BRPI0607052B1

BRPI0607052B1 - processo para produção contiínua de elastômeros de poliuretano processáveis termoplasticamente , e, uso de elastômeros de poliuretano termplásticos

Info

Publication number: BRPI0607052B1
Application number: BRPI0607052A
Authority: BR
Inventors: Christoph Bahr; Güter Scholz; Horst Papenfuss; Marian Mours; Rudiger Krech; Sven Lawrenz
Original assignee: Basf Ag
Priority date: 2005-02-03
Filing date: 2006-01-31
Publication date: 2016-10-18
Also published as: US20080139776A1; KR20070100910A; ES2322194T3; JP5020097B2; BRPI0607052A2; DE502006003088D1; JP2008528340A; US8287788B2; EP1846465A1; DE102005004967A1; WO2006082183A1; EP1846465B1; KR101273844B1; CN101115780A; CN101115780B; ATE425197T1; BRPI0607052B8

Abstract

processo para produção continua de elastomeros de poliuretano processáveis termoplasticamente, e, uso de elastômeros de poliuretano termoplásticos. a invenção está relacionada a método para a produção contínua de elastômeros de poliuretano termoplasticamente processáveis e com homogeneidade melhorada, pelo qual um poliisocianato (a), um composto (b) com uma média de pelo menos 1,8 e de no máximo 3,0 átomos de hidrogénio com atividade zerewitinoff, um peso molecular médio de 450 g/mol a 5000 g!mol, em uma proporção de 1 a 80 % equivalentes, em relação ao conteúdo de grupos isocianato no poliisocianato (a), um extensor de cadeia (c), com uma média de pelo menos 1,8 e de no máximo 3,0 átomos de hidrogênio com atividade zerewitinoff por molécula, um peso molecular numérico médio de 60 g!mol a 400 g/mol, em uma proporção de 12 a 99 % equivalentes, em relação ao conteúdo de grupos isocianato do poliisocianato (a), o a 30 % em peso de catalisadores, em relação à quantidade total de elastômeros de poliuretano e outros adjuntos e aditivos (d), em uma relação molar nco:oh de 0,9:1 a 1,2:1 do poliisocianato (a) para o total do composto (b), do extensor de cadeia (c) e dos outros adjuntos e aditivos, são alimentados a uma extrusora de duplo-parafuso auto-limpante, operada com uma alta velocidade de arrasto, sendo a mistura então descarregada da extrusora de duplo-parafuso auto-limpante para um dispositivo adicional para reação, caracterizado pelo fato de que na extrusora de duplo-parafuso auto- limpante, são ajustadas velocidades de arrasto acima de 6000 s^ -1^ e tempos de residência na faixa de 1 a 20 segundos.

Description

“PROCESSO PARA PRODUÇÃO CONTÍNUA DE ELASTÔMEROS DE POUURETANO PROCESSÀVFIS TFRMOPÍ ASTIC AMFNTF F TJSO DE ELASTÔMEROS DE POLIURETANO TERMOPLÁSTICOS” Descrição A invenção está relacionada a processo para produção contínua de elastômeros de poliuretano termoplasticamente processáveis e com homogeneidade melhorada.

Os elastômeros de poliuretano termoplasticamente processáveis (TPUs) têm sido conhecidos há longo tempo. Suas excelentes propriedades físico-mecânicas e boas propriedades químicas, que podem ser ajustadas dentro de uma ampla faixa por meio de uma seleção apropriada dos componentes de partida e suas razões estequiométricas, e ainda das condições de preparação, têm fortalecido sua posição nos anos recentes entre os plásticos elastômeros termoplasticamente processáveis para especificações elevadas.

Os TPUs são produzidos por um mecanismo de poliadição a partir de componentes substancialmente lineares que possuem grupos terminais reativos em relação ao isocianato, em particular grupos OH, i.e., poliéteres diídricos ou poliésteres álcoois, e de isocianatos difuncionais, e também de extensores de cadeia difuncionais de cadeia curta, em particular álcoois, com a adição de auxiliares e estabilizantes, levando em consideração as propriedades especificadas adquiridas pelo produto final. Os processos de preparação mais bem conhecidos são o processo e um-lance e o processo com pré-polímero. No processo em um-lance, todos os componentes são reagidos uns com os outros em uma única etapa, ao passo que o processo com pré-polímero se inicia geralmente com a formação de um precursor que compreende grupos isocianato (o pré-polímero) de componentes de partida de isocianato e macrodiol, o precursor sendo então reagido imediatamente, ou subsequentemente em uma segunda etapa do processo, com o extensor de cadeia para produzir o produto final.

