ES2911296T3 - Proceso de no extrusión para funcionalización de poliolefinas de baja viscosidad - Google Patents

Proceso de no extrusión para funcionalización de poliolefinas de baja viscosidad Download PDF

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Abstract

Un proceso para formar una primera composición que comprende un polímero basado en olefina funcionalizado, comprendiendo dicho proceso al menos las siguientes etapas: a) polimerizar una composición que comprende una olefina para formar un producto de reacción que comprende un polímero basado en olefina; b) someter al menos una parte del producto de reacción a al menos una desvolatilización para formar una masa fundida rica en polímeros; y en el que la etapa b) se produce aguas abajo y en línea con la etapa a); e c) inyectar, aguas abajo y en línea con la etapa b), al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres en la masa fundida rica en polímeros; y d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres, en un mezclador estático para formar la primera composición, en el que la etapa d) ocurre aguas abajo y en línea con la etapa b), en el que "la viscosidad del polímero basado en olefina funcionalizado (177 °C/350 °F)" con respecto a "la viscosidad del polímero basado en olefina (177 °C/350 °F)" es de 0,1 a 5,0.

Description

DESCRIPCIÓN
Proceso de no extrusión para funcionalización de poliolefinas de baja viscosidad
Antecedentes
El injerto de monómeros con grupos funcionales particulares en la cadena principal polimérica es un método para mejorar las propiedades de rendimiento características del polímero de base. El injerto de anhídrido maleico y silano se pone en práctica comercialmente usando la tecnología de extrusión reactiva. Los polímeros basados en olefina funcionalizados resultan útiles en diversas aplicaciones adhesivas o aplicaciones que requieren curado por humedad. El medio predominante de injerto que se practica hoy en día es un proceso de dos etapas en el que se produce el polímero y luego se injerta en una etapa posterior de extrusión reactiva. La extrusión reactiva proporciona un elevado grado de mezcla y capacidad de desvolatilización dentro del proceso de funcionalización. Para polímeros con alta viscosidad en masa fundida, los procesos de extrusión proporcionan la mejor capacidad de mezcla. La mezcla es fundamental para la uniformidad de producto, calidad (menos ramificación) y eficiencia de injerto.
Sin embargo, los polímeros con baja viscosidad en masa fundida (por ejemplo, una viscosidad en masa fundida igual o menor que 50.000 cP (50.000 mPa s) a 177 °C) resultan difíciles de procesar en extrusoras. El calentamiento por cizalladura de polímeros en una extrusora es más difícil de lograr con polímeros de menor viscosidad. Las extrusoras también son costosas de ampliar en comparación con los procesos convencionales de mezcla para líquidos viscosos. Se necesita un proceso escalable y rentable para la funcionalización de poliolefinas de baja viscosidad en masa fundida.
Sumario de la invención
La invención proporciona un proceso para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina, comprendiendo dicho proceso al menos las siguientes etapas:
a) polimerizar una composición que comprende una olefina para formar un producto de reacción que comprende un polímero basado en olefina;
b) someter al menos una parte del producto de reacción a al menos una desvolatilización para formar una masa fundida rica en polímeros, en el que la etapa b) ocurre aguas abajo y en línea con la polimerización de la etapa a), e c) inyectar, aguas abajo y en línea con la etapa b), al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres en la masa fundida rica en polímeros; y
d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres, en un mezclador estático, para formar la primera composición, donde la etapa d) ocurre aguas abajo y en línea con la desvolatilización de la etapa b), en el que "la viscosidad del polímero funcionalizado basado en olefina (177 °C/350 °F)" con respecto a "la viscosidad del polímero basado en olefina (177 °C/350 °F )" es de 0,1 a 5,0.
En otra realización, la invención proporciona una configuración de polimerización para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina, comprendiendo dicha configuración al menos lo siguiente:
a) al menos un reactor de polimerización;
b) al menos una unidad de desvolatilización, en la que al menos una unidad de desvolatilización está aguas abajo y en línea con al menos un reactor de polimerización;
c) un sistema de almacenamiento y dosificación que contiene al menos un agente de funcionalización; y
d) un sistema de mezcla ubicado aguas abajo y en línea con al menos una unidad de desvolatilización, en la que el sistema de mezcla es un mezclador estático que comprende al menos una entrada que recibe al menos uno de los siguientes: el al menos un agente de funcionalización, un iniciador, y combinaciones de los mismos.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es un diagrama de flujo de proceso para una funcionalización de la invención que usa un mezclador dinámico en línea. La Figura 2 es un diagrama de flujo de proceso para una funcionalización de la invención que usa un mezclador estático. La Figura 3 es un diagrama de flujo de proceso para una funcionalización de la invención que usa un mezclador dinámico en línea con un mezclador estático. La Figura 4 es un diagrama de flujo de proceso para una funcionalización de la invención que usa un mezclador dinámico en línea para funcionalizar una parte de una masa fundida rica en polímeros. La Figura 5 es un diagrama de flujo de proceso para una funcionalización de la invención que usa un mezclador estático para funcionalizar una parte de una masa fundida rica en polímeros. La Figura 6 es un diagrama de flujo de proceso para una funcionalización de la invención que utiliza un mezclador dinámico en línea con un mezclador estático para funcionalizar una parte de una masa fundida rica en polímeros. La Figura 7 es un diagrama de flujo de proceso para la funcionalización del Ejemplo de Ensayo 1. La Figura 8 es un diagrama de flujo de proceso para la funcionalización de los Ejemplos de Ensayo 2-5.
Descripción detallada
Como se ha comentado anteriormente, la invención proporciona un proceso para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina, comprendiendo dicho proceso al menos las siguientes etapas:
a) polimerizar una composición que comprende una olefina para formar un producto de reacción que comprende un polímero basado en olefina;
b) someter al menos una parte del producto de reacción a al menos una desvolatilización para formar una masa fundida rica en polímeros, en el que la etapa b) tiene lugar aguas abajo y en línea con la polimerización de la etapa a);
c) inyectar, aguas abajo y en línea con la etapa b), al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres en la masa fundida rica en polímeros; y
d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres, en un mezclador estático, para formar la primera composición, en el que la etapa d) ocurre aguas abajo y en línea con la desvolatilización de la etapa b), en el que "la viscosidad del polímero funcionalizado basado en olefina (177 °C/350 °F)" con respecto a "la viscosidad del polímero basado en olefina (177 °C/350 °F )" es de 0,1 a 5,0.
El proceso de la invención puede comprender una combinación de dos o más realizaciones como se describe en la presente memoria.
Polimerización
En una realización, el proceso comprende una etapa a) de polimerizar una composición que comprende una olefina para formar un producto de reacción que comprende un polímero basado en olefina. En una realización, el proceso comprende una etapa a) de polimerizar una composición que comprende una alfa-olefina para formar un producto de reacción que comprende un polímero basado en alfa-olefina.
En una realización, la composición comprende al menos una olefina (por ejemplo, propileno, etileno). Preferentemente, la composición comprende al menos una olefina y al menos un comonómero. En una realización, el polímero basado en olefina es un polímero basado en etileno, además un interpolímero basado en etileno, además un copolímero basado en etileno y la al menos una olefina es etileno.
En una realización, el polímero basado en olefina es un polímero de etileno/alfa-olefina, además un interpolímero de etileno/alfa-olefina, además un copolímero de etileno/alfa-olefina y la composición comprende etileno y al menos una alfa-olefina. Las a-olefinas preferidas incluyen, sin limitación, etileno y a-olefinas C3-C20, y preferentemente etileno y aolefinas C3-C10. Las a-olefinas más preferidas incluyen etileno, propileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno y 1-octeno, y más preferentemente incluyen etileno, propileno, 1 -buteno, 1 -hexeno y 1 -octeno y además 1 -hexeno y 1 -octeno.
En una realización, el producto de reacción que comprende un polímero basado en olefina se puede preparar mediante cualquier proceso aceptable, incluidos, por ejemplo, procesos de polimerización en fase gaseosa, suspensión o disolución. En una realización, el producto de reacción se prepara mediante polimerización en disolución.
En una realización, la polimerización de olefinas tiene lugar en al menos un reactor.
En una realización, el al menos un reactor es un reactor de bucle de proceso en disolución. En una realización, el al menos un reactor es un reactor de tanque agitado de proceso en disolución.
En una realización, la polimerización de alfa-olefinas tiene lugar en más de un reactor. En una realización, los reactores pueden ser reactores de bucle de proceso en disolución, reactores de tanque agitado de proceso en disolución o combinaciones de los mismos. En una realización, los reactores se pueden configurar para operar en serie y/o paralelo. En una realización, los reactores están configurados para operar en serie. En una realización, los reactores están configurados para operar en paralelo.
Polímero basado en olefina
En una realización, el polímero basado en olefina comprende, en forma polimerizada, una cantidad mayoritaria de monómero de olefina y al menos un comonómero.
En una realización, el polímero basado en olefina es un polímero basado en etileno, de forma adicional un interpolímero basado en etileno y de forma adicional un copolímero basado en etileno. En una realización, el polímero basado en etileno comprende > 60 % en peso, de forma adicional > 70 % en peso, de forma adicional > 80 % en peso, de forma adicional > 85 % en peso de etileno polimerizado, basado en el peso de polímero.
En una realización, el polímero basado en etileno es un interpolímero de etileno/alfa-olefina y, de forma adicional, un copolímero de etileno/alfa-olefina. Las a-olefinas preferidas incluyen a-olefinas C3-C20, y preferentemente a-olefinas C3-C10. Las a-olefinas más preferidas incluyen propileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno y 1-octeno, de forma adicional incluyen propileno, 1-buteno, 1-hexeno y 1-octeno, y además 1-buteno, 1-hexeno y 1-octeno.
En una realización, el polímero basado en olefina es un interpolímero de etileno/alfa-olefina que tiene un porcentaje de cristalinidad de < 40 por ciento, de forma adicional < 35 por ciento, de forma adicional < 30 por ciento, de forma adicional < 25 por ciento y de forma adicional < 20 por ciento, según se determina por medio de DSC. En otra realización, el interpolímero de etileno/alfa-olefina es un copolímero de etileno/alfa-olefina. En una realización, el polímero basado en olefina es un interpolímero de etileno/alfa-olefina que tiene un porcentaje de cristalinidad > 1 por ciento, de forma adicional > 2 por ciento y de forma adicional > 4 por ciento, según se determina por medio de DSC. En otra realización, el interpolímero de etileno/alfa-olefina es un copolímero de etileno/alfa-olefina.
En una realización, el interpolímero de etileno/a-olefina es un interpolímero lineal homogéneamente ramificado, y preferentemente un copolímero lineal homogéneamente ramificado, o un interpolímero sustancialmente lineal homogéneo y ramificado, y preferentemente un copolímero sustancialmente lineal homogéneo y ramificado.
En una realización, el interpolímero de etileno/a-olefina es un interpolímero lineal homogéneamente ramificado, y preferentemente un copolímero homogéneo lineal y ramificado. En una realización, el interpolímero de etileno/a-olefina es un interpolímero homogéneo ramificado y sustancialmente lineal, y preferentemente un copolímero homogéneo ramificado y sustancialmente lineal.
Los ejemplos de interpolímeros y copolímeros de etileno/a-olefina incluyen Poli(Plastómeros de Olefina) AFFINITY™ GA, disponibles de The Dow Chemical Company, y Polímeros de Rendimiento LICOCENE™ de Clariant. Otros ejemplos de interpolímeros y copolímeros de etileno/a-olefina adecuados para la invención incluyen los polímeros de etileno de ultra bajo peso molecular descritos en las patentes de Estados Unidos Nos. 6.335.410, 6.054.544 y 6.723.810.
En una realización, el polímero basado en olefina tiene una densidad > 0,855 g/cc, de forma adicional > 0,857 g/cc y de forma adicional > 0,860 g/cc (1 cc = 1 cm3). En otra realización, el polímero basado en olefina es un polímero basado en etileno, además un interpolímero basado en etileno y además un copolímero basado en etileno. En una realización, el polímero basado en olefina tiene una densidad < 0,930 g/cc, de forma adicional < 0,900 g/cc y de forma adicional < 0,890 g/cc. En otra realización, el polímero basado en olefina es un polímero basado en etileno, de forma adicional un interpolímero basado en etileno y de forma adicional un copolímero basado en etileno.
