BR112020008996B1 - Composição aditiva e composições poliméricas compreendendo a mesma - Google Patents
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Abstract
Uma composição aditiva compreende um modificador de impacto, um composto acetálico, e um composto coaditivo. Uma composição aditiva compreende uma pluralidade de primeiras partículas e segundas partículas. As primeiras partículas compreendem um modificador de impacto. As segundas partículas compreendem um polímero termoplástico, um composto acetálico, e um coaditivo. Uma composição polimérica compreende um polímero termoplástico, um modificador de impacto, um composto acetálico, e um coaditivo.
Description
[0001] Este pedido refere-se a composições aditivas para aumentar a resistência ao impacto e melhorar as propriedades óticas de composições poliméricas termoplásticas. O pedido também se refere a composições poliméricas contendo tais composições aditivas e métodos para fazer tais composições poliméricas.
[0002] Poliolefinas são polímeros semicristalinos. Uma poliolefina que fora deixada esfriar de forma relativamente lenta (por exemplo, tal como o esfriamento que ocorre durante a produção de peças plásticas moldadas) contém regiões amorfas nas quais as cadeias de polímeros são dispostas de forma aleatória e regiões cristalinas nas quais as cadeias de polímeros assumiram uma configuração ordenada. Nestas regiões cristalinas da poliolefina, as cadeias de polímeros alinham-se em domínios comumente denominados "lamelas cristalinas". Em condições normais de processamento, as lamelas cristalinas se desenvolvem radialmente em todas as direções à medida que o polímero de poliolefina esfria a partir do estado fundido. Este crescimento radial resulta na formação de esferulites, que são regiões semicristalinas esféricas compostas de múltiplas lamelas cristalinas interrompidas por regiões amorfas. O tamanho das esferulites é afetado por diversos parâmetros e pode variar de centenas de nanômetros a milímetros de diâmetro. Quando o tamanho das esferulites for consideravelmente maior que o comprimento de onda da luz visível, as esferulites vão espalhar a luz visível que atravessa o polímero. Este espalhamento da luz visível resulta em uma aparência nebulosa que é comumente denominada "nebulosidade do polímero" ou simplesmente "nebulosidade". Embora níveis consideráveis de nebulosidade de um polímero possam ser aceitáveis em algumas aplicações, existem certas aplicações (por exemplo, recipientes para armazenamento) nas quais os consumidores desejam plásticos relativamente transparentes, o que exige níveis de nebulosidade correspondentes baixos.
[0003] Ao longo dos anos, já foram desenvolvidos vários aditivos para polímeros para reduzir o tamanho das esferulites em polímeros de poliolefina. Por exemplo, bis(3,4-dimetilbenzilideno)sorbitol obteve grande sucesso comercial por causa de sua capacidade para distribuir níveis relativamente baixos de nebulosidade em polímeros de polipropileno. No entanto, os polímeros clarificados com bis(3,4-dimetilbenzilideno)sorbitol não deixam de ter suas limitações. Por exemplo, embora tais polímeros apresentem níveis de nebulosidade desejavelmente baixos, os polímeros tipicamente não apresentam boa resistência ao impacto a temperaturas mais baixas. Esta baixa resistência ao impacto restringe a utilidade de tais polímeros, por exemplo, em aplicações de armazenamento a frio.
[0004] Assim sendo, continuam sendo necessários aditivos que produzam níveis desejavelmente baixos de nebulosidade e boa resistência ao impacto em uma ampla gama de polímeros de poliolefina. Também continuam sendo necessárias composições poliméricas que incorporem tais aditivos e apresentem níveis desejavelmente baixos de nebulosidade e boa resistência ao impacto. As várias modalidades descritas neste pedido buscam apresentar tais aditivos e composições.
[0005] Em uma primeira modalidade, a invenção apresenta uma composição aditiva compreendendo: (a) um modificador de impacto; (b) um composto acetálico de fórmula (I) em que R1 é selecionado do grupo que consiste em hidrogênio, grupos alquila, grupos alquenila, grupos hidroxialquila, grupos alcóxi, e grupos halogeneto de alquila; R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, e R11 são cada um deles independentemente selecionados do grupo que consiste em hidrogênio, grupos alquila, grupos alcóxi, grupos alquenila, grupos arila, grupos carboxila, e halogênios; e R12 é um grupo hidroxialquila selecionado do grupo que consiste em -CH2OH e -CH(OH)CH2OH; e (c) um composto coaditivo selecionado do grupo que consiste em polietileno glicóis, copolímeros de um diol e um ácido dicarboxílico C4-C10, polietilenoiminas, e misturas dos mesmos.
[0006] Em uma segunda modalidade, a invenção apresenta uma composição aditiva compreendendo: (a) uma pluralidade de primeiras partículas, as primeiras partículas compreendendo um modificador de impacto; e (b) uma pluralidade de segundas partículas, as segundas partículas compreendendo: (i) um polímero termoplástico; (ii) um composto acetálico de fórmula (I) em que R1 é selecionado do grupo que consiste em hidrogênio, grupos alquila, grupos alquenila, grupos hidroxialquila, grupos alcóxi, grupos halogeneto de alquila, e derivados dos mesmos; R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, e R11 são cada um deles independentemente selecionados do grupo que consiste em hidrogênio, grupos alquila, grupos alcóxi, grupos alquenila, grupos arila, grupos carboxila, e halogênios; e R12 é um grupo hidroxialquila selecionado do grupo que consiste em —CH2OH e —CH(OH)CH2OH; e (iii) um composto coaditivo selecionado do grupo que consiste em polietileno glicóis, copolímeros de um diol e um ácido dicarboxílico C4-C10, polietilenoiminas, e misturas dos mesmos.
[0007] Em uma terceira modalidade, a invenção apresenta uma composição polimérica compreendendo: (a) um polímero termoplástico; (b) um modificador de impacto; (c) um composto acetálico de fórmula (I) em que R1 é selecionado do grupo que consiste em hidrogênio, grupos alquila, grupos alquenila, grupos hidroxialquila, grupos alcóxi, grupos halogeneto de alquila, e derivados dos mesmos; R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, e R11 são cada um deles independentemente selecionados do grupo que consiste em hidrogênio, grupos alquila, grupos alcóxi, grupos alquenila, grupos arila, grupos carboxila, e halogênios; e R12 é um grupo hidroxialquila selecionado do grupo que consiste em —CH2OH e —CH(OH)CH2OH; e (d) um composto coaditivo selecionado do grupo que consiste em polietileno glicóis, copolímeros de um diol e um ácido dicarboxílico C4-C10, polietilenoiminas, e misturas dos mesmos.
[0008] Em uma quarta modalidade, a invenção apresenta um método para moldagem de uma composição polimérica. Em particular, o método compreende as etapas de: (a) oferecer um aparelho compreendendo uma matriz e uma cavidade de molde, sendo que a cavidade de molde possui uma superfície interna que define o formato de um artigo moldado; (b) oferecer uma composição polimérica compreendendo: (i) um polímero termoplástico; (ii) um aditivo de polímero selecionado do grupo que consiste em agentes nucleantes, agentes clarificantes, e combinações dos mesmos; e (iii) um modificador de impacto; (c) aquecer a composição polimérica até uma temperatura suficiente para derreter a composição polimérica para que ela possa ser extrusada através da matriz; (d) extrusar a composição polimérica derretida através da matriz para formar um parison; (e) capturar o parison na cavidade de molde; (f) soprar um fluido pressurizado para dentro do parison a uma pressão suficiente para dilatar o parison para que ele se ajuste à superfície interna da cavidade de molde e produza um artigo moldado; (g) deixar o artigo moldado esfriar para uma temperatura à qual a composição polimérica solidifique pelo menos parcialmente de modo que o artigo moldado conserve seu formato; e (h) remover o artigo moldado da cavidade de molde.
[0009] Em uma primeira modalidade, a invenção apresenta uma composição aditiva compreendendo um modificador de impacto, um composto acetálico, e um composto coaditivo.
[0010] Conforme usado neste pedido, o termo "modificador de impacto" é usado para indicar materiais que são acrescentados aos plásticos com a finalidade de aumentar a durabilidade e a rigidez dos plásticos. A composição aditiva da invenção pode conter qualquer modificador de impacto adequado. Em uma modalidade preferida, o modificador de impacto é selecionado do grupo que consiste em copolímeros de etileno/alfa-olefina, terpolímeros de etileno/alfa-olefina, copolímeros em blocos de etileno/alfa-olefina, borrachas de etileno- propileno, borrachas de etileno-propileno dieno, copolímeros de propileno/alfa-olefina, borrachas de silicone, copolímeros em blocos de estireno-butadieno, copolímeros em blocos de estireno- etileno/butileno-estireno, copolímeros em blocos de estireno- etileno/propileno-estireno, e misturas dos mesmos. Em uma outra modalidade preferida, o modificador de impacto é uma borracha de etileno-propileno. Em ainda uma outra modalidade preferida, o modificador de impacto é um copolímero em blocos de estireno- etileno/butileno-estireno. De preferência, o modificador de impacto tem um índice de refração que é substancialmente igual ao índice de refração do polímero ao qual a composição aditiva será adicionada. Mais preferivelmente, o índice de refração do modificador de impacto está dentro de 0,01 unidade do índice de refração do polímero ao qual a composição aditiva será adicionada.
