BR0114521B1 - processo para preparar uma dispersão estável, composição e formulação de espuma de poliuretano. - Google Patents
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Description
"PROCESSO PARA PREPARAR UMA DISPERSÃO ESTÁVEL, COMPOSIÇÃO E FORMULAÇÃO DE ESPUMA DE POLIURETANO"
A invenção presente refere-se a uma dispersão estável de um polímero pré-formado num poliol e a um processo para a preparação do mesmo.
Os polióis de polímero, que são dispersões de um polímero num poliol, são incluídos freqüentemente como um componente na manufatura de espuma de poliuretano reforçado. Por exemplo, os polióis de polímero de estireno/acrilonitrila (SAN) são componentes comuns na manufatura de espuma de poliuretano reforçado. Os polióis de polímero SAN são polimerizados em dispersão, um processo que infelizmente requer em qualquer lugar de 6 até 24 horas.
Além disso, o polímero SAN é mais caro que polímeros alternativos tais como polietileno e polipropileno.A patente U.S. N0 4.014.846 (Ramlow e outros) divulga polióis poliméricos de polímero contendo hidroxi preparados dispersando partículas sólidas fina-mente divididas de um polímero contendo hidroxi num poliol.
Ramlow e outros descrevem a polimerização de partículas de polímero num solvente orgânico, isolando as partículas e depois dispersando as partículas num poliol. A preparação de partículas de polímero pré-formado é um processo intensivo, requerendo que as partículas de polímero sejam preparadas num solvente orgânico e isoladas antes de serem dispersas num poliol.
Conseqüentemente, é desejável uma dispersão estável de polímero de custo relativamente baixo num poliol e um processo para preparar tais dispersões isto é menos capi- tal e mão-de-obra intensiva que as descritas na técnica anterior. É ainda mais desejável um processo que seja mais rápido que o processo de polimerização em dispersão.
Num primeiro aspecto, a invenção presente é um processo para fabricar uma dispersão estável compreendendo as etapas: (a) contatar, num misturador simples, uma resina de polímero pré-formado e um poliol sob condições de aquecimento e cisalhamento suficientes para formar uma dispersão inicial da resina de polímero no poliol; e (b) enquanto sob cisalhamento, resfriar suficientemente a dispersão inicial para formar uma dispersão estável.
Num segundo aspecto, a invenção presente é uma composição compreendendo uma dispersão estável de um estabilizador e um polímero de polietileno de baixa densidade linear ou de alta densidade pré-formado num poliol.
Num terceiro aspecto, a invenção presente é uma formulação de espuma de poliuretano compreendendo uma dispersão de polímero pré-formado em poliol preparada de acordo com o processo do primeiro aspecto.
A invenção presente vai ao encontro de uma necessidade na técnica provendo uma dispersão estável de um polímero de custo relativamente baixo num poliol e um processo para preparar tal dispersão estável isto é menos capital e mão-de-obra intensiva que descritos na técnica anterior. Além disso, o processo da invenção presente permite a preparação de polímero estável em dispersões de poliol em menos de seis horas.
O termo "dispersão" refere-se à dispersão em nível iônico ou molecular (solução verdadeira) ou em nível coloidal (tendo tamanhos de partícula até centenas de mícrons em diâmetro).
O termo "dispersão estável" significa estável até coalescência de fase dispersa significativa por pelo menos um dia, preferivelmente pelo menos uma semana, mais preferivelmente pelo menos um mês, ainda mais preferivelmente três meses, ainda mais preferivelmente pelo menos seis meses , o mais preferivelmente pelo menos um ano.
O termo "estabilizador" refere-se a um composto interfacialmente ativo que estabiliza uma dispersão de um polímero num poliol. O termo "misturador simples" refere-se a um dispositivo de misturação compreendendo um ou mais misturadores que operam em taxas de misturação idênticas. Exemplos de misturadores simples incluem um béquer ou tanque em combinação com uma ou mais lâminas de misturação ou uma haste única e uma extrusora com elementos de misturação múltiplos todos os quais giram à mesma taxa. Exemplos de misturadores que ficam fora da definição incluem combinações de extrusoras e dispersores onde as roscas da extrusora operam em taxas diferentes que a da cabeça de misturação no dispersor (vide por exemplo, a combinação de extrusora/dispersor no pedido pendente de patente U.S. N0 60/35.086).
