ES2639438T3 - Composiciones de poliolefinas - Google Patents

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ES2639438T3 ES11810747.3T ES11810747T ES2639438T3 ES 2639438 T3 ES2639438 T3 ES 2639438T3 ES 11810747 T ES11810747 T ES 11810747T ES 2639438 T3 ES2639438 T3 ES 2639438T3
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Laura Martinez
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
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Abstract

Una composición que comprende al menos lo siguiente: A. 95-99,5% en peso, en base al peso de la composición (excluyendo el peso para cualesquiera aditivos y/o cargas presentes), de un polímero a base de olefina; B. un polímero formado a partir de al menos un monómero que comprende al menos un heteroátomo, o modificado por al menos un agente que comprende al menos un heteroátomo; y C. un polímero de bloque de polialquileno (PA)-bloque de polialquilenglicol (PAG). en donde A, B y C son independientes y distintos unos de otros.

Description

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DESCRIPCION
Composiciones de poliolefinas Antecedentes de la invencion Campo de la invencion
Esta invencion se refiere a composiciones de poliolefinas. En un aspecto la invencion se refiere a composiciones de poliolefinas que comprenden al menos un polfmero a base de olefina sin un heteroatomo, al menos un polfmero con un heteroatomo, y al menos un polfmero de bloque de polialquileno (PA)/bloque de polialquilenglicol (PA). En otro aspecto la invencion se refiere a artfculos preparados a partir de las composiciones de poliolefinas, mientras que en aun otro aspecto, la invencion se refiere a pelfculas preparadas a partir de las composiciones de poliolefina.
Descripcion de la tecnica relacionada
Las poliolefinas tienen muchas propiedades deseables, p.ej., peso ligero, durabilidad, bajo coste, etc., que las hacen un material de construccion atractivo para muchos bienes, p.ej., pelfculas, fibras, artfculos moldeados y similares. Sin embargo, debido a su naturaleza no polar, las poliolefinas no aceptan facilmente tinta o pintura. La mayona de las tintas y pinturas a base de agua son de naturaleza polar, y requieren por tanto una superficie con algun grado de polaridad (expresada tfpicamente como energfa superficial, p.ej., dinas por centfmetro (dinas/cm)), antes de que puedan adherirse a la superficie con algun grado de firmeza deseable.
Este problema ha sido afrontado desde varias direcciones diferentes, tanto externas como internas. Una solucion externa, es decir, una solucion que implica la modificacion superficial del artfculo, es aplicar primero un imprimador a la superficie. Muchos materiales de imprimadores comprenden tfpicamente una poliolefina que contiene halogeno (u otro grupo polar) y un disolvente aromatico, y aunque estan reconocidos ampliamente como eficaces, los imprimadores son caros, y su aplicacion es una etapa extra en el acabado del artfculo de poliolefina.
Otra estrategia externa eficaz es someter la superficie del artfculo de poliolefina a un tratamiento ffsico o qrnmico, tal como grabado con un abrasivo qrnmico o irradiacion con plasma. Aunque generalmente son eficaces, estos metodos son de naturaleza mas compleja que la aplicacion de un imprimador, y por tanto mas diffciles de controlar en terminos de calidad y consistencia de artfculo a artfculo.
Las soluciones internas, es decir, soluciones que implican la modificacion de las propiedades ffsicas y/o qrnmicas de la poliolefina, incluyen mezclar la poliolefina con otro polfmero, tfpicamente un polfmero que comprende grupos polares, o incorporar en la poliolefina uno o mas grupos polares, o ambos. Existen muchos ejemplos de tales soluciones, que incluyen las descritas en lo siguiente: patentes de EE.UU. 4.251.584, 4.888.391, 4.945.005, 4.946.896 y 6.093.496, y solicitudes de patente internacional WO 97/22655, 2001/058987, 2002/042530, 2006/0189735, 2006/217490 y 2008/034716.
De continuo interes para la comunidad de las poliolefinas es una solucion interna que aumente la energfa superficial de un artfculo de poliolefina durante un periodo de tiempo prolongado, p.ej., meses, sin necesidad de una ayuda externa, p.ej., un imprimador, tratamiento de corona, etc., y sin ninguna reduccion significativa en las propiedades opticas y/o mecanicas del artfculo.
Compendio de la invencion
En una realizacion la invencion es una composicion que comprende al menos lo siguiente:
A. 95-99,5% en peso, en base al peso de la composicion (excluyendo el peso para cualesquiera aditivos y/o cargas presentes), de un polfmero a base de olefina;
B. un polfmero formado a partir de al menos un monomero que comprende al menos un heteroatomo, o modificado por al menos un agente que comprende al menos un heteroatomo; y
C. un polfmero de bloque de polialquileno (PA)-bloque de polialquilenglicol (PAG). en donde A, B y C son independientes y distintos unos de otros.
En una realizacion la invencion es un artfculo preparado a partir de la composicion inventiva. En una realizacion el artfculo es una pelfcula.
Descripcion detallada de la realizacion preferida
Vision de conjunto
En un aspecto la invencion se refiere a la modificacion superficial de pelfculas olefrnicas. La modificacion es una modificacion interna, es decir, la energfa superficial de la pelfcula se modifica combinando o mezclando con un polfmero a base de olefina (denominado a veces en la presente memoria polfmero Componente A o, simplemente,
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Componente A) al menos un poKmero formado a partir de al menos un monomero que comprende al menos un heteroatomo, o un poKmero modificado por al menos un agente que comprende al menos un heteroatomo (denominado a veces en la presente memoria polfmero Componente B o, simplemente, Componente B), y al menos un polfmero de bloque de polialquileno (PA)-bloque de polialquilenglicol (PAG), es decir, polfmero de bloque(PA)- bloque (PAG) (denominado a veces en la presente memoria polfmero Componente C o, simplemente, Componente C).
El polfmero a base de olefina, p.ej., un polietileno o polipropileno, mezclado con solo un polfmero Componente B, p.ej., un polfmero funcional o copolfmero de especialidad tal como un polietileno injertado con anfndrido maleico (mAh) (MAH-g-PE) o etileno alcohol vimlico (EVOH), o con solo un polfmero Componente C, p.ej., un oligomero de bloque de polietileno-bloque de polietilenglicol (bloque(PE)-bloque(PEG)), proporciona poca, si alguna, mejora en la tension de humectacion de la superficie de la pelfcula sobre el polfmero a base de olefina en solitario. Sin embargo, si el polfmero a base de olefina se mezcla con ambos polfmeros Componente B y C, la tension de humectacion de la superficie de la pelfcula es mejorada significativamente y, en ciertas realizaciones, mejora realmente con el tiempo, p.ej., un mes o mas desde la fabricacion de la pelfcula. Por ejemplo, la adicion de polfmeros Componente B y C a polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) puede aumentar la energfa superficial de la pelfcula desde menos que (<) 0,034 N/m hasta 0,037, o 0,038, o 0,039, o 0,040, o 0,041, o 0,042 o mas N/m (34 dinas/cm a 37, o 38, o 39, o 40, o 41, o 42 o mas dinas/cm) con una permanencia de mas de tres meses. Las propiedades opticas y mecanicas de la pelfcula son mas que adecuadas para muchas aplicaciones de envasado, incluyendo envasado de alimentos.
Ademas, otras propiedades de la pelfcula pueden experimentar una mejora sobre una pelfcula preparada a partir de una composicion similar en todos los aspectos excepto por la presencia de los polfmeros Componente B y C. Estas otras propiedades incluyen hidrofilicidad, impresion, adhesion y capacidad de tincion.
Componente A
Los polfmeros a base de olefina del Componente A usado en la practica de esta invencion contienen solamente atomos de carbono e hidrogeno. Estos polfmeros no contienen ningun heteroatomo, p.ej., ningun atomo (distinto a carbono o hidrogeno) o grupo funcional tal como halogeno, hidroxilo, carboxilo, eter, ester, amida, mercaptano y similares, que pudieran comunicar un momento dipolar o multipolar a un compuesto hidrocarbonado de lo contrario neutro o casi neutro. Estos polfmeros son polfmeros formadores de pelfcula, y son tfpicos de estos polfmeros los polfmeros a base de etileno y los polfmeros a base de propileno. Estos polfmeros pueden ser aleatorios, no aleatorios o de bloques.
Los polfmeros a base de etileno incluyen, pero no se limitan a, homopolfmero de polietileno e interpolfmeros a base de etileno. Los interpolfmeros a base de etileno incluyen interpolfmeros de etileno/alfa-olefina y preferiblemente copolfmeros, en los que la alfa-olefina es tfpicamente una alfa-olefina C3-C20 lineal, ramificada o cfclica tal como, por ejemplo, propeno, 1-buteno, 4-metil-1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-deceno, 1-dodeceno, 1-tetradeceno, 1- hexadeceno y 1-octadeceno, y preferiblemente propileno, 1-buteno, 1-hexeno y 1-octeno.
