Dispersiones poliméricas de distribución estrecha de tamaño de partícula.

Un proceso para la fabricación de una dispersión polimérica que comprende las etapas de i) proporcionar una mezcla que comprende de 2 a 60 partes en peso de un primer polímero de polipropileno que tiene suficientes grupos de ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico equivalentes a un valor de ácido de 2 a 50 mg de KOH/g de polímero nv y de 40 a 98 partes en peso de un segundo polímero que tienen un exceso molar de grupos funcionales capaces de reaccionar con los grupos de ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico del polipropileno.

ii) provocar que los polímeros se fundan a una temperatura seleccionada en condiciones de elevada cizalladura en un dispositivo de extrusión para formar una mezcla estrecha de los polímeros

iii) provocar que determinados grupos de ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico del polipropileno reaccionen con al menos determinados grupos funcionales del segundo polímero para formar una mezcla de reacción, en condiciones de alta cizalladura en un dispositivo de extrusión

iv) enfriar la mezcla de reacción, a una tasa de al menos 50 ºC/minuto, fuera del dispositivo de extrusión para formar un producto sólido

v) opcionalmente romper el producto sólido en fragmentos pequeños

vi) poner en contacto el producto sólido con un líquido orgánico en el que el líquido orgánico se escoge para que sea un buen disolvente para el segundo polímero y un disolvente pobre para el polímero de polipropileno, de manera que se forme una dispersión que comprenden partículas de polipropileno en una disolución del segundo polímero disuelto en el líquido orgánico.

Dispersiones poliméricas de distribución estrecha de tamaño de partícula

La presente invención se refiere a dispersiones poliméricas que comprenden, en particular, dispersiones de polipropileno modificado en un líquido portador orgánico, útiles como composiciones de revestimiento especialmente para su uso en recipientes metálicos para bebidas y alimentos y en aplicaciones de termosellado para recipientes. También se proporciona un procedimiento para preparar las dispersiones.

Los envases de metal para alimentos y bebidas, por ejemplo latas y bandejas tapadas, normalmente están recubiertas en el interior para evitar reacción entre el contenido y el metal del que está constituida la lata. Dicha reacción conduce tanto al deterioro no deseado de la lata como también a efectos potencialmente perjudiciales en el contenido, en particular en términos de cambios en la calidad y sabor. Sin un recubrimiento interno, la mayoría de las latas de alimentos o bebidas no permanecería utilizable durante mucho tiempo. El recubrimiento se aplica con frecuencia al metal plano por recubrimiento con rodillo antes de que se forme la lata y después se seca y/o se cura en una operación en estufa. Las temperaturas de horno típicas usadas son de aproximadamente 2 °C durante 6 a 12 minutos para los metales laminados y de aproximadamente 3 °C durante 8-3 segundos para metal en forma de bobina. Se forma después la lata a partir del metal plano mediante un proceso de estirado antes de que se llene con comida o bebida y finalmente se cierra.

Se requiere que los recubrimientos tengan muy buena flexibilidad, adhesión, resistencia a la esterilización, propiedades de estabilidad y resistencia al enrojecimiento. La flexibilidad y la adhesión son esenciales si el recubrimiento tiene que permanecer intacto durante el proceso de formación de la lata cuando se estira la lámina de metal plano recubierta para dar lugar a la lata.

Cuando se llenan las latas con alimentos, normalmente los contenidos se esterilizan por medio de calentamiento de la lata sellada hasta temperaturas de aproximadamente 12 °C a 14 °C durante 1 a 9 minutos (dependiendo de la naturaleza del alimento). Después el recubrimiento está en contacto directo con el contenido de la lata durante un periodo de tiempo considerable que puede ser muchos años. Durante la esterilización y posterior almacenamiento, se requiere que el recubrimiento mantenga su integridad para que se evite la corrosión de la lata de metal y se evite la migración de metal al contenido de la lata. Adlclonalmente, el recubrimiento no debe dañar al contenido por liberación de material no deseado o por alteración del sabor o el aspecto. Estas propiedades de resistencia afectan no sólo al tiempo de durabilidad del producto sino también a la salud pública y la seguridad. Así, hay requerimientos particularmente rigurosos y específicos de composiciones de recubrimiento para interiores de latas que son diferentes de los de otros recubrimientos.

