Un material compuesto termoplástico con resistencia a los compuestos clorados,

que comprende:

a. una matriz de PVC;

b. un agente plastificante;

c. un agente estabilizante;

d. un agente antioxidante; caracterizado porque dicha matriz de PVC comprende poli (cloruro de vinilo) que tiene un valor K según (DIN 53726) superior a 70, comprendiendo dicho agente plastificante compuestos plastificantes poliméricos que tienen un peso molecular superior a 2000.

Composición resistente a los compuestos clorados, manguera hecha de tal composición y método de fabricación de la misma.

Campo de la invención

La presente invención está dirigida a la técnica de los materiales plásticos, se refiere concretamente a un material compuesto termoplástico con alta resistencia a los compuestos clorados, y a un método para hacerla.

La presente invención se refiere además al uso del compuesto anterior para hacer mangueras flexibles, a una manguera flexible formada de semejante compuesto y a un método para hacerla.

Antecedentes de la invención

Se sabe que el cloro, que se emplea comúnmente para la desinfección de sistemas de suministro de agua de centros de bienestar y piscinas, hace peligrar considerablemente los compuestos termoplásticos que contienen poli (cloruro de vinilo) , y concretamente las mangueras usadas, por ejemplo, en sistemas para piscinas o similares.

Debido a su acción oxidante, el agua clorada ataca y degrada el tubo aumentando la rugosidad y la porosidad de su superficie interior que, por lo tanto, está más expuesta a la abrasión originada por el flujo de agua.

Cuando la manguera se ha debilitado por el efecto abrasivo del agua, está más expuesta a la absorción de agua y al hinchamiento que, con el tiempo, origina un deterioro irreversible de sus propiedades físicas y mecánicas.

Además, estas mangueras operan de manera continua bajo presiones relativamente altas (incluso por encima de 1000 kPa) y, por lo tanto, están expuestas a una tensión considerable. Semejante tipo de mangueras, especialmente cuando se usan en piscinas calentadas y en centros de aguas termales están más expuestas a tensiones térmicas, originadas por temperaturas relativamente altas (incluso por encima de 55º C) .

Por lo tanto, desde hace tiempo se ha sentido la necesidad de tener un material compuesto termoplástico, adecuado al contacto prolongado con el agua clorada, que tenga una alta resistencia a la acción oxidante y degradante del agua clorada y, de forma general, de los fluidos que contengan compuestos clorados.

Sumario de la invención

El objeto de la presente invención es superar los inconvenientes anteriores, proporcionando un compuesto termoplástico que sea muy eficaz y relativamente rentable.

Un objeto concreto es proporcionar un compuesto termoplástico que pueda resistir eficazmente la acción oxidante y degradante del agua clorada.

Un objeto más es proporcionar una manguera flexible formada de semejante compuesto termoplástico que pueda resistir eficazmente la acción oxidante y degradante del agua clorada.

Otro objeto de la invención es proporcionar una manguera flexible económica y eficaz.

Otro objeto más de la invención es proporcionar un método para hacer una manguera flexible con un rendimiento maximizado y residuos minimizados.

Estos y otros objetos, como se explicará mejor más adelante, son satisfechos por un material compuesto termoplástico, con resistencia a los compuestos clorados, como se define en la reivindicación 1, que comprende una matriz de PVC, un agente plastificante, un agente estabilizante y un agente antioxidante, caracterizado porque la matriz de PVC comprende poli (cloruro de vinilo) que tiene un valor K (DIN 53726) por encima de 70, y el agente plastificante comprende compuestos plastificantes poliméricos que tienen un peso molecular por encima de 2000.

Gracias a esta configuración concreta, el compuesto de la invención será capaz de resistir la acción oxidante y degradante del agua clorada en mayor medida que las formulaciones actualmente disponibles.

Según se usa aquí, el término "matriz de PVC" y sus derivados pretende indicar cualquier resina o mezcla de resinas que contengan o que consten de poli (cloruro de vinilo) .

A modo de ilustración, un material compuesto de PVC, usado comúnmente en la industria, tiene una matriz de PVC con un valor K próximo a, y que no excede de, 70, y un agente plastificante ftálico con un peso molecular que no excede de 500.

De forma ventajosa, el valor K puede estar en el intervalo de 70 a 100, preferiblemente de 75 a 90, y más preferiblemente de aproximadamente 80.

El valor K es un índice adimensional que puede estar directamente relacionado con el peso molecular de una resina de PVC, y se usa para comparar diversos tipos de resinas de PVC. Se determina según la conocida norma DIN 53726.

Gracias al alto peso molecular, las cadenas de polímero de la matriz de PVC tienen una alta resistencia a la degradación cuando están en contacto con el agua clorada.

La matriz de PVC puede ser del tipo suspensión y no del tipo emulsión.

