ES2425552T3 - Combinación de lubricantes para el tratamiento de materiales sintéticos termoplásticos - Google Patents

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Abstract

Una composición termoplástica, que contiene a) al menos un polímero termoplástico, b) al menos un lubricante, así como c) eventualmente otros aditivos, en donde el al menos un lubricante es una mezcla de reacción que se puede obtener mediante lareacción de un componente con contenido en triglicéridos saturados con un alcohol primario.

Description

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DESCRIPCION
Combinacion de lubricantes para el tratamiento de materiales sinteticos termoplasticos
La presente invencion se refiere a una composicion termoplastica, a un procedimiento para la preparacion de una composicion termoplastica, a la composicion termoplastica obtenible mediante este procedimiento, a un procedimiento para la produccion de un cuerpo moldeado basado en una composicion termoplastica, a un cuerpo moldeado obtenible mediante este procedimiento, asf como al uso de una mezcla de reaccion.
Los polfmeros termoplasticos gozan de gran popularidad en la produccion de cuerpos moldeados de todo tipo. Habitualmente, el tratamiento de polfmeros termoplasticos para formar cuerpos moldeados de este tipo tiene lugar a traves de varias etapas, comprendiendo, por norma general, al menos una etapa un calentamiento del polfmero, llevandose a cabo el calentamiento a menudo hasta una temperatura a la que el polfmero termoplastico presenta un perfil reologico suficiente para el tratamiento ulterior. Etapas de tratamiento adicionales estan ligadas a menudo con una mezcladura a fondo intensa de polfmeros termoplasticos y sustancias constitutivas adicionales y con un cizallamiento del polfmero. Etapas de tratamiento adicionales de este tipo se alcanzan, por ejemplo, mediante extrusion, una mezcladura a fondo mtima de los diferentes componentes de una mezcla de un polfmero termoplastico y de sustancias constitutivas adicionales que proporciona el cuerpo moldeado.
Para mejorar la capacidad de tratamiento para formar cuerpos moldeados, a mezclas de este tipo a base de polfmeros termoplasticos y eventualmente sustancias constitutivas adicionales se anade, a menudo, un denominado lubricante. En el caso de un lubricante de este tipo se trata, por norma general, de un compuesto de bajo peso molecular del grupo de los acidos grasos, esteres de acidos grasos, esteres de cera, esteres alcoholicos grasos, ceras de amida, jabones de metales, acidos de Montana, esteres de acidos de Montana o de compuestos polimericos de elevado peso molecular tales como parafinas o ceras de polietileno. En particular, el poli(cloruro de vinilo) no se puede tratar termoplasticamente sin la adicion de lubricantes. Esto es valido, ante todo, para el tratamiento termoplastico de PVC duro, es decir, de masas de PVC que no tienen o que solo tienen muy pequenas proporciones de plastificantes. En el caso del empleo de lubricantes se diferencia entre los denominados “lubricantes externos” y los “lubricantes internos”. Una perspectiva sobre la aplicacion de lubricantes la proporciona Worschech, K. en: Becker, G.; Braun, D.; (Comp.) Kunststoff-Handbuch, 2a Ed., Tomo 2/1: Polyvinylchlorid (1986), pag. 570 y siguientes.
Lubricantes que actuan como agentes separadores entre la masa de material sintetico y el metal de la herramienta de tratamiento se designan como “lubricantes externos”. En este caso, el lubricante debe evitar que el material sintetico plastificado quede pegado firmemente durante el tratamiento al metal caliente de las herramientas de conformacion, por ejemplo, husillos transportadores de extrusoras o rodillos metalicos de calandrias. Ejemplos de lubricantes de accion externa (tambien denominados “agentes desmoldeadores”) son esteres de cera del acido de Montana tal como se describen, por ejemplo, en el documento DE-A 36 43 968 o el documento EP-A 346717, esteres complejos de acidos grasos a base de polioles, acidos dicarboxflicos y acidos grasos, jabones de metales tales como estearatos de metales pesados, ceras de parafina o aceites de parafina, ceras de polietileno o ceras de amida tal como diestearato de etilendiamina.
Como “lubricantes internos” se designan aquellos lubricantes que procuran una fluidez mejorada de la masa fundida. Ejemplos de lubricantes de accion interna son, por ejemplo, esteres del acido estearico tal como estearato de butilo, esteres parciales de acidos grasos del glicerol tal como mono-oleato de glicerol o esteres del acido ftalico de alcoholes grasos tal como ftalato de diestearilo.
Por motivos ecologicos y economicos, el uso directo de trigliceridos saturados tal como sebo endurecido o aceite de colza endurecido sena particularmente ventajoso como lubricantes. Sin embargo, estos compuestos actuan de manera muy externa (vease Becker/Braun, Kunststoff Handbuch Tomo 2/1, Carl Hanser Verlag 1986, pags., 570595) y no pueden ser empleados de esta forma. El empleo de mezclas de trigliceridos saturados con otros aditivos de materiales sinteticos se describe en el documento WO-A-2005/082991.
La presente invencion tema por mision superar, al menos en parte, los inconvenientes que resultan del estado conocido en relacion con masas de moldeo termoplasticas.
