ES2947533T3 - Composición polimérica que comprende una poliolefina reticulable con grupos silano hidrolizables, catalizador y un aditivo de interacción surfactante - Google Patents

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Abstract

La presente invención se refiere a una composición polimérica que comprende un aditivo que interactúa con un tensioactivo, y en la que la composición polimérica comprende además al menos un catalizador de condensación de silanol, en la que cada catalizador se selecciona de: i) un compuesto de fórmula ArSO3H (I) o un precursor del mismo, donde Ar es un arilo sustituido con 1 a 4 grupos alquilo, donde el arilo es fenilo o naftilo, y donde cada grupo alquilo, independientemente, es un alquilo lineal o ramificado con 10 a 30 carbonos, donde el número total de carbonos en los grupos alquilo está en el rango de 20 a 80 carbonos; ii) un derivado de i) seleccionado del grupo que consiste en un anhídrido, un éster, un acetilato, un éster epoxi bloqueado y una sal de amina del mismo que es hidrolizable al correspondiente compuesto de fórmula (I); y iii) una sal metálica de i) en la que el ion metálico se selecciona del grupo que consta de cobre, aluminio, estaño y zinc; un artículo, por ejemplo, un revestimiento, un alambre o un cable, que comprende la composición polimérica, un proceso para producir un artículo y uso de la composición polimérica. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Composición polimérica que comprende una poliolefina reticulable con grupos silano hidrolizables, catalizador y un aditivo de interacción surfactante
Sector de la invención
La presente invención se refiere a una nueva composición polimérica, a un artículo, por ejemplo, un recubrimiento, un alambre o un cable, que comprende la composición polimérica, a un procedimiento para producir un artículo y a la utilización de la composición polimérica.
Estado de la técnica anterior
Es conocida la reticulación de polímeros por medio de aditivos. La reticulación mejora las propiedades del polímero, tales como la resistencia mecánica y la resistencia al calor.
Los polímeros considerados normalmente como termoplásticos, y no reticulables, pueden volverse también reticulables introduciendo grupos reticulables en el polímero. Entre los ejemplos de los mismos están las composiciones poliméricas que comprenden poliolefinas, tales como polietilenos, en las que se han introducido compuestos de silano como grupos reticulables, por ejemplo, mediante el injerto de compuestos de silano en una poliolefina preparada, o mediante la copolimerización de una olefina y un compuesto de silano. Dichas técnicas son conocidas, por ejemplo, a partir de las Patentes US4413066, US4297310, US4351876, US4397981, US4446283 y US4456704.
La reticulación de composiciones poliméricas que comprenden grupos silano hidrolizables con catalizadores es conocida en la técnica, véase, por ejemplo, la Patente EP0736065. Es conocido además que el procedimiento de reticulación se puede llevar a cabo ventajosamente en presencia de catalizadores de condensación de silanol ácidos. Los catalizadores de condensación de silanol ácidos permiten la reticulación de composiciones poliméricas que contienen silano ya a temperatura ambiente (aproximadamente, de 20 a 25 °C). Se dan a conocer ejemplos de dichos catalizadores de condensación de silanol ácidos, que son ácidos sulfónicos orgánicos, o precursores de dichos ácidos, por ejemplo, en las Patentes WO95/17463, EP1309631, EP1309632 y EP1849816, documentos y su contenido que se adjuntan en el presente documento como referencia.
Ejemplos adicionales de composiciones poliméricas que comprenden grupos silano hidrolizables se describen en las Patentes US2008/176981 A1, EP1916673 A1 y EP2657284 A1. Además, la Patente WO02/12354 A1 da a conocer ejemplos adicionales de catalizadores de condensación de silanol.
También es conocida la utilización de diversos aditivos en composiciones poliméricas. El tipo particular y la cantidad del aditivo a utilizar depende de la aplicación particular para la que se diseña una composición polimérica.