En algunas aplicaciones, también se usa el recubrimiento para unir la tapa al cuerpo del envase. Por ejemplo, se puede proporcionar alimento para mascotas en una bandeja con una tapa de aluminio de longitud total, delgada. La tapa está unida a la bandeja mediante un recubrimiento, normalmente reticulado, que tras la aplicación de calor y presión forma una unión o cierre adhesivo entre la tapa y la bandeja. Se accede al contenido simplemente retirando la tapa de aluminio flexible que a su vez rompe el cierre. La resistencia del cierre es muy importante ya que debe ser suficientemente fuerte para resistir el proceso de fabricación y llenado, no siendo sin embargo tan fuerte como para que sea difícil romper el cierre.

En muchas aplicaciones, los revestimentos se aplican en forma de películas muy finas para producir películas secas de no más que 1 pm de espesor. En tales circunstancias, los revestimientos deben estar libres de materia particulada mayor que este tamaño.

Con frecuencia, las dispersiones poliméricas se usan para formular revestimientos. Desafortunadamente, éstas contienen partículas demasiado grandes para resultar apropiadas para su uso en aplicaciones que requireren películas muy finas. Los revestimientos procedentes de dichas dispersiones no son uniformes, y producen no solo superficies bastas sino también problemas en cuanto a propiedades tales como propiedades de adhesión y propiedades protectoras.

De este modo, es necesario un proceso mejorado para la fabricación de dispersiones poliméricas de tamaño de partícula pequeño y distribución de tamaño de partícula estrecha.

Por consiguiente, en un aspecto de la invención se proporciona un proceso para la fabricación de una dispersión pollmérlca que comprende las etapas de

i) proporcionar una mezcla que comprende de 2 a 6 partes en peso de un primer polímero de polipropileno con suficientes grupos de ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico equivalentes a un valor de contenido en ácido libre de 2 a 5 mg de KOH/g de polímero nv y de 4 a 98 partes en peso de un segundo polímero con un exceso molar de grupos funcionales capaces de reaccionar con los grupos de ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico del polipropileno.

¡i) provocar que los polímeros se fundan a una temperatura seleccionada en condiciones de elevada cizalladura en un dispositivo de extrusión para formar una mezcla estrecha de los polímeros

Ni) provocar que determinados grupos de ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico del polipropileno reaccionen con al menos determinados grupos funcionales del segundo polímero para formar una mezcla de reacción, en condiciones de alta cizalladura en un dispositivo de extrusión

iv) enfriar la mezcla de reacción, a una tasa de al menos 5 °C/minuto, fuera del dispositivo de extrusión para formar un producto sólido

v) opcionalmente romper el producto sólido en fragmentos pequeños

vi) poner en contacto el producto sólido con un líquido orgánico

en el que el líquido orgánico se escoge para que sea un buen disolvente para el segundo polímero y un disolvente pobre para el polímero de polipropileno, de manera que se forme una dispersión que comprenda partículas de polipropileno en una disolución del segundo polímero disuelto en el líquido orgánico.

La velocidad de enfriamiento de la mezcla de reacción debería ser lo más elevada posible.

Más preferentemente de 5 a 6 °C/minuto, incluso más preferentemente de 75 °C/minuto a 6 °C/minuto, todavía más preferentemente de 1 °C/minuto a 6 °C/minuto.

Preferentemente, la mezcla de reacción abandona el dispositivo de extrusión a una temperatura de 1 a 23 °C, más preferentemente de 13 a 2 °C, incluso más preferentemente de 14 a 19 °C y del modo más preferido de 15 a 18 °C.

Preferentemente, en la etapa iv), la mezcla de reacción se somete a extrusión desde la salida del dispositivo de extrusión al interior de un líquido de enfriamiento, preferentemente a una temperatura por debajo de temperatura ambiente. Dicho líquido de enfriamiento no debe disolver ninguno de los componentes de la mezcla de reacción o producto.

