POLIOLEFINAS NUCLEADAS Y PREPARACION DE LAS MISMAS.

Una poliolefina nucleada, que tiene una sal de metal alcalino,

metal alcalino térreo o aluminio del ácido aleurítico de fórmula 1, o del ácido sheloico de fórmula 2, presente en la misma como agente de nucleación:

Poliolefinas nucleadas y preparación de las mismas.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a poliolefinas nucleadas y a un procedimiento para la preparación de las mismas. Más en particular, la presente invención proporciona poliolefinas nucleadas utilizando agentes de nucleación a base de goma laca. Las poliolefinas proporcionadas por la presente invención tienen una temperatura de cristalización (Tc) mejorada y un tamaño esferulítico más pequeño, y por ello unas características de transparencia mejoradas. La poliolefina comprende un polímero elegido a partir de poliolefinas alifáticas (PO) y copolímeros que contienen al menos una olefina alifática y uno o más comonómeros alifáticos etilénicamente insaturados y sales álcali/ de metal alcalino térreo del ácido aleurítico/ ácido sheloico, los cuales son componentes de la goma laca que se producen de forma natural, solos o en combinación con ácidos grasos alifáticos o con sus sales en una cantidad suficiente para mejorar la temperatura de cristalización, reducir el tamaño esferulítico y con ello mejorar la transparencia.

Antecedentes de la invención

Se conoce bien el hecho de que la incorporación de un agente de nucleación (NA) en polímeros termoplásticos semicristalinos tales como las poliolefinas (PO), incrementa la temperatura de cristalización, reduce el tamaño esferulítico y mejora la claridad y las propiedades mecánicas del polímero. En general, los agentes de nucleación son compuestos de alto punto de fusión que no funden a la temperatura de procesamiento del polímero, y que permanecen como partículas discretas incrustadas en el polímero fundido. Estas partículas insolubles se comportan como nucleadores para la cristalización del polímero fundido y generan innumerables sitios de cristalización que dan como resultado numerosos esferulitos pequeños. Algunos agentes de nucleación son solubles en polímero fundido, pero solidifican con anterioridad a la cristalización del polímero fundido y, de ese modo, generan sitios para la cristalización. Además de que los agentes de nucleación presentes en las poliolefinas reduzcan el tamaño de los esferulitos y mejoren la claridad, también incrementan las propiedades mecánicas, incrementan la temperatura de cristalización y reducen el tiempo del ciclo durante el proceso de moldeo por inyección.

Se ha utilizado una amplia diversidad de componentes, tanto orgánicos como inorgánicos, como agentes de nucleación. Los agentes de nucleación más ampliamente utilizados son los derivados benzilideno de sorbitoles, las sales metálicas de los ácidos carboxílico y sulfónico, y las sales fosfato. De estos agentes de nucleación, los derivados de sorbitol son altamente eficaces en cuanto a mejora de la transparencia. Sin embargo, no se prefiere el uso de derivados de sorbitol en extrusión debido a que tienden a sublimarse durante la extrusión, causando la contaminación de partes del equipo y generando olor. Además, son muy caros. Por ello, en muchas aplicaciones se prefieren las sales metálicas o los ácidos orgánicos, aunque sean menos efectivos. Las sales metálicas del ácido carboxílico pertenecen a la categoría de agentes de nucleación no solubles. El benzoato de sodio es un ejemplo de agente de nucleación perteneciente a la clase de sal metálica del ácido carboxílico.

Se han utilizado sales metálicas de diferentes ácidos aromáticos mono-, di- y poli- carboxílicos alifáticos, sustituidos y no sustituidos, ácidos carboxílicos que contienen anillos cíclicos y fundidos con álcalis/ metales alcalino térreos pertenecientes a los grupos IA, IIA y IIIA de la tabla periódica. Las Patentes de los Estados Unidos núms. 5.912.292 y 3.852.237, describen el uso de benzoato de sodio como agente de nucleación. Las Patentes de los Estados Unidos núms. 5.714.531 y 5.998.576 describen el uso de sales de ácidos de la colofonia como agentes de nucleación. La colofonia es un material que se produce de forma natural, que contiene mezclas de ácidos tales como el ácido abiético, el ácido deshidroabiético y muchos otros ácidos. Se ha informado de que las sales metálicas del ácido deshidroabiético son agentes de nucleación eficaces. La goma laca es otro compuesto que se produce de forma natural, que contiene muchos ácidos carboxílicos. Sin embargo, no se utiliza como agente de nucleación.

La goma laca es un material resinoso obtenido a partir de los insectos. Se compone principalmente de ácidos grasos hidroxi, como el ácido aleurítico, el ácido butólico y otros ácidos mono- y di- hidroxi junto con ácidos hidroxi terpénicos como el ácido jalárico, el ácido sheloico y los ácidos lacshólicos. El ácido aleurítico y el ácido jalárico y el ácido sheloico, son componentes principales de la goma laca. El ácido jalárico se convierte fácilmente en ácido sheloico. El ácido aleurítico, que tiene la fórmula (1):

es un ácido monobásico que contiene tres grupos hidroxilo, mientras que el ácido sheloico de fórmula (2):

es un ácido hidroxi terpénico que tiene un sistema de anillo fundido. Las sales del ácido carboxílico que contienen el sistema de anillo fundido, tienen baja volatilidad.

