Composición polimérica desactivadora de metales.

Composición polimérica, que comprende

(i) una poliolefina,

(ii) un fenol estéricamente impedido de la fórmula siguiente:

en donde los grupos X, que pueden ser iguales o diferentes, tienen la siguiente fórmula:

en donde R1 y R4, que pueden ser iguales o diferentes, son un grupo alquilo que tiene entre 1 y 8 átomos decarbono; R2, R3, R5 y R6, que pueden ser iguales o diferentes, son hidrógeno o un grupo alquilo que tiene entre1 y 8 átomos de carbono,

(iii) una hidrotalcita y/o difosfito de bis(2,4-dicumilfenil)pentaeritritol

Composición polimérica desactivadora de metales [0001] La presente invención se refiere a una composición polimérica que presenta una estabilidad mejorada hacia la degradación fomentada por metales.

Los últimos avances en la fabricación y el procesado de polímeros han conducido a la aplicación de plástico en prácticamente cada aspecto de la vida diaria actual. No obstante, los compuestos poliméricos tienen tendencia al envejecimiento bajo los efectos de la luz, el oxígeno y el calor. Esto da como resultado una pérdida de resistencia, rigidez y flexibilidad, decoloración, ralladuras y pérdida de brillo.

Los compuestos poliméricos, por ejemplo, poliolefinas tales como polietileno y polipropileno, experimentan procesos de degradación impulsados por radicales durante etapas de procesado que podrían incluir el moldeo, la extrusión, etcétera. No obstante, la degradación continúa incluso durante el uso final, por un mecanismo radicalario bajo la influencia de la luz, el calor y finalmente destruirá las propiedades del polímero.

Es bien sabido en la técnica que los antioxidantes y los estabilizadores de luz pueden evitar o por lo menos reducir estos efectos. A los polímeros se les adicionan varios tipos de aditivos para protegerlos durante el procesado y para lograr las propiedades deseadas en el uso final.

Los antioxidantes usados de forma tradicional y en la actualidad comprenden fenólicos impedidos, aminas aromáticas, organo-fosfitos/fosfonitos y tioéteres. Con frecuencia se usan neutralizantes para potenciar las prestaciones y reducir los efectos de la acidez residual de los polímeros.

Los antioxidantes interrumpen el proceso de degradación de diferentes maneras, en función de su estructura. Las dos clasificaciones principales son antioxidantes primarios de finalización de la cadena y antioxidantes secundarios de descomposición de hidroperóxidos. Los antioxidantes primarios reaccionan rápidamente con radicales peroxi y se les denomina por lo tanto “depuradores de radicales”. La mayoría de antioxidantes primarios para las poliolefinas son fenoles estéricamente impedidos. Los antioxidantes secundarios reaccionan con hidroperóxidos para generar productos que no son radicales y por lo tanto se les denomina con frecuencia descomponedores de hidroperóxidos. Los antioxidantes secundarios son particularmente útiles en combinaciones sinérgicas con antioxidantes primarios. Una combinación de varios antioxidantes produce frecuentemente mejores resultados que un sistema simple con la misma concentración.

El documento EP 1 614 712 A1 da a conocer una composición que comprende (a) una resina basada en poliolefinas, y (b) un antioxidante basado en fenoles que no contiene ningún grupo de éster alifático y/o un antioxidante basado en azufre que no contiene ningún grupo de éster alifático. Aparte de otros antioxidantes fenólicos, el documento EP 1 614 712 A1 da a conocer 1, 1, 3-tris (2-metil-4- (3- (3, 5-di-tert-butil-4-hidroxifenil) propioniloxi) -5-tert-butilfenil) butano. Para mejorar el retardo de llama de la composición polimérica, se pueden adicionar un hidrato metálico y/o un hidróxido metálico. Aparte de otros aditivos, se menciona la hidrotalcita. No obstante, el documento EP 1 614 712 A1 no da a conocer la combinación específica de 1, 1, 3-tris (2-metil-4- (3- (3, 5-di-tert-butil-4-hidroxifenil) propioniloxi) -5-tertbutilfenil) butano (o antioxidantes fenólicos de estructura química muy similar) con hidrotalcita.

