ES2910523T3 - Tubo de poliolefina - Google Patents

Tubo de poliolefina Download PDF

Info

Publication number
ES2910523T3
ES2910523T3 ES16718642T ES16718642T ES2910523T3 ES 2910523 T3 ES2910523 T3 ES 2910523T3 ES 16718642 T ES16718642 T ES 16718642T ES 16718642 T ES16718642 T ES 16718642T ES 2910523 T3 ES2910523 T3 ES 2910523T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
tube
weight
amount
optionally
polyolefin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES16718642T
Other languages
English (en)
Inventor
Patrik Roseen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Uponor Innovation AB
Original Assignee
Uponor Innovation AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Uponor Innovation AB filed Critical Uponor Innovation AB
Application granted granted Critical
Publication of ES2910523T3 publication Critical patent/ES2910523T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3412—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having one nitrogen atom in the ring
    • C08K5/3415—Five-membered rings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/24—Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/005—Stabilisers against oxidation, heat, light, ozone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/022—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/13—Phenols; Phenolates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/13—Phenols; Phenolates
    • C08K5/134—Phenols containing ester groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/14—Peroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3412—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having one nitrogen atom in the ring
    • C08K5/3432—Six-membered rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3412—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having one nitrogen atom in the ring
    • C08K5/3432—Six-membered rings
    • C08K5/3435—Piperidines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • C08K5/37—Thiols
    • C08K5/375—Thiols containing six-membered aromatic rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00—Rigid pipes
    • F16L9/12—Rigid pipes of plastics with or without reinforcement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2023/00—Tubular articles
    • B29L2023/22—Tubes or pipes, i.e. rigid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2323/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10—Esters; Ether-esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3467—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having more than two nitrogen atoms in the ring
    • C08K5/3477—Six-membered rings
    • C08K5/3492—Triazines
    • C08K5/34924—Triazines containing cyanurate groups; Tautomers thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/18—Applications used for pipes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/06—Properties of polyethylene
    • C08L2207/062—HDPE
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2312/00—Crosslinking
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

Un tubo polimérico formada por: un polímero estructural de poliolefina; y un reticulante de bismaleimida en una cantidad de 0,02 a 5% en peso, en el que el reticulante de bismaleimida es un compuesto de fórmula (I): **(Ver fórmula)** en donde R es un alquilo -C2 - C24.

Description

DESCRIPCIÓN
Tubo de poliolefina
CAMPO DE LA INVENCIÓN
Esta invención se refiere a un tubo polimérico, y más particularmente a un tubo polimérico en la que el tubo comprende una poliolefina reticulada formada a partir de poliolefina extruida que comprende un reticulante de bismaleimida. Esta invención se refiere a la fabricación de tubos y tubos de plástico de polímeros poliolefínicos tales como polietileno, con reticulación mediante un reticulante de bismaleimida, para producir tubos y tuberías de polietileno reticulado (PEX). Los tubos están diseñados para usarse en aplicaciones de agua fría (p. ej., potable) o agua caliente.
ANTECEDENTES
Los tubos extruidos hechas de polímeros de poliolefina son bien conocidas para una variedad de aplicaciones industriales. Por lo general, se utilizan en la industria de la construcción para tubos de agua doméstica (p. ej., potable), tubos de radiadores, tubos de calefacción por suelo radiante y para aplicaciones similares, tales como la construcción de barcos. Estos tubos de poliolefina también se pueden utilizar como tubos de calefacción urbana y como tubos de proceso en la industria alimentaria, etc. Otras aplicaciones incluyen el transporte de fluidos gaseosos y lodos.
La poliolefina utilizada en Los tubos extruidos suele estar reticulada, lo que proporciona una serie de ventajas. Tales ventajas incluyen, pero no se limitan a, estabilidad a largo plazo, incluida la resistencia a la oxidación, que ayuda a cumplir con los códigos y estándares actuales para aplicaciones de agua potable, flexibilidad en la instalación, incluido un "efecto memoria", etc. El polietileno reticulado (PEX) se usa comúnmente para tubos de plástico. Hay varias variedades de PEX que utilizan una serie de diferentes químicos de reticulación y tecnologías de procesamiento. Varios grados de PEX contienen además otros aditivos como antioxidantes y/o paquetes estabilizadores y/o ayudas de procesamiento en diferentes concentraciones y combinaciones. Tres variedades conocidas de PEX para aplicaciones de tubos son PEX-a, PEX-b y PEX-c.
En el proceso PEX-a (p. ej., producido por el "Método Engel", método de baño de sal "Pont a Mousson" o método infrarrojo (IR), la reticulación es inducida por peróxido. En el Método Engel, la reticulación es inducida por peróxido bajo la influencia de calor y alta presión. En el método IR, la reticulación es inducida por peróxido bajo la influencia del calor IR aplicado. La composición de PEX-a resultante se reticula a través de enlaces carbono-carbono para formar la red de polímero reticulado. El proceso de reticulación de PEX-a ocurre en la etapa de fundición, a diferencia de los procesos de reticulación primarios para PEX-b y PEX-c, donde la reticulación ocurre en un estado sólido del polímero. La reacción principal es la formación de radicales libres tras la descomposición del peróxido, que tiene que estar presente por definición para PEX-a y, posteriormente, el radical libre extrae hidrógenos de las cadenas de polímero de PE. Este último da nuevos radicales de carbono, que después se combinan con las cadenas de PE vecinas para formar enlaces estables de carbono-carbono, es decir, enlaces cruzados. El entrecruzamiento, que se considera homogéneo y uniforme para PEX-a, da grados de reticulación (típicamente denominados CCL) en el intervalo de 70-90% para aplicaciones prácticas. En algunas aplicaciones, el CCL debe estar por encima del 70% para PEX-a, según se define en la norma internacional ASTM para tuberías de polietileno reticulado (PEX), F 876-10 (aprobado el 1 de febrero de 2010) y/o en algunas aplicaciones, el CCL debe ser por encima del 70% para PEX-a como se define en ISO 15875. Por lo tanto, el proceso PEX-a puede usarse para producir tubos de buena calidad
En el proceso PEX-b, la reticulación es inducida por la humedad y el calor durante tiempos prolongados predeterminados que típicamente se llevan a cabo en una "atmósfera de sauna". Los métodos más utilizados se denominan métodos Sioplas (dos etapas) y Monosil (una etapa), respectivamente. En el método Sioplas, un silano, tal como por ejemplo un vinilsilano, se injerta en una resina de HDPE antes de la extrusión del tubo. En el método Monosil, se mezcla un silano con la resina de HDPE durante la extrusión del tubo. En ambos métodos, que son químicamente diferentes en las etapas previas a la reticulación, el principio fundamental para la reticulación real es prácticamente idéntico, es decir, la reticulación se produce en un proceso secundario de postextrusión que se acelera mediante una combinación de calor y humedad. La última combinación es el "reactivo" activo, que está involucrado en la reacción primaria de hidrólisis y condensación. En principio, el tubo extruido se expone a agua caliente y un baño de vapor. Una diferencia fundamental con respecto a PEX-a es que, para PEX-b, los enlaces cruzados resultantes no se dan entre enlaces carbono-carbono, sino que se forman enlaces covalentes de oxígeno-silicio ("puentes" de siloxano). En comparación con PEX-a, la densidad de reticulación (CCL) es algo menor para PEX-b (65-70%) y la reticulación también es menos uniforme. PEX-b normalmente tiene un requisito mínimo de CCL de >65%.