En particular, la presente invencion tema por mision indicar un lubricante para composiciones termoplasticas que se base en materias primas renovables y, con ello, sea ventajoso desde un punto de vista ecologico y, al mismo tiempo,
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presente un efecto de lubricante interno acusado de manera particularmente intensa. Ademas de ello, este lubricante se debena preparar de un modo lo mas sencillo posible partiendo de materias primas renovables.
Tambien, el lubricante debena distinguirse por una compatibilidad particularmente buena, en particular con poli(cloruro de vinilo).
Ademas de ello, el lubricante o bien una composicion termoplastica que contiene el lubricante debena distinguirse por una estabilidad termica particularmente elevada.
Una aportacion a la solucion de los problemas mencionados al comienzo la ofrece una composicion termoplastica que contiene
a) al menos un polfmero termoplastico,
b) al menos un lubricante, asf como
c) eventualmente otros aditivos,
en donde el al menos un lubricante es una mezcla de reaccion que se puede obtener mediante la reaccion de un componente con contenido en trigliceridos saturados con un alcohol primario, conteniendo la mezcla de reaccion, junto al producto de transesterificacion (ester de acido graso y alcohol primario) tambien esteres parciales de glicerol, alcohol primario que no ha reaccionado y triglicerido que no ha reaccionado; y siendo el alcohol primario un poliol con mas de dos grupos OH.
Sorprendentemente, se encontro que trigliceridos saturados, transesterificados con alcoholes primarios, pueden emplearse como lubricante interno en el tratamiento de materiales sinteticos termoplasticos, sin afectar negativamente a las propiedades reologicas. Adicionalmente, estos productos mejoran la termoestabilidad alcanzable de los productos acabados. Los lubricantes se componen de una elevada proporcion de materias primas renovables y, por lo tanto, son ecologicamente ventajosos. Tambien en el caso de la produccion de estos lubricantes no resultan productos secundarios, dado que el producto de reaccion de la transesterificacion puede emplearse directamente como lubricante.
La composicion de acuerdo con la invencion contiene como componente a) al menos un polfmero termoplastico. Un polfmero termoplastico adecuado se elige, por ejemplo, del grupo consistente en poli(cloruro de vinilo) (PVC), polipropileno (PP), polietileno (PE), poli(tereftalato de etileno) (PET), polilactato (PLA), policarbonato, poliestirenos, poliuretanos, polieteres, caucho vulcanizado, preferiblemente poliisopreno, caucho, en particular caucho NBR, polibutadieno, copolfmeros a base de al menos dos de los precedentes, en particular copolfmeros de polietileno/polipropileno y mezclas a base de al menos dos de los mismos. Se prefieren Pe, PP, PVC, PET y PLA, y el mas preferido es PVC.
En una ejecucion conforme a la invencion, la composicion termoplastica de acuerdo con la invencion no funde por debajo de 80°C, preferiblemente en o por debajo de 140°C y de manera particularmente preferida en o por debajo de 270°C. La mayona de las veces, las composiciones termoplasticas preferidas de acuerdo con la invencion se presentan como masa fundida a 350° o menos. En composiciones termoplasticas de acuerdo con la invencion se emplean en al menos un 50% en peso, preferiblemente en al menos un 75% en peso y de manera particularmente preferida en al menos un 90% en peso, en cada caso referido al peso total de la composicion termoplastica, polfmeros termoplasticos con dicho comportamiento de fusion.
Una composicion termoplastica de acuerdo con la invencion contiene preferiblemente al menos 50% en peso, referido al peso total de la composicion termoplastica, de al menos un polfmero termoplastico. El lfmite superior para el contenido de polfmeros termoplasticos se encuentra en este caso, por ejemplo, en 99,999% en peso, en cada caso referido al peso total de la composicion termoplastica, o por debajo, por ejemplo en 98% en peso, 96% en peso, 94% en peso, 92% en peso, 90% en peso, o por debajo, por ejemplo en 85% en peso, 80% en peso, 75% en peso, 70% en peso, 65% en peso, 60% en peso o en 55% en peso. Ademas de ello, tambien es igualmente posible que una composicion termoplastica de acuerdo con la invencion contenga menos polfmeros termoplasticos, por ejemplo 45% en peso o menos, por ejemplo 40% en peso o menos, 35% en peso o menos, 30% en peso o menos, 25% en peso o menos o 20% en peso o menos. En funcion de la finalidad de empleo deseada, el lfmite inferior de la porcion de polfmeros termoplasticos puede encontrarse, por ejemplo, en mas de 15% en peso, por ejemplo en 16, 17, 18, 19 o 20% en peso, en cada caso referido al peso total de la composicion termoplastica.
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Una composicion de acuerdo con la invencion tiene propiedades termoplasticas. Sin embargo, esto no excluye el que una composicion termoplastica de acuerdo con la invencion contenga una porcion de componentes polimericos no termoplasticos, por ejemplo una porcion de duromeros (en la bibliograf^a se denominan a menudo tambien duroplastos), la cual, sin embargo, se encuentra a lo sumo en una cantidad a la que las propiedades termoplasticas de la composicion total no sean afectadas desventajosamente de manera que no sea posible un tratamiento termoplastico o solo lo sea asumiendo graves inconvenientes.
La composicion de acuerdo con la invencion contiene, ademas, como componente b), al menos un lubricante, siendo el al menos un lubricante una mezcla de reaccion que se pueda obtener, preferiblemente se haya obtenido mediante reaccion de un componente con contenido en trigliceridos saturados con un alcohol primario. Esta mezcla de reaccion contiene, por consiguiente, junto a esteres parciales de glicerol, un ester de acidos grasos y del alcohol primario.
