Composiciones en forma de pellas de polímeros aromáticos bromados de bajo peso molecular.

Un proceso para granular una composición de polímero aromático bromado de la fórmula:

en la que n es un número promedio en el rango de 2,9 a 3,9, en donde cada x es el mismo o diferente y es un número entero en el intervalo de 3 a 5, estando el número promedio de todas las x en la composición en el intervalo de 3,50 a 3,80 y el porcentaje en peso de bromo como de acuerdo a lo determinado por medio de espectroscopía de fluorescencia de rayos X en el polímero en el intervalo de 73,4 a 74,5, cuyo proceso comprende la formación de una mezcla fundida fluida a partir de componentes compuestos de

(A) una composición polimérica aromática bromada de la fórmula anterior y (B) al menos un polímero termoplástico de al menos un monómero monoolefínico que tiene en el intervalo de 2 a 12 átomos de carbono por molécula en proporciones en las que la relación en peso del Componente (A):Componente (B) está en el intervalo de 80:20 a 99,5:0,5; y@

convertir dicha mezcla fundida fluida en pellas solidificadas,

donde durante el proceso de granulación de la mezcla de dichos componentes compuestos de (A) y (B), la formación de partículas en el rango de tamaño de polvo de 20 y 840 μm no es mayor al 5% en peso.

Composiciones en forma de pellas de polímeros aromáticos bromados de bajo peso molecular Antecedentes de la invención

Una nueva clase altamente efectiva de composiciones de polímeros aromáticos bromados de bajo peso molecular ha sido descubierta recientemente en nuestros laboratorios. Las composiciones tienen la siguiente fórmula:

C6H(5-x)BrxCH2CH2(C6H(5-x)BrxCHCH2-)nCH2C6H(5-x)Brx

donde n es un número promedio en el intervalo de 2,9 a 3,9, donde cada x es el mismo o diferente y es un número entero en el intervalo de 3 a 5, estando el número promedio de todas las x en la composición en el intervalo de 3,5 a 3,8 y el porcentaje en peso de bromo de acuerdo a lo determinado por espectroscopia de fluorescencia de rayos X (XRF) en el polímero se encuentra en el intervalo de 73,4 a 74,5. Una descripción detallada de estas nuevas composiciones de polímero aromático bromado y sus preparaciones y usos se presentan en la solicitud de patente provisional de propiedad común de los Estados Unidos No. 61/119.289, presentada el 2 de diciembre de 28, la cual se incorpora en su totalidad a la presente invención mediante esta referencia.

Debido a los pesos moleculares relativamente bajos de los polímeros de la fórmula anterior (por ejemplo, un Mw en el Intervalo de 3), no se esperaría que las composiciones de polímero aromático bromado de peso molecular bajo anteriores tuvieran suficiente fuerza intrínseca para ser convertidos directamente en pellas sin la formación al mismo tiempo de cantidades considerables de coproducto en polvo, incluyendo materiales granulados en forma de polvos. La formación de polvos y materiales granulados es por supuesto muy indeseable, especialmente si los polvos son arrastrados por el aire. Además, a menos que los polvos y el material granulado se recuperen para ser reciclados, su formación resultaría en la pérdida del producto deseado y, por consiguiente, en una pérdida económica.

La expectativa de que no se espere que los polímeros de peso molecular relativamente bajo mencionados tengan suficiente fuerza intrínseca para ser convertidos directamente en pellas sin la formación al mismo tiempo de cantidades considerables de coproducto en polvo, incluyendo material granulado en forma de polvos, se basa en experiencias reales en nuestros laboratorios. Como se señaló en el documento WO 28/11477 de propiedad común, los polímeros estirénicos aniónicos tales como poliestireno aniónico, un poliestireno formado mediante el uso de un sistema inhibidor de polimerización aniónica, tienen "tendencia a formar cantidades sustanciales de pequeñas partículas y materiales granulados cuando se realizan intentos de granular el producto. Parece ser que las pellas, a menos que se encuentren unidos por un agente aglutinante externo o similar, tienden a desintegrarse y a reducirse hasta pequeñas partículas y material granulado finamente dividido, típicamente denominado como "finos", durante su formación, manipulación y/o envasado. Debido a esta característica, diferentes procedimientos de granulación o compactación son inadecuados para producir polímeros estirénicos aniónicos bromados esencialmente libres de finos, y que durante su embarque y manipulación se mantengan esencialmente libres de finos. Como se puede apreciar fácilmente, la existencia o la formación de finos en un producto de este tipo no solo es perjudicial para la apariencia del producto granulado sino que tampoco es deseado por el consumidor.

