ES2233959T3 - Composicion para polimero clorado a basse de beta-dicetona y de acetilacetoonato. - Google Patents
Composicion para polimero clorado a basse de beta-dicetona y de acetilacetoonato.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A COMPOSICIONES PARA POLIMERO CLORADO, TAL COMO EL PVC, QUE COMPRENDE UNA COMPOSICION ESTABILIZANTE. SEGUN LA INVENCION, LA COMPOSICION ESTABILIZANTE COMPRENDE: A) EL PRODUCTO NO PURIFICADO QUE RESULTA DE LA REACCION DE CONDENSACION DE UN ESTER SOBRE UNA CETONA EN PRESENCIA DE UN AGENTE ALCALINO, COMPRENDIENDO ESTE PRODUCTO ENTRE 10 Y 95%, PREFERENTEMENTE ENTRE 20 Y 80% EN PESO DE BETA-DICETONA, Y, B) UN COMPLEJO METALICO DE ACETILACETONATO, ESTANDO LA RELACION DE LOS CONSTITUYENTES COMPRENDIDO ENTRE 50/50 Y 1/99. LA INVENCION SE REFIERE TAMBIEN A LOS OBJETOS CONFORMADOS OBTENIDOS A PARTIR DE ESTAS COMPOSICIONES.
Description
Composición para polímero clorado a base de
beta-dicetona y de acetilacetonato.
La presente invención se refiere a composiciones
para polímero clorado que comprenden una composición estabilizante
así como a los objetos conformes obtenidos a partir de las indicadas
composiciones.
Las beta-dicetonas forman parte
hoy en día de los mejores estabilizantes orgánicos para los
polímeros clorados tales como los PVC. Es por lo que estos
compuestos se han vuelto cada vez más importantes en el plano
comercial.
También el coste de fabricación de estas
beta-dicetonas es un factor importante que puede en
particular limitar su desarrollo. En efecto, es del todo
económicamente impensable utilizar estabilizantes muy costosos en la
industria de los polímeros clorados y particularmente en la del
PVC.
Por otro lado, para estabilizar este tipo de
polímero, se conoce igualmente la utilización de complejos metálicos
de compuestos dicarbonilados. Se trata en particular de quelatos de
calcio o de zinc de compuestos susceptibles de tautomerismo
ceto-enólico tal como las
beta-cetoésteres o las
beta-dicetonas.
Entre estos compuestos, se pueden citar el
acetilacetato de etilo o la acetilacetona.
Estos quelatos entran en general en composiciones
más complejas que comprenden también otros constituyentes tales como
sales de calcio o de zinc eventualmente asociadas con otro aceptor
de HCl, compuestos sobrebásicos (fenolato, sulfonato),
hidrotalcitas, fosfitos, ortoésteres, polioles, etc.
Más recientemente, se ha descrito en la solicitud
de patente DE-A-4 134 325 (HENKEL)
composiciones estabilizantes que comprenden particularmente un
complejo de calcio de una beta-dicetona tal como el
acetilacetonato de calcio, una sal de zinc, una
beta-dicetona, un co-estabilizante
mineral y un poliol.
El objetivo de la presente invención es
proporcionar una composición que presente propiedades mejoradas en
cuanto a su acción estabilizante desde el punto de vista térmico y
de las radiaciones ultravioleta, que se pueda obtener fácilmente y
que sea poco costosa.
Con este fin, la invención tiene por objeto una
composición para polímero clorado tal como particularmente el PVC,
caracterizada porque comprende, como composición estabilizante:
a) el producto bruno no purificado resultante de
la reacción de condensación de un éster sobre una cetona en
presencia de un agente alcalino, incluyendo este producto bruto
entre un 10 y un 95%, de preferencia entre un 20 y un 80% en peso de
beta-dicetona, y
b) un complejo metálico de acetilacetonato,
estando la relación de los constituyentes a/b
comprendida entre 50/50 y 1/99.
La invención se refiere igualmente a los objetos
conformes obtenidos a partir de esta composición.
Después de haber efectuado largas y costosas
investigaciones, la Firma Solicitante ha encontrado de forma
totalmente inesperada que una composición estabilizante para
polímero clorado (PVC) que comprende el producto bruto no purificado
(a) resultante de la reacción de condensación de un éster sobre una
cetona en presencia de un agente alcalino, en asociación con el
acetilacetonato, presente, en peso idéntico, una acción
estabilizante al menos igual a la que tendría una composición
estabilizante similar que comprendiese la
beta-dicetona purificada recristalizada, siendo por
otro lado todo lo demás igual.
El producto bruto anteriormente indicado
comprende entre un 10 y un 95%, de preferencia entre un 20 y un 80%
en peso de beta-dicetona y puede ser utilizado en
forma sólida.
