Sólido de policloropreno con propiedades tixotrópicas.

Sólido de policloropreno a base de una dispersión de policloropreno, caracterizado por que presenta propiedades tixotrópicas.

Sólido de policloropreno con propiedades tixotrópicas La invención se refiere a un sólido de policloropreno, a su procedimiento de obtención y de aislamiento así como a su uso para la fabricación de vulcanizados de caucho.

La preparación de policloropreno se conoce desde hace tiempo. Mediante polimerización en emulsión por radicales de cloropreno (2-cloro-1, 3-butadieno) se preparan látex de policloropreno. Los látex de este tipo se designan en el contexto de esta solicitud también como "látex de policloropreno" o "dispersiones de policloropreno".

En la preparación se mezclan en un medio acuoso los monómeros en un sistema de emulsionante. Éste es por regla general de naturaleza aniónica, en raros casos se usan también sistemas no iónicos o catiónicos. El intervalo de temperatura en el que se realiza la polimerización comprende valores de aproximadamente 0 ºC a por encima de 80 ºC. Por consiguiente, la polimerización puede iniciarse mediante agentes formadores de radicales que se descomponen térmicamente o mediante sistemas redox. Por regla general se usan también agentes reguladores del peso molecular tales como mercaptanos o disulfuros de xantogeno. En algunos casos se ajusta el peso molecular del producto final también mediante copolimerización con azufre y disociación posterior de los enlaces sulfídicos que se producen a este respecto. La conversión deseada se ajusta mediante detención de la reacción con un reactivo adecuado.

Los polímeros de policloropreno se caracterizan por tres criterios esenciales, concretamente la tendencia a la cristalización, la viscosidad del polímero y entre otros el grado de reticulaciones previas.

Por el estado de la técnica se conocen polímeros de policloropreno que presentan tendencias a la cristalización muy bajas, bajas, de intensidad media y especialmente intensas. Aquéllos con tendencia a la cristalización especialmente intensa se usan exclusivamente para la aplicación en el área de adhesivos. Los demás con tendencia a la cristalización menos intensa se usan en la fabricación de artículos técnicos de caucho, engomados de material textil, cables, tubos flexibles, artículos moldeados y moldeados por inyección y perfiles de caucho celular.

Por tanto, para el procesamiento desempeñan las tendencias a la cristalización un papel muy importante. Como cristalización se entiende un aumento de la dureza que se produce de manera reforzada especialmente a temperaturas bajas dependiendo del tiempo de almacenamiento. El endurecimiento es un proceso reversible y puede anularse con frecuencia de manera discrecional mediante calentamiento o solicitación dinámica del material cristalizado.

La tendencia a la cristalización puede ajustarse mediante la elección de la temperatura de polimerización durante la polimerización. A temperaturas de polimerización inferiores a 20 ºC se preparan polímeros de policloropreno con tendencia a la cristalización intensa, que son adecuados especialmente para la aplicación de adhesivos. A una temperatura de polimerización por encima de 30 ºC se obtienen polímeros de policloropreno que presentan una tendencia a la cristalización baja y son adecuados para vulcanizados o productos de caucho.

Además es adecuado también el uso de comonómeros para influir en la tendencia a la cristalización de policloropreno.

En el número de casos ampliamente predominante se desmonomeriza la dispersión así obtenida de policloropreno en agua a continuación por medio de conducción de vapor de agua. Una parte del producto obtenido a este respecto se usa industrialmente de manera directa como látex, la mayor parte sin embargo se libera del agua adherida mediante coagulación y se alimenta como producto sólido a su uso definitivo.

Los sólidos de policloropreno (sólido de CR) así como los vulcanizados preparados a partir del mismo se caracterizan con correspondiente creación de mezcla por alta estabilidad frente a la intemperie y frente al ozono, por inflamabilidad, propiedades de envejecimiento muy buenas, estabilidad frente a aceites media así como por resistencia considerable frente a muchos productos químicos. Éstos tienen buenas propiedades mecánicas, un comportamiento elástico favorable y una alta resistencia al desgaste.

Los vulcanizados de látex de policloropreno (látex de CR) presentan con respecto a la elasticidad, resistencia a la tracción, alargamiento de rotura y módulo valores que se parecen mucho a aquéllos de vulcanizados de látex natural, al mismo tiempo éstos muestran también una buena resistencia a disolventes, productos químicos, aceites y grasas.

