BRPI0712455A2 - uso de um composto contendo silìcio como agente de secagem de uma composição de poliolefina contendo grupos silano hidrolisáveis - Google Patents
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Abstract
USO DE UM COMPOSTO CONTENDO SILìCIO COMO AGENTE DE SECAGEM DE UMA COMPOSIçãO DE POLIOLEFINA CONTENDO GRUPOS SILANO HIDROLISáVEIS. A presente invenção se refere ao uso de um composto contendo silício como agente de secagem de uma composição de poliolefina contendo grupos silano hidrolisáveis, em que o composto contendo silício tem uma estrutura de acordo com a fórmula: (R1)X[Si(R2)Y(R3)z]m na qual: R1, que pode ser igual ou diferente, se mais um desse grupo estiver presente, é um resíduo de hidrocarbila monofuncional, ou, se m = 2, bifuncional, compreendendo de 1 a 100 átomos de carbono; R2, que pode ser igual ou diferente, se mais um desse grupo estiver presente, é um resíduo de hidrocarbilóxi compreendendo de 1 a 100 átomos de carbono; R3 é -R4SiR1pR2q, em que: p é 0 a 3, q é 0 a 3, com a condição de que p + q seja 3; e R4 é - (CH2)rYs (CH2)t-, em que r e t são, indenpendentemente, 1 a 3, s é 0 ou 1 e y é um grupo heteroatómico difuncional selecionado de -0-, -s-, -so, -so2-, -nh-, -nr1- ou -pr1-, em que r1 e r2 são como definidos previamente; e x é 0 a 3, y é 1 a 4, z é 0 ou, com a condição de que x + y + z = 4; e m = 1 ou 2.
Description
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"USO DE UM COMPOSTO CONTENDO SILÍCIO COMO AGENTE DE SECAGEM DE UMA COMPOSIÇÃO DE POLIOLEFINA CONTENDO GRUPOS SILANO HIDROLISÁVEIS"
A presente invenção se refere ao uso de um composto contendo silício como agente de secagem para composições de poliolefinas.
As composições de poliolefinas compreendem freqüentemente vários componentes poliméricos, como, por exemplo, resinas de poliolefinas com diferentes propriedades, tais como diferentes pesos moleculares, ou um teor diferente de comonômero. Além do mais, aditivos orgânicos e/ou inorgânicos, tais como estabilizadores, estão usualmente presentes em uma composição de poliolefina. A natureza e a proporção dessas resinas de poliolefinas e desses aditivos são dependentes do uso particular para o qual a composição de poliolefina é elaborada.
Todos os diferentes componentes de uma composição de poliolefina são produzidos de, e podem compreender, pequenas proporções de água. Na etapa de combinação, os diferentes componentes são misturados e a composição final é formada. Também, as quantidades de água presentes nos vários componentes são adicionadas na etapa de combinação.
É do conhecimento a reticulação de poliolefinas por meio de aditivos, pois isso aperfeiçoa as propriedades da poliolefina, tais como a resistência mecânica e a resistência térmica química. A reticulação pode ser conduzida por condensação de grupos silanol contidos na poliolefina, que pode ser obtida por hidrolisação dos grupos silano. Um composto de silano pode ser introduzido como um grupo reticulável, por exemplo, por enxerto do composto de silano em uma poliolefina, ou por copolimerização de monômeros de olefinas e monômeros contendo grupos silano. Essas técnicas são conhecidas, por exemplo, das patentes U.S. 4.413.066, U.S. 4.297.310, U.S. 4.351.876, U.S. 4.397.981, U.S. 4.446.283 e U.S. 4.456.704.
Para reticulação dessas poliolefinas, um catalisador de condensação de silanol deve ser usado. Os catalisadores convencionais são, por exemplo, os compostos orgânicos de estanho, tal como dilaurato de dibutila e estanho (DBTDL). Conhece-se ainda que o processo de reticulação seja conduzido vantajosamente na presença de catalisadores ácidos de condensação de silanol. Em comparação com os catalisadores orgânicos de estanho, os catalisadores ácidos propiciam que a reticulação ocorra rapidamente já à temperatura ambiente. Esses catalisadores ácidos de condensação de silanol são descritos, por exemplo, no pedido de patente internacional WO 95/17463. 0 conteúdo desse documento é anexado ao presente relatório descritivo por referência.