La reacción de condensación de un éster sobre una
cetona puede escribirse:
R_{1}COCHR_{2}H +
R_{3}CO-OR_{4} + ACat \rightarrow
R_{1}COCHR_{2}COR_{3} +
R_{4}OH
con:
- A Cat es seleccionado entre un amiduro de un
catión o un hidruro de un catión.
- R_{1} y R_{3}, que pueden ser similares o
diferentes, representan cada uno un radical hidrocarbonado, que
tiene ventajosamente de 1 a 30 átomos de carbono, de preferencia de
1 a 18 átomos de carbono;
\vskip1.000000\baselineskip
- R_{2} es un hidrógeno o un radical
hidrocarbonado, en general alquilo, que presenta ventajosamente como
máximo 4 átomos de carbono;
- R_{1} y R_{2} pueden estar ligados de forma
que la beta-dicetona forme un ciclo;
- R_{4} representa un radical
hidrocarbonado.
En lo que se refiere a R_{1}, R_{2} y
R_{3}, se pueden utilizar un amplio espectro de radicales.
También R_{1} y R_{2}, que son idénticos o
diferentes, pueden representar:
- un radical aralquilo o alquenilo, lineal o
ramificado que tienen hasta 24 átomos de carbono;
- un radical aralquilo que tiene de 7 a 10 átomos
de carbono;
- un radical arilo o cicloalifático que tiene
menos de 14 átomos de carbono, los radicales cicloalifáticos que
pueden eventualmente comprender enlaces dobles
carbono-carbono.
Estos radicales pueden ser sustituidos o no, por
ejemplo por átomos de halógeno o, por radicales arilo o
cicloalifáticos, por grupos metilo o etilo,
Los radicales anteriormente enumerados pueden
también ser modificados por la presencia de la cadena alifática de
uno o varios grupos de fórmula:
-O-,
-CO-O-,
-CO-
R_{1} y R_{3} pueden igualmente representar,
juntos, un radical único divalente que tiene de 2 a 5 átomos de
carbono y que puede incluir un heteroátomo de oxígeno o de
nitrógeno;
R_{2} puede ser:
- un átomo de hidrógeno (caso preferido);
- un radical alquilo, sustituido o no, que tiene
de 1 a 4 átomos de carbono y que pude ser interrumpido por grupos
-O-, -CO-O, -CO-.
R_{4} representa un radical alquilo que tiene
de 1 a 4 átomos de carbono, de preferencia metilo.
El catión Cat es generalmente un metal alcalino
de preferencia el sodio.
La reacción de condensación descrita
anteriormente es bien conocida por el experto en la materia y está
más particularmente descrita, principalmente en las publicaciones
siguientes:
- R. HAUSER et Coll., "The acylation of
ketones to form diketones", ORGANIC REACTIONS - Vol. VII, Chapter
3, p.59 - 196, John WILER, Ed. NEW-YORK
(1954)
- WIEDMAN et COLL., C.R. 238
(1954), p. 699
- MORGAN et Coll., Ber. 58
(1925), p. 333
- LIVINGSTONE et Coll., Am. Soc. 46
(1924), p. 881-888
- LEVINE Robert et Coll., Am. Soc.
67 (1945), p. 1510-1517
que se incorporan como referencias en la presente
descripción.
Según un modo de realización preferido, la
elección de los reactivos de partida se basa en la disponibilidad de
estos productos y sobre la actividad de los productos de reacción
obtenidos; se utiliza así un éster como producto de partida
preferido:
- para el éster, el estearato de metilo
particularmente de calidad técnica que puede entonces contener otros
ésteres de ácidos grasos de los cuales en particular, el palmitato
de metilo,
- para la acetona, la acetofenona y,
- para el agente alcalino, el amiduro sódico.
Se recomienda utilizar 2 moles de amiduro por mol
de éster o de cetona utilizado y utilizar un ligero exceso (entre un
5 y un 30%) molar de cetona con relación al éster.
Por el hecho de la presencia de amiduro sódico,
es preferible efectuar la reacción bajo atmósfera inerte, de
preferencia bajo barrido de nitrógeno.
La reacción se efectúa a una temperatura situada
de preferencia entre 30 y 60ºC. A la temperatura ambiente (20ºC),
la cinética es demasiado lenta. Además si la temperatura es
demasiado elevada, por ejemplo de 60ºC y más, una temperatura tal
favorece por una parte, la autocondensación de las cetonas en
general y de la acetofenona en particular y, por otra parte, la
formación de amidas.
Los disolventes utilizables son los disolventes
inertes del genero éter, particularmente éter isopropílico, los
hidrocarburos alifáticos (por ejemplo el ciclohexano) o bien los
hidrocarburos aromáticos (tolueno).