En el proceso PEX-c, la reticulación se denomina comúnmente método "en frío". En el proceso PEX-c, no se necesitan productos químicos para facilitar el proceso de reticulación, sino que se utiliza irradiación de haz de electrones (EB) de alta energía para crear los radicales libres necesarios para que se produzca la extracción de hidrógeno y la posterior reticulación. Los haces de electrones de alta energía no son selectivos, es decir, los enlaces químicos se rompen de forma descontrolada. Esto último tiene como consecuencia la creación de reacciones secundarias, junto con la reacción buscada, es decir, la reticulación del HDPE. La densidad de reticulación para PEX-c suele estar en el intervalo del 70-75% (requisito mínimo >60%) y se debe tener cuidado con el tiempo de irradiación, ya que una exposición demasiado prolongada puede producir productos decolorados o quebradizos. PEX-c se ha utilizado con éxito durante muchos años a pesar de las condiciones de producción un tanto desafiantes.
Un desafío que ocurre con todos los tubos extruidos utilizadas para aplicaciones de agua potable es un problema potencial con la lixiviación de aditivos de la matriz del tubo de polímero. Los aditivos, incluyendo iniciadores, estabilizadores, coagentes, auxiliares de procesamiento, antioxidantes, productos de degradación de los mismos, etc., pueden lixiviarse de la matriz polimérica con el tiempo y pueden estar disponibles para contaminar el contenido fluido que fluye dentro del tubo. Este problema es un tema particular en casos tales como aplicaciones de agua potable y existen estándares de la industria que cuantifican los niveles permitidos de lixiviación de materiales del tubo durante un período de tiempo para tales aplicaciones. Además, la lixiviación de aditivos, productos de degradación de aditivos y/o subproductos de entrecruzamiento pueden dar lugar a tubos que no superen las pruebas de carbono orgánico total (TOC) o de sabor y olor. Puede ser necesario que los diversos aditivos estén presentes en el tubo al fabricarla para facilitar el procesamiento del tubo al extruir el polímero de materia prima y también para garantizar la integridad estructural y la resistencia al envejecimiento, etc., del tubo terminada. De manera similar, típicamente se requieren agentes de reticulación para obtener un tubo con el nivel deseado de reticulación. Al mismo tiempo, la presencia misma de aditivos, productos de degradación y subproductos de reticulación presenta un desafío, ya que estos materiales pueden filtrarse de la matriz polimérica durante un período de tiempo.
Es evidente que los tubos extruidos conocidos y los métodos para fabricar dichos tubos están sujetos a una serie de limitaciones. Por lo tanto, existe la necesidad de nuevos métodos de producción y/o nuevas combinaciones de componentes químicos para mejorar los métodos de producción y/o las propiedades de los tubos de poliolefina. Es un objetivo de la presente invención proporcionar materiales para formar tubos que puedan usarse en aplicaciones de agua fría y/o caliente, por ejemplo, en aplicaciones de agua fría y/o caliente doméstica. También es un objetivo proporcionar materiales para producir tubos para aplicaciones industriales. Es un objetivo producir tubos que sean resistentes a la lixiviación con el tiempo de uno o más de los componentes. Otro objetivo es producir tubos para aplicaciones domésticas que cumplan o excedan los estándares actuales para uno o más de t Oc , sabor y olor. La presente invención satisface algunos o todos estos objetivos.
BREVE RESUMEN DE LA DESCRIPCIÓN
La presente invención proporciona un tubo que se beneficia de un nivel reducido de lixiviación de residuos químicos, al mismo tiempo que minimiza o evita un tratamiento posterior a la extrusión adicional para reducir dicha lixiviación. Los tubos de la invención proporcionan una serie de ventajas. Por ejemplo, los tubos pueden cumplir o superar los estándares actuales para uno o más de TOC, sabor y olor, sin requerir etapas adicionales de procesamiento posterior a la extrusión, p. ej., un tratamiento térmico adicional que requiere mucho tiempo.
Un aspecto de la invención proporciona un tubo polimérico formada por:
un polímero estructural de poliolefina; y
un reticulante de bismaleimida en una cantidad de 0,02 a 5% en peso, en el que el reticulante de bismaleimida es un compuesto de fórmula (I):
Figure imgf000003_0001
en donde R es un alquilo -C2 - C24
Otro aspecto de la invención proporciona un método para producir un tubo de poliolefina reticulada que comprende: preparar una mezcla;
extruir la mezcla para formar un tubo extruido; y
reticular un polímero estructural de poliolefina calentando el tubo extruido,
en donde la mezcla se prepara mezclando componentes que comprenden el polímero estructural de poliolefina y un reticulante de bismaleimida en una cantidad de 0,02 a 5% en peso, en donde el reticulante de bismaleimida es un compuesto de fórmula (I):
Figure imgf000004_0001
en donde R es un alquilo -C2 - C24
Un tercer aspecto de la invención proporciona el uso de un reticulante de bismaleimida de fórmula (I) como se define en el presente documento para la producción de un tubo de poliolefina.
Un cuarto aspecto proporciona el uso de un tubo de la invención, o un tubo formado de acuerdo con un método o uso de la invención, para el transporte de agua. En una realización, el agua es agua potable.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
A lo largo de la descripción y las reivindicaciones de esta especificación, las palabras "comprenden" y "contienen" y las variaciones de las mismas significan "que incluyen, pero no se limitan a", y no pretenden (y no) excluyen otros restos, aditivos, componentes, números enteros o etapas. A lo largo de la descripción y las reivindicaciones de esta especificación, el singular abarca el plural a menos que el contexto requiera lo contrario. En particular, cuando se usa el artículo indefinido, la especificación debe entenderse que contempla tanto la pluralidad como la singularidad, a menos que el contexto requiera lo contrario.
Debe entenderse que las características, números enteros, características, compuestos, fracciones químicas o grupos descritos junto con un aspecto, realización o ejemplo particular de la invención son aplicables a cualquier otro aspecto, realización o ejemplo descrito en el presente documento a menos que sea incompatible con el mismo. Todas las características divulgadas en esta especificación (incluyendo las reivindicaciones, el resumen y los dibujos adjuntos), y/o todas las etapas de cualquier método o proceso así divulgado, pueden combinarse en cualquier combinación, excepto combinaciones en las que al menos algunas de dichas características y/o etapas son mutuamente excluyentes. La invención no se limita a los detalles de ninguna de las realizaciones anteriores. La invención se extiende a cualquier novedad o combinación novedosa de las características descritas en esta memoria descriptiva (incluidas las reivindicaciones, el resumen y los dibujos adjuntos), o a cualquier novedad o combinación novedosa de las etapas de cualquier método o proceso como se describe.
Para evitar dudas, por la presente se establece que la información descrita anteriormente en esta memoria descriptiva bajo el encabezado "Antecedentes" es relevante para la invención y debe leerse como parte de la descripción de la invención.
Los tubos poliméricos de esta invención se pueden usar para una variedad de aplicaciones, por ejemplo, transporte de agua potable caliente y/o fría, calefacción por suelo radiante o aguas residuales, además de usarse en rociadores contra incendios, tubos de proceso en industrias como la industria alimentaria, y para el transporte de fluidos distintos al agua como gases y lodos, entre otros usos. En algunas realizaciones, estos tubos poliméricos incluyen un tubo base con una o más capas dispuestas sobre el tubo base. Se incluyen ejemplos de varias capas que se pueden disponer en un tubo de base polimérica en el documento US 2010/0084037, titulado " Methods and Compositions for Coating Pipe tubo". En otras realizaciones, el tubo polimérico incluye el tubo base sin capas dispuestas sobre el tubo base, es decir, el tubo constará de una única (es decir, una) capa.
