BRPI0813061B1 - método para melhorar índice de amarelamento de uma composição polimérica - Google Patents

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Abstract

composição polimérica, processo para produzir uma composição polimérica, método para melhorar índice de amarelidez de uma composição polimérica e artigo a presente invenção é uma composição polimérica, processo para produzir a mesma, e artigos confeccionados com a mesma. de acordo com a presente invenção, a composição polimérica compreende: ( 1) uma poliolefina, sendo que a dita poliolefina é o produto de reação de polimerização de pelo menos uma ou mais a-olefinas na presença de um solvente via uma reação de polimerização em solução; e (2) um antioxidante fenólico. a composição polimérica contém menos que o, 02 parte de cobre por um milhão de partes da dita composição, e a composição polimérica tem um índice de alvura de acordo com astm d 6290 maior ou igual a [ (-0, 73 x)+ (wi] onde x é o número envelhecimento acelerado, e wi é o índice inicial de alvura em o dia de envelhecimento acelerado. de acordo com a presente invenção, o processo para produzir a composição polimérica inclui as etapas de: ( 1) selecionar um sistema de polimerização livre de cobre; (2) polimerizar pelo menos uma ou mais a-olefinas na presença de um solvente via uma reação de polimerização em solução no dito sistema de polimerização livre de cobre; (3) produzir dessa forma um polímero poliolefínico; ( 4) misturar sob fusão um antioxidante fenólico no dito polímero poliolefínico; e (5) produzir dessa forma a dita composição polimérica, sendo que a dita composição polimérica contém menos que o, 02 parte de cobre por um milhão de partes da dita composição, e a dita composição polimérica tem um índice de alvura de acordo com astm d 6290 maior ou igual a [(-0,73 x)+(wi)j onde x é o número de dias de envelhecimento acelerado, e wi é o índice de alvura inicial em o dia de envelhecimento acelerado. de acordo com a presente invenção, os artigos compreendem a composição polimérica descrita acima.

Description

"MÉTODO PARA MELHORAR ÍNDICE DE AMARELAMENTO DE UMA COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA".
Campo da invenção [001] A presente invenção refere-se a composições poliméricas tendo um índice de alvura melhorado, a um processo para produzir as mesmas, e artigos confeccionados com as mesmas.
Histórico da invenção [002] A fim de prolongar a vida de polímeros, adicionam- se nos polímeros vários estabilizadores tais como antioxidantes e absorvedores de luz ultravioleta. Antioxidantes exemplares incluem, mas não se limitam a, antioxidantes de fenóis estericamente impedidos e antioxidantes baseados em fosfitos. Tipicamente, fenóis impedidos agem como varredores de radicais, também conhecidos como coletores de radicais ou antioxidantes de ruptura de cadeia, e eles se caracterizam por um grupo hidroxila ladeado por dois grupos substituintes terciobutila. No polímero, o átomo de hidrogênio de hidroxila é rapidamente separado por radicais macroalquila, terminado dessa maneira sua propagação. Os substituintes terciobutila, na posição orto em relação ao grupo hidroxila, provêm impedimento estérico, impedindo o radical fenoxila formado recentemente de remover um átomo de hidrogênio da cadeia polimérica. O radical fenoxila pode então ser re-arranjado para eliminar outro radical ou pode reagir com outro radical fenoxila ou oxigênio. Os antioxidantes fenólicos são geralmente usados com decompositores de hidroperóxidos sinérgicos tais como fosfitos orgânicos. Entretanto, em alguns casos, poliolefinas não podem ser estabilizadas eficazmente mesmo com a adição de tais estabilizadores. Usualmente, isto ocorre quando a poliolefina está em contato com um metal, particularmente cobre, ou contém em sua composição determinadas impurezas metálicas, por exemplo, resíduos de catalisadores. 0 resultado final é que, em tendo sido adicionados os estabilizadores, as poliolefinas se decompõem e perdem suas propriedades físicas desejáveis mais rápido que o esperado. [003] Em polimerização de poliolefinas em solução, tipicamente, a polimerização ocorre na presença de um solvente. Após isolar o polímero, recupera-se o solvente e depois ele é reciclado de volta para o sistema de polimerização via uma unidade de recuperação de solvente incluindo pelo menos um trocador de calor e/ou pelo menos um tambor separador de vapor/líquido. A unidade de recuperação de solvente é confeccionada parcialmente de uma liga de níquel/cobre. Tipicamente, o solvente entra em contato com a unidade de recuperação de solvente durante o estágio de recuperação. Entretanto, observaram-se descolorações poliméricas periódicas aleatórias que podem estar ligadas ao uso de unidades de recuperação de solvente contendo cobre. [004] Apesar dos esforços de pesquisa para desenvolver poliolefinas estabilizadas, há ainda necessidade de poliolefinas estabilizadas tendo propriedades de descoloração melhoradas. Além disso, há ainda necessidade de um método para produzir poliolefinas estabilizadas tendo propriedades de descoloração melhoradas.
