ES2243342T3 - Uso de una mezcla maestra para producir tapones. - Google Patents

Uso de una mezcla maestra para producir tapones.

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Abstract

Uso de una mezcla maestra para producir un tapón para contenedores de líquido caracterizado porque la mezcla maestra comprende: a) de 20 a 60% en peso de un elastómero termoplástico que resulte de la copolimerización de un monómero vinil aromático y un monómero diénico conjugado que contenga de 20 a 80% en peso del polímero vinil aromático y 20 a 80% en peso del polímero diénico conjugado y b) de 8 a 30% en peso de un polímero vinil aromático, y c) de 10 a 30% en peso de uno o mas adyuvantes de procesado, que disminuyen la viscosidad de la mezcla madre permitiendo una velocidad de elaboración mejorada y d) opcionalmente de 0 a 20% en peso de uno o mas aditivos elegidos entre agentes de lubricidad, que mejoran la introducción del obturador en los contenedores y rellenos, y e) un agente de soplado.

Description

Uso de una mezcla maestra para producir tapones.
Campo del invento
El invento se refiere al empleo de una mezcla de elastómeros de estireno butadieno, poliestireno, aceite y aditivos para producir cierres moldeados para contendores.
Origen del invento
Se han descrito ya en el arte anterior varias composiciones cauchosas y sus aplicaciones
La FR 2.114.383 se refiere a polímeros de estireno resistentes al impacto que tienen buenas propiedades de fluidez y que pueden moldearse fácilmente sin formar ojos de pez.
La GB 2.147.906 describe composición de copolímero de bloque que comprende, por lo menos un copolímero de bloque elastomérico termoplástico, un polímero de un hidrocarburo monoalquenil aromático y un copolímero aleatorio. Esta composición es especialmente apropiada como rigidizador superior de calzado.
La WO 96/16122 describe una composición útil para la preparación de artículos elastoméricos tal como películas, fibras, artículos tejidos y sin tejer. La composición comprende elastómeros termoplásticos mezclados con otros polímeros para mejorar su elaboración.
La patente US 4.306.034 se refiere a composiciones cauchosas y artículos polímeros moldeados con estas que estimulan el aspecto de caucho de crepé de plantación natural. Estas composiciones comprenden, por ejemplo, agentes polarizantes.
El Derwent abstract de JP 62 256 845 describe una composición cauchosa apropiada para materiales estructurales de láminas aislantes de ruido y aislantes de vibración y para materiales de respaldo o alfombras.
El Derwent abstract de JP 63 057 663 se refiere a juntas resistentes al calor para jeringas que comprende elastómero termoplástico constituido por copolímero de bloque, resina de polifenilen éter, aceite parafínico y poliolefina y/o poliestireno.
El Derwent abstract de JP 63 118 359 se refiere a composición elastomérica termoplástica para suela de calzado preparada con la adición de aceite de proceso, relleno inorgánico y resina termoplástica al elastómero termoplástico.
La GB 1.196.127 describe composiciones termoplásticas que comprenden, por lo menos, 75% en peso de un material termoplástico. Estas composiciones son particularmente útiles para obtener juntas de sellado para cierres de contendores.
El cierre de contenedores, en partículas botellas de vino, resulta un objeto importante debido a que el suministro de corcho natural no se mantiene con la demanda en aumento para embotellado de vino en varias partes del mundo.
Se han llevado a cabo varios intentos para sustituir el corcho natural por materiales sintéticos. Estos intentos se basan en formulaciones que son, entre otros, adecuadas para mezclarse con un agente de soplado. El papel de dicho agente de soplado es permitir la creación de células que duplican el comportamiento celular del corcho natural. Entre las desventajas que resultan de estos intentos puede citarse, por ejemplo, la carencia de uniformidad de la resina espumada que conduce a fugas de los contenedores, o la necesidad de utilizar aditivos tales como dióxido de azufre como un secuestrador de oxígeno que es perjudicial para la calidad del líquido contenido.