NORMAS Y CERTIFICACIONES DE TUBOS
Los estándares de tubo y los procedimientos de prueba estándar a los que se hace referencia en la presente descripción incluyen lo siguiente:
Norma internacional ASTM para tubería de polietileno reticulado (PEX), F 876-10 (aprobada el 1 de febrero de 2010) ("ASTM F876");
EN ISO 15875, Sistemas de tubos de plásti
(PE-X);
Directriz para la Evaluación Higiénica de Materiales Orgánicos en Contacto con el Agua Potable (Directriz KTW) de Umweltbundesamt (UBA), versión en inglés publicada el 7 de octubre de 2008 ("Directriz KTW");
EN 1484 Análisis del agua: Directrices para la determinación del carbono orgánico total (TOC) y el carbono orgánico disuelto (DOC) emitidas en mayo de 1997 ("EN 1484");
EN 1622:2006 Calidad del agua: Determinación del número umbral de olor (TON) y el número umbral de sabor (TFN) ("EN 1622").
Las pruebas a las que se hace referencia en el presente documento son estándares conocidos en la industria y están disponibles para los expertos. Por lo tanto, solo nos referiremos a ellos brevemente en aras de la brevedad. Sin embargo, el contenido de estas normas forma parte integral de la invención en la medida en que Los tubos según la invención pueden cumplir o superar los requisitos de las normas.
ASTM F876 (Norteamérica) y EN ISO 15875 (Europa): antes del lanzamiento del producto, Los tubos certificados normalmente deben pasar todas las pruebas requeridas de acuerdo con estos dos estándares, respectivamente.
El grado de reticulación se puede cuantificar de acuerdo con la siguiente cita de ASTM F876:"6.8. Grado de reticulación: cuando se prueba de acuerdo con 7.9, el grado de reticulación para el material de tubería PEX debe estar dentro del intervalo de 65 a 89% inclusive. Dependiendo del proceso utilizado, se deben lograr los siguientes porcentajes mínimos de reticulación: 70% por peróxidos (PEX-a), 65% por compuestos azoicos, 65% por haz de electrones (PEX-c), o 65% por compuestos de silano (PEX-b)".
Según la norma EN ISO, para haz de electrones (PEX-c) y compuestos azoicos, el porcentaje mínimo de reticulación que se debe alcanzar es del 60%.
Idealmente, los tubos deberían tener un alto nivel de reticulación, es decir, al menos el 50% (preferiblemente al menos el 60%), según la norma. Sin embargo, en algunas aplicaciones puede ser aceptable un menor grado de reticulación.
La directriz KTW se puede utilizar para realizar una evaluación higiénica de los materiales orgánicos en contacto con el agua potable. El carbono orgánico total (TOC) se puede determinar según los protocolos de prueba de migración establecidos en 2.1.1 y 2.1.2 de la Directriz KTW. Las pruebas de olor y sabor se pueden realizar de acuerdo con los protocolos establecidos en 2.2.1 y 2.2.2 de la Directriz KTW.
DEFINICIONES
Las siguientes explicaciones de términos y métodos se proporcionan para describir mejor la presente descripción y para guiar a los expertos en la técnica en la práctica de la presente descripción.
Los términos "alquilo", " alquilo C1-C10" y " alquilo CX-Cy" (donde x es al menos 1 y menor que 10, e y es un número mayor que 10) como se usa en el presente documento incluyen una referencia a un resto alquilo de cadena lineal o ramificada que tiene, por ejemplo, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 o 10 átomos de carbono El término incluye la referencia a, por ejemplo, metilo, etilo, propilo (n-propilo o isopropilo), butilo (n-butilo, sec-butilo o terc-butilo), pentilo, y hexilo. En particular, el alquilo puede ser un " alquilo C1-C6 ", es decir, un alquilo que tiene 1,2, 3, 4, 5 o 6 átomos de carbono; o un " alquilo C1-C4", es decir, un alquilo que tiene 1,2, 3 o 4 átomos de carbono. El término "alquilo inferior" incluye la referencia a grupos alquilo que tienen 1, 2, 3 o 4 átomos de carbono.
Los términos "alquenilo", " alquenilo C2-C10" y " alquenilo CX-Cy" (donde x es al menos 2 y menor que 10, e y es un número mayor que 10) como se usa en el presente documento incluyen una referencia a un resto alquilo de cadena lineal o ramificada que tiene, por ejemplo, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 o 10 átomos de carbono y que tiene, además, al menos un doble enlace, de estereoquímica E o Z cuando corresponda. Este término incluye la referencia a, por ejemplo, etenilo, 2-propenilo, 1-butenilo, 2- butenilo, 3-butenilo, 1-pentenilo, 2-pentenilo, 3-pentenilo, 1-hexenilo, 2-hexenilo y 3-hexenilo. En particular, el alquenilo puede ser un " alquenilo C2-C6", es decir, un alquenilo que tiene 2,3, 4,5 o 6 átomos de carbono; o un " alquenilo C2-C4", es decir, un alquenilo que tiene 2, 3 o 4 átomos de carbono.
Los términos "alquinilo", " alquinilo C2-C10 " y " alquinilo CX-Cy" (donde x es al menos 2 y menor que 10, e y es un número mayor que 10) como se usa en el presente documento incluyen una referencia a un resto alquilo de cadena lineal o ramificada que tiene, p. ej., 2, 3, 4, 5, 6, 7 , 8, 9 o 10 átomos de carbono y que tiene, además, al menos un triple enlace Este término incluye la referencia a, por ejemplo, etinilo, 2-propinilo, 1 -butinilo, 2-butinilo, 3-butinilo, 1-pentinilo , 2-pentinilo, 3-pentinilo, 1 -hexinilo, 2-hexinilo y 3-hexinilo. En particular, el alquinilo puede ser un " alquinilo C2-C6 ", es decir, un alquinilo que tiene 2, 3, 4, 5 o 6 átomos de carbono; o un " alquinilo C2-C4 ", es decir, un alquinilo que tiene 2, 3 o 4 átomos de carbono.
Cuando un compuesto, resto, proceso o producto se describe como "opcionalmente" que tiene una característica, la descripción incluye dicho compuesto, resto, proceso o producto que tiene esa característica y también dicho compuesto, resto, proceso o producto que no tiene esa característica. Por tanto, cuando un resto se describe como "opcionalmente sustituido", la descripción comprende el resto no sustituido y el resto sustituido.
Cuando dos o más fracciones se describen como seleccionadas "independientemente" o "cada una independientemente" de una lista de átomos o grupos, esto significa que las fracciones pueden ser iguales o diferentes.
La identidad de cada resto es, por lo tanto, independiente de las identidades de uno o más otros restos.
El término "CCL" se refiere a la densidad de reticulación, típicamente expresada como un porcentaje. CCL por lo tanto representa una medida cuantitativa del nivel de reticulación. A lo largo de la descripción y las reivindicaciones de esta especificación, las frases "grado de reticulación", "nivel de reticulación" y "densidad de reticulación" o similar significan CCL.
El término "TOC" se refiere al carbono orgánico total.
TUBOS
A menos que se indique lo contrario en esta especificación, cualquier referencia a un componente específico (p. ej., polímero estructural de poliolefina, fotoiniciador, especies reactivas de extrusión, coagente, estabilizador de luz de amina impedida, antioxidante o cualquier aditivo opcional) en una cantidad de % en peso es una referencia al componente en % de su peso con respecto al peso total de la capa del tubo en la que está presente.
Los tubos poliméricos de la invención comprenden un polímero estructural de poliolefina. Aunque el polímero estructural puede ser polietileno (PE), los expertos en la técnica entienden que pueden usarse otros polímeros estructurales en lugar de polietileno. Por ejemplo, el polímero estructural puede ser una poliolefina tal como PE (p. ej., temperatura elevada de PE o PE-RT), polipropileno (PP), polibutilenos (PB); cualquier copolímero de los mismos; copolímeros de poliolefina tales como poli(etilen-co-anhídrido maleico); entre otros polímeros. Por ejemplo, el polímero estructural puede ser polietileno, polipropileno, polibutileno y polímeros olefínicos superiores; copolímeros de etileno, propileno, 1-buteno, 2-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno y 1-octeno e isómeros de los mismos entre sí y con otros monómeros insaturados. También se incluyen copolímeros en bloque y mezclas de polímeros de monómeros polimerizados de cualquiera de los polímeros mencionados anteriormente. el tubo polimérico puede tener al menos 85% en peso de polímero estructural de poliolefina, al menos 90% en peso de polímero estructural de poliolefina o al menos 95% en peso de polímero estructural de poliolefina.