A Figura 1 é um diagrama de um misturador simples preferido para uso na invenção presente.
Uma dispersão estável de um polímero pré-formado num poliol pode ser preparada num misturador simples, opcionalmente na presença de um estabilizador, usando um processo da invenção presente. Preferivelmente o processo é contínuo. Tal dispersão estável pode ser preparada em menos de seis horas, tipicamente em menos de duas horas, preferivelmente em menos de uma hora. Preferivelmente, o tamanho de partícula médio volumétrico da resina polimérica dispersa está na faixa de mícron ou sub- mícron.
Os polióis apropriados para uso na invenção presente são desejavelmente poliéteres polióis tendo funcionalidades (hidrogênios reativos por molécula) de 2 até 8, pref erivelmente de 2 até 4, e números de hidroxila de 70 até 5,61, preferivelmente de 56 até 14. Desejavelmente, ou poliol tem um nível baixo de insaturação. A insaturação é uma medida de insaturação do tipo alila ou propenila num poliol, resultante de isomerização de oxido propilênico durante a manufatura do poliol. Um nível baixo de insaturação corresponde a menos que 0,05, preferivelmente menos que 0,004, mais preferivelmente menos que 0,02 miliequivalentes por grama (meq/g) de poliol. Os polióis para uso na invenção presente podem ter valores de insaturação de 0,007 meq/g ou mais, ainda 0,01 meq/g ou mais. Determina-se a insaturação de acordo com o método D-4671 da American Society for Testing and Materials (ASTM).
Preparam-se os polióis reagindo-se um ou mais óxidos alquilênicos tendo de 2 até 4 átomos de carbono no radical alquileno e uma molécula de iniciador contendo de 2 até 8, preferivelmente de 2 até 4, átomos de hidrogênio ativo. Processos de manufatura bem estabelecidos, tal como polimerização catiônica ou aniônica, são apropriados para preparar estes polióis. Processos de polimerização aniônica podem usar hidróxidos de matais alcalinos tais como hidróxido de sódio, de potássio ou de césio, ou alcoolatos de metais alcalinos tais como metilato, etilato, isopropoxilato de sódio, potássio ou césio como catalisadores. Os processos de polimerização catiônica apropriados podem usar ácidos de Lewis tais como pentacloreto de antimônio, eterato-fluoreto de boro ou catalisadores de metais de transição, tais como cobalto, zinco ou misturas dos mesmos.
Os óxidos alquilênicos apropriados para a preparação de poliéteres polióis incluem tetraidrofurano, oxido de 1,3- propileno, óxido de 1,2- ou 1,3-butileno, oxido de estireno e epicloridrina. 0 óxido de etileno e o óxido de propileno são preferidos. Os óxidos alquilênicos podem ser usados individualmente, alternado em seqüência, ou como misturas. As moléculas de iniciador possíveis incluem água, ácidos dicarboxílicos orgânicos, diaminas N-mono, N-, N,N'-dialquil substituídas aromáticas tendo de 1 até 4 átomos de carbono no radical alquila, e aminas terciárias de mono-alquilas. Outras moléculas de iniciador incluem alcanolaminas tais como etanolamina, dietanol aminas N-metil- ou N-etileno etanolaminas, dietanolaminas, trietanolamina amônia, hidrazina e hidrazida. Álcoois multifuncionais, particularmente bi e trifuncionais são usados preferivelmente tais como etileno glicol, propileno glicol, trimetileno glicol, dietileno glicol, dipropileno glicol, 1,4-butanoglicol, 1,6-hexametileno glicol, glicerina, trimetilol propano, pentaeritritol, sorbitol e sacarose.
Os poliéteres polióis apropriados para uso na presente invenção têm pesos moleculares médios ponderais de 200 até 15.000 e preferivelmente de 500 até 8.000. Eles podem ser usados individualmente ou na forma de misturas.