En una realización, el polímero basado en olefina tiene una densidad de 0,855 g/cm3 a 0,930 g/cm3, de forma adicional de 0,857 g/cm3 a 0,900 g/cm3 y de forma adicional de 0,860 g/cm3 a 0,890 g/cm3. En otra realización, el polímero basado en olefina es un polímero basado en etileno, de forma adicional un interpolímero basado en etileno y de forma adicional un copolímero basado en etileno.
En una realización, el polímero basado en olefina tiene una viscosidad en estado fundido, a 177 °C, de < 50.000 cP (< 50.000 mPas), de forma adicional < 40.000 cP (< 40.000 mPas), de forma adicional < 30.000 cP (< 30.000 mPas). En otra realización, el polímero basado en olefina es un polímero basado en etileno, de forma adicional un interpolímero basado en etileno y de forma adicional un copolímero basado en etileno. En una realización, el polímero basado en olefina tiene una viscosidad en masa fundida de > 2.000 cP (> 2.000 mPas), de forma adicional > 3.000 cP (> 3.000 mPas), de forma adicional > 4.000 cP (> 4.000 mPas) y de forma adicional > 5.000 cP (> 5.000 mPas), a 350 °F (177 °C). En otra realización, el polímero basado en olefina es un polímero basado en etileno, de forma adicional un interpolímero basado en etileno y de forma adicional un copolímero basado en etileno.
En una realización, el polímero basado en olefina tiene una viscosidad en masa fundida de 2.000 cP (2.000 mPas) a 50.000 cP (50.000 mPas), de forma adicional de 3.000 cP (3.000 mPas) a 40.000 cP (40.000 mPas), de forma adicional de 4.000 cP (4.000 mPas) a 30.000 cP (30.000 mPas), de forma adicional de 5.000 cP (5.000 mPas) a 20.000 cP (20.000 mPas) y de forma adicional de 5.000 cP (5.000 mPas) a 15.000 cP (15.000 mPas) a 177 °C (350 °F). En otra realización, el polímero basado en olefina es un polímero basado en etileno, de forma adicional un interpolímero basado en etileno y de forma adicional un copolímero basado en etileno.
En una realización, el polímero basado en olefina tiene un peso molecular promedio expresado en número (Mn) < 25.000, siendo más preferidos los pesos moleculares promedio expresados en número de 5.000 a 25.000, incluidos todos los valores individuales y subintervalos de 5.000 a 25.000.
En otra realización, el polímero basado en olefina tiene un peso molecular promedio expresado en peso (Mw) < 40.000, siendo más preferidos pesos moleculares promedio expresados en peso de 10.000 a 40.000, incluidos todos los valores individuales y subintervalos de 10.000 a 40.000.
En una realización, el polímero basado en olefina tiene una distribución de peso molecular (Mw/Mn) < 5,0, de forma adicional < 4,5, de forma adicional < 3,0 y de forma adicional < 2,5. En otra realización, el polímero basado en olefina es un polímero basado en etileno, de forma adicional un interpolímero basado en etileno y de forma adicional un copolímero basado en etileno. En una realización, el polímero basado en olefina tiene una distribución de peso molecular (Mw/Mn) > 1,0, de forma adicional > 2,0, de forma adicional > 2,5 y de forma adicional > 2,7. En otra realización, el polímero basado en olefina es un polímero basado en etileno, de forma adicional un interpolímero basado en etileno y de forma adicional un copolímero basado en etileno.
El polímero basado en olefina puede comprender una combinación de dos o más realizaciones como se describe en la presente memoria. El polímero basado en etileno puede comprender una combinación de dos o más realizaciones como se describe en la presente memoria.
En una realización, el producto de reacción que comprende el polímero basado en olefina comprende al menos uno de un disolvente, un monómero sin reaccionar, un comonómero sin reaccionar o combinaciones de los mismos.
En una realización, el producto de reacción que comprende el polímero basado en olefina comprende al menos uno de un disolvente, un monómero sin reaccionar, un comonómero sin reaccionar o combinaciones de los mismos.
En una realización, el producto de reacción que comprende un polímero basado en olefina tiene una viscosidad en masa fundida a 177 °C de 2.000 cP (2.000 mPa-s) a 50.000 cP (50.000 mPa-s), de forma adicional de 3.000 cP (3.000 mPas) a 40.000 cP (40.000 mPas), de forma adicional de 4.000 cP (4.000 mPas) a 30.000 cP (30.000 mPas), de forma adicional de 5.000 cP (5.000 mPas) a 20.000 cP (20.000 mPas) y de forma adicional de 5.000 cP (5.000 mPa-s) a 15.000 cP (15.000 mPa-s).
Desvolatilización de producto de reacción que comprende el polímero basado en olefina
En una realización, el proceso de la invención incluye una etapa b) de someter al menos una parte del producto de reacción a al menos una desvolatilización para formar una masa fundida rica en polímeros, en el que esta etapa ocurre aguas abajo y en línea con la etapa de polimerización. En una realización, el proceso de la invención incluye una etapa b) de someter el producto de reacción a al menos una desvolatilización para formar una masa fundida rica en polímeros, en el que esta etapa ocurre aguas abajo y en línea con la etapa de polimerización. El disolvente y cualesquiera monómeros y/o comonómeros que no hayan reaccionado se eliminan en gran medida durante el proceso de desvolatilización. En una realización, la desvolatilización tiene lugar aguas abajo y en línea con la polimerización.
En una realización, la etapa de desvolatilización tiene lugar en al menos un desvolatilizador/unidad de desvolatilización, de forma adicional al menos dos desvolatilizadores/unidades de desvolatilización y de forma adicional al menos tres desvolatilizadores/unidades de desvolatilización. En una realización, el(los) desvolatilizador(es) está(n) aguas abajo y en línea con el al menos un reactor.
En una realización, la etapa de someter al menos una parte del producto de reacción a al menos una desvolatilización comprende eliminar al menos un 90 % en peso, de forma adicional al menos un 95 % en peso, de forma adicional al menos un 98 % en peso y de forma adicional un 99 % en peso de disolvente, basado en el peso total de disolvente presente en el producto de reacción. En una realización, la etapa de someter al menos una parte del producto de reacción a al menos una desvolatilización comprende eliminar al menos un 90 % en peso, de forma adicional al menos un 95 % en peso, de forma adicional al menos un 98 % en peso y de forma adicional un 99 % en peso de disolvente, basado en el peso total de disolvente y presente en el producto de reacción, en al menos una etapa de desvolatilización, de forma adicional al menos dos etapas de desvolatilización, y de forma adicional al menos tres etapas de desvolatilización.
En una realización, la etapa de someter al menos una parte del producto de reacción a al menos una desvolatilización comprende eliminar al menos un 90 % en peso, de forma adicional al menos un 95 % en peso, de forma adicional al menos un 98 % en peso y de forma adicional un 99 % en peso de disolvente y monómero sin reaccionar, basado en el peso total de disolvente y monómero sin reaccionar presentes en el producto de reacción. En una realización, la etapa de someter al menos una parte del producto de reacción a al menos una desvolatilización comprende eliminar al menos un 90 % en peso, de forma adicional al menos un 95 % en peso, de forma adicional al menos un 98 % en peso y de forma adicional un 99 % en peso de disolvente y monómero sin reaccionar, basado en el peso total de disolvente y monómero sin reaccionar presentes en el producto de reacción, en al menos una etapa de desvolatilización, al menos dos etapas de desvolatilización y al menos tres etapas de desvolatilización.
En una realización, el proceso de la invención incluye una etapa b) de someter al menos una parte del producto de reacción a al menos una desvolatilización para formar una masa fundida rica en polímeros que puede comprender una combinación de dos o más realizaciones descritas en la presente memoria.
Masa fundida rica en polímeros
En una realización, la masa fundida rica en polímeros comprende al menos un 90 % en peso, de forma adicional al menos un 95 % en peso, de forma adicional al menos un 98 % en peso y de forma adicional al menos un 99 % en peso de polímero basado en olefina.
En una realización, la masa fundida rica en polímeros comprende < 10 % en peso, de forma adicional < 5 % en peso, de forma adicional < 2 % en peso y de forma adicional < 1 % en peso de disolvente, basado en el peso total de disolvente presente en el producto de reacción. En una realización, la masa fundida rica en polímeros comprende < 10 % en peso, de forma adicional < 5 % en peso, de forma adicional < 2 % en peso y de forma adicional < 1 % en peso de disolvente y monómero sin reaccionar, basado en el peso total de disolvente y monómero sin reaccionar presentes en el producto de reacción.
Funcionalización
En una realización, el proceso de la invención incluye una etapa de d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros obtenida a partir de la desvolatilización con al menos un agente de funcionalización para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina.
En una realización, el polímero basado en olefina es una realización o combinación de realizaciones descritas con anterioridad.
En una realización, el agente de funcionalización es un compuesto que incluye al menos un grupo funcional. Los ejemplos de grupos funcionales adecuados incluyen ácidos carboxílicos insaturados, ésteres de ácidos carboxílicos insaturados, anhídridos de ácido, diésteres, sales, amidas, imidas, compuestos vinílicos aromáticos, compuestos de silano insaturados hidrolizables e hidrocarburos halogenados insaturados.
Los ejemplos de ácidos carboxílicos insaturados y derivados de ácido incluyen, sin limitación, anhídrido maleico, anhídrido citracónico, anhídrido 2-metil maleico, anhídrido 2-cloromaleico, anhídrido 2,3-dimetilmaleico, anhídrido biciclo[2,2,1]-5-hepten-2,3-dicarboxílico y anhídrido 4-metil-4-ciclohexen-1,2-dicarboxílico, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido itacónico, ácido citracónico, ácido mesacónico, ácido crotónico, anhídrido de ácido biciclo(2.2.2)oct-5-en-2,3-dicarboxílico, anhídrido de ácido 1,2,3,4,5&g,1o-octahidronaftalen-2,3-dicarboxílico, 2-oxa-1,3-dicetoespiro(4.4)non-70ene, anhídrido de ácido biciclo(2.2.1)hept-5-ene-2,3-dicarboxílico, ácido maleopimárico, anhídrido tetrahidroftálico, anhídrido de ácido norbom-5-en-2,3-dicarboxílico, anhídrido nádico, anhídrido metil nádico, anhídrido hímico, anhídrido metil hímico y anhídrido de ácido x-metil-biciclo(2.2.1)hept-5-en-2,3-dicarboxílico (XMNA). Ejemplos de ésteres de ácido carboxílico insaturado incluyen acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de butilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo y metacrilato de butilo.
De manera general, los compuestos de silano útiles en el presente proceso tienen la fórmula general (I): CH2=CR-(COO)x(CnH2n)ySiR'3. En esta fórmula, R es hidrógeno o un grupo metilo; x e y son 0 o 1, con la condición de que cuando x sea 1, y sea 1; n es un número entero de 1 a 12 inclusive, preferentemente de 1 a 4, y cada R' independiente es un grupo orgánico, que incluye, entre otros, un grupo alcoxi que tiene de 1 a 12 átomos de carbono (por ejemplo, metoxi, etoxi, butoxi), grupo ariloxi (por ejemplo, fenoxi), grupo araloxi (por ejemplo, benciloxi), grupo aciloxi alifático que tiene de 1 a 12 átomos de carbono (por ejemplo, formiloxi, acetiloxi, propanoiloxi), grupos amino o amino sustituido (alquilamino, arilamino), o un grupo alquilo inferior que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, con la condición de que no más de uno de los tres grupos R' sea un alquilo. En otra realización, no más de dos de los tres grupos R' son alquilo.