En la medida que la cita anterior aplica para un tipo de polímero que tiene pesos moleculares (Mw) típicamente en la región de 13., puede observarse que con un polímero que tiene un Mw en la región de 3., se esperaría que no se pudiesen fabricar pellas útiles sin un aglutinante e incluso si se utilizara un aglutinante, la cantidad de tal aglutinante en un producto granulado debería ser necesariamente relativamente alta para poder mantener la cantidad de finos y de partículas en polvo en un mínimo satisfactorio.

Además, el documento WO 99/5577 A1 divulga un retardante de llama de poliestireno bromado que tiene un contenido de bromo en el intervalo de 55 a 7% en peso y que contiene una base de metal alcalino, cuya cantidad es menor al 1% en peso, de tal manera que si el retardante de llama se disuelve en bromoclorometano y la solución resultante se extrae con agua, el extracto acuoso resultante exhibe un pH de al menos 9,. Dicho retardante de llama está en forma de partículas que puede ser obtenido por precipitación a partir de una solución poliestireno de bromado.

Además, el documento EP 775 719 A2 divulga un proceso para la preparación de una composición elastomérica que puede ser vulcanizada mediante la combinación de múltiples polímeros diferentes granulares en donde cada elastómero tiene partículas de un tamaño de 5 mm o menores en un compuesto granular en masa burda, y el amasado de este compuesto en masa burda con al menos un agente de vulcanización para producir un compuesto elastómero que puede ser vulcanizado.

Además, el documento EP 2 514 A1 divulga un concentrado retardante de llama que consiste de una mezcla homogénea de 1 a 8% en peso de un estireno oligomérico bromado, 5 a 5% en peso de un óxido metálico, y de a 85% de un relleno inorgánico. Este retardante de llama puede ser añadido a polímeros termo plásticos en una cantidad de 1 a 5% en peso con el fin de proporcionar retardo de llama al polímero termoplástico. Se divulga que

este concentrado es útil para el retardo de llama de polímeros termoplásticos. Se pueden añadir concentrados retardantes de llama a los polímeros termoplásticos en cantidades de 1 a 5% en peso.

En realidad, sería muy conveniente si pudiese encontrarse una forma de convertir polímeros en polvo del tipo antes mencionado en pellas que, aunque fuesen susceptibles a desintegrarse durante su manipulación o uso, formarían agregados más pequeños con poca formación al mismo tiempo, si acaso, de polvos que pueden ser arrastrados por el aire.

Breve resumen no limitante de la invención

Contrario a tales expectativas, se ha descubierto, sorprendentemente, que los polímeros de fórmula (I) que se presentan más adelante pueden convertirse en pellas a través de una tecnología de proceso proporcionado por la presente invención. Más particularmente, se ha encontrado que mediante la formación de una mezcla fundida de un polímero de formula (I) que se presenta más adelante, junto con una cantidad modesta de al menos un polímero termoplástico de al menos un monómero monoolefínico que tenga en el intervalo de 2 a 12 átomos de carbono por molécula, y convirtiendo la mezcla fundida en pellas como se describe en la presente invención, es posible lograr la formación de pellas que casi no producen "finos" o polvos que puedan ser arrastrados por el aire, durante su producción, manipulación o uso. Como se observará a partir de los datos experimentales presentados aquí más adelante, se ha encontrado que es posible, de acuerdo con esta invención, formar pellas que cuando son sometidos a una prueba de desgaste en un tambor giratorio, forman no más de 2 % en peso de finos. En efecto, con proporciones adecuadas de los componentes utilizados en la práctica de esta invención, se formaron pellas que tienen la capacidad de formar no más de 1% en peso de finos en la prueba de desgaste en un tambor giratorio.