Aunque sea técnicamente posible realizar la
reacción bajo una presión más elevada que la presión atmosférica, se
prefiere, por motivos económicos, trabajar a presión atmosférica o
incluso bajo presión reducida con el fin de bajar las temperaturas
indicadas anteriormente y conducirlas a un ámbito comprendido entre
35 y 55ºC. Se utilizan raramente presiones inferiores a 10^{4}
Pa.
Al final de la reacción, el medio es acidificado.
Para ello, se vierte la solución de reacción en una solución acuosa
de un ácido, entre los cuales los preferidos son el ácido acético,
el ácido clorhídrico y el ácido sulfúrico. Se añade el pH de la
capa acuosa a un valor comprendido de preferencia entre 1 y 3.
Para la introducción de los reactivos, se pueden
en particular considerar los 3 modos operativos siguientes:
a) se forma previamente, el anión enólico de la
acetofenona vertiendo la acetofenona en la mezcla de
amiduro/disolvente, luego se adiciona el éster,
b) se carga el disolvente, el amiduro y la
totalidad del éster, luego se vierte lentamente la acetofenona,
c) se vierte simultáneamente la acetofenona y el
éster en la mezcla de amiduro/disolvente.
Se recomienda utilizar la vía b) luego acidificar
la mezcla de reacción en un exceso molar (1,2 a 2 veces molar) de
ácido sulfúrico diluido con un 5-20% en agua de
forma de que este pH sea de aproximadamente 1,5.
Después de al menos un lavado con agua, se
elimina el disolvente por cualquier medio conveniente, por ejemplo
por evaporación y se obtiene un producto bruto sólido a temperatura
ambiente que comprende generalmente entre un 40% y un 90% en peso
de beta-dicetona.
Según una variante de la invención, este producto
bruto, una vez triturado y reducido al estado de polvo, se puede
directamente utilizar como aditivo en una composición estabilizante
para polímero clorado.
Este polvo presenta una granulometría
generalmente inferior a 500 \mum, de preferencia inferior a 200
\mum.
Con el fin de llegar a la granulometría deseada,
se pueden utilizar todas las técnicas conocidas por el experto en la
materia para obtener polvos y particularmente:
- a)
- la precipitación en un disolvente,
- b)
- el triturado criogénico,
- c)
- la pulverización/secado en una corriente fría a contracorriente o a cocorriente.
Según la técnica a), se disuelve el producto
bruto sólido de la reacción en un disolvente apropiado como por
ejemplo el etanol o el metanol a temperatura ambiente, se destila
el disolvente bajo una presión reducida del orden de 10^{3} Pa
luego se inyecta nitrógeno.
Según la técnica b), se introduce en un
triturador nitrógeno liquido y el producto bruto de reacción en
forma de trozos de algunos milímetros a algunos centímetros
obtenidos por triturado grueso o bien por la técnica "de
desescamado" de la solución de reacción. "El desescamado"
permite eliminar el disolvente de esta solución de reacción por
pasado de la solución sobre un tambor giratorio refrigerado
permanentemente. El producto solidificado en la superficie del
tambor se recupera mediante una rasqueta en forma precisamente "de
escamas". En lugar de nitrógeno liquido, se puede utilizar otro
gas líquido inerte tal como el CO_{2} líquido.
Según la técnica c), se pulveriza el producto
bruto de reacción en estado fundido a través de una contracorriente
o una cocorriente de un gas inerte respecto al producto tal como
aire empobrecido en oxígeno. Se recuperan las microbolas de producto
cuya granulometría puede ser sin dificultad inferior a 100 \mum y
llegar hasta 10 \mum.
Según una técnica bien conocida, el producto de
reacción bruto puede recristalizarse en un disolvente orgánico
apropiado, generalmente el etanol. El producto recristalizado,
separado por simple filtración de los jugos madre, se presenta en
forma de polvo y está esencialmente formado por
beta-dicetonas. Para algunas aplicaciones, es
necesario utilizar beta-dicetonas purificadas. La
utilización de las beta-dicetonas purificadas en más
de un 95% en peso en las composiciones estabilizantes para polímero
injertado, no forma parte de la presente invención.
Por el contrario, según otro aspecto de la
invención, se ha encontrado que los jugos madre, después de la
eliminación del disolvente de cristalización por cualquier método
adaptado (por ejemplo por evaporación o por la técnica del
desescamado citada anteriormente), conducen a un residuo sólido de
recristalización que comprende entonces generalmente al menos un
10% y lo más a menudo entre un 20 y un 40% de
beta-dicetonas y que este residuo de cristalización,
que puede ser puesto en forma de polvo, presenta en combinación con
el acetilacetonato, una acción estabilizante sobre los polímeros
similar a la que hubiera tenido el mismo peso de una composición
estabilizante a base de beta-dicetona purificada
recristalizada.