Los polímeros estructurales de poliolefina preferidos para uso en la presente invención incluyen polietileno, polipropileno y mezclas de los mismos.
El polietileno (PE) se clasifica en varias categorías diferentes basándose principalmente en su densidad y ramificación. El rendimiento y las propiedades mecánicas del producto final dependen significativamente de variables como la extensión y el tipo de ramificación, la cristalinidad, la densidad y el peso molecular y su distribución. Como se mencionó, Los tubos PEX se fabrican con diferencia y más comúnmente a partir de polietileno de alta densidad (HDPE); sin embargo, esta invención es aplicable cuando se utiliza cualquier tipo de poliolefina o polietileno para la producción de tubos de plástico de una o varias capas, tal como , pero no se limita a, polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno de densidad media (MDPE), grados PE 100, PE 80, PE-RT, peso molecular muy alto (VHMWPE) y polietileno de peso molecular ultra alto (UHMWPE) o combinaciones de los mismos. Ejemplos de PE disponibles comercialmente que pueden usarse en tubos de la presente invención incluyen Basell Q 456, Basell Q 456B, Basell New Resin, Basell Q 471 (los tres están disponibles en Equistar Chemicals, LP Lyondell Basell Company, Clinton lowa, Estados Unidos) Borealis HE 1878, Borealis HE 1878 E, Borealis HE 2550 (los tres están disponibles en Borealis AG).
Los tubos poliméricos de la invención pueden comprender polietileno reticulado (PEX) como polímero estructural de poliolefina, en cuyo caso el tubo puede ser un tubo PEX. El polímero estructural en un tubo de este tipo puede comprender o consistir en cualquiera de las variedades de polietileno mencionadas en el presente documento que se ha reticulado, preferiblemente por la acción de un reticulante de bismaleimida como se describe en el presente documento. Los tubos de la invención también incluyen tubos en las que el agente de reticulación consta de al menos un agente de reticulación de bismaleimida (tal como 1, 2, 3 o 4, por ejemplo, 1 o 2) como se describe en el presente documento.
Los tubos poliméricos de la invención pueden comprender un reticulante de bismaleimida de fórmula (I):
Figure imgf000006_0001
en donde R es un alquilo -C2 - C24. R también puede ser como se define más adelante en el presente documento. Por ejemplo, R puede ser un alquilo -C4 - C18, p. ej., un alquilo C4 - C10.R puede ser un alquilo -C2 , -C3 , -C4 , -C5 , -C6, -C7 , -C8, -C9 , -C10, -C11, -C12, -C13, -C14, -C15, -C16, -C17, o-C18, p. ej., R puede ser un alquilo -C6.Por ejemplo, Los tubos poliméricas de la invención pueden comprender uno o más reticulantes de bismaleimida de fórmula (I), p. al menos 1, al menos 2, al menos 3, al menos 4 o al menos 5 agentes de entrecruzamiento de bismaleimida como se define en el presente documento. El agente de reticulación de bismaleimida puede estar presente en una cantidad de 0,02 a 5% en peso, por ejemplo, de 0,2 a 4% en peso, p. ej., el reticulante de bismaleimida puede estar presente en una cantidad de 0,2 a 3% en peso, 0,2 a 2% en peso o 0,5 a 2,5% en peso. Por ejemplo, el reticulante de bismaleimida puede estar presente en una cantidad de 0,5 a 5% en peso o en una cantidad de 1 a 4% en peso, p. ej., en una cantidad de 1 a 3% en peso o de 1,5 a 2,5% en peso. Por ejemplo, el reticulante de bismaleimida puede estar presente en una cantidad de 0,3 a 2,5% en peso, 0,5 a 2,5% en peso o 1 a 2% en peso; p.ej. aproximadamente el 1 % en peso, aproximadamente el 1,2% en peso, aproximadamente el 1,5% en peso, aproximadamente el 1,7% en peso o aproximadamente el 2% en peso.
Sin pretender limitarse a ninguna teoría, se cree que un reticulante de bismaleimida de fórmula (I) es un agente de reticulación activado por calor, que después de la activación puede incorporarse covalentemente en el polímero reticulado. Esto puede proporcionar ventajas en comparación con otros tipos de reticulantes utilizados en tubos de poliolefina. Por ejemplo, Los tubos fabricados con un proceso PEX-a pueden requerir un tratamiento posterior posterior al procesamiento para satisfacer los requisitos de sabor y olor de Los tubos de agua potable, debido a la presencia de subproductos de los iniciadores de peróxido que normalmente se usan en un proceso PEX-a. Los tubos de la presente invención normalmente evitan (o al menos reducen) este tratamiento posterior, debido a la ausencia (o niveles reducidos) de iniciador de peróxido.
Los tubos poliméricos de la invención pueden comprender un iniciador de peróxido, por ejemplo, uno o más iniciadores de peróxido; p.ej. al menos 1, al menos 2, al menos 3, al menos 4 o al menos 5 iniciadores de peróxido como se define aquí. El iniciador de peróxido puede estar presente en una cantidad de 0 a 2% en peso, por ejemplo de 0,02 a 2% en peso, p. ej., el iniciador de peróxido puede estar presente en una cantidad de 0,05 a 1,5% en peso o de 0,1 a 1,5% en peso. Por ejemplo, el iniciador de peróxido puede estar presente en una cantidad de 0,05 a 1% en peso, 0,1 a 1% en peso o 0,2 a 1% en peso. El iniciador de peróxido puede estar presente en una cantidad de 0,05 a 0,75% en peso, 0,1 a 0,5% en peso o 0,2 a 0,5% en peso. En una realización, el tubo polimérico puede no comprender un iniciador de peróxido, es decir, el iniciador de peróxido puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 0% en peso.
Los iniciadores de peróxido adecuados incluyen peróxidos orgánicos, por ejemplo, peróxidos orgánicos que son compatibles con monómeros de poliolefina. Los ejemplos de tales peróxidos orgánicos incluyen peróxidos de alquilo, peróxidos de alquenilo, peróxidos de alquinilo. Los ejemplos de peróxidos orgánicos que se pueden usar en Los tubos poliméricas de la invención incluyen peróxido de di-terc-butilo (Trigonox B), 2,5-dimetil-2,5-di(terc-butilperoxi)hexino-3 (Trigonox 145), 3,3,5,7,7-pentametil-1,2,4-trioxepano (Trigonox 311), 2,5-dimetil-2,5-di(terc-butilperoxi)hexano (Trigonox 101) y 3,6,9-trietil-3,6,9,-trimetil-1,4,7-triperoxonano (Triganox 301).
Los tubos poliméricos de la invención pueden comprender un co-agente, por ejemplo uno o más co-agentes; p.ej. al menos 1, al menos 2, al menos 3, al menos 4 o al menos 5 coagentes como se define en el presente documento. Los coagentes (monómeros y/u oligómeros) seleccionados utilizados en las formulaciones de la presente invención comprenden al menos un doble enlace polimerizable o grupo reactivo. El coagente proporciona reticulaciones adicionales entre las cadenas de poliolefina del polímero estructural de poliolefina. El coagente actúa así para promover y mejorar la eficiencia del proceso de reticulación, p. ej., cuando el polímero estructural de poliolefina es polietileno, el coagente mejora la reticulación de las cadenas de polietileno para producir PEX. El coagente (o la cantidad total de coagentes) puede estar presente en una cantidad de 0,02 a 10% en peso. Por ejemplo, el coagente puede estar presente en una cantidad de 0,1 a 5% en peso, 0,2 a 1% en peso, 0,3 a 0,7% en peso, p. ej., alrededor del 0,5% en peso.