Los ejemplos de compuestos de silano insaturados hidrolizables incluyen un grupo insaturado polimerizable por radicales y un grupo alcoxisililo o un grupo sililo en su molécula, de modo que el compuesto tiene un grupo sililo hidrolizable unido a un grupo vinilo y/o un grupo sililo hidrolizable unido al grupo vinilo a través de un grupo alquileno y/o un compuesto que tiene un grupo sililo hidrolizable unido a un éster o una amida de ácido acrílico, ácido metacrílico o similares. Los ejemplos de los mismos incluyen viniltriclorosilano, viniltris(beta-metoxietoxi)silano, viniltrietoxisilano, viniltrimetoxisilano, gamma-metacriloxipropiltrimetoxisilano, monovinilsilano y monoalilsilano. Además, se puede usar cualquier silano o mezcla de silanos que se injerten en el polímero basado en olefina, incluidos, por ejemplo, silanos insaturados que comprendan tanto un grupo de hidrocarbilo etilénicamente insaturado como un grupo vinilo, alilo, isopropenilo, butenilo, ciclohexenilo o un grupo gamma-(met)acriloxialilo, y un grupo hidrolizable, tal como un grupo hidrocarbiloxi, hidrocarboniloxi o hidrocarilamino. Los ejemplos de grupos hidrolizables incluyen grupos metoxi, etoxi, formiloxi, acetoxi, propioniloxi y alquilo o arilamino. Los silanos preferidos son alcoxi silanos insaturados que se describen de forma completa en la patente de Estados Unidos N°. 5.266.627.
Los ejemplos de hidrocarburos halogenados insaturados incluyen cloruro de vinilo y cloruro de vinilideno.
Los ejemplos preferidos de agentes de funcionalización incluyen, entre otros, anhídrido maleico, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido itacónico, ácido citracónico, ácido mesacónico, ácido crotónico, acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de butilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de butilo y compuestos de silano que contienen un grupo insaturado polimerizable por radicales y un grupo alquioxisililo o grupo sililo (por ejemplo, viniltriclorosilano, viniltris(beta-metoxietoxi)silano, viniltrietoxisilano, viniltrimetoxisilano, gammametacriloxipropiltrimetoxisilano, monovinilsilano y monoalilsilano).
En una realización, el agente de funcionalización puede comprender una combinación de dos o más realizaciones como se describe en la presente memoria.
En una realización, el al menos un agente de funcionalización se almacena en un sistema de almacenamiento y dosificación, o una zona de un sistema de almacenamiento y dosificación de multizona. En una realización, se usa más de un agente de funcionalización y cada uno se almacena en un sistema de almacenamiento y dosificación separado o en zonas separadas de un sistema de almacenamiento y dosificación de multizona. En una realización, se usa más de un agente de funcionalización y se almacena más de un agente de funcionalización en el mismo sistema de almacenamiento y dosificación o en la misma zona de un sistema de almacenamiento y dosificación de multizona.
En una realización, el proceso de la invención incluye una etapa de d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros obtenida a partir de la desvolatilización con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina.
Un iniciador de radicales libres, como se usa en el presente documento, hace referencia a un radical libre generado por medios químicos y/o de radiación. Hay varios tipos de compuestos que pueden iniciar reacciones de injertado al descomponerse para formar radicales libres, incluidos compuestos que contienen azo, peroxiácidos carboxílicos y peroxiésteres, hidroperóxidos de alquilo y peróxidos de dialquilo y diacilo, entre otros. Muchos de estos compuestos y sus propiedades se han descrito (Referencia: J. Branderup, E. Immegut, E. Grulke, eds. "Polymer Handbook", 4a ed., Wiley, Nueva York, 1999, Sección II, páginas. 1 -76.). Es preferible que la especie se forme por descomposición para que el iniciador sea un radical libre basado en oxígeno. Es más preferible que el iniciador esté seleccionado entre peroxiésteres carboxílicos, peroxicetales, peróxidos de dialquilo y peróxidos de diacilo.
Se prefieren los iniciadores orgánicos, tales como uno cualquiera de los iniciadores de peróxido, por ejemplo, peróxido de dicumilo, peróxido de di-terc-butilo, perbenzoato de t-butilo, peróxido de benzoílo, hidroperóxido de cumeno, peroctoato de t-butilo, peróxido de metiletilcetona, 2,5-dimetil-2,5-di(terc-butil peroxi)hexano, peróxido de laurilo y peracetato de terc-butilo, peróxido de t-butil alfa-cumilo, peróxido de di-t-butilo, peróxido de di-t-amilo, peróxido de tamilo, peroxibenzoato de t-amilo, 1,1-bis(t-butilperoxi)-3,3,5-trim-etilciclohexano, alfa,alfa'-bis(t-butilperoxi)-1,3-diisopropilbenceno, alfa,alfa'-bis(t-butilperoxi)-1,4-diisopropilbenceno, 2,5-bis(t-butilperoxi)-2,5-dimetilhexano y 2,5-bis(t-butilperoxi)-2,5-dimetil-3-hexino. Un compuesto azo adecuado es nitrito de azobisisobutilo.
En una realización, el agente de funcionalización se puede incorporar al polímero basado en olefina usando injertado térmico sin el uso de un iniciador de peróxido.
En una realización, el iniciador puede comprender una combinación de dos o más realizaciones como se describe en la presente memoria.
En una realización, el iniciador se almacena en un sistema de almacenamiento y dosificación o una zona de un sistema de almacenamiento y dosificación de multizona independiente del agente de funcionalización. En una realización, se usa más de un iniciador y cada uno se almacena en un sistema de almacenamiento y dosificación separado o en zonas separadas de un sistema de almacenamiento y dosificación de multizona. En una realización, se usa más de un iniciador y se almacena más de un iniciador en el mismo sistema de almacenamiento y dosificación o en la misma zona de un sistema de almacenamiento y dosificación de multizona. En una realización, el(los) iniciador(es) se almacena(n) en el mismo sistema de almacenamiento y dosificación que el agente de funcionalización, pero en una zona o área separada. En una realización, el(los) iniciador(es) se almacena(n) en el mismo sistema o zona de almacenamiento y dosificación de un sistema de almacenamiento y dosificación de multizona que el al menos un agente de funcionalización.
En una realización, la etapa de d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros obtenida a partir de la desvolatilización con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina tiene lugar aguas abajo y en línea con la etapa de b) someter al menos una parte del producto de reacción a al menos una desvolatilización.
En una realización, la etapa de d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres tiene lugar en uno o más sistemas de mezcla ubicados aguas abajo y en línea con el al menos un desvolatilizador.
El uno o más sistemas de mezcla es un mezclador estático.
En una realización, el sistema de mezcla tiene un tiempo de residencia promedio de menos de 60 segundos, de forma adicional menos de 30 segundos, de forma adicional menos de 20 segundos y de forma adicional menos de 10 segundos. En una realización, el tiempo de residencia promedio es el volumen del sistema de mezcla dividido entre el caudal volumétrico, suponiendo un flujo pistón para la corriente polimérica.
El uno o más sistemas de mezcla comprenden un mezclador estático. Los mezcladores estáticos están disponibles, por ejemplo, en Chemineer (KM, KMX, HEV), Fluitec Georg AG (CES, CSE-X, CSE-XR), Komax Systems (Serie A, Serie M), Lightnin' Mixer (Inliner Series 45 ), Ross Mixers Statiflo International (ISG, LPD, STM, STX), Sulzer Chemtech (SMX, SMXL, SMV, SMF, SMR, KVM) y Pittaluga Static Mixers (XP, VP, X, XL).
En una realización alternativa, se puede usar un mezclador dinámico en línea junto con un mezclador estático. Los posibles tipos de mezcladores dinámicos en línea disponibles comercialmente incluyen, entre otros, por ejemplo, mezclador en línea Multi Satake, Lightnin LINE BLENDER™, mezclador de tuberías Greerco® o amasadora Kurimoto KRC.
En una realización, el sistema de mezcla comprende al menos una entrada para recibir el agente de funcionalización y, opcionalmente, el iniciador.
En una realización, la forma física preferida del agente de funcionalización es un líquido inyectado.
En otra realización, el sistema de mezcla comprende más de una entrada para recibir el agente de funcionalización y, opcionalmente, el iniciador. En una realización, al menos una de las entradas recibe al menos un agente de funcionalización y al menos un iniciador. En otra realización, el(los) agente(s) de funcionalización y el(los) iniciador(es) se añaden utilizando diferentes entradas.
En una realización, al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, el iniciador se inyectan en el sistema de mezcla o antes de al menos un sistema de mezcla. En una realización, el al menos un agente de funcionalización y el iniciador se inyectan en el sistema de mezcla o antes del mismo utilizando la misma entrada o en forma mezclada o inyectada. En otra realización, el al menos un agente de funcionalización y el iniciador se inyectan en el sistema de mezcla o antes del mismo utilizando diferentes entradas.
En una realización, al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, el iniciador se alimentan a la masa fundida rica en polímeros antes de que la masa fundida rica en polímeros penetre en el sistema de mezcla. En otra realización, el al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, el iniciador se alimentan a la masa fundida rica en polímeros antes de que la masa fundida rica en polímeros penetre en la región de mezcla del sistema de mezcla.
En una realización, la etapa d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros obtenida a partir de la desvolatilización con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina se lleva a cabo a una temperatura de operación > 100 °C, de forma adicional > 150 °C y de forma adicional > 180 °C.
En una realización, la etapa d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros obtenida a partir de la desvolatilización con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres para formar una primera composición que un polímero funcionalizado basado en olefina se lleva a cabo a una temperatura de operación < 300 °C, de forma adicional < 250 °C y de forma adicional < 230 °C.
En una realización, la etapa d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros obtenida a partir de la desvolatilización con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina se lleva a cabo a una temperatura de operación de 100 °C a 300 °C, de forma adicional de 150 °C a 240 °C, y de forma adicional de 180 °C a 230 °C.
En una realización, la etapa d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros obtenida a partir de la desvolatilización con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina se lleva a cabo a una temperatura de operación por encima del punto de fusión del polímero basado en olefina.
En una realización, la etapa d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros obtenida a partir de la desvolatilización con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina se lleva a cabo a tiempos promedio de residencia de reacción > 0,5 minutos, de forma adicional > 1 minuto y de forma adicional > 2 minutos.
En una realización, la etapa d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros obtenida a partir de la desvolatilización con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina se lleva a cabo a tiempos promedio de residencia de reacción < 60 minutos, de forma adicional < 40 minutos y de forma adicional < 20 minutos.
En una realización, la etapa d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímero obtenida a partir de la desvolatilización con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina se lleva a cabo a tiempos promedio de residencia de reacción de 0,5 a 60 minutos, de forma adicional de 1 a 40 minutos y de forma adicional de 2 a 20 minutos.
En una realización, la etapa d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros obtenida a partir de la desvolatilización con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina se lleva a cabo a una concentración de iniciador > 100 ppm, de forma adicional > 250 ppm y de forma adicional > 500 ppm. En una realización, la etapa d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros obtenida a partir de la desvolatilización con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina se lleva a cabo a una concentración de iniciador < 7000 ppm, de forma adicional < 6000 ppm y de forma adicional < 3000 ppm.
En una realización, la etapa d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros obtenida a partir de la desvolatilización con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina se lleva a cabo a una concentración de iniciador de 100 ppm a 7000 ppm, de forma adicional de 250 ppm a 6000 ppm y de forma adicional de 500 ppm a 3000 ppm.
En una realización, se lleva a cabo la etapa d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina a una concentración de iniciador de > 100 ppm, de forma adicional > 250 ppm y de forma adicional > 500 ppm, en el que el iniciador es un peróxido y la concentración de peróxido, también denominada peróxido del sistema, se determina mediante la Ecuación A siguiente.
En una realización, se lleva a cabo la etapa d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina a una concentración de iniciador de < 7000 ppm, de forma adicional < 6000 ppm y de forma adicional < 3000 ppm, en el que el iniciador es un peróxido y la concentración de peróxido, también denominada peróxido del sistema, se determina mediante la Ecuación A siguiente.
En una realización, se lleva a cabo la etapa d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina a una concentración de iniciador de 100 ppm a 7000 ppm, de forma adicional de 250 ppm a 6000 ppm y de forma adicional de 500 ppm a 3000 ppm, en el que el iniciador es un peróxido y la concentración de peróxido, también denominada peróxido del sistema, se determina mediante la Ecuación A siguiente.
(caudal de peróxido horario)
(caudal polimérico horar io )^ (caudal de si lano horario)+ (caudal de peróxido horario) x 1.000.000 (Ecuación A)
En una realización, la etapa d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros obtenida a partir de la desvolatilización con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina se lleva a cabo en una relación en peso de agente de funcionalización:iniciador > 1, de forma adicional > 2 y de forma adicional > 3.