Estos residuos pesados sólidos de
recristalización se utilizan de la misma forma que el producto
bruto de reacción y pueden ser puestos en forma de polvo por los
mismos métodos.
Según la invención, el constituyente (a) a saber
bien sea la beta-dicetona no purificada, o los
residuos pesados de recristalización, tales como el precipitado, se
utilizan en mezcla con el acetilacetonato (b).
El acetilacetonato se encuentra ventajosamente en
forma de complejo calcio o de zinc.
Puede tratarse en particular de un complejo
formado por un mol de hidróxido de calcio
Ca(OH)_{2} y de dos moles de acetilacetona.
La composición estabilizante conforme a la
invención comprende ventajosamente más acetilacetonato (b) que
beta-dicetona no purificada (a). La relación de los
constituyentes a/b está comprendida entre 50/50 y 1/99, y de
preferencia entre 20/80 y 1/99.
Una estabilización satisfactoria de los polímeros
clorados y más particularmente del PVC necesita lo más a menudo la
utilización conjunta de varios estabilizantes que actúan de forma
complementaria y a veces sinergética.
Así las composiciones según la invención
contienen de preferencia un pigmento blanco para sus cualidades
ópticas. Según una variante preferida de la invención, la adición
de TiO_{2} permite mejorar de forma sorprendente y sustancial el
compromiso blanqueador/comportamiento a la luz y en particular el
fenómeno bien conocido de roseado. Conforme a la invención, se
recomienda utilizar TiO_{2} rutilo cuya granulometría está
generalmente comprendida entre 0,1 y 0,5 \mum. Se prevé
ventajosamente la adición de 0,5 a 10 partes, y de preferencia de 3
a 8 partes en peso de TiO_{2} rutilo por 100 partes de PVC sin
adicionar.
Las composiciones estabilizantes según la
invención, además del producto bruto de reacción y/o los residuos
pesados de recristalización y el acetilacetonato, pueden igualmente
contener una cantidad eficaz de al menos un aditivo particularmente
seleccionado entre:
a) un sulfato y/o un carbonato de aluminio y/o de
magnesio particularmente de tipo hidrotalcita. Tales productos se
describen por ejemplo en las patentes
US-A-4 299 759,
US-A-4 427 816,
EP-A-453 379 y
EP-A-509 864;
b) un aluminosilicato de metal alcalino,
cristalino, sintético, que presenta un contenido en agua comprendido
entre un 13 y un 25% en peso, de composición
0,7-1,1M_{2}O.Al_{2}O_{3}.1,
3-2, 4SiO_{2} en la cual M simboliza un metal
alcalino, particularmente el sodio
(DE-A-4 134 325 y
US-A-4 540 233); como en particular
las zeolitas de tipo NaA, tales como las descritas por ejemplo en
la patente US-A-4 590 233;
c) un alcohol o un poliol orgánico conforme a la
enseñanza del documento FR-A-2 356
674 y FR-A-2 356 695, y/o un
isocianato (DE-A-4 134 325);
d) una sal de un metal seleccionado entre el
calcio, el bario, el magnesio, el estroncio
(EP-A-391 311);
e) un compuesto orgánico del zinc
(EP-A-391 811);
f) un fosfito orgánico particularmente fosfitos
de trialquilo o de alquilo y de fenilo o de trifenilo
(EP-A-391 811) o un complejo
fosfito-hidroxi-aluminio-calcio
tal como el definido en DE-A-4 134
325 o también un fosfito de calcio tal como el descrito en
US-A-5 084 499;
g) epóxidos que son generalmente compuestos
complejos, habitualmente poliglicéridos epoxidados, el aceite de
lino epoxidado, los aceites de pescado epoxidados,
h) adyuvantes usuales tales como antioxidantes
fenólicos, agentes anti-UV tales como las
benzofenonas, los benzotriazoles o las aminas esteáricamente
cargadas (habitualmente conocidas bajo el término de Hals).
Según una variante particularmente interesante de
la invención, el producto bruto (a) es triturado según una
granulometría similar a la del aditivo estabilizante suplementario
el contenido más fino en la composición estabilizante. Este aditivo
puede ser por ejemplo un carbonato y/o un sulfato de aluminio y/o
de magnesio, por ejemplo del tipo hidrotalcita y presentar entonces
una granulometría inferior a 100 \mum comprendida generalmente
entre 1 y 50 \mum o bien ser un estearato de calcio y/o de bario
y presentar entonces igualmente una granulometría inferior a 100
\mum, comprendida generalmente entre 10 y 100 \mum.
De forma general cualquier tipo de PVC es
adecuado, sea cual fuere su modo de preparación: polimerización en
masa, en suspensión, en emulsión o de cualquier otro tipo y sea cual
fuere su viscosidad intrínseca.