Se água está presente na etapa de combinação, a hidrolisação dos grupos silano presentes na resina de poliolefina e, por conseguinte, a reticulação da resina, é iniciada. No entanto, a reticulação durante a combinação, por exemplo, em uma extrusora, é, naturalmente, indesejável, porque isso pode acarretar dificuldades na etapa de combinação, por exemplo, provocadas por aumento descontrolado pontual da MFR da composição, e pode afetar negativamente as propriedades da composição combinada.
É, portanto, desejável que os componentes e os aditivos de uma composição de poliolefina, contendo grupos reticuláveis, contenham o mínimo de água possível, antes e durante a etapa de combinação.
É, por conseguinte, um objeto da presente invenção proporcionar um agente de secagem para uso nas composições de poliolefinas, que desative a água presente na composição.
Verificou-se então surpreendentemente que o objeto mencionado acima pode ser alcançado por uso de um composto contendo silício, como agente de secagem, para uma composição de poliolefina.
A presente invenção proporciona, portanto, o uso de um composto contendo silício como agente de secagem para uma composição de poliolefina contendo grupos silano hidrolisáveis, em que o composto contendo silício tem uma estrutura de acordo com a fórmula:
(R1)x[Si (R2) y (R3)z]m (I)
na qual:
R1, que pode ser igual ou diferente, se mais um desse grupo estiver presente, é um resíduo de hidrocarbila monofuncional, ou, se m = 2, bifuncional, compreendendo de 1 a 100 átomos de carbono;
R2, que pode ser igual ou diferente, se mais um desse grupo estiver presente, é um resíduo de hidrocarbilóxi compreendendo de 1 a 100 átomos de carbono; R3 é -R4SiR1pR2q, em que:
ρ é O a 3, de preferência, O a 2; e q é O a 3, de preferência, 1 a 3, com a condição de que ρ + q seja 3; e
R4 é - (CH2) rYs (CH2) t~ r em que r e t são, independentemente, 1 a 3, séOouleYé um grupo heteroatômico difuncional selecionado de -0-, -S-, -S0, -SO2-, -NH-, -NR1- ou -PR1-, em que R1 e R2 são como definidos previamente; e xé0a3, y é 1 a 4, zéOoul, com a condição de que x+y+z=4; e m = 1 ou 2.
0 uso de acordo com a invenção resulta em um comportamento de processamento aperfeiçoado da composição de poliolefina na etapa de combinação, porque propicia uma denominada "auto-secagem" da composição.
De preferência, o agente de secagem é usado para secagem, isto é, remoção, de água. 0 agente de secagem reage com a água presente na composição. Após adição do agente de secagem à composição de poliolefina, nenhum teor de água livre mensurável existe na composição. A combinação da composição de poliolefina é feita, de preferência, por extrusão.
Verificou-se que essas composições na extrusora se comportam de modo muito similar a um material termoplástico na extrusão, isto é, não há virtualmente qualquer queda na taxa de escoamento em fusão na extrusão, e o tempo de retenção na extrusora é diminuído significativamente, quando o composto contendo silício, como descrito acima, é usado como um agente de secagem.
De preferência, o composto contendo silício tem uma alta compatibilidade com a composição polimérica, que significa que mesmo após tratamento da composição, a uma temperatura elevada por várias horas, a grande parte do composto contendo silício não volatiliza da composição. A compatibilidade do composto contendo silício pode ser ajustada por seleção adequada de especialmente o grupo R1, que deve ser selecionado para ser suficientemente grande e apoiar.
Mais particularmente, o composto contendo silício é, de preferência, compatível com a composição, na medida em que ele, quando tendo estado presente na composição em uma proporção inicial correspondente a .0,060 mol de grupos hidrolisáveis por 1.000 g de 7/28
composição, após um armazenamento a 60°C por 74 h em ar, está ainda presente na composição pelo menos em uma proporção correspondente a 0,035 mol de grupos hidrolisáveis por 1.000 g de composição.
Além disso, de preferência, na fórmula (I) para o composto contendo silício:
R1, que pode ser igual ou diferente se mais de um desses grupos estiver presente, é um grupo alquila, arilalquila, alquilarila ou arila contendo de 1 a 40 átomos de carbono, com a condição de que se mais de um grupo R1 estiver presente, o número total de átomos de carbono dos grupos R1 é de no máximo 60;
e, particularmente:
R1, que pode ser igual ou diferente se mais de um desses grupos estiver presente, é um grupo alquila de 6 a 22 átomos de carbono, especialmente, é um grupo alquila de 8 a 20 átomos de carbono.