Os polióis preferidos incluem polióis baseados em óxido de propileno tais como polióis de marca VORANOL® (denominação comercial de The Dow Chemical Company). Os polímeros apropriados como resinas poliméricas pré- formadas na invenção presente incluem polímeros termoplásticos ou misturas dos mesmos, que são polimerizados antes de dispersar num poliol. Os polímeros de polietileno (PE) incluindo homopolímero de PE, copolímeros de PE, homopolímeros e copolímeros de PE modificados por enxertio são exemplos de resinas poliméricas pré-formadas apropriadas. Os polímeros e copolímeros de polipropileno (PP), polímeros e copolímeros de poliestireno (PS), elastômeros, ceras poliolefínicas, e resinas de poliuretano termoplásticas são exemplos adicionais de resinas poliméricas pré- formadas apropriadas.
Exemplos específicos de resinas poliméricas pré-formadas incluem resinas de polietileno linear de baixa densidade (LLDE) tais como resinas DOWLEX® 2500 e 2503 (denominação comercial de The Dow Chemical Company); resinas de polietileno de alta densidade (HDPE) tais como resina DOWLEX IP-60 e resina UNIVAL® DMBA 8007 (UNIVAL é uma denominação comercial de Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation); polietilenos de baixo peso molecular tais como os polietilenos Marcus Série-M de Marcus Oil & Chemical; elastômeros tais como polibutadieno, poliisopreno, poliisobutileno, elastômero ENGAGE® (denominação comercial de DuPont Dow Elastomers L.L.C.), elastômero de poliolefina AFFINITY° (denominação comercial de The Dow Chemical Company) , elastômero de poliuretano PELLATHANE® (denominação comercial de The Dow Chemical Company), e resina de polietileno clorado TYRIN (denominação' comercial de The Dow Chemical Company); ceras de poliolefina tal como cera de poliolefina EPOLENE0 (denominação comercial de Eastman Kodak Company); copolímeros etileno/ácido acrílico (EAA) tais como resinas PRIMACOR® (denominação comercial de The Dow Chemical Company); copolímeros etileno/(met)acrilato tais como copolímeros etileno/metacrilato, copolímeros etileno/metacrilato/glicidil metacrilato, copolímeros etileno/butil acrilato; copolímeros etileno/acetato de vinila; copolímeros etileno/álcool vinílico; poli(álcool vinílico) ; polímeros SAN tais como as resinas TYRIL® (TYRIL é uma denominação comercial de The Dow Chemical Company); e resina de engenharia de poliuretano ISOPLAST® (denominação comercial de The Dow Chemical Company).
O polímero pré-formado, ou mistura de polímeros pode ser auto-dispersante, significando que uma dispersão estável do polímero num poliol pode ser preparada sem adicionar um estabilizador auxiliar. Exemplos de polímeros auto- dispersantes incluem copolímeros EAA, tais como as resinas PRIMACOR. Aquele treinado na técnica pode determinar os níveis de razões de copolímero EAA apropriadas para sistemas auto-dispersantes sem experimentação indevida.
Geralmente a resina polimérica pré-formada está presente em menos que 60 por cento em volume (% vol. ) , mais geralmente menos que 55 %vol., ainda mais geralmente menos que 50 %vol., e preferivelmente maior que 5 %vol., mais preferivelmente maior que 15 %vol. baseado no volume total de dispersão estável.
