ES2333885T3 - Compuestos de glicerol acilado especificos para plastificantes en polimeros y procedimiento para su preparacion. - Google Patents

Compuestos de glicerol acilado especificos para plastificantes en polimeros y procedimiento para su preparacion. Download PDF

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Abstract

Procedimiento para la preparación de un compuesto que presenta la fórmula **(Ver fórmula)** en la que R 1, R 2 y R 3 se seleccionan independientemente de entre un grupo acilo o un átomo de hidrógeno, en la que por lo menos uno de entre R1, R2 y R3 es un grupo acilo (un grupo acilo corto) que presenta de 2 a 6 átomos de carbono; en la que por lo menos uno de entre R1, R2 y R3 es un grupo acilo de cadena ramificada (un grupo acilo largo) constituido por una cadena que presenta de 10 a 20 átomos de carbono y un grupo hidrófilo ramificado en la que el grupo hidrófilo ramificado es un grupo acilo o un derivado del mismo; comprendiendo el procedimiento las etapas siguientes: (a) acilar un primer compuesto triglicérido de fórmula **(Ver fórmula)** en la que cada R 1A, R 2A y R 3A es un grupo de ácidos grasos que consiste en o presenta una cadena que presenta 10 a 20 átomos de carbono, para proporcionar un compuesto triglicérido acilado; (b) hacer reaccionar el triglicérido acilado con un segundo compuesto triglicérido de fórmula **(Ver fórmula)** en la que cada R1B, R2B y R3B es un grupo acilo (un grupo acilo corto) que presenta de 2 a 6 átomos de carbono; y (c) purificar por destilación para proporcionar el compuesto de fórmula **(Ver fórmula)**

Description

Compuestos de glicerol acilado específicos para plastificantes en polímeros y procedimiento para su preparación.
La presente invención se refiere a un procedimiento. En particular, la presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de un compuesto que actúa como plastificante.
Las propiedades de fabricación de polímeros termoplásticos, por ejemplo las propiedades de extrusión de dichos polímeros, se modifican o mejoran con frecuencia mediante la adición de plastificantes a los mismos. Como se conoce en la técnica anterior, tal como en el documento US-A-4.426.477, existe una tendencia a evitar los plastificantes utilizados normalmente tales como el adipato de dioctilo (DOA) y los plastificantes de ftalato tales como el ftalato de dioctilo (DOP). La inocuidad de estos plastificantes ha sido puesta en cuestión, particularmente en determinadas aplicaciones.
El documento US-A-4426477 da a conocer plastificantes basados en ésteres de glicerol. Los plastificantes consisten en compuestos preparados por acilación de glicerol. Los compuestos comprenden triésteres, en los que aproximadamente dos de los acilos tienen dos carbonos y el acilo restante tiene de 10 a 14 carbonos. Los compuestos del documento US-A-4426477 proporcionan un efecto plastificante. Sin embargo, en determinadas aplicaciones los plastificantes tienen una volatilidad tal que pueden migrar del polímero termoplástico al que están incorporados, tal como PVC.
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En un primer aspecto la presente invención proporciona un procedimiento para la preparación de un compuesto que presenta la fórmula
1
en la que R_{1}, R_{2} y R_{3} se seleccionan independientemente de entre un grupo acilo o un átomo de hidrógeno, en la que por lo menos uno de entre R_{1}, R_{2} y R_{3} es un grupo acilo (un grupo acilo corto) que tiene de 2 a 6 átomos de carbono; en la que por lo menos uno de entre R_{1}, R_{2} y R_{3} es un grupo acilo de cadena ramificada (un grupo acilo largo) constituido por una cadena saturada que tiene de 10 a 20 átomos de carbono y un grupo hidrófilo ramificado en la que el grupo hidrófilo ramificado es un grupo acilo o un derivado del mismo; comprendiendo dicho procedimiento las etapas que consisten en:
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(a) acilar un primer compuesto triglicérido de fórmula
2
En la que cada R_{1A}, R_{2A} y R_{3A} es un grupo de ácidos grasos que consiste en o presenta una cadena que presenta de 10 a 20 átomos de carbono, para proporcionar un compuesto triglicérido acilado;
\vskip1.000000\baselineskip
(b) hacer reaccionar el triglicérido acilado con un segundo compuesto triglicérido de fórmula
3
En la que R_{1B}, R_{2B} y R_{3B} es un grupo acilo (un grupo acilo corto) que presenta de 2 a 6 átomos de carbono; y
(c) purificar por destilación para proporcionar el compuesto de fórmula
4
Preferentemente dos de entre R_{1}, R_{2} y R_{3} son grupos acilo cortos como se describió anteriormente y el otro de entre R_{1}, R_{2} y R_{3} es un grupo acilo largo como se describió anteriormente. En este aspecto, el compuesto puede ser el de la fórmula
5
El grupo hidrófilo ramificado es un grupo seleccionado de entre acilo y derivados del mismo. Los derivados preferidos incluyen los grupos de fórmula -O-acilo.
