Un procedimiento de preparación de una mezcla patrón, que comprende al menos un aditivo de polímero primario presente en una cantidad total de entre más del 20% en peso pero por debajo del 90% en peso de la mezcla patrón,

y el aditivo del polímero que tiene una temperatura de fusión del aditivo del polímero de entre 80ºC y 210ºC, y al menos un polímero vehículo primario, teniendo el polímero vehículo una temperatura de fusión del polímero vehículo por debajo de las temperaturas de fusión del aditivo del polímero, caracterizado porque la mezcla patrón se prepara a una temperatura por encima de la temperatura de fusión del polímero vehículo primario pero por debajo del punto de fusión del al menos un aditivo del polímero.

Procedimiento de preparación de concentrados de aditivos en granza de alta concentración para polímero.

Antecedentes

La presente solicitud reivindica la prioridad a la Solicitud de Patente Provisional de EE.UU. No. de Serie 60/844.517, titulada "Concentrados de aditivos en granza de alta concentración para polímero", presentada el 14 de Septiembre de 2006, cuyo contenido completo se incorpora en la presente memoria por referencia.

La invención se refiere de manera general al campo de aditivos de polímeros y específicamente a concentrados de aditivos en granza de alta concentración, o agente de estabilización de polímero o mezclas, usados en diversos procedimientos de polimerización para potenciar la estabilidad del polímero.

Los aditivos de polímeros y mezclas de aditivos se usan típicamente para proteger los polímeros de la degradación termo-oxidativa, para proporcionar resistencia a largo plazo a la luz y al calor, para neutralizar catalizadores residuales y para potenciar las propiedades de rendimiento del producto acabado. Típicamente, los aditivos de polímeros se presentan en forma de polvo, gránulo, o granza. Estos aditivos pueden agregarse de manera rutinaria al polímero durante las operaciones de extrusión post-reactor. Pueden usarse numerosas técnicas para introducir los aditivos en la corriente del polímero. En los procedimientos de polimerización en solución, suspensión o fase pastosa, los aditivos y mezclas de aditivos se agregan frecuentemente a un líquido antes de introducirlos en la masa pastosa líquida de polímero post-reactor. Como alternativa, los aditivos pueden agregarse a la corriente fundida final de polímero a través de una extrusora de brazo lateral u otro dispositivo que pueda fundir el aditivo e introducirlo en la corriente del polímero. En este caso, típicamente serán sometidos a un mezclado adicional mediante una extrusora u otro dispositivo de mezclado y el bombeo de la mezcla de polímero/aditivo a través de una matriz para el granzeado del polímero final. En otros procedimientos de polimerización tal como un reactor en fase gaseosa, el polímero está presente en el reactor en forma de un "gránulo de reactor" en polvo. En este caso, los aditivos pueden agregarse al polímero en varias formas diferentes. Los aditivos pueden agregarse a la corriente en polvo de "gránulo de reactor" sólido. Este puede envasarse como un producto vendible o puede suministrarse posteriormente una extrusora u otro dispositivo de mezclado con el fin de mezclar y homogeneizar el polímero y dispersar los aditivos dentro del polímero fundido. Cuando los aditivos se agregan a la corriente en polvo de "gránulo de reactor" sólido, los aditivos pueden introducirse en esta etapa a través de sus formas puras, típicamente polvos, o a través de un concentrado o en forma de mezcla patrón. Posteriormente, esta mezcla se bombea a través de una matriz para granzeado. Como alternativa, en este tipo de procedimiento, los aditivos pueden introducirse a través de una extrusora de brazo lateral. La extrusora de brazo lateral funde los aditivos y los suministra dentro de una corriente de polímero fundido en la cual son mezclado adicionalmente dentro de los polímeros finales y granzeados. En todas estas técnicas, la adición de los aditivos en forma de polvo puede ser difícil de manipular y suministrar, y en el caso de algunos aditivos, esto plantea un riesgo potencial de salud, fuego y explosión. Si el sistema polímero requiere la adición de varios componentes, las aditivos deben o bien pre-mezclarse, o bien se requiere el uso de más de un alimentador. Cuando se usa una extrusora de brazo lateral, no es común el suministrar los aditivos en polvo directamente por numerosas razones. Además de las pérdidas anteriormente mencionadas con la manipulación y suministro de los aditivos en forma de polvo a la extrusora de brazo lateral, el comportamiento a la fusión y la viscosidad de los aditivos y de las mezclas de aditivos no son típicamente adecuados para adición directa mediante este procedimiento. Como un resultado de ello, pueden obtenerse los aditivos en polvo dentro de una mezcla patrón de claramente baja concentración. Este tipo de mezcla patrón típicamente se obtiene mediante la extrusión de una baja concentración de aditivos con una resina de vehículo polímero que es similar y compatible con el polímero principal a producir en el procedimiento de polimerización. Como un resultado de ello, esta mezcla patrón puede suministrarse fácilmente mediante una extrusora de brazo lateral.