Os processos de produção contínuos predominantes para finalidades de produção industrial são o processo em cinta ou processo com extrusão reativo. Os TPUs resultantes são então ainda geralmente processados por dois dos mais bem conhecidos métodos de processamento de termoplásticos: moldagem por injeção ou extrusão, sendo que a conformação por extrusão, para produzir itens tubulares e folhas, impõe as demandas mais elevadas, neste caso, na qualidade do material de TPU. A causa disto é primeiro que, uma vez que as forças de arrasto introduzidas são mais baixas, em comparação com a moldagem por injeção, o desempenho da dispersão é pior, sendo o resultado disto regiões não-homogêneas inadequadamente dispersadas que possuem um ponto de fusão mais elevado que a matriz do produto e que, porque seus índices de retração diferem daquele da matriz do produto, podem ser visivelmente notados. Segundo, o processo contínuo de processamento por extrusão impõe requerimentos extremos na constância da viscosidade da massa fundida dos TPUs, dentro da faixa de temperatura no processamento.

Os testes dos materiais para avaliação da homogeneidade dos produtos de TPUs, usando padrões internos, são portanto baseados não somente na detecção visual de regiões não-homogêneas claramente demarcadas visualmente, ou pela cor, sendo estas conhecidas como pintas ou marcas de queimado, mas também em regiões não-homogêneas se qualquer demarcação visível da matriz, sendo estas discemíveis como estrias nos extrudados transparentes do TPU e sendo atribuídas ao produto dispersado de forma não-homogênea com viscosidade do material marcadamente diferente. A DE-C 19924089 propõe um processo com dosagem em um-lance para produção de TPUs homogêneos e com um desempenho de amolecimento melhorado por, primeiro misturando toda a mistura de reação do TPU, compreendendo poliisocianato, poliol, e o extensor de cadeia, homogeneamente, em um misturador estático com altas razões de cisalhamento. de .SOO a 50000 sU em temperatura^ definidas e dentro de tempos de mistura muito curtos de no máximo 1 s, e dosando a mistura de reação resultante a uma extrusora e, caso apropriado, por meio de um segundo misturador estático. A DE-A 19924090 possui o mesmo objetivo de processo, produção de TPUs com desempenho de amolecimento melhorado, formando a mistura de reação em um reator tubular agitado e com razões definidas de velocidade de agitação e de produção, completando em seguida a formação do TPU em uma extrusora.

Ambos os processos servem particularmente para a produção de graus homogêneos de TPU, com ponto de amolecimento diminuído.

Uma desvantagem substancial de ambos os processos é a falta de uma auto-limpeza dos aparelhos de mistura (do misturador estático e do reator tubular agitado, respectivamente), em contraste com uma extrusora de duplo-parafiiso com entrosamento interno extremamente justo. O processo produz portanto depósitos do produto em zonas mortas, e estes causam um estreitamento e finalmente um fechamento das seções em corte para livre fluxo do misturador estático ou do reator tubular, restringindo a estabilidade e também a continuidade do processo de produção. Alem disso, os tempos muito curtos de mistura e de residência, em particular na pré-mistura da reação com o auxílio do misturador estático, favorecem as misturas no produto final subseqüente na extrusora, com conseqüênctas adversas em particular para a homogeneidade do material. A DE-A 2302564 propõe o uso da combinação de uma extrusora de duplo-parafuso com auto-limpeza com uma extrusora de parafuso-único imediatamente a jusante, para separar o processo de mistura da formação do polímero em condições não-agressivas, com a finalidade de eliminar um sobre-aquecimento do produto acabado. Com a finalidade de obter um produto final homogêneo e livre de pequenas regiões com não-uniformidade, a fase crítica da reação, na qual a mistura de reação apresenta uma alta pegajosidade e possui uma viscosidade na faixa de cerca de 200 a 700 poise, é para ser passada dentro de uma zona de parafuso composta de elementos de amassamento e ffeqüências de amassamento de até 15 Hz e com um gradiente de velocidade maior que 2000 s’1 no espaço radial entre a superfície em movimento e parede do barril, Como forma de exemplo, um valor de 4170 s'1 no espaçamento radial é estabelecido como o gradiente de velocidade máximo no produto arrastado.