Além do mais, de preferência, na fórmula (I) para o composto contendo silício: R2, que pode ser igual ou diferente se mais de um desses grupos estiver presente, é um grupo alcóxi, arilóxi, alquilarilóxi ou arilalquilóxi contendo de 1 a 15 átomos de carbono, com a condição de que se mais de um grupo R2 estiver presente, o número total de átomos de carbono nas partes alquila dos grupos R2 é de no máximo 40; particularmente:
R2, que pode ser igual ou diferente se mais de um desses grupos estiver presente, é um grupo alcóxi de 1 a 10 átomos de carbono, mais particularmente, é um grupo alcóxi de 1 a 8 átomos de carbono, especialmente, é um grupo alcóxi de 1 a 4 átomos de carbono, e, mais especialmente, é um grupo metóxi, etóxi, propóxi ou 1-butóxi.
As partes alquila de R1 e R2 podem ser lineares ou ramificadas.
R e R podem compreender substituintes de heteroátomos, embora, de preferência, R1 e R2 sejam isentos de substituintes de heteroátomos.
De preferência, na fórmula (I) para composto (C),
χ = 1. Além do mais, de preferência, na fórmula (I), y = 3.
Ainda mais, de preferência, na fórmula (I), ζ = 0.
Finalmente, de preferência, na fórmula (I), m = 1.
Os compostos contendo silício preferidos são também aqueles compostos que são combinações de quaisquer das concretizações preferidas mencionadas acima para quaisquer dos parâmetros de fórmula (I).
Em uma concretização particularmente preferida, o composto contendo silício compreende, mais particularmente, consiste de hexadeciltrimetoxissilano.
A proporção do composto contendo silício na composição de poliolefina é, de preferência, de 0,001 a 5% em peso da composição total, particularmente, de 0,01 a 2,5% em peso da composição total, e, especialmente, de 0,5 a 1,5% em peso da composição total.
A composição de poliolefina, na qual o composto contendo silício descrito acima é usado como um agente de secagem, compreende uma poliolefina reticulável com grupos silano hidrolisáveis, e compreende ainda, de preferência, um catalisador de condensação de silanol. Os catalisadores de condensação de silanol da composição de poliolefina são, de preferência, um ácido de Brõnsted, isto é, uma substância que age como um doador de prótons.
Esses ácidos de Brõnsted podem compreender ácidos inorgânicos, tais como ácido sulfúrico e ácido clorídrico, e ácidos orgânicos, tais como ácido cítrico, ácido esteárico, ácido acético, ácido sulfônico e ácidos alcanóicos, como o ácido dodecanóico, ou um precursor de quaisquer dos compostos mencionados.
De preferência, o ácido de Brõnsted é um ácido sulfônico, particularmente, um ácido sulfônico orgânico.
Mais particularmente, o ácido de Brõnsted é um ácido sulfônico orgânico contendo 10 átomos de carbono ou mais, ainda mais particularmente 12 átomos de carbono ou mais, e, especialmente, 14 átomos de carbono ou mais, o ácido sulfônico compreendendo pelo menos um grupo aromático, que pode ser, por exemplo, um grupo benzeno, naftaleno, fenantreno ou antraceno. No ácido sulfônico orgânico, um, dois ou mais grupos de ácido sulfônico podem estar presentes, e o um ou mais grupos de ácido sulfônico podem ser presos em um grupo não aromático, ou, de preferência, a um grupo aromático, do ácido sulfônico orgânico.
Particularmente, o ácido sulfônico orgânico aromático compreende o elemento estrutural:
Ar(SO3H)x (II)
com Ar sendo um grupo arila, que pode ser ou não substituído, e χ sendo pelo menos 1.
O catalisador de condensação de silanol de ácido sulfônico orgânico pode compreender a unidade estrutural, de acordo com a fórmula (II), uma ou mais vezes, por exemplo, duas ou três vezes. Por exemplo, duas unidades estruturais de acordo com a fórmula (II) podem ser ligadas entre si por um grupo de ligação, tal como um grupo alquileno.