En una realización, la etapa d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros obtenida a partir de la desvolatilización con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina se lleva a cabo a una relación en peso de agente de funcionalización:iniciador < 100, de forma adicional < 50 y de forma adicional < 30.
En una realización, la etapa d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros obtenida a partir de la desvolatilización con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina se lleva a cabo en una relación en peso de agente de funcionalización:iniciador de 1 a 100, más de 2 a 50 y más de 3 a 30.
En una realización, la etapa d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros obtenida a partir de la desvolatilización con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina utiliza un sistema de mezcla con un porcentaje de coeficiente de variación < 16,0, de forma adicional < 15,0, de forma adicional < 13,0 y de forma adicional < 10,0.
En una realización, la etapa d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros obtenida a partir de la desvolatilización con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina utiliza un sistema de mezcla con un porcentaje de coeficiente de variación > 0,01, de forma adicional > 0,03, de forma adicional > 0,05 y de forma adicional > 0,08.
En una realización, la etapa d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros obtenida a partir de la desvolatilización con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina utiliza un sistema de mezcla de porcentaje de coeficiente de variación de 0,01 a 16, de forma adicional de 0,03 a 15,0, de forma adicional de 0,05 a 13,0 y de forma adicional de 0,08 a 10,0.
En una realización, una parte de la primera composición se puede reciclar de nuevo a la cámara de mezcla/recipiente de mezcla. En dicha realización, la configuración de polimerización usada incluye al menos una línea de reciclaje para una parte de la primera composición, en la que la línea de reciclaje conecta una salida de la cámara de mezcla/recipiente de mezcla (es decir, sistema de mezcla) antes de al menos una entrada del sistema de mezcla.
En una realización, la etapa d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros obtenida a partir de la desvolatilización con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres para formar una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina puede comprender una combinación de dos o más realizaciones descritas en la presente memoria.
En una realización, el proceso de la invención incluye además una etapa d) de someter al menos una parte de la primera composición que comprende el polímero funcionalizado basado en olefina a una desvolatilización aguas abajo para formar una masa fundida rica en polímero funcionalizado.
En una realización, el proceso de la invención incluye además eliminar el agente de funcionalización sin reaccionar y, opcionalmente, el iniciador de radicales libres de la primera composición para formar la masa fundida rica en polímero funcionalizado. En una realización, al menos una parte del agente de funcionalización sin reaccionar y, opcionalmente, el iniciador de radicales libres se pueden reciclar al sistema de mezcla.
En una realización, el agente de funcionalización sin reaccionar y, opcionalmente, el iniciador de radicales libres se eliminan usando un desvolatilizador, tal como un desvolatilizador de vacío o un evaporador al vacío de película limpia.
En una realización, la primera composición también se puede enfriar, por ejemplo, mediante un intercambiador de calor de carcasa y tubos o un enfriador de masa fundida caliente. El polímero funcionalizado basado en olefina enfriado, a continuación, se puede someter a granulación por métodos conocidos, que incluyen, sin limitación, formación de pellas o corte en hebras.
Las Figuras 2 y 3 son diagramas de flujo a modo de ejemplo que ilustran el proceso de la invención, cada uno mostrando diferentes variaciones. En la Figura 1, un diagrama de flujo que no ilustra el proceso de la invención, un reactor genera una corriente 10 de producto de reacción que comprende un polímero basado en olefina. La corriente de producto de reacción se envía a continuación a una primera unidad de desvolatilización 20 y una segunda unidad de desvolatilización 22. Después de la desvolatilización, la masa fundida rica en polímeros se envía a un mezclador dinámico 30. El tanque de almacenamiento 35 contiene el agente de funcionalización y el tanque de almacenamiento 36 contiene el imitador de radicales libres. Ambos se inyectan aguas arriba o dentro del mezclador en la entrada 33.
Las líneas discontinuas representan la inyección independiente alternativa de agente de funcionalización en la entrada 33a e iniciador en la entrada 33b. La primera composición resultante pasa a una tercera unidad de desvolatilización 40, un enfriador de masa fundida 45 opcional y finalmente una operación de unidad de granulación 50. El sistema de purga para manipular el agente de funcionalización sin reaccionar viene representado como 42.
El proceso ilustrado en la Figura 2 es similar al que se muestra en la Figura 1, exceptuando que el sistema de mezcla 31 es un mezclador estático. El mezclador estático puede tener una entrada 33 o múltiples entradas 33a, 33b. El agente de funcionalización y el iniciador de radicales libres se administran en sistemas 35 y 36 separados de almacenamiento y dosificación, respectivamente. El proceso ilustrado en la Figura 3 combina el mezclador dinámico de la realización que se muestra en la Figura 1 en serie con el mezclador estático que se muestra en la realización representada en la Figura 2. El agente de funcionalización y el iniciador de radicales libres se inyectan aguas arriba o en el mezclador dinámico en la entrada 33. Las líneas discontinuas representan los puntos 33a, 33b y 33c de inyección adicionales alternativos.
Como se ilustra en las Figuras 4, 5 y 6, en algunas realizaciones, solo se funcionaliza una parte de la masa fundida rica en polímeros. En lugar de que toda la masa fundida rica en polímeros se mueva desde la unidad de desvolatilización 22 al sistema de mezcla 30, una parte de la masa fundida rica en polímeros es transportada a través de la línea 28 hasta una operación de unidad de granulación 55. La Figura 4 es un diagrama de flujo de proceso para una funcionalización que utiliza un mezclador dinámico en línea para funcionalizar una parte de la masa fundida rica en polímeros. La Figura 5 es un diagrama de flujo de proceso para una funcionalización de la invención que usa un mezclador estático para funcionalizar una parte de la masa fundida rica en polímeros. La Figura 6 es un diagrama de flujo de proceso para una funcionalización de la invención que usa un mezclador dinámico en línea con un mezclador estático en serie para funcionalizar una parte de la masa fundida rica en polímeros. En las realizaciones que se muestran en las Figuras 4, 5 y 6, es posible fusionar una parte de la corriente de polímero funcionalizado basado en olefina con la corriente 52 de fusión original rica en polímeros.
Polímero funcionalizado basado en olefina
En una realización, el proceso forma una primera composición que comprende un polímero funcionalizado basado en olefina. En una realización, el polímero funcionalizado basado en olefina es un interpolímero funcionalizado basado en olefina, y además un copolímero funcionalizado basado en olefina, con el polímero basado en olefina, el interpolímero basado en olefina y el copolímero basado en olefina como se ha descrito con anterioridad.
En una realización, el polímero funcionalizado basado en olefina es un polímero funcionalizado basado en etileno, de forma adicional un interpolímero funcionalizado basado en etileno y de forma adicional un copolímero funcionalizado basado en etileno, con el polímero basado en etileno, el interpolímero basado en etileno y el polímero basado en etileno. copolímero como se ha descrito con anterioridad.
En una realización, el polímero funcionalizado basado en olefina es un polímero funcionalizado de etileno/alfa-olefina, de forma adicional un interpolímero funcionalizado de etileno/alfa-olefina, y de forma adicional un copolímero funcionalizado de etileno/alfa-olefina, con el polímero de etileno/alfa-olefina, interpolímero de etileno/alfa-olefina y copolímero de etileno/alfa-olefina como se ha descrito con anterioridad.
En una realización, el polímero funcionalizado basado en olefina es un polímero basado en olefina funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano, de forma adicional un interpolímero basado en olefina funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano, y de forma adicional un copolímero basado en olefina funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano. En una realización adicional, el polímero funcionalizado basado en olefina es un polímero basado en olefina funcionalizado con anhídrido y/o ácido carboxílico, de forma adicional un interpolímero basado en olefina funcionalizado con anhídrido y/o ácido carboxílico, y de forma adicional un copolímero basado en olefina funcionalizado con anhídrido y/o ácido carboxílico. En una realización adicional, el polímero funcionalizado basado en olefina es un polímero basado en olefina injertado con anhídrido y/o ácido carboxílico, de forma adicional un interpolímero basado en olefina injertado con anhídrido y/o ácido carboxílico, y de forma adicional un copolímero basado en olefina injertado con anhídrido y/o ácido carboxílico.
En una realización, el polímero funcionalizado basado en olefina es un polímero basado en etileno funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano, de forma adicional un interpolímero basado en etileno funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano, y de forma adicional un copolímero basado en etileno funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano. En una realización adicional, el polímero funcionalizado basado en olefina es un polímero funcionalizado basado en etileno con anhídrido y/o ácido carboxílico, de forma adicional un interpolímero basado en etileno funcionalizado con ácido carboxílico y/o anhídrido, y de forma adicional un copolímero basado en etileno funcionalizado con ácido carboxílico y/o anhídrido. En una realización adicional, el polímero funcionalizado basado en olefina es un polímero basado en etileno injertado con anhídrido y/o ácido carboxílico, de forma adicional un interpolímero basado en etileno injertado con anhídrido y/o ácido carboxílico, y de forma adicional un copolímero basado en etileno injertado con anhídrido y/o ácido carboxílico.
En una realización, el polímero funcionalizado basado en olefina es un polímero de etileno/alfa-olefina funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano, de forma adicional un interpolímero de etileno/alfa-olefina funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano, y de forma adicional un copolímero de etileno/alfa-olefina funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano. En una realización adicional, el polímero basado en olefina funcionalizado es un polímero de etileno/alfa-olefina funcionalizado con anhídrido y/o ácido carboxílico, de forma adicional un interpolímero de etileno/alfa-olefina funcionalizado con anhídrido y/o ácido carboxílico, y de forma adicional un copolímero de etileno/alfa-olefina funcionalizado con anhídrido y/o ácido carboxílico. En una realización adicional, el polímero basado en olefina funcionalizado es un polímero de etileno/alfa-olefina injertado con anhídrido y/o ácido carboxílico, de forma adicional un interpolímero de etileno/alfa-olefina injertado con anhídrido y/o ácido carboxílico, y de forma adicional un copolímero de etileno/alfa-olefina injertado con anhídrido y/o ácido carboxílico.
En una realización, el polímero basado en olefina funcionalizado es un polímero basado en olefina funcionalizado con silano, de forma adicional un interpolímero basado en olefina funcionalizado con silano, y de forma adicional un copolímero basado en olefina funcionalizado con silano. En una realización, el polímero basado en olefina funcionalizado es un polímero basado en etileno funcionalizado con silano, de forma adicional un interpolímero basado en etileno funcionalizado con silano y de forma adicional un copolímero basado en etileno funcionalizado con silano.
En una realización, el polímero basado en olefina funcionalizado es un polímero de etileno/alfa-olefina funcionalizado con silano, de forma adicional un interpolímero de etileno/alfa-olefina funcionalizado con silano, y de forma adicional un copolímero de etileno/alfa-olefina funcionalizado con silano.
En una realización, el polímero basado en olefina funcionalizado es un polímero basado en olefina injertado con silano, de forma adicional un interpolímero basado en olefina injertado con silano y de forma adicional un copolímero basado en olefina injertado con silano. En una realización, el polímero basado en olefina funcionalizado es un polímero basado en etileno injertado con silano, de forma adicional un interpolímero basado en etileno injertado con silano y de forma adicional un copolímero basado en etileno injertado con silano.
En una realización, el polímero basado en olefina funcionalizado es un polímero de etileno/alfa-olefina injertado con silano, de forma adicional un interpolímero de etileno/alfa-olefina injertado con silano, y de forma adicional un copolímero de etileno/alfa-olefina injertado con silano.
En una realización, el polímero basado en olefina funcionalizado es un polímero basado en olefina funcionalizado con anhídrido, de forma adicional un interpolímero basado en olefina funcionalizado con anhídrido, y de forma adicional un copolímero basado en olefina funcionalizado con anhídrido.
En una realización, el polímero basado en olefina funcionalizado es un polímero basado en etileno funcionalizado con anhídrido, de forma adicional un interpolímero basado en etileno funcionalizado con anhídrido, y de forma adicional un copolímero basado en etileno funcionalizado con anhídrido.