La preparación de formas de granza no pulverulentas de mezclas de aditivos resuelve muchos de estos problemas. La Patente de EE.UU. No. 5.240.642 titulada "Procedimiento para la obtención de formas granulares de aditivos para polímeros orgánicos", describe un procedimiento para la obtención de gránulos de bajo contenido en polvo de una mezcla de aditivo que incluye un antioxidante fenol y un neutralizador ácido transformado en el estado amorfo o fundido que incluye el uso de una extrusora.

La Patente de EE.UU. No. 5.844.042 titulada "Procedimiento para la obtención de formas granulares de aditivos para polímeros orgánicos" describe formas granulares de mezclas de aditivos preparadas para forzar a pasar la mezcla a través de una matriz para formar hebras y, a continuación, cortar dichas hebras para formar granzas.

La Patente de EE.UU. No. 5.597.857 titulada "Gránulos de bajo contenido en polvo de aditivos plásticos" describe granzas de aditivos que comprenden 10-100º% de estearatos cálcicos.

La Patente de EE.UU. No. 6, 740.694B2 titulada "Preparación de estabilizadores de bajo contenido en polvo" describe el uso de un fundido sub-enfriado de un aditivo como un vehículo líquido para otros aditivos y así como versiones amorías de estabilizadores.

La Patente de EE.UU. No. 6.515.052 titulada "Aditivos de polímeros granulares y su preparación" describe el uso de un disolvente en un procedimiento de compactación para mejorar el rendimiento y la calidad de una mezcla de aditivo compactada que incluye un fosfito.

La Patente de EE.UU. No. 6.800.228 titulada "Gránulos de fenol estéricamente retardados que tienen dureza equilibrada" describe el uso de un disolvente para la preparación de mezclas de aditivos compactados las cuales incluyen un fenol.

Las invenciones descritas anteriormente proporcionan formas con bajo contenido en polvo de mezclas de aditivos que pueden ser más convenientemente y exactamente suministradas a las operaciones de reacción post-reactor para la adición a un polímero cuando se agregan directamente a una corriente de polímero que está en la fase sólida y premezclada o suministrada simultáneamente con la corriente de polímero dentro de una extrusora u otro dispositivo de fusión en el cual el polímero se funde y los aditivos, a continuación, son mezclados dentro del polímero fundido. Cuando los aditivos requieren la adición a través de una extrusora de brazo lateral y se suministran directamente a una corriente de polímero fundido, no se usan las mezclas de aditivos descritas anteriormente. En este caso, se usan mezclas patrón o concentrados de aditivos o mezclas de aditivos en un vehículo polímero compatible. Las mezclas patrón tienen la ventaja de bajo desmenuzamiento de la granza, pueden ser transportadas por aire, suministradas y extruidas usando equipos y procedimientos convencionales mediante una extrusora de brazo lateral.