La alfa-olefina tambien puede contener una estructura cfclica tal como ciclohexano o ciclopentano, dando como resultado una alfa-olefina tal como 3-ciclohexil-1-propeno (alilciclohexano) y vinilciclohexano. Aunque no una alfa- olefina en el sentido clasico del termino, para los fines de esta invencion ciertas olefinas dclicas, tales como norborneno y olefinas relacionadas, son alfa-olefinas y pueden usarse en lugar de algunas o todas las alfa-olefinas descritas anteriormente. Los copolfmeros ilustrativos incluyen copolfmero de etileno/propileno, copolfmero de etileno/buteno, copolfmero de etileno/hexeno y copolfmero de etileno/1-octeno. Los terpolfmeros ilustrativos incluyen etileno/propileno/1-octeno, etileno/propileno/1-buteno, etileno/1-buteno/1-octeno, y etileno/1-buteno/estireno. Existen interpolfmeros similares y preferiblemente copolfmeros para polfmeros a base de propileno, excepto que el etileno reemplaza al propileno como comonomero de alfa-olefina (para los fines de esta invencion, el etileno se considera una alfa-olefina). Tambien pueden usarse mezclas de cualquiera de los polfmeros anteriores en la practica de esta invencion como componente (A) de la composicion inventiva.
Los ejemplos representativos de interpolfmeros a base de etileno que pueden usarse como componente (A) de las composiciones de esta invencion incluyen polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) (p.ej., los copolfmeros DOWLEX disponibles en The Dow Chemical Company (TDCC)), polietileno de densidad media (MDPE), polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de densidad ultrabaja (ULDPE) (p.ej., el polietileno de etileno/1-octeno ATTANE, disponible en TDCC), copolfmeros de etileno/alfa-olefina lineales, homogeneamente ramificados (p.ej. los polfmeros TAFMER, disponibles en Mitsui Petrochemicals Company Limited y los polfmeros EXACT, disponibles en Exxon Chemical Company), polfmeros de etileno/alfa-olefina sustancialmente lineales, homogeneamente ramificados (p.ej., los polfmeros AfFiNITY y ENGAGE, disponibles en TDCC), y copolfmeros multibloques de etileno (p.ej., los copolfmeros INFUSE, disponibles en TDCC).
En una realizacion, los polfmeros a base de etileno usados en la practica de esta invencion tienen un mdice de fusion (MI, I2) tfpicamente de 0,1 a 50, mas tfpicamente de 0,2 a 20 e incluso mas tfpicamente de 0,5 a 6, gramos por 10 minutos (g/10 min) medido de acuerdo con ASTM D-1238-04, Condicion 190°C/2,16 kilogramos (kg).
En una realizacion, los polfmeros a base de etileno usados en la practica de esta invencion tienen tfpicamente una
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densidad de 0,850 a 0,970, mas tfpicamente de 0,860 a 0,960, incluso mas tipicamente de 0,87 a 0,950, gramos por centimetro cubico (g/cm3) medida de acuerdo con ASTM D-792.
En una realizacion, los poUmeros a base de etileno usados en la practica de esta invencion tienen tipicamente una densidad de 0,890 a 0,950, mas tipicamente de 0,900 a 0,940, e incluso mas tipicamente de 0,910 a 0,930 g/cm3, medida de acuerdo con ASTM D-792.
En una realizacion el polfmero a base de etileno puede comprender una combinacion de dos o mas realizaciones de polfmeros a base de etileno descritas en la presente memoria.
Los polfmeros a base de propileno que pueden usarse como componente (A) de las composiciones de esta invencion incluyen homopolfmeros de polipropileno e interpolfmeros a base de propileno, y preferiblemente copolfmeros a base de propileno. Los homopolfmeros de polipropileno estan generalmente en la forma isotactica, aunque pueden usarse otras formas de polipropileno (p.ej., sindiotactica o atactica). Otros polipropilenos adecuados incluyen homopolfmeros de polipropileno ramificados y copolfmeros ramificados de polipropileno. Los ejemplos de polfmeros de polipropileno utiles en la practica de esta invencion incluyen los polfmeros INSPIRE, disponibles en The Dow Chemical Company.
En una realizacion los polfmeros a base de propileno usados en la practica de esta invencion tienen una relacion de flujo en fusion (MFR) tfpicamente de 0,1 a 50, mas tfpicamente de 0,15 a 20 e incluso mas tfpicamente de 0,2 a 10, g/10 min, medida de acuerdo con ASTM D-1238-04, Condicion 230°C/2,16 kg.
En una realizacion los polfmeros a base de propileno usados en la practica de esta invencion tienen una densidad tfpicamente de 0,860 a 0,900, g/cm3, medida de acuerdo con ASTM D-792.
En una realizacion el polfmero a base de propileno puede comprender una combinacion de dos o mas realizaciones de polfmeros a base de propileno descritas en la presente memoria.
La cantidad de polfmero a base de olefina del Componente A en la composicion de esta invencion es tfpicamente al menos 90, mas tfpicamente al menos 95 e incluso mas tfpicamente al menos 97, por ciento en peso en base al peso de la composicion.
Componente B
Los polfmeros Componente B usados en la practica de esta invencion estan formados a partir de al menos un monomero o agente (p.ej., un compuesto de injerto tal como antndrido maleico) que comprende al menos un heteroatomo o grupo que contiene un heteroatomo, p.ej., halogeno, hidroxilo, carboxilo, eter, ester, amida, mercaptano y similares, es decir, un atomo o grupo que puede comunicar un momento dipolar o multipolar a un compuesto hidrocarbonado de lo contrario neutro o casi neutro. Los polfmeros Componente B representativos incluyen, pero no se limitan a, polialquilenglicoles (PAG) y polfmeros modificados por injerto o funcionalizados. El polfmero Componente B puede comprender una combinacion de dos o mas realizaciones de polfmeros Componente B descritas en la presente memoria.
Polialquilenglicol
En una realizacion de la invencion, se usan polialquilenglicoles para el Componente B. Los PAG se preparan mediante la polimerizacion de un monomero de oxido de alquileno o una mezcla de monomeros de oxido de alquileno iniciada por uno o mas de agua y un compuesto mono-, di- o polihidroxilados, y promovida por un catalizador basico bajo condiciones reactivas conocidas en la tecnica (vease, por ejemplo, “Alkylene Oxides and Their Polymers”, Surfactant Science Series, Vol 35). Tras completarse la polimerizacion, la mezcla de reaccion se purga y despues se neutraliza mediante la adicion de uno o mas acidos. Opcionalmente, las sales que resultan de la neutralizacion pueden retirarse mediante cualquier medio conocido. El producto de polialquilenglicol neutralizado tiene un valor de pH de 4,0 a 8,5. Los polialquilenglicoles son polfmeros polares, e incluyen espedficamente polietilenglicol y polipropilenglicol.
En una realizacion el iniciador usado en la preparacion del polialquilenglicol es etilen- o propilenglicol o un oligomero de uno de ellos. En una realizacion, el iniciador es un compuesto de Formula 2
R1O-(CHR2CH2O)p-R3 (2)
en la que R1 y R3 son independientemente un grupo alifatico o aromatico C1 a C20 con una estructura lineal o ramificada y que puede contener uno o mas enlaces insaturados, o hidrogeno, a condicion de que al menos uno de R1 y R3 sea hidrogeno; cada R2 es independientemente hidrogeno, metilo o etilo; y p es un numero entero de 0 a 20. En una realizacion el compuesto iniciador es un compuesto hidrocarbonado que contiene 3 o mas grupos hidroxilo, tal como glicerol o sorbitol.
En una realizacion, el catalizador es una base, tfpicamente al menos una de un hidroxido o carbonato de metal alcalino o alcalinoterreo, amina alifatica, amina aromatica, o una amina heterodclica. En una realizacion, el hidroxido de sodio o de potasio es el catalizador basico.
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El oxido de alquileno usado como monomero en la polimerizacion es un oxido C2 a C8, tal como oxido de etileno, oxido de propileno, oxido de butileno, oxido de hexeno, u oxido de octeno. En una realizacion, el oxido de alquileno es oxido de etileno o de propileno.
En una realizacion de esta invencion el poli(oxido de alquileno) es poli(oxido de etileno), o un copolfmero soluble en agua de oxido de etileno (EO) y oxido de propileno (PO), o un eter mono- metflico, etilico, propflico o butilico de uno de ellos, o un poli(oxido de etileno) o un copolfmero de EO y PO iniciado por glicerol.