Sumário da invenção [005] A presente invenção é uma composição polimérica tendo um índice de alvura melhorado, processo para produzir a mesma, e artigos confeccionados com a mesma. De acordo com a presente invenção, a composição compreende: (1) uma poliolefina, sendo que a dita poliolefina é o produto de reação de polimerização de pelo menos uma ou mais a-olefinas na presença de um solvente via uma reação de polimerização em solução; e (2) um antioxidante fenólico. A composição polimérica contém menos que 0,02 parte de cobre por um milhão de partes da dita composição, e a composição polimérica tem ainda um índice de alvura de acordo com ASTM D 6290 maior ou igual a [(-0,73 X) + (W±) ] onde X é o número de dias de envelhecimento acelerado, e Wi é o índice de alvura inicial em 0 dia de envelhecimento acelerado. De acordo com a presente invenção, o processo para produzir a composição polimérica inclui as etapas de: (1) selecionar um sistema de polimerização livre de cobre; (2) polimerizar pelo menos uma ou mais α-olefinas na presença de um solvente via uma reação de polimerização em solução no dito sistema de polimerização livre de cobre; (3) produzir dessa forma um polímero poliolefínico; (4) misturar sob fusão um antioxidante fenólico no dito polímero poliolefínico; e (5) produzir dessa forma a dita composição polimérica, sendo que a dita composição polimérica contém menos que 0,02 parte de cobre por um milhão de partes da dita composição, e a dita composição polimérica tem ainda um índice de alvura de acordo com ASTM D 6290 maior ou igual a [(-0,73 X) + (Wi) ] onde X é o número de dias de envelhecimento acelerado, e W± é o índice de alvura inicial em 0 dia de envelhecimento acelerado. De acordo com a presente invenção, os artigos compreendem a composição polimérica descrita acima.
[006] Numa incorporação, a presente invenção provê uma composição polimérica tendo um índice de alvura melhorado compreendendo: (1) uma poliolefina, sendo que a poliolefina é o produto de reação de pelo menos uma ou mais α-olefinas na presença de um solvente via uma reação de polimerização em solução; e (2) um antioxidante fenólico, sendo que a composição polimérica contém menos que 0,02 parte de cobre por um milhão de partes da dita composição, e a dita composição polimérica tem ainda um índice de alvura de acordo com ASTM D 6290 maior ou igual a [(-0,73 X) + (Wi) ] onde X é o número de dias de envelhecimento acelerado, e W± é o índice de alvura inicial em 0 dia de envelhecimento acelerado.