Los homopolímeros del cloruro de vinilo pueden
igualmente ser modificados químicamente, por ejemplo por cloración.
Numerosos copolímeros del cloruro de vinilo pueden igualmente ser
estabilizados contra los efectos del calor, es decir el
amarillamiento y la degradación. Estos son en particular los
copolímeros obtenidos por copolímerización del cloruro de vinilo con
otros monómeros que presentan un enlace etilénico polimerizable,
como por ejemplo el acetato de vinilo o el cloruro de vinilideno;
los ácidos maléico o fumárico o sus ésteres; las olefinas tales
como el etileno, el propileno, el hexeno; los ésteres acrílicos o
metacrílicos; el estireno; los éteres vinílicos tales como el
vinildodeciléter.
Habitualmente estos copolímeros contienen al
menos un 50% en peso de unidades de cloruro de vinilo y de
preferencia al menos un 80% en peso de unidades de cloruro de
vinilo.
Las composiciones según la invención pueden
igualmente contener mezclas a base de polímero clorado que
contienen cantidades minoritarias de otros polímeros, como las
poliolefinas halogenadas o los copolímeros
acrilonitrilo-butadieno-estireno.
El PVC solo o en mezcla con otros polímeros es el
polímero clorado más extensamente utilizado según la invención.
Las composiciones de la invención son más
particularmente apropiadas para la preparación de formulaciones
rígidas, es decir sin plastificante, o
semi-rígidas, es decir con contenidos de
plastificante reducidos, tales como para las aplicaciones en la
construcción, la fabricación de perfilados diversos, la fabricación
de botellas.
Estas formulaciones contienen lo más a menudo un
reforzador de impactos, tal como los copolímeros laurilacrilato /
metilametacrilato, o butilacrilato / metilmetacrilato.
Pueden igualmente tratarse de formulaciones
plastificadas tales como para la fabricación de películas de uso
agrícola,
Los plastificantes utilizados son compuestos
conocidos tales como por ejemplo los ftalatos de alquilo. El más a
menudo utilizado es el ftalato de
di(2-eti-hexilo)
(habitualmente llamado ftalato de dioctilo).
Cuando las composiciones contienen un
plastificante, el contenido de éste es generalmente de un 5% a un
120% en peso con relación al peso del polímero clorado.
Todos los métodos usuales de incorporación de los
diferentes estabilizantes o adyuvantes en el polímero pueden ser
utilizados. Por ejemplo la homogeneización de la composición
polimérica puede ser realizada en amasador o mezclador de rodillos,
a una temperatura tal que la composición se vuelva fluida,
normalmente entre 150ºC y 200ºC para el PVC y durante una duración
suficiente, del orden de algunos minutos a algunas decenas de
minutos.
De forma habitual, el porcentaje de incorporación
de los diferentes estabilizantes o adyuvantes es bajo con relación
al polímero clorado.
Puede así resultar ventajoso preparar una mezcla
previa de 2 o varios de los compuestos constitutivos de las
composiciones según la invención antes de su incorporación al
polímero clorado.
Las composiciones de polímero clorado, y más
particularmente de PVC, pueden ser preparadas según cualquiera de
las técnicas utilizadas habitualmente como por ejemplo la extrusión,
la inyección, la extrusión-soplado, el calandrado o
el moldeado por rotación.
Los ejemplos que siguen ilustran la
invención,
En lo que sigue, o lo que antecede salvo
indicaciones expresas en contrario, las partes y porcentajes son en
peso.
En un reactor de 2000 cm^{3} provisto de un
refrigerante, de una buena agitación y con la posibilidad de ser
conectado bien sea al vacío o bien a una fuente de nitrógeno se
introdujeron 260 ml de tolueno, después bajo cubierta de nitrógeno,
78 g de NaNH_{2}.
La temperatura del medio se llevó seguidamente a
40ºC, luego se mantuvo durante toda la reacción y el acabado a esta
temperatura.
El conjunto del equipo fue puesto bajo una
presión de 7 10^{4} Pa.
Se vertieron 310 g de estearato de metilo técnico
(conteniendo un 10% de palmitato de metilo).
En 3 horas, se vertieron 120 g de
acetofenona.
Al terminar el vertido de la acetofenona, se dejó
bajo agitación durante 45 mn el medio de reacción (temperatura de
40ºC y bajo presión de 7 10^{4} Pa).
La solución toluenica se vertió seguidamente en
caliente en una solución de ácido sulfúrico diluido al 10% de forma
que el pH de la capa acuosa después de la decantación sea de
1,5.
Después de dos lavados, la solución toluénica se
evaporó seguidamente por hidrodestilación a presión atmosférica.