Polfmeros modificados por injerto y funcionalizados
En una realizacion, pueden usarse polfmeros modificados por injerto y/o funcionalizados como polfmero Componente B en la practica de esta invencion. Estos polfmeros incluyen, sin limitacion, polfmeros a base de olefina modificados por injerto (p.ej., MAH-g-PE, MAH-g-polipropileno), interpolfmero de etileno acetato de vinilo (EVA), interpolfmero de etileno acido acnlico (EAA), interpolfmero de etileno acetato de etilo (EEA), copolfmero de etileno alcohol vimlico (EVOH), interpolfmero de etileno acido metacnlico, ionomero de etileno acido metacnlico, policarbonato, poliuretano, poliamida, poli(acido lactico), copoKmero de bloques de polieter (p.ej., PEBAX, disponible en Arkema), polfmero de copoliester, polfmeros de bloques de poliester/polieter (p.ej., HYTEL, disponible en DuPont), interpolfmero de olefina monoxido de carbono (p.ej., copolfmero de monoxido de carbono a base de etileno (ECO), copolfmero de monoxido de carbono a base de propileno (PCO)), terpolfmero de etileno/acido acnlico/monoxido de carbono (EAACO), terpoKmero de etileno/acido metacnlico/monoxido de carbono (EMAACO), terpolfmero de etileno/acetato de vinilo/monoxido de carbono (EVACO), copoKmero de estireno/monoxido de carbono (SCO), poli(tereftalato de etileno) (PET), polietileno clorado, y mezclas de dos o mas de estos polfmeros.
Los polfmeros modificados por injerto adecuados incluyen los diversos polfmeros de etileno y propileno que llevan un anhndrido maleico y/o otro radical organico etilenicamente insaturado que contiene carbonilo. Se describen polfmeros modificados por injerto representativos en la patente de EE.UU. 5.883.188, tales como un polfmero de etileno homogeneamente ramificado modificado por injerto con antndrido maleico.
Los polfmeros de poli(acido lactico) (PLA) adecuados son bien conocidos en la bibliograffa (p.ej., vease D. M. Bigg et al., “Effect of Copolymer Ratio on the Crystallinity and Properties of Polylactic Acid Copolymers”, ANTEC '96, pags. 2028-2039; WO 90/01521; EP 0 515203 A y EP 0 748 846 A2). Estan disponibles en el mercado polfmeros de poli(acido lactico) adecuados en Cargill Dow bajo la designacion EcoPLA.
Los polfmeros de poliuretano termoplastico adecuados incluyen los que estan disponibles en el mercado en Lubrizol bajo la designacion PELLETHANE.
Los interpolfmeros de poliolefina monoxido de carbono adecuados pueden fabricarse usando metodos de polimerizacion por radicales libres a alta presion. Sin embargo, tambien pueden fabricarse usando catalisis Ziegler- Natta tradicional, o con el uso de los llamados sistemas catalfticos homogeneos, como se conocen en la tecnica.
Los polfmeros de etileno que contienen carbonilo de alta presion iniciados por radicales libres adecuados, tales como interpolfmeros de etileno acido acnlico, pueden fabricarse mediante cualquier tecnica conocida en la tecnica, incluyendo los metodos ensenados en las patentes de EE.UU. 3.520.861; 4.988.781; 4.599.392 y 5.384.373.
Los interpolfmeros de etileno acetato de vinilo adecuados estan disponibles en el mercado en diversos proveedores, que incluyen Exxon Chemical Company y Du Pont Chemical Company.
Los interpolfmeros de etileno acrilato de alquilo adecuados estan disponibles en el mercado en diversos proveedores. Los interpolfmeros de etileno/acido acnlico adecuados estan disponibles en el mercado en The Dow Chemical Company bajo la designacion PRIMACOR. Los interpolfmeros de etileno/acido metacnlico adecuados para uso como polfmeros de mezcla en la practica de esta invencion estan disponibles en el mercado en Du Pont Chemical Company bajo la designacion NUCREL.
El polietileno clorado (CPE), especialmente polfmeros de etileno sustancialmente lineales clorados, pueden prepararse clorando polietileno de acuerdo con tecnicas bien conocidas. Preferiblemente, el polietileno clorado comprende igual a o mayor que 30 por ciento en peso de cloro. Los polietilenos clorados adecuados estan disponibles en el mercado en The Dow Chemical Company bajo la designacion TYRIN.
Componente C
En una realizacion el Componente C es un polfmero de bloque (PA)-bloque (PAG), en donde bloque (PA) se refiere a un bloque de polialquileno tal como polietileno o polipropileno, y bloque (PAG) se refiere a un bloque de oxialquileno tal como bloque de oxietileno, bloque de oxipropileno o bloque de oxietilenpropileno. En una realizacion el polfmero de bloque (PA)-bloque (PAG) del Componente C se representa por la estructura de Formula 1:
R-r(A)n-(OA)m-OR2, (1)
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OA es un bloque de oxialquileno,
A es un bloque de alquileno,
R1 es hidrogeno o un grupo alquilo,
R2 es hidrogeno o un grupo alquilo, m es 4-220, y n es 4-220.
Los bloques OA representativos incluyen, pero no se limitan a, -CH2CH2O-, -CH2CH(CH3)O-, - CH2CH2CH2CH(CH3)O-, y -CH2CH(CH3)CH2Ch2o-. Los bloques A representativos incluyen, pero no se limitan a, -CH2CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH(CH3)-, -CH2CH2CH2CH(CH3)-, y -CH2CH(CH3)CH2CH2-. Los grupos alquilo de cada uno de R1 y R2 incluyen, pero no se limitan a, alquilos C1-C5, o C1-C3, tales como metilo, etilo y propilo. R1 es preferiblemente alquilo C1-C3, y R2 es preferiblemente hidrogeno. Los valores de m incluyen 4-220, 5-100 y 15-40. Los valores de n incluyen 4-220, 10-100 y 30-50. Los valores de m y n se determinan cada uno dividiendo el peso molecular medio ponderal (Mw) del polfmero Componente C por el peso molecular de la unidad repetida monomerica respectiva, y redondeando el cociente al numero entero mas cercano.
En una realizacion el polfmero de bloque (PA)-bloque (PAG) tiene una viscosidad de 0,03 a 1,5 Pa.s (30 a 1.500 centiPoise (cP)). En una realizacion el polfmero de bloque (PA)-bloque (PAG) tiene un punto de fusion (Tm) de 70 a 110°C, medido por ASTM D-127. Los polfmeros Componente C disponibles en el mercado representativos que pueden usarse en la practica de esta invencion incluyen, sin limitacion, alcoholes etoxilados tales como los etoxilatos UNITHOX disponibles en Baker Hughes.
Composiciones inventivas
La cantidad maxima de Componente A en la composicion de esta invencion no supera 99,5, mas tipicamente no supera 99 e incluso mas tfpicamente no supera 98,5, por ciento en peso en base al peso de la composicion (excluyendo el peso para cualesquiera aditivos y/o cargas presentes). La cantidad minima de polfmero polar en la composicion de esta invencion no es menos que 95, mas tfpicamente no menos que 96 e incluso mas tfpicamente no menos que 97, por ciento en peso en base al peso de la composicion (excluyendo el peso para cualesquiera aditivos y/o cargas presentes).
En una realizacion de la invencion la cantidad maxima de Componente B en la composicion de esta invencion no supera 3, e incluso mas tfpicamente no supera 2, por ciento en peso en base al peso de la composicion (excluyendo el peso para cualesquiera aditivos y/o cargas presentes. La cantidad minima de Componente B en la composicion de esta invencion no es menos que 0,1, mas tfpicamente no menos que 0,3 e incluso mas tfpicamente no menos que 0,5, por ciento en peso en base al peso de la composicion (excluyendo el peso para cualesquiera aditivos y/o cargas presentes).
La cantidad maxima de Componente C en la composicion de esta invencion no supera 3, mas tfpicamente no supera 2 e incluso mas tfpicamente no supera 1, por ciento en peso en base al peso de la composicion (excluyendo el peso para cualesquiera aditivos y/o cargas presentes). La cantidad minima de oligomero polar en la composicion de esta invencion no es menos que 0,05, mas tfpicamente no menos que 0,1 e incluso mas tfpicamente no menos que 0,2, por ciento en peso en base al peso de la composicion (excluyendo el peso para cualesquiera aditivos y/o cargas presentes).
En una realizacion la relacion de pesos de Componente A a Componente B en la composicion de esta invencion es 95 a 5, o 96 a 4, o 97 a 3, o 98 a 2, o 99 a 1, o 99,5 a 0,5.
