Dispersión de un polímero preformado en un poliol.

Un procedimiento para hacer una dispersión estable que comprende las etapas:

(a) poner en contacto, en un mezclador sencillo, una resina de polímero preformado, un poliol de poliéter y un estabilizador bajo condiciones de suficiente calor para fundir el polímero preformado, formando así un fundido de polímero, y suficiente cizalla para formar una dispersión inicial de la resina de polímero en el poliol; y

(b) mientras está bajo cizalla, enfriar la dispersión inicial suficientemente para formar una dispersión estable;

en donde la resina de polímero preformado es un polímero de polietileno, caracterizándose el procedimiento por el poliol de poliéter que tiene un peso molecular promediado en peso de entre 500 y 8000, una funcionalidad de 2 a 8, y un número de hidroxilo de 70 a 5,61 y la dispersión que comprende un estabilizador que es un producto de reacción imida de una cera de polietileno funcionalizada con anhídrido maleico y un poliol de monoamina.

Dispersión de un polímero preformado en un poliol

La presente invención se refiere a una dispersión estable de un polímero preformado en un poliol y un procedimiento para la preparación del mismo.

Los polioles de polímero, que son dispersiones de un polímero en un poliol, se incluyen a menudo como un componente en la fabricación de espuma de poliuretano reforzada. Por ejemplo, los polioles de polímero de estireno/acrilonitrilo (SAN) son componentes comunes en la fabricación de espuma de poliuretano reforzado. Los polioles de polímero de SAN se polimerizan en dispersión, un procedimiento que necesita desafortunadamente cualquiera de 6 a 24 horas. Además, el polímero de SAN es más costoso que los polímeros alternativos tales como polietileno y polipropileno.

La Patente de EE.UU. (USP) 4.014.846 (Ramlow et al.) describe polioles de polímero de polímero que contiene hidroxi preparado dispersando partículas sólidas finamente divididas de un polímero que contiene hidroxi en un poliol. Ramlow et al. describe la polimerización de partículas de polímero en un disolvente orgánico, aislamiento de las partículas y después dispersión de las partículas en un poliol. Preparar partículas de polímero preformado es un procedimiento intensivo, que necesita que las partículas de polímero se preparen en un disolvente orgánico y se aíslen antes de dispersarse en un poliol.

En el documento EP 0 448 166 un polímero de acrilato se dispersa bajo calentamiento/cizalla en glicerol en una dispersión estable. Estas dispersiones no se usan para preparar espumas de poliuretano y se usa un estabilizador diferente.

El documento EP 0 957 130 trata de un polvo de polietileno añadido a una formulación de poliol de poliéter y no se prepara de forma separada en un poliol de poliéter. El PE no se funde in situ y no se usa estabilizador de imida.

El documento US 4 575 529 describe formulaciones de poliuretano donde se dispersan partículas de PVC en la formulación de poliol que se usará para preparar una espuma de poliuretano. Las partículas de PVC no se funden en el poliol y no se usa un estabilizador de imida.

Por consiguiente, una dispersión estable de un polímero de relativamente bajo coste en un poliol y un procedimiento para preparar dichas dispersiones que es menos importante y arduo que el descrito en la técnica anterior es deseable. Aún más deseable es un procedimiento que es más rápido que el procedimiento de polimerización de dispersión de SAN.

En un primer aspecto, se proporciona un procedimiento para hacer una dispersión estable que comprende las etapas:

(a) poner en contacto, en un mezclador sencillo, una resina de polímero preformado, un poliol de poliéter y un estabilizador bajo condiciones de calor suficiente para fundir el polímero preformado, formando así un fundido de polímero, y cizalla suficiente para formar una dispersión inicial de la resina de polímero en el poliol; y

(b) mientras está bajo cizalla, enfriar la dispersión inicial suficientemente para formar una dispersión estable; en donde la resina de polímero preformado es un polímero de polietileno, caracterizándose el procedimiento por el poliol de poliéter que tiene un peso molecular promediado en peso de entre 500 y 8000, una funcionalidad de 2 a 8, y un número de hidroxilo de 70 a 5,61 y la dispersión que comprende un estabilizador que es un producto de reacción imida de una cera de polietileno funcionalizado con anhídrido maleico y un poliol de monoamida. La resina de polímero preformado es preferiblemente un copolímero de etileno/ácido acrílico, un polietileno lineal de baja densidad o un polietileno de alta densidad. El mezclador sencillo es preferiblemente un extrusor y más preferiblemente el poliol y el estabilizador se añaden corriente abajo a partir de la resina de polímero preformado.

En un segundo aspecto, se proporciona una dispersión estable que comprende un polímero preformado en un poliol de poliéter y un estabilizador, en donde el poliol de poliéter tiene un peso molecular promediado en peso de entre 500 y 8000, una funcionalidad de 2 a 8, y un número de hidroxilos de 70 a 5,61, el polímero preformado es un polímero de polietileno y el estabilizador es un producto de reacción imida de una cera de polietileno funcionalizado con anhídrido maleico y un poliol de monoamina. El polímero preformado es preferiblemente un polietileno de alta densidad o un polietileno lineal de baja densidad.

En un tercer aspecto, se proporciona una formulación de espuma de poliuretano que comprende la dispersión estable del segundo aspecto.

La presente invención encuentra una necesidad en la técnica proporcionando una dispersión estable de un polímero de relativamente bajo coste en un poliol y un procedimiento para preparar dicha dispersión estable que es menos importante y ardua que la descrita en la técnica anterior. Además, el procedimiento de la presente invención permite la preparación de polímero estable en dispersiones de poliol en menos de seis horas.

"Dispersión" se refiere a una dispersión a nivel molecular o iónico (una disolución real) o a nivel coloidal (que tiene tamaños de partícula de hasta cientos de mieras de diámetro).