De preferência, Ar é um grupo arila, que é substituído com pelo menos um grupo hidrocarbila de 4 a 30 átomos de carbono, particularmente, um grupo alquila de 4 a 30 átomos de carbono.
O grupo arila é, de preferência, um grupo fenila, um grupo naftaleno ou um grupo aromático compreendendo três anéis fundidos, tais como fenantreno e antraceno.
De preferência, na fórmula (II), χ é 1, 2 ou 3, e, particularmente, χ é 1 ou 2.
Além do mais, de preferência, o composto usado com o catalisador de condensação de silanol de ácido sulfônico orgânico tem de 10 a 200 átomos de carbono, particularmente, de 14 a 100 átomos de carbono.
Em uma concretização preferida, Ar é um grupo arila substituído com hidrocarbila e o composto total contendo de .14 a 28 átomos de carbono, e, particularmente, o grupo Ar é um anel de benzeno ou naftaleno substituído com hidrocarbila, o um ou mais radicais de hidrocarbila contendo de 8 a 20 átomos de carbono, no caso de benzeno, e de 4 a 18 átomos, no caso de naftaleno.
Prefere-se ainda que o radical hidrocarbila seja um substituinte alquila tendo de 10 a 18 átomos de carbono, e, particularmente, que o substituinte alquila contenha 12 átomos de carbono, e é selecionado de dodecila e tetrapropila. Devido à disponibilidade comercial, prefere- se, mais particularmente, que o grupo arila seja um grupo benzeno substituído com um substituinte alquila contendo 12 átomos de carbono.
Os compostos atualmente especialmente preferidos são ácido dodecilbenzenossulfônico e ácido tetrapropilbenzenossulfônico.
0 catalisador de condensação de silanol pode ser também precursor do composto de ácido sulfônico, incluindo todas as suas concretizações preferidas mencionadas, isto é, um composto que é convertido por hidrólise nesse composto. Esse precursor é, por exemplo, o anidrido ácido de um composto de ácido sulfônico, ou um ácido sulfônico que tenha sido proporcionado com um grupo protetor hidrolisável, como, por exemplo, um grupo acetila, que pode ser removido por hidrólise.
Em uma segunda concretização preferida, o catalisador de ácido sulfônico é selecionado daqueles descritos nas patentes européias EP 1 309 631 e EP 1 309 632, isto é:
a) um composto selecionado de: (i) um ácido naftalenomonossulfônico alquilado substituído com 1 a 4 grupos alquila, em que cada grupo alquila é uma alquila linear ou ramificada com 5 a 40 átomos de carbono, com cada grupo alquila sendo igual ou diferente, e em que o número total de átomos de carbono nos grupos alquila é na faixa de 20 a 80 átomos de carbono;
(ii) um ácido arilalquilsulfônico, no qual a arila é fenila ou naftila e é substituído com 1 a 4 grupos alquila, em que cada grupo alquila é uma alquila linear ou ramificada com 5 a 40 átomos de carbono, com cada grupo alquila sendo igual ou diferente, e em que o número total de átomos de carbono nos grupos alquila é na faixa de 12 a .80;
(iii) um derivado de (i) ou (ii) selecionado do grupo consistindo de um anidrido, um éster, um acetilato, um éster bloqueado com epóxi e um sal de amina dele, que é hidrolisável no ácido alquilnaftalenomonossulfônico ou ácido arilalquilsulfônico correspondente; e
(iv) um sal metálico de (i) ou (ii) , em que o íon metálico é selecionado do grupo consistindo de cobre, alumínio, estanho e zinco; e (b) um composto selecionado do grupo de:
(i) um ácido arildissulfônico alquilado selecionado do grupo consistindo da estrutura (III) :
<formula>formula see original document page 16</formula>
e da estrutura (IV):
(<formula>formula see original document page 16</formula>
em que Ri e R2 são iguais ou diferentes e são um grupo alquila linear ou ramificado com 6 a 16 átomos de carbono, yé0a3, zé0a3, com a condição de que y + ζ seja 1 a .4, η seja 0 a 3, X seja uma parte divalente selecionada do grupo consistindo de -C(Rs) (R4)-, em que R3 e R4 são H ou independentemente um grupo alquila linear ou ramificado de .1 a 4 átomos de carbono, e η é 1; -C (=0)-, em que η é .1; -S-, em que η é 1 a 3; e -S(O)2-, em que η é 1; e
ii) um derivado de (i), selecionado do grupo consistindo de anidridos, ésteres, ésteres de ácido sulfônico bloqueados com epóxi, acetilatos e seus sais de amina, que é hidrolisável a ácido arildissulfônico alquilado,
juntamente com todas as concretizações preferidas desses ácidos sulfônicos, como descrito nas patentes européias mencionadas.