En una realizacion la relacion de peso de Componente A a Componente B en la composicion de esta invencion es 98 a 2, o 99 a 1, o 99,2 a 0,8, o 99,4 a 0,6, o 99,6 a 0,4, o 99,8 a 0,2.
Las composiciones de esta invencion se preparan usando protocolos y equipos conocidos. Los diversos componentes pueden mezclarse unos con otros en cualquier orden o simultaneamente usando uno o mas de equipos de mezcla estandar, p.ej., el amasador BUSS, o los compartimentos de mezcla de un extrusor. El Componente B y/o el Componente C pueden incorporarse en un lote maestro que se mezcla posteriormente con el polfmero a base de olefina base o matriz (Componente A). Las condiciones de mezcla son tfpicamente ambientales, p.ej., temperatura ambiente y presion atmosferica, pero puede emplearse presion reducida o elevada, asf como temperaturas reducidas o elevadas. Los componentes se mezclan tfpicamente y preferiblemente hasta que se obtiene una mezcla esencialmente homogenea.
Las composiciones de esta invencion pueden incluir uno o mas aditivos y/o cargas. Estos aditivos y cargas se usan en cantidades conocidas y de maneras conocidas. Los aditivos se usan tipicamente en una cantidad menor que 10,
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tipicamente menos que 5 y a menudo menos que 2, por ciento en peso (% p) en base al peso de la composicion (es dedr, los pesos combinados de los Componentes A, B y C). Si esta presente, la carga, p.ej., talco, carbonato de calcio, sflice, etc., puede usarse en cantidades muy superiores a 10% en peso, tal como 20, o 30, o 40, o 50% en peso o mas en base al peso de la composicion (es decir, los pesos combinados de los Componentes A, B y C). Los aditivos pueden anadirse puros o como parte de un lote maestro.
En una realizacion las composiciones incluyen uno o mas auxiliares de procesamiento, tales como un plastificante. Estos auxiliares incluyen, pero no se limitan a, los ftaltos, tales como ftalato de dioctilo y ftalato de diisobutilo, aceites naturales tales como lanolina, y parafina, aceites naftenicos y aromaticos obtenidos a partir del refinado del petroleo, y resinas lfquidas a partir de materias primas de rosina o petroleo. Los aceites ilustrativos utiles como auxiliares de procesamiento incluyen aceite mineral blanco tal como el aceite KAYDOL (Chemtura Corp.; Middlebury, Conn.), el aceite naftenico SHELLFLEX 371 (Shell Lubricants; Houston, Tex.), y el aceite TUFFLO (Lyondell Lubricants; Houston, Tex.).
En una realizacion la composicion incluye uno o mas estabilizantes, por ejemplo, antioxidantes, tales como IRGANOX 1010 e IRGAFOS 168 (Ciba Specialty Chemicals; Glattbrugg, Suiza). En general, la composicion polimerica se trata con uno o mas estabilizantes antes de una extrusion u otro procedimiento de fusion. Otros estabilizantes incluyen, pero no se limitan a, absorbentes de la luz ultravioleta.
Una composicion inventiva puede comprender una combinacion de dos o mas realizaciones descritas en la presente memoria.
Usos
Las composiciones de esta invencion pueden emplearse en diversos procedimientos de fabricacion de termoplasticos convencionales para producir artroulos utiles, que incluyen objetos que comprenden al menos una capa de pelroula, tal como una pelroula monocapa, o al menos una capa en una pelroula multicapas preparada por procedimientos de revestimiento por colado, soplado, calandrado o extrusion; artroulos moldeados, tales como artroulos moldeados por soplado, moldeados por inyeccion o rotomoldeados; extrusiones; fibras; y telas tejidas o no tejidas. Las composiciones termoplasticas que comprenden las composiciones de esta invencion incluyen mezclas con otros materiales naturales o sinteticos, polfmeros, aditivos, agentes de refuerzo, aditivos resistentes a la ignicion, antioxidantes, estabilizantes, colorantes, extensores, reticuladores, agentes de soplado y plastificantes.
Las composiciones de esta invencion pueden usarse en diversas pelroulas, que incluyen, pero no se limitan a, pelroulas retractiles transparentes, pelroulas retractiles de embalaje, pelroulas estirables por colado, pelroulas para ensilaje, fundas estirables, sellantes, y laminas traseras de panales. En una realizacion las pelroulas preparadas a partir de las composiciones de esta invencion exhiben una energfa superficial mayor que 0,034, o 0,035, o 0,036, o 0,037, o 0,038, o 0,039, o 0,040, o 0,041, o 0,042 o mas, N/m (34, o 35, o 36, o 37, o 38, o 39, o 40, o 41, o 42 o mas, dinas/cm) medida por ASTM D 2578-04a. Esta energfa superficial es sin una modificacion externa de la superficie usando tecnicas tales como la aplicacion de un imprimador o exposicion a plasma. Esta energfa superficial permite a la superficie de la pelroula o artroulo recibir y mantener tintas y pinturas a base de agua de manera mucho mas eficaz que una pelroula o artroulo similar en todos los aspectos excepto la presencia tanto del polfmero polar como del oligomero polimerico.
Las composiciones de esta invencion pueden usarse en la produccion de fibras para otras aplicaciones. Las fibras que pueden prepararse incluyen fibras cortas, estopa, multicomponente, vaina/nucleo, retorcidas, y monofilamento. Los procedimientos formadores de fibras adecuados incluyen tecnicas de soplado en fusion e hilado, descritas en las patentes de EE.UU. 4.340.563, 4.663.220, 4.668.566 y 4.322.027, fibras hiladas en gel descritas en la patente de EE.UU. 4.413.110, telas tejidas y no tejidas, descritas en la patente de EE.UU. 3.485.706, o estructuras preparadas a partir de tales fibras, incluyendo mezclas con otras fibras, tales como poliester, nailon o algodon, artroulos termoformados, formas extruidas, incluyendo extrusiones y co-extrusiones de perfiles, artroulos calandrados, e hilos o fibras estirados, retorcidos o rizados.
Las composiciones de esta invencion son utiles en otras aplicaciones de uso final directo tales como operaciones de revestimiento de alambres y cables, en extrusion de laminas para operaciones de formacion a vado, y formacion de artroulos moldeados, incluyendo el uso de moldeo por inyeccion, procedimientos de moldeo por soplado, o procedimientos de rotomoldeo. Las composiciones inventivas tambien pueden formarse hasta artroulos fabricados usando tecnicas de procesamiento de poliolefinas convencionales.
Otras aplicaciones adecuadas para las composiciones de esta invencion incluyen pelroulas y fibras elasticas; bienes suaves al tacto, tales como mangos de cepillos de dientes y tiradores de electrodomesticos; juntas y perfiles; adhesivos (incluyendo adhesivos termofusibles y adhesivos sensibles a la presion); calzado (incluyendo suelas de zapatos y plantillas de zapatos); piezas y perfiles interiores de automoviles; bienes de espuma (tanto de celda abierta como cerrada); modificadores del impacto para otros polfmeros termoplasticos tales como polietileno de alta densidad, polipropileno isotactico, u otros polfmeros de olefina; telas revestidas; mangueras; tubos; burletes; revestimiento de tapas; pavimentos; y modificadores del rndice de viscosidad, conocidos tambien como modificadores del punto de vertido, para lubricantes.
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Realizaciones de la invencion
En una realizacion la composicion inventiva comprende al menos lo siguiente:
A. 95-99,5% en peso, en base al peso de la composicion (excluyendo el peso para cualesquiera aditivos y/o cargas presentes), de un polfmero a base de olefina;
B. un polfmero formado a partir de al menos un monomero que comprende al menos un heteroatomo, o modificado por al menos un agente que comprende al menos un heteroatomo; y
C. un polfmero de bloque de polialquileno (PA)-bloque de polialquilenglicol (PAG). en donde A, B y C son independientes y distintos unos de otros.
En una realizacion el polfmero de bloque (PA)-bloque (PAG) del Componente C se representa por la estructura de Formula 1:
Ri-(A)n-(OA)m-OR2, (1)
en donde
OA es un bloque de oxialquileno,
A es un bloque de alquileno,
R1 es hidrogeno o un grupo alquilo,
R2 es hidrogeno o un grupo alquilo, m es 4-220, y n es 4-220.
En una realizacion el bloque de alquileno (A) de la Formula 1 es uno o mas de no se limitan a, -CH2CH2-, -CH2CH2- , -CH2CH(CH3)-, -CH2CH2CH2CH(CH3)-, o -CH2CH(CH3)CH2CH2-.