"Dispersión estable" significa coalescencia de fase dispersa de estable a significativa durante al menos un día, preferiblemente al menos una semana, más preferiblemente al menos un mes, aún más preferiblemente tres meses, incluso más preferiblemente al menos seis meses, lo más preferiblemente al menos un año.

"Estabilizador" se refiere a un compuesto interfacialmente activo que estabiliza una dispersión de un polímero en un poliol.

"Mezclador sencillo" se refiere a un dispositivo de mezcla que comprende uno o más mezcladores que operan a idénticas velocidades de mezcla. Los ejemplos de mezcladores sencillos incluyen una amasadora o tanque en combinación con una o más aspas de mezcla en un solo eje y un extrusor con múltiples elementos de mezcla todos los cuales giran a la misma velocidad. Ejemplos de mezcladores que caen fuera de la definición incluyen combinaciones de extrusores y dispersores en donde el(los) husillo(s) del extrusor opera(n) a una velocidad diferente que la cabeza de mezcla en el dispersor (véase por ejemplo, la combinación extrusor/dispersor en la solicitud de patente de EE.UU. pendiente con número de serie 60/35.086).

La Figura 1 es un diagrama de un mezclador sencillo preferido para el uso en la presente invención.

Una dispersión estable de un polímero preformado en un poliol puede prepararse en un mezclador sencillo, opcionalmente en presencia de un estabilizador, usando un procedimiento de la presente invención. Preferiblemente, el procedimiento es continuo. Dicha dispersión estable puede prepararse en menos de seis horas, típicamente menos de dos horas, preferiblemente menos de una hora. Preferiblemente, el tamaño de partícula promedio en volumen de la resina de polímero dispersa está en el intervalo de miera o sub-micra.

Los polioles adecuados para usar en la presente invención son polioles de poliéter que tienen funcionalidades (hidrógenos reactivos por molécula) de 2 a 8, preferiblemente de 2 a 4, y números de hidroxilo de 70 a 5,61, preferiblemente de 56 a 14. De forma deseable, el poliol tiene un bajo nivel de insaturación. La insaturación es una medida de insaturación tipo alilo o propenilo en un poliol, que resulta de isomeñzación de óxido de propileno durante la fabricación de poliol. Un bajo nivel de insaturación corresponde a menos que 0,05, preferiblemente menos que 0,04, más preferiblemente menos que 0,02 miliequivalentes por gramo (meq/g) de poliol. Los polioles para el uso en la presente invención pueden tener valores de insaturación de 0,007 meq/g o más, incluso 0,01 meq/g o más. Determinar la insaturación según el método de la Sociedad Americana para Ensayo y Materiales (ASTM) D-4671.

Preparar polioles haciendo reaccionar uno o más óxidos de alquileno que tienen 2 a 4 átomos de carbono en el radical alquileno y una molécula iniciadora que contiene 2 a 8, preferiblemente 2 a 4, átomos de hidrógeno activo. Los procedimientos de fabricación bien establecidos, tal como polimerización aniónica o catiónica, son adecuados para preparar estos polioles. Los procedimientos de polimerización aniónica adecuados pueden usar hidróxidos alcalinos tales como hidróxido de sodio, potasio o cesio, o alcoholatos alcalinos tales como metilato, etilato o isopropoxilato de sodio, potasio o cesio como catalizadores). Procedimientos de polimerización catiónica adecuados pueden usar ácidos de Lewis tales como pentacloruro de antimonio, fluoruro-eterato de boro o catalizadores de metal de transición, tal como... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para hacer una dispersión estable que comprende las etapas:

(a) poner en contacto, en un mezclador sencillo, una resina de polímero preformado, un poliol de poliéter y un estabilizador bajo condiciones de suficiente calor para fundir el polímero preformado, formando así un fundido de polímero, y suficiente cizalla para formar una dispersión inicial de la resina de polímero en el poliol; y

(b) mientras está bajo cizalla, enfriar la dispersión inicial suficientemente para formar una dispersión estable;

en donde la resina de polímero preformado es un polímero de polietileno, caracterizándose el procedimiento por el poliol de poliéter que tiene un peso molecular promediado en peso de entre 500 y 8000, una funcionalidad de 2 a 8, y un número de hidroxilo de 70 a 5,61 y la dispersión que comprende un estabilizador que es un producto de reacción ¡mida de una cera de polietileno funcionalizada con anhídrido maleico y un poliol de monoamina.

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en donde la resina de polímero preformado es un copolímero de etileno/ácido acrílico.

3. El procedimiento según la reivindicación 1, en donde la resina de polímero preformado es un polietileno lineal de baja densidad o polietileno de alta densidad.

4. El procedimiento según la reivindicación 1, en donde el mezclador sencillo es un extrusor.

5. El procedimiento según la reivindicación 4, en donde el mezclador sencillo es un extrusor y el poliol y el estabilizador se añaden corriente abajo desde la resina de polímero preformado.

6. Una dispersión estable que comprende un polímero preformado en un poliol de poliéter y un estabilizador, en donde el poliol de poliéter tiene un peso molecular promediado en peso de entre 500 y 8000, una funcionalidad de 2 a 8, y un número de hidroxilos de 70 a 5,61, el polímero preformado es un polímero de polietileno y el estabilizador es un producto de reacción imida de una cera de polietileno funcionalizada con anhídrido maleico y un poliol de monoamina.

7. La dispersión estable según la reivindicación 6, en donde el polímero preformado es un polietileno de alta densidad o un polietileno lineal de baja densidad.

8. Una formulación de espuma de poliuretano que comprende la dispersión estable según la reivindicación 6 o la

reivindicación 7.