De preferência, na composição de poliolefina, o catalisador de condensação de silanol está presente em uma proporção de 0,0001 a 6% em peso, particularmente, de 0,001 a 2% em peso, e, particularmente, de 0,02 a 0,5% em peso.
De preferência, a olefina reticulável compreende, particularmente, consiste de, um polietileno contendo grupos silano hidrolisáveis.
Os grupos silano hidrolisáveis podem ser introduzidos na poliolefina por copolimerização de, por exemplo, 17/28
monômeros de etileno com comonômeros contendo grupos silano, ou por enxerto, isto é, por modificação química do polímero por adição de grupos silano, em grande parte, em uma reação radicalar. Ambas as técnicas são bem conhecidas no ramo.
De preferência, a poliolefina contendo grupos silano foi obtida por copolimerização. No caso de poliolefinas, de preferência, polietileno, a copolimerização é conduzida, de preferência, com um composto de silano insaturado representado pela fórmula:
R1SiR2qY3^ (V)
em que:
R1 é um grupo hidrocarbila, hidrocarbilóxi ou (met)acrilóxi hidrocarbila etilenicamente insaturado;
R2 é um grupo hidrocarbila saturado alifático;
Y, que pode ser igual ou diferente, é um grupo orgânico hidrolisável; e
q é 0, 1 ou 2. Os exemplos especiais do composto silano insaturado são aqueles em que R1 é vinila, alila, isopropenila, butenila, cicloexanila ou gama-(met)acrilóxi propila; Y é um grupo metóxi, etóxi, formilóxi, acetóxi, propionilóxi ou um alquil- ou arilamino; e R2, se presente, é um grupo metila, etila, propila, decila ou fenila.
Um composto de silano insaturado preferido é representado pela fórmula:
CH2=CHSi(OA)3 (VI)
em que A é um grupo hidrocarbila tendo de 1 a 8 átomos de carbono, de preferência, 1 a 4 átomos de carbono.
Os compostos especialmente preferidos são vinil trimetoxissilano, vinil bismetoxietoxissilano, vinil trietoxissilano, gama-(met)acriloxipropiltrimetoxissilano, gama(met)acriloxipropiltrietoxissilano, e vinil
triacetoxissilano.
A copolimerização da olefina, por exemplo, etileno, e do composto de silano insaturado pode ser conduzida sob quaisquer condições adequadas, resultando na copolimerização dos dois monômeros. 19/28
Além do mais, a copolimerização pode ser implementada na presença de um ou mais comonômeros, que podem ser copolimerizados com os dois monômeros. Esses comonômeros incluem: (a) ésteres carboxilato de vinila, tais como acetato de vinila e pivalato de vinila; (b) alfa-olefinas, tais como propeno, 1-buteno, 1-hexano, 1-octeno e 4-metil- 1-penteno; (c) (met)acrilatos, tais como (met)acrilato de metila, (met)acrilato de etila e (met)acrilato de butila; (d)ácidos carboxilicos etilenicamente insaturados, tais como ácido (met)acrílico, ácido maléico e ácido fumárico; (e)derivados de ácido (met)acrílico, tais como (met)acrilonitrila e amida (met)acrílica; (f) éteres vinílicos, tais como éter de vinila e metila e éter de vinila e fenila; e (g) compostos de vinila aromáticos, tais como estireno e alfa-etilestireno.
Entre esses comonômeros, os ésteres vinílicos de ácidos monocarboxílicos tendo de 1 a 4 átomos de carbono, tal como acetato de vinila, e (met)acrilato de álcoois tendo de 1 a 4 átomos de carbono, tal como (met)acrilato de metila, são os preferidos.
Os comonômeros especialmente preferidos são acrilato de butila, acrilato de etila e acrilato de metila. Dois ou mais compostos etilenicamente insaturados podem ser usados em combinação. 0 termo "ácido (met)acrílico" é intencionado para abranger ambos o ácido acrílico e o ácido metacrílico. 0 teor de comonômero do copolímero pode montar a 70% em peso do copolímero, de preferência, em torno de 0,5 a 35% em peso, particularmente, em torno de 1 a 30% em peso.