En una realizacion el bloque de oxialquileno (OA) de la Formula 1 es uno o mas de -CH2CH2O-, -CH2CH(CH3)O-, - CH2CH2CH2CH(CH3)O-, o -CH2CH(CH3)CH2CH2O-.
En una realizacion el bloque de oxialquileno (OA) de la Formula 1 es uno o mas de oxietileno, oxipropileno u oxietilenpropileno.
En una realizacion, R1 de la Formula 1 es hidrogeno o un grupo alquilo C1-C5, preferiblemente C1-C3.
En una realizacion R2 de la Formula 1 es hidrogeno o un grupo alquilo C1-C5, o C1-C3, preferiblemente hidrogeno o un grupo metilo, mas preferiblemente hidrogeno.
En una realizacion m de la Formula 1 es un grupo de repeticion media de 5-220, o 5-100, o 15-40.
En una realizacion n de la Formula 1 es un grupo de repeticion media de 5-220, o 10-100, o 30-50.
En una realizacion el Componente C tiene un punto de fusion (Tm) de 70 a 110°C determinado por ASTM D-127.
En una realizacion el Componente C puede comprender una combinacion de dos o mas realizaciones descritas en la presente memoria.
En una realizacion el polfmero a base de olefina del Componente A se selecciona de homopolfmero de polietileno, interpolfmero de etileno/alfa-olefina, homopolfmero de polipropileno, interpolfmero de propileno/etileno, e interpolfmero de propileno/alfa-olefina.
En una realizacion el polfmero a base de olefina del Componente A es un polfmero a base de etileno que tiene una densidad de 0,900 a 0,950 g/cm3.
En una realizacion el polfmero a base de olefina del Componente A es un polfmero a base de etileno que tiene un mdice de fusion (I2) de 0,1 a 50 g/10 min, o 0,2 a 20 g/10 min, o 0,5 a 6 g/10 min, todos a 190°C/2,16 kg.
En una realizacion el polfmero a base de olefina del Componente A es un polfmero a base de propileno.
En una realizacion el polfmero a base de propileno del Componente A tiene una densidad de 0,860 a 0,900 g/cm3.
En una realizacion el polfmero a base de propileno del Componente A tiene una velocidad de flujo en fusion (MFR)
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de 0,1 a 50 g/10 min, o 0,15 a 20 g/10 min, o 0,2 a 10 g/10 min, todas a 230°C/2,16 kg.
En una realizacion el Componente A puede comprender una combinacion de dos o mas realizaciones descritas en la presente memoria.
En una realizacion el polfmero del Componente B es al menos uno seleccionado de poKmeros a base de olefina modificados por injerto, interpoKmero de etileno acetato de vinilo, interpolfmero de etileno acido acnlico (EAA), interpoUmero de etileno acetato de etilo, interpolfmero de etileno acido metacnlico, ionomero de etileno acido metacnlico, policarbonato, poliuretano, poliamida, poli(acido lactico), copoKmero de bloques de polieter, poUmero de copoliester, poKmeros de bloques de poliester/polieter, interpoKmero de olefina monoxido de carbono, terpoKmero de etileno/acido acnlico/monoxido de carbono, terpoKmero de etileno/acido metacnlico/monoxido de carbono, terpolfmero de etileno/acetato de vinilo/monoxido de carbono, copolfmero de estireno/monoxido de carbono, poli(tereftalato de etileno), polietileno clorado, y mezclas de dos o mas de estos polfmeros.
En una realizacion el polfmero del Componente B es uno o mas de EAA, copolfmero a base de etileno y monoxido de carbono (ECO), y MAH-g-PE.
En una realizacion el polfmero del Componente B es polietilenglicol.
En una realizacion el polfmero del Componente B es polipropilenglicol.
En una realizacion el Componente B puede comprender una combinacion de dos o mas realizaciones descritas en la presente memoria.
En una realizacion la composicion inventiva de cualquiera de las realizaciones precedentes comprende uno o mas aditivos y/o cargas.
En una realizacion la invencion es un artfculo que comprende al menos un componente formado a partir de la composicion inventiva.
En una realizacion el artfculo inventivo es una pelfcula.
En una realizacion la pelfcula inventiva es una pelfcula monocapa.
En una realizacion la pelfcula inventiva comprende al menos una capa formada a partir de la composicion inventiva.
En una realizacion la pelfcula inventiva comprende al menos dos capas, y al menos una capa exterior de la pelfcula esta formada a partir de la composicion inventiva.
En una realizacion la pelfcula inventiva comprende al menos dos capas, y cada capa exterior de la pelfcula esta formada a partir de la composicion inventiva.
En una realizacion las capas exteriores de la pelfcula inventiva comprenden de 5 a 20 por ciento, o de 8 a 17 por ciento, del grosor total de la pelfcula.
En una realizacion la pelfcula inventiva comprende al menos una capa central formada a partir de la composicion inventiva.
En una realizacion la pelfcula tiene una energfa superficial mayor que 0,034, o 0,035, o 0,036, o 0,037, o 0,038, o 0,039, o 0,040, o 0,041, o 0,042 o mas, N/m (34, o 35, o 36, o 37, o 38, o 39, o 40, o 41, o 42 o mas, dinas/cm) sin una modificacion externa de la superficie de la pelfcula.
En una realizacion la pelfcula inventiva no se somete a un tratamiento de superficie externo tal como la aplicacion de un imprimador o exposicion a plasma.
En una realizacion el artfculo inventivo es un artfculo moldeado.
En una realizacion el artfculo moldeado inventivo se prepara por uno cualquiera de moldeo por soplado, moldeo por inyeccion o rotomoldeo.
En una realizacion el artfculo moldeado inventivo esta en la forma de una fibra.
Definiciones
A menos que se indique lo contrario, sea implfcito a partir del contexto, o habitual en la tecnica, todas las partes y porcentajes son en base a peso, y todos los metodos de ensayo son actuales a la fecha de presentacion de esta descripcion.
Los intervalos numericos en esta descripcion son aproximados, y por tanto pueden incluir valores fuera del intervalo a menos que se indique lo contrario. Los intervalos numericos incluyen todos los valores desde, e incluyendo, los
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valores inferiores y superiores, en incrementos de una unidad, a condicion de que haya una separacion de al menos dos unidades entre cualquier valor inferior y cualquier valor superior. Como ejemplo, si una propiedad composicional, ffsica u otra, tal como, por ejemplo, peso molecular, etc., es de 100 a 1.000, entonces todos los valores individuales, tal como 100, 101, 102, etc., y los subintervalos, tales como 100 a 144, 155 a 170, 197 a 200, etc., estan enumerados expresamente. Para intervalos que contienen valores que son menores que uno o que contienen numeros fraccionales mayores que uno (p.ej., 1,1, 1,5, etc.), se considera que una unidad es 0,0001, 0,001, 0,01 o 0,1, segun sea apropiado. Para intervalos que contienen numeros de dfgito unico menores que diez (p.ej., 1 a 5), se considera tipicamente que una unidad es 0,1. Estos son solo ejemplos de lo que se pretende espedficamente, y todas las combinaciones posibles de valores numericos entre el valor mas bajo y el valor mas alto enumerados son para ser consideradas indicadas expresamente en esta descripcion. Los intervalos numericos se proporcionan dentro de esta descripcion para, entre otras cosas, la densidad y las cantidades relativas de los polfmeros componentes.
El termino “composicion”, como se emplea en la presente memoria, significa una combinacion de dos o mas materiales. Las composiciones de esta invencion comprenden al menos tres componentes, es decir, (A) un polfmero a base de olefina, (B) un polfmero formado a partir de al menos un monomero que comprende al menos un heteroatomo, o modificado por al menos un agente que comprende al menos un heteroatomo, y (C) un polfmero de bloque (PA)-bloque (PAG), cada uno independiente y distinto del otro.
El termino “polfmero” se refiere a un compuesto preparado polimerizando monomeros, ya sean del mismo o diferente tipo. El termino generico polfmero abarca por tanto el termino homopolfmero (que se refiere a polfmeros preparados a partir de solo un tipo de monomero, con el entendimiento de que pueden incorporarse cantidades traza de impurezas en la estructura del polfmero), y el termino “interpolfmero”, definido a continuacion.
El termino “interpolfmero” se refiere a un polfmero preparado por la polimerizacion de al menos dos tipos diferentes de monomeros. El termino generico interpolfmero incluye copolfmeros (que se refiere a polfmeros preparados a partir de dos monomeros diferentes), y polfmeros preparados a partir de mas que dos tipos diferentes de monomeros.
El termino “olefina” se refiere a un hidrocarburo insaturado que contiene uno o mas pares de atomos de carbono enlazados por un enlace doble.
El termino “polfmero a base de olefina” se refiere a un polfmero que comprende una cantidad mayoritaria de olefina polimerizada en base al peso del polfmero y, opcionalmente, puede comprender al menos un comonomero.