El documento EP 1 253 169 A2 da a conocer el uso de antioxidantes fenólicos específicos tales como 1, 1, 3tris (2-metil-4- (3- (3, 5-di-tert-butil-4-hidroxifenil) propioniloxi) -5-tert-butilfenil) butano para inhibir la degradación de un material de resina, provocada por cloro.

El documento US 6.680.351 da a conocer una composición de poliolefina que tiene una elevada resistencia a la degradación, formándose dicha composición por la combinación de componentes que comprenden por lo menos una poliolefina, un difosfito, triisopropanolamina, un componente de hidrotalcita, y por lo menos un componente de fenol.

El documento US 2002/0040081 da a conocer mezclas de fosfitos que comprenden difosfito de bis (2, 4dicumilfenil) pentaeritritol y antioxidantes de fenol impedido útiles como estabilizantes contra la degradación polimérica durante un procesado en fusión.

Es sabido que la presencia de metales específicos fomenta el proceso de degradación de poliolefinas. Los hidroperóxidos experimentan una descomposición homolítica inducida térmicamente en radicales libres, los cuales a su vez inician nuevas cadenas de oxidación que atacan al polímero y provocan degradación. Esta reacción de descomposición homolítica se cataliza en una reacción redox mediante la presencia de cantidades catalíticas de ciertos iones metálicos, particularmente iones de metales de transición, tales como hierro, cobalto, manganeso, cobre y titanio.

Así, es necesario añadir los denominados desactivadores de metales a materiales poliolefínicos que están en contacto o cerca de piezas metálicas, en particular piezas que comprenden por lo menos una de las especies metálicas nocivas antes mencionadas, con el fin de proporcionar una suficiente estabilidad al calor de largo plazo. De acuerdo con la definición de la IUPAC (Pure & Appl. Chem., Vol. 68, 1996, págs. 2313 a 2323) , un desactivador de metales es un agente que desactiva o reduce la capacidad de iones metálicos de iniciar o catalizar la degradación de un polímero.

La desactivación de metales tiene una gran importancia en la tecnología de los hilos metálicos y los cables en la medida en que capas de polietileno o polipropileno están en contacto directo o al menos cerca del conductor de cobre. No obstante, una desactivación eficaz de metales puede ser importante en otras áreas también, por ejemplo, tubos de polietileno o polipropileno para aplicaciones de agua caliente y fría, en particular si los mismos entran en contacto con accesorios metálicos, tales como accesorios de latón. Hasta hace poco, estos accesorios de latón estaban niquelados.

No obstante, en algunos países, tales como Alemania, las normativas para usar insertos metálicos en aplicaciones de agua potable han sido cambiadas con el fin de evitar un uso adicional de insertos niquelados.

El documento WO 02/092685 A1 da a conocer el uso de una sal ditiocarbamato específica en combinación con un desactivador de metales para estabilizar una resina termoplástica que está en contacto con metales o sales metálicas nocivas que fomentan la degradación.

No obstante, sigue existiendo una necesidad de composiciones que presenten un fuerte efecto de desactivación de metales.

Así, es un objetivo de la presente invención proporcionar una composición polimérica que presente una desactivación eficaz de metales y, consecuentemente, que se pueda usar para la preparación de artículos que estén en contacto con metales que fomentan la degradación.

Según un primer aspecto de la presente invención, el objetivo se logra proporcionando una composición 25 polimérica, que comprende

(i) una poliolefina,

(ii) un fenol estéricamente impedido de la fórmula siguiente:

en donde los grupos X, que pueden ser iguales o diferentes, tienen la siguiente fórmula:

en donde R1 y R4, que pueden ser iguales o diferentes, son un grupo alquilo que tiene entre 1 y 8 átomos de carbono; R2, R3, R5 y R6, que pueden ser iguales o diferentes, son hidrógeno o un grupo alquilo que tiene entre 1 y 8 átomos de carbono,

(iii) una hidrotalcita y/o difosfito de bis (2, 4-dicumilfenil) pentaeritritol.

