Utilización de un agente de secado que contiene silicio para una composición de poliolefina que contiene una poliolefina reticulable con grupos silano y un catalizador de condensación de silanoles.

Utilización de un compuesto (C) que contiene silicio como un agente de secado en una composición de poliolefinaque comprende una poliolefina reticulable con grupos silano hidrolizables (A),

en la que el compuesto (C) quecontiene silicio tiene una estructura según la fórmula(R1)x[Si(R2)y(R3)z]m (I)

en la que

R1 , que puede ser igual o diferente si están presentes más de uno de dichos grupos, es un residuo de hidrocarbilomonofuncional o, si m ≥ 2, es uno bifuncional, que comprende de 1 a 100 átomos de carbono y, como mínimo, unheteroátomo o grupo heteroatómico seleccionado entre -O-, -O-(CO)-, -NH-, -NH2, -NH-(CO)-NH2, -NH-(CO)-OCH3,un grupo epoxi, un grupo carbamato, -S-, -SO-, -SO2-, -NR-, -PR-, en los que R es un átomo de hidrógeno o unhidrocarburo con 1 a 100 átomos de carbono;

R2, que puede ser igual o diferente si están presentes más de uno de estos grupos, es un residuo hidrocarbiloxi quecomprende de 1 a 100 átomos de carbono;

R3, es R4SiR1

PR2

q, en el que

p es de 0 a 3,

q es de 0 a 3,

con la condición de que p + q es 3, y

R4 es -(CH2)rYs(CH2)t- en el que r y t son independientemente de 1 a 3, s es 0 ó 1 e Y es un grupo heteroatómicodifuncional seleccionado entre -O-, -O-(CO)-, -NH-, -NH2, -NH-(CO)-NH2, -NH-(CO)-OCH3, un grupo epoxi, un grupocarbamato, -S-, -SO-, -SO2-, -NR-, -PR-, en los que R es un hidrocarburo o un átomo de hidrógeno y en los que R1 yR2 son tal como se ha definido anteriormente, y x es de 0 a 3, y es de 1 a 4, z es 0 ó 1, con la condición de que x + y+ z ≥ 4; y m ≥ 1 ó 2; en la que la composición de poliolefina comprende además un catalizador (B) de condensaciónde silanoles que comprende un ácido sulfónico orgánico que comprende el elemento estructural:Ar(SO3H)x' (II)

siendo Ar un grupo arilo sustituido con, como mínimo, un grupo hidrocarbilo C4- a C30- y el catalizador (B) decondensación de silanoles comprende de 100 a 200 átomos de carbono, y siendo x', como mínimo, 1.

Utilización de un agente de secado que contiene silicio para una composición de poliolefina que contiene una poliolefina reticulable con grupos silano y un catalizador de condensación de silanoles La presente invención se refiere a la utilización de un compuesto que contiene silicio, como un agente de secado para composiciones de poliolefina, en composiciones de poliolefina que comprenden un ácido de Brönsted.

Es conocida la reticulación de poliolefinas mediante aditivos, dado que ésta mejora propiedades de la poliolefina tales como la resistencia mecánica y la resistencia química al calor. La reticulación puede llevarse a cabo mediante la condensación de grupos silanol contenidos en la poliolefina que se pueden obtener mediante la hidrólisis de grupos silano. Un compuesto de silano se puede introducir como un grupo reticulable, por ejemplo, mediante el injerto del compuesto de silano en una poliolefina, o mediante la copolimerización de monómeros de olefinas y monómeros que contienen grupos silano. Estas técnicas son conocidas, por ejemplo, a partir de las patentes de EE.UU. Nos. 4.413.066, 4.297, 310, 4.351.876, 4.397.981, 4.446.283 y 4.456.704.

Para la reticulación de dichas poliolefinas, debe utilizarse un catalizador de condensación de silanoles. Los catalizadores convencionales son, por ejemplo, compuestos orgánicos de estaño tales como dilaurato de dibutilestaño (DBTDL) . Además, es conocido que el proceso de reticulación se lleva a cabo de forma ventajosa en presencia de catalizadores ácidos de condensación de silanoles. A diferencia de los catalizadores orgánicos de estaño convencionales, los catalizadores ácidos permiten que la reticulación tenga lugar rápidamente ya a temperatura ambiente. Estos catalizadores ácidos de condensación de silanoles se dan a conocer, por ejemplo, en el documento WO 95/17463.

A efectos de obtener un producto final homogéneo, es importante que se obtenga una muy buena mezcla de los componentes de la composición de poliolefina, incluyendo una muy buena dispersión del catalizador de condensación de silanoles en la matriz polimérica. Además, es deseable un rendimiento elevado en la etapa de procesamiento, por ejemplo, una salida elevada desde un extrusor en el que se extruye la composición.