No entanto, foi descoberto na prática que essas condições de operação, i.e,, um gradiente de velocidade máximo de 4170 s’1, não pode proporcionar uma estabilidade de longo termo na produção de produtos homogêneos livres de pequenas regiões com não-uniformidade.

Era portanto um objeto da invenção proporcionar um processo contínuo que fosse consistente e possuísse um requerimento baixo de manutenção e que fosse substancialmente insensível a variações de reatividade nas matérias primas usadas, e que pudesse produzir produtos homogêneos livres de pequenas regiões com não-uniformidade.

Esse objeto é obtido por meio de um processo para produção contínua de elastômeros de poliuretano termoplasticamente processáveis e com homogeneidade melhorada, pela dosagem de - um poliisocianato (A), - uma proporção de 1 a 80 % equivalentes, com base no conteúdo de grupos isocianato do poliisocianato (A), de um composto (B) possuindo uma média de pelo menos 1,8 e de no máximo 3,0 átomos de hidrogênio possuindo atividade Zerewitinoff, com uma massa molar média de 450 g/mol a 5000 g/mol, - uma proporção de 12 a 99 % equivalentes, com base no conteúdo de grupos isocianato do poliisocianato (A), de um extensor de cadeia (C) possuindo uma média de pelo menos 1,8 e de no máximo 3,0 átomos de hidrogênio possuindo atividade Zerewitinoff por molécula, com uma massa molecular média de 60 g/mol a 400 g/mol, - de 0 a 30 % em peso, com base na quantidade total do elastômero de poliuretano, de catalisadores e outros auxiliares e aditivos (D), sendo a relação molar NCO:OH do poliisocianato (A) para a totalidade composta do composto (B), do extensor de cadeia (C), e dos outros auxiliares e aditivos (D), de 0,9:1 a 1,2:1, a uma extrusora de duplo-parafuso auto-limpante que é operada com elevadas razões de cisalhamento, e levando em seguida a mistura da extrusora de duplo-parafuso auto-limpante a um outro aparelho com a finalidade de completar a reação, que compreende ajustar na extrusora de duplo-parafuso auto-limpante razões de cisalhamento acima de 6000 s'1 e tempos de residência na faixa de 1 a 20 s.

Foi verificado que a homogeneidade do produto pode ser decisivamente melhorada por meio da separação do procedimento de mistura daquele de aumento do peso molecular, na produção dos TPUs, com a utilização de diferentes extrusoras para esses respectivos processos, conduzindo o procedimento de mistura com razões de cisalhamento muito altas e tempos de residência curtos. Não existem restrições na invenção em relação aos poliisocianatos que podem ser usados. O poliisocianato usado aqui é ou uma substância única ou ainda uma mistura de substâncias, selecionadas de preferência da lista a seguir: difenilmetano-4,4’-diisocianto com pelo menos um conteúdo de 97 % do isômero-4,4’, hexametileno-l,6-diisocianto, diciclo-hexilmetano diisocianto e isoforona diisocianto. O composto possuindo uma média de pelo menos 1,8 e no máximo 3,0 átomos de hidrogênio possuindo atividade Zerewitinoff é, da mesma forma, uma substância substancialmente linear convencional na química de poliuretanos e reativa em relação a isocianatos, ou uma mistura dos mesmos. Os grupos reativos convencionais particulares em relação a isocianatos são os grupos hidroxila e ainda os grupos amino, grupos mercapto ou grupos ácido carboxilico. Os compostos aqui são de preferência poliesteróis, polieteróis ou policarbonatodióis. A massa molecular média dos compostos de cadeia longa possuindo átomos de hidrogênio que possuem atividade Zerewítinoff é de 450 g/mol a 5000 g/mol, e a proporção usada desses compostos é de 1 a 80 % equivalentes, com base no conteúdo de grupos isocianato do poliisocianato.

