PROCEDIMIENTO DE PREPARACION DE PARTICULAS A BASE DE POLIMERO TERMOPLASTICO.

Procedimiento de fabricación de polvo en material termoplástico P que comprende partículas de un diámetro medio determinado e inferior a 1 mm,

que comprende las etapas siguientes:

a. Formar una mezcla fundida de dicho material termoplástico P con al menos un aditivo A, para obtener una dispersión de partículas discretas del material termoplástico P, estando formado dicho aditivo A por un material polimérico que comprende al menos una parte de su estructura compatible con dicho material termoplástico P y al menos una parte de su estructura incompatible e insoluble en dicho material termoplástico P para obtener una dispersión de partículas discretas de material,

b. Enfriar dicha mezcla a una temperatura inferior a la temperatura de reblandecimiento del material termoplástico P,

c. Tratar dicha mezcla enfriada para provocar la disgregación de las partículas discretas de material termoplástico P

caracterizado por que se introduce en la etapa a) al menos un compuesto B insoluble y no compatible con el material termoplástico P, para obtener partículas del diámetro medio deseado; el compuesto B tiene una estructura compatible con al menos una parte de la estructura del aditivo A;

la relación másica R1 (masa de aditivo A + masa de compuesto B)/(masa de aditivo A + masa de compuesto B + masa de material P) está comprendida entre 0,01 y 0,6

Procedimiento de preparación de partículas a base de polímero termoplástico.

La invención se refiere a un procedimiento de preparación de polvo constituido por partículas a base de polímero termoplástico. El procedimiento de la invención comprende más en particular las etapas de preparación de una mezcla que comprende el polímero termoplástico y dos aditivos en estado fundido, enfriamiento de la mezcla y recuperación del polvo por disgregación.

Los polímeros termoplásticos en forma de polvo, especialmente en forma de partículas esféricas de diámetro generalmente inferior a 1 mm, preferentemente inferior a 100 µm, presentan interés para numerosas aplicaciones. En efecto, los polvos de polímero termoplástico, tales como los polvos de poliamida, se utilizan especialmente como aditivo en las pinturas, por ejemplo en las pinturas para revestimiento de suelos de gimnasios, que deben poseer propiedades antideslizantes. Los polvos de polímero termoplástico se introducen igualmente en productos cosméticos tales como cremas solares, para el cuidado del cuerpo o del rostro y desmaquillantes. Se utilizan igualmente en el ámbito de tintas y papeles.

Son conocidos diferentes procedimientos de obtención de polvos de polímero termoplástico para el experto en la materia.

Los polvos de polímero termoplástico pueden ser obtenidos por ejemplo por molienda o criomolienda de gránulos de polímero termoplástico de diámetro medio inicial del orden de 3 mm. Sin embargo, estas transformaciones mecánicas por reducción del tamaño con frecuencia llevan a partículas de forma irregular y de tamaño raramente inferior a 100 µm. La distribución de tamaño de estas partículas es con frecuencia amplia y estas últimas difícilmente se pueden aplicar a escala industrial.

Se sabe igualmente preparar polvos de polímero termoplástico por disolución de polímero en un disolvente, después precipitación. Siendo los disolventes de los polímeros tales como poliamida por ejemplo, muy corrosivos y volátiles, las condiciones de seguridad son estrictas y este procedimiento no se puede aplicar a una escala industrial. Además es difícil según este procedimiento controlar la forma de las partículas, lo que puede ser inoportuno para ciertas aplicaciones.

Existen otros procedimientos según los cuales los polvos de polímero termoplástico se preparan in situ durante la polimerización de los monómeros del polímero.

Por ejemplo, se sabe obtener polvos de polímero tal como poliamida por polimerización aniónica de lactamas en disolución. La polimerización se realiza en presencia de monómeros, un disolvente de los monómeros, un iniciador, un catalizador, un activador y la polimerización se realiza con agitación a una temperatura próxima a 110ºC. Este procedimiento es específico de las poliamidas obtenidas a partir de monómeros de tipo lactamas. Es poco flexible y no permite diversificar la naturaleza de los polvos en función de las propiedades finales del polvo buscadas, haciendo variar la naturaleza de los monómeros por ejemplo. Se sabe igualmente obtener polvos de copoliesteramida por polimerización aniónica de lactamas y lactonas. Estos procedimientos mediante polimerización aniónica son difíciles de controlar debido a la gran reactividad del medio aniónico especialmente.