Se ao usar um polímero enxertado, esse pode ter sido produzido, por exemplo, por quaisquer dos dois processos descritos, respectivamente, nas patentes U.S. 3.646.155 e .4.117.195.
A poliolefina contendo grupo silano contém, de preferência, de 0,001 a 15% em peso do composto de silano, particularmente, de 0,01 a 5% em peso, especialmente, de .0,1 a 2% em peso.
Essa composição de poliolefina, quando extrudada conjuntamente com o composto contendo silano descrito acima, como um auxiliar de processamento, apresenta um comportamento quase termoplástico. Isso significa, entre outras coisas, que a taxa de escoamento em fusão da composição não cai significativamente por extrusão, mesmo a temperaturas comparativamente altas. Portanto, de preferência, a composição de poliolefina tem uma MFR2I (190°C, 21,6 kg) de 50 g/10 min ou mais, particularmente, 60 g/10 min ou mais e, especialmente, .70 g/10 min ou mais, quando extrudada a qualquer temperatura na faixa de 20 a 240°C.
Além do mais, prefere-se que a MFR2I (190°C, 21,6 kg) da composição, quando extrudada a qualquer temperatura na faixa de 140 a 240°C, seja igual ou superior 90%, particularmente, igual ou superior a 95% da MFR2I (190°C, .21,6 kg) da mesma composição, extrudada sem catalisador de condensação de silanol.
A composição polimérica pode conter ainda vários aditivos, tais como termoplásticos, antioxidantes, outros estabilizadores, lubrificantes, cargas, agentes colorantes e agentes espumantes termoplásticos.
Como antioxidante, de preferência, um composto, ou uma mistura desses compostos, é usado, que é neutro ou ácido, deve compreender um grupo fenol ou grupos de enxofre alifáticos impedidos estericamente. Esses compostos são descritos na patente européia EP 1 254 923 como sendo antioxidante particularmente adequado para estabilização de poliolefinas contendo grupos silano hidrolisáveis, que são 22/28
reticulados com um catalisador de condensação de silanol, em particular, um catalisador de condensação de silanol ácido. Outros antioxidantes preferidos são descritos no pedido de patente internacional WO 2005/003199 Al.
De preferência, o antioxidante está presente na composição em uma proporção de 0,01 a 5% em peso, particularmente, de 0,05 a 2% em peso, e, especialmente, de 0,5 a 1,5% em peso.
O catalisador de condensação de silanol é usualmente adicionado à poliolefina contendo grupo silano por combinação do polímero com uma denominada mistura-padrão, em que o catalisador e, opcionalmente, outros aditivos estão contidos em uma matriz polimérica, por exemplo, poliolefina, em forma concentrada.
O catalisador de condensação de silanol e o composto contendo silício são preferivelmente adicionados à poliolefina contendo grupo silano por combinação de uma mistura-padrão, que contém o catalisador de condensação de silanol e o composto contendo silício em uma matriz polimérica em forma concentrada, com a poliolefina contendo grupo silano. A matriz polimérica é, de preferência, uma poliolefina, particularmente, um polietileno, que pode ser um homo- ou copolimero de etileno, por exemplo, polietileno de baixa densidade, ou um copolimero de polietileno - acrilato de metila, etila, butila contendo 1 a 50% em peso do acrilato, e suas misturas.
Como mencionado, na mistura-padrão, os compostos que vão ser adicionados à poliolefina contendo grupo silano ficam contidos em forma concentrada, isto é, em uma proporção muito mais alta do que na composição final.
A mistura-padrão compreende, de preferência, o catalisador de condensação de silanol em uma proporção de .0,3 a 6% em peso, particularmente, de 0,7 a 3,5% em peso.
O composto contendo silício está, de preferência, presente na mistura-padrão em uma proporção de 1 a 20% em peso, particularmente, de 2 a 10% em peso.
A mistura-padrão é preferivelmente processada com o polímero contendo grupo silano, em uma proporção de 1 a 10% em peso, particularmente, de 2 a 8% em peso. 24/28
A combinação pode ser feita por qualquer processo de combinação conhecido, incluindo extrusão do produto final com uma extrusora de rosca ou uma amassadeira.