Además, algunos grupos importantes de aditivos son aditivos de interacción surfactante, que pueden estar representados, por ejemplo, por pigmentos, y los pigmentos importantes son pigmentos que comprenden dióxido de titanio, es decir, TiO2 y/o carbonato de calcio, es decir, CaCO3, como el componente principal. Los pigmentos que comprenden dióxido de titanio y/o carbonato de calcio se utilizan para mejorar la cobertura de color de los artículos procesados. Los pigmentos, que comprenden dióxido de titanio y/o carbonato de calcio, se utilizan, por ejemplo, para hacer que los artículos procesados sean más opacos.
Además, también se conoce en la técnica la utilización de pigmentos que comprenden dióxido de titanio y/o carbonato de calcio, en composiciones poliméricas que comprenden poliolefinas con grupos silano hidrolizables y catalizadores de condensación de silanol convencionales. Asimismo, se ha demostrado además que los aditivos de interacción surfactante, tales como pigmentos que comprenden dióxido de titanio y/o carbonato cálcico, desactivan hasta cierto punto la capacidad de reticulación de los catalizadores de condensación de silanol del tipo ácido de Bronstedt. Por lo tanto, en general, los pigmentos que comprenden dióxido de titanio, y/o carbonato de calcio, no son compatibles con la tecnología de reticulación de poliolefinas que contienen grupos silano hidrolizables con los catalizadores de condensación de silanol de tipo ácido de Bronstedt. De este modo, existe la necesidad de composiciones poliméricas que comprendan un catalizador de condensación de silanol específico y un aditivo de interacción surfactante, por ejemplo, pigmentos que comprendan dióxido de titanio y/o carbonato de calcio, en las que las composiciones poliméricas promuevan eficazmente el rendimiento de reticulación de los catalizadores de condensación de silanol de tipo ácido de Bronstedt.
Características de la invención
Sorprendentemente, se ha descubierto ahora que el objetivo de dar a conocer una composición polimérica que promueva de manera eficaz el rendimiento de reticulación deseado se consigue mediante una nueva composición polimérica, según la presente invención, en la que la composición polimérica comprende del 0,01 al 5 % en peso de un aditivo de interacción surfactante, que comprende sustancias sólidas con grupos superficiales polares, tales como una o más seleccionadas entre cargas, pigmentos, TÍO2 , CaCÜ3 , negro de humo, huntita, mica, caolín, hidróxido de aluminio, dihidróxido de magnesio y S O y un catalizador de condensación de silanol específico de tipo ácido de Brónstedt, en el que el catalizador es:
i) un compuesto de fórmula I
ArSOaH (I)
o un precursor del mismo, en el que
Ar es un arilo sustituido con 1 a 4 grupos alquilo, en el que el arilo es fenilo o naftilo, y en el que cada grupo alquilo es, independientemente, un alquilo lineal o ramificado con 10 a 30 átomos de carbono, en el que el número total de átomos de carbono en los grupos alquilo está en el intervalo de 20 a 80 átomos de carbono; ii) un derivado de i) seleccionado entre el grupo que consiste en un anhídrido, un éster, un acetilato, un éster bloqueado con epoxi y una sal de amina del mismo que es hidrolizable al correspondiente compuesto de fórmula I; y iii) una sal metálica de i) en la que el ion metálico se selecciona entre el grupo que consiste en cobre, aluminio, estaño y zinc.
De este modo, la presente invención da a conocer una composición polimérica que comprende un aditivo de interacción surfactante, en la que la composición polimérica comprende, además, como mínimo, un catalizador de condensación de silanol, y cada catalizador se selecciona entre:
i) un compuesto de fórmula I
ArSOaH (I)
o un precursor del mismo, en el que
Ar es un arilo sustituido con 1 a 4 grupos alquilo, en el que el arilo es fenilo o naftilo, y en el que cada grupo alquilo es, independientemente, un alquilo lineal o ramificado con 10 a 30 átomos de carbono, en el que el número total de átomos de carbono en los grupos alquilo está en el intervalo de 20 a 80 átomos de carbono; ii) un derivado de i) seleccionado entre el grupo que consiste en un anhídrido, un éster, un acetilato, un éster bloqueado con epoxi y una sal de amina del mismo que es hidrolizable al correspondiente compuesto de fórmula I; y iii) una sal metálica de i) en la que el ion metálico se selecciona entre el grupo que consiste en cobre, aluminio, estaño y zinc.