El termino “polfmero a base de etileno” se refiere a un polfmero que comprende una cantidad mayoritaria de etileno polimerizado en base al peso del polfmero y, opcionalmente, puede comprender al menos un comonomero.
El termino “interpolfmero a base de etileno” se refiere a un interpolfmero que comprende una cantidad mayoritaria de etileno polimerizado en base al peso del interpolfmero y, opcionalmente, puede comprender al menos un comonomero.
El termino “heteroatomo” se refiere a un atomo en una molecula de hidrocarburo distinto a carbono o hidrogeno. Los heteroatomos tfpicos incluyen, pero no se limitan a, nitrogeno, oxfgeno, fosforo, azufre y diversos metales.
Metodos de ensayo
Medida del peso molecular (Mw) por GPC
El sistema GPC consiste en un cromatografo de alta temperatura Waters 150°C (Milford, MA) (otros instrumentos GPC de altas temperaturas adecuados incluyen Polymer Laboratories (Shropshire, UK) Modelo 210 y Modelo 220) equipado con un refractometro diferencial (RI) integrado. Detectores adicionales pueden incluir un detector de infrarrojos IR4 de Polymer ChAR (Valencia, Espana), detector de dispersion de luz laser de 2 angulos Modelo 2040 de Precision Detectors (Amherst, MA), y un viscosfmetro de disolucion de 4 capilares Viscotek (Houston, TX) 150R. Un GPC con los dos ultimos detectores independientes y al menos uno de los primeros detectores se denomina a veces “3D-GPC”, mientras que el termino “GPC” en solitario se refiere generalmente a GPC convencional. Dependiendo de la muestra, se usa para fines de calculo el angulo de 15 grados o bien el angulo de 90 grados del detector de dispersion de luz. La recogida de datos se realiza usando el programa informatico Viscotek TriSEC, Version 3, y un Viscotek Data Manager DM400 de 4 canales. El sistema tambien esta equipado con un dispositivo desgasificador de disolventes en lmea de Polymer Laboratories (Shropshire, UK). Pueden usarse columnas de GPC de alta temperatura adecuadas, tales como cuatro columnas de 13 pm (micrometros) Shodex HT803, de 30 cm de largo o cuatro columnas de 20 pm Polymer Labs, de 30 cm (micrometros) con relleno de tamano de poro mixto (MixA LS, Polymer Labs). El compartimiento de carrusel de muestras se hace funcionar a 140°C, y el compartimiento de columnas se hace funcionar a 150°C. Las muestras se preparan a una concentracion de 0,1 gramos de polfmero en 50 mililitros de disolvente. El disolvente cromatografico y el disolvente de preparacion de muestras contienen 200 ppm de hidroxitolueno butilado (BHT). Ambos disolventes se purgan con nitrogeno. Las muestras de polietileno se agitan suavemente a 160°C durante cuatro horas. El volumen de inyeccion es 200 microlitros. El caudal a traves de la GPC se ajusta a 1 ml/minuto.
El equipo de columnas GPC se calibra haciendo correr veintiun patrones de poliestireno de distribucion de pesos moleculares estrecha. El peso molecular (Mw) de los patrones vana de 580 a 8.400.000 gramos por mol, y los patrones estan contenidos en 6 mezclas “coctel”. Cada mezcla patron tiene al menos una decena de separacion entre pesos moleculares individuales. Las mezclas patron se adquieren en Polymer Laboratories (Shropshire, UK).
5 Los patrones de poliestireno se preparan a 0,025 g en 50 ml de disolvente para pesos moleculares iguales a o mayores que 1.000.000 de gramos por mol, y 0,05 g en 50 ml de disolvente para pesos moleculares menores que 1.000.000 de gramos por mol. Los patrones de poliestireno se disolvieron a 80 °C con agitacion suave durante 30 minutos. Las mezclas de patrones estrechos se hacen correr primero y en orden decreciente desde el componente de peso molecular mas alto para minimizar la degradacion. Los pesos moleculares pico de los patrones de 10 poliestireno se convierten en peso molecular de polietileno usando la siguiente ecuacion (como se describe en Williams y Ward, J. Polym. Sci., Polym. Let., 6.621 (1968)):
Mpolietileno _ A x (Mpoliestireno)
B
donde M es el peso molecular de polietileno o poliestireno (como este marcado), A tiene un valor de 0,43, y B es igual a 1,0. El uso de esta calibracion del polietileno para obtener distribuciones de pesos moleculares y estadfsticas 15 relacionadas se define como metodo de Williams y Ward. Pueden resultar otros valores de A y B en la ecuacion a partir de elecciones diferentes de los valores K y a (denominado a veces a) de Mark-Houwink para poliestireno y polietileno, y se denominan generalmente 3D-GPC calibrada convencionalmente.
Con 3D-GPC el peso molecular medio ponderal absoluto por 3D-GPC (“Mw, Abs”) y la viscosidad intrmseca se obtienen tambien independientemente a partir de patrones de polietileno estrechos adecuados usando las mismas 20 condiciones mencionadas anteriormente. Estos patrones de polietileno lineal estrechos pueden obtenerse en Polymer Laboratories (Shropshire, UK; Pieza N° PL2650-0101 y PL2650-0102).
La estrategia sistematica para la determinacion de compensaciones multi-detector se realiza de una manera consistente con la publicada por Balke, Mourey, et al. (Mourey y Balke, Chromatography Polym., Capftulo 12, (1992)) (Balke, Thitiratsakul, Lew, Cheung, Mourey, Chormatography Polym., Capftulo 13, (1992)), optimizando los 25 resultados del log de triple detector (Mw e viscosidad intrmseca) de poliestireno ancho Dow 1683 (American Polymer Standards Corp.; Mentor, OH) o su equivalente a los resultados de la calibracion en columna con patrones estrechos a partir de la curva de calibracion con patrones de poliestireno estrechos. Los datos de peso molecular, que representan la determinacion de la compensacion del volumen de los detectores, se obtienen de una manera consistente con la publicada por Zimm (Zimm, B.H., J. Chem. Phys., 16, 1099 (1948)) y Kratochvil (Kratochvil, P., 30 Classical Light Scattering from Polymer Solutions, Elsevier, Oxford, NY (1987)). La concentracion inyectada global usada en la determinacion del peso molecular se obtiene a partir del area del detector de masas y la constante del detector de masas derivada de un homopolfmero de polietileno lineal adecuado, o uno de los patrones de polietileno. Los pesos moleculares calculados se obtienen usando una constante de dispersion de luz derivada de uno o mas de los patrones de polietileno mencionados y un coeficiente de concentracion del mdice de refraccion, dn/dc, de 0,104. 35 De manera general, la respuesta del detector de masas y la constante de dispersion de luz deben determinarse a partir de un patron lineal con un peso molecular superior a 50.000 daltons. La calibracion del viscosfmetro puede llevarse a cabo usando los metodos descritos por el fabricante, o alternativamente usando los valores publicados de patrones lineales adecuados tales como los Materiales de Referencia Estandar (SRM) 1475a, 1472a, 1483 o 1484a. Las concentraciones cromatograficas se suponen lo suficientemente bajas para eliminar los efectos del 2° 40 coeficiente viral de direccion (efectos de la concentracion sobre el peso molecular).
Densidad
La densidad se mide por ASTM D 792. fndice de fusion (I2)
El mdice de fusion o I2 se mide por ASTM D 1238 (190°C/2,16 kg).
45 Velocidad de flujo en fusion
La velocidad de flujo en fusion (MFR) se mide por ASTM D 1238 (230°C/2,16 kg). Energfa superficial
La energfa superficial se mide por ASTM D 2578-04a Turbidez
50 La turbidez se mide por ISO 14782.
Brillo 45°
El brillo 45° se mide por ISO 1133.
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Traccion
La traccion se mide por ISO 527-3.
Los siguientes ejemplos se proporcionan como una ilustracion adicional de la invencion. A menos que se indique lo contrario, todas las partes y porcentajes son en peso.
Realizaciones especificas
Ejemplo 1 Materiales
El Componente A es EO-45G, un polietileno lineal de baja densidad con octeno como comonomero y que tiene una densidad de 0,9180-0,9220 g/cm3 medida por ASTM D 792, un mdice de fusion de 0,85-1,15 dg/min medido por ASTM D 1238 (190°C/2,16 kg).
El Componente B es EO-07, un polietileno injertado con antndrido maleico (MAH-g-PE) con un nivel diana de antndrido maleico de 0,12% en peso, una densidad dentro del intervalo de 0,921 a 0,925 g/cm3 medida por ASTM D 792, un mdice de fusion medio de 2,1 dg/min medido por ASTM D 1238.