Objetos de la invención

El principal objeto de esta invención consiste en proporcionar poliolefinas nucleadas, y a un procedimiento para la preparación de las mismas, utilizando goma laca, un material que se produce de forma natural y que contiene compuestos de fórmula (1) y de fórmula (2) como agentes de nucleación para copolímeros homo y semicristalinos.

Sumario de la invención

En consecuencia, la presente invención proporciona una poliolefina nucleada que tiene una sal de metal alcalino, metal alcalino térreo o de aluminio del ácido aleurítico de fórmula (1) o del ácido sheloico de fórmula (2) presente en la misma como agente de nucleación:

La presente invención proporciona también un procedimiento para la preparación de una poliolefina nucleada, que comprende mezclar una poliolefina con un agente de nucleación elegido en el grupo consistente en sales de metal alcalino, de metal alcalino térreo y de aluminio del ácido aleurítico de fórmula 1, o del ácido sheloico de fórmula 2, o de una mezcla de los mismos, y extruir la mezcla a temperatura mínima de punto de fusión de la poliolefina para obtener la poliolefina nucleada.

En una realización de la invención, la poliolefina se elige en el grupo consistente en polímeros de poliolefina de una olefina alifática y en copolímeros que contienen al menos una olefina alifática y uno o más comonómeros etilénicamente insaturados.

En otra realización de la invención, el comonómero está presente en una cantidad de un 10% o menos en base al peso de olefina.

En otra realización de la invención, el polímero de poliolefina comprende polímeros y copolímeros de mono olefina alifática, que contienen de dos a seis átomos de carbono, que tienen un peso molecular de alrededor de 30.000 a alrededor de 500.000, con preferencia de 30.000 a alrededor de 300.000, tal como polietileno, polipropileno, copolímeros de etileno-propileno.

En otra realización de la invención, el agente de nucleación se obtiene neutralizando los ácidos aleurítico y sheloico con hidróxido de metal alcalino, seguido de la extracción de agua bajo presión reducida, a una temperatura de aproximadamente 80ºC, seguido de un secado adicional a aproximadamente 120ºC bajo presión reducida.

En otra realización de la invención, el agente de nucleación se prepara por tratamiento de una solución acuosa neutra de sal alcalina del ácido aleurítico o sheloico, con una solución equimolar de cloruro alcalino térreo, lavando la sal precipitada con agua, y secando a 1200ºC bajo presión reducida y aislando la sal soluble en agua mediante extracción del agua, y moliendo la sal en un mortero.

En otra realización de la invención, la sal metálica comprende una sal de sodio, de potasio, de litio, de calcio o de aluminio.

Descripción detallada de la invención

El objeto de esta invención consiste en preparar sales de un metal alcalino, metal alcalino térreo y aluminio, con dos componentes principales...

1. Una poliolefina nucleada, que tiene una sal de metal alcalino, metal alcalino térreo o aluminio del ácido aleurítico de fórmula 1, o del ácido sheloico de fórmula 2, presente en la misma como agente de nucleación:

2. Un procedimiento para la preparación de una poliolefina nucleada, que comprende mezclar una poliolefina con un agente de nucleación elegido en el grupo consistente en sales de metal alcalino, metal alcalino térreo y aluminio del ácido aleurítico de fórmula 1, o del ácido sheloico de fórmula 2, o de una mezcla de los mismos, y extruir la mezcla a una temperatura mínima de punto de fusión de la poliolefina, para obtener la poliolefina nucleada.

3. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 2, en el que la poliolefina se elige en el grupo consistente en polímeros de poliolefina de una olefina alifática, y copolímeros que contienen al menos una olefina alifática y uno o más comonómeros etilénicamente insaturados.

4. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 3, en el que el comonómero está presente en una cantidad de un 10% o menos en base al peso de olefina.

5. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 2, en el que el polímero de poliolefina comprende polímeros y copolímeros de mono olefinas alifáticas que contienen de dos a seis átomos de carbono que tienen un peso molecular de 30.000 a 500.000.

6. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 5, en el que el peso molecular de la poliolefina está comprendido en la gama de 30.000 a 300.000.

7. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 2, en el que la poliolefina se elige en el grupo consistente en polietileno, polipropileno y copolímeros de etileno-propileno.

8. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 2, en el que el agente de nucleación se obtiene por neutralización del ácido aleurítico o sheloico con un hidróxido de metal alcalino, seguido de la extracción de agua bajo presión reducida a una temperatura de alrededor de 80ºC, seguido de un secado adicional a alrededor de 120ºC bajo presión reducida.

9. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 2, en el que el agente de nucleación se prepara mediante tratamiento de una solución acuosa neutra de una sal alcalina del ácido aleurítico o sheloico, con una solución equimolar de un cloruro alcalino térreo, lavando la sal precipitada con agua, y secando a 1200ºC bajo presión reducida, y aislando la sal soluble en agua mediante extracción del agua, y moliendo la sal en un mortero.

10. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 2, en el que la sal metálica comprende una sal de sodio, potasio, litio, calcio o aluminio.

11. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 2, en el que la cantidad de agente de nucleación utilizada en la poliolefina no es menor del 0,2% p/p en base a la poliolefina.