[0011] Em uma modalidade preferida, o modificador de impacto é selecionado do grupo que consiste em copolímeros em blocos de estireno-dieno seletivamente hidrogenados nos quais apenas o bloco dieno é hidrogenado. Os copolímeros em blocos de estireno seletivamente hidrogenado adequados para uso na presente invenção geralmente são aqueles que contêm blocos de unidades monoméricas (S) de monoalquenil hidrocarboneto aromático polimerizado e um bloco de dieno hidrogenado (monômero de diolefina conjugada polimerizada) (HD). O bloco S é um bloco vítreo tipicamente na extremidade terminal do copolímero em blocos. O bloco S pode ser um bloco polimérico contendo monômeros selecionados do grupo que consiste em estireno, alfa-metilestireno, para-metilestireno, orto- metilestireno, para-ter-butilestireno, dimetil-estireno, e misturais de dois ou mais destes. O bloco de dieno hidrogenado pode ser um bloco polimérico compreendendo polibutadieno hidrogenado, poli-isopreno hidrogenado, polipentadieno hidrogenado, poli-hexadieno hidrogenado, ou misturas de 2 ou mais destes. O bloco HD é uma borracha e tipicamente não fica na extremidade terminal do copolímero em blocos e é comumente denominado bloco intermediário de borracha. Os blocos de borracha hidrogenada mais comuns são polibutadieno hidrogenado, poli-isopreno hidrogenado, e copolímero de isopreno-butadieno hidrogenado. Quando o bloco de polibutadieno é hidrogenado ele cria um bloco de copolímero de etileno-butileno no qual a proporção de etileno para butileno depende da microestrutura (ou teor de vinila) do polibutadieno. O teor de vinila é uma medida da quantidade de 1,2-adição que ocorre durante a polimerização do butadieno e pode ser controlada com cautela. Uma proporção preferida de etileno para butileno é de cerca de 40% em peso de butileno para atngir um módulo baixo de uma temperatura de transição de vidro baixa em torno de -55°C segundo medida por DSC.
[0012] Em geral, qualquer copolímero em blocos seletivamente hidrogenado compreendendo pelo menos um bloco polimérico contendo predominantemente unidades monoméricas monoalquenil hidrocarboneto aromático polimerizadas e pelo menos um bloco polimérico contendo predominantemente unidades monoméricas diolefina conjugada polimerizadas, que são hidrogenadas depois de incorporados no polímero, pode ser usado como o modificador de impacto nas composições da invenção. Copolímeros em blocos hidrogenados adequados podem ser preparados por hidrogenação de um copolímero em blocos preparado de acordo com técnicas bastante conhecidas na literatura tais como aquelas descritas nas Patentes US N°s 3.231.635; 3.265.765; 3.322.856; 4.426.495 e 4.444.953, a descrição destas patentes estando aqui incorporadas a título de referência. Em geral, os copolímeros em blocos que podem ser hidrogenados para formar os copolímeros em blocos hidrogenados desejados têm uma ou mais das seguintes fórmulas gerais: S-HD-S ou (S-HD)x-Z, onde x pode ser um valor de 1 a 20 (proporcionando diblocos, triblocos, ou polímeros de múltiplos braços) e Z é um agente de acoplamento. Em geral, cada bloco polimérico S tem um peso molecular médio ponderal de cerca de 4.000 g/mol a cerca de 50.000 g/mol, e cada bloco polimérico hidrogenado de borracha (HD) tem um peso molecular médio ponderal de cerca de 10.000 g/mol a cerca de 200.000 g/mol. Quando o copolímero em blocos tem mais de um bloco polimérico S, cada bloco S pode ter um peso molecular médio ponderal independentemente selecionado na faixa apresentada acima, ou cada bloco S pode ter aproximadamente o mesmo peso molecular médio ponderal selecionado na faixa apresentada acima. Em uma modalidade preferida, cada bloco polimérico S tem aproximadamente o mesmo peso molecular médio ponderal que se encontra dentro da faixa de cerca de 5.000 g/mol a cerca de 10.000 g/mol, e cada bloco polimérico hidrogenado HD tem um peso molecular médio de cerca de 25.000 g/mol a cerca de 100.000 g/mol.
[0013] A composição de copolímeros em blocos da presente invenção também pode compreender um copolímero de polietileno. Exemplos de copolímeros de polietileno adequados são copolímeros de poli(etileno octeno) tais como Engage 8402 da Dow Chemical e Exact 0203 da Exxon Chemical. Nesta modalidade, o copolímero em blocos seletivamente hidrogenado pode ser substituído por até 50% de um copolímero de polietileno, tal como um copolímero de polietileno que corresponde substancialmente ao copolímero aleatório de polipropileno ao qual a composição aditiva será incorporada. O copolímero de polietileno deve ter uma densidade próxima a 0,9 g/cm3 para que ele possa ter o índice de refração correspondente ao índice de refração do copolímero aleatório de polipropileno ou de polipropileno. De preferência o copolímero de polietileno tem um índice de refração médio dentro de 0,008 unidade do índice de refração do copolímero de e polipropileno ou de polipropileno ao qual a composição aditiva será incorporada.
[0014] Conforme usado neste pedido, o "peso molecular do copolímero em blocos refere-se ao peso molecular real em g/mol do copolímero em blocos ou de um bloco do copolímero em blocos. O peso molecular do copolímero em blocos pode ser medido por cromatografia de permeação em gel (GPC) usando padrões de calibração de poliestireno, tal como realizado de acordo com a norma ASTM 3536. GPC é um método bastante conhecido onde os polímeros são separados de acordo com o tamanho molecular, sendo que a maior molécula elui primeiro. O cromatógrafo é calibrado usando-se padrões de peso molecular de poliestireno comercialmente disponíveis. O peso molecular dos copolímeros em blocos medidos por meio de GPC calibrados desta forma são pesos moleculares equivalentes de estireno. O peso molecular equivalente de estireno pode ser convertido no peso molecular real quando o teor de estireno do polímero e o teor de vinila dos segmentos dieno são conhecidos. O detector usado no instrumento de cromatografia de permeação em gel é de preferência uma combinação de detector de ultravioleta e de índice de refração. Os pesos moleculares dos copolímeros em blocos apresentados neste pedido são medidos como o pico do traço da GPC, convertidos nos pesos moleculares reais, e são comumente chamados de "pesos moleculares de pico".
[0015] Em geral, os copolímeros em blocos seletivamente hidrogenados descritos acima podem ser seletivamente hidrogenados por meio de qualquer um dos métodos conhecidos na literatura adequados para tal hidrogenação. Em geral, as condições usadas para a hidrogenação dos copolímeros em blocos serão selecionadas de forma a garantir que pelo menos 50%, de preferência pelo menos 80%, e mais preferivelmente pelo menos 95% da insaturação etilênica remanescente nos blocos de polímero de diolefina conjugada depois da preparação seja saturada em decorrência da hidrogenação. As condições de hidrogenação também serão selecionadas de forma a garantir que menos de 20%, de preferência menos de 10%, e mais preferivelmente menos de 5% da insaturação aromática nos blocos de polímero monoalquenil hidrocarboneto aromático sejam hidrogenados. Por exemplo, tal hidrogenação foi realizada por meio de métodos tais como aqueles descritos, por exemplo, nas Patentes US N°s 3.595.942; 3.634.549; 3.670.054; 3.700.633; e Re. 27,145, cujas descrições estão aqui incorporadas a título de referência. Esses métodos operam para hidrogenar polímeros contendo insaturação aromático ou etilênica e baseiam-se na operação de um catalisador adequado. Tal catalisador, ou precursor de catalisador, compreende de preferência um metal do Grupo VIII, tal como níquel ou cobalto, que é combinado com um agente redutor adequado. Agentes redutores adequados para o catalisador (ou precursor de catalisador) incluem alumínio alquila ou hidreto de um metal selecionado dos Grupos I-A, II-A, e III-B da Tabela Periódica dos Elementos, com lítio, magnésio e alumínio sendo particularmente preferidos. Esta preparação pode ser realizada em um solvente ou diluente adequado a uma temperatura de cerca de 20°C a cerca de 80°C. Outros catalisadores que são úteis incluem sistemas catalíticos à base de titânio.
[0016] Depois de terminada a hidrogenação, é preferível extrair o catalisador por agitação com a solução polimérica de uma quantidade relativamente grande de ácido aquoso (de preferência 20-30 por cento em peso), a uma proporção em volume de cerca de 0,5 parte de ácido aquoso para 1 parte de solução polimérica. Ácidos adequados incluem ácido fosfórico, ácido sulfúrico e ácidos orgânicos. Esta agitação continua a cerca de 50°C por cerca de 30 a cerca de 60 minutos com borrifação simultânea de uma mistura de oxigênio em nitrogênio. Nesta etapa deve-se ter cautela para evitar a formação de uma mistura explosiva de oxigênio e hidrocarbonetos.
