Ionómeros de tipo ceroso.

Ceras ionoméricas con una viscosidad en estado fundido, medida a 140 º C,

más pequeña que 5.000 mPa.s y un punto de goteo o de reblandecimiento situado en el intervalo de 70 a 135 º C, que contienen unas ceras polietilénicas o de Fischer-Tropsch funcionalizadas con ácidos carboxílicos insaturados en alfa, beta o con derivados de éstos mediante un injerto por radicales y a continuación saponificadas, caracterizadas porque por lo menos un 30 % de los grupos funcionales contenidos en la cera funcionalizada, están saponificados.

Ionómeros de tipo ceroso El presente invento se refiere a ionómeros de tipo ceroso (ceras ionoméricas) con una baja viscosidad en estado fundido, que se preparan mediando utilización de productos de reacción de ceras polietilénicas o parafínicas y de ácidos carboxílicos insaturados en α, β o sus derivados.

Se conocen unos ionómeros que se basan en estructuras de polietileno funcionalizadas, que contienen p.ej. grupos carboxilo. Para su preparación, un polietileno que contiene p.ej. grupos de ácidos, que se prepara mediante copolimerización de etileno y de ácidos carboxílicos insaturados en α, β, se hace reaccionar en el sentido de una neutralización o saponificación, con óxidos o hidróxidos de metales.

Los ionómeros constituidos sobre la base de polietilenos encuentran utilización p.ej. como aditivos para materiales sintéticos, ilustrativamente como agentes de nucleación para la influencia sobre el comportamiento de cristalización y la morfología, como agentes antiestáticos (permanentemente activos o migradores) , así como en calidad de agentes coadyuvantes de elaboración al realizar el moldeo. Ellos se emplean además como agentes dispersivos pigmentarios al realizar la tinción en masa de materiales sintéticos con pigmentos orgánicos o inorgánicos. A partir de ionómeros de polietileno se pueden producir además láminas para envases y revestimientos.

En el documento de patente de los EE.UU. US 3 264 272 se describen unos ionómeros, que se obtienen mediante saponificación parcial de copolímeros del tipo de materiales sintéticos a base de etileno o 1-olefinas y de ácido acrílico o ácido metacrílico. Al realizar la saponificación se observa un aumento drástico de la viscosidad, que es reconocible en la disminución del valor del índice de fusión.

A partir del documento EP 0 054 761 se conoce la reacción de copolímeros de etileno y ácido acrílico de tipo ceroso con óxidos o hidróxidos de metales. Las viscosidades de las materias primas empleadas en los Ejemplos de realización se sitúan en 500 o respectivamente 650 mPa.s a 140 º C. Al realizar la saponificación, los valores de la viscosidad aumentan en un múltiplo con un grado creciente de saponificación. Para unos grados de saponificación de más que 50 % ya no se indica ningún valor de la viscosidad.

En el documento de patente europea EP 0 104 316 se describe la preparación de productos del tipo de sales de bajo peso molecular mediante reacción de copolímeros de bajo peso molecular a base de etileno y de ácidos carboxílicos insaturados en α, β con óxidos de elementos del grupo IIA del sistema periódico de los elementos químicos. En los Ejemplos de realización, para la reacción se emplea un copolímero de etileno y ácido acrílico con un contenido de ácido acrílico de 3, 9 % en moles (nombre comercial A-C 580) . Con el comienzo de la reacción aumenta la viscosidad en estado fundido.

Los ionómeros de tipo ceroso se pueden preparar en principio de un modo sencillo según el procedimiento del recipiente con sistema de agitación introduciendo con agitación unos adecuados compuestos metálicos en la masa fundida de ceras funcionalizadas. Este modo de proceder presupone que la viscosidad permanece durante la reacción lo suficientemente baja como para garantizar una eficaz mezcladura a fondo de los componentes de la reacción o respectivamente para evitar una sobrecarga del órgano de agitación. Este aspecto es importante en particular cuando, para la consecución de una óptima eficiencia técnica de aplicaciones de los ionómeros es necesario ajustar unos altos grados de neutralización o saponificación, p.ej. unos que están situados cerca de 100 %. Los ionómeros conocidos hasta ahora, que se basan en ceras polietilénicas funcionalizadas, en el caso de unos grados de saponificación más altos presentan unas viscosidades en estado fundido extremadamente altas o no son fusibles. Su preparación a escala técnica requiere, por lo tanto, unos modos de trabajo especiales, costosos y complicados. Lo mencionado en último lugar es válido de igual modo también para su uso, siempre y cuando que éste se efectúe en el estado líquido fundido.

Por lo tanto, subsiste una necesidad de unos ionómeros, que sean accesibles de un modo sencillo y rentable, y que estén caracterizados por un alto grado de saponificación, simultáneamente con una baja viscosidad en estado fundido.

Sorprendentemente, se encontró que los ionómeros de este tipo son accesibles mediante saponificación de unas ceras, que habían sido funcionalizadas con ácidos carboxílicos insaturados en α, β mediante un injerto por radicales. En particular, en este caso se observa inesperadamente, también en el caso de una saponificación completa hasta llegar al contenido máximo de metales, un aumento todo lo más solamente moderado de la viscosidad en estado fundido.