En una realización, el polímero basado en olefina funcionalizado es un polímero de etileno/alfa-olefina funcionalizado con anhídrido, de forma adicional un interpolímero de etileno/alfa-olefina funcionalizado con anhídrido, y de forma adicional un copolímero de etileno/alfa-olefina funcionalizado con anhídrido.
En una realización, el polímero basado en olefina funcionalizado es un polímero basado en olefina injertado con anhídrido, de forma adicional un interpolímero basado en olefina injertado con anhídrido y de forma adicional un copolímero basado en olefina injertado con anhídrido.
En una realización, el polímero basado en olefina funcionalizado es un polímero basado en etileno injertado con anhídrido, de forma adicional un interpolímero basado en etileno injertado con anhídrido, y de forma adicional un copolímero basado en etileno injertado con anhídrido.
En una realización, el polímero basado en olefina funcionalizado es un polímero de etileno/alfa-olefina injertado con anhídrido, de forma adicional un interpolímero de etileno/alfa-olefina injertado con anhídrido, y de forma adicional un copolímero de etileno/alfa-olefina injertado con anhídrido.
En una realización, el polímero basado en olefina funcionalizado es un polímero basado en olefina funcionalizado con ácido carboxílico, de forma adicional un interpolímero basado en olefina funcionalizado con ácido carboxílico, y de forma adicional un copolímero basado en olefina funcionalizado con ácido carboxílico.
En una realización, el polímero basado en olefina funcionalizado es un polímero basado en etileno funcionalizado con ácido carboxílico, de forma adicional un interpolímero basado en etileno funcionalizado con ácido carboxílico, y de forma adicional un copolímero basado en etileno funcionalizado con ácido carboxílico.
En una realización, el polímero basado en olefina funcionalizado es un polímero de etileno/alfa-olefina funcionalizado con ácido carboxílico, de forma adicional un interpolímero de etileno/alfa-olefina funcionalizado con ácido carboxílico, y de forma adicional un copolímero de etileno/alfa-olefina funcionalizado con ácido carboxílico.
En una realización, el polímero basado en olefina funcionalizado es un polímero basado en olefina injertado con ácido carboxílico, de forma adicional un interpolímero basado en olefina injertado con ácido carboxílico y de forma adicional un copolímero basado en olefina injertado con ácido carboxílico.
En una realización, el polímero basado en olefina funcionalizado es un polímero basado en etileno injertado con ácido carboxílico, de forma adicional un interpolímero basado en etileno injertado con ácido carboxílico, y de forma adicional un copolímero basado en etileno injertado con ácido carboxílico.
En una realización, el polímero basado en olefina funcionalizado es un polímero de etileno/alfa-olefina injertado con ácido carboxílico, de forma adicional un interpolímero de etileno/alfa-olefina injertado con ácido carboxílico, y de forma adicional un copolímero de etileno/alfa-olefina injertado con ácido carboxílico.
En una realización, la viscosidad del interpolímero basado en olefina funcionalizado no aumenta hasta el punto en que se indica una excesiva ramificación y/o reticulación y/o formación de gel.
En una realización, "la viscosidad del polímero basado en olefina funcionalizado (177 °C/350 °F)" con respecto a "la viscosidad del polímero basado en olefina (177 °C/350 °F)" (la relación de viscosidad) < 5,0, de forma adicional < 4,0, de forma adicional < 3,0 y de forma adicional < 2,5. En una realización, "la viscosidad del polímero basado en olefina funcionalizado (177 °C/350 °F)" con respecto a "la viscosidad del polímero basado en olefina (177 °C/350 °F)" (la relación de viscosidad) > 0,1, de forma adicional > 0,5, de forma adicional > 0,6 y de forma adicional > 0,8.
En una realización, "la viscosidad del polímero basado en olefina funcionalizado (177 °C/350 °F)" con respecto a "la viscosidad del polímero basado en olefina (177 °C/350 °F)" (la relación de viscosidad) es de 0,1 a 5,0, de forma adicional de 0,5 a 4,0, de forma adicional de 0,6 a 3,0 y de forma adicional de 0,8 a 2,5.
En una realización, el interpolímero basado en olefina funcionalizado tiene una viscosidad en masa fundida < 50.000 cP (50.000 mPas), de forma adicional < 40.000 cP (40.000 mPas), de forma adicional < 30.000 cP (30.000 mPas) de forma adicional < 20.000 cP (20.000 mPas) y de forma adicional < 15.000 cP (15.000 mPas), a 177 °C. En una realización adicional, el interpolímero basado en olefina funcionalizado es un copolímero funcionalizado con anhídrido y/o ácido carboxílico. En una realización adicional, el interpolímero basado en olefina funcionalizado es un interpolímero basado en etileno funcionalizado y, de forma adicional, un copolímero basado en etileno funcionalizado.
En una realización, el interpolímero basado en olefina funcionalizado tiene una viscosidad en masa fundida > 2.000 cP (2.000 mPas), de forma adicional > 3.000 cP (3.000 mPas), de forma adicional > 4.000 cP (4.000 mPas) y de forma adicional > 5.000 cP (5.000 mPa s) a 177 °C. En una realización adicional, el interpolímero basado en olefina funcionalizado es un copolímero funcionalizado. En una realización adicional, el interpolímero basado en olefina funcionalizado es un interpolímero basado en etileno funcionalizado y, de forma adicional, un copolímero basado en etileno funcionalizado.
En una realización, el interpolímero basado en olefina funcionalizado tiene una viscosidad en masa fundida de 2.000 cP (2.000 mPas) a 50.000 cP (50.000 mPas), de forma adicional de 3.000 cP (3.000 mPas) a 40.000 cP (40.000 mPas), de forma adicional de 4.000 cP (4.000 mPas) a 30.000 cP (30.000 mPas), de forma adicional de 5.000 cP (5.000 mPas) a 20.000 cP (20.000 mPas) y de forma adicional de 5.000 cP (5.000 mPas) a 15.000 cP (15.000 mPas) a 177°C. En una realización adicional, el interpolímero basado en olefina funcionalizado es un copolímero funcionalizado. En una realización adicional, el interpolímero basado en olefina funcionalizado es un interpolímero basado en etileno funcionalizado y, de forma adicional, un copolímero basado en etileno funcionalizado.
En una realización, el interpolímero basado en olefina funcionalizado tiene una densidad > 0,855 g/cc, de forma adicional > 0,857 g/cc y de forma adicional > 0,860 g/cc (1 cc = 1 cm3). En otra realización, el interpolímero funcionalizado es un copolímero funcionalizado. En una realización adicional, el interpolímero basado en olefina funcionalizado es un interpolímero basado en etileno funcionalizado y, de forma adicional, un copolímero basado en etileno funcionalizado. En una realización, el interpolímero basado en olefina funcionalizado tiene una densidad < 0,930 g/cc, de forma adicional < 0,900 g/cc y de forma adicional < 0,890 g/cc. En otra realización, el interpolímero funcionalizado es un copolímero funcionalizado. En una realización adicional, el interpolímero basado en olefina funcionalizado es un interpolímero basado en etileno funcionalizado y, de forma adicional, un copolímero basado en etileno funcionalizado.
En una realización, el interpolímero basado en olefina funcionalizado tiene una densidad de 0,855 g/cc a 0,930 g/cc, de forma adicional de 0,857 g/cm3 a 0,900 g/cc, y de forma adicional de 0,860 g/cm3 a 0,890 g/cc. En otra realización, el interpolímero funcionalizado es un copolímero funcionalizado. En una realización adicional, el interpolímero basado en olefina funcionalizado es un interpolímero basado en etileno funcionalizado y, de forma adicional, un copolímero basado en etileno funcionalizado.
En una realización, el interpolímero basado en olefina funcionalizado comprende > 0,1 por ciento en peso, de forma adicional > 0,4 por ciento en peso y de forma adicional > 0,8 por ciento en peso de la funcionalidad anhídrido, ácido carboxílico y/o silano, basado en el peso de polímero después de la desvolatilización. En una realización adicional, el interpolímero funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano es un copolímero funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano. En una realización adicional, el interpolímero basado en olefina funcionalizado es un interpolímero basado en etileno funcionalizado y, de forma adicional, un copolímero basado en etileno funcionalizado. En una realización, el interpolímero basado en olefina funcionalizado comprende < 8,0 por ciento en peso, de forma adicional < 6,0 por ciento en peso, de forma adicional < 4,0 por ciento en peso de la funcionalidad anhídrido, ácido carboxílico y/o silano, basado en el peso de polímero después de la desvolatilización.
En una realización, el interpolímero basado en olefina funcionalizado comprende de un 0,1 a un 8,0 por ciento en peso, de forma adicional de un 0,4 a un 6,0 por ciento en peso, de forma adicional de un 0,8 a un 4,0 por ciento en peso de la funcionalidad anhídrido, ácido carboxílico y/o silano, basado en el peso de polímero después de la desvolatilización. En una realización adicional, el interpolímero funcionalizado es un copolímero funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano. En una realización adicional, el interpolímero basado en olefina funcionalizado es un interpolímero basado en etileno funcionalizado y, de forma adicional, un copolímero basado en etileno funcionalizado.
En una realización, el interpolímero basado en olefina funcionalizado comprende > 60 % en peso, de forma adicional > 70 % en peso, de forma adicional > 80 % en peso, de forma adicional > 85 % en peso de olefina polimerizada (por ejemplo, propileno o etileno), basado en el peso de interpolímero funcionalizado después de la desvolatilización. En una realización adicional, el interpolímero basado en olefina funcionalizado es un interpolímero basado en etileno funcionalizado y, de forma adicional, un copolímero basado en etileno funcionalizado.
En una realización, el interpolímero basado en olefina funcionalizado es un interpolímero basado en etileno funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano, y de forma adicional un copolímero basado en etileno funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano.
En una realización, el interpolímero basado en etileno funcionalizado comprende > 50 % en peso, de forma adicional > 60 % en peso, de forma adicional > 70 % en peso, de forma adicional > 80 % en peso de etileno polimerizado, basado en el peso de interpolímero funcionalizado (después de la desvolatilización).
En una realización, el interpolímero basado en olefina funcionalizado es un interpolímero de etileno/alfa-olefina funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano, y de forma adicional un copolímero de etileno/alfa-olefina funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano. Las a-olefinas preferidas incluyen, sin limitación, a-olefinas C3-C20 y, preferentemente a-olefinas C3-C10. Las a-olefinas más preferidas incluyen propileno, 1-buteno, 1-penteno, 1 -hexeno, 1 -hepteno y 1 -octeno, y de forma adicional propileno, 1 -buteno, 1 -hexeno y 1 -octeno.
Un polímero basado en olefina funcionalizado, de forma adicional un interpolímero basado en olefina funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano, y de forma adicional un copolímero basado en olefina funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano puede comprender una combinación de dos o más realizaciones como se describe en la presente memoria.
Un interpolímero basado en etileno funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano, y de forma adicional un copolímero basado en etileno funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano puede comprender una combinación de dos o más realizaciones como se describe en la presente memoria.
En una realización, se inyecta una corriente polimérica adicional en la corriente en masa fundida rica en polímeros antes de la reacción de funcionalización. En una realización adicional, la corriente polimérica adicional contiene un agente funcionalizado o un polímero funcionalizado. En una realización adicional, el polímero adicional se añade mediante una extrusora.
Primera composición
En una realización, la primera composición comprende > 90 por ciento en peso (% en peso), de forma adicional > 95 % en peso, de forma adicional > 98 % en peso, de forma adicional > 99 % en peso de polímero basado en olefina funcionalizado, basado en el peso total de la primera composición. En una realización adicional, el interpolímero basado en olefina funcionalizado es un interpolímero basado en etileno funcionalizado y, de forma adicional, un copolímero basado en etileno funcionalizado. En una realización adicional, el polímero basado en olefina funcionalizado es un interpolímero funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano, de forma adicional un copolímero funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano. En una realización adicional, el interpolímero basado en olefina funcionalizado es un interpolímero basado en etileno funcionalizado y, de forma adicional, un copolímero basado en etileno funcionalizado.
En una realización, la primera composición que comprende el polímero basado en olefina funcionalizado tiene una viscosidad en masa fundida < 50.000 cP (50.000 mPa-s), de forma adicional < 40.000 cP (40.000 mPa-s), de forma adicional < 30.000 cP (30.000 mPas) y de forma adicional < 20.000 cP (20.000 mPas) y de forma adicional < 15.000 cP (15.000 mPa-s) a 177 °C.