Um terceiro material de partida para os TPUs é uma proporção de 12 a 99 % equivalentes, com base no conteúdo de grupos isocianato do poliisocianato, de um extensor de cadeia (C) possuindo uma média de pelo menos 1,8 e no máximo 3,0 átomos de hidrogênio possuindo atividade Zerewitinoff por molécula, com uma massa molar média de 60 g/mol a 400 g/mol. O extensor de cadeia é de preferência uma substância ou uma mistura de substâncias selecionada da lista a seguir: etanodiol, propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol e l,4-di(p-hidroxietil)hidroquinona.

Os catalisadores e auxiliares e aditivos, etc., apropriados, podem ser usados também. Entre os catalisadores apropriados estão os compostos organometálicos tais como ésteres de titânio, compostos de ferro, compostos de estanho, e.g., diacetato estanoso, dioctoato estanoso, dilaurato estanoso, dibutílestano diacetato, e dibutilestano dilaurato. Os exemplos de auxiliares e aditivos convencionais são os plastificantes, lubrificantes, reguladores de peso molecular, retardadores de chama, cargas inorgânicas/orgânicas, corantes e pigmentos, e estabilizantes em relação à hidrólise, luz e degradação térmica.

As quantidades usadas de poliisocianato, de composto com cadeia longa possuindo átomos de hidrogênio com atividade Zerewitinoff, e de extensor de cadeia, são mutuamente balanceadas de tal modo que a relação molar NCO:OH derivada do poliisocianato em relação à totalidade de composto com cadeia longa possuindo átomos de hidrogênio com atividade Zerewitinoff, de extensor de cadeia e, caso apropriado, de auxiliares e aditivos, é de 0,9:1 a 1,2:1. A mistura de partida é dosada a uma extrusora de duplo-parafuso auto-limpante que é operada em elevadas razões de cisalhamento, sendo a mistura então conduzida da extrusora de duplo-parafuso auto-limpante para um aparelho adicional para completar a reação.

As extrusoras de duplo-parafuso que podem ser usadas são, em princípio, qualquer uma das máquinas que possam proporcionar um gradiente de velocidade de pelo menos 6000 s'1 demandados. Estas são em geral máquinas cujos dois parafusos trabalham em co-rotação. Em particular, o espaçamento dos parafusos, i.e., a distância entre a superfície em movimento do parafuso e a parede interna do barril da extrusora, precisa ser na faixa de cerca de 0,2 a 0, 5 mm, particularmente. Em virtude desse espaçamento estreito do parafuso, as máquinas correspondentes são máquinas de pequenos volumes, implicando em uma passagem restrita de material através da máquina. É preferido selecionar extrusoras de duplo-parafuso com auto-limpeza cujos diâmetros se acham na faixa de 32 a 62 mm. Uma preferência adicional é dada a extrusoras de duplo-parafuso com auto-limpeza cujas relações L/D, i.e., a relação do comprimento do parafuso para o diâmetro do parafuso, seja de pelo menos 8.

As seções de mistura do parafuso da extrusora ocupam, de modo vantajoso, de 5/100 a 25/100 do comprimento total do parafuso da extrusora, nas extrusoras de duplo-parafuso auto-limpante.

Como forma de exemplo, as extrusoras de duplo-parafuso ZSK 43 Mv, da Wemer & Pfleiderer, de Stuttgart, são particularmente apropriadas. O gradiente de velocidade (sinônimo: razão de cisalhamento) em uma extrusora é definido pela seguinte equação: gradiente de velocidade (1/s) = 2. π. razão de rotação Π/s), raio circunscrito pelo parafuso(mm)/espaçamento radial (mm) O raio circunscrito pelo parafuso, neste caso, é metade do diâmetro externo do parafuso. Como forma de exemplo, o diâmetro externo do parafuso é de 42 mm para a extrusora ZSK 43 Mv da Wemer & Pfleiderer, de Stuttgart. O espaçamento radial, ou a largura do vão, é a distância entre a superfície em movimento do parafuso e a parede interna do barril da extrusora. O espaçamento radial é 0,25 mm para a extrusora ZSK 43 Mv acima mencionada. A mistura de reação é levada da extrusora de duplo-parafuso com auto-limpeza para um aparelho adicional, para completar a reação. Este poderá ser, de preferência, uma extrusora de duplo-parafuso com baixas razões de cisalhamento, uma correia transportadora com aquecimento, em rotação contínua, ou ainda uma extrusora de parafuso-único.