Os exemplos apresentados a seguir servem para ilustrar ainda mais a presente invenção.
Exemplos
1. Métodos de medida
a)Taxa de escoamento em fusão
A taxa de escoamento em fusão (MFR) é determinada de acordo com a norma ISO 1133 e é indicada em g/10 min. A MFR é uma indicação da fluidez, e, por conseguinte, da processabilidade, do polímero. Quanto mais alta a taxa de escoamento em fusão, mais baixa a viscosidade do polímero. A MFR é determinada a 190°C e pode ser determinada em diferentes cargas, tal como 2,16 kg (MFR2) ou 21,6 kg (MFR2I) ·
b)Teor de água
0 teor de água em polietileno é medido usando a titulação colorimétrica de Karl Fischer com o instrumento Mettler DL37 ou Metrohm 684 . É calibrado com padrão de hidranal, tartarato de sódio diidratado, tendo um teor de água de 15,66% ± 0,05%.
2. Composições produzidas
a) Misturas-padrões
As misturas-padrões foram produzidas compreendendo:
- uma resina matriz: um copolimero de etileno - acrilato de butila com 17% em peso de acrilato de butila, uma densidade de 924 kg/m3 e uma MFR2 de 7,0 g/10 min (OE6417 disponível da Borealis);
um catalisador de condensação de silanol: ácido dodecilbenzenossulfônico (DDBSA) linear foi usado; ou dilaurato de dibutila e estanho (DBTL) , como um catalisador de condensação de silanol convencional;
- um composto contendo silício: hexadeciltrimetoxissilano (HDTMS); e
- um antioxidante: produtos de reação de 4-metilfenol com diciclopentadieno e isobutileno (Ralox LC, CAS-n° 68610-51- 5). Os componentes foram usados nas misturas-padrões nas proporções indicadas na Tabela 1 (% em peso). A combinação das misturas-padrões foi feita por uso de uma amassadeira Brabender (câmara pequena, 47 cm3) e placas de espessura de .3 mm foram moldadas por compressão a 180°C.
Tabela 1
Exemplo Exemplo Exemplo Exemplo 1 Comparativo Comparativo Comparativo 1 2 3 Matriz 88,5 92,5 90 87 Ácido sulfônico 1,5 1,5 - - DBTL - - - 3 HDTMS 4 - 4 4 Antioxidante 6 6 6 6
b) Composições
As misturas-padrões da Tabela 1 foram processadas em uma proporção de 5% em peso com 95% em peso de um polietileno contendo grupo silano, tendo uma densidade de .923 kg/m3, uma MFR2 de 0,9 g/10 min e um teor de copolimero de silano de 1,3% em peso, em uma amassadeira Brabender seguida por extrusão em fita.
c) Taxa de escoamento em fusão em função da temperatura A MFR2I (190°C, 21,6 kg) das composições do Exemplo 1 e dos Exemplos Comparativos 2 e 3 foi medida antes da extrusão. Depois, em uma extrusora de cabo Troester de .60 mm com uma rosca PE, tendo uma razão de compressão de .1:3,6, o material foi extrudado no chão a diferentes ajustes de temperatura. Para cada ajuste de temperatura, a temperatura do banho liquido foi medida e amostras coletadas. Diretamente após a extrusão, a MFR2I foi medida. Os resultados são apresentados na Tabela 2.
Tabela 2
Temperatura do Antes da Depois da extrusão banho líquido/°C extrusão 150 170 190 210 225 240 Exemplo 1 74 74 74 73 72 69 69 Exemplo 74 74 74 74 72 69 69 Comparativo 2 Exemplo 74 50 48 45 45 45 34 Comparativo 3
0 Exemplo 1 é de acordo com a invenção. A comparação com o Exemplo Comparativo 2 mostra que a composição de acordo com a invenção se comporta como uma resina termoplástica. Desse modo, não ocorre reticulação na extrusora, o que pode ser notado no nivel constante de MFR2I- 0 Exemplo Comparativo 3 mostra uma composição que usa DBTL, como um catalisador de condensação de silanol contendo HDTMS, demonstrando comportamento inferior, como pode ser notado na menor MFR2I- Portanto, uma combinação do catalisador de reticulação adequado e do agente de secagem de acordo com a invenção proporciona o melhor desempenho.