El coagente se puede seleccionar de coagentes que comprenden grupos reactivos tales como acrilatos, alil éteres, polibutadienos, vinil éteres, y también aceites vegetales insaturados, tales como aceite de soja. Por ejemplo, el coagente se puede seleccionar de acrilatos, alil éteres, polibutadienos y vinil éteres. El coagente puede comprender un doble enlace carbono-carbono reactivo. Un doble enlace carbono-carbono reactivo puede ser un doble enlace carbono-carbono que es un enlace carbono-carbono terminal. Un doble enlace carbono-carbono reactivo puede ser un doble enlace carbono-carbono en el que uno de los átomos de carbono comprende dos átomos de hidrógeno geminales.
El coagente puede comprender múltiples dobles enlaces. Esto puede mejorar el nivel de reticulación. En el marco de la presente invención se pueden utilizar coagentes poliméricos tales como polibutadienos o cualquier cadena principal polimérica que contenga restos insaturados.
Por ejemplo, se puede usar una amplia variedad de acrilatos como coagentes, e incluyen: diacrilato de 1,6-hexanodiol, diacrilato de 1,3-butilenglicol, diacrilato de dietilenglicol, triacrilato de trimetilolpropano, diacrilato de neopentilglicol, diacrilato de polietilenglicol 200, diacrilato de tetraetilenglicol, diacrilato de trietilen, tetraacrilato de pentaeritritol, diacrilato de tripropilenglicol, diacrilato de bisfenol-A etoxilado, (mono)dimetacrilato de propilenglicol, diacrilato de trimetilolpropano, tetraacrilato de di-trimetilolpropano, triacrilato de isocianurato de tris(hidroxietilo), hidroxipentaacrilato de dipentaeritritol, pentaeritritol oxiacrilato triacrilato de trimetilolpropano, dimetacrilato de trietilenglicol, dimetacrilato de etilenglicol, dimetacrilato de tetraetilenglicol, dimetacrilato de polietilenglicol-200, dimetacrilato de 1,6-hexanodiol, dimetacrilato de neopentilglicol, dimetacrilato de polietilenglicol-600, dimetacrilato de 1,3-butilenglicol, bisfenol-A etoxilado D metacrilato, trimetacrilato de trimetilolpropano, diacrilato de 1,4-butanodiol, dimetacrilato de dietilenglicol, tetrametacrilato de pentaeritritol, dimetacrilato de glicerina, dimetacrilato de trimetilolpropano, trimetacrilato de pentaeritritol, dimetacrilato de pentaeritritol, diacrilato de pentaeritritol, aminoplast(met)acrilatos, aceites de acrilato como soja , aceite de ricino, etc. Otros compuestos polimerizables aplicables incluyen metacrilamidas, maleimidas, acetato de vinilo, vinil caprolactama, tioles y politioles. Los derivados de estireno también son fácilmente aplicables en el marco de esta invención.
El coagente puede ser un oligómero o un prepolímero. Por ejemplo, el coagente puede ser un oligómero o un prepolímero que tenga funcionalidad de acrilato, p. ej., seleccionado de acrilatos de poliuretano, acrilatos de epoxi, acrilatos de silicona y acrilatos de poliéster. Otros coagentes ejemplares incluyen resinas epoxi(met)acriladas, poliésteres (met)acrilados, siliconas (met)acriladas, uretanos/poliuretanos (met)acrilados, polibutadieno (met)acrilado, oligómeros y polímeros acrílicos (met)acrilados, y similares, y cualquier combinación de los mismos. Un coagente ejemplar es un oligómero o prepolímero que es un acrilato de poliuretano, por ejemplo, un prepolímero Krasol NN (disponible de Cray Valley, Inc., Exton, PA, EE. UU.).
Otros ejemplos de coagentes de uso en la invención incluyen los siguientes:
Cianurato de trialilo
Figure imgf000008_0001
Polibutadieno
Figure imgf000008_0002
en donde n se selecciona tal que el peso molecular medio sea de aproximadamente 2.000 a aproximadamente 10.000 g/mol, preferiblemente de aproximadamente 4.000 a aproximadamente 7.000 g/mol, p. el peso molecular medio puede ser de 3000 o 5000 g/mol.
Polibutadieno terminado en hidroxi y epoxidado (Poly BD 600E)
Figure imgf000008_0003
que tiene un peso molecular medio de aproximadamente 2.100 g/mol.
Polibutadieno-Ricon
Figure imgf000008_0004
en donde x e y se seleccionan de tal manera que el peso molecular promedio es de aproximadamente de 1000 a aproximadamente de 10000 g/mol, preferiblemente de aproximadamente de 2000 a aproximadamente de 7000 g/mol. Por ejemplo, Polibutadieno-Ricon 142 de peso molecular medio 4.100 g/mol (CAS # 9003-17-2). Polibutadieno-Ricon 152 de peso molecular medio 2.900 g/mol (CAS # 9003-17-2). Polibutadieno-Ricon 156 de peso molecular medio 2.900 g/mol. Polibutadieno-Ricon 157 de peso molecular medio 1.800 g/mol.
Triacrilato de trimetilolpropano (TMPTA)
Figure imgf000008_0005
Diacrilato de poli(etilenglicol) (
Figure imgf000008_0006
donde n se selecciona de manera que el peso molecular medio sea de aproximadamente 575 g/mol.
Diacrilato de polibutadieno (CAS #: 9003-17-2) de peso molecular medio 2.200 g/mol.
Krasol® Prepolímero de poliuretano NN (disponible de Cray Valley, Inc., Exton, PA, EE. UU.), por ejemplo Krasol® NN 32 (9% NCO, base MDI, 56% contenido de vinilo, viscosidad de 12000 Cps a 25 °C y/o Krasol® NN 35.
Los tubos poliméricos de la invención pueden comprender un antioxidante, por ejemplo uno o más antioxidantes fenólicos; p.ej. al menos 1, al menos 2, al menos 3, al menos 4 o al menos 5 antioxidantes como se define en el presente documento. Se pueden usar antioxidantes para conservar la mezcla de polímeros durante el proceso de producción, por ejemplo, cuando la mezcla de polímeros se expone al calor y la presión elevados del proceso de extrusión. Específicamente, las propiedades mecánicas de algunos polímeros estructurales, tal como el PE, tenderán a deteriorarse debido a la degradación oxidativa cuando se exponen al calor y la presión. Por ejemplo, en algunos casos el deterioro se manifestará como la formación de cadenas más cortas, disminuyendo efectivamente el peso molecular promedio del polímero estructural y cambiando las características del polímero estructural. Los antioxidantes actúan para prevenir o limitar dicho deterioro.
Los antioxidantes también pueden facilitar el mantenimiento de las propiedades del tubo a lo largo del tiempo, especialmente cuando el tubo está expuesta al cloro u otros agentes oxidantes. En un ejemplo, un fluido (p. ej., agua potable) que está presente en el tubo puede contener agentes oxidantes como el cloro, que con el tiempo puede tender a oxidar y descomponer un polímero estructural como el PE. Tal oxidación puede provocar la degradación de las propiedades del polímero estructural y del tubo acabada. En algunos ejemplos, los antioxidantes tienden a conservar las propiedades del polímero estructural en presencia de un entorno oxidativo. La cantidad total de antioxidante (p. ej., cualquiera o más de los antioxidantes descritos en el presente documento) puede ser del 0,1 al 2% en peso, del 0,1 al 1,5% en peso, del 0,2 al 1,25% en peso, del 0,2 al 1,0% en peso, de 0,25 a 0,75% en peso, de 0,2 a 0,6% en peso, o aproximadamente 0,5% en peso.