[0017] Copolímeros em blocos de estireno seletivamente hidrogenados adequados são selecionados do grupo que consiste em estireno-butadieno-estireno hidrogenado (S-B-S), estireno-isopreno- estireno hidrogenado (S-I-S), e misturas dos mesmos. De preferência, o copolímero em blocos de estireno é um copolímero de estireno- etileno/butileno-estireno (S-E/B-S). O bloco etileno/butileno (EB) resulta da hidrogenação seletiva do bloco butadieno de um copolímero em blocos de estireno-butadiene-estireno. A hidrogenação do bloco dieno de um copolímero em blocos de estireno-isopreno-estireno (S-I- S) resulta em um copolímero em blocos de estireno-etileno/propileno- estireno (S-E/P-S). A quantidade de estireno e a quantidade de bloco intermediário de borracha hidrogenada podem variar para criar vários índices de refração para corresponder a quase qualquer polímero de propileno, copolímero de propileno, ou composição de propileno. Alternativamente, dois ou mais copolímeros em blocos de estireno seletivamente hidrogenados com substancialmente a mesma estrutura e composição química nos respectivos blocos, porém teores de estireno diferentes no polímero total podem ser fundidos e misturados um com outro a temperaturas tipicamente acima de 180°C para produzir uma blenda límpida, íntima e molecularmente compatível que apresentará um índice de refração que é a média dos polímeros blendados dependendo do teor de estireno e das percentagens em peso. Além da misturação por fusão, também é possível misturar estes polímeros em um solvente adequado para obter o mesmo resultado.
[0018] O modificador de impacto pode estar presente na composição aditiva em qualquer quantidade adequada. De preferência, o modificador de impacto está presente na composição aditiva em uma quantidade de cerca de 10% em peso ou mais, ou cerca de 30% em peso ou mais com base no peso total da composição aditiva. Em uma outra modalidade preferida, o modificador de impacto está presente na composição aditiva em uma quantidade de cerca de 99,8% em peso ou menos com base no peso total da composição aditiva. Assim sendo, em uma modalidade preferida, o modificador de impacto está presente na composição aditiva em uma quantidade de cerca de 10% em peso a cerca de 99,8% em peso, ou cerca de 30% em peso a cerca de 99,8% em peso com base no peso total da composição aditiva.
[0019] Como observado acima, a composição aditiva da invenção compreende ainda um composto acetálico. O composto acetálico presente na composição aditiva pode ser qualquer composto acetálico adequado. Por exemplo, o composto acetálico pode ser o produto da reação entre um alditol e um benzaldeído. O composto alditol pode ser um alditol não-substituído (por exemplo, xilitol ou sorbitol) ou um alditol substituído (por exemplo, 1,2,3-tridesoxinonitol ou 1,2,3-tridesoxinon-1-enitol). O composto benzaldeído pode ser um benzaldeído não-substituído ou um benzaldeído nsubstituído (por exemplo, 3,4-dimetilbenzaldeído ou 4-propilbenzaldeído). Além disso, o composto acetálico produzido pela reação pode ser um composto monoacetálico, diacetálico, ou tri-acetálico (isto é, um composto contendo um, dois, ou três grupos acetal, respectivamente).
[0020] Em certas modalidades, o composto acetálico pode ser um composto acetálico de acordo com a estrutura de fórmula (I):
[0021] Na estrutura de fórmula (I), R1 é selecionado do grupo que consiste em hidrogênio, grupos alquila, grupos alquenila, grupos hidroxialquila, grupos alcóxi, grupos halogeneto de alquila, e derivados dos mesmos. R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, e R11 são cada um deles independentemente selecionados do grupo que consiste em hidrogênio, grupos alquila, grupos alcóxi, grupos alquenila, grupos arila, grupos carboxila, e halogênios. R12 é um grupo hidroxialquila selecionado do grupo que consiste em —CH2OH e —CH(OH)CH2OH.
[0022] Em certas modalidades da invenção, R1 é selecionado do grupo que consiste em grupos alquila e grupos alquenila, R2, R3, R5, R6, R7, R8, R10, e R11 são, cada um deles, hidrogênio, R12 é —CH(OH)CH2OH, e R4 e R9 são, cada um deles, grupos alquila. Em uma modalidade mais específica, R1 é um grupo n-propila, R2, R3, R5, R6, R7, R8, R10, e R11 são, cada um deles, hidrogênio, R12 é —CH(OH)CH2OH, e R4 e R9 são, cada um deles, grupos n-propila.
[0023] Em outras modalidades da invenção, R1 é hidrogênio, R2, R5, R6, R7, R8, e R11 são, cada um deles, hidrogênio, R3, R4, R9, e R10 são, cada um deles, grupos alquila, e R12 é —CH(OH)CH2OH. Em uma modalidade mais específica, R1 é hidrogênio, R2, R5, R6, R7, R8, e R11 são, cada um deles, hidrogênio, R3, R4, R9, e R10 são, cada um deles, metil grupos, e R12 é —CH(OH)CH2OH.
[0024] Em certas modalidades da invenção, o composto acetálico pode ser o produto da reação entre um alditol C1-substituído e um benzaldeído. Conforme usado neste pedido, o termo "alditol C1- substituído" é usado para indicar um composto no qual um carbono terminal de um alditol (por exemplo, um átomo de carbono terminal que é tipicamente substituído com um único grupo hidroxila) é substituído com um grupo adicional. O alditol C1-substituído pode ser substituído com qualquer grupo adequado. Em certas modalidades, o alditol C1-substituído pode ser substituído com um grupo selecionado do grupo que consiste em grupos alquila, grupos alquenila, grupos alcóxi, grupos hidróxi alquila, grupos halogeneto de alquila, e derivados dos mesmos. O benzaldeído pode ser qualquer benzaldeído adequado, incluindo benzaldeídos não-substituídos e substituídos. Em certas modalidades, o benzaldeído pode ser substituído com um ou mais grupos selecionados do grupo que consiste em grupos alquila, grupos alquenila, grupos alcóxi, grupos carboxila, halogênios, e grupos arila (por exemplo, grupos fenila). Compostos acetálicos adequados derivados da reação entre um alditol C1-substituído e um benzaldeído incluem, porém sem limitação, os compostos acetálicos revelados nas Patentes US N°s 7.157.510 e 7.262.236, cujas íntegras encontram-se aqui incorporadas a título de referência.
[0025] Assim sendo, em certas modalidades, o composto acetálico pode ser um composto diacetálico de acordo com a estrutura de fórmula (II) abaixo (II)
[0026] Na fórmula (II), n é 0, 1, ou 2, e R1 é selecionado do grupo que consiste em grupos alquila, grupos alquenila, grupos alcóxi, grupos hidróxi alquila, grupos halogeneto de alquila, e derivados dos mesmos. R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, e R11 são cada um deles independentemente selecionados do grupo que consiste em hidrogênio, grupos alquila, grupos alquenila, grupos alcóxi, grupos carboxila, halogênios, e grupos fenila. Em certas modalidades, n é 1, R1 é um grupo alquila (por exemplo, um grupo n-propila), R4 e R9 são grupos alquila (por exemplo, grupos n-propila), e R2, R4, R5, R6, R7, R9, R10 e R11 são, cada um deles, hidrogênio.
[0027] O composto acetálico pode estar presente na composição aditiva em qualquer quantidade adequada. De preferência, o composto acetálico está presente na composição aditiva em uma quantidade de cerca de 0,015% em peso ou mais com base no peso total da composição aditiva. Em uma outra modalidade preferida, o composto acetálico está presente na composição aditiva em uma quantidade de cerca de 50% em peso ou menos com base no peso total da composição aditiva. Assim sendo, em uma modalidade preferida, o composto acetálico está presente na composição aditiva em uma quantidade de cerca de 0,015% em peso a cerca de 50% em peso com base no peso total da composição aditiva.
[0028] Como observado acima, a composição aditiva invenção compreende um composto coaditivo além do modificador de impacto e do composto acetálico. O composto coaditivo presente na composição aditiva pode ser qualquer composto adequado que funcione sinergisticamente com o modificador de impacto e o composto acetálico para possibilitar a produção de composições poliméricas apresentando baixa nebulosidade e maior resistência ao impacto, especialmente a temperaturas baixas. De preferência, o composto coaditivo é selecionado do grupo que consiste em polietileno glicóis, polietilenoiminas, copolímeros de um diol e um ácido dicarboxílico C4C10, e misturas dos mesmos. Polietileno glicóis adequados para uso como o coaditivo incluem qualquer composto de polietileno glicol adequado. Em uma modalidade preferida, o composto coaditivo é selecionado do grupo que consiste em polietileno glicóis com uma massa molar de cerca de 500 g/mol a cerca de 5.000 g/mol. Em uma modalidade preferida, o coaditivo é um copolímero de um diol e um ácido dicarboxílico C4-C10, tal como um copolímero de dietileno glicol e ácido adípico (por exemplo, poli[di(etileno glicol) adipato]). Estes copolímeros têm de preferência uma massa molar de cerca de 300 g/mol ou mais, e de preferência têm uma massa molar de cerca de 10.000 g/mol ou menos. Polietilenoiminas adequadas para uso como compostos coaditivos na invenção incluem polietilenoiminas lineares e ramificadas com uma massa molar de cerca de 500 g/mol ou mais. De preferência, a polietilenoimina é uma polietilenoimina ramificada com uma massa molar de cerca de 1.000 g/mol a cerca de 10.000 g/mol, more de preferência cerca de 2.500 g/mol a cerca de 5.000 g/mol.