En una realización, la primera composición que comprende el polímero basado en olefina funcionalizado tiene una viscosidad en estado fundido > 2.000 cP (2.000 mPas), de forma adicional > 3.000 cP (3.000 mPas), de forma adicional > 4.000 cP (4.000 mPas) y de forma adicional > 5.000 cP (5.000 mPas) a 177 °C.
En una realización, la primera composición que comprende el interpolímero basado en olefina funcionalizado tiene una viscosidad en masa fundida > 2.000 cP (2.000 mPas), de forma adicional > 3.000 cP (3.000 mPas), de forma adicional > 4.000 cP (4.000 mPas) y de forma adicional > 5.000 cP (5.000 mPas) a 177 °C.
En una realización, la primera composición que comprende el interpolímero basado en olefina funcionalizado tiene una viscosidad en masa fundida de 2.000 cP (2.000 mPas) a 50.000 cP (50.000 mPas), de forma adicional de 3.000 cP (3.000 mPas) a 40.000 cP (40.000 mPas), de forma adicional de 4.000 cP (4.000 mPas) a 30.000 cP (30.000 mPas), de forma adicional de 5.000 cP (5.000 mPas) a 20.000 cP (20.000 mPas), y de forma adicional de 5.000 cP (5.000 mPa-s) a 15.000 cP (15.000 mPa-s) a 177°C.
En una realización, "la viscosidad de la primera composición (177 °C/350 °F)" con respecto a "la viscosidad del polímero basado en olefina (177 °C/350 °F)" (la relación de viscosidad) es < 5,0, de forma adicional < 4,0, de forma adicional < 3,0 y de forma adicional < 2,5. En una realización, "la viscosidad de la primera composición (177 °C/350 °F)" con respecto a "la viscosidad del polímero basado en olefina (177 °C/350 °F)" (la relación de viscosidad) es > 0,1, de forma adicional > 0,5, de forma adicional > 0,6 y de forma adicional > 0,8.
En una realización, "la viscosidad de la primera composición (177 °C/350 °F)" con respecto a "la viscosidad del polímero basado en olefina (177 °C/350 °F)" (la relación de viscosidad) es de 0,1 a 5,0, de forma adicional de 0,5 a 4,0, de forma adicional de 0,6 a 3,0 y de forma adicional de 0,8 a 2,5.
Una primera composición puede comprender una combinación de dos o más realizaciones descritas en la presente memoria.
Desvolatilización de la Primera Composición
En una realización, el proceso incluye además la etapa e) de someter al menos una parte de la primera composición a al menos una desvolatilización para formar una segunda composición rica en polímeros funcionalizados. En una realización, el proceso incluye además la etapa e) de someter la primera composición a al menos una desvolatilización para formar una segunda composición rica en polímeros funcionalizados. Cualesquiera monómeros y/o comonómeros sin reaccionar (residuales) se eliminan en gran medida durante el proceso de desvolatilización. En una realización, la desvolatilización tiene lugar aguas abajo y en línea con la funcionalización. Las condiciones de operación de la unidad de desvolatilización dependen del tipo de monómero y de los residuos permisibles en la segunda composición final rica en polímeros funcionalizados.
Definiciones
A menos que se indique lo contrario, todos los métodos de ensayo están actualizados a la fecha de presentación de la presente divulgación.
El término "composición", como se usa en la presente memoria, incluye una mezcla de materiales que comprenden la composición, así como productos de reacción y productos de descomposición formados a partir de los materiales de la composición.
El término "polímero", como se usa en la presente memoria, se refiere a un compuesto polimérico preparado por medio de polimerización de monómeros, ya sea del mismo tipo o de tipo diferente. El término genérico polímero por lo tanto abarca el término homopolímero (empleado para hacer referencia a polímeros preparados a partir de un solo tipo de monómero, teniendo presente que se pueden incorporar trazas de impurezas en la estructura polimérica), y el término interpolímero como se define a continuación. Se pueden incorporar trazas de impurezas, por ejemplo, residuos de catalizador, en el polímero o dentro del mismo. El término "interpolímero", como se usa en la presente memoria, se refiere a polímeros preparados por medio de polimerización de al menos dos tipos diferentes de monómeros. Por lo tanto, el término genérico interpolímero incluye copolímeros (empleados para hacer referencia a polímeros preparados a partir de dos tipos diferentes de monómero) y polímeros preparados a partir de más de dos tipos diferentes de monómero.
La expresión "polímero basado en olefina", como se usa en la presente memoria, se refiere a un polímero que comprende, en forma polimerizada, una cantidad mayoritaria de monómero de olefina, por ejemplo, etileno o propileno (basado en el peso de polímero), y opcionalmente puede comprenden uno o más comonómeros.
La expresión "interpolímero basado en olefina", como se usa en la presente memoria, se refiere a un interpolímero que comprende, en forma polimerizada, una cantidad mayoritaria de monómero de olefina, por ejemplo, etileno o propileno (basado en el peso de interpolímero) y al menos un comonómero. La expresión "copolímero basado en olefina", como se usa en la presente memoria, se refiere a un copolímero que comprende, en forma polimerizada, una cantidad mayoritaria de monómero de olefina, por ejemplo, etileno o propileno (basado en el peso de copolímero) y un comonómero, como los dos únicos tipos de monómero.
La expresión "polímero basado en etileno", como se usa en la presente memoria, se refiere a un polímero que comprende, en forma polimerizada, una cantidad mayoritaria de monómero de etileno (basado en el peso de polímero), y opcionalmente puede comprender uno o más comonómeros. La expresión "interpolímero basado en etileno", como se usa en la presente memoria, se refiere a un interpolímero que comprende, en forma polimerizada, una cantidad mayoritaria de monómero de etileno (basado en el peso de interpolímero) y al menos un comonómero. La expresión "copolímero basado en etileno", como se usa en la presente memoria, se refiere a un copolímero que comprende, en forma polimerizada, una cantidad mayoritaria de monómero de etileno (basado en el peso de copolímero) y un comonómero, como los dos únicos tipos de monómero.
La expresión "polímero de etileno/a-olefina", como se usa en la presente memoria, se refiere a un polímero que comprende, en forma polimerizada, una cantidad mayoritaria de monómero de etileno (basado en el peso de polímero), al menos una a-olefina, y opcionalmente puede comprender uno o más comonómeros adicionales. La expresión "interpolímero de etileno/a-olefina", como se usa en la presente memoria, se refiere a un interpolímero que comprende, en forma polimerizada, una cantidad mayoritaria de monómero de etileno (basado en el peso de interpolímero) y al menos una a-olefina. La expresión "copolímero de etileno/a-olefina", como se usa en la presente memoria, se refiere a un copolímero que comprende, en forma polimerizada, una cantidad mayoritaria de monómero de etileno (basado en el peso de copolímero) y una a-olefina, como los dos únicos tipos de monómero.
La expresión "polímero basado en olefina funcionalizado" y expresiones similares, como se usa en la presente memoria, se refieren a un polímero basado en olefina, como se ha definido anteriormente, que comprende grupos funcionales enlazados. La expresión "interpolímero basado en olefina funcionalizado", como se usa en la presente memoria, se refiere a un interpolímero basado en olefina, como se ha definido anteriormente, que comprende grupos funcionales enlazados. La expresión "copolímero basado en olefina funcionalizado", como se usa en la presente memoria, se refiere a un copolímero basado en olefina, como se ha definido anteriormente, que comprende grupos funcionales enlazados.
La expresión "polímero basado en etileno funcionalizado", como se usa en la presente memoria, se refiere a un polímero basado en etileno, como se ha definido anteriormente, que comprende grupos funcionales enlazados. La expresión "interpolímero basado en etileno funcionalizado", como se usa en la presente memoria, se refiere a un interpolímero basado en etileno, como se ha definido anteriormente, que comprende grupos funcionales enlazados. La expresión "copolímero basado en etileno funcionalizado", como se usa en la presente memoria, se refiere a un copolímero basado en etileno, como se ha definido anteriormente, que comprende grupos funcionales enlazados.
La expresión "polímero de etileno/a-olefina funcionalizado", como se usa en la presente memoria, se refiere a un polímero de etileno/a-olefina, como se ha definido anteriormente, que comprende grupos funcionales enlazados. La expresión "interpolímero de etileno/a-olefina funcionalizado", como se usa en la presente memoria, se refiere a un interpolímero de etileno/a-olefina, como se ha definido anteriormente, que comprende grupos funcionales enlazados. La expresión "copolímero de etileno/a-olefina funcionalizado", como se usa en la presente memoria, se refiere a un copolímero de etileno/a-olefina, como se ha definido anteriormente, que comprende grupos funcionales enlazados.
La expresión "interpolímero basado en olefina funcionalizado con anhídrido, ácido carboxílico y/o silano" y expresiones similares, tal como se usa en la presente memoria, se refiere a un interpolímero (o copolímero) que comprende grupos anhídrido enlazados, grupos ácido carboxílico enlazados y/o grupos silano enlazados.
La expresión "relación de viscosidad", como se usa en la presente memoria, se refiere a la relación de la viscosidad del polímero basado en olefina funcionalizado con respecto a la viscosidad del polímero basado en olefina de partida correspondiente.
La expresión "coeficiente de variación", como se usa en la presente memoria, es la relación de la desviación típica asociada a la medición del nivel de funcionalización injertado dividida entre el promedio de esas mediciones. Las mediciones de cinco muestras en cada condición se utilizan como base para el cálculo. Se tuvo en cuenta el error analítico asociado al método analítico a la hora de calcular el coeficiente de variación.
La expresión "masa fundida rica en polímeros", tal como se usa en la presente memoria, se refiere a una composición que comprende al menos un 90 % en peso de al menos un polímero basado en olefina a una temperatura igual o superior a la temperatura de fusión del al menos un polímero basado en olefina.
La expresión "en línea", como se usa en la presente memoria, se refiere a una etapa de proceso que ocurre en serie con una etapa de proceso anterior.
La expresión "agente de funcionalización", como se usa en la presente memoria, se refiere a un compuesto que contiene al menos un grupo funcional que se puede incorporar, unir o injertar en un polímero o sobre el mismo. La expresión "grupo funcional", como se usa en la presente memoria, se refiere a heteroátomos (por ejemplo, O, N, Si, Cl) y/o grupos que contienen átomos con un número atómico mayor que 6 y menor que 36. De forma adicional, un grupo funcional puede contener una insaturación. Los ejemplos de grupos funcionales incluyen, sin limitación, anhídridos orgánicos, aminas orgánicas, ácidos orgánicos, amidas orgánicas, ésteres orgánicos y alcoholes orgánicos.
La expresión "iniciador de radicales libres", como se usa en la presente memoria, se refiere a un compuesto que produce especies de radicales y favorece reacciones de radicales.
La expresión "mezclador estático", como se usa en la presente memoria, se refiere a un mezclador inmóvil con al menos un elemento mezclador diseñado para la mezcla continua de materiales fluidos (por ejemplo, gas o líquido).
La expresión "mezclador dinámico", como se usa en la presente memoria, se refiere a un dispositivo mecánico en línea con partes móviles diseñadas para proporcionar una mezcla rápida durante un período de tiempo corto (por ejemplo, menos de 1 minuto). Un mezclador dinámico no es específicamente un reactor de tanque agitado continuo (CSTR) y no es una extrusora.
Las expresiones "tanque de almacenamiento", "área de almacenamiento" y expresiones similares, como se usan en la presente memoria, se refieren a un área cerrada o dividida que se usa para aislar un compuesto antes de su adición a una corriente de reacción o alimentación.
La expresión "tiempo de residencia promedio", como se usa en la presente memoria, se refiere al volumen de un mezclador (por ejemplo, un mezclador dinámico o estático) dividido entre el caudal volumétrico.
La expresión "sistema de almacenamiento y dosificación", como se usa en la presente memoria, se refiere a una o más áreas de almacenamiento y/o una o más unidades de dosificación que operan juntas para mantener un primer compuesto o mezcla segregado de un segundo compuesto o mezcla y proporcionar una determinada cantidad seleccionada de ese primer compuesto o mezcla o segundo compuesto o mezcla a la corriente polimérica.