De forma ventajosa, la matriz de PVC puede estar exenta de carbonato de calcio, que es particularmente sensible a la degradación por compuestos clorados en un medio ácido.

La matriz de PVC puede representar del 20% al 80%, preferiblemente del 40% al 60%, y más preferiblemente aproximadamente el 50%, basado en el peso total del material compuesto.

El agente plastificante incluirá compuestos plastificantes poliméricos con un peso molecular por encima de 2000.

Según se usa aquí, el término "agente plastificante" y sus derivados pretende indicar un compuesto o una mezcla de compuestos que puede aumentar la flexibilidad, la capacidad de tratamiento y la capacidad de extensión del polímero al que se incorpora. Un agente plastificante puede reducir la viscosidad de la masa fundida, disminuir las temperaturas de transición de segundo orden y el módulo elástico del producto.

El plastificante polimérico es un plastificante de viscosidad media o alta, obtenido mediante una reacción de policondensación entre un ácido adípico y un glicol (alcohol polihidroxilado) .

De forma ventajosa, estos plastificantes poliméricos pueden tener un peso molecular de 2000 a 7000, preferiblemente de 3500 a 5500, y más preferiblemente de aproximadamente 4600.

Gracias a semejante alto peso molecular, el plastificante polimérico tiene una baja migración y una buena resistencia a la acción oxidante y degradante del agua clorada.

De forma ventajosa, además de los compuestos plastificantes poliméricos, el agente plastificante puede incluir compuestos de ftalato.

También, el agente plastificante puede representar adecuadamente del 15% al 70%, preferiblemente del 30% al 50%, y más preferiblemente aproximadamente el 40%, basado en el peso total del material compuesto.

Según se usa aquí, el término "agente estabilizante" y sus derivados pretende indicar un compuesto o una mezcla de compuestos que puede interceptar pequeñas moléculas que resultan de la degradación del polímero, por ejemplo HCl, y formar un compuesto intermedio más estable.

El agente estabilizante puede representar del 0, 1% al 4%, preferiblemente del 1% al 3%, y más preferiblemente aproximadamente el 2%, basado en el peso total del material compuesto.

De forma ventajosa, el agente estabilizante puede ser del tipo Ca-Zn, Ba-Zn, Ca-compuesto orgánico.

Preferiblemente, el agente estabilizante será del tipo Ca-Zn, y puede incluir estearato de calcio, estearato de cinc, y ácido esteárico. También, el agente estabilizante puede incluir, adecuadamente, aceite de soja epoxidado, que puede actuar como un co-estabilizante sinérgicamente con Ca-Zn.

El agente antioxidante puede representar del 0, 1% al 3%, preferiblemente del 0, 5% al 1, 5%, y más preferiblemente aproximadamente el 1% basado en el peso total del material compuesto.

Según se usa aquí, el término "agente antioxidante" y sus derivados pretende indicar un compuesto o una mezcla de compuestos que puede interceptar los primeros productos de la reacción con oxígeno del polímero al que se incorpora, y reaccionar con ellos para formar compuestos intermedios más estables.

Los agentes antioxidantes pueden incluir butilhidroxitolueno y/o pueden ser del tipo fenol o fosfito.

Además, el material compuesto puede contener del 0, 5% al 15%, y preferiblemente del 1% al 6% de hidrotalcita, basado en el peso total del material compuesto. La hidrotalcita será particularmente útil para la estabilización adicional del compuesto, ya que bloquea los puntos de deshidrocloración de... [Seguir leyendo]

1. Un material compuesto termoplástico con resistencia a los compuestos clorados, que comprende:

a. una matriz de PVC;

b. un agente plastificante;

c. un agente estabilizante;

d. un agente antioxidante;

caracterizado porque dicha matriz de PVC comprende poli (cloruro de vinilo) que tiene un valor K según (DIN 53726) superior a 70, comprendiendo dicho agente plastificante compuestos plastificantes poliméricos que tienen un peso molecular superior a 2000.

2. Un material compuesto según la reivindicación 1, en el que dicha matriz de PVC está exenta de carbonato de calcio.

3. Un material compuesto según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicha matriz de PVC comprende poli (cloruro de vinilo) que tiene un valor K, según DIN 53726, de 70 a 100, preferiblemente de 75 a 90, y más preferiblemente de aproximadamente 80.

4. Un compuesto según una o más de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha matriz de PVC representa un material compuesto del 20% al 80%, preferiblemente del 40% al 60%, y más preferiblemente aproximadamente el 50%, basado en el peso total del material compuesto.

5. Un material compuesto según una o más de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha matriz de PVC es del tipo suspensión.

6. Un material compuesto según una o más de las reivindicaciones precedentes, en el que dichos plastificantes poliméricos tienen un peso molecular de 2000 a 7000, preferiblemente de 3500 a 5500, y más preferiblemente de aproximadamente 4000.