[0029] O composto coaditivo pode estar presente na composição aditiva em qualquer quantidade adequada. De preferência, o composto coaditivo está presente na composição aditiva em uma quantidade de cerca de 0,03% em peso ou mais com base no peso total da composição aditiva. Em uma outra modalidade preferida, o composto coaditivo está presente na composição aditiva em uma quantidade de cerca de 50% em peso ou menos com base no peso total da composição aditiva. Assim sendo, em uma modalidade preferida, o composto coaditivo está presente na composição aditiva em uma quantidade de cerca de 0,03% em peso a cerca de 50% em peso com base no peso total da composição aditiva.
[0030] Em uma segunda modalidade, a invenção apresenta uma composição aditiva compreendendo uma pluralidade de primeiras partículas e uma pluralidade de segundas partículas. Conforme usado no contexto desta segunda modalidade, o termo "partícula" é usado para indicar um corpo discreto (por exemplo, uma pelota, floco, glóbulo, etc.) de qualquer formato adequado (por exemplo, substancialmente esférico, substancialmente cilíndrico, etc.) e tamanho. De preferência, as partículas apresentam um formato substancialmente esférico ou cilíndrico e uma relação diâmetro/comprimento na faixa de mícrons a milímetros (por exemplo, 50 μm a cerca de 5 mm de diâmetro).
[0031] As primeiras partículas presente na composição aditiva (isto é, a composição aditiva da segunda modalidade) de preferência compreendem um modificador de impacto. As primeiras partículas podem compreender qualquer modificador de impacto adequado, inclusive qualquer um daqueles discutidos acima em relação à primeira composição aditiva da invenção. Em uma modalidade preferida, o modificador de impacto presente nas primeiras partículas é uma borracha de etileno-propileno. Em uma outra modalidade preferida, o modificador de impacto presente nas primeiras partículas é um copolímero em blocos de estireno-dieno seletivamente hidrogenado tal como aqueles discutidos no contexto da primeira composição aditiva da invenção. Em uma molidade mais preferida, o modificador de impacto presente nas primeiras partículas é um copolímero em blocos de estireno-etileno/butileno-estireno.
[0032] As primeiras partículas podem compreender qualquer quantidade adequada do modificador de impacto. De preferência, o modificador de impacto está presente nas primeiras partículas em uma quantidade de cerca de 95% em peso ou mais com base no peso total das primeiras partículas.
[0033] As segundas partículas presente na composição aditiva (isto é, a composição aditiva da segunda modalidade) de preferência compreendem (i) um polímero termoplástico, (ii) um composto acetálico, e (iii) um composto coaditivo. O composto acetálico presente nas segundas partículas pode ser qualquer composto acetálico adequado, inclusive qualquer um daqueles discutidos acima em relação à primeira composição aditiva da invenção. De preferência, o composto acetálico é um composto de fórmula (I) descrito acima no contexto da primeira composição aditiva da invenção. O composto coaditivo presente nas segundas partículas pode ser qualquer composto coaditivo adequado, inclusive qualquer um daqueles discutidos acima em relação à primeira composição aditiva da invenção.
[0034] Como observado acima, as segundas partículas compreendem um polímero termoplástico além do composto acetálico e o composto coaditivo. O polímero termoplástico presente nas segundas partículas pode ser qualquer polímero termoplástico adequado ou qualquer mistura adequada de polímeros termoplásticos. De preferência, o polímero termoplástico é um polímero de poliolefina. O polímero de poliolefina pode ser qualquer poliolefina adequada, tal como um polipropileno, um polietileno, um polibutileno, um poli(4-metil-1-penteno), e um poli(vinil ciclo-hexano). Em uma modalidade preferida, o polímero termoplástico é uma poliolefina selecionada do grupo que consiste em homopolímeros de polipropileno (por exemplo, homopolímero de polipropileno atático, homopolímero de polipropileno isotático, e homopolímero de polipropileno sindiotático), copolímeros de polipropileno (por exemplo, copolímeros aleatórios de polipropileno), copolímeros de impacto de polipropileno, e misturas dos mesmos. Copolímeros de polipropileno adequados incluem, porém sem limitação, copolímeros aleatórios feitos a partir da polimerização de propileno na presença de um comonômero selecionado do grupo que consiste em etileno, but-1-eno (isto é, 1-buteno), e hex-1-eno (isto é, 1-hexeno). Em tais copolímeros aleatórios de polipropileno, o comonômero pode estar presente em qualquer quantidade adequada, mas está tipicamente presente em uma quantidade inferior a cerca de 10% em peso (por exemplo, cerca de 1% em peso a cerca de 7% em peso). Copolímeros de impacto de polipropileno adequados incluem, porém sem limitação, aqueles produzidos pela adição de um copolímero selecionado do grupo que consiste em borracha de etileno-propileno (EPR), monômero de etilenopropileno-dieno (EPDM), polietileno, e plastômeros para um homopolímero de polipropileno ou para um copolímero aleatório de polipropileno. Em tais copolímeros de impacto de polipropileno, o copolímero pode estar presente em qualquer quantidade adequada, mas está tipicamente presente em uma quantidade de cerca de 5% em peso a cerca de 25% em peso. Os polímeros de poliolefina descritos acima podem ser ramificados ou reticulados, tal como a ramificação ou reticulação que resulta da adição de aditivos que aumentam a resistência à fusão do polímero. Em uma modalidade preferida, o polímero termoplástico é selecionado do grupo que consiste em homopolímeros de polipropileno, copolímeros aleatórios de polipropileno, copolímeros de impacto de polipropileno, e misturas dos mesmos.
[0035] As segundas partículas podem compreender qualquer quantidade adequada do polímero termoplástico, do composto acetálico, e do composto coaditivo. De preferência, o polímero termoplástico está presente nas segundas partículas em uma quantidade de cerca de 20% em peso ou mais com base no peso total das segundas partículas. Em uma outra modalidade preferida, o polímero termoplástico está presente nas segundas partículas em uma quantidade de cerca de 80% em peso ou menos com base no peso total das segundas partículas. Assim sendo, em uma modalidade preferida, o polímero termoplástico está presente nas segundas partículas em uma quantidade de cerca de 20% em peso a cerca de 80% em peso com base no peso total das segundas partículas. De preferência, o composto acetálico está presente nas segundas partículas em uma quantidade de cerca de 20% em peso ou mais com base no peso total das segundas partículas. Em uma outra modalidade preferida, o composto acetálico está presente nas segundas partículas em uma quantidade de cerca de 80% em peso ou menos com base no peso total das segundas partículas. Assim sendo, em uma outra modalidade preferida, o composto acetálico está presente nas segundas partículas em uma quantidade de cerca de 20% em peso a cerca de 80% em peso com base no peso total das segundas partículas. De preferência, o composto coaditivo está presente nas segundas partículas em uma quantidade de cerca de 4% em peso ou mais com base no peso total das segundas partículas. Em uma outra modalidade preferida, o composto coaditivo está presente nas segundas partículas em uma quantidade de cerca de 80% em peso ou menos com base no peso total das segundas partículas. Assim sendo, em uma modalidade preferida, o composto coaditivo está presente nas segundas partículas em uma quantidade de cerca de 4% em peso a cerca de 80% em peso com base no peso total das segundas partículas.
[0036] Em uma terceira modalidade, a invenção apresenta uma composição polimérica compreendendo um polímero termoplástico, um modificador de impacto, um composto acetálico, e um composto coaditivo. O polímero termoplástico presente na composição polimérica pode ser qualquer polímero termoplástico adequado. De preferência, o polímero termoplástico é um polímero de poliolefina. O polímero de poliolefina pode ser qualquer poliolefina adequada, tal como um polipropileno, um polietileno, um polibutileno, um poli(4-metil-1-penteno), e um poli(vinil ciclo-hexano). Em uma modalidade preferida, o polímero termoplástico é uma poliolefina selecionada do grupo que consiste em homopolímeros de polipropileno (por exemplo, homopolímero de polipropileno atático, homopolímero de polipropileno isotático, e homopolímero de polipropileno sindiotático), copolímeros de polipropileno (por exemplo, copolímeros aleatórios de polipropileno), copolímeros de impacto de polipropileno, e misturas dos mesmos. Copolímeros de polipropileno adequados incluem, porém sem limitação, copolímeros aleatórios feitos a partir da polimerização de propileno na presença de um comonômero selecionado do grupo que consiste em etileno, but-1-eno (isto é, 1-buteno), e hex-1-eno (isto é, 1-hexeno). Em tais copolímeros aleatórios de polipropileno, o comonômero pode estar presente em qualquer quantidade adequada, mas está tipicamente presente em uma quantidade inferior a cerca de 10% em peso (por exemplo, cerca de 1% em peso a cerca de 7% em peso). Copolímeros de impacto de polipropileno adequados incluem, porém sem limitação, aqueles produzidos pela adição de um copolímero selecionado do grupo que consiste em borracha de etileno-propileno (EPR), monômero de etilenopropileno-dieno (EPDM), polietileno, e plastômeros para um homopolímero de polipropileno ou para um copolímero aleatório de polipropileno. Em tais copolímeros de impacto de polipropileno, o copolímero pode estar presente em qualquer quantidade adequada, mas está tipicamente presente em uma quantidade de cerca de 5% em peso a cerca de 25% em peso. Os polímeros de poliolefina descritos acima podem ser ramificados ou reticulados, tal como a ramificação ou reticulação que resulta da adição de aditivos que aumentam a resistência à fusão do polímero. Em uma modalidade preferida, o polímero termoplástico é selecionado do grupo que consiste em homopolímeros de polipropileno, copolímeros aleatórios de polipropileno, copolímeros de impacto de polipropileno, e misturas dos mesmos.