Preferentemente el grupo hidrófilo ramificado es un grupo de fórmula
6
en la que p está comprendida entre 0 y 4 o 0 y 3.
En un aspecto preferido de la presente invención la cadena del grupo acilo largo consiste en una cadena saturada que tiene de 14 a 20 átomos de carbono. En un aspecto más preferido, la cadena del grupo acilo largo está constituida por una cadena saturada que tiene de 16 a 20 átomos de carbono.
Preferentemente el grupo acilo largo es el de la fórmula
7
en la que n está comprendido entre 10 y 20 y m es 2n, y en la que p está comprendida entre 0 y 4 ó 0 y 3.
Preferentemente n es de 16 a 20, más preferentemente de 16 a 18, aún más preferentemente 17.
Preferentemente el grupo C_{n}H_{m} es un grupo hidrocarbonado de cadena lineal.
En un aspecto muy preferido el grupo acilo largo es un grupo de fórmula
8
en la que x está comprendido entre 7 y 10, preferentemente x es 10, e y es 2x, y en la que p está comprendida entre 0 y 4 ó 0 y 3, preferentemente p es 0.
Preferentemente el grupo C_{x}H_{y} es un grupo hidrocarbonado de cadena lineal.
En un aspecto muy preferido el grupo acilo largo es un grupo de fórmula
9
En un aspecto preferido de la presente invención el grupo acilo corto es un grupo acilo que tiene de 2 a 5 átomos de carbono. En un aspecto más preferido el grupo acilo corto es un grupo acilo que tiene 2 átomos de carbono. El grupo acilo corto es preferentemente el de la fórmula
10
Preferentemente el grupo acilo corto y el grupo hidrófilo ramificado contienen el mismo número de átomos de carbono. En un aspecto muy preferido el grupo hidrófilo ramificado es un grupo de fórmula
11
y el grupo acilo corto es el de la fórmula
12
en la que p = q y está comprendida entre 0 y 4 ó 0 y 3.
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En determinados aspectos, es deseable que los grupos acilo cortos estén presentes en una cantidad máxima con respecto a la cantidad total de glicerol y de los ésteres del mismo presentes en la composición. Preferentemente el grupo acilo corto está presente en una cantidad, por término medio, no superior a 2 moles por mol de glicerol y ésteres del mismo presentes en la composición.
En determinados aspectos, es deseable para los grupos acilo largos que estén presentes en una cantidad mínima con respecto a la cantidad total de glicerol y de los ésteres del mismo presentes en la composición. Preferentemente el grupo acilo largo está presente en una cantidad, por término medio, de por lo menos 0,4 moles, preferentemente de 0,9 a 2 moles, más preferentemente de 0,9 a 1 mol por mol de glicerol y ésteres del mismo presentes en la composición.
Puede ser también preferible para la mayoría del glicerol presente en la composición que esté completamente acilado. Por consiguiente en un aspecto preferido la cantidad total de grupos acilos es, por término medio de 2,7 a 3,0 moles por mol de glicerol y ésteres del mismo.
En el procedimiento de la presente invención la cadena que presenta de 10 a 20 carbonos puede ser saturada o insaturada.
El procedimiento de la presente invención puede utilizar, por ejemplo, aceite de ricino o aceite de ricino hidrogenado. El compuesto puede prepararse a partir de aceite de ricino hidrogenado. A continuación se proporciona un perfil típico de ácido graso de aceite de ricino y de aceite de ricino hidrogenado.
13
La nomenclatura entre paréntesis es Cxx:y en la que xx es el número de carbonos del ácido graso e y indica el número de dobles enlaces. El ácido ricinoleico, hidrogenado (conocido también como ácido 12-hidroxiesteárico) tiene un grupo hidroxilo (OH) en el carbono 12º.
En este aspecto el producto a base de aceite de ricino o de hecho un producto basado en otro aceite, puede sintetizarse de la forma siguiente. Estas vías sintéticas se proporcionan únicamente a título de ejemplo. Otras rutas serían apreciadas por un experto en la materia.
