecular hasta 1600), polifosfatos (inorgánicos u orgánicos, p.ej. tripolifosfato potásico, poli(met)acrilato-fosfatos), poli(met)acrilatos en general, poliéteres, poliéteres modificados aniónicamente, alcohol graso-poliglicoléteres, polialcoholes, p.ej. trimetilolpropano, poliuretanos modificados o ésteres alifáticos aniónicamente activos o mezclas de ellos. Se prefieren las sales de metal alcalino de ácidos orgánicos, p.ej. sales del ácido poli(met)acrílico y/o polifosfatos, p.ej. tripolifosfato potásico.

La cantidad añadida de sustancia de recubrimiento depende del tamaño medio de partícula del sólido inorgánico. Cuanto más finas son las partículas inorgánicas sólidas, mayor es la cantidad añadida de dispersante. La cantidad añadida de dispersante es como máximo del 20% en peso, preferiblemente del 0,01 hasta el 20% en peso, sobre todo del 0,05 hasta el 10% en peso, respecto al producto final recubierto.

La etapa de proceso para el recubrimiento con la sustancia orgánica puede efectuarse preferiblemente en un tiempo de 5 hasta 60 minutos y a una temperatura de 40 hasta 80ºC.

Para facilitar la incorporación al polímero y mejorar propiedades ópticas del mismo como turbidez reducida y brillo, el producto separado de la suspensión se puede someter a una etapa de molienda, preferiblemente en un molino de impacto o de chorro, para separar tamaños de partícula mayores de 15 µm y, sobre todo, conseguir un tamaño de partícula inferior a 10 µm. También se prefiere prolongar la etapa de molienda hasta que los tamaños de partícula del aditivo obtenido queden comprendidos en los intervalos de 4,5-7,5 µm, 2,5-3,5 µm, 1,2-1,6 µm y 0,2-0,9 µm. En función del polímero empleado, sobre todo para los usados en filmes estirados y fibras, los tamaños de partícula pueden escogerse de manera que confieran al polímero las deseadas propiedades ópticas y antiadherentes.

Por lo tanto es especialmente ventajoso que las partículas de aditivo tratadas según la presente invención permiten preparar concentrados y compuestos termoplásticos, en los cuales las partículas de aditivo están tan bien dispersadas que con ellos se pueden elaborar productos de gran calidad sin trabajo extra especial. El aditivo puede incorporarse al polímero no solo a través de un concentrado extruido, sino también mediante una suspensión.

Por consiguiente la presente invención también se refiere a un aditivo para polímeros que puede obtenerse según el proceso de la misma.

El aditivo preparado según la presente invención puede utilizarse particularmente bien para mejorar las propiedades antiadherentes en el caso de los filmes poliméricos. Para ello el polímero se escoge preferentemente del grupo de los termoplásticos, que incluye especialmente poliimidas, poliamidas, poliésteres, PVC o poliolefinas de monómeros olefínicos de 2 hasta 8 átomos de C. El aditivo es especialmente adecuado para filmes poliméricos de poliéster, con preferencia de PET. Con las mediciones correspondientes al uso del aditivo preparado según... [Seguir leyendo]

1. Proceso de producción de un aditivo para polímeros, caracterizado porque

(a) a una suspensión acuosa de 0,5 hasta 50% en peso de BaSO4 en agitación se le añade ácido fosfórico H3PO4, o un compuesto de fosfato soluble en agua, en una cantidad de 0,1 hasta 10% en peso (calculada como P2O5 respecto a BaSO4 seco);

(b) luego se agrega Na2SiO3 en una cantidad de 0,1 hasta 15% en peso (calculada como SiO2 respecto a BaSO4 seco) a la suspensión agitada de la etapa (a), manteniendo el pH de la suspensión por debajo de 7,5;

(c) a continuación se agrega un compuesto de aluminio soluble en agua en una cantidad de 0,1 hasta 20% en peso (calculada como Al2O3 respecto a BaSO4 seco) a la suspensión agitada de la etapa (b), de manera que el pH de la suspensión no baje de 4,5; y

(d) por último el sólido suspendido se separa de la fase acuosa de la suspensión de la etapa (c) y se seca; realizando las etapas a, b y c del proceso durante un tiempo de 30 hasta 90 minutos, respectivamente, en un intervalo de temperatura inferior a 65ºC.

2. Proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque las etapas (a), (b) y (c) del proceso se efectúan en el intervalo de temperatura de 55 hasta por debajo de 65ºC.

3. Proceso según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque las etapas a, b y c del proceso se realizan en un espacio de tiempo de 50 hasta 70 minutos, respectivamente.

4. Proceso según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el producto de la etapa c) se somete a una etapa adicional para recubrirlo con un agente orgánico escogido del grupo formado por humectantes, dispersantes o defloculantes o mezclas de ellos.

5. Proceso según la reivindicación 4, en el cual la etapa de recubrimiento con un agente orgánico se realiza en un espacio de tiempo de 5 hasta 60 minutos, a una temperatura de 40 hasta 80ºC.

6. Proceso según la reivindicación 4 o 5, en el cual el agente orgánico de recubrimiento se escoge del grupo formado por sales de metal alcalino de ácidos orgánicos como las de los ácidos poli(met)acrílicos, del ácido acético, del ácido cítrico, sobre todo sales de metal alcalino, alcalinotérreo y de cinc del ácido acético y/o del ácido cítrico, sales de metal alcalino o alcalinotérreo de copolímeros de acrilato o metacrilato (preferiblemente de peso molecular hasta 1600), polifosfatos (inorgánicos u orgánicos, p.ej. tripolifosfato potásico, poli(met)acrilato-fosfatos), poli(met)acrilatos en general, poliéteres, poliéteres modificados aniónicamente, alcohol graso-poliglicoléteres, polialcoholes, poliuretanos modificados o ésteres alifáticos aniónicamente activos o mezclas de ellos.

7. Proceso según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el producto de la etapa d) del proceso se somete a una molienda, preferiblemente en un molino de impacto o de chorro de aire, o a un proceso de clasificación, para obtener un tamaño de partícula inferior a 10 µm.

8. Aditivos para polímeros que pueden prepararse mediante el proceso según una de las reivindicaciones 1 a 7.

9. Uso del aditivo según la reivindicación 8 para mejorar las propiedades antibloqueo del polímero y sus cualidades ópticas o para facilitar la elaboración de las fibras poliméricas.

10. Polímero con un contenido de aditivo según la reivindicación 8, preferiblemente comprendido entre 200 y

10.000 ppm respecto al producto final.

11. Uso del polímero según la reivindicación 10 para elaborar filmes.

12. Film obtenible mediante el proceso según la reivindicación 11.

13. Fibra polimérica caracterizada porque contiene un aditivo según la reivindicación 8.

14. Uso del aditivo según la reivindicación 8 como componente de productos de recubrimiento, especialmente en tintas PCB.

15. Productos de recubrimiento, en particular tintas PCB, caracterizados porque contienen un aditivo según la reivindicación 8.