Según la presente invención, mediante la utilización de la composición polimérica, tal como se describe en el presente documento, que comprende un aditivo de interacción surfactante como se ha especificado anteriormente y un catalizador de condensación de silanol específico de tipo ácido de Brónstedt (catalizador que comprende un arilo sustituido con uno o más grupos alquilo), sorprendentemente, ahora ha sido posible conseguir una reacción de reticulación eficaz, es decir, hidrólisis y condensación de grupos silano, en presencia de un aditivo de interacción surfactante. Esto es especialmente significativo cuando el artículo polimérico se reticula en un baño de agua caliente. El aditivo de interacción surfactante puede ser, por ejemplo, una mezcla madre o “masterbatch" de color. Las mezclas madre de color que contienen dióxido de titanio y/o carbonato de calcio normalmente interactuarán con el ácido de Brónstedt. Si la presencia de dióxido de titanio y/o carbonato de calcio es significativamente elevada en relación con la concentración de catalizador, el resultado será una reticulación ineficaz de los grupos silano. De este modo, la presente invención se refiere a la utilización de un catalizador de condensación de silanol específico, de tipo ácido de Brónstedt, que tiene una naturaleza lipófila. En consecuencia, el catalizador ha demostrado tener una compatibilidad mejorada con la matriz polimérica, normalmente no polar, de una composición polimérica. De este modo, por consiguiente, el catalizador también tiene menos fuerza impulsora para reducir su energía al interactuar con una superficie del aditivo. Por lo tanto, el catalizador permanece más tiempo en la matriz polimérica y está más disponible para la catálisis de las reacciones de hidrólisis y condensación de silano.
La composición polimérica, según la presente invención, comprende el aditivo de interacción surfactante, aditivo de interacción surfactante que comprende sustancias sólidas con grupos superficiales polares, por ejemplo, una o más seleccionadas entre cargas, diferentes tipos de pigmentos, TiO2, CaCO3, negro de humo (por ejemplo, "negro UV", es decir, un negro de humo que absorbe la radiación ultravioleta), huntita, mica, caolín, hidróxido de aluminio (ATH), dihidróxido de magnesio (MDH) y SiO2.
Además, según la presente invención, se debe entender además que la expresión "una composición polimérica comprende un aditivo de interacción surfactante, en la que la composición polimérica comprende, además, como mínimo, un catalizador de condensación de silanol" incluye realizaciones de una composición polimérica en las que un aditivo de interacción surfactante está comprendido dentro de una piel, piel que está en el exterior, y está en contacto con una composición polimérica interna que comprende dicho "como mínimo, un" catalizador de condensación de silanol. De este modo, en dichas realizaciones, la composición polimérica de la presente invención comprende dicha piel, que comprende un aditivo de interacción surfactante, así como dicha composición polimérica interna que comprende dicho "como mínimo, un" catalizador de condensación de silanol. Además, dicha composición polimérica interna puede, opcionalmente, comprender también un aditivo de interacción surfactante. Además, según la presente invención, se debe entender además que la expresión "una composición polimérica comprende un aditivo de interacción surfactante, en la que la composición polimérica comprende, además, como mínimo, un catalizador de condensación de silanol" incluye realizaciones de una composición polimérica que comprende un aditivo de interacción surfactante, en la que la composición polimérica se ha rociado con el, como mínimo, un catalizador de condensación de silanol.