Según el campo de aplicación de los polvos, el tamaño requerido de las partículas del polvo varía. Por ejemplo, en el campo de la pintura y los barnices, el tamaño de partícula requerido varía de 0,1 a 10 µm; en el campo de la cosmética, los polvos tienen un tamaño de partícula comprendido entre 5 y 10 µm; en el campo de rotomoldeo el tamaño de partícula varía de 300 a 500 µm. Así se buscan polvos con un tamaño de partícula determinado y selectivo, así como procesos flexibles de preparación de polvos que permitan diversificar el tamaño de las partículas de polvo.

Uno de los fines de la invención es proponer un proceso de fabricación de un polvo de materia termoplástica que comprenda partículas de tamaño determinado, pudiendo ser de tamaño reducido y de forma sensiblemente regular, presentando las ventajas mencionadas anteriormente.

Con este fin, la invención propone un procedimiento de fabricación de polvo de material termoplástico que comprende partículas de un diámetro medio determinado e inferior a 1 mm, según la reivindicación 1.

Según una característica ventajosa de la invención, la formación de la mezcla se obtiene por fusión de material termoplástico y adición del aditivo A y del compuesto B en forma sólida o fundida y aplicación de una energía de mezcla para obtener la formación de las partículas discretas de material termoplástico dispersadas en una fase ventajosamente continua formada por el aditivo A y el compuesto B.

Esta mezcla se puede obtener en otro modo de realización de la invención, por mezcla en estado sólido de partículas de dicho material termoplástico P y partículas de dicho aditivo A y partículas de dicho compuesto B y fusión de la mezcla de partículas con aplicación sobre la mezcla fundida de una energía de mezcla para obtener la formación de partículas discretas de material termoplástico P dispersadas en una fase ventajosamente continua formada por el compuesto A y el compuesto B.

El aditivo A y el compuesto B se pueden adicionar simultáneamente o sucesivamente. Cuando el aditivo A y el compuesto B se añaden ``sucesivamente, preferiblemente se añade el aditivo A antes del compuesto B.

Se definen las relaciones másicas R1 y R2 como sigue:

R₁ es el relación másica (masa de aditivo A + masa de compuesto B)/(masa de aditivo A + masa de compuesto B + masa de material P)

R₂ es la relación másica (masa de compuesto B)/(masa de aditivo A+ masa de compuesto B).

Para un sistema dado material P/aditivo A/compuesto B, existe generalmente una relación lineal, para un tamaño de partícula elegido, entre R₁ y R₂. Esta relación lineal puede variar en función de las condiciones de mezcla del sistema P/aditivo A/compuesto B.

Aunque la elección juiciosa de la relación R₁ y de la relación R₂ tal como se definió anteriormente en el procedimiento de la invención permite especialmente la obtención de polvos de partículas de diámetro medio determinado. El procedimiento de la invención permite controlar el tamaño de partícula del polvo. Permite la obtención de polvos cuyo tamaño de partícula es elegido y selectivo. El procedimiento es flexible, pudiéndose elegir el tamaño de partículas del polvo en una gama grande comprendida especialmente entre 0,1 y 800 µm.

Ventajosamente el aditivo A, el compuesto B y el material termoplástico P se introducen en la etapa a) según una relación másica R1 (aditivo A + compuesto B)/(aditivo A + compuesto B + material P) comprendida entre 0,01 y 0,6, preferiblemente comprendida entre 0,01 y 0,5.

Según otra característica más de la invención, la concentración ponderal en aditivo A en la mezcla está comprendida ventajosamente entre 1% y 50%, preferiblemente está comprendida entre 3 y 30%.

Según otra característica más de la invención, la concentración ponderal en aditivo B en la mezcla está comprendida ventajosamente entre 1% y 50%, preferiblemente está comprendida entre 3 y 30%.

Más en general, la mezcla se puede obtener por cualquier dispositivo conveniente, tales como mezcladoras de tornillo sinfín o agitadores compatibles con las condiciones de temperatura y presión utilizadas para la aplicación de los materiales termoplásticos.