Claims (16)
1. Uso de um composto contendo silício como agente de secagem de uma composição de poliolefina contendo grupos silano hidrolisáveis, caracterizado pelo fato de que o composto contendo silício tem uma estrutura de acordo com a fórmula: (R1)XtSi (R2) y (R3) z]m (I) na qual: R1, que pode ser igual ou diferente, se mais um desse grupo estiver presente, é um resíduo de hidrocarbila monofuneional, ou, se m = 2, bifuncional, compreendendo de 1 a 100 átomos de carbono; R2, que pode ser igual grupo estiver presente, compreendendo de 1 a 100 ou diferente, se mais um desse é um resíduo de hidrocarbilóxi átomos de carbono; R3 é -R4SiR1pR2q, em que: ρ é 0 a 3, q é 0 a 3, com a condição de que ρ + q seja 3; e 2/6 R4 é - (CH2) rYs (CH2) t-/ em que r e t são, independentemente, 1 a3, séOouleYéum grupo heteroatômico difuncional selecionado de -0-, -S-, -S0, -SO2-, -NH-, -NR1- ou -PR1-, em que R1 e R2 são como definidos previamente; e xé0a3, y é 1 a 4, zéOoul, com a condição de que x+y+ z=4; e m = 1 ou 2.
2. Uso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na fórmula para o composto contendo silício: R1, que pode ser igual ou diferente se mais de um desses grupos estiver presente, é um grupo alquila, arilalquila, alquilarila ou arila contendo de 1 a 30 átomos de carbono, com a condição de que se mais de um grupo R1 estiver presente, o número total de átomos de carbono dos grupos R1 é de no máximo 60; e R2, que pode ser igual ou diferente se mais de um desses grupos estiver presente, é um grupo alcóxi, arilóxi, carbono, com a condição de que se mais de um grupo R2 estiver presente, o número total de átomos de carbono nas partes alquila dos grupos R2 é de no máximo 40.
3. Uso de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que, na fórmula para o composto contendo silício: R1 é um grupo alquila de 6 a 22 átomos de carbono linear ou ramificado.
4. Uso de acordo com as reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que, na fórmula para o composto contendo silício: R2 é um grupo alcóxi de 1 a 10 átomos de carbono linear ou ramificado.
5. Uso de acordo com as reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de que, na fórmula para o composto contendo silício: χ = 1, y = 3, z = 0em=l.
6. Uso de acordo com as reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o composto contendo silício compreende hexadeciltrimetoxissilano. 4/6
7.Uso de acordo com as reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a proporção do composto contendo silício é de 0,001 a 5% em peso da composição total.
8.Uso de acordo com as reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a composição de poliolefina, com grupos silano hidrolisáveis, compreende um polietileno reticulável com grupos silano hidrolisáveis.
9.Uso de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que na poliolefina reticulável com grupos silano hidrolisáveis, os grupos silano estão presentes em uma proporção de 0,001 a 15% em peso.
10.Uso de acordo com as reivindicações de 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a composição compreende ainda um catalisador de condensação de silanol.
11. Uso de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o catalisador de condensação de silanol compreende um ácido sulfônico orgânico.
12. Uso de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o catalisador de condensação de silanol compreende um ácido sulfônico orgânico contendo 10 ou mais átomos de carbono, o ácido sulfônico compreendendo ainda pelo menos um grupo aromático.
13. Uso de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o catalisador de condensação de silanol compreende um ácido sulfônico orgânico compreendendo o elemento estrutural: Ar(SO3H)x (II) com Ar sendo um grupo arila, que pode ser ou não substituído, e χ sendo pelo menos 1.
14. Uso de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que, na fórmula (II), Ar é substituído com pelo menos um grupo hidrocarbila de 4 a 30 átomos de carbono, e o catalisador de condensação de silanol total compreende de 10 a 200 átomos de carbono.
15. Uso de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a composição tem uma MFR2I (190°C, 21,6 kg) de 50 g/10 min ou mais, quando extrudada a qualquer temperatura na faixa de 20 a 240°C.
16. Uso de acordo com a reivindicação 10 caracterizado pelo fato de que a MFR2I (190°C, 21,6 kg) da composição, quando extrudada a qualquer temperatura na faixa de 20 a 240°C, é 90% ou mais da MFR2i (190°C, 21,6 kg) da mesma composição sem catalisador de condensação de silanol.
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