Se han utilizado polímeros particulares para llevar a cabo una mejora. Así pues, la US 5.855.287, describe un cierre sintético que comprende copolímeros de estireno butadieno hidrogenados y por lo menos 1% en peso de un agente de soplado.
Si bien este cierre obtiene su objetivo es todavía insatisfactorio con respecto al costo relativamente alto de los materiales brutos utilizados.
Sumario del invento
Constituye un objeto del presente invento el obtener una mejora en términos de ahorro de material bruto mientras que se proporcionan propiedades mecánicas iguales o superiores.
De conformidad con el invento este problema se resuelve con el empleo de una mezcla que comprende a) de 20 a 60% en peso de un elastómero termoplástico que resulte de la copolimerización de un monómero vinil aromático y un dieno conjugado que contenga de 20 a 80% en peso del polímero vinil aromático y 80 a 20% en peso del polímero de butadieno y b) de 8 a 30% en peso de un polímero vinil aromático, y c) de 10 a 30% en peso de uno o mas adyuvantes de procesado y d) de 0 a 20% en peso de uno o mas aditivos. La mezcla se utiliza para producir mezclas madres que son apropiadas, después de combinarse con un agente de soplado, para la producción de obturadores para contenedores de líquido, tal como botellas.
Las mezclas utilizadas en el invento pueden adaptarse a una amplia variedad de adyuvantes de elaboración, aditivos y agentes de soplado. Proporcionan buenas propiedades mecánicas y pueden utilizarse en muchas aplicaciones que requieran un cierre firme de contenedores de líquido, como botellas.
Entre los elastómeros termoplásticos que pueden utilizarse de conformidad con el presente invento los de particular importancia se producen de conformidad con un proceso que opera en solución. Un proceso de esta índole se conoce en el arte, haciéndose referencia a la PE-A-0084795 y PE-B-344140.
El monómero vinilaromático que se prefiere particularmente es el estireno y el dieno conjugado preferido es el butadieno.
Estos monómeros se someten a polimerización en presencia de iniciadores de catalizadores que son generalmente de alquil-litio no ramificado o ramificado con 3 a 8 átomos de carbono. Sin embargo, se utiliza, de preferencia, n- y s-butil-litio.
Se utiliza un agente de acoplamiento para permitir la configuración molecular específica del polímero resultante. El agente de acoplamiento puede elegirse entre compuestos de polivinilo, poliepóxidos, poliisocianatos, poliaminas, polialdehidos, polihaluros, polianhidridos, policetonas, polipoxiésteres y poliésteres. Entre los diversos agentes polifuncionales de acoplamiento se prefieren los de reducida toxicidad residual. Por ejemplo, la PE-B-344140 describe el empleo de agente de acoplamiento polifuncional de la fórmula general SiXnR4-n en donde X es un halógeno, de preferencia Cl, R es un resto alquilo, cicloalquilo o arilo, de preferencia metilo, etilo y/o fenilo y n es un número entero de 2 a 4. El agente de acoplamiento mas frecuentemente utilizado es SiCl4. Se conoce también el empleo de agentes de acoplamiento orgánicos que comportan grupos epoxi. Se utilizan polímeros de hidrocarburos epoxidados tal como aceites vegetales epoxidados como aceite de soja epoxidado y aceite de linaza
epoxidado.
El elastómero de estireno butadieno puede someterse adicionalmente a un tratamiento de hidrogenación para eliminar los dobles enlaces que dan un copolímero de poliestireno, polietileno-butileno-poliestireno.
La cantidad de estireno en el elastómero puede variar entre 25 y 80% en peso que en combinación con el agente de acoplamiento permite seleccionar las características requeridas tales como dureza, alargamiento y resistencia.