Como componente con contenido en trigliceridos se emplean preferiblemente aceites y grasas naturales o endurecidos de origen vegetal o animal. De acuerdo con la invencion, se prefiere el empleo de aceites o grasas con una proporcion de trigliceridos mayor que 50% en peso, preferiblemente mayor que 75% en peso y de manera particularmente preferida mayor que 90%, en cada caso referido al peso total del aceite o de la grasa.
Ademas, de acuerdo con la invencion se prefiere para la preparacion del lubricante, emplear un componente con contenido en trigliceridos que se base, en al menos un 75% en peso, de manera particularmente preferida en al menos un 85% en peso y lo mas preferiblemente en al menos un 95% en peso, en cada caso referido al peso total del componente con contenido en trigliceridos, en aceites y grasas con un mdice de yodo, determinado preferiblemente segun la norma DIN 53241-1, menor que 20, de manera particularmente preferida menor que 10 y de manera lo mas preferida menor que 5.
Grasas y aceites de este tipo pueden presentarse de forma natural u obtenerse mediante hidrogenacion de grasas y aceites naturales con una elevada proporcion de acidos grasos insaturados y, con ello, con un mdice de yodo elevado. Un ejemplo de grasas y aceites que se presentan de forma natural con indices de yodo por debajo de 20 puede ser el aceite de coco obtenible en funcion de la cosecha y del sector de cultivo, pudiendo oscilar por naturaleza la composicion de acidos grasos de este aceite natural. En el sentido de la invencion solo es adecuado aquel aceite de coco natural que presente indices de yodo inferiores a 20, preferiblemente inferiores a 10.
Otras grasas y aceites naturales adecuados con indices de yodo inferiores a 20 se pueden obtener mediante hidrogenacion de los dobles enlaces de los acidos grasos insaturados en grasas y aceites naturales de una manera en sf conocida. Para la hidrogenacion se adecuan como aceites y grasas naturales, aceite de palma, aceite de palmisto, aceite de coco, aceite de oliva, aceite de colza de cultivo antiguo o nuevo, aceite de girasol de cultivo antiguo y nuevo, aceite de lino, aceite de cacahuete, aceite de semilla de algodon, aceite de cilantro, aceite de blanca hierba de la pradera, aceite de manteca de cerdo, sebo vacuno y aceite de pescado, aceite de chaulmogra, aceite de ricino, pero en particular sebo vacuno endurecido. Tanto las grasas y aceites hidrogenados con indices de yodo inferiores a 20, como las grasas y los aceites naturales en los que se fundan, que tienen que ser todavfa hidrogenados, se pueden adquirir en el comercio. Se prefiere el empleo de aceite de coco, aceite de palmisto, sebo endurecido, aceite de ricino endurecido, estearina de palma endurecida, aceite de ricino endurecido o una mezcla a base de al menos dos de estos aceites.
Por un alcohol primario, el cual en la preparacion del lubricante se hace reaccionar con el componente con contenido en trigliceridos se entiende preferiblemente un alcohol que comprende al menos una unidad estructural -CH2-OH. En el caso de este alcohol primario se trata de un poliol con mas de dos grupos OH, por ejemplo de un poliol con tres o cuatro grupos OH. Alcoholes primarios preferidos se eligen del grupo consistente en trimetilolpropano, pentaeritrita, dipentaeritrita y una mezcla a base de al menos dos de los mismos.
En el caso de la reaccion del alcohol primario con el componente con contenido en trigliceridos se pretende preferiblemente que sea una transesterificacion de los trigliceridos. Por este motivo, se prefiere que la reaccion del componente con contenido en trigliceridos saturados con el alcohol primario tenga lugar en presencia de una base como catalizador. Como bases se adecuan en este caso, en particular, hidroxidos, oxidos o carbonatos de un metal alcalino o alcalinoterreo, o bien alcoxilatos alcalinos, por ejemplo metilato de sodio, etilato de sodio o bien alcoxilatos alcalinos de los alcoholes primarios precedentemente mencionados, empleandose como base de manera particularmente preferida compuestos elegidos del grupo que se compone de NaOH, KOH, LiOH o una mezcla a base de al menos dos de los mismos.
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Ademas, en relacion con la preparacion del lubricante, se prefiere que el componente con contenido en trigliceridos saturados se haga reaccionar con el alcohol primario en una relacion ponderal en un intervalo de 50 : 50 a 99 : 1, de manera particularmente preferida en un intervalo de 60 : 40 a 98 : 2, y lo mas preferiblemente en un intervalo de 70 : 30 a 95 : 5.
Ademas, en relacion con la preparacion del lubricante, se prefiere que la reaccion del componente con contenido en trigliceridos saturados con el alcohol primario tenga lugar a una temperatura en un intervalo de 100 a 300°C, de manera particularmente preferida en un intervalo de 150 a 280°C y lo mas preferiblemente en un intervalo de 200 a 250°C.
Se ha manifestado ahora como particularmente ventajoso conforme a la invencion que la mezcla de reaccion obtenida despues de la transesterificacion, la cual contiene, junto al producto de transesterificacion (ester de acido graso y alcohol primario) tambien esteres parciales de glicerol y alcohol primario que no ha reaccionado, triglicerido que no ha reaccionado asf como eventualmente la base empleada como catalizador se emplee sin purificacion ulterior directamente como componente b) del lubricante.