Luego el residuo se pasó sobre un tambor giratorio refrigerado
permanentemente para conducir a un producto bruto P1 en forma "de
escamas", o sea 420 g de un producto sólido a 20ºC que titula un
78% en beta-dicetonas (rendimiento de un 82%,
análisis cromatografico CPG).
En un triturador de martillo equipado con una
rejilla de 1 mm, se introdujo por medio de un transportador de
tornillo 1 parte/hora del producto P1 del ejemplo 1 y 0,3
partes/hora de nitrógeno líquido.
El producto triturado se recuperó por un
transporte neumático hacia un sistema de separación de filtro y se
obtuvo un polvo blanco con una granulometría de 50 \mum.
Se obtuvo un polvo análogo sustituyendo el
nitrógeno líquido por CO_{2} líquido.
Se parte de la composición de PVC (fórmula
rígida) siguiente:
\begin{minipage}[b]{130mm} - PVC polvo preparado por polimerización en suspensión y comercializado bajo la denominación S110P (ATOCHEM):\end{minipage} | 100 | partes |
\begin{minipage}[b]{130mm} - Estearato de calcio, estabilizante comercializado por ATOCHEM bajo la referencia STAVINOR PSME:\end{minipage} | 0,3 | '' |
\begin{minipage}[b]{130mm} - Estearato de zinc, estabilizante comercializado por ATOCHEM bajo la referencia ZN70:\end{minipage} | 1 | '' |
\begin{minipage}[b]{130mm} - Didecilfenilfosfito, estabilizante comercializado por CIBA-GEIGY bajo la referencia IRGASTAB CH 300: \end{minipage} | 0,5 | '' |
\begin{minipage}[b]{130mm} - Alcohol polivinílico, estabilizante comercializado por RP CHIMIE bajo la referencia Rhodiastab PVAL: \end{minipage} | 0,2 | '' |
\begin{minipage}[b]{130mm} - Hidrotalcita (hidrogenocarbonato de aluminio y de magnesio), estabilizante comercializado bajo la referencia ALCAMIZER 4 por MITSUI: \end{minipage} | 0,6 | '' |
\begin{minipage}[b]{130mm} - Carbonato de calcio triturado, carga comercializada bajo la referencia OMYALITE 95T por OMYA:\end{minipage} | 5 | '' |
\begin{minipage}[b]{130mm} - Pigmento de óxido de Titanio rutilo de granulometria comprendida entre 0,1 y 0,5 \mu m: \end{minipage} | 6 | '' |
\begin{minipage}[b]{130mm} - Reforzante para impacto (polímero acrílico), comercializado por RHOM y HAAS bajo el nombre de PARALOID KM 355:\end{minipage} | 6,5 | '' |
\begin{minipage}[b]{130mm} - Lubrificantes comercializados por HENKEL bajo los nombres: \end{minipage} | ||
\hskip1.1cm \bullet LOXIOL G60 (éster de un diácido aromático y | ||
\hskip1.4cm de un alcohol graso alifático): | 0,4 | '' |
\hskip1.1cm \bullet LOXIOL G22 (cera de parafina): | 0,2 | '' |
\begin{minipage}[b]{130mm} - de un ayudante de procesado (agente de utilización) comercializado por ROHM y HAAS PARALOID:\end{minipage} | 1 | '' |
A partir de esta composición, se realizaron 3
muestras añadiendo:
- E_{1}/0,30 partes del producto P1 del ejemplo 2
- E_{2}/0,30 partes del producto P2 (P2= acetilacetonato de calcio)
- E_{3}/0,1, parte del producto P1 y 0,2 partes del producto P2 (formulación conforme a la invención).
Cada muestra se homogeneizó en un mezclador
rápido tipo Papenmeier a la velocidad de 1 800 r/min hasta una
temperatura de 115ºC.
A partir de estos polvos, se procedió a una
evaluación de la estabilidad térmica dinámica con el plastografo
BRABENDER®. Este equipo esta constituido:
- por un sistema motor eléctrico acoplado a un
variador continuo o discontinuo de velocidad (0 a 200 t/min);
- por un baño provisto de termostato de
regulación de temperatura proporcional electrónico mediante aceite
de silicona;
- por un amasador, provisto de una cuba de doble
pared que permite un calentamiento por circulación del aceite de
silicona y por 2 rotores fijados por un sistema de enclavamiento de
bayoneta;
- Por un cronómetro.
Cada ensayo se introdujo en este mezclador a
150ºC, a razón de 53 g, con la ayuda de una tolva y de un pistón
empujado por un peso de 5 kg. Luego, cada 5 minutos, se realiza una
extracción con el fin de obtener una pastilla, hasta el
ennegrecimiento o quemado de la mezcla de PVC.
