COPOLÍMEROS DE ETILENO-PROPILENO CON UNA ESTABILIDAD DE FORMA MEJORADA ADECUADOS PARA MODIFICAR LOS ACEITES LUBRICANTES Y PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACIÓN DE LOS MISMOS.

Procedimiento para la preparación de aditivos mejoradores del índice de viscosidad (V.

I.I.), que incluye el tratamiento, bajo condiciones de cizalladura elevada, de una composición que comprende: (i) uno o más polímeros EP(D)M, e (ii) uno o más copolímeros en bloque de polivinilareno/dieno conjugado hidrogenado/polivinilareno, estando comprendida la proporción en peso (i)/(ii) entre 98:2 y 80:20, llevando a cabo dicho procedimiento a una temperatura comprendida entre 150ºC y 400ºC durante un tiempo no superior a 150 segundos y a un valor de cizalladura superior a 75 s -1

La presente invención se refiere a un procedimiento para obtener copolímeros de etileno-propileno de bajo peso molecular y terpolímeros mediante la degradación, en un extrusor, de polímeros que presentan un peso molecular superior.

El procedimiento de la presente invención permite extruir polímeros EP(D)M amorfos o semicristalinos (o mezclas relacionadas), obteniendo productos con un peso molecular reducido que pueden utilizarse en el campo de los aditivos de aceites lubricantes. Los aditivos obtenidos según el procedimiento de la presente invención, pertenecientes al grupo de los copolímeros de etileno o terpolímeros, se caracterizan por una estabilidad de la forma mejorada que es suficiente para permitir la recuperación del producto por medio de los equipos normales utilizados en el campo de los materiales plásticos.

Los copolímeros elastoméricos y terpolímeros de etileno (denominados EP(D)M) son muy utilizados en el campo de los aditivos para aceites lubricantes (a los que se hace referencia en el campo con el término OCP, copolímero de olefina), y las características de los mismos han sido muy estudiadas.

Algunos aspectos relativos al peso molecular, a la distribución de pesos moleculares y al contenido de etileno del aditivo resultan muy importantes durante la selección del producto que debe utilizarse en el campo.

El peso molecular del polímero tiende a incrementar la capacidad espesante del aditivo, o la capacidad de incrementar su viscosidad bajo calentamiento de la base aceite. Sin embargo, para garantizar que las cadenas son estables bajo las condiciones de cizalladura elevada de las partes lubricadas del motor, resultan generalmente preferidos los pesos moleculares reducidos, de difícil obtención en las plantas de polimerización.

Por este motivo puede resultar preferido modificar el peso molecular del polímero obtenido bajo condiciones estándares en la planta de polimerización, posteriormente, y después degradarlo.

Respecto a la composición del aditivo OCP, el etileno unido fuertemente proporciona mejores propiedades reológicas a temperatura elevada (espesamiento), ya que estos aditivos son parcialmente cristalinos; sin embargo, tienden a formar superestructuras a temperaturas bajas, en detrimento de propiedades del aceite durante el arranque en frío de un motor tales como la bombeabilidad.

Sin embargo, las propiedades no pueden compensarse con composiciones intermedias de etileno, debido a que éstas presentan secuencias de etileno (medio) que pueden interferir con los aditivos depresores del punto de vertido del aceite, haciendo peligrar su actividad y deteriorando adicionalmente la reología a temperaturas bajas del aceite lubricante.

En consecuencia, en el campo se adoptan normalmente productos semicristalinos mezclados con productos amorfos, con el fin de compensar sus propiedades (por ejemplo los documentos US-A-4.507.515 y US-A-3.697.429, WO-A-96/17041 y EP-A-0 638 611); con bastante frecuencia se utilizan productos completamente amorfos.

Son conocidas las técnicas de degradación en trituradores por lotes, en los que las bases poliméricas se someten a un tratamiento de oxidación. Sin embargo, el procedimiento no proporciona una productividad óptima y en la mayoría de estos procedimientos, el polímero se disuelve posteriormente en el aceite y se transporta en solución concentrada, con el consecuente incremento de los costes de transporte.

Otros procedimientos bien conocidos por el experto en la materia se basan en la degradación por cizalladura de polímeros estándares en solución; sin embargo, también en este caso la productividad y los costes de transporte resultan prohibitivos.

Globalmente, el procedimiento que permite la reducción más ventajosa del peso molecular de los polímeros EP(D)M estándares para obtener OCP sólido es el procedimiento de extrusión mencionado en, por ejemplo, el documento CA-A-991792.

Sin embargo, dicho documento no proporciona soluciones tecnológicas que puedan permitir la recuperación del producto en el caso de que éste sea amorfo.

Durante la utilización en el tratamiento de productos ricos en etileno semicristalinos o de mezclas que presentan prevalentemente una base semicristalina, los procedimientos de el documento CA-A-991792 pueden utilizarse, y de hecho se utilizan, ampliamente. Por el contrario, en el caso de los productos amorfos, la recuperación de un producto que presente una pobre estabilidad dimensional se convierte en un factor crucial, principalmente en relación al bajo peso molecular obtenido de esta manera.

