Tecnología del proceso de recuperación de polímeros estirénicos bromados a partir de mezclas de reacción en las cuales se forman y/o convierten estas mezclas en glóbulos o en gránulos o pastillas.

Los glóbulos de polímero estirénico aniónico bromado no adulterado tienen las siguientes características:

A) un contenido de bromo de por lo menos 50% en peso determinado por la técnica de Fluorescencia de Rayos X;

B) una resistencia a la compresión promedio en la Prueba de Resistencia a la Compresión de por lo menos 28 libras por pulgada cuadrada (0,193053 MPa);

C) un rango de tamaño de partícula en el que por lo menos 70% en peso de los glóbulos se retienen sobre un tamiz No. 40 estándar Estadounidense y no mayor del 30% en peso se retienen sobre un tamiz No. 5 estándar Estadounidense.

Tecnología del proceso de recuperación de polímeros estirénicos bromados a partir de mezclas de reacción en las cuales se forman y/o convierten estas mezclas en glóbulos o en gránulos o pastillas.

Antecedentes Las Patentes Estadounidenses Nos. 5, 677, 390, 5, 686, 538, 5, 767, 203, 5, 852, 131, 5, 852, 132, 5, 916, 978, 6, 113, 381, 6, 207, 765, 6, 232, 393, 6, 232, 408, 6, 235, 831, 6, 235, 844, 6, 326, 439, y 6, 521, 714 describen la tecnología de proceso muy deseable para la producción de polímeros estirénicos bromados, tales como poliestireno bromado que tiene las mejores propiedades conocidas de cualquier polímero estirénico bromado conocido anteriormente. En este sentido, los términos "polímero estirénico bromado" y "poliestireno bromado" como se utiliza en la especificación y en las reivindicaciones del presente documento se refieren a un polímero bromado producido por bromación de un polímero estirénico preexistente tal como poliestireno o un copolímero de estireno y por lo menos otro monómero aromático de vinilo, a diferencia de un oligómero o polímero producido mediante oligomerización o polimerización de uno o más monómeros estirénicos bromados, las propiedades de los últimos oligómeros o polímeros normalmente son considerablemente diferentes del poliestireno bromado en un número de aspectos. También como se utiliza aquí, incluyendo las reivindicaciones, el término "polímero estirénico aniónico" o "poliestireno aniónico", términos comúnmente utilizados por los expertos en la técnica, indican que hace referencia al polímero que ha sido producido mediante el uso de un iniciador de polimerización aniónico, tal como un alquilo de litio. Los términos "polímero estirénico bromado" y "poliestireno bromado" incluyen y son genéricos a los términos "polímero estirénico aniónico bromado" o "poliestireno aniónico bromado". Estos términos genéricos también incluyen, por ejemplo, polímeros estirénicos bromados producidos por bromación de los polímeros estirénicos o poliestireno elaborados mediante polimerización de radicales libres.

Como se indicó en las patentes anteriores, el método común para recuperar el polímero estirénico bromado de la fase líquida de la mezcla de reacción de bromación, involucra desactivar el catalizador con un medio acuoso de inactivación, separar la fase orgánica que contiene el polímero bromado de la fase acuosa, agotar la fase orgánica de su solvente usualmente al cargar la fase orgánica en agua hirviente, mediante lo cual se precipita el polímero bromado, recuperar el polímero bromado precipitado por mediante una técnica de separación de líquidos-sólidos, tal como filtración o centrifugación, y secar el polímero estirénico bromado finamente dividido resultante. Sería altamente ventajoso si se puede encontrar una forma para recuperar el polímero estirénico bromado de una manera más eficiente y menos costosa.

Al mezclar un polímero estirénico bromado con un sustrato de polímero termoplástico que es retardante de llama, es deseable que el polímero estirénico bromado esté en la forma de glóbulos, gránulos o pastillas. Desafortunadamente, una característica de los polímeros estirénicos aniónicos bromados tal como el poliestireno aniónico bromado, y en menor medida, el polímero estirénico bromado elaborado mediante polimerización por radicales libres también, es una tendencia a formar cantidades sustanciales de pequeñas partículas y polvos cuando se hacen intentos para peletizar el producto. Parece que los glóbulos, a menos que se unan por un agente aglutinante extraño o similares, tienden durante la formación, manipulación, y/o en el empaque a romperse y convertirse en pequeñas partículas y polvo finamente dividido, normalmente denominados como "finos". Debido a esta característica, varios procedimientos convencionales de peletización o de compactación son inapropiados para producir polímeros estirénicos aniónicos bromados esencialmente libres de finos y que durante el envío y manipulación permanecen esencialmente libres de finos. Como se puede apreciar fácilmente, la existencia o formación de finos en un producto de este tipo no sólo es perjudicial para la apariencia del producto peletizado sino además no es deseada por el consumidor.