[007] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê ainda um processo para produzir uma composição polimérica compreendendo as etapas seguintes: (1) selecionar um sistema de polimerização livre de cobre; (2) polimerizar pelo menos uma ou mais α-olefinas na presença de um solvente via uma reação de polimerização em solução no dito sistema de polimerização livre de cobre; (3) produzir dessa forma um polímero poliolefínico; (4) misturar sob fusão um antioxidante fenólico no dito polímero poliolefínico; e (5) produzir dessa forma a dita composição polimérica, sendo que a dita composição polimérica contém menos que 0,02 parte de cobre por um milhão de partes da dita composição, e a dita composição polimérica tem ainda um índice de alvura de acordo com ASTM D 6290 maior ou igual a [(-0,73 X) + (Wi) ] onde X é o número de dias de envelhecimento acelerado, e W± é o índice de alvura inicial em 0 dia de envelhecimento acelerado.
[008] Em outra incorporação alternativa, a presente invenção provê um artigo compreendendo uma composição polimérica, sendo que a composição polimérica compreende: (1) uma poliolefina, sendo que a dita poliolefina é o produto de reação de pelo menos uma ou mais α-olefinas na presença de um solvente via uma reação de polimerização em solução; e (2) um antioxidante fenólico, sendo que a composição polimérica contém menos que 0,02 parte de cobre por um milhão de partes da dita composição, e a dita composição polimérica tem ainda um índice de alvura de acordo com ASTM D 6290 maior ou igual a [(-0,73 X) + (Wi) ] onde X é o número de dias de envelhecimento acelerado, e Wi é o índice de alvura inicial em 0 dia de envelhecimento acelerado.
[009] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição polimérica, um método para produzir a mesma, e artigos confeccionados com a mesma, de acordo com qualquer uma das incorporações precedentes, exceto que a composição polimérica está livre de cobre.
[010] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição polimérica, um método para produzir a mesma, e artigos confeccionados com a mesma, de acordo com qualquer uma das incorporações precedentes, exceto que o antioxidante fenólico é selecionado do grupo consistindo de 3-(3,5-diterciobutil-4-hidroxifenil)propionato de octadecila; e 3,5-diterciobutil-4-hidroxi hidrocinamato.
[011] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição polimérica, um método para produzir a mesma, e artigos confeccionados com a mesma, de acordo com qualquer uma das incorporações precedentes, exceto que a composição polimérica compreende ainda um antioxidante baseado em fosfito.
[012] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição polimérica, um método para produzir a mesma, e artigos confeccionados com a mesma, de acordo com qualquer uma das incorporações precedentes, exceto que o antioxidante baseado em fosfito é fosfito de tris (2,4-terciobutil fenila).
[013] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição polimérica, e artigos confeccionados com a mesma, de acordo com qualquer uma das incorporações precedentes, exceto que a reação de polimerização ocorre num sistema de polimerização livre de cobre.
[014] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição polimérica, um método para produzir a mesma, e artigos confeccionados com a mesma, de acordo com qualquer uma das incorporações precedentes, exceto que o polímero é produzido em múltiplos reatores em série onde o reator final no sistema reagente opera não isotermicamente. [015] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição polimérica, um método para produzir a mesma, e artigos confeccionados com a mesma, de acordo com qualquer uma das incorporações precedentes, exceto que o reator final no sistema reagente é uma variedade de fluxo contínuo ou agitado continuamente.
[016] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição polimérica, um método para produzir a mesma, e artigos confeccionados com a mesma, de acordo com qualquer uma das incorporações precedentes, exceto que não quaisquer reagentes novos ou catalisador sendo adicionados no reator final.
[017] Numa incorporação alternativa, a presente invenção provê uma composição polimérica, um método para produzir a mesma, e artigos confeccionados com a mesma, de acordo com qualquer uma das incorporações precedentes, exceto que o penúltimo reator opera isotermicamente e em concentração monomérica mais elevada que as condições-padrão de reator isotérmico.
Breve descrição dos desenhos [018] Com o propósito de ilustrar a presente invenção, mostra-se nos desenhos uma forma que é no momento preferida; entenda-se, entretanto, que esta invenção não se limita aos arranjos e meios precisos mostrados.
[019] A Figura 1 é um gráfico ilustrando os efeitos do aumento de níveis de cobre sobre o índice de alvura como uma função de tempo de envelhecimento.