Según un modo de realización preferido de la invención, la mezcla fundida se conforma antes de la etapa de enfriamiento, por ejemplo en forma de filamentos o cordones. Esta conformación se puede realizar ventajosamente por un procedimiento de extrusión a través de una hilera.

Según un modo de realización preferido de la invención, especialmente cuando se conforma la mezcla fundida, esta mezcla fundida se realiza preferentemente en una extrusora alimentando la hilera de extrusión.

El enfriamiento de la mezcla fundida se puede realizar por cualquier medio apropiado. Entre éstos se prefieren, el enfriamiento neumático o la inmersión en un líquido.

La etapa de recuperación del polvo de material termoplástico consiste ventajosamente en un tratamiento de disgregación de las partículas discretas de material termoplástico. Esta disgregación...

1. Procedimiento de fabricación de polvo en material termoplástico P que comprende partículas de un diámetro medio determinado e inferior a 1 mm, que comprende las etapas siguientes:

caracterizado por que se introduce en la etapa a) al menos un compuesto B insoluble y no compatible con el material termoplástico P, para obtener partículas del diámetro medio deseado; el compuesto B tiene una estructura compatible con al menos una parte de la estructura del aditivo A;

la relación másica R₁ (masa de aditivo A + masa de compuesto B)/(masa de aditivo A + masa de compuesto B + masa de material P) está comprendida entre 0,01 y 0,6.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la formación de la mezcla se obtiene por fusión de material termoplástico P y adición del aditivo A y del compuesto B en forma sólida o fundida y aplicación de una energía de mezcla para obtener la formación de partículas discretas de material termoplástico.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la formación de la mezcla se obtiene por mezcla en estado sólido de partículas de dicho material termoplástico P y partículas de dicho aditivo A y partículas de dicho compuesto B y fusión de la mezcla de partículas con aplicación en la mezcla fundida de una energía de mezcla para obtener la formación de partículas discretas de material termoplástico.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la concentración ponderal en aditivo A en la mezcla está comprendida entre 1% y 50%.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la concentración ponderal en compuesto B en la mezcla está comprendida entre 1% y 50%.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la mezcla fundida se conforma antes de la etapa de enfriamiento.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que el procedimiento de conformación es un procedimiento de extrusión a través de una hilera.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado por que la mezcla fundida se realiza en una extrusora que alimenta la hilera de extrusión.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el enfriamiento es un enfriamiento neumático.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el enfriamiento se obtiene por inmersión en un líquido.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el tratamiento de disgregación de las partículas en material termoplástico P se obtiene por aplicación de una fuerza de cizallamiento sobre la mezcla enfriada.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el tratamiento de disgregación de las partículas en material termoplástico P se obtiene por inmersión de la mezcla fundida enfriada en un líquido, no disolvente del material termoplástico P.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado por que el líquido es un disolvente del aditivo A y del compuesto B.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el polímero termoplástico es una poliamida o un poliéster.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado por que el polímero termoplástico es una poliamida elegida del grupo que comprende: poliamida 6, poliamida 6,6, poliamida 11, poliamida 12, las poliamidas 4,6; 6,10; 6,12; 12,12; 6,36, sus copolímeros y aleaciones.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el polímero termoplástico comprende los aditivos elegidos del grupo que comprende: matizantes, estabilizantes al calor y/o la luz, pigmentos, colorantes, cargas, especialmente cargas abrasivas.

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el aditivo A es un polímero del tipo bloque, secuencial, peine, hiperramificado, estrella.

18. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado por que la estructura compatible con el material termoplástico constituye un bloque de un polímero de tipo bloque, una secuencia de un polímero secuencial, los dientes de un polímero peine, el corazón o las ramificaciones de un polímero estrella o hiperramificado.

19. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la estructura compatible del aditivo A comprende funciones idénticas a las del polímero termoplástico.

20. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes caracterizado por que el aditivo A es un copolímero de bloque D que comprende un bloque de polímero termoplástico y al menos un bloque de poli(óxido de alquileno) tal como:

21. Procedimiento según la reivindicación 20, caracterizado por que la cadena macromolecular estrella del bloque de polímero termoplástico del polímero D es una poliamida estrella obtenida por copolimerización a partir de una mezcla de monómeros que comprende:

(III)Z-R₂-Z

22. Procedimiento según la reivindicación 20, caracterizado por que la cadena macromolecular H del bloque de polímero termoplástico del polímero D es una poliamida H obtenida por copolimerización a partir de una mezcla de monómeros que comprende:

estando las funciones c) y d) aminadas cuando las funciones de a) son ácidas, siendo las funciones c) y d) ácidas cuando las funciones a) son aminadas, estando la relación en equivalentes entre los grupos funcionales de a) y la suma de los grupos funcionales c) y d) comprendida entre 1,5 y 0,66, estando la relación en equivalentes entre los grupos funcionales de c) y los grupos funcionales de d) comprendida entre 0,17 y 1,5.

23. Procedimiento según una de las reivindicaciones 20 a 22, caracterizado por que el compuesto multifuncional está representado por la fórmula (IV)

en la que:

24. Procedimiento según una de las reivindicaciones 20 ó 23, caracterizado por que el compuesto multifuncional se elige entre: 2,2,6,6-tetra-(ß-carboxietil)-ciclohexanona, ácido trimésico, 2,4,6-tri-(ácido aminocaproico)-1,3,5-triazina, 4-aminoetil-1,8-octanodiamina.

25. Procedimiento según una de las reivindicaciones 20 a 24, caracterizado por que el bloque de poli(óxido de alquileno) del polímero D es lineal.

26. Procedimiento según la reivindicación 25, caracterizado por que el bloque de poli(óxido de alquileno) del polímero D es un bloque de poli(óxido de etileno).

27. Procedimiento según una de las reivindicaciones 20 a 26, caracterizado por que los extremos libres de la cadena macromolecular del bloque de polímero termoplástico del polímero D se unen a un bloque de poli(óxido de alquileno).

28. Procedimiento según la reivindicación 18, caracterizado por que el polímero hiperramificado E se elige entre: poliésteres, poliesteramidas, poliamidas.

29. Procedimiento según la reivindicación 18 ó 28, caracterizado por que el polímero hiperramificado E es una copoliamida hiperramificada del tipo de las obtenidas por reacción entre:

- al menos un monómero de la fórmula (I) siguiente:

en la que A es una función reactiva de polimerización de un primer tipo, B es una función reactiva de polimerización de un segundo tipo y es capaz de reaccionar con A, R es una entidad hidrocarbonada y f es el número total de funciones reactivas B por monómero: f =q 2, preferiblemente 2 =q f =q 10;

- al menos un monómero de la fórmula (II) siguiente:

en la que A', B', R' tienen la misma definición que la dada anteriormente respectivamente para A, B, R en la fórmula (I)

- al menos un monómero "corazón" de la fórmula (III) siguiente o al menos un monómero " limitador de cadena" de la fórmula (IV) siguiente:

en la que:

- R¹ es un radical hidrocarbonado sustituido o no, del tipo silicona, alquilo lineal o ramificado, aromático, alquilarilo, arilalquilo o cicloalifático, que puede comprender insaturaciones y/o heteroátomos;

- B'' es una función reactiva de la misma naturaleza que B o B';

- n =q 1, preferiblemente 1 =q n =q 100

en la que:

- R² es un radical hidrocarbonado, sustituido o no, de tipo: silicona, alquilo lineal o ramificado, aromático, arilalquilo, alquilarilo o cicloalifático, que puede comprender una o varias insaturaciones y/o uno o varios heteroátomos.

- y A'' es una función reactiva de la misma naturaleza que A o A',

la relación molar I/II se define como sigue:

siendo al menos una de las entidades R o R' de al menos uno de los monómeros (I) o (II)

alifática, cicloalifática o arilalifática

siendo R₁ y/o R₂ radicales polioxialquilenos.

30. Procedimiento según la reivindicación 29, caracterizado por que las funciones reactivas de polimerización A, B, A', B' se eligen del grupo que comprende las funciones carboxílicas y amino.

31. Procedimiento según la reivindicación 39 ó 30, caracterizado por que el monómero de fórmula (I) es un compuesto en el que A representa la función amina, B la función carboxílica, R un radical aromático y f = 2.

32. Procedimiento según la reivindicación 31, caracterizado por que el compuesto B se elige entre los compuestos que pertenecen a las familias de los polisacáridos, polioxialquilenglicoles, poliolefinas, siliconas.

33. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el diámetro medio de partícula deseado está comprendido entre 0,1 y 800 µm.