El lubricante precedentemente descrito esta contenido en la composicion termoplastica de acuerdo con la invencion preferiblemente en una cantidad en un intervalo de 0,001 a 10% en peso, de manera particularmente preferida de 0,1 a 5% en peso y lo mas preferiblemente de 0,3 a 3% en peso, en cada caso referido al peso total de la composicion termoplastica.
Ademas, la composicion de acuerdo con la invencion puede contener, como componente c), otros aditivos, siendo el aditivo preferiblemente un aditivo elegido del grupo consistente en materiales de carga, pigmentos, estabilizadores, otros lubricantes, plastificantes, agentes antibloqueo, agentes anti-vaho, antiestaticos, igmfugos, agentes propulsores, grasas, aceites, antioxidantes, captadores de acidos, agentes nucleantes, disolventes y una mezcla a base de al menos dos de los mismos.
Como pigmentos se adecuan basicamente todos los pigmentos inorganicos u organicos que son compatibles con la composicion termoplastica como tal y, en particular, con la composicion termoplastica en el marco del tratamiento previsto. Los pigmentos pueden conferir a la composicion termoplastica un color, pero tambien son asimismo adecuados pigmentos que colorean de blanco o negro a la composicion termoplastica. Pigmentos particularmente adecuados son, por ejemplo, dioxido de titanio, pigmentos a base de oxido de zirconio, sulfato de bario, oxido de zinc (blanco de zinc) y litopones (sulfito de zinc/sulfato de bario), negro de carbono, mezclas de negro de carbono- dioxido de titanio, pigmentos de oxido de hierro, oxido de antimonio, oxido de cromo, espinelas tales como azul cobalto y verde cobalto, sulfito de cadmio, selenita de cadmio, azul ultramarino o pigmentos organicos tales como pigmentos azo, pigmentos de ftalocianina, pigmentos quinacridona, pigmentos de perileno, pigmentos de dicetopirrolopirrol o pigmentos de antraquinona.
Como materiales de carga se adecuan, en particular, carbonato de calcio, dolomita, yeso, wollastonita, oxido de magnesio, hidroxido de magnesio, silicatos, arcilla de China, sebo, fibras de vidrio, esferas de vidrio, esferas de madera, mica, oxidos de metales o hidroxidos de metales, negro de carbono, grafito, harina de roca, feldespato, fibras de vidrio, sebo, caolm o greda, o sulfatos de metales, por ejemplo sulfatos de metales pesados que, junto a un efecto de carga o pigmentante, pueden ejercer, por ejemplo, tambien un efecto estabilizante sobre la composicion termoplastica.
La proporcion de pigmentos o materiales de carga o mezcla a base de uno o varios pigmentos y uno o varios materiales de carga en la composicion termoplastica global puede ascender hasta aproximadamente 50% en peso, preferido a la composicion termoplastica. De acuerdo con la invencion, esta previsto que una composicion termoplastica contenga solo pequenas cantidades de pigmentos o materiales de carga, por ejemplo 0,5 a aproximadamente 10 o 1 hasta aproximadamente 5% en peso. Sin embargo, es asimismo posible que una composicion termoplastica de acuerdo con la invencion contenga cantidades mayores de pigmentos o materiales de carga o sus mezclas, por ejemplo aproximadamente 10 hasta aproximadamente 50% en peso o aproximadamente 20 hasta aproximadamente 40% en peso, en cada caso referido al peso total de la composicion termoplastica.
Los estabilizadores protegen a los materiales sinteticos tales como PVC de descomponerse a temperaturas elevadas o de modificarse qmmicamente. Con ello, mejoran la estabilidad a la intemperie. Se emplean, por ejemplo, compuestos a base de plomo, calcio, zinc, bario y estano.
Otros lubricantes sirven, por ejemplo, para continuar facilitando el tratamiento de polfmeros mediante reduccion de la friccion entre las cadenas de polfmeros y la reduccion de la adherencia a la pared de la masa fundida. Lubricantes
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adicionales utilizados a menudo son jabones de metales tales como estearatos y lauratos de plomo y calcio que al mismo tiempo pueden actuar como co-estabilizador.
Los plastificantes confieren al material sintetico suavidad y flexibilidad. Muchos plastificantes pertenecen al grupo de los ftalatos (DEHP, DINP y DIDP), asf como de los adipatos y citratos.
Los agentes anti-vaho sirven para impedir la formacion de turbideces, provocadas, por ejemplo, por gotitas de agua, en la superficie. Agentes anti-vaho de este tipo se dan a conocer, por ejemplo, en el documento De 10 2004 038 980 A1 y Plastics Additives Handbook, 5a edicion, editorial Hanser, pags. 609 a 626 y se pueden adquirir de Emery Oleochemicals GmbH.
Agentes antibloqueo son aditivos que impiden o reducen el pegado (“bloqueo”) de superficies revestidas entre sf o con sustratos (p. ej., en el caso del apilamiento o el envasado). En funcion del tiempo de ventilacion, del grado de secado, espesor de capa, presion o temperatura a una carga determinada tiene que tener lugar la eleccion de agentes separadores adecuados que, por norma general, se anaden al material de revestimiento y que acceden a la superficie durante la fase de secado. Para ello encuentran aplicacion, por ejemplo, parafina, cera de polietileno, esteres de cera, aceites de silicona, estearatos, acidos silfcicos modificados y talco.