[0037] O polímero termoplástico pode estar presente na composição polimérica em qualquer quantidade adequada. De preferência, o polímero termoplástico está presente na composição polimérica em uma quantidade de cerca de 50% em peso ou mais, cerca de 60% em peso ou mais, ou cerca de 65% em peso ou mais com base no peso total da composição polimérica. Em uma modalidade preferida, o polímero termoplástico está presente na composição polimérica em uma quantidade de cerca de 99% em peso ou menos com base no peso total da composição polimérica. Assim sendo, em uma modalidade preferida, o polímero termoplástico está presente na composição polimérica em uma quantidade de cerca de 50% em peso a cerca de 99% em peso, cerca de 60% em peso a cerca de 99% em peso, ou cerca de 65% em peso a cerca de 99% em peso com base no peso total da composição polimérica.
[0038] O modificador de impacto presente na composição polimérica pode ser qualquer modificador de impacto adequado, inclusive qualquer um daqueles discutidos acima em relação à primeira composição aditiva da invenção. O modificador de impacto pode estar presente na composição polimérica em qualquer quantidade adequada. De preferência, o modificador de impacto está presente na composição polimérica em uma quantidade de cerca de 1% em peso ou mais com base no peso total da composição polimérica. Em uma outra modalidade preferida, o modificador de impacto está presente na composição polimérica em uma quantidade de cerca de 30% em peso ou menos com base no peso total da composição polimérica. Assim sendo, em uma modalidade preferida, o modificador de impacto está presente na composição polimérica em uma quantidade de cerca de 1% em peso a cerca de 30% em peso com base no peso total da composição polimérica.
[0039] O composto acetálico presente na composição polimérica pode ser qualquer composto acetálico adequado, inclusive qualquer um daqueles discutidos acima em relação à primeira composição aditiva da invenção. O composto acetálico pode estar presente na composição polimérica em qualquer quantidade adequada. De preferência, o composto acetálico está presente na composição polimérica em uma quantidade de cerca de 0,05% em peso ou mais com base no peso total da composição polimérica. Em uma outra modalidade preferida, o composto acetálico está presente na composição polimérica em uma quantidade de cerca de 1% em peso ou menos ou cerca de 0,7% em peso ou menos com base no peso total da composição polimérica. Assim sendo, em uma modalidade preferida, o composto acetálico está presente na composição polimérica em uma quantidade de cerca de 0,05% em peso a cerca de 1% em peso ou cerca de 0,05% em peso a cerca de 0,7% em peso com base no peso total da composição polimérica.
[0040] O composto coaditivo presente na composição polimérica pode ser qualquer composto coaditivo adequado, inclusive qualquer um daqueles discutidos acima em relação à primeira composição aditiva da invenção. O composto coaditivo pode estar presente na composição polimérica em qualquer quantidade adequada. De preferência, o composto coaditivo está presente na composição polimérica em uma quantidade de cerca de 0,01% em peso ou mais com base no peso total da composição polimérica. Em uma outra modalidade preferida, o composto coaditivo está presente na composição polimérica em uma quantidade de cerca de 1% em peso ou menos com base no peso total da composição polimérica. Assim sendo, em uma modalidade preferida, o composto coaditivo está presente na composição polimérica em uma quantidade de cerca de 0,01% em peso a cerca de 1% em peso com base no peso total da composição polimérica.
[0041] A composição polimérica da invenção pode ser produzida por qualquer método adequado. Por exemplo, a composição polimérica pode ser produzida por misturação de uma quantidade apropriada de cada componente individual (isto é, polímero termoplástico, modificador de impacto, composto acetálico, e composto coaditivo) para produzir a composição desejada. Se desejado, tal mistura pode ser então extrusada para consolidar os componentes individuais em uma composição polimérica compoundada. A composição polimérica também pode ser produzida por adição de uma composição aditiva descrita acima a um polímero termoplástico para produzir a composição desejada. Mais uma vez, a mistura resultante pode ser então extrusada para consolidar os componentes em uma composição polimérica compoundada.
[0042] A composição polimérica da invenção pode ser usada para produzir qualquer artigo termoplástico adequado por meio de qualquer técnica adequada para o processamento de composições poliméricas termoplásticas. Artigos adequados incluem, porém sem limitação, dispositivos médicos (por exemplo, seringas pré-cheias para aplicações múltiplas, recipientes para suprimentos intravenosos, e aparelhos para coleta de sangue), embalagens de alimentos, recipientes para líquidos (por exemplo, recipientes para bebidas, medicamentos, composições para o cuidado pessoal, xampus, entre outros), capas para roupas, artigos para micro-ondas, prateleiras, portas para armários, peças mecânicas, peças para automóveis, placas, canos, tubulações, peças rotomoldadas, peças moldadas por sopro, películas, fibras, entre outros. As composições poliolefínicas podem ser transformadas no artigo termoplástico desejado por qualquer técnica adequada, tal como moldagem por injeção, rotomoldagem por injeção, moldagem por sopro (por exemplo, moldagem por sopro via extrusão, moldagem por sopro via injeção, ou moldagem por sopro com estiramento via injeção), extrusão (por exemplo, extrusão de chapas, extrusão de películas, extrusão de películas moldadas, ou extrusão de espumas), termoformação, rotomoldagem, sopro de películas (película soprada), fundição de películas (película fundida), entre outras.
[0043] Acredita-se que a composição polimérica é particularmente bastante adequada para uso em processos de moldagem por sopro via extrusão. Assim sendo, em uma outra modalidade, a invenção apresenta um método para moldagem da composição polimérica por um processo de moldagem por sopro via extrusão. Em particular, a invenção apresenta um método para moldagem de uma composição polimérica, o método compreendendo as etapas de: (a) oferecer um aparelho compreendendo uma matriz e uma cavidade de molde, sendo que a cavidade de molde possui uma superfície interna que define o formato de um artigo moldado; (b) oferecer uma composição polimérica compreendendo: (i) um polímero termoplástico; (ii) um modificador de impacto; (iii) um aditivo de polímero selecionado do grupo que consiste em agentes nucleantes, agentes clarificantes, e combinações dos mesmos; e (iv) um composto coaditivo; (c) aquecer a composição polimérica até uma temperatura suficiente para derreter a composição polimérica para que ela possa ser extrusada através da matriz; (d) extrusar a composição polimérica derretida através da matriz para formar um parison; (e) capturar o parison na cavidade de molde; (f) soprar um fluido pressurizado para dentro do parison a uma pressão suficiente para dilatar o parison para que ele se ajuste à superfície interna da cavidade de molde e produza um artigo moldado; (g) deixar o artigo moldado esfriar para uma temperatura à qual a composição polimérica solidifique pelo menos parcialmente de modo que o artigo moldado conserve seu formato; e (h) remover o artigo moldado da cavidade de molde.
[0044] No método descrito acima, a composição polimérica pode ser qualquer uma das composições poliméricas descritas acima e pode conter qualquer combinação adequada dos polímeros termoplásticos, modificadores de impacto, compostos acetálicos, e compostos coaditivos descritos acima. Além disso, a composição polimérica pode ser produzida por qualquer um dos métodos descritos acima, tal como misturação dos componentes individuais em uma extrusora ou misturação do polímero termoplástico com uma composição aditiva descrita acima em uma extrusora. Alternativamente, os materiais (isto é, componentes individuais ou composição polimérica e aditiva) podem ser misturados antes de serem introduzidos na extrusora.