Por lo tanto, la invención proporciona un proceso para granulación de una composición polimérica aromática bromada de la fórmula:

en la que n es un número promedio en el rango de 2,9 a 3,9, en donde cada x es el mismo o diferente y es un número entero en el intervalo de 3 a 5, estando el número promedio de todas las x en la composición en el intervalo de 3,5 a 3,8 y el porcentaje en peso de bromo como de acuerdo a lo determinado por medio de espectroscopia de fluorescencia de rayos X en el polímero en el intervalo de 73,4 a 74,5, en donde dicho proceso comprende la formación de una mezcla fundida fluida a partir de componentes compuestos de

(A) una composición polimérica aromática bromada de la fórmula anterior y

(B) al menos un polímero termoplástico de al menos un monómero monoolefínico que tiene en el intervalo de 2 a 12 átomos de carbono por molécula

en proporciones en la que la relación en peso del Componente (A):Componente (B) está en el intervalo de 8:2 a

99,5:,5; y

convertir dicha mezcla fundida fluida en pellas solidificadas,

donde durante el proceso de granulación de la mezcla de dichos componentes compuestos de (A) y (B), la formación de partículas en el rango de tamaño de polvo de 2 y 84 pm no es mayor al 5% en peso.

Además, la invención proporciona una composición retardante de llama... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para granular una composición de polímero aromático bromado de la fórmula:

Br

X

en la que n es un número promedio en el rango de 2,9 a 3,9, en donde cada x es el mismo o diferente y es un número entero en el intervalo de 3 a 5, estando el número promedio de todas las x en la composición en el intervalo de 3,5 a 3,8 y el porcentaje en peso de bromo como de acuerdo a lo determinado por medio de espectroscopia de fluorescencia de rayos X en el polímero en el intervalo de 73,4 a 74,5, cuyo proceso comprende la formación de una mezcla fundida fluida a partir de componentes compuestos de

(A) una composición polimérica aromática bromada de la fórmula anterior y

(B) al menos un polímero termoplástico de al menos un monómero monoolefínico

que tiene en el intervalo de 2 a 12 átomos de carbono por molécula en proporciones en las que la relación en peso del Componente (A):Componente (B) está en el intervalo de 8:2 a 99,5:,5; y

convertir dicha mezcla fundida fluida en pellas solidificadas,

donde durante el proceso de granulación de la mezcla de dichos componentes compuestos de (A) y (B), la formación de partículas en el rango de tamaño de polvo de 2 y 84 pm no es mayor al 5% en peso.

2. Un proceso como en la reivindicación 1, en donde la conversión de los componentes (A) y (B) en una mezcla fundida fluida se realiza a una temperatura elevada en una extrusora de doble husillo que opera y donde el extrudido de la extrusora se granula antes o después de que el extrudido se solidifique.

3. Un proceso como en la reivindicación 1, en donde la conversión de los componentes (A) y (B) en una mezcla fundida fluida se realiza a una temperatura elevada en una extrusora que opera por desgasificación en funcionamiento y donde el extrudido de la extrusora de desgasificación se granula antes o después de que el extrudido se solidifique.

4. Un proceso como en la reivindicación 3, en donde la conversión de los componentes (A) y (B) en una mezcla fundida fluida comprende convertir en dicha extrusora de desgasificación una solución de los componentes (A) y (B) en dicha mezcla fundida fluida, estando la proporción en peso de (A):(B) en dicha solución y en dicha mezcla fundida fluida dentro de dicho intervalo de 88:12 a 98:2 y donde el extrudido de la extrusora de desgasificación se granula antes o después de que el extrudido se solidifique.