Baixas razões de cisalhamento significam aqui, principalmente, razões de cisalhamento substancialmente abaixo daquelas na primeira extrusora de duplo-parafuso com auto-limpeza, sendo em particular na faixa de 800 s a 3200 s , de preferência de 1200 a 2400 s'1.

As extrusoras que podem ser utilizadas aqui possuem, em particular, um espaçamento radial na faixa de 0,5 a 1,4 mm, sendo de preferência de 0,6 a 1,1 mm. Estas são extrusoras de alto volume, significando que a passagem do material através delas é substancialmente maior, quando é feita uma comparação com as extrusoras de duplo-parafuso descritas para o primeiro estágio do processo.

Como forma de exemplo, uma extrusora de duplo-parafuso ZSK 43 Mc, da Wemer & Pfleiderer, de Stuttgart, pode ser usada, possuindo um diâmetro externo do parafuso de 91,8 mm e um espaçamento radial de 0,6 mm.

Em uma forma de realização do processo, o pnliisocUnato, o composto de cadeia longa possuindo átomos de hidrogênio que possuem atividade Zerewitinoff, e o extensor de cadeia e, caso apropriado, os catalisadores, e os auxiliares e aditivos adicionais (D), são dosados juntos a uma primeira seção de alimentação da extrusora de duplo-parafuso operada com altas razões de cisalhamento.

Como uma alternativa, é possível também pré-misturar o composto de cadeia longa, que possui átomos de hidrogênio com atividade Zerewitinoff, e o extensor de cadeia, previamente à dosagem para a seção de alimentação da extrusora de duplo-parafuso com auto-limpeza, em particular por meio de um misturador estático ou uma cabeça de mistura que opera pelo princípio de mistura dinâmica.

Como uma alternativa é possível também dosar o poliisocianato e o composto de cadeia longa, que possui átomos de hidrogênio com atividade Zerewitinoff, a uma primeira seção de alimentação da extrusora de duplo-parafuso, operada em uma alta razão de cisalhamento, e dosar o extensor de cadeia a uma outra seção de alimentação da mesma, situada mais adiante.

Os TPUs obtidos pelo processo da invenção podem ser usados, em particular, para a produção de peças moldadas por injeção ou de itens de extrusão. O processo da invenção proporciona TPUs com uma excelente homogeneidade, i.e,, TPUs livres de estrias e de pequenas regiões com não-uniformidade. O processo é um processo consistente e que requer uma baixa manutenção e, em particular, nenhum depósito se forma na extrusora de duplo-parafuso, operada com altas razões de cisalhamento. Além disso, a pré-mistura intensiva e com altas razões de cisalhamento acelera o progresso da reação, sendo obtido deste modo um aumento na produção. O processo é, substancialmente, insensível às variações na reatividade das matérias primas usadas. A invenção se acha descrita abaixo em maiores detalhes, com o uso de exemplos da invenção.

Exemplos 1 a 4 Os Exemplos 1 a 4 usaram as especificações de mistura abaixo, sendo cada um dos componentes estabelecido em partes em peso: Difenilmetano 4,4’-diisocianato (poliisocianato A) 26,00 Polibutanodiol 1,4-adipato, massa molar cerca de 2450 g/mol (composto B) 66,66 1,4-butanodiol (extensor de cadeia C) 6,80 Elastostab® HOl, da Elastogran (estabilizante de Hidrólise D) 0,53 Dioctoato estanoso (catalisador) 10 ppm 0,05 % em peso de etilenobisestearilamida, com base no peso total das pelotas de TPU, foi misturado na forma de pó às pelotas de TPU, como um auxiliar anti -compactação.