As dispersões estáveis contendo resinas poliméricas pré- formadas que não são auto dispersantes requerem um estabilizador. As dispersões estáveis de polímeros auto- dispersantes podem incluir também um estabilizador para melhorar a estabilidade de dispersão ou alguma outra propriedade. Os estabilizadores apropriados podem ser aniônicos, catiônicos, não iônicos, poliméricos, ou qualquer combinação compatível dos mesmos. Os estabilizadores usados em dispersões estáveis para aplicações em espuma de poliuretano preferivelmente estarão essencialmente livres de funcionalidades que interfiram com a espuma de poliuretano e com a química de reticulação (formação de ligações cruzadas). Um estabilizador é considerado "essencialmente livre" de tais funcionalidades se não for observado nenhum efeito prejudicial na reticulação de poliuretano quando a dispersão estável estiver incluída numa formulação de espuma de poliuretano. Mais preferivelmente, o estabilizador estará completamente livre de funcionalidades interferentes. Exemplos de funcionalidades que interferem com espuma de poliuretano e com a química de reticulação incluem grupos ácido carboxílico, sais de ácidos carboxílicos, e grupos amina. Um estabilizador preferido para uso em polióis de polímero PE é um produto de reação de uma cera de PE de funcionalidade anidrido maleico com um poliol de monoamina sendo que se formam ligações imida entre os reagentes. Um exemplo de tal estabilizador preferido é o produto de reação de cera CERAMERe 5005 (denominação comercial de Baker Petrolite Corporation) com a poliamina JEFFAMINE® XTJ-507 (denominação comercial de Huntsman Corporation):
* * * *
Outro estabilizador desejável é um produto de reação de um copolímero EAA com um poliol de monoamina. Preferivelmente, funcionalidades ácido suficientes do copolímero EAA reagem para tornar o produto de reação essencialmente livre de funcionalidades ácido. A concentração do estabilizador, quando usado, é preferivelmente menor que 15 por cento em peso, mais pref erivelmente menor que 10 por cento em peso, o mais preferivelmente menor que 6 por cento em peso baseado no peso total da dispersão estável. Aplica-se uma quantidade de calor suficiente (isto é, "calor suficiente") quando se forma uma dispersão inicial do polímero num poliol. O calor suficiente amolece ou funde a resina ou resinas poliméricas pré-formadas que estão sendo dispersas. A fusão ou o amolecimento da resina polimérica pré-formada facilita sua dispersão no poliol. Geralmente, aquece-se um polímero pré-formado até uma temperatura de processamento que é freqüentemente obtenível do fabricante do polímero pré-formado. Tipicamente, a temperatura de processamento (Tp) está acima da temperatura de transição vítrea (Tg) do polímero pré-formado, e da temperatura de fusão cristalina para polímeros cristalinos. Desejavelmente, o calor suficiente forma um polímero fundido a partir da resina polimérica pré-formada. Muitas fontes apropriadas de calor estão disponíveis incluindo vapor, radiação infravermelha, equipamento sônico, mantas térmicas, elementos de aquecimento elétrico, e atrito.
Aplica-se também cisalhamento suficiente quando se dispersa uma resina polimérica pré-formada num poliol. Uma resina polimérica pré-formada tem um tamanho de partícula maior que o desejado numa dispersão estável da invenção presente quando se contata primeiro um poliol. O cisalhamento suficiente fragmenta a resina polimérica pré-formada em partículas tendo um tamanho de partícula médio volumétrico desejado para uma dispersão estável. Isto é, o cisalhamento suficiente reduz o tamanho de partícula de uma resina polimérica pré-formada que está em contato com um poliol. O cisalhamento suficiente dispersa também uma resina (ou resinas) polimérica pré- formada num poliol desejado a uma dada temperatura. O que constitui cisalhamento suficiente depende do polímero pré-formado e dos polióis na dispersão inicial, assim como a temperatura do polímero e a do poliol quando se aplica o cisalhamento. Um técnico treinado pode determinar rapidamente o que constitui cisalhamento suficiente para uma dada combinação de polímero pré- formado, poliol e temperatura.
Resfria-se a dispersão inicial, durante o cisalhamento, até uma temperatura suficientemente baixa para formar uma dispersão estável. Geralmente é suficiente resfriar-se uma dispersão inicial até um temperatura abaixo da Tp da resinas poliméricas pré-formadas dispersas nela. Preferivelmente, resfria-se a dispersão inicial até uma temperatura abaixo da Tg das resinas poliméricas pré- formadas dispersas nela. Muitos meio de resfriamento são apropriados. Freqüentemente a dispersão inicial pode ser resfriada suficientemente apenas pela remoção da fonte de calor e permitindo que ela se aproxime da temperatura ambiente. Um fluido refrigerado, tal como a água, aplicado do lado de fora do misturador pode acelerar o resfriamento. Aquele treinado na técnica pode identificar métodos para resfriamento que sejam os mais apropriados para sua configuração específica de misturador.