La composición polimérica de la presente invención comprende también el "como mínimo, un" catalizador de condensación de silanol, en la que cada catalizador se selecciona entre:
i) un compuesto de fórmula I
ArSO3H (I)
o un precursor del mismo, en el que
Ar es un arilo sustituido con 1 a 4 grupos alquilo, en el que el arilo es fenilo o naftilo, y en el que cada grupo alquilo es, independientemente, un alquilo lineal o ramificado con 10 a 30 átomos de carbono, en el que el número total de átomos de carbono en los grupos alquilo está en el intervalo de 20 a 80 átomos de carbono; ii) un derivado de i) seleccionado entre el grupo que consiste en un anhídrido, un éster, un acetilato, un éster bloqueado con epoxi y una sal de amina del mismo que es hidrolizable al correspondiente compuesto de fórmula I; y iii) una sal metálica de i) en la que el ion metálico se selecciona entre el grupo que consiste en cobre, aluminio, estaño y zinc.
El Ar del compuesto de fórmula I, además de los "1 a 4 grupos alquilo" sustituyentes, puede comprender también, opcionalmente, otros sustituyentes adecuados.
Una realización de la presente invención da a conocer una composición polimérica, tal como la que se ha descrito en el presente documento, en la que dicho catalizador de condensación de silanol se selecciona entre a) ácidos naftilsulfónicos alquilados con C12;
b) un derivado de a) seleccionado entre el grupo que consiste en un anhídrido, un éster, un acetilato, un éster bloqueado con epoxi y una sal de amina del mismo que es hidrolizable al correspondiente compuesto a); y/o c) una sal metálica de a) en la que el ion metálico se selecciona entre el grupo que consiste en cobre, aluminio, estaño y zinc.
Una realización adicional de la presente invención da a conocer una composición polimérica, tal como la que se ha descrito en el presente documento, en la que dicho catalizador de condensación de silanol se selecciona entre ácidos naftilsulfónicos alquilados con C12.
En una realización adicional de la presente invención, la composición polimérica es una mezcla madre de catalizador de condensación de silanol que comprende además una matriz polimérica.
Cuando la composición polimérica, según la presente invención, es una mezcla madre de catalizador de condensación de silanol, dicha mezcla madre de catalizador de condensación de silanol puede ser una mezcla que puede comprender tanto el aditivo de interacción surfactante como el "como mínimo, un" catalizador de condensación de silanol, es decir, el compuesto de fórmula I, ambos en forma concentrada en dicha matriz polimérica.
Además, cuando la composición polimérica, según la presente invención, es una mezcla madre de catalizador de condensación de silanol, dicha mezcla madre de catalizador de condensación de silanol se puede producir mezclando el aditivo de interacción surfactante, el "como mínimo, un" catalizador de condensación de silanol y, opcionalmente, cualquier otro aditivo, con una resina polimérica (es decir, una resina portadora), de manera que la resina polimérica conforma la matriz polimérica.
Los aditivos opcionales adicionales pueden ser, por ejemplo, termoplásticos miscibles, antioxidantes, estabilizantes, lubricantes, cargas, peróxidos, silanos y/o agentes espumantes.
La mezcla madre de catalizador de condensación de silanol, según la presente invención, puede estar en forma líquida o en forma sólida conformada de manera adecuada en, por ejemplo, un polvo y/o sólidos en forma granular, por ejemplo, gránulos o microesferas.
Además, antes de la reticulación de un polímero, la manipulación del "como mínimo, un" catalizador de condensación de silanol, es decir, el compuesto de fórmula I, y el aditivo de interacción surfactante se puede facilitar cuando se añaden en forma concentrada como la mezcla madre de catalizador de condensación de silanol.