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Vía 1
La vía 1 no forma parte de la presente invención y se proporciona únicamente como referencia. Se hacen reaccionar aceite de ricino y glicerol para producir una mezcla en equilibrio de diferentes ésteres de glicerol. Esta mezcla puede destilarse y acetilarse posteriormente para proporcionar los productos finales deseados. Esta vía se ilustra a continuación.
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14 
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La segunda etapa que comprende la eliminación del glicerol seguida de destilación es opcional. En otras palabras, la mezcla de glicerol, monoéster de glicerol, diéster de glicerol y triéster de glicerol puede acetilarse directamente con anhídrido acético para formar una mezcla de productos acetilados. El monoglicérido acetilado o la mezcla de productos acetilados puede tener un color amarillento. El producto amarillento puede destilarse. El producto destilado es transparente.
Dependiendo de la proporción entre el aceite de ricino y el glicerol y dependiendo de las condiciones de reacción, el proceso descrito proporciona diferentes mezclas del éster de glicerol. El monoéster de glicerol está típicamente comprendido entre el 45 y el 65% y puede ser hasta del 65%. Esto se consigue en una mezcla de reacción típica. Dicha composición puede a continuación, opcionalmente, procesarse más para proporcionar un producto que tenga una pureza mayor, por ejemplo un contenido en monoéster de aproximadamente el 90%.
Un tratamiento adicional típico implicaría la eliminación de glicerol y la posterior destilación de la mezcla resultante. Por medio de este tratamiento adicional puede proporcionarse un producto final con un contenido en monoéster de glicerol típico de aproximadamente el 90%. El perfil del ácido graso del producto final reflejaría el perfil del ácido graso del material de partida de aceite de ricino. Este proceso, es decir la producción de un monoéster de glicerol, está descrito en Bailey's Industrial Oil & Fat Products, vol. 4, quinta ed. pág. 572 ff.
El monoéster de glicerol puede reaccionar a continuación con un exceso de anhídrido acético resultante.
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Vía 2
La vía 2 proporciona una manera adicional en la que pueden sintetizarse monoglicéridos acetilados a base de, por ejemplo, aceite de ricino hidrogenado y no hidrogenado. Un monoglicérido acetilado puede producirse mediante la reacción de aceite de ricino con anhídrido acético para proporcionar un aceite de ricino acetilado. El aceite de ricino acetilado se hace reaccionar a continuación con triacetina para producir monoglicéridos acetilados a base de aceite de ricino hidrogenado y no hidrogenado. Este procedimiento se ilustra a continuación.
15
El aceite de ricino se hace reaccionar con anhídrido acético para producir un aceite de ricino acetilado. El grado de acetilación puede definirse como el aceite de ricino que contiene por lo menos un grupo de ácido acético y por término medio hasta tres grupos de ácido acético por mol de aceite de ricino. El aceite de ricino acetilado se hace reaccionar a continuación con triacetina para producir una mezcla de reacción principalmente de ésteres de glicerol acetilados con un perfil de ácido graso similar al del material de partida aceite de ricino. Esta mezcla se purifica por destilación. El producto final es un monoglicérido acetilado basado en aceite de ricino hidrogenado o no hidrogenado.
En la patente danesa nº 93 786 se describe un procedimiento para la obtención de ésteres de glicerol acetilados a partir de la reacción de un triglicérido y triacetina. La síntesis de monoglicéridos acetilados a base de aceite de ricino a partir de materiales de partida de aceite de ricino acetilado y triacetina es análoga a este procedimiento.
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En un aspecto muy preferido el compuesto de la presente invención se selecciona de entre los compuestos de fórmula
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16
Los compuestos anteriores son compuestos específicos que pueden ser proporcionados mediante el procedimiento de la presente invención. En un aspecto amplio, el compuesto presenta la fórmula:
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17 
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en la que dos de entre R_{4}, R_{5} y R_{6} tienen la fórmula
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18 
\newpage
en la que para cada uno de los dos de entre R_{4}, R_{5} y R_{6} q se selecciona independientemente de entre 0 a 4 o de 0 a 3; y el otro de entre R_{4}, R_{5} y R_{6} es un grupo ramificado de fórmula
19
en la que n está comprendida entre 10 y 20 y m es 2n, y en la que p está comprendida entre 0 y 4 o entre 0 y 3.
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Preferentemente q es 0. Más preferentemente para dos de entre R_{4}, R_{5} y R_{6} q es 0.
Preferentemente n está comprendida entre 16 y 20, más preferentemente entre 16 y 18, aún más preferentemente es 17.