Exemplo í (não da invenção) Uma mistura composta do composto B, do extensor de cadeia C, do estabilizador de hidrólise D, e do catalisador, foi alimentada, pré-aquecida a 150° C, à primeira seção do barril de uma extrusora de duplo-parafuso ZSK 92, da Wemer & Pfleiderer, Stuttgart, com comprimento de parafuso 48D e com um espaçamento radial do parafuso de 0,6 mm, e, em separado disto, o poliisocianato A foi alimentado, pré-aquecido a 65° C, também à primeira seção do barril da mesma extrusora. A razão de rotação do sistema de duplo-parafuso era de 280 rpm. Os ajustes de temperatura para as seções do barril foram, na direção do fluxo, 200° C no primeiro terço do parafuso, 170° C no segundo terço do parafuso, e 190° C no terço final do parafuso. A produção foi de 850 kg/h.

Em seguida à pelotização sob água da massa fundida e secagem centrífuga integrada, as pelotas foram fmalmente secadas a cerca de 80 a 90° C, e em seguida processadas adicionalmente por meio de moldagem por injeção para produzir amostras para teste. Tubos redondos foram extrudados também a partir das pelotas, com a finalidade de avaliar a homogeneidade.

Exemplo 2 fda invenção) Diferente do Exemplo l, o processo foi conduzido com as mesmas especificações de mistura em um aparelho compreendendo uma primeira extrusora de duplo-parafuso, de pequeno volume e alta razão de rotação, ZSK 43 Mv da Wemer & Pfleiderer, Stuttgart, cujo lado esquerdo da primeira seção do barril foi conectado a jusante da extrusora de duplo-parafuso ZSK 92, da Wemer & Pfleiderer, descrita no Exemplo 1. A razão de rotação da extrusora de duplo-parafuso ZSK 43 era de 1000 rpm, e as seções de mistura ocupavam cerca de 7 % do comprimento do sistema de duplo-parafuso. Os ajustes de temperatura para as seções do barril 1 a 12 da extrusora de duplo-parafuso ZSK 43 foram de 210° C por toda a extensão. Os ajustes para a rotação do parafuso e as temperaturas das seções do barril da extrusora de duplo-parafuso ZSK 43 foram iguais aos valores estabelecidos no Exemplo 1. A passagem através, a pelotização e o tratamento das pelotas foram, da mesma forma, iguais ao Exemplo 1.

Exemplo 3 (da invenção) O procedimento foi igual ao do Exemplo 2 mas, diferente daquele exemplo, foi usada uma razão de rotação do parafuso aumentada, de 1500 rpm, para a extrusora de duplo-parafuso ZSK 43 Mv, e uma passagem de material aumentada, de 1000 kg/h.

Exemplo 4 fda invenção) O procedimento foi igual àquele do Exemplo 2 mas, diferente daquele exemplo, foi usada uma razão de rotação do parafuso de 700 rpm, para a extrusora de duplo-parafuso ZSK 47 Mv Exemplos 5 e 6 Os Exemplos 5 e 6 utilizaram a especificação de mistura abaixo, sendo cada um dos componentes das matérias primas estabelecidos como partes em peso: Difenilmetano 4,4’-diisocianato (poliisocianato A) 36,17 Politetrametileno glicoi, massa molar cerca de 1000 g/mol (composto B) 55,81 1,4-Butanodiol (extensor de cadeia C) 8,02 Tetrabutil ortotitanato (catalisador) 7,5 ppm Exemplo 5 (não da invenção) Os aparelhos iguais como nos Exemplos 2 a 4, i.e., uma extrusora de duplo-parafuso, de pequeno volume, ZSK 43 Mv foi usada, tendo sido conectada a uma extrusora de duplo-parafuso de grande volume, ZSK 92. Uma mistura composta do composto B, do extensor de cadeia, e do catalisador, e, em separado destes, o poliisocianato A, foram dosados, a 140° C, à primeira seção do barril da extrusora de duplo-parafuso ZSK 43 Mv. A razão de rotação do sistema em duplo-parafuso da extrusora de duplo-parafuso era de 600 rpm. O ajuste da temperatura para as seções 1 a 12 do barril da extrusora de duplo-parafuso era de 20° C por toda a extensão. O ajuste da razão de rotação do parafuso na extrusora de duplo-parafuso, de grande volume, ZSK 92 era de 250 rpm, e os ajustes da temperatura para as seções do barril eram de, 190° C para o primeiro terço do parafuso, 160° C no segundo terço do parafuso, e 180° C para o terço final do parafuso. A passagem de material era de 700 kg/h. A pelotização e o tratamento das pelotas ocorreram como no Exemplo 1.