El término "desvolatilización", como se usa en la presente memoria, se refiere a la eliminación de contaminantes volátiles tales como monómero sin reaccionar, disolvente o agua. La desvolatilización es una operación unitaria posterior al reactor importante en el procesado de materiales poliméricos. En algunas realizaciones, la "desvolatilización" se puede denominar desvolatilización del polímero para eliminar los contaminantes que generalmente son volátiles en relación con el material polimérico.
El término "disolvente", como se usa en la presente memoria, se refiere a una sustancia que es capaz de disolver otra sustancia (es decir, un soluto) para formar una mezcla de forma esencial y uniformemente dispersa (es decir, una disolución) a nivel de tamaño molecular o iónico. Los disolventes incluyen agua y compuestos orgánicos.
Los términos "comprender", "incluir”, "tener" y sus derivados, no pretenden excluir la presencia de ningún componente, etapa o procedimiento adicional, tanto si se divulga específicamente como si no. Para evitar cualquier duda, todas las composiciones reivindicadas mediante el uso del término "comprender" pueden incluir cualquier aditivo, coadyuvante o compuesto adicional, ya sea polimérico o no, a menos que se indique lo contrario. Por el contrario, la expresión "consistir esencialmente en" excluye del alcance de cualquier cita posterior cualquier otro componente, etapa o procedimiento, exceptuando aquellos que no sean esenciales para la operatividad. La expresión "consistir en" excluye cualquier componente, etapa o procedimiento no citado de forma específica.
El término "homogéneo" y la expresión "homogéneamente ramificado" se utilizan en referencia a un interpolímero de etileno/a-olefina, en el que el comonómero de a-olefina se distribuye aleatoriamente dentro de una molécula polimérica concreta, y todas las moléculas poliméricas tienen la misma o sustancialmente la misma relación de comonómero con respecto a etileno. Los interpolímeros de etileno lineales homogéneamente ramificados son polímeros de etileno, que carecen de ramificación de cadena larga, pero tienen ramificaciones de cadena corta, derivadas del comonómero polimerizado en el interpolímero, y que se distribuyen homogéneamente, tanto dentro de la misma cadena polimérica como entre diferentes cadenas poliméricas. Estos interpolímeros de etileno/a-olefina tienen una cadena principal polimérica lineal, ramificación de cadena larga no medible y una distribución de peso molecular estrecha. Esta clase de polímeros se divulga, por ejemplo, por parte de Elston en la patente de Estados Unidos N°. 3.645.992, y se han desarrollado procesos posteriores para producir dichos polímeros, utilizando catalizadores de bis-metaloceno, como se muestra, por ejemplo, en los documentos EP 0 129 368; EP 0 260 999; las patentes de Estados Unidos N°.
4.701.432; N.24.937.301; N.24.935.397; N.25.055.438; y el documento WO 90/07526. Como se ha comentado, los interpolímeros de etileno lineales homogéneamente ramificados carecen de ramificación de cadena larga, tal como es el caso de los polímeros de polietileno lineal de baja densidad o los polímeros de polietileno lineal de alta densidad. Los ejemplos comerciales de interpolímeros de etileno/a-olefina lineales homogéneamente ramificados incluyen polímeros TAFMER de Mitsui Chemical Company y polímeros EXACT y EXCEED de ExxonMobil Chemical Company.
Los interpolímeros de etileno/a-olefina sustancialmente lineales y homogéneamente ramificados se describen en las patentes de Estados Unidos Nos. 5.272.236; 5.278.272; 6.054.544; 6.335.410 y 6.723.810. Los interpolímeros de etileno/a-olefina sustancialmente lineales tienen ramificación de cadena larga. Las ramificaciones de cadena larga tienen la misma distribución de comonómero que la cadena principal polimérica y pueden tener aproximadamente la misma longitud que la longitud de cadena principal polimérica. "Sustancialmente lineal", normalmente, se refiere a un polímero que está sustituido, en promedio, con de "0,01 ramificaciones de cadena larga por cada 1000 carbonos" a "3 ramificaciones de cadena larga por cada 1000 carbonos". La longitud de la ramificación de cadena larga es mayor que la longitud de carbono de una ramificación de cadena corta, formada a partir de la incorporación de un comonómero en la cadena principal polimérica. Algunos polímeros pueden estar sustituidos con una cantidad de 0,01 ramificaciones de cadena larga por cada 1000 carbonos totales a 3 ramificaciones de cadena larga por cada 1000 carbonos totales, de forma adicional de 0,01 ramificaciones de cadena larga por cada 1000 carbonos totales a 2 ramificaciones de cadena larga por cada 1000 carbonos totales, y de forma adicional de 0,01 ramificaciones de cadena larga por cada 1000 carbonos totales a 1 ramificación de cadena larga por cada 1000 carbonos totales.
Los interpolímeros de etileno/a-olefina sustancialmente lineales forman una clase única de polímeros de etileno homogéneamente ramificados. Se diferencian sustancialmente de la clase bien conocida de interpolímeros de etileno/aolefina convencionales lineales y homogéneamente ramificados, como se ha comentado anteriormente, y, además, no están en la misma clase que los polímeros de etileno lineales heterogéneos convencionales "polimerizados con catalizador de Ziegler-Natta" (por ejemplo, polietileno de ultra baja densidad (ULDPE), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) o polietileno de alta densidad (HDPE), fabricados, por ejemplo, utilizando la técnica divulgada por Anderson y col., en la patente de Estados Unidos 4.076.698); ni pertenecen a la misma clase que los polietilenos altamente ramificados, iniciados por radicales libres, de alta presión, tales como, por ejemplo, polietileno de baja densidad (LDPE), los copolímeros de etileno-ácido acrílico (EAA) y los copolímeros de acetato de etilen vinilo (EVA).
Los interpolímeros de etileno/a-olefina sustancialmente lineales, homogéneamente ramificados, útiles en la invención, tienen una excelente aptitud de procesado, incluso aunque tengan una distribución de peso molecular relativamente estrecha. Sorprendentemente, la relación de fluidez (I10/I2), según ASTM D 1238, de los interpolímeros de etileno sustancialmente lineales puede variar ampliamente y de forma esencial e independiente de la distribución de peso molecular (Mw/Mn o MWD). Este sorprendente comportamiento es contrario al de los interpolímeros de etileno lineales homogéneamente ramificados convencionales, tales como los descritos, por ejemplo, por Elston en el documento de Estados Unidos 3.645.992, e interpolímeros convencionales de polietileno lineal heterogéneamente ramificados "polimerizados por Ziegler-Natta”, tales como los descritos, por ejemplo, por Anderson y col., en el documento de Estados Unidos 4.076.698. A diferencia de los interpolímeros de etileno sustancialmente lineales, los interpolímeros de etileno lineales (ramificados de forma tanto homogénea como heterogénea) tienen propiedades reológicas, de modo que, a medida que aumenta la distribución del peso molecular, también aumenta el valor de I10/I2.
La ramificación de cadena larga se puede determinar usando espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) de 13C y se puede cuantificar usando el método de Randall (Rev. Macromol. Chem. Phys., C29 (2 y 3), 1989, págs. 285-297). Otros dos métodos son Cromatografía de Permeabilidad de Gel junto con un detector de Dispersión de Luz Láser de Ángulo Bajo (GPCALLS) y Cromatografía de Permeabilidad de Gel acoplada a un detector de Viscosímetro Diferencial (GPC-DV). El uso de estas técnicas para la detección de ramificaciones de cadena larga y las teorías subyacentes están bien documentados en la bibliografía. Véase, por ejemplo, Zimm, BH y Stockmayer, W. H., J. Chem. Phys., 17, 1301 (1949), y Rudin, A., Modern Methods of Polymer Characterization, John Wiley & Sons, Nueva York (1991) p. 103-112.
En contraste con "polímero de etileno sustancialmente lineal", "polímero de etileno lineal" significa que el polímero carece de ramificaciones de cadena larga medibles o demostrables, es decir, el polímero está sustituido con un promedio de menos de 0,01 ramificaciones de cadena larga por 1000 carbonos.
Métodos de Ensayo
Viscosidad en masa fundida: Se midió la viscosidad de la masa fundida para el polímero basado en olefina y el polímero basado en olefina funcionalizado. La viscosidad de la masa fundida se mide según la norma ASTM D 3236 (177 °C, 350 °F), utilizando un Viscosímetro Digital Brookfield (modelo DV-III, versión 3) y cámaras de muestra de aluminio desechables. El husillo utilizado, en general, es un husillo de fusión en caliente SC-31, adecuado para medir viscosidades dentro del intervalo de 10 (10 mPas) a 100.000 centipoises (100.000 mPas). La muestra se añade a la cámara, que a su vez se inserta en un Brookfield Thermosel (precalentado a 350 °C) y se cierra. La cámara de muestra tiene una muesca en la parte inferior que se ajusta a la parte inferior del Brookfield Thermosel, para garantizar que la cámara no pueda girar cuando el husillo está insertado y girando. La muestra (aproximadamente 8-10 gramos de resina) se calienta a la temperatura requerida, hasta que la muestra fundida esté aproximadamente una pulgada (2,54 cm) por debajo de la parte superior de la cámara de muestra. El aparato viscosímetro se baja y el husillo se sumerge en la cámara de muestra. Se continúa bajando, hasta que los soportes del viscosímetro se alinean con el Thermosel. El viscosímetro se enciende y se configura para operar a una tasa de cizalladura, lo que conduce a una lectura de par de fuerza dentro del intervalo de un 40 a un 60 por ciento de la capacidad de par de fuerza total, basado en el rendimiento de rpm del viscosímetro. Se toman lecturas por minuto durante unos 15 minutos, o hasta que los valores se estabilicen, momento en el que se registra la lectura final.
Densidad: La densidad se mide según ASTM D-792.
Contenido de agente de funcionalización-análisis de infrarrojos por transformada de Fourier (FTIR); Se determina la cantidad de silano en el polímero de olefina de etileno injertado con viniltrimetoxisilano por medio de análisis de espectroscopia FTIR. Para otros polímeros y/o agentes de funcionalización de silano, un experto en la materia puede realizar las calibraciones apropiadas con el fin de determinar el contenido de silano a partir de FTIR.
A partir del polímero injertado con silano, se forma una película de muestra de 7-10 milésimas de pulgada (0,18­ 0,25 mm) de espesor en una prensa hidráulica mediante calentamiento a baja presión (contacto) a 190 °C durante tres minutos y a presión elevada (27,6 MPa) (4000 psi) durante 1 minuto. A continuación, se enfría la muestra durante tres minutos entre las pletinas inferiores de la prensa Carver que se ajusta a 18 °C. Para la determinación del monómero injertado en el polímero, las muestras se montan en tarjetas FTIR y se colocan en un horno de vacío a 140 °C durante una hora para expulsar el monómero que no ha reaccionado. Se escanean cinco muestras FTIR individuales correspondientes a cada muestra de operación retenida. Las muestras se escanean en modo de transmisión por medio de una unidad Nicolet Magna 560-IR AEM según los parámetros: Intervalo = 4000-4500 cm-1, Escaneo de fondo = 64 barridos (aproximadamente 1,5 minutos) en el aire. El análisis de datos se lleva a cabo utilizando el paquete de software Thermal Macros Basic 8.0 y OMNIC.
Peróxido del sistema (ppm): El peróxido del sistema (ppm) se calcula usando la Ecuación A:
(caudal de peróxido horario)
(caudal polimérico horar io )^ (caudal de si lano horario)+ (caudal de peróxido horario) x 1.000.000 (Ecuación A)
Relación de viscosidad: La relación de viscosidad se calcula utilizando la Ecuación B. Un ejemplo de cálculo de la relación de viscosidad es el siguiente: para una viscosidad de polímero funcionalizado medida de 7001 cPs (7001 mPas) (177 °C) (350 °F) y una viscosidad inicial de polímero de referencia de 6189 cPs (6189 mPas) (177 °C) (350 °F), la relación de viscosidad es 7001/6189 = 1,1.
(viscosidad del polímero f in a l )
(viscosidad del polímero p ar t iendo de la línea base) (Ecuación B)
En las que las viscosidades del polímero final y del polímero partiendo de la línea base son las viscosidades en masa fundida determinadas según ASTM D 3236 (177 °C, 350 °F), y descritas con más detalle con anterioridad.