Preferentemente el grupo C_{n}H_{m} es un grupo hidrocarbonado de cadena lineal.
En un aspecto preferido el grupo ramificado es un grupo de la fórmula
20
en la que x está comprendida entre 7 y 10, preferentemente x es 10 e y es 2x, y en la que p está comprendida entre 0 y 4 o entre 0 y 3, preferentemente p es 0.
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Preferentemente el grupo C_{x}H_{y} es un grupo hidrocarbonado de cadena lineal.
Los compuestos proporcionados por la presente invención pueden incorporarse en una composición que comprende un polímero termoplástico.
El polímero termoplástico de las composiciones puede ser o comprender un polímero de cloruro de vinilo o un copolímero de cloruro de vinilo seleccionado de entre el grupo constituido por copolímero de cloruro de vinilo/acetato de vinilo, copolímero de cloruro de vinilo/cloruro de vinilideno, copolímero de cloruro de vinilo/etileno y un copolímero preparado injertando cloruro de vinilo en el copolímero etileno/acetato de vinilo o una mezcla de los mismos.
El polímero termoplástico puede ser o comprender una mezcla de polímeros de un polímero termoplástico, tal como un polímero termoplástico como se definió anteriormente y un segundo polímero. El segundo polímero puede ser un polímero metacrílico o un polímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno.
Las composiciones de la presente invención pueden formularse de cualquier manera que proporcione las propiedades plastificantes requeridas del compuesto. La composición puede comprender el compuesto en una cantidad de 1 a 100 partes en peso por 100 partes en peso del polímero termoplástico.
Procedimiento de la invención
Como se dio a conocer anteriormente la presente invención proporciona un procedimiento para la preparación de un compuesto que presenta la fórmula
21
En la que R_{1}, R_{2} y R_{3} son seleccionados independientemente de entre un grupo acilo o un átomo de hidrógeno, en la que por lo menos uno de entre R_{1}, R_{2} y R_{3} es un grupo acilo (un grupo acilo corto) que presenta de 2 a 5 o de 2 a 6 átomos de carbono, en la que por lo menos uno de entre R_{1}, R_{2} y R_{3} es un grupo acilo de cadena ramificada (un grupo acilo largo) que consiste en una cadena que presenta 10 a 20 átomos de carbono y un grupo ramificado hidrófilo.
En el procedimiento de la presente invención la cadena que presenta 10 a 20 átomos de carbono puede ser saturada o insaturada.
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En los aspectos preferidos el compuesto preparado mediante el procedimiento es un compuesto como se ha descrito en la presente memoria. En los aspectos más amplios
\bullet el grupo acilo largo es el de fórmula
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22
en la que n es de 10 a 20 y m se selecciona de entre 2n, 2n-2, 2n-4, y 2n-6, y en la que p es de 0 a 4 o de 0 a 3.
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\bullet preferentemente m es 2n o 2n-2.
\bullet preferentemente el grupo CnHm es un grupo hidrocarbonado de cadena lineal. El grupo hidrocarbonado de cadena lineal puede ser saturado o insaturado. El grupo hidrocarbonado de cadena lineal puede contener un enlace -C=C- sencillo.
\bullet el grupo acilo largo es un grupo de fórmula
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23
en la que x es de 7 a 10, preferentemente x es 10, e y es 2x-2, y en la que p es de 0 a 4 o de 0 a 3, p preferentemente es 0.
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\bullet Preferentemente el grupo CxHy es un grupo hidrocarbonado de cadena lineal. El grupo hidrocarbonado de cadena lineal puede ser saturado o insaturado. El grupo hidrocarbonado de cadena lineal puede contener un enlace -C=C- sencillo.
\bullet el grupo acilo largo es un grupo de fórmula
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24 
\vskip1.000000\baselineskip
\bullet el compuesto es el de la fórmula
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25
\bullet el compuesto es el de la fórmula
26
En la que dos de entre R_{4}, R_{5} y R_{6} son de la fórmula
27
En la que para cada uno de los dos de entre R_{4}, R_{5} y R_{6} q es seleccionado independientemente de entre 0 a 4 o de 0 a 3 y el otro de entre R_{4}, R_{5} y R_{6} es un grupo ramificado de la fórmula
28
En la que n es de 10 a 20 y m se seleccionad de entre 2n, 2n-2, 2n-4 y 2n-6, y en la que p es de 0 a 4 o de 0 a 3. Preferentemente q es 0. Más preferentemente para ambos de entre R_{4}, R_{5} y R_{6} q es 0. Preferentemente n es de 16 a 20, más preferentemente de 16 a 18, todavía más preferentemente 17. Preferentemente m es 2n-2.
