BRPI0618587B1

BRPI0618587B1 - composição de polímero de pvc plastificada, estável e produtos de pvc

Info

Publication number: BRPI0618587B1
Application number: BRPI0618587A
Authority: BR
Inventors: Kaytan Hasan
Original assignee: Isp Investments Llc
Priority date: 2005-11-14
Filing date: 2006-11-13
Publication date: 2018-05-08
Also published as: JP5107250B2; US7411012B2; CN103146095A; EP1957562B1; EP1957562A2; JP2009516027A; WO2007059123A2; RU2008123605A; WO2007059123A3; EP1957562A4; CN101331170A; US20070112104A1; BRPI0618587A2; RU2431647C2

Abstract

composições de pvc plastificadas. uma composição plastificada, estável de polímero de pvc incluindo uma pirrolidona ciclo-alquila ou linear, ramificada c~4~-c~30~ presente em uma quantidade de 5-400 phr suficiente para plastificar o referido pvc em um estado flexível.

Description

(54) Título: COMPOSIÇÃO DE POLÍMERO DE PVC PLASTIFICADA, ESTÁVEL E PRODUTOS DE PVC (51) Int.CI.: C08G 73/10 (30) Prioridade Unionista: 14/11/2005 US 11/273.663 (73) Titular(es): ISP INVESTMENTS LLC (72) Inventor(es): HASAN KAYTAN

1/9 “COMPOSIÇÃO DE POLÍMERO DE PVC PLASTIFICADA, ESTÁVEL E PRODUTOS DE PVC

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

1. CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção se refere composições de PVC plastificadas, e, mais particularmente, às composições de PVC plastificadas estáveis que incluem alquila pirrolidona C4-C30 presente em quantidade suficiente para plastificar o PVC e conferir flexibilidade, maciez, extensibilidade e baixas temperaturas de fusão ao PVC.

2. DESCRIÇÃO DA TÉCNICA ANTERIOR

É bem conhecido na técnica anterior que a adição de certos compostos orgânicos, chamados plastificante, ao PVC confere ao PVC propriedades desejáveis tais como flexibilidade, maciez, boa sensação e facilidade de processamento, extensibilidade e baixa temperatura de fusão [Encyclopedia of PVC Vol. 1 e 2, L.I. Nass (1976)]. Plastificantes funcionam dissolvendo em PVC, reduzindo a densidade de energia coesiva entre as cadeias de polímero e reduzindo as forças polares exercidas pelos átomos de halogênio presentes no PVC. Para qualquer composto orgânico funcionar como um plastificante eficaz para o PVC ele (a) deve possuir uma miscibilidade muito elevada com PVC, (b) deve ter grupos polares e (c) deve ter uma baixa tendência de difundir e migrar para fora do polímero durante sua vida útil eficaz. Além disso, o plastificante não deve provocar coloração do PVC, deve ser não tóxico, inodoro, possuir baixa volatilidade e ser termicamente estável em temperatura de mistura e composição do PVC com o plastificante.

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Uma variedade de compostos orgânicos foi relatada como plastificantes eficazes para PVC. Estes incluem ésteres de anidrido ftálico com álcoois alifáticos (lineares/ramificados) com quatro a quinze átomos de 5 carbono, óleo de soja epoxidado, ésteres de ácidos trimelítico, fosfatos, ésteres de ácidos benzóicos e cítricos, e os hidrocarbonetos halogenados. Poliésteres de peso molecular mais alto (800-6000) preparados pela condensação de dióis com ácidos adípicos ou sebácicos são usados igualmente como plastificantes. Destes, os plastificantes baseados em ftalato são os mais amplamente utilizados por causa de sua compatibilidade excelente com PVC, facilidade de fusão e propriedades desejáveis gerais.

Não obstante, os ésteres de ftalato não são sem desvantagens. Dioctilftalato tem sido considerado como um carcingênico provocando câncer do fígado em ratos. Seus baixos pesos moleculares permitem-os difundir rapidamente para fora do PVC e provocar a névoa (depósitos túrgidos) no vidro e em outras superfícies transparentes. Também eles são extraídos facilmente pelos solventes orgânicos, tornando-os inadequados para o uso nas aplicações que exigem o contato com solvente.

A técnica anterior no campo de plastificante é tipificado pelas seguintes patentes U.S e Pedidos publicados: 5.777.014; 6.118.012; 6.706.815; 2004/0001948 e 2004/0198909.

Patente U.S 5.294.644 revela lactamas ativas de superfície que têm particular a atividade tensoativa particularmente eficaz para compostos orgânicos ativos tais como produtos químicos para agricultura e fármacos. Muitas

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3/9 outras propriedades interessantes são atribuídas a tais lactamas incluindo propriedades do anti-estacionária, antibloqueio e lubrificante. A utilidade particular para estas lactamas era sua capacidade de formar concentrados de emulsão estável de produtos químicos para agricultura insolúveis em água.