Se requiere también la presencia de 8 a 25% en peso de un polímero vinil aromático, de preferencia poliestireno. Se prefiere una mezcla de poliestireno de alta resistencia al impacto y poliestireno para fines generales para alcanzar la dureza requerida. Se requiere la presencia de entre 15 y 27% en peso de un medio de procesado. Pueden utilizarse diversos aceites, tal como una mezcla de aceite nafténico y parafínico. El papel de estos adyuvantes es disminuir la viscosidad de la mezcla madre permitiendo una velocidad de elaboración mejorada.
Opcionalmente puede utilizarse uno o mas de hasta el 20% en peso de aditivos. Algunos aditivos, llamados también rellenos, se utilizan para disminuir el costo de producción de la mezcla maestra. Entre los muchos rellenos conocidos por los expertos en el arte un material preferido es carbonato cálcico en una cantidad inferior al 15% en peso, de preferencia inferior al 10% en peso. Algunos de otros aditivos llamados también agentes lubricantes se utilizan para mejorar la introducción del corcho en los contendores. Entre los agentes de lubricidad podemos citar sales de ácidos grasos tal como estearato cálcico.
La presente mezcla es particularmente apropiada para mezclarse con agentes de soplado o espumantes permitiendo la producción de células dentro del obturador. Estos agentes pueden ser de tipo químico o físico o una combinación de estos. Entre los agentes químicos puede citarse diazoaminobenceno, hidrazida de ácido bencensulfónico, N,N'-dimetil-N,N'-dinitrotetereftalamida, azobisisobutironitrilo, dinitrosodimetiluretano de tetrametileno, p,p-oxibis(N-nitroso-N-metil)bencensulfonamida, urea-biuret (33:67), hidracida de ácido naftalensulfónico, bicarbonato sódico-ácido cítrico (4:3), bicarbonato sódico-melamina (95:5), dihidracida de ácido bencen-1,3-disulfónico, 1,6-di-n-decil-azobisformamida, difenil-4,4'-di(sulfonil azida), N-fenil hidracida de ácido bencensulfónico, difenil sulfon-3,3'-disulfonil hidrazida, p,p'-oxibis(bencensulfonil hidrazida), 1,6-difenil azobisformamida, dinitrosopentametilen tetramina, azodicarbonamida, p,p-oxibis(bencensulfonil semicarbazida), azodicarboxilato de bario. Entre el tipo físico, puede citarse hidrógeno, aire, nitrógeno, dióxido de carbono, vapor de agua, hidrocarburos, alifáticos conteniendo oxígeno, hidrocarburos clorados, clorofluo-rohidrocarburos. Un agente particularmente preferido es una perla de polímero de poliacrilonitrilo conteniendo isobutano.
Estos compuestos se encuentra en el comercio con la marca Expancell fabricado por AKZO de Holanda.
Sorprendentemente el inventor ha observado que las presentes mezclas permiten alcanzar altas propiedades mecánicas al tiempo que pueden mezclarse con una variedad de agentes espumantes. Por consiguiente la mezcla es un candidato ideal para varias aplicaciones dentro del campo de obturadores para envases que contienen líquidos.
El ejemplo que sigue ilustra el invento. Sin embargo este ejemplo se ofrece meramente a título de guía y no implica ninguna limitación.
Ejemplo
Se prepararon diversas mezclas que incorporaban elastómeros de estireno butadieno. Finaprene 507 es un SBS lineal que contiene 73% de PS. Su MFI a 190ºC/5 kg es de 7,5 g/10 min.
Finaprene 435 es un SBS radial (acoplamiento de SiCl4) que contiene 31% de PS. Finaprene 602F es un SBS radial (acoplamiento Vikoflex) que contiene 40% de PS. Su MFI a 190ºC/5 kg es de 8,5 g/10 min.
Composición % en peso
Finaprene 507 25 22,5 50 23,9
Finaprene 435 - 22,5 - 23,9
Finaprene 602F 25 - - -
Poliestireno de fines generales 12,5 10 10 10,6
Poliestireno de alta
resistencia al impacto 10 10 10 16
Aceite 20,5 23 23 24,5
CaCo_{3} 7 7 7 -
Estearato cálcico - - - 1,1
Propiedades mecánicas
Dureza (Shore H) 84 86 97 89
Abrasión DIN (mm^{3}) 200 200 200 200
MFI 5 kg/190ºC (g/10 min) 116 85 100 85
Resistencia a tracción (Mpa) 7,5 7,5 9 7,5
Alargamiento (%) 260 340 380 340
Los métodos que siguen se han utilizado para medir las propiedades que aparecen en estos ejemplos:
1. Dureza Shore: ASTM-D 2240
2. Abrasión: DIN 53516
3. Flujo en fusión (MI5): ASTM-D revisado 89, a 190ºC y bajo una carga de 5 kg.
4. Tracción y alargamiento: ASTM-D 412, D 638, D 882.