Eficiencia de injerto: Un ejemplo de cálculo para el % de eficiencia de injerto es el siguiente: para un contenido de silano injertado medido en el polímero funcionalizado de un 1,04 % y una concentración total de silano en estado estacionario del sistema de reacción de 1,36 según lo determinado por el balance de masas, el % de eficiencia de injerto es (1,04/1,36)*100 = 76,5 %.
Coeficiente de Variación: Un ejemplo de cálculo para el coeficiente de variación es el siguiente: para un % en peso promedio de polímero funcionalizado de silano de un 0,74 % y una desviación típica de un 0,024 % basado en un mínimo de cinco muestras, el coeficiente de variación es (0,024/0,74)*100 = 4,3 %.
Los polímeros, composiciones y procesos de la presente invención, y su uso, se describen con más detalle mediante los siguientes ejemplos. Los siguientes ejemplos se proporcionan con el fin de ilustrar la invención y no se deben interpretar como limitantes del alcance de la invención.
Parte experimental
Materiales
Polímero basado en olefina: AFFINITY™ GA 1875 (copolímero de etileno/octeno; viscosidad (177 °C) = 6189 cP (6189 mPas); densidad = 0,87 g/cc; nivel total de volátiles residuales < 0,3 %)
Agente de funcionalización: viniltrimetoxisilano (VTMS)
Iniciador de radicales libres: Luperox™ 101 (2,5-dimetil-2,5-di(t-butilperoxi)hexano)
Preparación de la primera composición que comprende un polímero basado en olefina funcionalizado
El polímero basado en olefina se polimeriza y desvolatiliza usando métodos conocidos. Debido a que el polímero basado en olefina se proporciona en forma de pellas, se utiliza una extrusora Century-ZSK-40 de 37,13 L/D para generar la masa fundida rica en polímeros que posteriormente se hace reaccionar con el agente de funcionalización. El Century ZSK-40 es un husillo doble de 40 mm co-rotatorio, entrelazado, equipado con un accionamiento de 150 HP y capaz de generar 244 amperios de armadura (máximo) con 1200 rpm de husillo (máximo). Inicialmente, se conecta una bomba de masa fundida a la descarga de la extrusora, pero posteriormente se retira para la mayoría de las funcionalizaciones de polímero. Los elementos de mezcla estática se instalan a continuación de la extrusora. Hay dos juegos de mezcladores SMX (mezclador de cinco elementos que tenía 38 cm (15 pulgadas) de longitud y mezclador de nueve elementos que tenía 71 cm (28 pulgadas) de longitud; el diámetro interno era de 8 cm (3 pulgadas) aguas abajo de la extrusora y la bomba de masa fundida.
La bomba de masa fundida polimérica es una bomba Maag 100 CC/revolución que ayuda a transportar la masa fundida rica en polímeros desde la extrusora y a través del resto del equipo aguas abajo. Está propulsada por un motor de 15 CV con reductor 20,55/1. Hay zonas calentadas eléctricamente en la bomba de masa fundida y las piezas de transición de entrada y salida.
Las mezclas de silano y peróxido se inyectan inicialmente antes de la succión de la bomba de masa fundida. La bomba de masa fundida se retira del sistema después de realizar un conjunto específico de muestras. Las mezclas de silano/peróxido a continuación se inyectan al final de la extrusora antes de los mezcladores estáticos.
Se utilizan múltiples dispositivos de alimentación de carga manual para las pellas de polímero de base. El uso de alimentador es acumulativo, usándose alimentadores duales cuando se precisan velocidades más elevadas. Las pellas de polímero base se alimentan por medio de un dispositivo de alimentación de doble husillo T-35 K-Tron equipado con husillos convencionales para pellas.
Las mezclas de silano y peróxido se inyectan con bombas dobles ISCO de 1000 ml, que son dos bombas individuales de desplazamiento positivo estilo jeringa que proporcionan recarga y flujo continuos de líquido a la extrusora cuando se usan con el paquete de 4-válvulas/colector de válvulas. Las bombas ISCO de 1000 ml se utilizan en modo de control de flujo continuo. Se añade nitrógeno a 5 SCFH en la garganta de alimentación de la extrusora. Se usa nitrógeno para barrer el recipiente de la garganta de alimentación de la extrusora y el tubo de bajada que conecta la alimentación de gránulos con la extrusora. Se aplica una diversidad de condiciones de operación para demostrar las funcionalidades de la invención. Se establece el intervalo de temperatura inicial (165 °C - 200 °C) para garantizar que los efectos de la temperatura sobre la incorporación de agente de funcionalización se puedan discernir en un intervalo en el que el iniciador funcione de manera eficiente. El control de temperatura en la sección de mezclador estático se logra mediante el control de la cinta térmica eléctrica envuelta alrededor del área superficial externa del tubo que alberga los elementos del mezclador estático. El tubo con marcaje térmico se encuentra aislado. La temperatura de reacción se confirma midiendo la temperatura de la masa fundida caliente con una sonda de temperatura de inmersión (termómetro Omega HH-26J, termopar tipo J con sonda T1J4F2). Los caudales de polímero (35 pph - 350 pph) se ajustan según la temperatura de operación con el fin de variar el tiempo de residencia.
El agente de funcionalización y el peróxido se premezclan en una relación prescrita y se inyectan como corriente única en el equipo de reacción posterior a la extrusora. La corriente de silano/peróxido se inyecta en la entrada de la bomba de masa fundida para procesos específicos. A continuación, la bomba de masa fundida se retira de la línea de extrusión y la mezcla de silano/peróxido se inyecta aguas arriba de los mezcladores estáticos. Se utilizan dos mezcladores estáticos (elementos mezcladores SMX). La primera sección de mezclador estático tiene 38 cm (15 pulgadas) de longitud y 8 cm (3 pulgadas) de diámetro. La segunda sección de mezclador estático está conectada en serie directamente a la primera sección de mezclador estático. La segunda sección de mezclador estático tiene 71 cm (28 pulgadas) de longitud y 8 cm (3 pulgadas) de diámetro.
Se investigan múltiples conjuntos de relaciones de silano:peróxido para determinar la influencia de la concentración de peróxido en el injerto de agente de funcionalización. La relación silano:peróxido se establece en 20:1 nominal para la mayoría de las operaciones, pero también se establece en 10:1 y 5:1 para variar la concentración relativa de peróxido. El sistema de bomba ISCO inyectó la mezcla de silano/peróxido a tasas prescritas de 4 ml/min a 123 ml/min para lograr la relación deseada de silano y peróxido en el sistema de reacción aguas abajo de la extrusora.
Las muestras de polímero se recogen de dos maneras: 1) se recoge una capa fina de polímero en una cazoleta de aluminio de 10 cm x 20 cm (4" x 8"), se enfría y a continuación se coloca en pequeñas bolsas de aluminio; y 2) se obtiene una muestra en una lata metálica revestida con una película de teflón y se llena hasta aproximadamente 3/4 partes de la lata. Una vez recogida la muestra y colocada la tapa, se introduce en hielo seco para que se enfríe antes de colocarla en el desecador. Las latas de muestra se almacenan en hielo seco de 20 a 30 minutos, se sacan para que alcancen una temperatura cercana a la temperatura ambiente durante varios minutos y a continuación se limpian con una toallita de papel antes de colocarlas en el desecador. Los análisis de muestra primaria se realizan en las muestras recogidas en las cazoletas de aluminio abiertas.
Se mide la viscosidad del polímero basado en olefina de línea de base sin funcionalización después de procesar en masa fundida a través de la extrusora. La viscosidad se mide en diferentes muestras para garantizar un valor de referencia preciso, con el fin de comparar con los correspondientes polímeros basados en olefina funcionalizados. Se determina que la viscosidad del polímero basado en olefina de línea base es de 6.189 cP (6.189 mPas). Las viscosidades de los polímeros basados en olefina funcionalizados oscilaron entre un mínimo de 5.960 (5.960 mPas) y un máximo de 35.608 cP (35.608 mPas).
La Figura 7 es un diagrama de flujo que muestra la configuración experimental del Ensayo 1 con la bomba de engranajes (bomba de masa fundida) en su sitio. La Figura 8 es un diagrama de flujo que muestra la configuración experimental de los Ensayos 2-5 sin el uso de la bomba de engranajes (bomba de masa fundida). La Tabla 1 muestra las condiciones de funcionalización y los resultados de la funcionalización para las distintas operaciones. Para el Ensayo 1, el agente de funcionalización y el iniciador se inyectan antes de la bomba de masa fundida. Las operaciones 2-5 se llevan a cabo con la bomba de engranajes retirada y el agente de funcionalización y el iniciador se inyectan antes de los mezcladores estáticos.
Tabla 1: Condiciones de funcionalización y Propiedades de polímeros basado en olefina funcionalizados (Operaciones de la Invención 1-5)
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Ejemplo Comparativo - Se usa el mismo sistema de extrusora empleado para generar la masa fundida polimérica para la funcionalización aguas abajo para los Ensayos de la Invención 1-5, para llevar a cabo el Ensayo Comparativo 6' que se muestra en la Tabla 2 a continuación. El Ensayo Comparativo 6' demuestra que las condiciones del reactor de funcionalización se deben controlar de forma apropiada con el fin de limitar el cambio relativo de viscosidad, tal y como viene indicado por la relación de viscosidad del polímero. En este caso, la relación de viscosidad del polímero muestra un aumento de la viscosidad de 5,8 veces con respecto a la viscosidad inicial del polímero basado en olefina para indicar que se produjo una excesiva reticulación o ramificación durante la reacción debido a la elevada concentración de peróxido del sistema.
Tabla 2: Condiciones de funcionalización y propiedades de polímeros basados en olefina funcionalizados (Ensayo Comparativo A)
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Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    1 Un proceso para formar una primera composición que comprende un polímero basado en olefina funcionalizado, comprendiendo dicho proceso al menos las siguientes etapas: a) polimerizar una composición que comprende una olefina para formar un producto de reacción que comprende un polímero basado en olefina; b) someter al menos una parte del producto de reacción a al menos una desvolatilización para formar una masa fundida rica en polímeros; y en el que la etapa b) se produce aguas abajo y en línea con la etapa a); e c) inyectar, aguas abajo y en línea con la etapa b), al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres en la masa fundida rica en polímeros; y d) hacer reaccionar al menos una parte de la masa fundida rica en polímeros con al menos un agente de funcionalización y, opcionalmente, al menos un iniciador de radicales libres, en un mezclador estático para formar la primera composición, en el que la etapa d) ocurre aguas abajo y en línea con la etapa b), en el que "la viscosidad del polímero basado en olefina funcionalizado (177 °C/350 °F)" con respecto a "la viscosidad del polímero basado en olefina (177 °C/350 °F)" es de 0,1 a 5,0.
  2. 2. - El proceso de la reivindicación 1, en el que el iniciador de radicales libres es un iniciador de peróxido y está presente en una cantidad igual o menor que 7500 ppm.
  3. 3. - El proceso de la reivindicación 1, en el que el mezclador estático tiene un tiempo de residencia promedio de menos de 60 segundos.
  4. 4. - El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el al menos un agente de funcionalización se alimenta a la masa fundida rica en polímeros antes de que la masa fundida rica en polímeros entre en el mezclador estático.
  5. 5. - Una configuración de polimerización para formar una primera composición que comprende un polímero basado en olefina funcionalizado, comprendiendo dicha configuración al menos lo siguiente: a) al menos un reactor de polimerización; b) al menos una unidad de desvolatilización, en la que la unidad de desvolatilización está aguas abajo y en línea con al menos un reactor de polimerización; c) un sistema de almacenamiento y dosificación que contiene al menos un agente de funcionalización; y d) un sistema de mezcla ubicado aguas abajo y en línea con al menos una unidad de desvolatilización, en la que el sistema de mezcla es un mezclador estático que comprende al menos una entrada que recibe al menos uno de al menos un agente de funcionalización, un iniciador de radicales libres y combinaciones de los mismos.
  6. 6. - La configuración de polimerización de la reivindicación 5, en la que el polímero basado en olefina funcionalizado es un polímero basado en etileno injertado con anhídrido y/o ácido carboxílico.
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