7. Un material compuesto según una o más de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho agente plastificante polimérico comprende además compuestos de ftalatos.

8. Un material compuesto según una o más de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho agente plastificante representa, en dicho material compuesto, del 15% al 70%, preferiblemente del 30% al 50%, y más preferiblemente aproximadamente el 40%, basado en el peso total de dicho material compuesto.

9. Un material compuesto según una o más de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho agente estabilizante es del tipo Ca-Zn, Ba-Zn, Ca-compuesto orgánico, que finalmente incluye estearato de calcio, estearato de cinc y ácido esteárico.

10. Un material compuesto según una o más de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho agente estabilizante representa, en dicho material compuesto, del 0, 1% al 4%, preferiblemente del 1% al 3%, y más preferiblemente aproximadamente el 2% basado en el peso total del material compuesto.

11. Un material compuesto según una o más de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho agente estabilizante comprende además aceite de soja epoxidado y/o un agente antioxidante que comprende butilhidroxitolueno y/o un agente antioxidante de tipo fenol o fosfito.

12. Un material compuesto según una o más de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho agente antioxidante representa, en dicho material compuesto, del 0, 1% al 3%, preferiblemente del 0, 5% al 1, 5%, y más preferiblemente aproximadamente el 1% basado en el peso total del material compuesto.

13. Un material compuesto según una o más de las reivindicaciones precedentes, que comprende de 0, 5% a 15%, y preferiblemente de 1% a 6% de hidrotalcita, basado en el peso total del material compuesto, y/o de 0, 5% a 20%, y preferiblemente de 3% a 15% de politetrafluroretileno, basado en el peso total del material compuesto.

14. Un método para preparar un material compuesto con resistencia a los compuestos clorados, según una o más de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende los pasos de:

- preparar una mezcla de una matriz de PVC, un agente plastificante, un agente estabilizante y un agente antioxidante a una primera temperatura máxima de operación, y

- extruir la mezcla, así obtenida, a una segunda temperatura máxima de operación,

caracterizado porque dicha matriz de PVC comprende poli (cloruro de vinilo) que tiene un valor K (DIN 53726) por encima de 70, comprendiendo dicho agente plastificante compuestos plastificantes poliméricos que tienen un peso molecular por encima de 2000.

15. El uso del material compuesto según una o más de las reivindicaciones 1 a 13, para hacer mangueras flexibles, rígidas o semi-rígidas, posiblemente en forma de espiral y/o reforzadas

16. Un manguera para conducir líquidos, concretamente para sistemas de piscinas y similares, con resistencia a los compuestos clorados, caracterizado porque comprende al menos una primera capa (2) de un primer material polimérico termoplástico que incluye un material compuesto según una o más de las reivindicaciones 1 a 13.

17. Una manguera según la reivindicación 16, en la que al menos se proporciona una segunda capa (3; 3') , hecha de un segundo material polimérico termoplástico que contiene poli (cloruro de vinilo) , caracterizada porque dicha, al menos una, primera capa (2) es una película (2'; 2'') uniformemente acoplada a dicha, al menos una, segunda capa (3, 2') para entrar en contacto con el compuesto clorado, consistiendo dicho primer material polimérico que forma dicha primera capa (2'; 2'') en un material compuesto según una o más de las reivindicaciones 1 a 13.

18. Una manguera según la reivindicación 17, en la que se aplica dicha película (2'; 2'') al lado interior de dicha, al menos una, segunda capa (3; 3') y/o se acopla directamente con dicha segunda (capa 3; 3') .

19. Una manguera según una o más de las reivindicaciones 16 a 18, en la que dicha película (2'; 2'') tiene un espesor (S1) que es más pequeño que el espesor (S2) de dicha, al menos una, segunda capa (3, 3') a la que se acopla.

20. Una manguera según una o más de las reivindicaciones 17 a 19, en la que la relación (S1:S2) entre el espesor (S1) de dicha película (2'; 2'') y el espesor (S2) de dicha, al menos una, segunda capa (3; 3') a la que se acopla es de 1:5 a 1:40, preferiblemente de 1:10 a 1:25, y más preferiblemente próximo a 1:13.

21. Una manguera según una o más de las reivindicaciones 17 a 20, en la que dicho segundo material polimérico comprende poli (cloruro de vinilo) que tiene un valor K según DIN 53726 próximo a 70.

22. Un método para hacer mangueras con resistencia a los compuestos clorados, concretamente según las reivindicaciones 17 a 21, caracterizado porque comprende los pasos de:

- proporcionar un primer material polimérico termoplástico consistente en un material compuesto según una

o más de las reivindicaciones 1 a 13;

- proporcionar un segundo material polimérico termoplástico que contiene poli (cloruro de vinilo) ;

- acoplar en una manera sustancialmente uniforme una película (2'; 2'') de dicho primer material a, al menos una, capa (3; 3') de dicho segundo material.