Como disolvente pueden emplearse agua o disolventes organicos tales como alcoholes tales como poliglicol, en particular polietilenglicol o polipropilenglicol, o una mezcla de los mencionados precedentemente.
De acuerdo con una forma de realizacion particular de la composicion termoplastica de acuerdo con la invencion, esta contiene:
a) 50 a 99,999% en peso, de manera particularmente preferida 60 a 94,9% en peso y lo mas preferiblemente 70 a 89,7% en peso del al menos un polfmero termoplastico,
b) 0,001 a 10% en peso, de manera particularmente preferida 0,1 a 5% en peso y lo mas preferido 0,3 a 3% en peso del al menos un lubricante y
c) 0 a 49,999% en peso, de manera particularmente preferida 5 a 39,9% en peso y lo mas preferido 10 a 29,7% en peso de los aditivos adicionales,
en cada caso referidos al peso total de la composicion termoplastica, ascendiendo la suma de los componentes a) a c) a 100% en peso.
Una aportacion para la solucion a los problemas mencionados al comienzo la ofrece tambien un procedimiento para la preparacion de una composicion termoplastica mediante la puesta en contacto de al menos los siguientes componentes de la composicion
A) 50 a 99,999% en peso, de manera particularmente preferida 60 a 94,9% en peso y lo mas preferiblemente 70 a 89,7% en peso, en cada caso referido al peso total de la composicion termoplastica, de al menos un polfmero termoplastico;
B) 0,001 a 10% en peso, de manera particularmente preferida 0,1 a 5% en peso y lo mas preferido 0,3 a 3% en peso, en cada caso referido al peso total de la composicion termoplastica, del al menos un lubricante y
C) 0 a 49,999% en peso, de manera particularmente preferida 5 a 39,9% en peso, y lo mas preferiblemente 10 a 29,7% en peso, en cada caso referido al peso total de la composicion termoplastica, de al menos un aditivo,
en donde la suma de los componentes A) a C) asciende a 100% en peso, y en donde como polfmeros termoplasticos, como lubricantes y como aditivos se prefieren aquellos compuestos que ya se mencionaron al comienzo en relacion con la composicion termoplastica de acuerdo con la invencion como polfmero termoplastico, lubricante y aditivos preferidos.
La puesta en contacto de los componentes A), B) y C) puede tener lugar, en el caso mas sencillo, mediante la simple mezcladura en seco de los tres componentes (procedimiento de mezcladura en seco), en donde el al menos un polfmero termoplastico puede emplearse, por ejemplo, como granulado. Tambien es imaginable, sin embargo, calentar el al menos un polfmero termoplastico por encima de su punto de fusion y, por consiguiente, fundirlo y acto seguido incorporar los componentes B) y C) en la masa fundida (procedimiento de mezcladura en masa fundida). A continuacion de ello, la mezcla puede enfriarse y eventualmente transformarse en una forma granular.
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Una aportacion a la solucion de los problemas mencionados al comienzo la ofrece tambien una composicion termoplastica obtenible mediante el procedimiento precedentemente descrito, siendo preferido que esta composicion termoplastica presente las mismas propiedades que la composicion termoplastica de acuerdo con la invencion descrita al comienzo.
Una aportacion a la solucion de los problemas mencionados al comienzo la ofrece, ademas, un procedimiento para la produccion de un cuerpo moldeado, que contiene las etapas de procedimiento:
I) la habilitacion de una composicion termoplastica de acuerdo con la invencion o de una composicion termoplastica obtenible mediante el procedimiento de acuerdo con la invencion;
II) el calentamiento de la composicion termoplastica a la temperatura de transicion vftrea del poftmero termoplastico o a una temperatura por encima de la temperatura de transicion vftrea del poftmero termoplastico;
III) la produccion de un cuerpo moldeado a partir de la composicion termoplastica, calentada, preparada en la etapa II) del procedimiento.
En la etapa I) del procedimiento de acuerdo con la invencion para la produccion de un cuerpo moldeado se proporciona primeramente una composicion termoplastica de acuerdo con la invencion o una composicion termoplastica obtenible mediante el procedimiento de acuerdo con la invencion.
Acto seguido, en la etapa II) del procedimiento, la composicion termoplastica se calienta hasta la temperatura de transicion vftrea del poftmero termoplastico o hasta una temperatura por encima de la temperatura de transicion vftrea del poftmero termoplastico. A este respecto, se prefiere de nuevo que el calentamiento de la composicion termoplastica tenga lugar hasta una temperatura en un intervalo de 5 grados por debajo de la temperatura de transicion vftrea (Tg) hasta 100°C por encima de la temperatura de transicion vftrea del poftmero termoplastico empleado, de manera particularmente preferida hasta una temperatura en un intervalo de 1 grado por debajo de la temperatura de transicion vftrea (Tg) hasta 50°C por encima de la temperatura de transicion vftrea del poftmero termoplastico empleado, y lo mas preferiblemente hasta una temperatura en un intervalo de 1 grado por encima de la temperatura de transicion vftrea (Tg) hasta 20°C por encima de temperatura de transicion vftrea del poftmero termoplastico empleado, estando, sin embargo, tambien aqu limitado el ftmite superior del intervalo de temperaturas esencialmente por la temperatura de descomposicion del poftmero termoplastico empleado.