En el caso de que deba extruirse un producto amorfo o prevalentemente amorfo, el funcionamiento de las operaciones que siguen a la extrusión misma resulta muy crítico. Entre las técnicas más utilizadas en este campo, las más adecuadas contemplan el corte del polímero en agua a la salida del extrusor. En el caso de que el polímero no sea amorfo (o a una temperatura inferior a la de transición vítrea), el rápido enfriamiento provoca un endurecimiento acelerado de los gránulos, y en consecuencia existe la posibilidad de recuperarlo mediante centrifugación y/o tamizado, eliminando la humedad residual.

Por otra parte, los productos amorfos, principalmente en el caso de que presenten un peso molecular reducido, según requieren las aplicaciones V.I.I., no adquieren suficiente rigidez debido a que no resulta posible basarse en la cristalización. Los productos no sólo adquieren pegajosidad sino que también presentan una baja consistencia y tienden a bloquearse en diversos puntos de la planta.

El carácter crítico de la forma resulta todavía más evidente al considerar los procedimientos de degradación por extrusión realizados en plantas no específicas mediante la modificación y adaptación del huso y de los perfiles térmicos: bajo estas condiciones, la manipulación económica del procedimiento resulta todavía más ventajosa y flexible, bajo la condición de que los sistemas de recuperación del material utilizados en líneas de extrusión normales para materiales poliméricos también puedan procesar el producto degradado. Lo expuesto anteriormente con seguridad no ocurre en el caso de que el producto final sea amorfo o prevalentemente amorfo.

Por dicho motivo, los productos amorfos degradados hasta pesos moleculares que puedan utilizarse en el campo de V.I.I., se caracterizan por acabados que permiten la disolución directa el polímero en aceite (tal como se describe en el documento US-A-4464493). Sin embargo, bajo estas condiciones se pierde la mayor parte de las ventajas del procedimiento mismo, ya que resulta necesario desplazar grandes volúmenes de líquido y no volúmenes más pequeños de polímero sólido, y las plantas de este tipo se dedican evidentemente exclusivamente a este tipo de procesamiento.

También resulta posible obtener productos de bajo peso molecular y amorfos durante la polimerización. En este caso los productos obtenidos de esta manera, con las mismas desventajas descritas anteriormente, tienden a crear problemas durante las diversas etapas de recuperación de producto (despojador, extrusión, etc.). Estas producciones se caracterizan normalmente por una baja productividad y frecuentes interrupciones de la operación.

Se ha descubierto un procedimiento que supera las desventajas mencionadas anteriormente.

De acuerdo con lo expuesto anteriormente, la presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de aditivos mejoradores del índice de viscosidad (V.I.I.), que comprende el tratamiento bajo condiciones de cizalladura elevada de una composición que comprende: (i) uno o más polímeros EP(D)M, e (ii) uno o más copolímeros en bloque de polivinilareno/polidieno conjugado hidrogenado/polivinilareno, estando comprendida la proporción en peso de (i)/(ii) entre 98:2 y 80:20, preferentemente entre 97:3 y 90:10, llevando a cabo el procedimiento mencionado anteriormente a una temperatura comprendida entre 150ºC y 400ºC, preferentemente entre 180ºC y 320ºC, durante un periodo no superior a 150 segundos y a un valor de cizalladura superior a 75 s-1 .

La expresión "alta cizalladura" se refiere a valores de cizalladura superiores a 75 s-1 , más preferentemente superiores a 400 s-1 . El procedimiento de la presente invención puede llevarse a cabo utilizando máquinas de transformación comunes de materiales poliméricos que permitan estos valores de cizalladura, por ejemplo extrusores en continuo o, preferentemente,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de aditivos mejoradores del índice de viscosidad (V.I.I.), que incluye el tratamiento, bajo condiciones de cizalladura elevada, de una composición que comprende: (i) uno o más polímeros EP(D)M, e (ii) uno o más copolímeros en bloque de polivinilareno/dieno conjugado hidrogenado/polivinilareno, estando comprendida la proporción en peso (i)/(ii) entre 98:2 y 80:20, llevando a cabo dicho procedimiento a una temperatura comprendida entre 150ºC y 400ºC durante un tiempo no superior a 150 segundos y a un valor de cizalladura superior a 75 s-1 .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la proporción en peso (i)/(ii) se encuentra comprendida entre

97:3 y 90:10.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se lleva a cabo a una temperatura comprendida entre 180ºC y 320ºC.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que los polímeros EP(D)M se seleccionan de entre los copolímeros EPM (etileno-propileno) y los terpolímeros EPDM (etileno-propileno-dieno no conjugado), en el que el contenido en peso de etileno se encuentra comprendido entre 85% y 40%.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que el contenido de etileno se encuentra comprendido entre 76% y 45%.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se lleva a cabo a un valor de cizalladura superior a 400 s-1 .

7. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se lleva a cabo durante un tiempo no superior a 90 segundos.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el polivinilareno presente en los copolímeros en bloque es el poliestireno.

9. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el dieno conjugado hidrogenado presente en los copolímeros en bloque se selecciona de entre polibutadieno hidrogenado y poliisopreno hidrogenado, y las mezclas relacionadas.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se lleva a cabo en un extrusor.

11. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el polímero EP(D)M es amorfo, presentando un contenido de etileno comprendido entre 62% y 40% en peso.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que el polímero EP(D)M es amorfo, presentando un contenido de etileno comprendido entre 55% y 45% en peso.

13. Utilización como aditivos mejoradores del índice de viscosidad (V.I.I.) de los productos obtenidos según la reivindicación 1.