Sobre cada pastilla, se midió por coloración con
la ayuda de un cromametro MINOLTA CR 200®, el índice de
amarilleamiento, parámetro b del sistema (L, a, b)
Se obtuvo así la degradación térmica de cada
fórmula E_{1}, E_{2} o E_{3} en función del tiempo.
Los resultados obtenidos se indican en la tabla 1
dada a continuación:
Tiempo | E_{1} | E_{2} | E_{3} |
5 min. | 3,3 | 2,9 | 2,9 |
10 min. | 4,6 | 4,1 | 3,9 |
15 min. | 5,1 | 5,2 | 5,1 |
20 min. | 5,8 | 15,8 | 12,9 |
El examen de la tabla 1 indica que la muestra
E_{1} tiene una estabilidad térmica mejor que la muestra
E_{2}.
La composición E_{3} presenta a la vez la buena
coloración inicial (en 5 minutos) de la fórmula E_{2} y la buena
estabilidad de coloración de la fórmula E_{1}.
Se prepararon 3 muestras E_{1}, E_{2} y
E_{3} como en el ejemplo 3.
A partir de estos polvos, se procedió a una
transformación por extrusión con el fin de obtener placas.
Las características del extrusionador
monotornillo son:
- Fabricante: ANDOUART,
- Tornillo cónico: | \hskip0.4cm porcentaje de compresión = 2,8 |
\hskip0.4cm relación longitud/diámetro = 20 | |
\hskip0.4cm diámetro D = 40 mm |
Las condiciones de extrusión son:
- Velocidad de rotación del tornillo = 23
r/p/m
- Perfil de temperatura:
Zona 1 | 2 | 3 | Hileras | |
175ºC | 180ºC | 185ºC | 190ºC |
Se midieron las propiedades colorimétricas
siguiendo el sistema colorimétrico (L, a, b) CIE descrito
anteriormente en el ejemplo 3 y el brillo con un ángulo de
incidencia de un valor de 60.
Los resultados obtenidos se indican en la tabla 2
siguiente:
E_{1} | E_{2} | E_{3} | |
L | 94,1 | 94,9 | 94,8 |
A | 1,53 | 0,76 | 0,70 |
b | 8,78 | 4,50 | 4,60 |
Brillo | 45 | 45 | 57 |
Se deduce de esta tabla 2 que en lo que se
refiere al color, E_{2} y E_{3} son similares y mejores que
E_{1}. Por el contrario, a nivel de brillo, E_{3} es bastante
mejor que E_{1} y E_{2}.
Se procedió como en el ejemplo 4.
Las placas extrusionadas se sometieron a un
ensayo de roseamiento en las condiciones siguientes:
Las muestras fueron sometidas a un ciclo de
radiación UV de 200 horas en las condiciones UVCON:
- Equipo UVCON de ATLAS
- espectro de iluminación:
- UVA con un máximo de \lambda = 340 nm y filtro < 290 nm
- Temperatura de cuerpo negro = 55ºC
Luego se dejaron 24 horas sin radiación UV en una
estufa ventilada a 70ºC.
Se obtuvo así la sensibilidad al roseamiento de
cada fórmula en función del tiempo. Esta sensibilidad se midió por
la variación \Deltaa, siendo el parámetro anteriormente citado
del sistema (L, a, b) CIE.
Los resultados obtenidos se indican en la tabla 3
dada a continuación:
E_{1} | E_{2} | E_{3} | |
\Deltaa | 3,00 | 0,70 | 0,90 |
Se desprende de esta tabla 3 que las
formulaciones E_{2} y E_{3} tienen una baja sensibilidad al
fenómeno de roseamiento al contrario que E_{1}.
A la vista de los diferentes valores de uso
ejemplificados anteriormente, resulta que la composición E_{3}
conforme a la invención ofrece el mejor compromiso entre la
estabilidad térmica, el color y el roseamiento (comportamiento a la
luz).
Claims (25)
1. Procedimiento para estabilizar una composición
para polímero clorado, caracterizado porque comprende el
hecho de incorporar a título de composición estabilizante:
a) el producto bruto susceptible de ser obtenido
utilizando las etapas siguientes:
- -
- reacción de condensación de un éster sobre una cetona en presencia de un agente alcalino,
- -
- acidificación de la mezcla de reacción,
- -
- al menos un lavado con agua de la mezcla así obtenida, y
- -
- eliminación del disolvente, incluyendo el producto bruto entre un 10 y un 95% en peso de beta-dicetona,
b) un complejo metálico de acetilacetonato,
estando comprendida la relación de los
constituyentes a/b entre 50/50 y 1/99.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el producto bruto procedente de la
etapa a) comprende de un 20 a un 80% en peso de
beta-dicetona.