Basicamente las etapas I) y II) del procedimiento pueden llevarse a cabo al mismo tiempo o una tras otra. Una realizacion simultanea de las etapas I) y II) del procedimiento es conveniente, por ejemplo, cuando la composicion termoplastica se prepara mediante un procedimiento de mezcladura en masa fundida. En este caso, puede ser eventualmente ventajoso transformar en un cuerpo moldeado directamente la composicion preparada mediante el procedimiento de mezcladura en masa fundida. Una realizacion de las etapas I) y II) del procedimiento que tiene lugar sucesivamente es conveniente, por ejemplo, cuando la composicion termoplastica se prepara mediante un procedimiento de mezcladura en seco o bien cuando la composicion termoplastica se prepare ciertamente mediante un procedimiento de mezcladura en masa fundida, pero no se somete, inmediatamente despues de la preparacion, a la formacion de un cuerpo moldeado, sino que mas bien se enfna primero.
En la etapa III) del procedimiento de acuerdo con la invencion para la preparacion de un cuerpo moldeado a partir de la composicion termoplastica calentada, preparada en la etapa II) del procedimiento, se produce un cuerpo moldeado en el que se trata preferiblemente de un recipiente, una peftcula, una fibra, un perfil o un tubo. Como procedimientos para la produccion de un cuerpo moldeado entran en consideracion, en particular, la colada por inyeccion, el moldeo por extrusion, el moldeo por compresion, el moldeo por estratificacion, el moldeo de laminacion, el moldeo en hueco, el moldeo en vacfo y el moldeo de transferencia, siendo particularmente preferida la colada por inyeccion.
Ademas, corresponde a una ejecucion del procedimiento de acuerdo con la invencion para la produccion de un cuerpo moldeado termoplastico que en al menos otra etapa IV) del procedimiento, al menos una zona parcial del cuerpo moldeado obtenido en la etapa III) del procedimiento sirva como pieza en bruto del cuerpo moldeado y se reduzca en su seccion transversal en masa con respecto a la misma. En el caso de la seccion transversal en masa se trata de la seccion transversal de una zona del cuerpo moldeada que se compone de forma maciza de la masa de moldeo termoplastica de acuerdo con la invencion. Por ejemplo, en el caso de recipientes o envases la seccion transversal en masa representa el grosor de una pared de estos recipientes o envases. En el caso de cuerpos
moldeados configurados mas bien en forma de hilo o de cordon, la seccion transversal en masa representa el grosor de estos hilos o cordones.
En el caso de estructuras mas bien planas tales como placas, capas, bandas, pelmulas o laminas, la seccion transversal en masa representa el grosor de estas estructuras planas. Para reducir la seccion transversal en masa 5 entran en consideracion basicamente todos los metodos conocidos para ello por el experto en la materia y adecuados. Entre ellos se encuentran, por ejemplo, la extension en una o dos direcciones, el estiramiento en una o dos direcciones, la centrifugacion o el soplado, que en cada caso tienen lugar preferiblemente a temperaturas elevadas, en los que la composicion termoplastica de acuerdo con la invencion es tan blanda o incluso lfquida que puede tener lugar una extension, un estiramiento, una centrifugacion o un soplado. La zona parcial en la que tiene 10 lugar la reduccion en seccion transversal supone preferiblemente al menos 50% y de manera particularmente preferida al menos 80% del cuerpo moldeado obtenido en la etapa III). En general, la extension o el estiramiento tienen lugar cuando a partir del cuerpo moldeado obtenido en la etapa III) se tenga que obtener una fibra. En el caso de la produccion de laminas, por una parte el estiramiento o la extension puede tener lugar en una o varias dimensiones. Asf, la banda que recorre una extrusora puede ser estirada con una velocidad mayor en comparacion 15 con la velocidad de salida de la extrusora. Por el contrario, si se ha de obtener un recipiente o envase, entonces aparte de la extension, del estiramiento y la centrifugacion se emplea particularmente el soplado en la etapa IV). En este caso, la reduccion de la seccion transversal en masa tiene lugar mediante la aplicacion de una presion de gas. La presion de gas se elige generalmente de manera que la composicion termoplastica, calentada la mayona de las veces a al menos la temperatura de transicion vftrea del cuerpo moldeado obtenido en la etapa III), puede ser 20 dilatada. Por norma general, la dilatacion viene limitada por el uso de un molde que tiene la forma final del cuerpo moldeado. Ademas, es posible completar dos o mas de las etapas I) a IV) del procedimiento con otras etapas del procedimiento y/o al menos que discurran de forma solapante en el tiempo. Esto es valido, en particular, para las etapas III) y IV) del procedimiento.
Una aportacion a la solucion de los problemas mencionados al comienzo la ofrece tambien un cuerpo moldeado 25 obtenible mediante el procedimiento precedentemente descrito.
Una aportacion a la solucion de los problemas mencionados al comienzo la ofrece finalmente, tambien el uso de la mezcla de reaccion descrita en relacion con la composicion termoplastica de acuerdo con la invencion como lubricante en composiciones termoplasticas. Como polfmeros termoplasticos y como lubricantes se prefieren de nuevo aquellos compuestos que ya se mencionaron al comienzo en relacion con la composicion termoplastica de 30 acuerdo con la invencion como polfmero termoplastico y lubricante preferidos.