Exemplo 6 (da invenção) O processo foi conduzido analogamente ao Exemplo 5, exceto que a razão de rotação do parafuso da extrusora com duplo-parafuso e pequeno volume foi aumentada para 900 rpm Exemplo 7 (da invenção) A seguinte especificação de mistura foi usada, sendo cada um dos componentes da mistura de matérias primas estabelecido como partes em peso: Poli(l,4-butanodiol/l ,6-hexanodiol)adipato, 70,75 massa molar cerca de 2200 g/mol (composto B) Hexametileno diisocianato (poliisocianato A) 18,80 1,6-Hexanodiol (extensor de cadeia C) 9,63 n-Octanol (regulador de cadeia D 1) 0,46 Elastostab® HOl da Elastogran (estab. de hidrólise D2) 0,58 Dioctoato estanoso (catalisador) 0,05 Uma mistura aquecida a 160° C e composta do composto B, do n-octanol, do catalisador, e do estabilizador de hidrólise, e, em separado destes, o poliisocianato A, foram conduzidos à primeira seção do barril da extrusora com duplo-parafuso e pequeno volume ZSK 43 Mv a qual, como descrito no Exemplo 2, tinha sido conectada à extrusora com duplo-parafuso e grande volume ZSK 92. Em contraste, o extensor de cadeia 1,6-hexanodiol foi alimentado à seção 8 do barril, situada mais adiante na ZSK 43 Mv. A razão de rotação do parafuso foi ajustada a 750 rpm para a ZSK 43, e para 160 rpm para a ZSK 92. A pelotização e o tratamento adicionais das pelotas ocorreu analogamente ao Exemplo 1.

Avaliação da homogeneidade e do conteúdo de pintas (pequenas regiões com não-uniformidade) nos TPUs obtidos nos Exemplos 1 a 7.

Para avaliação, o material foi extrudado das pelotas de TPU correspondentes em uma Extrusiograph PLE 331, da Brabender, usando um parafuso cujo diâmetro de raiz aumentava de modo progressivo (1:2) e usando uma extremidade de alimentação ranhurada, sendo a razão de rotação do parafuso de 30 rpm, para produzir perfis de tubos nor meio de uma cabeça matriz para tubos com diâmetro externo de 9,5 mm e diâmetro interno de 6,3 mm.