Con el fin de utilizar eficazmente los polímeros estirénicos bromados, especialmente polímeros estirénicos aniónicos bromados, como retardantes de llama en determinados polímeros termoplásticos, el uso de agentes aglutinantes u otros materiales extraños para mantener la integridad del retardante de llama en forma peletizada, también se considerará indeseable por algunos consumidores. Por lo tanto, es deseable que sea capaz de producir polímeros estirénicos bromados peletizados no adulterados, especialmente polímeros estirénicos aniónicos bromados, que no forman cantidades indeseables de finos durante su preparación, empaque, envío y manipulación.

En la producción de polímeros estirénicos bromados peletizados, en especial polímeros estirénicos aniónicos bromados, es importante mejorar la eficiencia de la operación y minimizar los costos de operación. La recuperación y reciclaje de finos evita el desperdicio del producto y minimiza las consideraciones de eliminación de residuos. Sin embargo, a mayor cantidad de finos producidos, recuperados y reciclados, menor es la tasa de producción de glóbulos por cantidad de polímero que se somete a peletización. Por lo tanto, sería muy ventajoso, si se puede encontrar una forma para preparar polímeros estirénicos bromados, especialmente polímeros estirénicos aniónicos bromados no adulterados, en forma peletizada de una manera altamente rentable, mientras que se evita la formación de cantidades excesivas de finos, de modo que la tasa de producción de glóbulos de alta calidad no se deteriora materialmente. En el caso de polímeros estirénicos aniónicos bromados, sería especialmente deseable si

se puede encontrar una forma para producir gránulos o pastillas de los polímeros. Esto permitiría el logro de una serie de ventajas importantes en el proceso, que incluyen el proceso en general, la manipulación y almacenamiento del producto, y en el transporte del producto, y el uso del producto por el usuario final.

Resumen de la Invención De conformidad con un grupo de realizaciones descritas aquí los polímeros estirénicos bromados, y especialmente, los polímeros estirénicos aniónicos bromados se pueden recuperar mucho más fácilmente y de manera eficiente, y a un costo menor, a partir de la solución en un solvente, y especialmente a partir de solución en el solvente en el cual se forman, en comparación con el método de recuperación común mencionado anteriormente.

De conformidad con otro grupo de realizaciones de esta invención los polímeros estirénicos bromados, especialmente los polímeros estirénicos aniónicos bromados, ahora se pueden producir y empacar en forma peletizada no adulterada esencialmente libre de finos. Como se utiliza aquí, incluyendo las reivindicaciones, los términos "glóbulos", "peletizado", "peletización" se refieren a una cantidad de partículas que, si se tamizan utilizando prácticas de tamizado convencionales, se encuentran en el rango de tamaño que puede pasar a través de un tamiz de aproximadamente tamaño de malla 4 estándar estadounidense y que se retienen en un tamiz de aproximadamente de tamaño malla 40 estándar estadounidense. Las partículas en dicho rango de tamaño pueden tener cualquier forma y por lo tanto también se pueden denominar como gránulos, y de esta manera, como se utiliza aquí incluyendo las reivindicaciones los términos "glóbulos", "peletizado", "peletización", incluyen respectivamente "gránulos", "granular", "granulación". Debido a las cargas electrostáticas, en el tamizado incompleto, o similares, alguna pequeña cantidad (por ejemplo, menos de aproximadamente 5% en peso con base en el peso total de los glóbulos, de dicho rango de tamaño) de partículas de tamaño más fino puede permanecer en el producto. Por el término "no adulterado" como se utiliza aquí incluyendo las reivindicaciones se entiende que no se agregan ingredientes extraños tales como aglutinantes (por ejemplo, ceras u otras sustancias poliméricas u oligoméricas) , sales inorgánicas, o similares al polímero estirénico bromado antes o durante la preparación de los glóbulos. En cambio, el polímero estirénico bromado solo contiene impurezas residuales que permanecen en el polímero bromado después de su preparación.

Por otra parte, las realizaciones preferidas de esta invención hacen posible sobre una base económica los beneficios de evitar la formación de cantidades indeseables de finos, ya que sólo se producen cantidades... [Seguir leyendo]

1. Los glóbulos de polímero estirénico aniónico bromado no adulterado tienen las siguientes características:

A) un contenido de bromo de por lo menos 50% en peso determinado por la técnica de Fluorescencia de Rayos X;

B) una resistencia a la compresión promedio en la Prueba de Resistencia a la Compresión de por lo menos 28 libras por pulgada cuadrada (0, 193053 MPa) ;

C) un rango de tamaño de partícula en el que por lo menos 70% en peso de los glóbulos se retienen sobre un tamiz No. 40 estándar Estadounidense y no mayor del 30% en peso se retienen sobre un tamiz No. 5 estándar Estadounidense.

2. Los glóbulos como en la Reivindicación 1 tienen las siguientes características:

(A) un contenido de bromo de por lo menos 60% en peso determinado por la técnica de Fluorescencia de Rayos X;

(B) una resistencia a la compresión promedio en la Prueba de Resistencia a la Compresión de por lo menos 28 libras por pulgada cuadrada (0, 193053 MPa) ;

(C) un rango de tamaño de partícula en el que por lo menos 75% en peso de los glóbulos se retienen sobre un tamiz No. 40 estándar Estadounidense y no mayor del 25% en peso se retienen sobre un tamiz No. 5 estándar Estadounidense.