El documento de patente belga BE 742 272 describe ciertamente ya el injerto de un polipropileno que tiene una baja viscosidad, con ácido acrílico en una extrusora. Sin embargo, éste no describe el aislamiento de una cera ionomérica, que se prepare a partir de esto mediante reacción con KOH.

El documento US-A 3 859 385 divulga para el experto en la especialidad el injerto de ácido crotónico en una cera polietilénica de baja viscosidad. Sin embargo, éste no describe la saponificación de la cera polietilénica funcionalizada con hidróxidos adecuados.

El documento US-A 3 859 386 describe ciertamente en un ejemplo de realización una cera polipropilénica funcionalizada con ácidos, emulsionable, que se había preparado mediante injerto de una cera propilénica con ácido crotónico en presencia de un peróxido como catalizador. No obstante, éste no proporciona al experto en laespecialidad la enseñanza para preparar y aislar ceras ionoméricas del tipo conforme al invento. Éstas se forman en todo caso in situ al realizar la preparación de emulsiones acuosas a partir de las ceras injertadas, cuando éstas son mezcladas en común con agua, con un agente emulsionante y con KOH, y a continuación son calentadas a 180 º C en el reactor. El aislamiento de ceras ionoméricas no se describe en el documento US-A, ni tampoco sus propiedades físicas, sino que el documento US-A describe solamente el hecho de que la emulsión se aplica como un revestimiento sobre un vidrio negro y allí forma una película transparente, que posee un brillo excelente.

Son objeto del invento unas ceras ionoméricas con una viscosidad en estado fundido, medida a 140 º C, más pequeña que 5.000 mPa.s, y con un punto de goteo o de reblandecimiento situado en el intervalo de 70 a 135 º C, que contienen unas ceras polietilénicas o de Fischer-Tropsch funcionalizadas mediante un injerto por radicales con ácidos carboxílicos insaturados en alfa, beta o con derivados de éstos y a continuación saponificadas, cuya característica distintiva se ha de ver en el hecho de que por lo menos un 30 % de los grupos funcionales contenidos en la cera funcionalizada están saponificados.

Las ceras ionoméricas se preparan a partir de ceras funcionalizadas mediante reacción de éstas con compuestos metálicos, habiéndose obtenido las ceras funcionalizadas mediante un injerto por radicales de ceras polietilénicas o de Fischer-Tropsch no funcionalizadas, con ácidos carboxílicos insaturados en α, β o con derivados de éstos.

Unos polietilenos o respectivamente unas ceras polietilénicas que contienen grupos carboxilo, son accesibles, aparte de por una degradación oxidativa de polietilenos, mediante una copolimerización de etileno con ácidos insaturados o mediante un injerto de ácidos insaturados en polímeros de etileno. Mientras que en el caso de la copolimerización, el ácido carboxílico insaturado se incorpora en la cadena principal de la molécula del polímero, en el caso del injerto, la molécula de ácido aparece como una cadena lateral. El injerto de ácido acrílico sobre una cera polietilénica se conoce, por ejemplo, a partir del documento de patente japonesa JP 08 - 269 140.

Por el concepto de "las ceras utilizadas como base del injerto", mediando deslinde de un polietileno del tipo de material sintético, se entienden unos materiales con unos bajos grados medios de polimerización o con unas bajas longitudes medias de cadenas. Éstos/as dan lugar, por su parte, a unas bajas viscosidades en estado fundido, que en el caso de las ceras, medidas a 140 º C, se sitúan típicamente en el intervalo de 5 a 5.000 mPa.s, y en el caso... [Seguir leyendo]

1. Ceras ionoméricas con una viscosidad en estado fundido, medida a 140 º C, más pequeña que 5.000 mPa.s y un punto de goteo o de reblandecimiento situado en el intervalo de 70 a 135 º C, que contienen unas ceras polietilénicas o de Fischer-Tropsch funcionalizadas con ácidos carboxílicos insaturados en alfa, beta o con derivados de éstos mediante un injerto por radicales y a continuación saponificadas, caracterizadas porque por lo menos un 30 % de los grupos funcionales contenidos en la cera funcionalizada, están saponificados.

2. Procedimiento para la preparación de ceras ionoméricas de acuerdo con la reivindicación 1 mediante reacción de ceras polietilénicas o de Fischer-Tropsch funcionalizadas con compuestos de óxidos y/o hidróxidos de metales, realizándose que como metales se utilizan metales alcalinos, alcalino-térreos, zinc o aluminio.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque las ceras poliméricas no funcionalizadas se habían preparado mediante polimerización con ayuda de catalizadores de Ziegler o de metalocenos. 15

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, caracterizado porque las ceras polietilénicas no funcionalizadas son homopolímeros de etileno o copolímeros de etileno con una o varias 1-olefina (s) de la fórmula R-CH=CH2, en la que R significa un radical alquilo lineal o ramificado con 1 hasta 20 átomos de C, y el contenido de etileno se sitúa en el intervalo de 0, 1 a 49 % en peso.

5. Utilización de una cera ionomérica de acuerdo con la reivindicación 1 como agente dispersivo, como agente de nucleación, como agente de deslizamiento o de separación en la elaboración de materiales sintéticos, como agente de protección contra el deslustramiento o el refriegue para barnices, o como aditivo en el caso de la producción de películas de tintas de impresión.

6. Utilización de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque la cera ionomérica se utiliza como un polvo con unos valores de d50 más pequeños que 8 μm.