[0045] A composição polimérica pode conter qualquer agente nucleante adequado, qualquer agente clarificante adequado, ou qualquer combinação dos mesmos. Conforme usado neste pedido, o termo "agente nucleante" é usado para indicar aditivos que formam núcleos ou fornecem sítios para a formação e/ou o desenvolvimento de cristais em um polímero à medida que ele solidifica a partir de um estado fundido. Se presente, o agente nucleante na composição polimérica pode ser qualquer agente nucleante adequado. Agentes nucleantes adequados incluem, porém sem limitação, sais de 2,2‘-metileno-bis-(4,6-di-ter- butilfenil) fosfato (por exemplo, 2,2‘-metileno-bis-(4,6-di-ter- butilfenil) fosfato de sódio ou 2,2-metileno-bis-(4,6-di-ter-butilfenil)fosfato) de alumínio, sais de biciclo[2,2,1]heptano-2,3-dicarboxilato (por exemplo, biciclo[2,2,1]heptano-2,3-dicarboxilato dissócido e biciclo[2,2,1]heptano-2,3-dicarboxilato) de cálcio, sais de ciclo- hexano-1,2-dicarboxilato (por exemplo, ciclo-hexano-1,2-dicarboxilato de cálcio, ciclo-hexano-1,2-dicarboxilato de alumínio monobásico, ciclo-hexano-1,2-dicarboxilato dilitinado, ciclo- hexano-1,2-dicarboxilato) de estrôncio, e combinações dos mesmos. Para os sais de biciclo[2,2,1]heptano-2,3-dicarboxilato e os sais de ciclo-hexano-1,2-dicarboxilato, as porções carboxilato podem estar dispostas seja na configuração cis- ou na configuração trans-, com a configuração cis- sendo preferida.
[0046] Se presente na composição polimérica, o agente nucleante pode estar presente em qualquer quantidade adequada. Como entenderão os especialistas na técnica, a quantidade de agente nucleante adequada para uso na composição polimérica vai depender de vários fatores, tais como a composição do agente nucleante e as propriedades desejadas da composição polimérica. Por exemplo, o agente nucleante pode estar presente na composição polimérica em uma quantidade de cerca de 0,01% em peso ou mais, cerca de 0,05% em peso ou mais, cerca de 0,075% em peso ou mais, ou cerca de 0,1% em peso ou mais, com base no peso total da composição polimérica. O agente nucleante pode estar presente na composição polimérica em uma quantidade de cerca de 1% em peso ou menos, cerca de 0,5% em peso ou menos, cerca de 0,4% em peso ou menos, ou cerca de 0,3% em peso ou menos. Em certas modalidades possivelmente preferidas, o agente nucleante está presente na composição polimérica em uma quantidade de cerca de 0,01 a cerca de 1% em peso, cerca de 0,05 a cerca de 0,5% em peso, cerca de 0,075 a cerca de 0,4% em peso, ou cerca de 0,1 a cerca de 0,3% em peso, com base no peso total da composição polimérica.
[0047] Se presente na composição polimérica, o agente clarificante pode ser qualquer agente clarificante adequado. Em certas modalidades possivelmente preferidas, o agente clarificante é selecionado do grupo que consiste em triamidas e compostos acetálicos que são o produto da condensação de um álcool poli-hídrico e um aldeído aromático. Agentes clarificantes do tipo triamida adequados incluem, porém sem limitação, derivados amídicos de ácido benzeno-1,3,5-tricarboxílico, derivados de N-(3,5-bis- formilamino-fenil)-formamida (por exemplo, N-[3,5-bis-(2,2-dimetil- propionilamino)-fenil]-2,2-dimetil-propionamida), derivados de 2- carbamoil-malonamida (por exemplo, N,N'-bis-(2-metil-ciclo-hexil)-2-(2- metil-ciclo-hexilcarbamoil)-malonamida), e combinações dos mesmos. Em certas modalidades possivelmente preferidas, o agente clarificante compreende um composto acetálico que é produto da condensação de um álcool poli-hídrico e um aldeído aromático. Álcoois poli-hídricos adequados incluem polióis acíclicos tal como xilitol e sorbitol, assim como desóxi polióis acíclicos (por exemplo, 1,2,3-tridesoxinonitol ou 1,2,3-tridesoxinon-1-enitol). Aldeídos aromáticos adequados contêm tipicamente um único grupo aldeído com as cinco posições restantes no anel benzeno sendo não-substituídas ou substituídas. Por conseguinte, aldeídos aromáticos adequados incluem benzaldeído e benzaldeídos substituídos (por exemplo, 3,4-dimetil-benzaldeído ou 4-propil-benzaldeído). O composto acetálico produzido pela reação mencionada acima pode ser um composto mono-acetálico, di- acetálico, ou tri-acetálico (isto é, um composto contendo um, dois ou três grupos acetal, respectivamente). Em certas modalidades possivelmente preferidas, a composição polimérica compreende um agente clarificante de fórmula (I).
[0048] Se presente na composição polimérica, o agente clarificante pode estar presente em qualquer quantidade adequada. Como entenderão os especialistas na técnica, a quantidade de agente clarificante adequada para uso na composição polimérica vai depender de vários fatores, tais como a composição do agente clarificante e as propriedades óticas desejadas da composição polimérica. Por exemplo, o agente clarificante pode estar presente na composição polimérica em uma quantidade de cerca de 0,01% em peso ou mais, cerca de 0,05% em peso ou mais, cerca de 0,075% em peso ou mais, ou cerca de 0,1% em peso ou mais, com base no peso total da composição polimérica. O agente clarificante pode estar presente na composição polimérica em uma quantidade de cerca de 1% em peso ou menos, cerca de 0,7% em peso ou menos, cerca de 0,6% em peso ou menos, ou cerca de 0,5% em peso ou menos. Em certas modalidades possivelmente preferidas, o agente clarificante está presente na composição polimérica em uma quantidade de cerca de 0,01 a cerca de 1% em peso, cerca de 0,05 a cerca de 0,7% em peso, cerca de 0,075 a cerca de 0,6% em peso, ou cerca de 0,1 a cerca de 0,5% em peso, com base no peso total da composição polimérica. Assim sendo, em certas modalidades possivelmente preferidas, tal como quando o agente clarificante compreende um composto acetálico de acordo com a estrutura de fórmula (I) na qual R1 é um grupo alquila (por exemplo, n-propila), R2, R3, R5, R6, R7, R8, R10, e R11 são, cada um deles, hidrogênio, R12 é —CHOHCH2OH, e R4 e R9 são, cada um deles, um grupo alquila (por exemplo, n-propila), o agente clarificante pode estar presente na composição polimérica em uma quantidade de cerca de 0,1% em peso a cerca de 0,5% em peso (por exemplo, cerca de 0,15% em peso a cerca de 0,45% em peso). Em algumas outras modalidades possivelmente preferidas, tal como quando o agente clarificante compreende um composto acetálico de acordo com a estrutura de fórmula (I) na qual R1, R2, R5, R6, R7, R8, e R11 são, cada um deles, hidrogênio; R12 é —CHOHCH2OH; e R3, R4, R9, e R10 são, cada um deles, grupos alquila (por exemplo, grupos metila), o agente clarificante pode estar presente na composição polimérica em uma quantidade de cerca de 0,1% em peso a cerca de 0,3% em peso (por exemplo, cerca de 0,15% em peso a cerca de 0,25% em peso).
[0049] O aparelho usado na prática do método da invenção pode ser qualquer aparelho de moldagem por sopro via extrusão adequado. Aparelhos de moldagem por sopro via extrusão adequados incluem aparelhos de moldagem por sopro via extrusão contínua, tais como aparelhos rotativos de moldagem por sopro via extrusão com rodas e aparelhos de moldagem por sopro via extrusão com fusos, e aparelhos de moldagem por sopro via extrusão intermitente, tais como aparelhos de moldagem por sopro via extrusão com parafusos recíprocos e aparelhos de moldagem por sopro via extrusão com cabeçotes acumuladores. Como observado acima, o aparelho inclui uma matriz através da qual a composição polimérica plastificada (derretida) é extrusada para formar um parison. O aparelho também inclui uma cavidade de molde. A cavidade de molde ou as superfícies internas da cavidade de molde definem o formato do artigo moldado a ser produzido pelo aparelho. Mais especificamente, as superfícies internas da cavidade de molde definem as superfícies externas do artigo moldado a ser produzido pelo aparelho.
[0050] Os exemplos a seguir ilustram ainda a matéria descrita acima, mas, naturalmente, não devem ser interpretados de forma alguma como limitativos do escopo da mesma.