Tal como se describirá posteriormente de forma más detallada, la combinación específica de componentes (ii) y

(iii) da como resultado un fuerte efecto de desactivación con respecto a metales o sales de estos metales que fomentan la degradación de poliolefinas, tales como cobre o hierro. El término “metal” incluye los metales puros aunque también aleaciones, tales como latón o bronce. La expresión “sal metálica” incluye cualquier compuesto que tenga átomos 60 metálicos en forma oxidada, por ejemplo, óxidos de cobre u óxidos de hierro. De este modo, la composición polimérica de la presente invención es particularmente útil en la preparación de artículos conformados que comprenden uno o más de estos metales fomentadores de la degradación o sales de dichos metales; y/o que entran en contacto con un medio que comprende uno o más de estos metales fomentadores de la degradación o sales de estos metales.

(i) La poliolefina [0019] Preferentemente, la poliolefina se selecciona de... [Seguir leyendo]

1. Composición polimérica, que comprende

(i) una poliolefina,

(ii) un fenol estéricamente impedido de la fórmula siguiente:

en donde los grupos X, que pueden ser iguales o diferentes, tienen la siguiente fórmula:

en donde R1 y R4, que pueden ser iguales o diferentes, son un grupo alquilo que tiene entre 1 y 8 átomos de carbono; R2, R3, R5 y R6, que pueden ser iguales o diferentes, son hidrógeno o un grupo alquilo que tiene entre 1 y 8 átomos de carbono,

(iii) una hidrotalcita y/o difosfito de bis (2, 4-dicumilfenil) pentaeritritol.

2. Composición polimérica según la reivindicación 1, en la que la poliolefina se selecciona de polietileno, polipropileno, o cualquier mezcla de los mismos.

3. Composición polimérica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el polietileno está reticulado.

4. Composición polimérica según la reivindicación 2, en la que el polipropileno es un copolímero aleatorio que comprende unidades comonoméricas obtenidas a partir de etileno y/o alfa-olefinas C4 a C12.

5. Composición polimérica según la reivindicación 4, en la que el copolímero aleatorio de propileno tiene una cantidad de unidades comonoméricas del 10, 0 % en peso o menos.

6. Composición polimérica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el fenol estéricamente impedido se selecciona del grupo consistente en 1, 1, 3-tris (2-metil-4- (3- (3, 5-di-tert-butil-4-hidroxifenil) propioniloxi) -5-tertbutilfenil) butano, 1, 1, 3-tris (3-metil-4- (3- (3, 5-ditert-butil-4-hidroxifenil) propioniloxi) -5-tert-butilfenil) butano, 1, 1, 3-tris (3metil-4- (3- (3-metil-5-tert-butil-4-hidroxifenil) propioniloxi) -5-tert-butilfenil) butano, 1, 1, 3-tris (2-metil-4- (3- (3-metil-5-tertbutil-4-hidroxifenil) -propioniloxi) -5-tert-butilfenil) butano, o cualquier mezcla de los mismos. Más preferentemente, el fenol estéricamente impedido se selecciona de 1, 1, 3-tris (2-metil-4- (3- (3, 5-di-tert-butil-4-hidroxifenil) propioniloxi) -5tert-butilfenil) butano, 1, 1, 3-tris (3-metil-4- (3- (3, 5-di-tert-butil-4-hidroxifenil) propioniloxi) -5-tert-butilfenil) butano, o cualquier mezcla de los mismos.

7. Composición polimérica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el fenol estéricamente impedido está presente en una cantidad de entre un 2, 0 % en peso y un 0, 05 % en peso, sobre la base del peso de la composición polimérica.

8. Composición polimérica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la hidrotalcita es Mg4, 5Al2 (OH) 13 (CO3) * 3, 5 H2O.