Cuando se formula la composición de poliolefina, por ejemplo, mediante extrusión, se sabe que la mezcla y, por lo tanto, la dispersión del catalizador de condensación de silanoles, se puede mejorar mediante una mayor entrada de energía en el extrusor. Por supuesto, una mayor producción del extrusor requiere también una entrada mayor de energía en el extrusor. Sin embargo, debido a un aumento de la temperatura de la composición de poliolefina creado por la fricción, la cantidad de entrada de energía y, por lo tanto, la salida desde el extrusor es limitada, dado que por lo general la composición de poliolefina comienza degradarse a una temperatura de, aproximadamente, 200ºC. De este modo, sería deseable tener una composición de poliolefina que permitiera una mayor entrada de energía en el extrusor y, por lo tanto, una mayor producción del extrusor, a temperaturas más bajas, evitando de este modo la degradación de la poliolefina.

Además, a efectos de evitar la degradación de la poliolefina en la medida de lo posible y para maximizar la salida del extrusor, es deseable además que la composición permanezca en el extrusor el menor tiempo posible, es decir, es deseable disminuir el tiempo de retención en el extrusor.

Por último, para muchas aplicaciones, tales como capas semiconductoras en cables de media o alta tensión, se requiere una calidad elevada de la superficie, incluyendo una superficie lisa, de la composición de poliolefina extruida.

Por lo tanto, es deseable dar a conocer una composición de poliolefina que comprenda una poliolefina con grupos silano hidrolizables y un catalizador de condensación de silanoles, con propiedades mejoradas de procesamiento, en particular, con una menor temperatura de extrusión y un mayor rendimiento durante la extrusión, con un tiempo de retención reducido en el extrusor, y con una mejora de la calidad de la superficie después de la extrusión.

Sorprendentemente, se ha encontrado ahora que los objetivos anteriores se pueden lograr mediante la adición de un compuesto que contiene silicio a una composición que comprende una poliolefina con grupos silano hidrolizables y un catalizador de condensación de silanoles.

La presente invención da a conocer la utilización de un compuesto (C) que contiene silicio como un agente de secado en una composición de poliolefina que comprende

(i) una poliolefina reticulable con grupos silano hidrolizables (A) ,

(ii) un catalizador de condensación de silanoles (B) , en el que el compuesto (C) que contiene silicio tiene una estructura según la fórmula

(R1) x[Si (R2) y (R3) z]m (I)

en la que R1, que puede ser igual o diferente si están presentes más de uno de estos grupos, es un residuo de hidrocarbilo monofuncional o, si m = 2, uno bifuncional, que comprende de 1 a 100 átomos de carbono y, como mínimo, un heteroátomo; R2, que puede ser igual o diferente si están presentes más de uno de estos grupos, es un residuo hidrocarbiloxi que comprende de 1 a 100 átomos de carbono; R3, es R4SiR1pR2q, en el que p es de 0 a 3, q es de 0 a 3, con la condición de que p + q es 3, y R4 es - (CH2) rYs (CH2) t- en el que r y t, independientemente, son de 1 a 3, s es 0 ó 1 e Y es un grupo heteroatómico difuncional seleccionado entre -O-, -O- (CO) - , -NH-, -NH2, -NH- (CO) -NH2, -NH- (CO) -OCH3, un grupo epoxi, un grupo carbamato, -S-, -SO-, -SO2-, -NR-, -PR-, en los que R es un hidrocarburo o hidrógeno y en los que R1 y R2 son tal como se han definido anteriormente, y x es de 0 a 3, y es de 1 a 4, z es 0 ó 1, con la condición de que x + y + z = 4; y m = 1 ó 2.

La composición según la presente invención tiene un comportamiento de procesamiento mejorado, ya que permite la extrusión de la composición a una temperatura significativamente disminuida y, al mismo tiempo, con una muy buena dispersión y salida elevada. De este modo, con la composición de la presente invención son posibles campañas de producción mucho más largas.

Además, después de la extrusión, la composición en el extrusor se comporta de una manera muy similar a un material termoplástico, es decir, no hay prácticamente ninguna caída en el índice de fluidez después de la extrusión, y el tiempo de retención en el extrusor se reduce significativamente, lo que demuestra de nuevo las propiedades excelentes de procesamiento de la composición.

Además, la composición después de la extrusión tiene una muy buena calidad de superficie, por ejemplo, una superficie lisa y bajo contenido en gel. En particular, se obtiene además una calidad elevada de la superficie inmediatamente después de la extrusión del nuevo material de la composición, después de que el extrusor se haya detenido durante un cierto tiempo, por ejemplo, para el cambio de herramientas.

Preferentemente, el compuesto (C) que contiene silicio tiene una compatibilidad elevada con la composición de polímero de la presente invención, lo que significa que incluso después del tratamiento de la composición a temperatura elevada durante varias horas, la mayor parte del compuesto (C) que contiene silicio no se volatiliza de la composición. La compatibilidad del compuesto (C) se puede ajustar especialmente mediante la selección apropiada del grupo R1, que debe ser elegido suficientemente grande y no polar.