Descrição detalhada da invenção [020] A presente invenção é uma composição polimérica tendo um índice de alvura melhorado, processo para produzir a mesma, e artigos confeccionados com a mesma.
[021] A composição polimérica de acordo com a presente invenção compreende: (1) uma poliolefina, sendo que a poliolefina é o produto de reação de pelo menos uma ou mais α-olefinas na presença de um solvente via uma reação de polimerização em solução; e (2) um antioxidante fenólico.
[022] A poliolefina pode ser qualquer homopolímero e/ou copolímero de uma ou mais olefinas. Por exemplo, a poliolefina pode ser um homopolímero de etileno ou um copolímero de etileno com uma ou mais α-olefinas tais como propileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno, 1-octeno, 1-noneno, 1-deceno, e 4-metil-l-penteno. Alternativamente, a poliolefina pode ser um homopolímero de propileno ou um copolímero de propileno com uma ou mais a-olefinas tais como etileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno, 1-octeno, 1-noneno, 1-deceno, e 4-metil-l-penteno.
[023] O antioxidante fenólico pode ser, por exemplo, qualquer composto fenólico impedido. Por exemplo, tais compostos fenólicos impedidos incluem , as não se limitam a 3,5-diterciobutil-4-hidroxi hidrocinamato, e 3-(3,5-diterciobutil-4-hidroxifenil)propionato de octadecila obtenível comercialmente sob a denominação comercial IRGANOX® 1010 (CAS ns 6683-19-8), e IRGANOX® 1076 (CAS n^ 2082-79-3), respectivamente, de Ciba Specialty Chemicals Company. A composição polimérica pode compreender de 200 a 800 partes em peso do antioxidante fenólico por um milhão de partes da composição polimérica.
[024] A composição polimérica pode incluir ainda um antioxidante baseado em fosfito. Antioxidantes baseados em fosfitos exemplares incluem, mas não se limitam a, fosfito de tris(2,4-terciobutil fenila) obtenível comercialmente sob a denominação comercial IRGAFOS® 168 de Ciba Specialty Chemicals Company. A composição polimérica pode compreender de 800 a 1500 partes em peso do antioxidante baseado em fosfito por um milhão de partes da composição polimérica.
[025] Preferivelmente, a composição polimérica contém menos que 0,02 parte em peso de cobre por um milhão de partes da composição polimérica. Alternativamente, a composição polimérica está livre de cobre.
[026] A composição polimérica pode ter qualquer índice de alvura. Por exemplo, a composição polimérica pode ter um índice de alvura de acordo com ASTM D-6290 maior ou igual a [(-0,73 X) + (Wi) ] onde X é o número de dias de envelhecimento acelerado, e Wi é o índice de alvura inicial em 0 dia de envelhecimento acelerado. Por exemplo, a composição polimérica pode ter um índice de alvura inicial maior ou igual a 40, por exemplo, 45,5.
[027] O processo para produzir a composição polimérica de acordo com a presente invenção inclui as seguintes etapas: (1) selecionar um sistema de polimerização livre de cobre; (2) polimerizar pelo menos uma ou mais α-olefinas na presença de um solvente via uma reação de polimerização em solução no dito sistema de polimerização livre de cobre; (3) produzir dessa forma um polímero poliolefínico; (4) misturar sob fusão um antioxidante fenólico no dito polímero poliolefínico; e (5) produzir dessa forma a dita composição polimérica, sendo que a dita composição polimérica contém menos que 0,02 parte de cobre por um milhão de partes da dita composição, e a dita composição polimérica tem ainda um índice de alvura de acordo com ASTM D 62 90 maior ou igual a [(-0,73 X) + (Wi) ] onde X é o número de dias de envelhecimento acelerado, e Wi é o índice de alvura inicial em 0 dia de envelhecimento acelerado.