Consequentemente, é um objeto desta invenção fornecer plastificação a longo prazo ao PVC de modo a conferir flexibilidade, maciez, extensibilidade e/ou baixas temperaturas de fusão às composições de PVC.

Um outro objeto aqui é fornecer tais composições de PVC plastificado para aplicações como películas, revestimentos externos, folhas, tubos e tubulação assim como folhas calandradas, plastisois, espumas e dispersões.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Uma composição plastificada, estável de polímero de PVC inclui uma pirrolidona de alquila linear, ramificada ou cíclica C4-C30 presente em uma quantidade de 5-400 phr (partes por centena de borracha) suficiente para plastificar dito PVC em um estado flexível.

Preferivelmente, a composição inclui pirrolidona de alquila C6-C20 presente em uma quantidade pelo menos de 5 phr, de preferivelmente 5-400 phr, e ainda mais preferivelmente de 10-100 phr. Pirrolidonas de alquila Cs25 C12 as quais são líquidas em temperatura ambiente são preferidas para uso aqui.

As composições da invenção fornecem produtos de PVC caracterizados por um valor da dureza Shore A de < 100 a < 10 (semi-rígido a extremamente flexível).

O produto de PVC da invenção que inclui a composição

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4/9 plastificada de pirrolidona de alquila C4-C30, sozinha ou em combinação com um ou vários plastificantes primários ou secundários, apropriadamente podem estar sob a forma de uma folha, plastisol, espuma ou dispersão em uma película, revestimento externo, tubo ou tubulação e o semelhante. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

As pirrolidonas de alquila apropriadas para uso como plastificantes em composições de PVC são pirrolidonas de alquila linear, ramificada ou cíclica C4-C30, preferivelmente pirrolidonas de alquila C6-C20 incluindo pirrolidona de ciclohexila, e, mais preferivelmente, líquida em temperatura ambiente, tal como o pirrolidona de N-octila linear (Cs) (NOP) e pirrolidona de N-dodecila (C12) linear (NDP), as quais estão disponíveis comercialmente como como Surfadone® LP-100 e 300, respectivamente, vendidas por International Spectialty Products (ISP). Estas pirrolidonas de alquila Cs e C12 executam eficazmente em uma quantidade pelo menos de 5 phr, preferivelmente 5-400 phr, e, mais preferivelmente 10-100 phr do PVC. Esta quantidade é suficiente para plastificar o PVC em um estado flexível. Uma mistura com um ou vários plastificantes primários ou secundários pode ser usada. Apropriadamente esta quantidade de plastificante irá formar PVC plastificado em tais formas diversas como folhas calandradas, plastisois, espuma e dispersões, em aplicações tais como películas, revestimento externo, tubo ou tubulação para conferir flexibilidade, maciez, extensibilidade e baixa temperatura de fusão ao

PVC.

Os exemplos que seguem irão mais particularmente ilustrar a invenção.

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EXEMPLO 1

As formulações típicas de PVC de acordo com a invenção são fornecidas na tabela 1 abaixo.

TABELA 1

	Exemplo n° de carga (phr)
Aditivo	1	2	3	4
Vestolit® B 7021*	100	100	100	100
Vestinol® 9** (DINP)	60
Surfadone® LP 100 (NOP)			60
Surfadone® LP 300 (NDP)				60

*Vestolit® B 7021 (Vestolit Corp. /Marl, Alemanha) é um SPVC com um valor de K de 70.

**Vestinol® 9 é Diisononilftalato (DINP).

A. PREPARAÇÃO DE FOLHAS CALANDRADAS USANDO COMPOSIÇÕES DA

TEBLA 1

As folhas calandradas com as formulações de NOP e de NDP acima eram muito mais macias e mais claras do que DINP. As folhas com NOP são mais flexíveis; aproximadamente duas vezes mais macias do que a folha com DINP. Também misturas de DINP/NOP (3: 1) e DINP/NDP (3: 1) produziram folhas mais flexíveis do que DINP sozinho no mesmo nível de uso (60 phr).

B. PLASTISOIS

NOP e NDP aumentaram a viscosidade dos plastisois que

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6/9 indicam o início da gelificação, e diminuíram sua temperatura de gelificação e aumentaram a gelificação. A pirrolidona de alquila maior era a mais apropriada para conseguir tempos abertos longos para plastisois.

C.ESPUMAS

As seguintes formulações mostradas na tabela 2 abaixo foram usadas.

TABELA 2

	Exem	plo n° da	carga (	phr)
Aditivo	1	2	3	4	5	6
Vestolit® B 7021	100	100	100	100	100	100
Vestinol® 9	57	52	47	52	47	42
Surfadone® LP 100		5	10
Surfadone® LP 300				5	10	15
Porofor ADC/L-C2* (1:1)	6	6	6	6	6	6
Lankromark LZK 125**	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5

*Profor ADC/L-C2 é um agente de sopro baseado em azodicarbonamida.