5. Una composición retardante de llama granulada formada como en la reivindicación 1, en donde las pellas comprenden una mezcla de:

(A) una composición polimérica aromática bromada de la formula:

donde n es un número promedio en el intervalo de 2,9 a 3,9, donde cada x es el mismo o diferente y es un número entero en el intervalo de 3 a 5, estando el número promedio de todas las x en la composición en el intervalo de 3,5 a 3,8 y el porcentaje en peso de bromo de acuerdo a lo determinado mediante espectroscopia de fluorescencia de rayos X en el polímero se encuentra en el intervalo 73,4 a 74,5; y

(B) al menos un polímero termoplástico de al menos un monómero monoolefínico que tiene en el intervalo de 2 a 12 átomos de carbono por molécula,

estando las proporciones de (A) y (B) utilizadas en la mezcla en una proporción en peso de (A):(B) en el intervalo de 8:2 a 99,5:,5, estando las pellas caracterizadas porque, si se presenta un rompimiento durante la manipulación o el uso, se forman pellas más pequeñas y la formación de partículas del tamaño de polvo que están en el intervalo de 2 a 84 pm no es mayor al 5% en peso.

6. Una composición como en la reivindicación 5, en la cual las pellas comprenden además al menos un antioxidante.

7. Una composición como en la reivindicación 6, en donde el antioxidante es una combinación de pentaeritritol tetrakis [3-(3,5-di-tert-butil-4-hidroxifenil)propionato] y tri s-(2,4-d i-te rt-b uti If en i I )-fosf i to.

8. El objetivo como en cualquiera de las reivindicaciones 1 - 7, en donde dicho (B) del mismo se selecciona de (i) al menos un polímero estirénico cristalino, (ii) al menos un polímero estirénico modificado por impacto, o (iii) ambos de

(i)y(ü).

9. El objetivo como en la reivindicación 8, en donde dicho (B) del mismo es al menos un poliestireno de alto impacto.

1. El objetivo como en la reivindicación 8, en donde dicho (B) del mismo es al menos un poliestireno cristalino.

11. El objetivo como en cualquiera de las reivindicaciones 1 - 7, en donde dicho (B) del mismo se selecciona de (iv) al menos un homopolímero o copolímero de un hidrocarburo a-olefínico alifático, (v) al menos un copolímero de un hidrocarburo a-olefínico y un monómero a-olefínico que contiene un grupo funcional, o (vi) ambos de (iv) y (v).

12. El objetivo como en la reivindicación 11, en donde dicho (B) del mismo es un copolímero de etileno y un hidrocarburo a-olefínico alifático que tiene de 3 a 1 átomos de carbono por molécula.

13. El objetivo como en la reivindicación 11, en donde dicho (B) del mismo es un copolímero de etileno - octano.

14. El objetivo como en la reivindicación 11, en donde dicho (B) del mismo es un copolímero de etileno - acetato de vinilo.

15. Las pellas formadas como en la reivindicación 1, compuestos de los componentes fundidos - mezclados que comprenden:

donde n es un número promedio en el intervalo de 2,9 a 3,9, donde cada x es el mismo o diferente y es un número entero en el intervalo de 3 a 5, estando el número promedio de todas las x en la composición en el intervalo de 3,5 a 3,8 y el porcentaje en peso de bromo de acuerdo a lo determinado mediante espectroscopia de fluorescencia de rayos X en el polímero se encuentra en el intervalo 73,4 a 74,5; y

(B) al menos un polímero termoplástico de al menos un monómero monoolefínico que tiene en el intervalo de 2 a 12 átomos de carbono por molécula,

donde dichos componentes (A) y (B) están en proporciones tales que la proporción en peso del Componente (A):Componente (B) está en el intervalo de 8:2 a 99,5:,5;

estando dichas pellas caracterizadas además porque, cuando se someten a la prueba de desgaste en un tambor giratorio, la cantidad de partículas capaces de pasar a través de una malla de tamiz de 841 pm (malla 2 estadounidense estándar) es del 2% en peso o menos.

16. Las pellas como en la reivindicación 15, en donde dicha cantidad de partículas capaces de pasar a través de una malla de tamiz de 841 pm (malla 2 estadounidense estándar) es del 1 % en peso o menos.