Los antioxidantes adecuados incluyen antioxidantes fenólicos. Ejemplos de tales antioxidantes se describen en WO 2010/138816 A1. Por ejemplo, el documento WO 2010/138816 A1 describe, en el párrafo [0048] de las páginas 12 a 14, antioxidantes que pueden usarse en Los tubos de la invención. Los ejemplos de antioxidantes que se pueden usar en Los tubos poliméricas de la invención incluyen:
Figure imgf000009_0001
Igrafos 168 (tris(2,4-diterc-butilfenil)fosfito)
Los tubos poliméricos de la invención pueden comprender un fotoestabilizador de amina impedida (HALS), p. ej., uno o más HALS; p.ej. al menos 1, al menos 2, al menos 3, al menos 4 o al menos 5 HALS como se define en el presente documento. Las HALS son compuestos en los que un grupo amino está estéricamente impedido por grupos funcionales adyacentes. Las propiedades físicas de los polímeros estructurales como el PE pueden tender a degradarse con el tiempo cuando se exponen a longitudes de onda de luz ultravioleta (UV). El uso de HALS en la mezcla de polímeros interfiere con esta degradación y facilita el mantenimiento de las propiedades estructurales del polímero a lo largo del tiempo. La cantidad total de HALS (p. ej., uno o más de los HALS descritos en el presente documento) puede ser del 0,05 al 1% en peso, del 0,05 al 0,5% en peso, del 0,07 al 0,3% en peso, del 0,1 al 0,25% en peso en peso, o de 0,1 a 0,2% en peso; o alrededor del 0,1% en peso, o alrededor del 0,15% en peso.
Los ejemplos de HALS se describen en el documento WO 2010/138816 A1. Por ejemplo, el documento WO 2010/138816 A1 describe, en el párrafo [0050] en las páginas 15 a 17, HALS que pueden usarse en los tubos de la invención.
Otros ejemplos de uso de HALS en la presente invención son los siguientes:
Cyasorb 3853, que puede estar representado por la fórmula
Figure imgf000010_0001
que tiene un peso molecular de 379 g/mol.
Chimassorb 944LD, que puede representarse mediante la fórmula
Figure imgf000010_0002
que tiene un peso molecular de 2000 a 3100 g/mol.
Tinuvin 770, que puede representarse mediante la fórmula
Figure imgf000010_0003
que tiene un peso molecular de 481 g/mol.
Tinuvin 622, que puede representarse mediante la fórmula
Figure imgf000010_0004
que tiene un peso molecular de 3100 a 4000 g/mol.
Los tubos de la invención pueden comprender aditivos adicionales, por ejemplo, Los tubos pueden comprender uno o más coadyuvantes de procesamiento, cargas o pigmentos. Por ejemplo, Los tubos de la presente invención pueden comprender rellenos, p. nanopartículas, nanofibras u otras cargas orgánicas, cargas inorgánicas, fibras o partículas. Por ejemplo, Los tubos pueden comprender auxiliares de procesamiento, p. fluoropolímeros. Por ejemplo, Los tubos de la presente invención pueden comprender un fluoropolímero que se selecciona de 3M™ dinamar™ aditivos de procesamiento de polímeros, p. 3M™ dinamar™ Aditivo de procesamiento de polímeros FX 9613 (disponible en 3M Center, St. Paul, MN). Cuando el tubo comprende al menos un coadyuvante de procesamiento, el coadyuvante de procesamiento puede estar presente a un nivel de 0,01 a 1% en peso, por ejemplo, de 0,01 a 0,5% en peso; p.ej. 0,02 a 0,4% en peso, 0,02 a 0,1% en peso.
MÉTODOS
Los tubos se pueden fabricar de acuerdo con un método o proceso de la invención. El proceso de la presente invención se basa en un método de fabricación de PEX-a. Los componentes que se utilizan para formar el tubo, como, un polímero estructural de poliolefina y otros componentes, tales como un reticulante de bismaleimida como se define en el presente documento, y/o un iniciador de peróxido, y/o un coagente, y/o un antioxidante, y/o o un fotoestabilizador de amina impedida y, opcionalmente, otros aditivos se mezclan normalmente juntos, por ejemplo, se mezclan en seco en un mezclador/mezclador, para formar una mezcla. Después, la mezcla se introduce en una extrusora (p. ej., una extrusora de doble husillo contrarrotante), se extruye y, directamente después de la extrusión (p. ej., en línea), se calienta usando un horno de infrarrojos (IR) para formar un tubo reticulado.
En comparación con un método PEX-a típico utilizado para fabricar tubos de agua potable, los métodos de la presente invención proporcionan una serie de ventajas. Por ejemplo, los métodos de la presente invención normalmente no requieren (o al menos reducen la necesidad de) una etapa adicional de tratamiento posterior al procesamiento, que por ejemplo puede ser necesario para que PEX-a satisfaga los requisitos de higiene. Esto simplifica el proceso de fabricación y también puede mejorar la compatibilidad con los procesos posteriores.
También se apreciará que Los tubos de la invención se pueden fabricar según métodos para la fabricación de tubos poliméricas que comprenden poliolefina que se conocen en la técnica, p. ej., aplicando dichos métodos para formar un tubo de la invención a partir de los componentes que se describen en el presente documento que se usan para formar el tubo.
ENSAYOS
Los tubos de la invención pueden evaluarse en relación con una serie de parámetros utilizando pruebas estándar que serían conocidas por el experto en la materia. A continuación, se describen una serie de ensayos adecuados y otros ensayos adecuados se han descrito anteriormente bajo el título "Estándares y certificaciones de tubos".
(A) Ensayo de reticulación
El grado de reticulación se puede medir de acuerdo con el protocolo de prueba establecido en ASTM F 876 en 7.9. El grado de reticulación también puede probarse de acuerdo con el protocolo de prueba establecido en ISO 15875. Cuando se prueba de acuerdo con ASTM F 876 o ISO 15875, un tubo de la invención puede tener un grado de reticulación de 60% a 90%. p.ej., de aproximadamente del 65% a aproximadamente del 89%. Por ejemplo, el grado de entrecruzamiento puede medirse entre aproximadamente el 70% y aproximadamente el 80%, p. ej., alrededor del 70% reticulación aproximadamente del 75%. El grado de reticulación puede ser de aproximadamente el 73%, p. ej., 73 ± 1% o 73 ± 0,5%.
(B) Ensayo de TOC
El TOC se puede medir de acuerdo con los protocolos de prueba de migración establecidos en la Directriz KTW en 2.1.1 y 2.1.2, con el TOC de las muestras de agua de migración determinado de acuerdo con EN 1484. Cuando se prueba de acuerdo con la Directriz KTW, un tubo de la invención puede tener un TOC de no más de 2,5 mg/dm2 x d, p. ej., de no más de 2 mg/dm2 x d, p. ej., de no más de 1,5 mg/dm2 x d.
(C) Ensayo de sabor y olor
El sabor y el olor se pueden medir de acuerdo con los protocolos de prueba de olor y sabor establecidos en la Directriz KTW en 2.2.1 y 2.2.2. Cuando se prueba de acuerdo con la directriz KTW, un tubo de la invención puede tener una medición de sabor y olor de no más de 5, p. ej., una medida de sabor y olor de no más de 4. Por ejemplo, una pipa de la invención puede tener una medida de sabor y olor de al menos 1 y no más de 5, p. ej., de al menos 2 y no más de 4.
(D) Ensayo de componentes
Los componentes presentes en un tubo polimérico pueden evaluarse realizando un ensayo que comprende tomar una sección del tubo, extraer la sección del tubo con un disolvente orgánico en condiciones controladas y analizar los compuestos extraídos en el disolvente usando una técnica analítica tal como GC/MS.