La matriz polimérica puede comprender, por ejemplo, una poliolefina, por ejemplo, un polietileno, que puede ser un homopolímero o copolímero de etileno, por ejemplo, polietileno de baja densidad, o un etileno-acrilato en el que el comonómero de acrilato se selecciona entre acrilato de metilo, metacrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de butilo y acrilato de terc-butilo, o un copolímero que contiene del 1 al 50 por ciento en peso del comonómero de acrilato, o cualquier mezcla de los mismos. Además, la matriz polimérica puede comprender un polietileno de alta o media densidad. Además, la matriz polimérica puede comprender un polímero bimodal.
En aún una realización adicional de la presente invención, la composición polimérica comprende además una poliolefina reticulable con grupos silano hidrolizables.
La poliolefina reticulable de la composición polimérica puede comprender, por ejemplo, un polietileno con grupos silano hidrolizables, o la poliolefina reticulable puede consistir en, por ejemplo, un polietileno con grupos silano hidrolizables.
Los grupos silano hidrolizables se pueden introducir en la poliolefina mediante copolimerización de, por ejemplo, etileno y comonómeros que contienen grupos silano o mediante injerto, es decir, mediante modificación química de la poliolefina mediante la adición de compuestos que contienen silano, principalmente en una reacción de radicales. Ambas técnicas son bien conocidas en el sector.
Además, la poliolefina reticulable con grupos silano hidrolizables se puede obtener mediante copolimerización. En el caso de que la poliolefina sea, por ejemplo, polietileno, la copolimerización se puede llevar a cabo con un compuesto de silano insaturado representado por la fórmula II
R1SiR2qY3-q (II)
en la que
R1 es un grupo alquilo, alquiloxi o (met)acriloxialquilo insaturado etilénicamente,
R2 es un grupo alquilo alifático saturado,
Y que puede ser igual o diferente, es un grupo orgánico hidrolizable y
q es 0, 1 o 2.
Ejemplos especiales del compuesto de silano insaturado son aquellos en los que R1 es vinilo, alilo, isopropenilo, butenilo, ciclohexanilo o gamma-(met)acriloxipropilo; Y es metoxi, etoxi, formiloxi, acetoxi, propioniloxi o un grupo alquilamino o arilamino; y R2, si está presente, es un grupo metilo, etilo, propilo, decilo o fenilo.
En aún una realización adicional, el compuesto de silano insaturado puede estar representado por la fórmula III CH2=CHSi(OA)3 (III)
en la que A es un grupo alquilo que tiene de 1 a 8 átomos de carbono, por ejemplo, de 1 a 4 átomos de carbono. En realizaciones adicionales de la presente invención, el compuesto de silano puede ser, por ejemplo, viniltrimetoxisilano, vinilbismetoxietoxisilano, viniltrietoxisilano, gamma-(met)acriloxipropiltrimetoxisilano, gamma-(met)acriloxipropiltrietoxisilano o viniltriacetoxisilano.
Dicha copolimerización se puede llevar a cabo en cualquier condición adecuada que dé como resultado la copolimerización de dos monómeros.
Además, la copolimerización se puede implementar en presencia de uno o más otros comonómeros que se pueden copolimerizar con los dos monómeros. Entre dichos comonómeros se incluyen, por ejemplo, ésteres de carboxilato de vinilo, tales como acetato de vinilo y pivalato de vinilo, alfa-olefinas, tales como propeno, 1-buteno, 1-hexano, 1-octeno y 4-metil-1-penteno, (met)acrilatos, tales como (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo y (met)acrilato de butilo, ácidos carboxílicos insaturados olefínicamente, tales como ácido (met)acrílico, ácido maleico y ácido fumárico, derivados del ácido (met)acrílico, tales como (met)acrilonitrilo y (met)acrilamida, éteres vinílicos, tales como metil viniléter y fenil viniléter y compuestos vinílicos aromáticos, tales como estireno y alfa-etilestireno.