[0051] Os seguintes materiais foram usados nos exemplos que se seguem: Kraton G 1657 (da Kraton Polymers) copolímero em blocos S-EB-S 13% estireno Kraton G 1652 (da Kraton Polymers) copolímero em blocos S-EB-S 30% estireno Kraton G 1643 (da Kraton Polymers) copolímero em blocos S-EB-S 20% estireno GH-893-1 Batelada-mestre misturada em extrusora da Kraton G 1652/Kraton G 1657 (67/33) GH-893-2 Batelada-mestre misturada em extrusora da Kraton G 1652/Kraton G 1657 (50/50) GH-893-3 Batelada-mestre misturada em extrusora da Kraton G 1652/Kraton G 1657 (33/67) Pro-Fax SA849S (da LyondellBasell) copolímero aleatório de polipropileno não clarificado, MFI: 12g/10min. M150N (da Sinopec-SK Wuhan) copolímero aleatório de polipropileno clarificado, MFI:15g/10min. GM160E (da Sinopec Shanghai) copolímero aleatório de polipropileno não clarificado, MFI: 1,6g/10 min. grau EBM. PPR-BT02 (da Sinopec Tianjin) copolímero aleatório de polipropileno clarificado, MFI: 1,2g/10min. grau EBM. Contém o agente clarificante Millad® NX8000. SR-20-NS (da Reliance) copolímero aleatório de polipropileno não clarificado, MFI: 2g/10min. grau EBM. Vistamaxx 6202 (da ExxonMobil Chemical), copolímero de propileno etileno, Poly Olefin Elastomer (POE) Vistamaxx 3020FL (da ExxonMobil Chemical), copolímero de propileno etileno, Poly Olefin Elastomer (POE) Millad NX8000K agente clarificante (da Milliken Chemical) agente clarificante à base de propil sorbitol ADK NA21 agente nucleante (da Asahi Denka) agente nucleante à base de fosfato Irgaclear XT386 agente clarificante (da BASF) agente clarificante à base de triamide PEG 1000: Polietileno glicol 1000 (da Aldrich) PEG 8000: Polietileno glicol 8000 (da Aldrich) Polietileno [di(etileno glicol) adipato] (PEDEGA): MW 500 (da Aldrich) Polietilenoimina (PEI): MW:3500 (da Gobekie Co., Ltd.) Irganox 1010 antioxidante (da BASF) Irgafos168 antioxidante (da BASF) Estearato de cálcio (CaSt)
[0052] Cada uma das composições de copolímero aleatório de polipropileno foi formada por blendagem dos componentes em um misturador de alta intensidade Henschel por aproximadamente 1 minuto a uma velocidade das pás de aproximadamente 2.000 rpm. As amostras foram então compoundadas por fusão em uma extrusora de compoundagem de parafuso simples Deltaplast com um diâmetro de parafuso de 25 mm e uma relação comprimento/diâmetro de 30:1. A temperatura do tambor da extrusora foi ajustada em 230°C. O extrusado (na forma de um fio) para cada amostra foi resfriado em um banho de água e subsequentemente pelotizado.
[0053] As pelotas de cada uma das composições poliolefínicas resultantes foram moldadas como placas com dimensões de aproximadamente 50 mm x 75 mm com uma espessura de 1,0 mm por meio de uma máquina de moldagem por injeção 50 ton Arburg. Todas as zonas do tambor moldador foram ajustadas em 230°C, e o molde foi resfriado para 25°C. O polímero foi injetado na cavidade de molde a 15 cm3/seg. As dimensões das placas foram verificadas com um micrômetro depois de envelhecimento por 24 horas. A nebulosidade das placas foi medida de acordo com o Padrão ASTM D1103-92 usando um BYK-Gardner Haze-Guard Plus. Os resultados dessas medições foram apresentados em % nebulosidade.
[0054] O teste do impacto Izod com entalhe foi realizado a 23°C, 0°C, -5°C e -20°C em barras moldadas por injeção de 4 mm de espessura e com entalhes de acordo com o Padrão ISO 180. Os resultados estão apresentados em KJ/m2.
[0055] O teste do impacto Gardner foi realizado a 23°C, 0°C, -5°C e -20°C em placas moldadas por injeção de acordo com a norma ASTM D 5420. Os resultados estão apresentados em joules (J) como energia média de falha.
[0056] O teste do módulo de flexão foi realizado a 23 °C em barras moldadas por injeção de acordo com o Padrão ISO 178. Os resultados estão apresentados em MPa.
[0057] Sete composições poliméricas foram produzidas de acordo com o procedimento geral descrito acima. Estas composições poliméricas foram então moldadas por injeção em placas por meio do procedimento descrito acima. A formulação de cada composição polimérica está apresentada na Tabela 1. A Tabela 1 também apresenta testes de nebulosidade e de impacto Izod para as composições poliméricas. Tabela 1. Composição e propriedades físicas das amostras 1-7.
[0058] Como pode ser visto a partir dos dados na Tabela 1, a adição do coaditivo reduziu significativamente a nebulosidade da composição polimérica sem afetar de forma prejudicial a resistência ao impacto.
[0059] Oito composições poliméricas foram produzidas de acordo com o procedimento geral descrito acima. Estas composições poliméricas foram então moldadas por injeção em placas por meio do procedimento descrito acima. A formulação de cada composição polimérica está apresentada na Tabela 2. A Tabela 2 também apresenta testes de nebulosidade e de impacto Gardner para as composições poliméricas. Tabela 2. Composição e propriedades físicas das amostras 8-15.
[0060] Estes resultados demonstram que copolímeros em blocos de estireno-etileno/butileno-estireno geralmente proporcionam desempenho de impacto melhor do que um elastômero de poliolefina com cargas mais altas (por exemplo, 20%).
[0061] Sete composições poliméricas foram produzidas de acordo com o procedimento geral descrito acima. Estas composições poliméricas foram então moldadas por injeção em placas por meio do procedimento descrito acima. A formulação de cada composição polimérica está apresentada na Tabela 3. A Tabela 3 também apresenta testes de nebulosidade, de impacto Izod, e de impacto Gardner para as composições poliméricas. Tabela 3. Composição e propriedades físicas das amostras 16-22.
[0062] Estes resultados também demonstram que copolímeros em blocos de estireno-etileno/butileno-estireno geralmente proporcionam desempenho de impacto melhor do que um elastômero de poliolefina.
[0063] Quatro composições poliméricas foram produzidas de acordo com o procedimento geral descrito acima. Estas composições poliméricas foram então moldadas por injeção em placas por meio do procedimento descrito acima. A formulação de cada composição polimérica está apresentada na Tabela 4. A Tabela 4 também apresenta testes de nebulosidade, de impacto Izod, e de impacto Gardner para as composições poliméricas. Tabela 4. Composição e propriedades físicas das amostras 23-26.
[0064] Estes resultados demonstram que níveis de nebulosidade desejavelmente baixos podem ser atingidos com o uso de agentes clarificantes diferentes dos clarificantes à base de acetal. Estes resultados também demonstram que copolímeros em blocos de estireno-etileno/butileno-estireno geralmente proporcionam desempenho de impacto melhor do que um elastômero de poliolefina.
[0065] Nove composições poliméricas foram produzidas de acordo com o procedimento geral descrito acima. A formulação de cada composição polimérica está apresentada na Tabela 5.
[0066] Depois de formadas, cada composição polimérica foi usada para produzir garrafas de 1 L em uma máquina de moldagem por sopro via extrusão de estação única Dekuma DKM-B8. A máquina de moldagem por sopro tinha um diâmetro de exterior da rosca de 40 mm, uma relação comprimento/diâmetro de 25:1, e um tambor liso. Para as amostras 27-31, a temperatura inicial do tambor foi de aproximadamente 170°C e a temperatura final foi de 180°C, com o cabeçote de extrusão sendo mantido a uma temperatura de aproximadamente 180°C. O parison de polímero derretido foi extrusada a uma temperatura de fusão de 180°C em um molde de sopro que foi mantido a uma temperatura do molde de aproximadamente 25°C. Para as amostras 32-35, a temperatura inicial do tambor foi de aproximadamente 160°C e a temperatura final foi de 170°C, com o cabeçote de extrusão sendo mantido a uma temperatura de aproximadamente 170°C. O parison de polímero derretido foi extrusada a uma temperatura de fusão de 170°C em um molde de sopro que foi mantido a uma temperatura do molde de aproximadamente 25°C. As garrafas de polipropileno finais pesavam aproximadamente 60 gramas.
[0067] As garrafas resultantes foram então testadas da maneira descrita abaixo. A percentagem de nebulosidade da parede lateral das garrafas foi medida em ambos os lados de acordo com o Padrão ASTM D1103-92 com a ajuda de um BYK-Gardner Haze-Guard Plus. A tração no topo das garrafas foi medida de acordo com a norma ASTM D2659-11 com a ajuda de um sistema de teste de material Instron 5965. O teste de queda de garrafa foi realizado de acordo com o método Bruceton Staircase Procedimento B da norma ASTM D2463. Os resultados deste teste estão apresentados na Tabela 5. Tabela 5. Composição e propriedades físicas das amostras 27-35.
[0068] Todas as referências, incluindo publicações, pedidos de patente, e patentes, citadas neste pedido estão aqui incorporadas a título de referência como se cada uma delas estivesse individual e especificamente indicada como estando aqui incorporada em sua íntegra a título de referência.
[0069] O uso dos termos "um" e "uma" e referentes similares no contexto da descrição da matéria deste pedido (especialmente no contexto das reivindicações que se seguem) devem ser interpretados como cobrindo tanto o singular quanto o plural, a menos que indicado em contrário ou nitidamente contrariado pelo contexto. Os termos "compreendendo", "tendo", "incluindo", e "contendo" devem ser interpretados como termos abertos (isto é, que significam "incluindo, porém sem limitação"), a menos que indicado em contrário. A especificação de faixas de valores neste pedido destina-se meramente a servir de um método abreviado de indicar individualmente cada valor separado dentro da faixa, a menos que indicado em contrário neste pedido, e cada valor separado encontra-se incorporado no pedido como se cada um deles tivesse sido individualmente mencionado. Todos os métodos descritos neste pedido podem ser realizados em qualquer ordem adequada a menos que indicado em contrário neste pedido ou nitidamente contrariado pelo contexto. O uso de todo e qualquer exemplo, ou linguagem exemplificativa (por exemplo, "tal como") neste pedido destina-se simplesmente a melhor esclarecer a matéria do pedido e não impõe qualquer limitação ao escopo da matéria, a menos que reivindicado em contrário. Nenhuma linguagem no relatório descritivo deve ser interpretada como indicativa de qualquer elemento não reivindicado como essencial para a realização da matéria descrita neste pedido.