3. Procedimiento para estabilizar una composición
para polímero clorado caracterizado porque comprende el hecho
de incorporar a título de composición estabilizante:
a) el producto bruto susceptible de ser obtenido
utilizando las etapas siguientes:
- -
- reacción de condensación de un éster sobre una cetona en presencia de un agente alcalino,
- -
- acidificación de la mezcla de reacción,
- -
- al menos un lavado con agua de la mezcla así obtenida,
- -
- eliminación del disolvente,
- -
- recristalización del producto bruto que comprende entre un 10 y un 95% en peso de \beta-dicetona en un disolvente orgánico apropiado,
- -
- separación del producto recristalizado esencialmente formado de beta-dicetonas de los jugos-madre por filtración, y
- -
- evaporación del disolvente de los jugos-madre para obtener un residuo sólido de recristalización, y
b) mezcla de dicho residuo sólido de
recristalización con un complejo metálico de acetilacetonato,
estando comprendida la relación de los
constituyentes a/b entre 50/50 y 1/99.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque el residuo sólido de recristalización
comprende entre un 20 y un 40% de
beta-dicetonas.
5. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la reacción de
condensación es la siguiente:
R_{1}COCHR_{2}H +
R_{3}CO-OR_{4} + ACat \rightarrow
R_{1}COCHR_{2}COR_{3} +
R_{4}OH
en la
cual:
- -
- ACat es seleccionado entre un amiduro de un catión o un hidruro de un catión.
- -
- R_{1} y R_{3}, son idénticos o diferentes y representan cada uno un radical hidrocarbonado, que tiene de 1 a 30 átomos de carbono;
- -
- R_{2} es un hidrógeno o un radical hidrocarbonado, que presenta como máximo 4 átomos de carbono;
- -
- R_{1} y R_{2} pueden estar unidos con el fin de formar un ciclo;
- -
- R_{4} representa un radical hidrocarbonado.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque R_{1} y R_{3} son idénticos o
diferentes y representan cada uno un radical hidrocarbonado que
tiene de 1 a 18 átomos de carbono.
7. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque R_{2} es un radical alquilo que
presenta como máximo 4 átomos de carbono.
8. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque R_{1} y
R_{3}, que son idénticos o diferentes, representan:
- un radical aralquilo o alquenilo, lineal o
ramificado, que tiene hasta 24 átomos de carbono;
- un radical aralquilo que tiene de 7 a 10 átomos
de carbono;
- un radical arilo o cicloalifático que tiene
menos de 14 átomos de carbono;
y R_{4} representa un radical alquilo que tiene
de 1 a 4 átomos de carbono.
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque R_{4} representa un radical
metilo.
10. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el éster es
el estearato de metilo, la acetona es la acetofenona y el agente
alcalino es el amiduro de sodio.
11. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
constituyente (a) se encuentra en forma sólida.
12. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque el constituyente (a) se encuentra en
forma de polvo de granulometría inferior a 500 \mum.
13. Procedimiento según la reivindicación 12,
caracterizado porque el constituyente a) se encuentra en
forma de polvo de granulometría inferior a 200 \mum.
14. Procedimiento según la reivindicación 12 ó
13, caracterizado porque el polvo a) se obtiene a partir del
producto bruto sólido a 20ºC y no purificado, por la utilización de
al menos una de las técnicas siguientes:
- precipitación en un disolvente,
- triturado criogénico,
- pulverización / secado en una corriente fría a
co-corriente o a
contra-corriente.
15. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
constituyente b) se encuentra en forma de un complejo de calcio o
de zinc.
16. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la relación
de los constituyentes a/b está comprendida entre 20/80 y 1/99.
17. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se
introduce además de 0,5 a 10 partes en peso de óxido de titanio
rutilo.
18. Procedimiento según la reivindicación 17,
caracterizado porque se introducen de 3 a 8 partes en peso de
óxido de titanio rutilo.
19. Procedimiento según la reivindicación 17 ó
18, caracterizado porque el óxido de titanio rutilo presenta
una granulometría comprendida entre 0,1 y 0,5 \mum.
20. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se
introduce además un aditivo estabilizante suplementario
seleccionado entre un carbonato y/o sulfato de aluminio y/o de
magnesio, un aluminosilicato de metal alcalino, estearato de calcio
y/o de bario.
21. Procedimiento según la reivindicación 20,
caracterizado porque el aditivo estabilizante es una
hidrotalcita.
22. Procedimiento para la obtención de objetos
conformados a partir de una composición para polímero clorado,
caracterizado por la realización del procedimiento tal como
el definido según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21.
23. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 21, caracterizado porque la eliminación
del disolvente se realiza por evaporación.
24. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 21, caracterizado porque la eliminación
del disolvente se realiza por desescamado.
25. Procedimiento según la reivindicación 24,
caracterizado porque el desescamado se realiza por paso de la
mezcla de reacción sobre un tambor giratorio refrigerado
permanentemente.
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