\bullet el grupo ramificado es un grupo de la fórmula
29
En la que x es de 7 a 10, preferentemente x es 10, e y es 2x-2, y en la que p es de 0 a 4 o de 0 a 3, p preferentemente es 0.
La invención se describirá a continuación con mayor detalle mediante los Ejemplos siguientes.
Ejemplos Plastificantes evaluados
Se evaluaron seis plastificantes. Éstos eran:
1. Ftalato de dioctilo (DOP). Plastificante convencional a base de ftalato. DOP es con mucho el plastificante más ampliamente utilizado para PVC. DOP está disponible en Monsanto Europe, Bélgica.
2. Ftalato de diisononilo (DINP). Plastificante convencional a base de ftalato de Monsanto Europe, Bélgica.
3. Compuesto A. Compuesto que presenta la estructura
30
4. Compuesto B. Compuesto que presenta la estructura
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31 
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5. Compuesto C. Compuesto que presenta la estructura
\vskip1.000000\baselineskip
32 
\vskip1.000000\baselineskip
6. Compuesto D. Compuesto que presenta la estructura
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33 
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DOP, DINP y el compuesto A son compuestos comparativos que no corresponden con el compuesto o la composición de la presente invención. Los compuestos B, C y D son compuestos que contienen cadenas largas saturadas según la presente invención.
Síntesis
Los compuestos se preparan de la forma siguiente.
Síntesis del Compuesto A
100 gramos de aceite de ricino, 30 gramos de glicerol y 0,3 gramos de hidróxido de sodio al 50% se calientan a 250ºC y se hacen reaccionar durante 60 minutos. El hidróxido de sodio se neutraliza con 0,5 gramos de ácido fosfórico al 85%. Se elimina el glicerol por destilación con vapor de agua a 140ºC y a 0,05 mbares. El monoglicérido se concentra por destilación de corto recorrido a 200ºC y a una presión por debajo de 5\times10^{-3} mbar. Se hacen reaccionar a continuación 40 gramos de monoglicérido con 40 gramos de anhídrido acético a 140ºC durante 60 minutos y el ácido acético formado se elimina por destilación al vacío. El rendimiento del compuesto A es de 50 gramos.
La síntesis proporcionó una composición (Composición A) que contiene aproximadamente 90% en peso de un compuesto A plastificante.
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Síntesis del compuesto B
Se hacen reaccionar 100 gramos de aceite de ricino hidrogenado con 32 gramos de anhídrido acético a 140ºC durante 60 minutos y el ácido acético formado se elimina por destilación al vacío. Se hacen reaccionar 100 gramos del aceite de ricino hidrogenado completamente acetilado con 100 gramos de triacetina, 0,0045 de metóxido de sodio y 0,825 gramos de estearato de aluminio a 250ºC durante 60 minutos. La triacetina sin reaccionar se elimina por destilación al vacío a 135ºC y a 0,01 mbar. El compuesto B se concentra por destilación de corto recorrido a 200ºC y una presión inferior a 5\times10^{-3} mbar. El rendimiento del compuesto B es de 40 gramos.
La síntesis proporcionó una composición (Composición B) que contiene aproximadamente 90% en peso de un compuesto B plastificante.
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Síntesis del Compuesto C
100 gramos de aceite de ricino hidrogenado, 30 gramos de glicerol y 0,3 gramos de hidróxido de sodio al 50% se calientan a 250ºC y se hacen reaccionar durante 60 minutos. El hidróxido de sodio se neutraliza con 0,5 gramos de ácido fosfórico al 85%. Se elimina el glicerol por destilación con vapor de agua a 140ºC y a 0,05 mbares. El monoglicérido se concentra por destilación de corto recorrido a 200ºC y a una presión por debajo de 5\times10^{-3} mbares. Se hacen reaccionar a continuación 40 gramos de monoglicérido con 54 gramos de anhídrido butírico a 150ºC durante 90 minutos y el ácido butírico formado se elimina por destilación al vacío. El rendimiento del compuesto C es de 61 gramos.
La síntesis proporcionó una composición (Composición C) que contiene el compuesto C plastificante.