El siguiente método proporciona un protocolo adecuado para la extracción orgánica. Se coloca 1 g de muestra de tubo en 2 ml de xileno y se deja acondicionar a 70 °C durante 24 horas. Después de eso, la muestra de tubo sólida restante se elimina (por ejemplo, mediante filtración) proporcionando un extracto que comprende xileno y componentes extraídos de la muestra de tubo. Si se usa una cantidad diferente de muestra de tubo, la cantidad de xileno puede variar en proporción a la cantidad de muestra de tubo.
Después, el extracto puede analizarse mediante GC/MS para determinar los componentes extraídos del tubo utilizando métodos estándar. Un método estándar adecuado de análisis GC/MS se establece en NSF International Standard/American National Standard for Drinking Water Additives 61 -2011 (10 de junio de 2011) ("NSF 61") en B.7.4.2 "Cromatografía de gases/masa análisis de espectroscopia (GC/MS)" y se especifica más en los subtítulos B.7.4.2.1 -B.7.4.2.4 en las páginas B14 a B16.
EJEMPLO 1
FORMULACIÓN
Se fabricó un tubo de polietileno Borealis 1878E, con la formulación que comprende hexametilen-1,6-dimaleimida (CAS 4856-87-5) en una cantidad de 1,75% en peso.
PROCESO
La formulación se mezcló cuidadosamente en seco en un mezclador/mezclador antes de insertarla en la extrusora. El tubo se procesó usando una extrusora de doble tornillo Weber DS7. El calentamiento del tubo, para activar el proceso de reticulación, se realizó mediante un horno IR, ubicado directamente después de la extrusora. La extrusión se realizó a 75 kg/h, produciendo un tubo de 20 x 2,8 mm.
RESULTADOS
Se hizo un tubo reticulado. El nivel de reticulación química fue del 60,5%.
TOC a temperatura ambiente, medido de acuerdo con la directriz KTW y EN 1484: 1,3 (requisito < 2,5).
Sabor y olor a 60°C, medido de acuerdo con la directriz KTW: 2-4 (requisito < 4).
Por lo tanto, esta formulación cumple con los requisitos de TOC a temperatura ambiente y de sabor y olor. Por el contrario, para un tubo PEX-a o PEX-b, normalmente se requiere un proceso posterior a la extrusión antes de que el tubo cumpla con los requisitos de TOC y de sabor y olor.
EJEMPLO 2
Se repitió el procedimiento del Ejemplo 1, pero con la formulación que comprende hexametilen-1,6-dimaleimida (CAS 4856-87-5) en una cantidad de 2,0% en peso. El nivel de reticulación química fue el mismo que el nivel de reticulación química obtenido en el Ejemplo 1 (60,5%).

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un tubo polimérico formada por:
un polímero estructural de poliolefina; y
un reticulante de bismaleimida en una cantidad de 0,02 a 5% en peso, en el que el reticulante de bismaleimida es un compuesto de fórmula (I):
Figure imgf000013_0001
en donde R es un alquilo -C2 - C24.
2. El tubo de la reivindicación 1, en donde el polímero estructural de poliolefina se selecciona de polietileno, polipropileno, polibutileno y cualquiera de sus copolímeros;
opcionalmente en donde el polímero estructural de poliolefina se selecciona de polietileno, polipropileno y mezclas de los mismos; y/o
en donde opcionalmente el polietileno es polietileno de alta densidad (HDPE) con un índice de fluidez (MFI) de al menos 2.
3. El tubo de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde R es un alquilo -C4 - C18, opcionalmente en donde R es un alquilo -C4 - C10, además opcionalmente en donde R es un alquilo -C6
4. El tubo de cualquier reivindicación precedente, en donde el reticulante de bismaleimida es o comprende hexametilen-1,6-dimaleimida; y/o
en donde el reticulante de bismaleimida comprende al menos dos compuestos de fórmula 1; y/o
en el que el reticulante de bismaleimida está en una cantidad de 0,2 a 2% en peso.
5. El tubo de cualquier reivindicación precedente, que comprende además un iniciador de peróxido en una cantidad de 0,02 a 2% en peso.
6. El tubo de la reivindicación 5, en donde el iniciador de peróxido está en una cantidad de 0,05 a 1% en peso; y/o en donde el iniciador de peróxido es al menos un peróxido orgánico, opcionalmente en donde el peróxido orgánico se selecciona de o comprende peróxido de di-terc-butilo (T rigonox B), 2,5-dimetil-2,5-di(terc-butilperoxi)hexino-3(T rigonox 145), 3,3,5,7,7-pentametil-1,2,4-trioxepano (Trigonox 311), 2,5-dimetil-2,5-di(terc-butilperoxi)hexano (Trigonox 101 ) y 3,6,9-trietil-3,6,9,-trimetil-1,4,7-triperoxonano (Triganox 301).
7. El tubo de cualquier reivindicación precedente, en donde el tubo comprende además un coagente en una cantidad de 0,02 - 10% en peso, en donde el coagente comprende al menos un doble enlace carbono-carbono reactivo.
8. El tubo de la reivindicación 2, en donde el coagente comprende al menos dos dobles enlaces carbono-carbono reactivos; y/o
en donde el coagente se selecciona de o comprende acrilato, metacrilato, polibutadieno, éteres alílicos, éteres vinílicos y aceites mono o poliinsaturados; y/o
en donde el coagente está en una cantidad de 0,3 a 1,5% en peso.
9. El tubo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende un antioxidante en una cantidad de 0,1 a 2% en peso, opcionalmente:
en donde el antioxidante es al menos un antioxidante fenólico; y/o
en donde el antioxidante comprende
Figure imgf000014_0001
y/o
Figure imgf000014_0002
en donde el antioxidante está en una cantidad de 0,2 a 1% en peso.
10. El tubo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un estabilizador de luz de amina impedida (HALS) en una cantidad de 0,05 a 1% en peso, opcionalmente:
en donde el estabilizador de luz de amina impedida se selecciona de o comprende:
Figure imgf000014_0003
en donde R5 es un grupo alquilo C2-C24,
Figure imgf000015_0001
que tiene un peso molecular de 2000 a 3100 g/mol, o
Figure imgf000015_0002
que tiene un peso molecular de 3100 a 4000 g/mol; y/o
en donde el estabilizador de luz de amina impedida está en una cantidad de 0,05 a 0,3% en peso.
11. El tubo de cualquier reivindicación precedente, en la que el grado de reticulación está en el intervalo de 60 a 90%.
12. Un método para producir un tubo de poliolefina reticulada que comprende:
preparar una mezcla;
extruir la mezcla para formar un tubo extruido; y
reticular un polímero estructural de poliolefina calentando el tubo extruido,
en donde la mezcla se prepara mezclando componentes que comprenden el polímero estructural de poliolefina y un reticulante de bismaleimida en una cantidad de 0,02 a 5% en peso,
en donde el reticulante de bismaleimida es un compuesto de fórmula (I):
Figure imgf000015_0003
en donde R es un alquilo -C2 - C24.
13. El método de la reivindicación 12, en donde los componentes son definidos adicionalmente para el tubo de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 11.
14. El método de la reivindicación 12 o la reivindicación 13, en donde la mezcla se prepara mezclando en seco los componentes de la mezcla, opcionalmente en una licuadora/mezcladora; y/o
en donde el calentamiento se realiza usando un horno de infrarrojos (IR), opcionalmente directamente después de la extrusión; y/o opcionalmente
en donde el horno IR está en línea con una extrusora que realiza la extrusión, opcionalmente en donde la extrusora es una extrusora de doble husillo.
15. Uso de un tubo de poliolefina de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, o un tubo de poliolefina formada de acuerdo con el método de cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, para el transporte de agua; opcionalmente en donde el agua es agua potable.