9. Composición polimérica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la hidrotalcita está presente en una cantidad de entre un 3, 0 % en peso y un 0, 01 % en peso, sobre la base del peso de la composición polimérica.

10. Composición polimérica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el difosfito de bis (2, 4dicumilfenil) pentaeritritol está presente en una cantidad de entre un 1, 0 % en peso y un 0, 01 % en peso, sobre la base del peso de la composición polimérica.

11. Artículo conformado, que comprende la composición polimérica según una de las reivindicaciones 1 a 10.

12. Artículo conformado según la reivindicación 11, que es un tubo.

13. Artículo conformado según la reivindicación 11, que es un cable.

14. Artículo conformado según una de las reivindicaciones 11 a 13, que comprende además un metal seleccionado del grupo consistente en cobre, hierro, cobalto, manganeso y titanio, y/o una sal de estos metales.

15. Artículo conformado según la reivindicación 14, en el que el metal y/o sal del mismo está en contacto con la composición polimérica.

16. Artículo conformado según una de las reivindicaciones 11 a 15, en el que el metal está presente en forma de un accesorio metálico.

17. Artículo conformado, según la reivindicación 16, en el que el accesorio metálico es un accesorio de latón.

18. Agente desactivador de metales, que comprende los siguientes componentes:

(i) un fenol estéricamente impedido de la siguiente fórmula:

en donde los grupos X, que pueden ser iguales o diferentes, tienen la siguiente fórmula:

en donde R1 y R4, que pueden ser iguales o diferentes, son un grupo alquilo que tiene entre 1 y 8 átomos de carbono; R2, R3, R5, y R6 que pueden ser iguales o diferentes, son hidrógeno o un grupo alquilo que tiene entre 1 y 8 átomos de carbono,

(ii) una hidrotalcita y/o difosfito de bis (2, 4-dicumilfenil) pentaeritritol.

19. Agente desactivador de metales según la reivindicación 18, en el que el agente se proporciona en forma de un kit.

20. Agente desactivador de metales según la reivindicación 18, en el que los componentes se proporcionan en forma de una mezcla.

21. Uso de un fenol estéricamente impedido para desactivación de metales en una composición polimérica, en donde el fenol estéricamente impedido tiene la siguiente fórmula:

en donde los grupos X, que pueden ser iguales o diferentes, tienen la siguiente fórmula:

en donde R1 y R4, que pueden ser iguales o diferentes, son un grupo alquilo que tiene entre 1 y 8 átomos de carbono; R2, R3, R5, y R6, que pueden ser iguales o diferentes, son hidrógeno o un grupo alquilo que tiene entre 1 y 8 átomos de carbono, y en donde la composición polimérica comprende una poliolefina.

22. Uso según la reivindicación 21, en el que el fenol estéricamente impedido se usa en combinación con una hidrotalcita y/o difosfito de bis (2, 4-dicumilfenil) pentaeritritol.

23. Uso de una composición polimérica para reducir la degradación fomentada por metales en un artículo conformado, en donde el artículo conformado comprende un metal y/o entra en contacto con un metal, seleccionándose el metal del grupo consistente en cobre, hierro, cobalto, manganeso, y titanio, y/o una sal de estos metales, y la composición polimérica comprende:

(i) una poliolefina, y

(ii) un fenol estéricamente impedido de la siguiente fórmula:

en donde los grupos X, que pueden ser iguales o diferentes, tienen la siguiente fórmula:

en donde R1 y R4, que pueden ser iguales o diferentes, son un grupo alquilo que tiene entre 1 y 8 átomos de carbono; R2, R3, R5, y R6, que pueden ser iguales o diferentes, son hidrógeno o un grupo alquilo que tiene entre 1 y 8 átomos de carbono.

24. Uso según la reivindicación 23, comprendiendo además la composición polimérica una hidrotalcita y/o difosfito de bis (2, 4-dicumilfenil) pentaeritritol.