Tal como se ha mencionado anteriormente, la separación del sólido del policloropreno de la dispersión se realiza habitualmente mediante coagulación. Para ello se conoce una serie de distintos procedimientos. Mediante mezclado de los látex de policloropreno con un agente de coagulación se rompe la emulsión. Para este fin puede usarse cualquier agente de coagulación habitual. Así por ejemplo a partir de los látex de CR que se prepararon en condiciones alcalinas puede coagularse el sólido mediante acidificación, por ejemplo con un ácido mineral o un ácido

orgánico. En muchos casos no es suficiente la mera acidificación para la coagulación completa del policloropreno, de modo que debe añadirse adicionalmente al ácido aún electrolitos fuertes (sales que contienen cationes polivalentes tales como Mg2+, Ca2+ o Al3+) .

Es desventajoso en este procedimiento la gran cantidad de ácido o electrolitos para conseguir una precipitación completa del sólido. A este respecto permanecen cantidades relativamente grandes de agente de precipitación en el producto, lo que puede conducir a un empeoramiento de las propiedades del producto importantes. Por tanto se lava el sólido coagulado para la separación del agente de precipitación con cantidades de agua relativamente grandes, lo que conduce a problemas económicos y ecológicos. A este respecto precipita el policloropreno parcialmente en forma de grandes grumos que contienen en su interior o bien látex de CR que aún no ha precipitado o agente de precipitación en exceso.

También se conoce por el estado de la técnica posibilitar la coagulación mediante acción de temperaturas más altas y/o presiones elevadas así como mediante acción adicional de electrolitos y fuerzas de cizallamiento. Un producto de este tipo se expone a una carga térmica considerable, lo que conduce a un empeoramiento de las propiedades del producto.

Habitualmente se separa policloropreno de dispersiones acuosas mediante congelación. A este respecto se congela mediante enfriamiento por debajo del punto de congelación de la fase acuosa del látex de CR. En la descongelación posterior en condiciones adecuadas se encuentra el policloropreno como material coagulado y puede separarse de la fase acuosa.

Para producir técnicamente velocidades de coagulación suficientemente grandes se congela el látex de CR en capas delgadas. Para ello se desarrollaron cilindros de coagulación que pueden enfriarse desde el interior, que se sumergen en el látex de CR de manera giratoria y a este respecto arrastran una capa de látex delgada al girar y se congelan en la superficie (documento US-B 2.187.146) . La película delgada compuesta de material coagulado de CR y hielo se quita del cilindro con una rasqueta y se transmite.

Por el estado de la técnica se conocen otros procedimientos de aislamiento. El documento US 4.103.074 describe un procedimiento para la coagulación de un látex de polímero usando una prensa extrusora de husillo, en el que se coagula el látex de polímero durante el transporte en el paso de rosca helicoidal.

El documento US 3.926.877 describe un procedimiento para el aislamiento de un caucho de CR, en el que el látex de CR se mezcla con dispersión acuosa de hollín, antes de que éste se mezcle con un agente de coagulación. El producto coagulado se separa de la fase acuosa.

El documento DE 30 31 088 C2 da a conocer un procedimiento para la preparación de un látex coagulado de un polímero sintético, en el que se aplica un agente de coagulación gaseoso o líquido en forma de una niebla por medio de una boquilla de pulverización sobre la gota de látex de polímero, de modo que precipitan esferas pequeñas de polímero.

El documento GB 1 397 658 A describe la coagulación de látex con vapor, pudiéndose añadir antes de la adición del vapor una sustancia que desestabiliza el látex. Las sustancias que desestabilizan el látex son ácidos y sales metálicas polivalentes. El uso de vapor que contiene sustancias que desestabilizan el látex y cloropreno tixotrópico no se da a conocer.

El documento EP 0 353 802... [Seguir leyendo]

1. Sólido de policloropreno a base de una dispersión de policloropreno, caracterizado por que presenta propiedades tixotrópicas. 5

2. Sólido de policloropreno según la reivindicación 1, caracterizado por que una solución de sólido de policloropreno tratada previamente mediante cizallamiento presenta una degradación de estructura y en el estado de reposo una formación de estructura de la misma solución de sólido de policloropreno.

3. Sólido de policloropreno según la reivindicación 2, caracterizado por que la propiedad tixotrópica (modificación de la viscosidad) se produce en el transcurso del tiempo.

4. Sólido de policloropreno según la reivindicación 3, caracterizado por que la propiedad tixotrópica se determina por medio del procedimiento de viscosidad Brookfield. 15

5. Sólido de policloropreno según la reivindicación 4, caracterizado por que se obtiene a partir de una dispersión de policloropreno que se preparó por medio de una polimerización en emulsión a una temperatura de polimerización mayor de 30 ºC, preferentemente entre 35 ºC y 50 ºC.