[028] A presente invenção é descrita juntamente com a polimerização de homopolímeros de etileno e/ou copolímeros de etileno/a-olefina; entretanto, a presente invenção não se limita a isto, e ela pode ser empregada na polimerização de qualquer polímero olefínico e/ou quaisquer copolímeros olefínicos; por exemplo, a presente invenção pode ser empregada na polimerização de homopolímeros de propileno ou de copolímeros de propileno/a-olefina.
[029] Em polimerização em solução de polietileno de baixa densidade linear, isto é, um copolímero de etileno/a-olefina tendo uma estrutura molecular linear, a polimerização, de acordo com a presente invenção requer copolimerizar etileno e um ou mais comonômeros escolhidos, por exemplo, uma ou mais α-olefinas, usando um catalisador num sistema de polimerização livre de cobre. De modo geral, tais catalisadores são conhecidos daqueles especialistas na técnica. Catalisadores exemplares incluem, mas não se limitam a, catalisadores Ziegler-Natta, catalisadores metalocênicos, catalisadores de geometria constrita, e/ou catalisadores de sítio único. A polimerização ocorre num reator bem agitado tal como reatores de alça ou reatores de esfera em temperatura na faixa de 150°C a 575°C, preferivelmente na faixa de 175°C a 205°C, e em pressões na faixa de 435 psi a 725 psi. Etileno, solvente, catalisador, e comonômeros são alimentados continuamente no reator. Solventes exemplares incluem, mas não se limitam a, isoparafina, obtenível comercialmente sob a denominação comercial ISOPAR™ de ExxonMobil Chemical Company, Houston, Texas. A mistura de polímero e solvente é removida do reator. 0 polímero é isolado, e ainda combinado. Recupera-se o solvente via uma unidade de recuperação de solvente incluindo pelo menos um trocador de calor e pelo menos um tambor separador de vapor/líquido, e depois ele é reciclado de volta no sistema de polimerização. Um ou mais antioxidantes podem ser ainda combinados com o polímero, e o polímero combinado pode então ser pelotizado. 0 polímero combinado pode conter qualquer quantidade de um ou mais antioxidantes. Por exemplo, o polímero combinado pode compreender de 200 a 600 partes de um ou mais antioxidantes fenólicos por um milhão de partes do polímero. Além disso, o polímero combinado pode compreender de 800 a 1200 partes de antioxidante baseado em fosfito por um milhão de partes de polímero. O polímero combinado pode compreender ainda de 200 a 1500 partes de estearato de cálcio por um milhão de partes de polímero.
[030] O sistema de polimerização é livre de cobre. Por exemplo, o sistema de polimerização pode ser confeccionado parcial ou completamente de qualquer metal ou liga metálica livre de qualquer cobre. Tais ligas metálicas são bem conhecidas dos especialistas na técnica; por exemplo, a liga metálica pode ser liga de aço contendo elevadas porcentagens de cromo tal como aço inoxidável. A unidade de recuperação de solvente incluindo pelo menos um trocador de calor e/ou pelo menos um tambor separador de vapor/líquido do sistema de polimerização livre de cobre também é, preferivelmente livre de cobre. A unidade de recuperação de solvente incluindo pelo menos um trocador de calor e/ou pelo menos um tambor separador de vapor/líquido é preferivelmente confeccionada de metal ou liga metálica livre de cobre. Como mencionado acima, tais metais e ligas metálicas são bem conhecidos dos especialistas na técnica; por exemplo, a liga metálica pode ser liga de aço contendo elevadas porcentagens de cromo tal como aço inoxidável.
[031] De acordo com a presente invenção, os artigos compreendem a composição polimérica acima descrita. Podem ser empregados processos diferentes para formar artigos diferentes. Tais processos incluem, mas não se limitam a, moldagem por injeção, moldagem por sopro e injeção, moldagem rotacional, processo de película expandida, processo de película vazada, processo de termoformação, e/ou revestimento por extrusão. Artigos exemplares incluem, mas não se limitam a, garrafas, tampas, recipientes, películas, folhas, artigos revestidos extrudados, e/ou artigos de embalagem.