La solucion se explica ahora con mayor detalle con ayuda de ejemplos no limitantes.
Ejemplo 1: Transesterificacion de sebo endurecido con trimetilolpropano
En un matraz de vidrio se dispusieron 518,3 g de sebo endurecido (mdice de yodo < 1), 81,7 g de trimetilolpropano y 0,061 g de LiOH x H2O y, bajo agitacion, se calentaron hasta 240°C. Despues de un tiempo de reaccion de 2,5 h se 35 enfrio.
Color 1” Lov. Amarillo = 0,5, Lov. Rojo = 0,2 (Lov. = mdice de color segun Lovibond) fndice de acidez = 0,27, mdice de saponificacion = 171,2
Ejemplo 2: Transesterificacion de sebo endurecido con pentaeritritol
En un matraz de vidrio se dispusieron 517,2 g de sebo endurecido (mdice de yodo < 1), 82,8 g de pentaeritritol y 40 0,06 g de LiOH x H2O y, bajo agitacion, se calentaron hasta 240°C. Despues de un tiempo de reaccion de 2 h se
enfrio.
Color 1” Lov. Amarillo = 0,7, Lov. Rojo = 0,3
fndice de acidez = 0,22, mdice de saponificacion = 170,0
Ejemplo 3: Transesterificacion de sebo endurecido con trietilenglicol
45 En un matraz de vidrio se dispusieron 510,0 g de sebo endurecido (mdice de yodo < 1), 90,0 g de trietilenglicol y 0,06 g de LiOH x H2O y, bajo agitacion, se calentaron hasta 240°C. Despues de un tiempo de reaccion de 2,5 h se enfrio.
Color 1” Lov. Amarillo = 3,8, Lov. Rojo = 1,4
fndice de acidez = 0,8, mdice de saponificacion = 171,3
Ejemplos 4-7: Preparacion de una composicion termoplastica de acuerdo con la invencion
5 A partir de polvo de PVC y diferentes aditivos se preparo en un mezclador de la razon social Henschel una mezcla seca (cantidad de material = 3 kg, temperature de caldeo = 120°C, subsiguiente enfriamiento), las composiciones se pueden deducir de la siguiente Tabla.
Ejemplo
4 5 6 7
PVC Evipol SH 6520
100 100 100 100
Sulfato de plomo 3-basico
3 3 3 3
Estearato de plomo al 28%
0,5 0,5 0,5 0,5
Estearato de calcio
0,5 0,5 0,5 0,5
Ftalato de diestearilo
1
Producto de transesterificacion del Ejemplo 1
1
Producto de transesterificacion del Ejemplo 2
1
Producto de transesterificacion del Ejemplo 3
1
Los Ejemplos 5 a 7 son de acuerdo con la invencion.
10 Preparacion de bandas planas como cuerpos moldeados
Las mezclas secas de los Ejemplos 4 a 7 se extrudieron en una extrusora de doble husillo de la razon social Weber para formar una cinta (parametros de la extrusion: numero de revoluciones = 15 rpm (B1-B3), 25 rpm; temperatura = 180°C). Como medida para la actividad del lubricante se valoro el consumo de potencia de la extrusora, la solicitacion de la maquina (en %) y la presion de la masa (en bares).
15
Ejemplo
Solicitacion de la maquina (%) Presion de la masa (bares)
4
49 382
5
46 362
6
48 365
7
49 376
Los productos de acuerdo con la invencion son equiparables al lubricante estandar ftalato de diestearilo y reducen la presion de la masa en la extrusora sin modificar la solicitacion de la maquina.
De los productos extrudidos se determino la estabilidad termica segun la norma EN 60811-3-2: 1995 Parrafo 9 (Test de rojo Congo) a 200°C.
20
Ejemplo
Estabilidad [min]
4
46
5
51
6
51
7
51
Los lubricantes empleados de acuerdo con la invencion conducen a una termoestabilidad mejor que el patron.

Claims (20)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    REIVINDICACIONES
    1. - Una composicion termoplastica, que contiene
    a) al menos un poKmero termoplastico,
    b) al menos un lubricante, asf como
    c) eventualmente otros aditivos,
    en donde el al menos un lubricante es una mezcla de reaccion que se puede obtener mediante la reaccion de un componente con contenido en trigliceridos saturados con un alcohol primario, en donde la mezcla de reaccion contiene, junto al producto de transesterificacion (ester de acido graso y alcohol primario), tambien esteres parciales de glicerol, alcohol primario que no ha reaccionado y triglicerido que no ha reaccionado; y siendo el alcohol primario un poliol con mas de dos grupos OH.
  2. 2. La composicion termoplastica segun la reivindicacion 1, en la que el componente con contenido en trigliceridos se elige del grupo consistente en aceite de coco, aceite de palmisto, sebo endurecido, aceite de colza endurecido, estearina de palma endurecida, aceite de ricino endurecido y una mezcla a base de al menos dos de ellos.
  3. 3. La composicion termoplastica segun la reivindicacion 1 o 2, en donde el componente con contenido en trigliceridos se basa en al menos un 75% en peso, referido al peso total del componente con contenido en trigliceridos, en aceites y grasas con un mdice de yodo menor que 20.