[0070] Modalidades preferidas da matéria deste pedido estão descritas neste relatório descritivo, incluindo o melhor modo conhecido pelos inventores para a realização da matéria reivindicada. Variações dessas modalidades preferidas devem ficar evidentes para os especialistas na técnica com a leitura da descrição precedente. Os inventores esperam que os especialistas na técnica empreguem tais variações conforme apropriado, e os inventores esperam que a matéria descrita neste pedido seja praticada de outra forma além daquela especificamente descrita neste pedido. Assim sendo, esta descrição inclui todas as modificações e equivalentes da matéria especificada nas reivindicações anexas a este relatório descritivo, segundo aceito pela legislação aplicável. Além disso, qualquer combinação dos elementos descritos acima e todas as variações possíveis das mesmas estão abrangidas pela presente descrição, a menos que indicado em contrário neste pedido ou nitidamente contradito pelo contexto.
Claims (21)
1. Composição aditiva, caracterizada por compreender: (a) 30% em peso a 99,8% em peso de um modificador de impacto selecionado do grupo que consiste em copolímeros em bloco de estireno-butadieno, copolímeros em bloco de estireno- etileno/butileno-estireno, copolímeros em bloco de estireno- etileno/propileno-estireno e suas misturas; (b) 0,15% em peso a 50% em peso de um composto acetálico de fórmula (I) onde R1 é selecionado do grupo que consiste em hidrogênio, grupos alquila, grupos alquenila, grupos hidroxialquila, grupos alcóxi, e grupos halogeneto de alquila; R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, e R11 são cada um deles independentemente selecionados do grupo que consiste em hidrogênio, grupos alquila, grupos alcóxi, grupos alquenila, grupos arila, grupos carboxila, e halogênios; e R12 é um grupo hidroxialquila selecionado do grupo que consiste em -CH2OH e -CH(OH)CH2OH; e (c) 0,03% em peso a 50% em peso de um composto coaditivo selecionado do grupo que consiste em polietileno glicóis, copolímeros de um diol e um ácido dicarboxílico C4-C10, polietilenoiminas, e misturas dos mesmos.
2. Composição aditiva, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o modificador de impacto é um copolímero em blocos de estireno-etileno/butileno-estireno.
3. Composição aditiva, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que R1 é selecionado do grupo que consiste em grupos alquila, grupos alquenila, e grupos alcóxi.
4. Composição aditiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que R1 é selecionado do grupo que consiste em grupos alquila e grupos alquenila, R2, R3, R5, R6, R7, R8, R10, e R11 são, cada um deles, hidrogênio, R12 é —CH(OH)CH2OH, e R4 e R9 são, cada um deles, grupos alquila.
5. Composição aditiva, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que R1 é um grupo n-propila, R2, R3, R5, R6, R7, R8, R10, e R11 são, cada um deles, hidrogênio, R12 é —CH(OH)CH2OH, e R4 e R9 são, cada um deles, grupos n-propila.
6. Composição aditiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o composto coaditivo é selecionado do grupo que consiste em polietileno glicóis com uma massa molar de cerca de 500 g/mol a cerca de 5.000 g/mol.
7. Composição aditiva, caracterizada por compreender: (a) uma pluralidade de primeiras partículas, as primeiras partículas compreendendo 95% em peso ou mais de um modificador de impacto selecionado do grupo que consiste em copolímeros em bloco de estireno-butadieno, copolímeros em bloco de estireno- etileno/butileno-estireno, copolímeros em bloco de estireno- etileno/propileno-estireno e suas misturas; e (b) uma pluralidade de segundas partículas, as segundas partículas compreendendo: (i) 20% em peso a 80% em peso de um polímero termoplástico; (ii) 20% em peso a 80% em peso de um composto acetálico de fórmula (I) em que R1 é selecionado do grupo que consiste em hidrogênio, grupos alquila, grupos alquenila, grupos hidroxialquila, grupos alcóxi, grupos halogeneto de alquila, e derivados dos mesmos; R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, e R11 são cada um deles independentemente selecionados do grupo que consiste em hidrogênio, grupos alquila, grupos alcóxi, grupos alquenila, grupos arila, grupos carboxila, e halogênios; e R12 é um grupo hidroxialquila selecionado do grupo que consiste em —CH2OH e —CH(OH)CH2OH; e (iii) 4% em peso a 80% em peso de um composto coaditivo selecionado do grupo que consiste em polietileno glicóis, copolímeros de um diol e um ácido dicaboxílico C4-C10, polietilenoiminas, e misturas dos mesmos.
8. Composição aditiva, de acordo com a reivindicação 7 caracterizada pelo fato de que o modificador de impacto é um copolímero em blocos de estireno-etileno/butileno-estireno.
9. Composição aditiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 ou 8, caracterizada pelo fato de que o polímero termoplástico é selecionado do grupo que consiste em homopolímeros de polipropileno, copolímeros aleatórios de polipropileno, copolímeros de impacto de polipropileno, e misturas dos mesmos.
10. Composição aditiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizada pelo fato de que R1 é selecionado do grupo que consiste em grupos alquila, grupos alquenila, e grupos alcóxi.
11. Composição aditiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizada pelo fato de que R1 é selecionado do grupo que consiste em grupos alquila e grupos alquenila, R2, R3, R5, R6, R7, R8, R10, e R11 são, cada um deles, hidrogênio, R12 is —CH(OH)CH2OH, e R4 e R9 são, cada um deles, grupos alquila.
12. Composição aditiva, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que R1 é um grupo n-propila, R2, R3, R5, R6, R7, R8, R10, e R11 são, cada um deles, hidrogênio, R12 is —CH(OH)CH2OH, e R4 e R9 são, cada um deles, grupos n-propila.
13. Composição aditiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 12, caracterizada pelo fato de que o composto coaditivo é selecionado do grupo que consiste em polietileno glicóis com uma massa molar de cerca de 500 g/mol a cerca de 5.000 g/mol.
14. Composição polimérica, caracterizada por compreender: (a) 65% em peso a 99% em peso de um polímero termoplástico; (b) 1% em peso a 30% em peso de um modificador de impacto selecionado do grupo que consiste em copolímeros em bloco de estireno-butadieno, copolímeros em bloco de estireno- etileno/butileno-estireno, copolímeros em bloco de estireno- etileno/propileno-estireno e suas misturas; (c) 0,05% em peso a 1% em peso de um composto acetálico de fórmula (I) em que R1 é selecionado do grupo que consiste em hidrogênio, grupos alquila, grupos alquenila, grupos hidroxialquila, grupos alcóxi, grupos halogeneto de alquila, e derivados dos mesmos; R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, e R11 são cada um deles independentemente selecionados do grupo que consiste em hidrogênio, grupos alquila, grupos alcóxi, grupos alquenila, grupos arila, grupos carboxila, e halogênios; e R12 é um grupo hidroxialquila selecionado do grupo que consiste em —CH2OH e —CH(OH)CH2OH; e (d) 0,01% em peso a 1% em peso de um composto coaditivo selecionado do grupo que consiste em polietileno glicóis, copolímeros de um diol e um ácido dicarboxílico C4-C10, polietilenoiminas, e misturas dos mesmos.
15. Composição polimérica, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que o polímero termoplástico é selecionado do grupo que consiste em homopolímeros de polipropileno, copolímeros aleatórios de polipropileno, copolímeros de impacto de polipropileno, e misturas dos mesmos.
16. Composição polimérica, de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizada pelo fato de que o modificador de impacto é um copolímero em blocos de estireno-etileno/butileno-estireno.
17. Composição polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, caracterizada pelo fato de que R1 é selecionado do grupo que consiste em grupos alquila, grupos alquenila, e grupos alcóxi.
18. Composição polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 17, caracterizada pelo fato de que R1 é selecionado do grupo que consiste em grupos alquila e grupos alquenila, R2, R3, R5, R6, R7, R8, R10, e R11 são, cada um deles, hidrogênio, R12 is —CH(OH)CH2OH, e R4 e R9 são, cada um deles, grupos alquila.
19. Composição polimérica, de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que R1 é um grupo n-propila, R2, R3, R5, R6, R7, R8, R10, e R11 são, cada um deles, hidrogênio, R12 is —CH(OH)CH2OH, e R4 e R9 são, cada um deles, grupos n-propila.
20. Composição polimérica, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que o composto acetálico de fórmula (I) está presente na composição em uma quantidade de cerca de 0,05% em peso a cerca de 0,7% em peso.
21. Composição polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 20, caracterizada pelo fato de que o composto coaditivo é selecionado do grupo que consiste em polietileno glicóis com uma massa molar de cerca de 500 g/mol a cerca de 5.000 g/mol.
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