** Lankomark LZK 125 é um estabilizador de sal de metal misturado.

Formação de espuma foi executada com estas formulações a 200°C. Os resultados da densidade resultante da espuma (g/cm³, eixo-y) contra o tempo de formação de espuma (s,

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7/9 eixo-x) mostram que a adição de pirrolidona de alquila Cs ou C12 produz espumas de densidade de espuma mais elevada e maior estabilidade do que DINP. A adição de quantidades mais elevadas NOP e NDP na composição resultou em superfícies mais macias e mais lisas.

D.DISPERSÕES

2-8% de NOP ou NDP em dispersões de PVC aquosas diminuíram a temperatura mínima de formação de película (MFT) de 14°C a 2°C, que é uma redução significativa e um resultado desejável.

EXEMPLO 2

EFICIÊNCIA DE PLASITIFICAÇÃO DE N-DODECIL-2-PIRROLIDONA

As seguintes composições mostradas na tabela 3 abaixo foram usadas:

TABELA 3

	Exemplo n°	de carga (phr)
Aditivo	1	2	3	4
Solvin® 271 PC*	100	100	100	100
Vestinol® 9	60
Surfadone® LP 300		20	40	60
Baerostab® CT 9156**	2,5	2,5	2,5	2,5

*Solvin 271 pc é um S-PVC com valor de K de 71.

**Baerostab CT 9156X é um estabilizador de Ca/Zn.

As folhas calandradas destas composições foram testadas para a dureza Shore A, resistência a tração, alongamento sob ruptura, e a absorção de água após 1 d e 7

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8/9 d (dias) .

TABELA 4

Ex.	Dureza Shore A*	Propriedade de resistência a tração (N/mm²)	Alongamento sob ruptura*** (mm)	Absorção de água (%)
1d	7d
1	77	20, 0	136	0,14	0, 19
2	96	23,5	79	0,14	0, 18
3	77	11, 8	94	0,43	0, 67
4	63	6, 8	117	0, 88	1, 15

*Método de este ASTM D-2240 **Método de teste ASTM D-412 ***Método de este ASTM D-42

Os resultados na tabela 4 mostram que as formulações da invenção que contêm 4 0 phr de NDP fornecem um valor de dureza Shore A que é igual a 60 phr de Vestinol 9 (DINP) , isto é, NDP é substancialmente mais eficiente do que DINP em obter um PVC flexível desejado.

EXEMPLO 3

A.Temperaturas de gelificação reduzidas

Em composições de PVC plastificadas com NOP e NDP, gelificação do PVC ocorre a 45°C ou abaixo.

B.Velocidade de gelificação aumentada

Plastificação e gelificação ocorrem mais rapidamente com o PVC plastificado com NOP e o PVC aumentam assim o rendimento da produção.

C.Elasticidade

NDP é muito eficiente em produzir o PVC altamente elástico em níveis de uso muito menores do que com outros

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9/9 plastificantes. Com 100 phr de NDP em PVC (K 70) uma dureza Shore A de 40 é alcançável.

A composição da invenção pode ser usada eficazmente em aplicações como isolantes e revestimentos para fio e cabo;

forros para tanques, reservatórios, depósitos, sulcos para irrigação; cobertura para camas de água; revestimento de tecido; revestimento para tapete; partes automotivas como e painéis, painéis da porta, descansos para braço e outros; revestimento debaixo do carro; telhas; coberturas de parede; folhas de revestimento; películas de empacotamento; correias transportadoras; encerados; membranas de telhado; plugue e conexões elétricas; coberturas infláveis;

brinquedos; mangueira de jardim; tubos e tubulações; películas agriculturais; vedações de refrigerador e congelador; solas de sapato e partes superiores, botas; isca de pesca fabricada usando uma das tecnologias do estado da técnica como calandragem, extrusão, plastisol, espuma, dispersão.

Enquanto a invenção tem sido descrita com referência particular a certas modalidades da mesma, compreender-se-á que mudanças e modificações podem ser feitas as quais estão dentro da prática da técnica.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Composição de estável, caracterizada pirrolidona (não-dimera) polímero pelo fato de fórmula de

PVC pl astifiçada, inclui uma de alquila cíclica C6-C20 presente em uma quantidade de 10-100 partes por centena de borracha (phr) suficiente para plastificar o dito PVC em um estado flexível.
2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que fornece um produto de PVC com um valor de dureza Shore A de < 100.
3. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a pirrolidona de alquila é líquida em temperatura ambiente.
4. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda uma mistura com um ou mais plastificantes primários e/ou secundários.
5. Produto de PVC, caracterizado pelo fato de que inclui a composição, como definida na reivindicação 1, em que o produto de PVC está na forma de uma folha calandrada, plastisol, espuma, dispersão, película, revestimento externo, tubo ou tubulação.
6. Produto de PVC, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que tem um valor de dureza Shore

25 A <100.

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