Más particularmente, el compuesto (C) que contiene silicio, preferentemente es compatible con la composición en la medida en que, habiendo estado presente en la composición en una cantidad inicial correspondiente a 0, 060 moles de grupos hidrolizables por 1000 g de composición, después de un almacenamiento a 60ºC durante 74 h al aire está todavía presente en la composición, como mínimo, en una cantidad correspondiente a 0, 035 moles de grupos hidrolizables por 1000 g de composición.

Preferentemente además, en la fórmula (I) para el compuesto (C) :

R1, que puede ser igual o diferente si están presentes más de uno de estos grupos, contiene de 1 a 30 átomos de carbono, con la condición de que si está presente más de un grupo R1, el número total de átomos de carbono de los grupos R1 es, como máximo, 60, y comprende además, como mínimo, un heteroátomo seleccionado entre oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo y combinaciones de los mismos;

Preferentemente además, en la fórmula (I) para el compuesto (C) :

R2, que puede ser igual o diferente si están presentes más de uno de estos grupos, es un grupo alcoxi,... [Seguir leyendo]

1. Utilización de un compuesto (C) que contiene silicio como un agente de secado en una composición de poliolefina que comprende una poliolefina reticulable con grupos silano hidrolizables (A) , en la que el compuesto (C) que 5 contiene silicio tiene una estructura según la fórmula (R1) x[Si (R2) y (R3) z]m (I)

en la que R1, que puede ser igual o diferente si están presentes más de uno de dichos grupos, es un residuo de hidrocarbilo monofuncional o, si m = 2, es uno bifuncional, que comprende de 1 a 100 átomos de carbono y, como mínimo, un heteroátomo o grupo heteroatómico seleccionado entre -O-, -O- (CO) -, -NH-, -NH2, -NH- (CO) -NH2, -NH- (CO) -OCH3, un grupo epoxi, un grupo carbamato, -S-, -SO-, -SO2-, -NR-, -PR-, en los que R es un átomo de hidrógeno o un hidrocarburo con 1 a 100 átomos de carbono;

R2, que puede ser igual o diferente si están presentes más de uno de estos grupos, es un residuo hidrocarbiloxi que comprende de 1 a 100 átomos de carbono; R3, es R4SiR1PR2q, en el que p es de 0 a 3, q es de 0 a 3,

con la condición de que p + q es 3, y R4 es - (CH2) rYs (CH2) t- en el que r y t son independientemente de 1 a 3, s es 0 ó 1 e Y es un grupo heteroatómico difuncional seleccionado entre -O-, -O- (CO) -, -NH-, -NH2, -NH- (CO) -NH2, -NH- (CO) -OCH3, un grupo epoxi, un grupo carbamato, -S-, -SO-, -SO2-, -NR-, -PR-, en los que R es un hidrocarburo o un átomo de hidrógeno y en los que R1 y R2 son tal como se ha definido anteriormente, y x es de 0 a 3, y es de 1 a 4, z es 0 ó 1, con la condición de que x + y

+ z = 4; y m = 1 ó 2; en la que la composición de poliolefina comprende además un catalizador (B) de condensación de silanoles que comprende un ácido sulfónico orgánico que comprende el elemento estructural:

Ar (SO3H) x’ (II)

siendo Ar un grupo arilo sustituido con, como mínimo, un grupo hidrocarbilo C4- a C30- y el catalizador (B) de condensación de silanoles comprende de 100 a 200 átomos de carbono, y siendo x’, como mínimo, 1.

2. Utilización, según la reivindicación 1, en la que en la fórmula para el compuesto (C) :

R1, que puede ser igual o diferente si están presentes más de uno de estos grupos, contiene de 1 a 30 átomos de carbono, con la condición de que si está presente más de un grupo R1 el número total de átomos de carbono de los grupos R1 es, como máximo 60, y comprende además, como mínimo, un heteroátomo seleccionado entre oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo y combinaciones de los mismos; y R2, que puede ser igual o diferente si están presentes más de uno de estos grupos, es un grupo alcoxi,

ariloxi, alquilariloxi, o un grupo arilalquiloxi que contiene de 1 a 15 átomos de carbono, con la condición de que si está presente más de un grupo R2 el número total de átomos de carbono en las fracciones alquilo de los grupos R2 es, como máximo, 40.

3. Utilización, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que en la fórmula para el compuesto (C) :

R2 es un grupo alcoxi C1 a C10 lineal o ramificado.

4. Utilización, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que en la fórmula para el compuesto (C) :

x = 1, y = 3, z = 0, y m = 1.

5. Utilización, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el compuesto (C) comprende metacriloximetil trimetoxisilano, 3-metacriloxipropil trimetoxisilano, 3-glicidoxipropil trimetoxisilano, 3-ureidopropil trimetoxisilano y/o N-trimetoxisililmetil-O-metilcarbamato.

6. Utilización, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la poliolefina reticulable con grupos silano hidrolizables (A) comprende un polietileno con grupos silano hidrolizables.