Exemplos [032] Em entenda-se que a presente invenção é operável na ausência de qualquer componente que não tenha sido especificamente divulgado. Provêm-se os exemplos seguintes a fim de ilustrar adicionalmente a invenção e eles não devem ser construídos como limitativos da invenção.
[033] A fim de mostrar os efeitos prejudiciais de presença de cobre, prepararam-se amostras 1-5 de composição de polietileno contendo diferentes quantidades de estearato de cobre. As amostras 1-5 de composição de polietileno incluíram copolímero de etileno de baixa densidade linear ramificado heterogeneamente e octeno tendo uma densidade na faixa de 0,92 g/cm3 de acordo com ASTM D 7 92 e um índice de fusão na faixa de 1,0 de acordo com ASTM D 1238, que é obtenível comercialmente sob a denominação comercial DOWLEX™ 2045 de The Dow™ Chemical Company. As formulações para este copolímero de etileno de baixa densidade linear ramificado heterogeneamente e octeno são mostradas na Tabela 1. As amostras foram preparadas de acordo com o seguinte procedimento. Misturou-se a seco 0,015 g de estearato de cálcio tendo um Mw de aproximadamente 630, 46 com 50 g de DOWLEX™ 2045 formando assim 30 ppm de cobre/material de batelada de polietileno. O material de batelada foi então misturado com a quantidade apropriada de resina-base, isto é, DOWLEX™ 2045, para formar as amostras 1-5 de composição de polietileno uniforme via um misturador de cuba Haake Polylab. As amostras 1-5 de composição de polietileno foram então prensadas em placas via uma prensa Tetrahedrom Modelo 0801 usando placas metálicas de aço-carbono, e envelhecidas num forno a 70°C por 21 dias. As amostras foram testadas para índice de alvura de acordo com ASTM D-62 90 a cada 7 dias, e mostram-se os resultados na Figura 1. Métodos de teste [034] Os métodos de teste incluem os seguintes: [035] Mediu-se o índice de alvura de acordo com ASTM D- 6290.
[036] A presente invenção pode ser incorporada em outras formas sem se afastar do espírito e dos atributos essenciais da mesma, e, consequentemente, deve-se fazer referência às reivindicações anexas, em vez do relatório descritivo anterior, indicando a abrangência da invenção.
Tabela 1 REIVINDICAÇÕES

Claims (4)

1. Método para melhorar índice de amarelamento de uma composição polimérica, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: selecionar um sistema de polimerização livre de cobre; polimerizar pelo menos uma ou mais α-olefinas na presença de um solvente via uma reação de polimerização em solução no dito sistema de polimerização livre de cobre; produzindo dessa forma um polímero poliolefínico livre; misturar sob fusão um antioxidante fenólico no dito polímero poliolefínico livre de cobre, sendo que o dito antioxidante fenólico é selecionado do grupo consistindo de 3-(3,5-diterciobutil-4-hidroxifenil)propionato de octadecila, e 3,5-diterciobutil-4-hidroxi hidrocinamato; e produzir dessa forma a dita composição polimérica, sendo que a dita composição polimérica é livre de cobre, e dita composição polimérica tem um índice de alvura de acordo com ASTM D 6290 maior ou igual a [(-0,73 X) + (Wi) ] onde X é o número de dias de envelhecimento acelerado, e Wi é o índice de alvura inicial em 0 dia de envelhecimento acelerado.
2. Método, de acordo com a reividnicação 1, caracterizado pelo fato de a referida composição polimérica compreender ainda um antioxidante a base de fosfito.
3. Método, de acordo com a reividnicação 2, caracterizado pelo fato de o referido antioxidante a base de fosfato ser fosfito tris(2,4-di-terc-butilfenila).
4. Método, de acordo com a reividnicação 1, caracterizado pelo fato de Wi é igual a ou maior que 40.
BRPI0813061A 2007-07-31 2008-07-02 método para melhorar índice de amarelamento de uma composição polimérica BRPI0813061B1 (pt)

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