O processo da invenção presente envolve fragmentar o polímero pré-formado num tamanho de partícula desejado durante a sua dispersão num poliol. Este processo é o contrário de um processo que requer dividir finamente um sólido polimérico antes de dispersá-lo num poliol, tal como está divulgado na patente U.S. N° 4.014.846, por exemplo. Fragmentar um polímero num tamanho de partícula desejado durante sua dispersão num poliol reduz etapas de processamento durante a fabricação de polímero em dispersões de poliol.
Desejavelmente, uma dispersão estável de polímero pré- formado em poliol tem um tamanho de partícula médio volumétrico de polímero pré-formado disperso que é menor que 15 mícrons, mais preferivelmente menor que 10 mícrons, o mais preferivelmente menor que 5 mícrons e tipicamente maior que 0,1 mícron. Determinam-se os tamanhos de partícula usando técnicas padrão de difusão de luz.
O processo da invenção presente inclui tanto processos por batelada como contínuos. Exemplos de fontes apropriadas de cisalhamento num processo por batelada inclui lâminas de misturação tal como uma lâmina do tipo Cowles, dispersores de rotor/estator de cisalhamento elevado, e misturadores ultra-sônicos. Preferivelmente, o processo é um processo continuo onde o misturador é uma extrusora. Tipicamente, no processo contínuo, a adição do estabilizador (se usado) e do poliol ocorre a jusante da adição da resina polimérica pré-formada, preferivelmente após a resina polimérica pré-formada ser aquecida e fundida. Preferivelmente a adição do estabilizador e do poliol coincide com os elementos designados para incorporar fluidos de baixa viscosidade, tais como elementos de misturador de engrenagem, na extrusora.
Tipicamente, a extrusora compreende uma configuração de duas hélices ou de hélice única com qualquer número e tipos de elementos de misturação e orifícios de adição. Um técnico treinado pode determinar qualquer número de configurações diferentes que proveriam misturação suficiente para um sistema de interesse sem experimentação indevida. Tipicamente, a extrusora compreende uma zona de elementos diretos, ou uma combinação de elementos diretos e inversos, onde ocorrem a adição e o aquecimento da resina polimérica pré- formada. Preferivelmente, a extrusora compreende uma configuração de duas hélices com 2 ou mais zonas contendo misturadores de engrenagem onde ocorre a adição do estabilizador e do poliol. Mais preferivelmente, a extrusora compreende uma configuração de duas hélices compreendendo uma combinação de zonas de elementos diretos e inversos, 2 ou mais misturadores de engrenagem, um orifício de adição de estabilizador coincidindo com um misturador de engrenagem, e 2 ou mais orifícios de adição de poliol coincidindo com misturadores de engrenagem.
Ainda mais preferivelmente, a extrusora compreende uma configuração de duas hélices compreendendo5 ou mais misturadores de engrenagem, um orifício de adição de estabilizador coincidindo com um misturador de engrenagem, e dois orifícios de adição de poliol coincidindo com os misturadores de engrenagem posteriores.
A Figura 1 é um misturador simples preferido para uso na invenção presente compreendendo uma extrusora de duas hélices e orifícios múltiplos de alimentação (20) . As duas hélices compreendem elementos diretos (22), misturadores de engrenagem (24), elementos de empolamento (26), e elementos inversos (28). A resina polimérica pré- formada entra na extrusora por um primeiro orifício de alimentação (2), coincidindo um elemento direto (22). A resina polimérica pré-formada funde na zona inicial de elementos diretos de misturação (4) . Uma mistura de estabilizador e poliol entra através do segundo orifício de alimentação (6) coincidindo com um misturador de engrenagem (24). O poliol adicional entra a jusante mais adiante através do terceiro orifício de alimentação (8) coincidindo com um misturador de engrenagem. A dispersão estável sai da extrusora através de um orifício de saída (10).