6. Sólido de policloropreno según la reivindicación 5, caracterizado por que mediante el pretratamiento se reduce la viscosidad en fundido (Mooney 1+4 a 100 ºC, norma ASTM D 1646) .

7. Sólido de policloropreno según la reivindicación 6, caracterizado por que el pretratamiento para la viscosidad en fundido se realiza por medio de un cilindro. 25

8. Procedimiento para el aislamiento y la obtención de sólidos de policloropreno según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se pone en contacto una dispersión acuosa de policloropreno con vapor de agua que contiene agente de coagulación, coagulando el sólido de policloropreno.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por que el sólido de policloropreno se separa de la suspensión de coagulación.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado por que el sólido de policloropreno se deshidrata por medio de un dispositivo de deshidratación. 35

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por que el sólido de policloropreno deshidratado se seca por medio de un dispositivo de secado.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado por que al sólido de policloropreno deshidratado se 40 añaden en el dispositivo de secado aditivos y/o compuestos inertes.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado por que el sólido de policloropreno deshidratado y secado se granula por medio de la granulación subacuática y se enfría.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado por que la dispersión de policloropreno es un látex.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado por que la dispersión de policloropreno se prepara por medio de la polimerización en emulsión, siendo la temperatura de polimerización mayor de 30 ºC, preferentemente entr.

35. 50 ºC.

16. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado por que el vapor de agua que contiene agente de coagulación se forma por medio de vapor de agua y de una solución acuosa de agente de coagulación.

17. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado por que como solución de agente de coagulación se

usa una solución acuosa de sales inorgánicas (agente de coagulación) , preferentemente de metales del segundo y del tercer grupo principal del sistema periódico.

18. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado por que como agente de coagulación se usa cloruro de calcio, cloruro de magnesio, sulfato de magnesio, cloruro de aluminio y/o sulfato de aluminio. 60

19. Procedimiento según la reivindicación 18, caracterizado por que la solución de agente de coagulación presenta una concentración de agente de coagulación entre el 1 % en peso y el 60 % en peso, preferentemente entre el 2 % en peso y el 45 % en peso, de manera especialmente preferente entre el 10 % en peso y el 35 % en peso, con respecto a la solución de agente de coagulación.

20. Procedimiento según la reivindicación 19, caracterizado por que la dispersión de policloropreno se diluye antes del contacto con el vapor de agua que contiene agente de coagulación.

21. Procedimiento según la reivindicación 20, caracterizado por que la dispersión de policloropreno se diluye hasta

un contenido en sólidos del 38 % en peso al 45 % en peso, preferentemente del 28 % en peso -35 % en peso y de manera especialmente preferente del 20 % en peso -28 % en peso, con respecto a la dispersión de policloropreno.

22. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado por que se usa de 80 kg a 1.000 kg de vapor de agua /

t de sólido de la dispersión de policloropreno, preferentemente de 80 kg -250 kg de vapor de agua / t de sólido de la 10 dispersión de policloropreno.

23. Procedimiento según la reivindicación 18, caracterizado por que se usa de 10 a 40 kg de agente de coagulación / t de sólido de la dispersión de policloropreno, preferentemente de 10 kg -25 kg de agente de coagulación / t de sólido de la dispersión de policloropreno.

24. Procedimiento según la reivindicación 23, caracterizado por que la dispersión acuosa de policloropreno atraviesa un dispositivo de flujo/coagulación, en donde el dispositivo de flujo/coagulación presenta escotaduras a través de las cuales puede penetrar el vapor de agua que contiene agente de coagulación y en el dispositivo de flujo/coagulación coincide con la dispersión de policloropreno.

25. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por que el sólido de policloropreno se deshidrata en el dispositivo de deshidratación hasta tener una humedad residual del 10 % en peso al 15 % en peso, preferentemente del 1, 0 % en peso al 9 % en peso, con respecto al sólido de policloropreno.

26. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado por que el sólido de policloropreno deshidratado se seca en el dispositivo de secado hasta tener una humedad residual del 1 % en peso al 1, 5 % en peso, preferentemente del 0, 5 % en peso al 1 % en peso, de manera especialmente preferente del 0, 1 % en peso al 0, 5 % en peso, con respecto al sólido de policloropreno deshidratado.

27. Procedimiento según la reivindicación 26, caracterizado por que el sólido de policloropreno secado se encuentra al final de la fase de secado en el dispositivo de secado como masa fundida de caucho.

28. Procedimiento según la reivindicación 27, caracterizado por que al agua en la granulación subacuática se le añaden agentes de separación. 35

29. Uso del sólido de policloropreno según una de las reivindicaciones anteriores para la fabricación de vulcanizados.

30. Vulcanizados según la reivindicación 29. 40