La preparación de mezclas patrón es bien conocida en la técnica. Las mezclas patrón simplifican la adición de al menos un componente a la mezcla de polímero. Por razones económicas, es deseable preparar mezclas patrón con altas proporciones de aditivos, y minimizar el uso del vehículo polímero compatible. Esto minimiza la cantidad de mezcla patrón requerida para lograr un efecto deseado.

La preparación de altas proporciones de mezclas patrón cargadas con minerales es bien conocida en la técnica. La Patente de EE.UU. No. 6.713.545 B2 titulada "Mezcla patrón universal" describe una mezcla patrón de hasta un 85% de carga, más un modificador de la viscosidad en un vehículo SBS universal. Una dificultad en la preparación de las mezclas patrón de alta concentración de carga es la humectación, mezclado y dispersión de la carga al mismo tiempo que se mantiene una adecuadamente baja viscosidad para transformar la mezcla patrón. La adición de altas proporciones de carga puede incrementar grandemente la viscosidad de la mezcla patrón.

La Patente de EE.UU. No. 6.255.395 B1 de Klosiewicz titulada "Mezclas patrón conteniendo... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de preparación de una mezcla patrón, que comprende al menos un aditivo de polímero primario presente en una cantidad total de entre más del 20% en peso pero por debajo del 90% en peso de la mezcla patrón, y el aditivo del polímero que tiene una temperatura de fusión del aditivo del polímero de entre 80ºC y 210ºC, y al menos un polímero vehículo primario, teniendo el polímero vehículo una temperatura de fusión del polímero vehículo por debajo de las temperaturas de fusión del aditivo del polímero,

caracterizado porque la mezcla patrón se prepara a una temperatura por encima de la temperatura de fusión del polímero vehículo primario pero por debajo del punto de fusión del al menos un aditivo del polímero.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la temperatura de fusión está entre 100ºC y 200ºC.

3. El procedimiento de la reivindicación 1 ó 2, en el que la mezcla patrón comprende uno o más polímeros vehículo adicionales.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, 2 ó 3, en el que la mezcla patrón comprende uno o más aditivos de polímero adicionales.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la mezcla patrón se transforma en una extrusora de doble tornillo o de tornillo planetario.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además:

la adición de al menos un aditivo de polímero primario y al menos un polímero vehículo primario a una extrusora de doble tornillo o de tornillo planetario;

el mantenimiento, en una primera etapa o etapas de la extrusora, de una temperatura inferior a la temperatura de fusión del polímero vehículo primario del polímero vehículo, de manera tal que al menos un aditivo de polímero primario y un polímero vehículo primario se mantienen substancialmente en forma sólida; y el incremento de la temperatura de transformación en una etapa o etapas posteriores, de manera tal que se produce la fusión de al menos un polímero vehículo.

7. El procedimiento de la reivindicación 4, que comprende además la adición de menos de aproximadamente el 20% de uno o más aditivos de polímero o de cargas de polímero adicionales.

8. El procedimiento de la reivindicación 7, en el que los aditivos de polímeros son antioxidantes, estabilizadores de la luz, o neutralizadores de catalizadores.

9. El procedimiento de la reivindicación 1 u 8, en el que el al menos un aditivo de polímero está seleccionado entre el grupo que consiste en fenoles retardados, fosfitos, fosfonitos, aminas retardadas, triazinas, benzofenonas, hidroxibenzoatos, o un estearato de metal.

10. El procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, que comprende la adición de menos del 10% de uno o más aditivos de polímero adicionales.

11. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el al menos un polímero vehículo es polietileno, polipropileno, copolímeros de etileno-propileno, copolímeros de etileno-alfaolefina, poliestireno, polipropileno, polibuteno, copolímeros de etileno-acetato de vinilo, copolímeros de etileno-alcohol vinílico, copolímeros de estireno-butadieno, copolímeros, poliolefinas, o mezclas de los mismos.