As dispersões estáveis da invenção presente têm utilidade como, por exemplo, componentes de formulações de adesivos e como aditivos de reforço e/ou amolecimento em formulações de espuma de poliuretano. As dispersões estáveis da invenção presente, particularmente dispersões de PE em poliol, também têm utilidade como aditivos em formulações de espuma de poliuretano com o propósito de prover dissipadores de calor durante a cura da espuma. Partículas de polímero dispersas podem absorver a energia produzida durante a cura de uma espuma de poliuretano. Vide, por exemplo, a patente U.S. N° 6.265.457 para ensinamentos adicionais sobre o uso de partículas de polímero como dissipadores de calor em espuma de poliuretano.
Exemplos
Os exemplos seguintes ilustram adicionalmente, sem limitar a invenção presente. Exemplo 1
Mistura-se 30,0 gramas de poliol VORANOL 4703 e 15,0 gramas de poli(copolímero de etileno/acrilato de etila) (Aldrich Chemical Company) num frasco de vidro de 120 mL (4 onças). Aquece-se a mistura até 170°C usando uma fonte de calor, tal como uma manta térmica, durante agitação a 1.2 00 rotações por minuto (rpm) usando um misturador de 3 lâminas propulsoras (Cole-Parmer catálogo #P-04352 -00) . Aumenta-se a taxa de agitação até 4.500 rpm e aumenta-se a temperatura até 200°C. Remove-se a fonte de calor e permite-se que a mistura resfrie até 90°C durante agitação a 4.500 rpm. 0 Exemplo 1 ilustra um polímero auto-dispersante disperso num poliol para formar um poliol de polímero estável da invenção presente preparado usando um processo por batelada da invenção presente. 0 tamanho de partícula médio volumétrico da dispersão estável resultante é de 1,4 mícrons. Mede-se o tamanho de partícula misturando uma pequena quantidade da dispersão estável em metanol e adicionando água contendo 1 por cento de tensoativo de marca RHODAPEX™ CO-43 6 (denominação comercial de Rhodia) . Mede-se o tamanho de partícula em água.
Exemplo 2
Prepara-se um polímero estável em dispersão de poliol tal como descrito no Exemplo 1 usando 30,0 gramas de poliol VORANOL 4703 e 15,0 gramas de poli(copolímero de etileno/acetato de vinila) ELVAX™ (denominação comercial de E.I. duPont de Nemours Company). O tamanho de partícula médio volumétrico é de 21 mícrons, determinado tal como descrito no Exemplo 1.
O Exemplo 2 ilustra um polímero auto-dispersante disperso num poliol para formar um poliol de polímero estável da invenção presente preparado usando um processo por batelada da invenção presente. Preparação do Tensoativo 1
Mistura-se 150 gramas de cera CERAMER 505 e 122,7 gramas de poliamina JEFFAMINE XTJ-507 num frasco tipo caldeira de 1 litro. Equipa-se o frasco com um agitador mecânico e um sistema de drenagem com nitrogênio. Ajusta-se o sistema de purga de nitrogênio para permitir ou o bloqueio da reação com nitrogênio ou a drenagem do frasco de reação com nitrogênio. Passa-se a saída do dreno com nitrogênio através de um coletor a vácuo imerso em gelo seco/acetona para capturar quaisquer voláteis. Passa-se nitrogênio através do frasco por 15 minutos à temperatura ambiente para drenar a maior parte do ar.
Muda-se o fluxo de nitrogênio para bloquear a mistura reagente e mergulha-se o frasco num banho de óleo à temperatura ambiente.
Aquece-se o banho de óleo até 120°C e mantém-se aquela temperatura por uma hora. Aquece-se o banho de óleo até 150°C por 15 minutos, depois até 180°C por 15 minutos. Neste ponto a mistura é uma solução homogênea transparente. Liga-se o agitador mecânico. Forma-se um condensado volátil na parte superior do recipiente de reação.
Aquece-se o banho de óleo até 200°C por 15 minutos. Muda- se o fluxo de nitrogênio para fluir através do frasco e nos coletores frios, dragando quaisquer subprodutos voláteis do recipiente de reação.