ES16718642T 2015-04-22 2016-04-20 Tubo de poliolefina Active ES2910523T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB1506876.0A GB201506876D0 (en) 2015-04-22 2015-04-22 Polyolefin pipe
PCT/EP2016/058812 WO2016170016A1 (en) 2015-04-22 2016-04-20 Polyolefin pipe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2910523T3 true ES2910523T3 (es) 2022-05-12

Family

ID=53299024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES16718642T Active ES2910523T3 (es) 2015-04-22 2016-04-20 Tubo de poliolefina

Country Status (13)

Country Link
US (1) US11713377B2 (es)
EP (2) EP3998303A1 (es)
JP (1) JP6990587B2 (es)
CN (1) CN107438640B (es)
CA (1) CA2979126C (es)
DK (1) DK3286260T3 (es)
EA (1) EA034999B1 (es)
ES (1) ES2910523T3 (es)
GB (1) GB201506876D0 (es)
LT (1) LT3286260T (es)
PL (1) PL3286260T3 (es)
PT (1) PT3286260T (es)
WO (1) WO2016170016A1 (es)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109593244A (zh) * 2017-09-30 2019-04-09 中国石油天然气股份有限公司 聚乙烯注塑管件料组合物及其制备方法
US20210171749A1 (en) * 2018-05-18 2021-06-10 Abu Dhabi Polymers Co. Ltd (Borouge) Llc. Improving rheological properties of thermoplastic polyolefin compositions
DE202019102584U1 (de) * 2019-05-08 2020-08-11 Rehau Ag + Co Formteil und vernetzbare Zusammensetzung zur Bildung des Formteils
WO2021001143A1 (en) 2019-07-01 2021-01-07 Borealis Ag Pipe made of peroxide-crosslinked polyethylene of high uv stability
CN111040247B (zh) * 2019-12-31 2021-03-05 大连理工大学 一类硫化剂及其应用
CA3226016A1 (en) 2021-07-08 2023-01-12 Borealis Ag Polyethylene for use in the production of crosslinked polyethylene (pex)
CN116285054A (zh) * 2022-12-26 2023-06-23 河北泽田节水科技有限公司 一种给水用聚乙烯管材及其制备方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2958672A (en) * 1956-11-19 1960-11-01 Du Pont Curing process for high molecular weight polymers involving the use of free radical generators and free radical acceptors and product thereof
JPS52125569A (en) * 1976-04-14 1977-10-21 Sumitomo Electric Industries Multiaxial extruder with resin preheater
JPS60188412A (ja) 1984-03-09 1985-09-25 Chisso Corp ポリオレフイン樹脂組成物の製造方法
JPS6274273A (ja) * 1985-09-25 1987-04-06 Tech Res Assoc Extru Cook Food Ind 食品加工用押出機
JPH01178538A (ja) * 1988-01-11 1989-07-14 Bridgestone Corp ゴム組成物
US5021500A (en) * 1988-10-28 1991-06-04 Exxon Chemical Company Dynamically vulcanized alloys of crystalline polyolefin resin and halobutyl rubber material
JP2544994B2 (ja) 1989-06-28 1996-10-16 日本石油化学株式会社 射出成形材料及び車両外装用材料
JP2524249B2 (ja) * 1989-06-28 1996-08-14 日本石油化学株式会社 押出成形材料
DE4219861A1 (de) * 1992-06-17 1993-12-23 Basf Ag Mit Bismaleinimidoverbindungen teilvernetzte Olefinpolymerisate
DE4219863A1 (de) * 1992-06-17 1993-12-23 Basf Ag Maleinsäurebisimidvernetzte, weiche Polyolefinmischungen
JPH11263884A (ja) * 1998-03-19 1999-09-28 Mitsubishi Kagaku Sanshi Corp ポリオレフィン管
CN1125127C (zh) * 1999-03-04 2003-10-22 上海杰事杰新材料股份有限公司 注塑级玻璃纤维增强聚丙烯组合物
CA2359148A1 (en) 1999-11-09 2001-05-17 Atofina Chemicals, Inc. Tack free surface cures of polymers by organic peroxides in the presence of air
JP2002295741A (ja) 2001-03-29 2002-10-09 Asahi Kasei Corp ポリプロピレン系樹脂パイプ材料
US7384885B2 (en) * 2003-03-31 2008-06-10 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Catalyst activation and resins therefrom
JP4595488B2 (ja) * 2003-12-09 2010-12-08 東海ゴム工業株式会社 防振ゴム組成物
EP1561570A1 (en) * 2004-02-03 2005-08-10 Maillefer S.A. Method for manufacturing a composite pipe with at least one extruded tubular part made up of polymeric material crosslinked by infrared
US7744803B2 (en) 2006-08-02 2010-06-29 Shawcor Ltd. Photo-crosslinkable polyolefin compositions
JP5480279B2 (ja) * 2008-10-03 2014-04-23 ウポノール・イノベーション・エービー コーティングパイプ用の方法および組成物
EP2435511B1 (en) 2009-05-29 2018-08-01 Uponor Innovation AB Methods and compositions for producing pipe having improved oxidative resistance
CN101696305B (zh) 2009-10-29 2011-07-27 天津鹏翎胶管股份有限公司 动力转向管用氯磺化聚乙烯
JPWO2012160826A1 (ja) * 2011-05-25 2014-07-31 日本電気株式会社 無線伝送システム、無線伝送方法、無線通信装置
JP5993879B2 (ja) 2012-01-30 2016-09-14 株式会社ブリヂストン 防振ゴム組成物、架橋防振ゴム組成物及び防振ゴム
CN103044745B (zh) * 2012-12-05 2015-07-22 济南赛辰高分子材料有限公司 一种采油用防腐、防结蜡、耐高温聚乙烯管材及其制备方法
CN103910917A (zh) * 2013-01-05 2014-07-09 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种塑料建筑模板用高分子组合物及其制备方法
PT2992044T (pt) * 2013-05-03 2022-02-22 Uponor Innovation Ab Tubo de poliolefina
CN103467812A (zh) * 2013-08-16 2013-12-25 安徽省振云塑胶有限公司 一种复合pe给水管
CN104086993B (zh) * 2014-07-30 2016-08-31 济南琪玙复合材料技术开发有限公司 一种接枝交联聚酰胺内衬管材制备方法及耐高温内衬抽油管

Also Published As

Publication number Publication date
CN107438640B (zh) 2021-12-07
WO2016170016A1 (en) 2016-10-27
EP3998303A1 (en) 2022-05-18
JP6990587B2 (ja) 2022-01-13
CA2979126A1 (en) 2016-10-27
CA2979126C (en) 2023-08-15
US20180057644A1 (en) 2018-03-01
EP3286260B1 (en) 2022-01-19
US11713377B2 (en) 2023-08-01
GB201506876D0 (en) 2015-06-03
EA201792322A1 (ru) 2018-03-30
DK3286260T3 (da) 2022-03-28
CN107438640A (zh) 2017-12-05
EA034999B1 (ru) 2020-04-15
EP3286260A1 (en) 2018-02-28
PL3286260T3 (pl) 2022-05-02
JP2018513329A (ja) 2018-05-24
LT3286260T (lt) 2022-03-25
PT3286260T (pt) 2022-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2910523T3 (es) Tubo de poliolefina
ES2757957T3 (es) Tubo de poliolefina
ES2907046T3 (es) Tubería de poliolefina
CA2787443C (en) Stabilised cross-linked polymers
ES2607784T3 (es) Métodos y composiciones para producir tubería que tiene resistencia oxidativa mejorada
JP2010012788A (ja) 塩素および次亜塩素酸に対する抵抗を有するカーボンブラック含有架橋ポリエチレンパイプ
RU2414762C1 (ru) Радиационно-сшиваемая композиция на основе фторуглеродного полимера
Samarth et al. Study and characterization of LLDPE/polyolefin elastomer and LLDPE/EPDM blend: effect of chlorinated water on blend performance
Thomas et al. Crosslinked Polyethylene: State-of-the-Art and New Challenges
RU2240331C1 (ru) Способ получения композиции на основе химически сшитого полиэтилена