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Síntesis del Compuesto D
100 gramos de aceite de ricino hidrogenado, 30 gramos de glicerol y 0,3 gramos de hidróxido de sodio al 50% se calientan a 250ºC y se hacen reaccionar durante 60 minutos. El hidróxido de sodio se neutraliza con 0,5 gramos de ácido fosfórico al 85%. Se elimina el glicerol por destilación con vapor de agua a 140ºC y a 0,05 mbares. El monoglicérido se concentra por destilación de corto recorrido a 200ºC y a una presión por debajo de 5\times10^{-3} mbares. Se hacen reaccionar a continuación 40 gramos de monoglicérido con 74 gramos de anhídrido del ácido hexanoico a 160ºC durante 90 minutos y el ácido hexanoico formado se elimina por destilación al vacío. El rendimiento del compuesto D es de 67 gramos.
La síntesis proporcionó una composición (Composición D) que contiene el compuesto D plastificante.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo 1
Se determina la función como plastificante de la composición B de plastificante utilizando la formulación siguiente.
\vskip1.000000\baselineskip
Formulación
PVC (K=70), Vestolit S7054*
100 partes en peso
Estabilizante Ca-Zn
1 parte en peso
Aceite de soja epoxidado
3 partes en peso
Composición del plastificante
50 partes en peso
* disponible en Hüls AG, Alemania
\vskip1.000000\baselineskip
Procedimiento de ensayo
Se añade una cantidad predeterminada de la composición de plastificante a la formulación anterior y se amasa la mezcla entre 150 y 155ºC durante 5 minutos entre rodillos de ensayo de 20 cm. La lámina listada se prensa además a 160ºC y 150 kg/cm^{2} utilizando una máquina de moldeo por compresión para formar una lámina de 1 mm de espesor.
El procedimiento de ensayo demuestra que la composición B proporciona un efecto plastificante.
\newpage
Ejemplo comparativo 2
Se prueba la función plastificante de la composición B de plastificante y los cuatro plastificantes del Ejemplo 2 del documento US nº 4.426.477 utilizando una formulación de resina de pasta de PVC.
\vskip1.000000\baselineskip
Formulación
PVC (K=78), Vestolit P1348K*
100 partes en peso
Estabilizante líquido Ca-Zn
3 partes en peso
Composición del plastificante
60 partes en peso
* disponible en Hüls AG, Alemania
\vskip1.000000\baselineskip
Procedimientos de ensayo
Propiedad de exudación. Una vez desaireados se extienden los compuestos sobre una lámina de vidrio para formar una película de 1 mm de espesor. La película se deja gelatinizar durante 15 minutos en una estufa a 180ºC. La lámina resultante se deja en reposo a temperatura ambiente durante una semana. El material exudado se lava con una mezcla de acetona e IPA. La lámina se seca para medir su pérdida de peso.
El procedimiento de ensayo demuestra que la composición B exuda menos que cada una de las composiciones del documento US nº 4.426.477.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo 3
Se evalúa la composición B de plastificante utilizando una formulación de lámina de copolímero etileno/cloruro de vinilo.
\vskip1.000000\baselineskip
Formulación
Copolímero etileno-vinilo (K=55)*
100 partes en peso
Estabilizante Ca-Zn
2,0 partes en peso
Resina de metacrilato de metilo-butadieno-estireno
5,0 partes en peso
Lubricante, monoglicérido de ácido esteárico
1,0 partes en peso
Cera de polietileno
0,8 partes en peso
Composición del plastificante
3,0 partes en peso
* disponible en Hüls AG, Alemania
\vskip1.000000\baselineskip
Procedimiento de ensayo
La formulación anterior se amasa entre 180 y 190ºC durante 5 minutos entre rodillos de ensayo de 20 cm. En este punto se interpreta la procesabilidad. A continuación, la lámina listada se prensa además a 180ºC y 100 kg/cm^{2} para formar una lámina de 1 mm de espesor y a continuación se mide la transparencia.
El procedimiento de ensayo demuestra que la composición B proporciona una composición de polímero que presenta buena procesabilidad y buena transparencia.
\newpage
Ejemplo comparativo 4
Se evalúa la composición B de plastificante utilizando una formulación de PVC para envolver.
\vskip1.000000\baselineskip
Formulación
PVC (K=70), Vestolit S7054
100 partes en peso
Aceite de soja epoxidado
10 partes en peso
Estabilizante Ca-Zn
2 partes en peso
Quelante
0,5 partes en peso
Agente antiempañante laureato de sorbitán
1,0 partes en peso
Éter alquílico de polioxietileno
1,0 partes en peso
Composición plastificante
35 partes en peso
\vskip1.000000\baselineskip
Procedimiento de ensayo
La formulación anterior se moldea en una película para envolver mediante la utilización de un extrusor de 19 mm y la película se somete a pruebas para la evaluación de las propiedades.