El Componente C es un polietilenglicol con bloques de polietileno UNITHOX 550 de Baker Hughes. Tiene un peso molecular de aproximadamente 1.100, una carga de oxido de etileno de 50% en peso, un valor de Balance Hidrofilo- Lipofilo (HLB) de 10, y un punto de fusion de 99°C.
Composicion
Se prepara un lote maestro de UNITHOX 550 al 5% usando EO-45G como resina base. Se usa una unidad combinadora amasadora BUSS para la produccion del lote maestro (BUSS Kneader Compounder MDK/46 (Buss AG, Suiza)). El lote maestro de UNITHOX al 5%, junto con el EO-07 y el EO-45G, se mezclan entre sf usando el amasador BUSS. La composicion final del compuesto despues de la mezcla se reporta en la Tabla 1.
Tabla 1
Composicion de ensayo del Ejemplo 1
Componente
% en peso
EO-45G
98,8
EO-07
1,0
UNITHOX 550
0,2
Pelmula
La composicion se extruye hasta una pelmula monocapa usando un extrusor de pelmula soplada Collin. Como referencia, se extruye al mismo tiempo un polfmero EO-45G al 100% del mismo lote de produccion que el usado en la composicion y bajo las mismas condiciones que las de la composicion.
Las pelmulas se producen en un extrusor de lmea de pelmula soplada monocapa Collin (Dr. Collin GmbH, Ebersberg, Alemania). Esta lmea tiene un tamano del extrusor de 30 milfmetros (mm), un tamano de boquilla de 60 mm y un espacio de boquilla de 0,6 mm. Las muestras de pelmula se producen con un grosor medio de 50 pm (micrometres), con una relacion de soplado de 2,5 y una velocidad de produccion de aproximadamente 6 kilogramos por hora (kg/h).
Ensayos y resultados de ensayo
Las pelfculas se ensayan para un numero de variables ffsicas. La energfa superficial se mide usando bolfgrafos de dina de tratamiento de corona en el intervalo de 0,034 a 0,039 N/m (34 a 49 dinas/cm) siguiendo ASTM de 2578- 04a. Como se indica en este estandar, dos resultados de ensayo deben ser juzgados como no equivalentes si difieren en mas que 0,00106 N/m (1,06 dinas/cm) para un nivel de tratamiento de 0,03307 N/m (33,07 dinas/cm) o en mas que 0,0009 N/m (0,90 dinas/cm) para un nivel de tratamiento de 0,03627 N/m (36,27 dinas/cm). Las medidas se hacen 1, 7 y 30 dfas despues de la extrusion. Los resultados se reportan en la Tabla 2. La pelfcula del Ejemplo Comparativo 1A se formo a partir de EO-45G usando las mismas condiciones de pelfcula que las discutidas anteriormente.
5
10
15
20
25
Energfa superficial (N/m) ((dinas/cm))
Muestra
Dfa 1 Dfa 7 Dfa 30
EO-45G
< 0,034 (34) < 0,034 (34) < 0,034 (34)
EO-45G + EO-07 + UNITHOX 550
0,037 (37) 0,040 (40) 0,042 (42)
Los datos de la Tabla 2 muestran que las pelfculas preparadas a partir de la composicion inventiva tienen una energfa superficial mas alta, y que esta energfa superficial aumenta con el tiempo. Una ene^a superficial mas alta proporciona mejor receptividad de impresion, adhesion a superficies polares, y mejores propiedades antiestaticas.
Las propiedades opticas, turbidez y brillo 45°, se miden en las pelfculas siguiendo procedimientos estandar (la turbidez siguiendo ISO 14782 y el brillo 45° siguiendo ISO 1133). Los resultados se reportan en la Tabla 3.
Tabla 3
Resultados de turbidez y brillo 45° del Ejemplo 1
Turbidez Brillo 45°
Muestra
Dfa 1 Dfa 7 Dfa 30 Dfa 1 Dfa 7 Dfa 30
EO-45G
12,8 12,6 12,7 53,1 54,4 55,2
EO-45G + EO-07 + UNITHOX 550
10,6 10,5 10,9 61,9 63,7 62,4
Las pelfculas preparadas a partir de las composiciones inventivas exhiben brillo aumentado y turbidez disminuida en comparacion con la pelfcula comparativa.
Se miden las propiedades mecanicas de las pelfculas (es decir, ensayo de traccion siguiendo ISO 527-3) y no se encuentra cafda significativa en las propiedades mecanicas del compuesto frente al control. Las propiedades mecanicas se reportan en la Tabla 4.
Tabla 4
Resultados del ensayo mecanico del Ejemplo 1
Resistencia a la traccion (MPa) Deformacion a la rotura (°/0)
Muestra
Direccion de la maquina Direccion transversal Direccion de la maquina Direccion transversal
EO-45G
33,5 33,7 644 663
EO-45G + EO-07 + UNITHOX 550
31,9 28,6 623 635
Ejemplo Comparativo 1A
Se repite el Ejemplo 1 excepto que la polieteramina ELASTAMINE RE1-2007 sustituye a UNITHOX 550 como Componente C. ELASTAMINE RE1-2007 esta disponible en Huntsman, y es una mono-eteramina. Tiene una densidad de 1,072 g/cm3 y un punto de fusion de 17°C. Su peso molecular es 2.000 g/mol, con una relacion EO/PO 31/10 y un contenido de amina total de 0,49 meq/g. Los resultados del ensayo se miden como se describe en el Ejemplo 1, y se reportan en las Tablas 5-7.
Energfa superficial (N/m) ((dinas/cm))
Muestra
Dfa 1 Dfa 7 Dfa 30
EO-45G
< 0,034 (34) < 0,034 (34) < 0,034 (34)
EO-45G + EO-07 + ELASTAMINE RE1-2007
< 0,034 (34) < 0,034 (34) < 0,034 (34)
Tabla 6
5 Resultados de turbidez y brillo 45° del Ejemplo Comparativo 1A
Turbidez Brillo 45°
Muestra
Dfa 1 Dfa 7 Dfa 30 Dfa 1 Dfa 7 Dfa 30
EO-45G
12,8 12,6 12,7 53,1 54,4 55,2
EO-45G + EO-07 + ELASTAMINE RE1-2007
8,6 8,3 8,8 66,8 68,0 69,0
Tabla 7
Resultados del ensayo mecanico del Ejemplo Comparativo 1A
Resistencia a la traccion Deformacion a la rotura (°/0)
Muestra
Direccion de la maquina Direccion transversal Direccion de la maquina Direccion transversal
EO-45G
33,5 33,7 644 663
EO-45G + EO-07 + ELASTAMINE RE1-2007
21,4 18,0 530 511
10 Como es evidente a partir de los datos reportados en las Tablas 5-7, las composiciones que comprenden una polieteramina como Componente C rinden de manera deficiente con respecto a la energfa superficial y la resistencia mecanica en relacion a una composicion igual en todos los aspectos excepto por el Componente C.
Ejemplo 1C
Se repite el Ejemplo 1 excepto que se sustituye UNITHOX 550 por UNITHOX 750. UNITHOX 750 es un 15 polietilenglicol de bloques de polietileno de Baker Hughes. Tiene un peso molecular de aproximadamente 1.400, una carga de oxido de etileno de 50% en peso, un valor del Balance Hidrofilo-Lipofilo (HLB) de 10, y un punto de fusion de 106°C. La unidad repetida derivada para el grupo oxialquileno, m, es aproximadamente 16.
La preparacion de la muestra y la formacion de pelfcula son como se describe en el Ejemplo 1 de este documento. La Tabla 8 reporta la composicion.
20 Tabla 8
Composicion de ensayo del Ejemplo 1C
Componente
% en peso
EO-45G
98,8
EO-07
1,0
UNITHOX 750
0,2
Los resultados de energfa superficial, propiedades opticas y ensayo mecanico se reportan en las Tablas 9 a 11. Estas propiedades se miden como en el Ejemplo 1.