Aquece-se o banho de óleo até 210°C por 4 horas. Desliga- se a energia do banho de óleo e desliga-se o agitador. Retira-se o conjunto haste/lâmina do agitador da mistura reagente líquida. Permite-se que todo o conjunto esfrie até a temperatura ambiente de um dia para o outro sob nitrogênio.
O produto (Tensoativo 1) é um sólido de cor bege que é facilmente fragmentado e removido do frasco.
Exemplo 3
Carregam-se pelotas de polietileno marca DOWLEX numa extrusora a uma taxa de 50 gramas por minuto (g/min) .
Opera-se a extrusora a 450 rpm. Funde-se o polietileno na zona de alimentação e conduz-se a jusante até uma zona de adição e adiciona-se o Tensoativo 1 fundido e poliol VORANOL 313 7 a uma taxa de alimentação de 8 g/min e 31 g/min, respectivamente. A temperatura da extrusora na zona de alimentação é de 1500C. A zona de adição consiste de elementos de misturação de cisalhamento elevado apropriados para incorporar líquidos em polímeros viscosos. Um elemento de misturador de engrenagem é um exemplo de um elemento apropriado para este propósito. Reduz-se a temperatura nas zonas subseqüentes da extrusora de maneira escalonada até alcançar a segunda zona de adição. Nesta zona adiciona-se mais poliol a uma taxa de 34 g/min. A segunda zona de adição está a 120°C e inclui também um misturador de cisalhamento elevado. Continua-se a transportar a mistura para o final da extrusora durante misturação e resfriamento. Coleta-se uma dispersão estável tal como ela sai da extrusora numa temperatura de IOO0C. Opcionalmente, usa-se um sistema de troca de calor com água fria após a extrusora reduzir adicionalmente a temperatura abaixo de 80°C. 0 tamanho de partícula médio volumétrico na dispersão estável é de 6 mícrons. Determina-se o tamanho de partícula misturando uma amostra da dispersão estável em 2-propanol usando um analisador de tamanho de partícula.
O Exemplo 3 ilustra um poliol de polímero de polietileno da invenção presente preparado usando um processo contínuo de extrusão da invenção presente. Exemplo 4
Carregam-se pelotas de copolímero de etileno/ácido acrílico marca PRIMACOR numa extrusora a uma taxa de 44 gramas por minuto (g/min). Opera-se a extrusora a 450 rpm. Funde-se o polímero na zona de alimentação e conduz- se a jusante até uma zona de adição onde adiciona-se o poliol VORANOL 313 7 a uma taxa de alimentação de 3 5 g/min. A temperatura da extrusora na zona de alimentação é de 145°C. A zona de adição consiste de elementos de misturação de cisalhamento elevado apropriados para incorporar líquidos em polímeros viscosos. Um elemento de misturador de engrenagem é um exemplo de um elemento apropriado para este propósito. Reduz-se a temperatura nas zonas subseqüentes da extrusora de maneira escalonada até alcançar a segunda zona de adição. Nesta zona adiciona-se mais poliol a uma taxa de 35 g/min. A segunda zona de adição está a 120°C e inclui também um misturador de cisalhamento elevado. Continua-se a transportar a mistura para o final da extrusora durante misturação e resfriamento. Coleta-se uma dispersão estável tal como ela sai da extrusora numa temperatura de 90 0C. Opcionalmente, usa-se um sistema de troca de calor com água fria após a extrusora reduzir adicionalmente a temperatura abaixo de 80°C. O tamanho de partícula médio volumétrico na dispersão estável é de 1 mícron. Determina-se o tamanho de partícula misturando uma amostra da dispersão estável em 2-propanol usando um analisador de tamanho de partícula.
O Exemplo 4 ilustra um poliol de copolímero EAA da invenção presente preparado usando um processo contínuo de extrusão da invenção presente.