Especificaciones del extrusor
Un extrusiógrafo Brabender tipo 19/25 D
Diámetro del tornillo 19 mm, L/D=25, anchura del troquel 25 mm
Relación de compresión del tornillo 2:1
\vskip1.000000\baselineskip
Condiciones de extrusión
Temperatura del cabezal del cilindro
195ºC
Temperatura del troquel
205ºC
Velocidad del tornillo
35 rpm
Velocidad de extracción
12 m/min
\vskip1.000000\baselineskip
El procedimiento de ensayo demuestra que la Composición B proporciona una composición polimérica que presenta propiedades de buena procesabilidad, buena transparencia, exudado y antiempañado.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo 5
Cada uno de los seis compuestos que se evalúan se incorporaron al PVC.
Los compuestos se incorporaron al PVC en las cantidades siguientes.
\vskip1.000000\baselineskip
PVC (K-70), Solvic S 271 GC*
100 partes en peso
Plastificante
40 partes en peso
* disponible en Solvay & Cie., Bélgica
\vskip1.000000\baselineskip
Se mezclaron el PVC y los compuestos plastificantes en un mezclador planetario Brabender tipo P 600. El mezclador se funcionó a 88ºC y 100 RPM. El procedimiento se realiza según ISO/DIS 4574.
Cada uno de los compuestos se moldea por compresión en láminas con un espesor de aproximadamente 4 mm de acuerdo con la norma ISO 293-1974. Las condiciones fueron 190ºC y una presión aplicada de 7,5 bares. El tiempo de moldeo se fijó en 150 segundos.
Las muestras del ensayo de Dumbbell se cortaron en láminas moldeadas por compresión según DIN 53457 (Dumbbell nº 4). Las propiedades medidas para evaluar el efecto del plastificante se presentan en la tabla siguiente. Se midió la gama de durezas Shore A según DIN 53505. Todas las demás propiedades se registraron según DIN 53457.
\vskip1.000000\baselineskip
Resultados
34 
\vskip1.000000\baselineskip
Los parámetros utilizados típicamente para describir el efecto plastificante son los índices del módulo de Young y de Shore A.
\text{*}
El módulo de Young se denomina también módulo de elasticidad y cuanto menor es el valor de este parámetro mejor es el efecto plastificante.
\text{*}
Shore A es una medida de la dureza del producto. Este valor debería ser en general tan bajo como sea posible.
\vskip1.000000\baselineskip
La resistencia necesaria para una elongación del 100% de la muestra de ensayo (SASE, 100%) se utiliza también para evaluar las propiedades de un plastificante. Un valor bajo de este parámetro indica un buen efecto plastificante.
El "esfuerzo de rotura" y la "resistencia a la rotura" son dos propiedades mecánicas adicionales que se utilizan para describir un PVC plastificado.
En comparación con el plastificante DOP patrón industrial, el Compuesto B proporcionó una resistencia análoga al DOP, el compuesto B proporcionó una resistencia superior en comparación con el Compuesto A y DINP, el Compuesto C y el D presentaron un efecto plastificante pero presentan una resistencia inferior en comparación con el Compuesto B.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo 6
Cada uno de los seis compuestos que se evalúan se incorporaron al PVC.
Los compuestos se prepararon según el Ejemplo 5 y se incorporaron al PVC en las cantidades siguientes.
\vskip1.000000\baselineskip
PVC (K-70), Solvic S 271 GC*
100 partes en peso
Plastificante
60 partes en peso
* disponible en Solvay & Cie., Bélgica
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35
Los resultados de esta formulación que contiene 60 partes de plastificante presentan un efecto plastificante mejor para todos los productos en comparación con los resultados obtenidos con la formulación del Ejemplo 5 (40 partes de plastificante).
Como en el Ejemplo 5 en comparación con el patrón industrial DOP, el Compuesto B proporcionó una resistencia análoga al DOP, en particular con respecto al módulo de Young, SASE (100%) y Shore A. El compuesto B proporcionó una resistencia superior en comparación con el Compuesto A y DINP, el Compuesto C y el D presentaron un efecto plastificante pero presentan una resistencia inferior que el Compuesto B.