Preferentemente, la temperatura inicial, es decir antes de que entre la fracción sometida a extrusión, del líquido de enfriamiento debería ser lo más baja posible con el fin de enfriar la mezcla de reacción de la manera más rápida posible. En el caso de agua, la temperatura inicial es preferentemente de 5 a 2 °C, más preferentemente de 1 a 17 °C, incluso más preferentemente de 12 a 17 °C y del modo más preferido de 13 a 17 °C.

Los polímeros de polipropileno útiles en particular incluyen polímeros de propileno y anhídrido malelco, también conocidos como polipropileno maleinizado y polímeros de propileno, etileno y anhídrido malelco.

preferentemente, el polímero de polipropileno tiene un peso molecular medio expresado en peso (Mw) de 3. Dalton a 2. Dalton, más preferentemente de 4. a 15. Dalton, incluso más preferentemente de 45. a 13. Dalton y del modo más preferido de 45. a 1. Dalton. Por debajo de aproximadamente 2. Dalton, el polímero tiene una resistencia mecánica baja y el sellado que se forma es débil, dando como resultado un mayor riesgo de que ocurra el fallo del sellado. Por encima de aproximadamente 2., el polipropileno llega a ser difícil de tratar fácilmente debido a la alta viscosidad del fundido, incluso en las condiciones de clzallamlento muy alto dominantes en un dispositivo de extrusión.

El polímero de polipropileno transporta suficientes grupos de ácido carboxílico o grupos de anhídrido de ácido carboxílico para proporcionar un valor de ácido (AV) de 2 a 5 mg de KOH/g de polímero nv,... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para la fabricación de una dispersión polimérica que comprende las etapas de

i) proporcionar una mezcla que comprende de 2 a 6 partes en peso de un primer polímero de polipropileno que tiene suficientes grupos de ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico equivalentes a un valor de ácido de 2 a 5 mg de KOH/g de polímero nv y de 4 a 98 partes en peso de un segundo polímero que tienen un exceso molar de grupos funcionales capaces de reaccionar con los grupos de ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico del polipropileno.

ii) provocar que los polímeros se fundan a una temperatura seleccionada en condiciones de elevada cizalladura en un dispositivo de extrusión para formar una mezcla estrecha de los polímeros

iii) provocar que determinados grupos de ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico del polipropileno reaccionen con al menos determinados grupos funcionales del segundo polímero para formar una mezcla de reacción, en condiciones de alta cizalladura en un dispositivo de extrusión

iv) enfriar la mezcla de reacción, a una tasa de al menos 5 °C/minuto, fuera del dispositivo de extrusión para formar un producto sólido

v) opcionalmente romper el producto sólido en fragmentos pequeños

vi) poner en contacto el producto sólido con un líquido orgánico

en el que el líquido orgánico se escoge para que sea un buen disolvente para el segundo polímero y un disolvente pobre para el polímero de polipropileno, de manera que se forme una dispersión que comprenden partículas de polipropileno en una disolución del segundo polímero disuelto en el líquido orgánico.

2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la etapa de enfriamiento rápido iv) se lleva a cabo por medio de extrusión de la mezcla de reacción desde la salida del dispositivo de extrusión al interior de un líquido de enfriamiento.

3. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el líquido de enfriamiento es agua.

4. Unproceso de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores en el que el peso molecular medio expresado en peso del polímero de polipropileno es desde 3 Dalton a 2 Dalton.

5. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el segundo polímero está seleccionado entre el grupo que consiste en resinas epoxi procedentes de éter diglucidílico de bis fenol A; resinas fenoxi; resinas que comprenden metacrilato de glucidilo.

6. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el peso equivalente de epoxi de las resinas es de 45 a 65.

7. Una dispersión de partículas poliméricas producidas por medio del proceso de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

8. Una composición de revestimiento que comprende una dispersión de acuerdo con la reivindicación 7.

9. Una composición de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 8 que además comprende un agente de reticulación.