Tabla 9
Resultados de energfa superficial del Ejemplo 1C
Energfa superficial (N/m) ((dinas/cm))
Muestra
Dfa 1 Dfa 7 Dfa 30
EO-45G + EO-07 + UNITHOX 550
0,034 (34) 0,034 (34) 0,036 (36)
EO-45G + EO-07 + UNITHOX 750
< 0,034 (34) < 0,034 (34) 0,034-0,035 (34-35)
5
Tabla 10
Resultados de turbidez y brillo 45° del Ejemplo 1C
Muestra
Turbidez Brillo
EO-45G
12,4 56,9
EO-45G + EO-07 + UNITHOX 550
8,6 68,9
EO-45G + EO-07 + UNITHOX 750
9,6 66,0
Tabla 11
10 Resultados del ensayo mecanico del Ejemplo 1C
Resistencia a la traccion Deformacion a la rotura (°/0)
Muestra
Direccion de la maquina Direccion transversal Direccion de la maquina Direccion transversal
EO-045G
33,8 28,5 641 627
EO-45G + EO-07 + UNITHOX 550
32,6 33,9 655 662
EO-45G + EO-07 + UNITHOX 750
32,5 32,2 654 656
Como reportan los datos de las Tablas 9-11, la sustitucion de UNITHOX 550 por el polfmero UNITHOX 750 en la composicion inventiva da como resultado algo de modificacion de la energfa superficial, pero en una cantidad mas baja que usando UNITHOX 550. Las propiedades opticas y mecanicas cuando se usa UNITHOX 750 son iguales o 15 ligeramente mas bajas que cuando se usa UNITHOX 550.
Ejemplo 2
Se repite el Ejemplo 1 excepto que se sustituye EO-07 por ECO-110 como Componente B. ECO-110 es un polfmero de etileno/monoxido de carbono con un nivel diana de monoxido de carbono de 1,0% en peso, una densidad de 0,930 g/cm3 medida por ASTM D792, y un mdice de fusion de 0,55 dg/10 min medido por el ASTM D1238. Los 20 resultados del ensayo se reportan en las Tablas 12-14.
5
10
15
20
25
Energfa superficial (N/m) ((dinas/cm))
Muestra
Dfa 1 Dfa 7 Dfa 30
EO-45G
< 0,034 (34) < 0,034 (34) < 0,034 (34)
EO-45G + ECO-110 + UNITHOX 550
0,035 (35) 0,040 (40) 0,041 (41)
Tabla 13
Resultados de turbidez y brillo 45° del Ejemplo 2
Turbidez Brillo 45°
Muestra
Dfa 1 Dfa 7 Dfa 30 Dfa 1 Dfa 7 Dfa 30
EO-45G
12,8 12,6 12,7 53,1 54,4 55,2
EO-45G + ECO-110 + UNITHOX 550
15,3 15,2 15,4 45,5 47,2 49,1
Tabla 14
Resultados del ensayo mecanico del Ejemplo 2
Resistencia a la traccion (MPa) Deformacion a la rotura (°/0)
Muestra
Direccion de la maquina Direccion transversal Direccion de la maquina Direccion transversal
EO-45G
33,5 33,7 644 663
EO-45G + ECO-110 + UNITHOX 550
33,7 32,0 640 653
Como muestran los datos de las Tablas 12-14, la sustitucion de un MAH-g-PE por un polfmero ECO como componente B en la composicion inventiva no disminuye la favorable energfa superficial ni las propiedades opticas y mecanicas de una pelfcula preparada a partir de la composicion.
Ejemplo Comparativo 2
Se repite el Ejemplo 1, excepto que el Componente C se omite. Se mezclan entre sf las resinas EO-07 y EO-45G usando un amasador Buss (Buss Kneader Compounder MDK/E46 (Buss AG, Suiza)). La composicion de ensayo consistio en 98,0% en peso de EO-45G y 2,0% en peso de EO-07.
La composicion se extruye hasta una pelmula monocapa usando un extrusor de pelfcula colada Collin. Como referencia, se extruye al mismo tiempo un EO-45G al 100% del mismo lote de produccion que el usado en la composicion, y bajo las mismas condiciones que el compuesto.
Las pelfculas se producen en un extrusor de lmea de pelmula colada monocapa Collin (Dr. Collin GmbH, Ebersberg, Alemania). Esta lmea tiene un tamano de extrusor de 30 mm, un tamano de boquilla plana de 200 mm y un espacio de boquilla de 0,7 mm. Las muestras de pelmula se producen con un grosor medio de 50 pm.
La energfa superficial de las pelmulas se mide de la misma manera que en los ejemplos anteriores. Los resultados se reportan en la Tabla 15.
Energfa superficial (N/m) ((dinas/cm))
Muestra
Dfa 1 Dfa 7 Dfa 30
EO-45G
< 0,034 (34) < 0,034 (34) < 0,034 (34)
EO-45G + EO-07
< 0,034 (34) < 0,034 (34) < 0,034 (34)
Los datos de la Tabla 15 muestran que la adicion del Componente B al Componente A y en ausencia de 5 Componente C no produce beneficio a pelfculas preparadas a partir de la composicion en terminos de mejora de la energfa superficial sobre una pelfcula preparada a partir de una composicion del Componente A en solitario.

Claims (15)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. Una composicion que comprende al menos lo siguiente:
    A. 95-99,5% en peso, en base al peso de la composicion (excluyendo el peso para cualesquiera aditivos y/o cargas presentes), de un polfmero a base de olefina;
    B. un polfmero formado a partir de al menos un monomero que comprende al menos un heteroatomo, o modificado por al menos un agente que comprende al menos un heteroatomo; y
    C. un polfmero de bloque de polialquileno (PA)-bloque de polialquilenglicol (PAG). en donde A, B y C son independientes y distintos unos de otros.
  2. 2. La composicion de la reivindicacion 1, en donde el polfmero de bloque (PA)-bloque (PAG) del Componente C se representa por la siguiente estructura:
    Ri-(A)n-(OA)m-OR2,
    en donde
    OA es una unidad oxialquileno,
    A es un unidad alquileno,
    Ri es hidrogeno o un grupo alquilo,
    R2 es hidrogeno o un grupo alquilo, m es 4-220, y n es 4-220.
  3. 3. La composicion de la reivindicacion 1 o 2, en donde el Componente C tiene un punto de fusion (Tm) de 70 a 110°C determinado por ASTM D-127.
  4. 4. La composicion de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el Componente A se selecciona de homopolfmero de polietileno, interpolfmero de etileno/alfa-olefina, homopolfmero de polipropileno, interpolfmero de propileno/etileno, o interpolfmero de propileno/alfa-olefina.
  5. 5. La composicion de la reivindicacion 4, en donde el polfmero a base de etileno del Componente A tiene una densidad de 0,900 a 0,950 g/cm3.
  6. 6. La composicion de la reivindicacion 4 o la reivindicacion 5, en donde el polfmero a base de etileno del Componente A tiene un mdice de fusion (I2) de 0,5 a 6 g/10 min (190°C/2,16 kg).
  7. 7. La composicion de la reivindicacion 1 o 2, en donde el Componente A es un polfmero a base de propileno.
  8. 8. La composicion de la reivindicacion 7, en donde el polfmero a base de propileno del Componente A tiene una densidad de 0,860 a 0,900 g/cm3.
  9. 9. La composicion de la reivindicacion 7 o 8, en donde el polfmero a base de propileno del Componente A tiene una velocidad de flujo en fusion (MFR) de 0,2 a 10 g/10 min (230°C/2,16 kg).
  10. 10. La composicion de cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en donde el polfmero del Componente B se selecciona de polialquilenglicoles, polfmeros a base de olefina modificados por injerto, interpolfmero de etileno acetato de vinilo, interpolfmero de etileno acido acnlico, interpolfmero de etileno acetato de etilo, interpolfmero de etileno acido metacnlico, ionomero de etileno acido metacnlico, policarbonato, poliuretano, poliamida, poli(acido lactico), copolfmero de bloques de polieter, polfmero de copoliester, polfmeros de bloques de poliester/polieter, interpolfmero de olefina monoxido de carbono, terpolfmero de etileno/acido acnlico/monoxido de carbono, terpolfmero de etileno/acido metacnlico/monoxido de carbono, terpolfmero de etileno/acetato de vinilo/monoxido de carbono, copolfmero de estireno/monoxido de carbono, poli(tereftalato de etileno), polietileno clorado, y mezclas de dos o mas de estos polfmeros.
  11. 11. Un artfculo que comprende al menos un componente formado a partir de la composicion de cualquiera de las reivindicaciones 1-10.
  12. 12. El artfculo de la reivindicacion 11, en la forma de una pelfcula.
  13. 13. El artfculo de la reivindicacion 12, en donde la pelfcula comprende al menos dos capas, y en donde al menos
    una capa exterior de la pelfcula esta formada a partir de la composicion de cualquiera de las reivindicaciones 1-10.
  14. 14. El artfculo de la reivindicacion 12 o 13, en donde la pelfcula comprende ademas al menos una capa central formada a partir de una composicion que comprende un polfmero seleccionado de poliamida, poliester o poliolefina.
  15. 15. El artfculo de cualquiera de las reivindicaciones 11-14, en donde el artfculo tiene una energfa superficial mayor 5 que o igual a 0,037 N/m (37 dinas/cm).
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