Os ajustes de temperatura no gráfico de extrusão foram: zona 1, 180° C; zona 2, 190° C; zona 3, 200° C; anel de medição 190° C; e cabeça de perfil, 200° C. A homogeneidade e o conteúdo de pintas foram avaliados visualmente. Para isto, o tubo redondo foi comparado com amostras de referência. A qualidade do tubo definida aqui como livre de pintas, com aprovação do processamento da extrusão, era de uma qualidade possuindo no máximo duas pintas (pequenas regiões com não-uniformidade), com um diâmetro máximo de 0,5 mm, ao longo de 1 m de comprimento do tubo. A tabela abaixo confronta os resultados experimentais dos Exemplos 1 a 7: Os resultados experimentais mostram que, a qualidade do tubo com aprovação para processamento por extrusão foi obtida em um sistema utilizando duas extrusoras dispostas em série onde a primeira extrusora, o mecanismo de mistura, possuía um gradiente de arrasto elevado de pelo menos 6000 s"1.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Processo para produção contínua de elastômercs de poliuretano processáveis termoplasticamente com homogeneidade melhorada pela dosagem de - um poliisocianato (A), - uma proporção de 1 a 80 % equivalentes, com base no conteúdo de grupos isocianato do poliisocianato (A), de um composto (B) possuindo uma média de pelo menos 1,8 e de no máximo 3,0 átomos de hidrogênio possuindo atividade Zerewitinoff, com uma massa molar média de 450 g/mol a 5000 g/mol, - uma proporção de 12 a 99 % equivalentes, com base no conteúdo de grupos isocianato do poliisocianato (A), de um extensor de cadeia (C) possuindo uma média de pelo menos 1,8 e de no máximo 3,0 átomos de hidrogênio possuindo atividade Zerewitinoff, por molécula, com uma massa molecular média de 60 g/mol a 400 g/mol, - de 0 a 30 % em peso, com base na quantidade total do elastômero de poliuretano, de catalisadores e outros auxiliares e aditivos (D), sendo a relação molar NCO:OH do poliisocianato (A) para a totalidade composta do composto (B), do extensor de cadeia (C), e dos outros auxiliares e aditivos (D), de 0,9:1 a 1,2:1, a uma extrusora de duplo-parafuso auto-limpante que é operada com elevadas razões de cisalhamento, e levando em seguida a mistura da extrusora de duplo-parafuso auto-limpante a um aparelho adicional com a finalidade de completar a reação, caracterizado pelo fato de que compreende ajustar, na extrusora de duplo-parafuso auto-limpante, razões de cisalhamento acima de 6000 s'1 e tempos de residência na faixa de 1 a 20 s.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aparelho adicional é uma extrusora de duplo-parafuso com baixas razões de cisalhamento.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aparelho adicional é uma correia transportadora com aquecimento em contínua revolução.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o poliisocianato (A) é uma substância ou uma mistura de substâncias selecionadas da lista a seguir: difenilmetano 4,4’-diisocianato com um conteúdo de pelo menos 97 % do isômero-4,4’, hexametileno, 1,6-diisocianato, diciclo-hexilmetano diisocianato, e isoforona diisocianato.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o composto (B) compreendendo os átomos de hidrogênio possuindo atividade Zerewitinoff é uma substância ou uma mistura de substâncias selecionadas da lista a seguir: poliesteróis, polieteróis, e policarbonatodióis.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o extensor de cadeia (C) é uma substância ou uma mistura de substâncias selecionadas da lista a seguir: etanodiol, propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol, e 1,4-άί(β-hidroxietil)hidroquinona.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o poliisocianato (A), o composto (B), o extensor de cadeia (C), e, caso apropriado, os catalisadores e auxiliares adicionais e aditivos (D), são dosados juntos a uma primeira seção de alimentação da extrusora de duplo-parafuso auto-limpante operada com razões de cisalhamento acima de 6000 s"1.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o composto (B) e o extensor de cadeia (C) são pré-misturados previamente à sua dosagem à seção de alimentação da extrusora de duplo-parafuso auto-limpante, operada com razões de cisalhamento acima de 6000 s', em particular por meio de um misturador estático ou de uma cabeça de mistura operando pelo princípio de mistura dinâmica.

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o poliisocianato (A) e o composto (B) são dosados à primeira seção de alimentação da extrusora de duplo-parafuso auto-limpante, operada com razões de cisalhamento acima de 6000 s"1, e o extensor de cadeia (C) é dosado a uma seção de alimentação adicional situada mais adiante na extrusora de duplo-parafuso auto-íimpante,

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o diâmetro da extrusora de duplo-parafuso auto-limpante, operada com razões de cisalhamento acima de 6000 s"1, se acha na faixa de 32 a 62 mm.

11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a relação L/D da extrusora de duplo-parafuso auto-limpante, operada com razões de cisalhamento acima de 6000 s"1, é de pelo menos 8.

12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que as seções de mistura ocupam de 5/100 a 25/100 de todo o comprimento do parafuso da extrusora, na extrusora de duplo-parafuso auto-limpante, operada com razões de cisalhamento acima de 6000 s'1.

13. Uso de elastômeros de poliuretano termoplásticos obtidos pelo processo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de ser para a produção de peças moldadas por injeção, ou de artigos de extrusão.