3. Los glóbulos como en la Reivindicación 1 tienen las siguientes características:

A) un contenido de bromo de por lo menos 67% en peso determinado por la técnica de Fluorescencia de Rayos X;

B) una resistencia a la compresión promedio en la Prueba de Resistencia a la Compresión de por lo menos 28 libras por pulgada cuadrada (0, 193053 MPa) ;

C) un rango de tamaño de partícula en el que por lo menos 75% en peso de los glóbulos se retienen sobre un tamiz No. 40 estándar Estadounidense y no mayor del 25% en peso se retienen sobre un tamiz No. 5 estándar Estadounidense.

4. Los glóbulos como en la Reivindicación 1 tienen las siguientes características:

A) un contenido de bromo de por lo menos 67% en peso determinado por la técnica de Fluorescencia de Rayos X;

B) una resistencia a la compresión promedio en la Prueba de Resistencia a la Compresión de por lo menos 28 libras por pulgada cuadrada (0, 193053 MPa) ;

C) un rango de tamaño de partícula en el que por lo menos 80% en peso de los glóbulos se retienen sobre un tamiz No. 40 estándar Estadounidense y no mayor del 20% en peso se retienen sobre un tamiz No. 5 estándar Estadounidense.

5. Los glóbulos como en la Reivindicación 1 tienen las siguientes características:

A) un contenido de bromo de por lo menos 67% en peso determinado por la técnica de Fluorescencia de Rayos X;

B) una resistencia a la compresión promedio en la Prueba de Resistencia a la Compresión de por lo menos 32 libras por pulgada cuadrada (0, 220632 MPa) ;

C) un rango de tamaño de partícula en el que por lo menos 90% en peso de los glóbulos se retienen sobre un tamiz No. 40 estándar Estadounidense y no mayor del 10% en peso se retienen sobre un tamiz No. 5 estándar Estadounidense.

6. Los glóbulos como en cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 5 en donde dicho polímero estirénico aniónico bromado es a poliestireno aniónico bromado.

7. Los glóbulos como en la Reivindicación 1 en donde el polímero estirénico aniónico bromado no adulterado se prepara al bromar por lo menos un polímero estirénico aniónico que tiene un peso molecular promedio ponderado GPC (Mw) en el rango de 2000 a 200.000 y una polidispersidad de GPC en el rango de 1 a 2.

8. Los glóbulos como en la Reivindicación 7 en donde el polímero estirénico aniónico bromado no adulterado se prepara al bromar por lo menos un polímero estirénico aniónico que tiene un peso molecular promedio ponderado GPC (Mw) en el rango de 3000 a 10.000, y en donde el contenido de bromo del polímero estirénico aniónico bromado no adulterado es por lo menos 60% en peso.

9. Los glóbulos como en la Reivindicación 8 en donde el polímero estirénico aniónico bromado no adulterado se prepara al bromar por lo menos un polímero estirénico aniónico que tiene un peso molecular promedio ponderado GPC (Mw) en el rango de 3000 a 7000, y el contenido de bromo del polímero estirénico aniónico bromado no adulterado es menos de 67% en peso.

10. Los glóbulos de polímero estirénico bromado no adulterado en donde el polímero estirénico bromado no adulterado se prepara al bromar por lo menos un polímero estirénico producido radicalmente libre que tiene un peso molecular promedio ponderado GPC (Mw) en el rango de 30.000 a 500.000 y una polidispersidad de GPC en el rango de 1 a 10, y en donde el polímero estirénico bromado formado en dicho proceso tiene un contenido de bromo de por lo menos 50% en peso;

en donde dicho proceso comprende recuperar dicho polímero estirénico bromado de una mezcla en un solvente orgánico vaporizable al convertir en una extrusora de desvolatilización la mezcla de polímero estirénico bromado en una fusión o flujo de polímero estirénico bromado y una fase de vapor separada compuesta predominantemente de solvente vaporizable, recuperar dicha fusión o flujo de polímero estirénico bromado mientras que está en la forma de una fusión o flujo desde la extrusora de desvolatilización, y permitir o provocar que se solidifique dicha fusión o flujo.

11. Los glóbulos como en la Reivindicación 10 en donde el polímero estirénico que se broma en el proceso es por lo menos un polímero estirénico producido radicalmente libre que tiene un peso molecular promedio ponderado GPC (Mw) en el rango de 50.000 a 300.000 y en donde el polímero estirénico bromado formado en dicho proceso tiene un contenido de bromo de por lo menos 60% en peso.

12. Los glóbulos como en la Reivindicación 10 en donde el polímero estirénico que se broma en el proceso es por lo menos un polímero estirénico producido radicalmente libre que tiene un peso molecular promedio ponderado GPC (Mw) está en el rango de 150.000 a 250.000 y en donde el polímero estirénico bromado formado en dicho proceso tiene un contenido de bromo de por lo menos 67% en peso.

13. Los glóbulos como en cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 12 en donde dicho polímero estirénico bromado es un polímero de poliestireno bromado.