Exemplo 5
Carrega-se uma mistura a 50/50 de pelotas de copolímero de etileno/ácido acrílico marca PRIMACOR (conteúdo de ácido acrílico 20 por cento em peso, índice de fusão 300 dg/min) e pelotas de copolímero de etileno/octeno ENGAGE EG 8400 numa extrusora a uma taxa de 58 gramas por minuto (g/min). Opera-se a extrusora a 250 rpm. Funde-se o polímero na zona de alimentação e conduz-se a jusante até uma zona de adição onde adiciona-se o poliol VORANOL 220- 110N a uma taxa de alimentação de 60 g/min. A temperatura da extrusora na zona de alimentação é de 180°C. A zona de adição consiste de elementos de misturação de cisalhamento elevado apropriados para incorporar líquidos em polímeros viscosos. Um elemento de misturador de engrenagem é um exemplo de um elemento apropriado para este propósito. Reduz-se a temperatura nas zonas subseqüentes da extrusora de maneira escalonada até alcançar a segunda zona de adição. Nesta zona adiciona-se mais poliol a uma taxa de 175 g/min. A segunda zona de adição está a 120°C e inclui também um misturador de cisalhamento elevado. Continua-se a transportar a mistura para o final da extrusora durante misturação e resfriamento. Coleta-se uma dispersão estável tal como ela sai da extrusora numa temperatura de 80°C. Opcionalmente, usa-se um sistema de troca de calor com água fria após a extrusora reduzir adicionalmente a temperatura abaixo de 80°C. 0 tamanho de partícula médio volumétrico na dispersão estável é de 12 mícrons. Determina-se o tamanho de partícula misturando uma amostra da dispersão estável em 2-propanol usando um analisador de tamanho de partícula.
O Exemplo 5 ilustra um poliol de polímero da invenção presente contendo tanto copolímero EAA como copolímero de etileno/octeno preparado usando um processo contínuo de extrusão da invenção presente.
Claims (8)
1. Processo para preparar uma dispersão estável, compreendendo as etapas: (a) contatar, num misturador simples, uma resina polimérica pré-formada, um poliol e, se necessário ou desejado, um estabilizador sob condições de calor suficiente para fundir o polímero pré-formado, formando, dessa maneira, uma fusão polimérica, e cisalhamento suficiente para formar uma dispersão inicial da resina polimérica no poliol; e (b) durante o cisalhamento, resfriar suficientemente a dispersão inicial para formar uma dispersão estável, dito processo sendo caracterizado pelo fato de dito poliol ser um poliéter poliol tendo um peso molecular médio entre 500 e 8.000, uma funcionalidade de 2 a 8, e um número hidroxila de 70 para 5,61 e o polímero pré-formado sendo copolímero etileno/ácido acrílico.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a resina polimérica pré- formada ser auto-dispersante.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o estabilizador ser uma imida produto de reação de uma cera de polietileno de funcionalidade anidrido maleico e um poliol de monoamina.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o misturador simples ser uma extrusora.
5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 4, caracterizado pelo fato de a dispersão inicial ser formada na presença de um estabilizador.
6. Processo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o misturador simples ser uma extrusora e o poliol e o estabilizador serem adicionados a jusante da resina polimérica pré-formada.
7. Composição, caracterizada pelo fato de compreender uma dispersão estável de um estabilizador e um polímero de polietileno pré-formado, definido pelo copolímero de etileno/ácido acrílico, num poliéter poliol que tem um peso molecular médio entre 500 e 8.000, uma funcionalidade de 2 a 8, e um número hidroxila de 70 para -5,61, sendo o estabilizador uma imida produto de reação de uma cera de polietileno de funcionalidade anidrido maleico e um poliol de monoamina.
8. Formulação de espuma de poliuretano, caracterizada pelo fato de compreender uma dispersão de polímero pré- formado, definido pelo copolímero de etileno/ácido acrílico, num poliol, dita dispersão sendo produzida conforme definido na reivindicação 7, sendo ainda aplicado pelo menos um dos seguintes: (I) um estabilizador sendo uma imida produto da reação de uma cera de polietileno de funcionalidade anidrido maleico e um poliol de monoamina; e/ou (II) uma resina polimérica pré-formada selecionada de um grupo consistindo de copolímero de etileno/ácido acrílico.
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