Claims (11)

1. Uso de una mezcla maestra para producir un tapón para contenedores de líquido caracterizado porque la mezcla maestra comprende:
a)
de 20 a 60% en peso de un elastómero termoplástico que resulte de la copolimerización de un monómero vinil aromático y un monómero diénico conjugado que contenga de 20 a 80% en peso del polímero vinil aromático y 20 a 80% en peso del polímero diénico conjugado y
b)
de 8 a 30% en peso de un polímero vinil aromático, y
c)
de 10 a 30% en peso de uno o mas adyuvantes de procesado, que disminuyen la viscosidad de la mezcla madre permitiendo una velocidad de elaboración mejorada y
d)
opcionalmente de 0 a 20% en peso de uno o mas aditivos elegidos entre agentes de lubricidad, que mejoran la introducción del obturador en los contenedores y rellenos, y
e)
un agente de soplado.
2. Uso, de conformidad con la reivindicación 1 en donde el elastómero termoplástico está constituido de unidades estirénicas y butadiénicas.
3. Uso, de conformidad con la reivindicación 1 en donde el polímero vinilaromático es poliestireno.
4. Uso, de conformidad con la reivindicación 1 en donde el poliestireno es una mezcla de poliestireno de alta resistencia al impacto y de fines generales en una cantidad de 8 a 25% en peso.
5. Uso, de conformidad con la reivindicación 1 en donde el medio de elaboración es una mezcla de aceite nafténico y parafínico en una cantidad de 15 a 27% en peso.
6. Uso, de conformidad con la reivindicación 1 en donde el agente de lubricidad es estearato cálcico.
7. Uso, de conformidad con la reivindicación 1 en donde los rellenos se encuentran en una cantidad inferior al 10%.
8. Uso, de conformidad con la reivindicación 1 en donde el relleno es carbonato cálcico.
9. Uso, de conformidad con la reivindicación 1 en donde el agente de soplado se elige entre los agentes físicos.
10. Uso, de conformidad con la reivindicación 11 en donde el agente de soplado es una perla polimérica conteniendo isobutano.
11. Un procedimiento para la producción de un obturador para contenedores de líquido, en donde una etapa del procedimiento comprende mezclar:
a)
de 20 a 60% en peso de un elastómero termoplástico que resulte de la copolimerización de un monómero vinil aromático y un monómero diénico conjugado que contenga de 20 a 80% en peso del polímero vinil aromático y 20 a 80% en peso del polímero diénico conjugado y
b)
de 8 a 30% en peso de un polímero vinil aromático, y
c)
de 10 a 30% en peso de uno o mas adyuvantes de procesado, que disminuyen la viscosidad de la mezcla madre permitiendo una velocidad de elaboración mejorada y
d)
opcionalmente de 0 a 20% en peso de uno o mas aditivos elegidos entre agentes de lubricidad, que mejoran la introducción del obturador en los contenedores y rellenos, y
e)
un agente de soplado
y obtener un obturador.
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