Claims (29)

1. Procedimiento para la preparación de un compuesto que presenta la fórmula
36
en la que R_{1}, R_{2} y R_{3} se seleccionan independientemente de entre un grupo acilo o un átomo de hidrógeno,
en la que por lo menos uno de entre R_{1}, R_{2} y R_{3} es un grupo acilo (un grupo acilo corto) que presenta de 2 a 6 átomos de carbono; en la que por lo menos uno de entre R_{1}, R_{2} y R_{3} es un grupo acilo de cadena ramificada (un grupo acilo largo) constituido por una cadena que presenta de 10 a 20 átomos de carbono y un grupo hidrófilo ramificado en la que el grupo hidrófilo ramificado es un grupo acilo o un derivado del mismo;
comprendiendo el procedimiento las etapas siguientes:
(a) acilar un primer compuesto triglicérido de fórmula
37
en la que cada R_{1A}, R_{2A} y R_{3A} es un grupo de ácidos grasos que consiste en o presenta una cadena que presenta 10 a 20 átomos de carbono, para proporcionar un compuesto triglicérido acilado;
(b) hacer reaccionar el triglicérido acilado con un segundo compuesto triglicérido de fórmula
38
en la que cada R_{1B}, R_{2B} y R_{3B} es un grupo acilo (un grupo acilo corto) que presenta de 2 a 6 átomos de carbono; y
(c) purificar por destilación para proporcionar el compuesto de fórmula
39
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el primer compuesto triglicérido acilado en la etapa (a) es el triglicérido del ácido ricinoleico.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que el segundo compuesto triglicérido en la etapa (b) es la triacetina.
4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer compuesto triglicérido es acilado en la etapa (a) con anhídrido acético.
\newpage
5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer triglicérido es obtenido a partir de aceite de ricino hidrogenado.
6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el primer triglicérido es obtenido a partir de un aceite de ricino no hidrogenado.
7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer triglicérido es acilado en la etapa (a) de manera que el triglicérido contiene por lo menos un grupo de ácido acético por mol de triglicérido.
8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer triglicérido es acilado en la etapa (a) de manera que el triglicérido contiene hasta la media de los tres grupos de ácido acético por mol de triglicérido.
9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el grupo hidrófilo ramificado es un grupo de fórmula
40
en la que p es de 0 a 4.
10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dos de entre R_{1}, R_{2} y R_{3} son los grupos acilo cortos y en el que el otro de entre R_{1}, R_{2} y R_{3} es un grupo acilo largo.
11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la cadena del grupo acilo largo consiste en una cadena que presenta de 14 a 20 átomos de carbono.
12. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que la cadena del grupo acilo largo consiste en una cadena que presenta de 16 a 20 átomos de carbono.
13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el grupo acilo corto es un grupo acilo que presenta de 2 a 5 átomos de carbono.
14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que el grupo acilo corto es un grupo acilo que presenta 2 átomos de carbono.
15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el grupo acilo corto está presente en una cantidad, por término medio, no mayor de 2 moles por mol de glicerol y ésteres del mismo.
16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el grupo acilo largo está presente en una cantidad, en término medio, de por lo menos 0,4 moles por mol de glicerol y los ésteres del mismo.
17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el grupo acilo largo está presente en una cantidad, en término medio, de desde 0,9 a 2 moles por mol de glicerol y los ésteres del mismo.
18. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el grupo acilo largo está presente en una cantidad, en término medio, de desde 0,9 a 1 moles por mol de glicerol y los ésteres del mismo.
19. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la cantidad total de grupos acilos es, por término medio, de 2,7 a 3,0 moles por mol de glicerol y ésteres del mismo.
20. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el compuesto presenta la fórmula
41
21. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el compuesto presenta la fórmula
42 
\vskip1.000000\baselineskip
22. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el compuesto presenta la fórmula
43 
\vskip1.000000\baselineskip
23. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el compuesto presenta la fórmula
44
en la que dos de entre R_{4}, R_{5} y R_{6} presentan la fórmula
45
en la que para cada uno de los dos de entre R_{4}, R_{5} y R_{6} q se selecciona independientemente de entre 0 a 3; y el otro de entre R_{4}, R_{5} y R_{6} es un grupo ramificado de fórmula
46
en la que n es de 10 a 20 y m es 2n, y en la que p es de 0 a 4.
\vskip1.000000\baselineskip
24. Procedimiento según la reivindicación 23, en el que n es de 16 a 20.
25. Procedimiento según la reivindicación 23, en el que n es de 16 a 18.
26. Procedimiento según la reivindicación 23, en el que n es 17.
27. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 26, en el que el grupo ramificado es un grupo de fórmula
47
en la que x es de 7 a 10, e y es 2x.
\vskip1.000000\baselineskip
28. Procedimiento según la reivindicación 27, en el que x es 10.
29. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 28, en el que q es 0.
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