  4. 4. La composicion termoplastica segun una de las reivindicaciones precedentes, en donde el alcohol primario se elige del grupo consistente en trimetilolpropano, pentaeritrita, dipentaeritrita y una mezcla a base de al menos dos de ellos.
  5. 5. La composicion termoplastica segun una de las reivindicaciones precedentes, en donde la reaccion del componente con contenido en trigliceridos saturados con el alcohol primario tiene lugar en presencia de una base.
  6. 6. La composicion termoplastica segun la reivindicacion 5, en donde la base es un hidroxido, un oxido o un carbonato de un metal alcalino o alcalinoterreo o un alcoxilato de metal alcalino.
  7. 7. La composicion termoplastica segun la reivindicacion 6, en donde la base se elige del grupo consistente en NaOH, KOH, LiOH y una mezcla a base de al menos dos de ellos.
  8. 8. La composicion termoplastica segun una de las reivindicaciones precedentes, en donde el componente con contenido en trigliceridos saturados se hace reaccionar con el alcohol primario en una relacion ponderal en un intervalo de 50 : 50 a 99 : 1.
  9. 9. La composicion termoplastica segun una de las reivindicaciones precedentes, en donde la reaccion del componente con contenido en trigliceridos saturados con el alcohol primario tiene lugar a una temperatura en un intervalo de 100 a 300°C.
  10. 10. La composicion termoplastica segun una de las reivindicaciones precedentes, en donde el polfmero termoplastico se elige del grupo consistente en poli(cloruro de vinilo), polipropileno, polietileno, poli(tereftalato de etileno), polilactato, policarbonato, poliestireno, poliuretano, polieter, caucho vulcanizado y copolfmeros a base de al menos dos de los anteriores.
  11. 11. La composicion termoplastica segun una de las reivindicaciones precedentes, en donde como aditivo esta contenido al menos un aditivo elegido del grupo consistente en materiales de carga, pigmentos, estabilizadores, otros lubricantes, plastificantes, agentes antibloqueo, agentes anti-vaho, antiestaticos, igmfugos, agentes propulsores, grasas, aceites, antioxidantes, captadores de acidos, agentes nucleantes, disolventes y una mezcla a base de al menos dos de ellos.
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
  12. 12. La composicion termoplastica segun una de las reivindicaciones precedentes, en donde la composicion contiene al lubricante en una cantidad de aproximadamente 0,001 hasta aproximadamente 10% en peso, referido al peso total de la composicion termoplastica.
  13. 13. La composicion termoplastica segun una de las reivindicaciones precedentes, en donde la composicion termoplastica contiene
    a) al menos 50 a 99,999% en peso del al menos poftmero termoplastico,
    b) 0,001 a 10% en peso del al menos un lubricante y
    c) 0 a 49,999% en peso de los otros aditivos,
    en cada caso referido al peso total de la composicion termoplastica, siendo la suma de los componentes a) a c) de 100% en peso.
  14. 14. Un procedimiento para la preparacion de una composicion termoplastica mediante la puesta en contacto de al menos uno de los siguientes componentes de la composicion
    A) al menos 50 a 99,999% en peso, referido al peso total de la composicion termoplastica, de al menos un poftmero termoplastico;
    B) 0,001 a 10% en peso, referido al peso total de la composicion termoplastica, de al menos un lubricante tal como se define en las reivindicaciones 1-13; y
    C) 0 a 49,999% en peso, referido al peso total de la composicion termoplastica, de al menos un aditivo, siendo la suma de los componentes A) a C) de 100% en peso.
  15. 15. Una composicion termoplastica, que se puede obtener mediante el procedimiento segun la reivindicacion 14.
  16. 16. Un procedimiento para la produccion de un cuerpo moldeado, que incluye las etapas de procedimiento:
    I) la habilitacion de una composicion termoplastica segun una de las reivindicaciones 1 a 13 o 15,
    II) el calentamiento de la composicion termoplastica hasta la temperatura de transicion vftrea del poftmero termoplastico o hasta una temperatura por encima de la temperatura de transicion vftrea del poftmero termoplastico;
    III) la produccion de un cuerpo moldeado a partir de la composicion termoplastica calentada, preparada en la etapa II) del procedimiento.
  17. 17. El procedimiento segun la reivindicacion 16, en el que en otra etapa IV) del procedimiento, al menos una zona parcial del cuerpo moldeado obtenido en la etapa III) del procedimiento se reduce en su seccion transversal en masa con respecto a la etapa III) del procedimiento.
  18. 18. El procedimiento segun una de las reivindicaciones 16 o 17, en el que el cuerpo moldeado se elige de un grupo consistente en un recipiente, una lamina, una fibra, un perfil y un tubo.
  19. 19. Un cuerpo moldeado, que se puede obtener mediante un procedimiento segun una de las reivindicaciones 16 a 18.
  20. 20. El uso de una mezcla de reaccion que se puede obtener mediante la reaccion de un componente con contenido en trigliceridos saturados con un alcohol primario, en calidad de lubricante en composiciones termoplasticas, en donde la mezcla de reaccion contiene, junto al producto de transesterificacion (ester de acido graso y alcohol primario), tambien esteres parciales de glicerol, alcohol primario que no ha reaccionado y triglicerido que no ha reaccionado; y siendo el alcohol primario un poliol con mas de dos grupos OH.
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