En aún otras realizaciones adicionales de la presente invención, dichos comonómeros pueden ser ásteres vinílicos de ácidos monocarboxílicos que tienen 1-4 átomos de carbono, tales como acetato de vinilo, y/o (met)acrilato de alcoholes que tienen 1-4 átomos de carbono, tales como (met)acrilato de metilo.
En aún otras realizaciones adicionales de la presente invención, se dan a conocer los comonómeros: acrilato de butilo, acrilato de etilo y/o acrilato de metilo.
Se pueden utilizar en combinación dos o más comonómeros, tales como cualquiera de los compuestos olefínicamente insaturados dados a conocer en el presente documento. La expresión “ácido (met)acrílico” pretende abarcar tanto el ácido acrílico como el ácido metacrílico. El contenido de comonómero del copolímero puede ascender hasta el 70 % en peso del copolímero, por ejemplo, del 0,5 al 35 % en peso, aproximadamente, por ejemplo, del 1 al 30 % en peso, aproximadamente.
Si se utiliza un polímero de injerto, se puede haber producido, por ejemplo, mediante cualquiera de los dos procedimientos descritos en la Patente US3646155 y la Patente US4117195, respectivamente.
La poliolefina con grupos silano hidrolizables, que está comprendida en la composición polimárica de la presente invención, puede comprender del 0,001 al 15 % en peso de compuesto de silano, por ejemplo, del 0,01 al 5 % en peso, por ejemplo, del 0,1 al 2 % en peso.
En realizaciones adicionales de la presente invención, Ar del compuesto de fórmula I es un arilo sustituido con 1, 2, 3 o 4 grupos alquilo, por ejemplo, un arilo sustituido con 2 a 3 grupos alquilo o, por ejemplo, un arilo sustituido con 2 grupos alquilo. Además, dicho arilo es fenilo o naftilo, por ejemplo, naftilo.
En una realización de la presente invención, Ar es naftilo sustituido con, por ejemplo, 2 grupos alquilo.
Además, cada grupo alquilo es, independientemente, un alquilo lineal o ramificado con 10 a 30 átomos de carbono, en el que el número total de átomos de carbono en los grupos alquilo está en el intervalo de 20 a 80 átomos de carbono.
En una realización adicional de la presente invención, cada grupo alquilo es, independientemente, un alquilo lineal con 10 a 15 átomos de carbono, en el que el número total de átomos de carbono en los grupos alquilo está en el intervalo de 20 a 60 átomos de carbono.
En aún una realización adicional de la presente invención, dos cualesquiera de dichos grupos alquilo pueden unirse entre sí a través de un grupo puente, tal como un grupo alquileno.
El catalizador de condensación de silanol puede ser también un derivado del compuesto de fórmula I, tal como el que se ha descrito en el presente documento, en el que dicho derivado se puede convertir mediante hidrólisis en el compuesto de fórmula I. El derivado puede ser, por ejemplo, un anhídrido de ácido correspondiente del compuesto de fórmula I. De manera alternativa, el derivado puede ser un compuesto de fórmula I que se ha provisto de un grupo protector hidrolizable tal como, por ejemplo, un grupo acetilo. El grupo protector hidrolizable se puede eliminar mediante hidrólisis.
En una realización, la composición polimárica, según la presente invención, comprende el aditivo de interacción surfactante en una cantidad del 0,01 al 2 % en peso.
En una realización adicional, la composición polimárica, según la presente invención, comprende el "como mínimo, un" catalizador de condensación de silanol en una cantidad de, por ejemplo, el 0,0001 al 8 % en peso, el 0,0001 al 6 % en peso, el 0,001 al 2 % en peso, el 0,05 al 1 % en peso, el 1 al 8 % en peso o el 1 al 6 % en peso.
En aún una realización adicional, en la que la composición polimárica es la mezcla madre de catalizador de condensación de silanol, según la presente invención, la mezcla madre de catalizador de condensación de silanol comprende el aditivo de interacción surfactante en una cantidad de, por ejemplo, el 0,2 al 40 % en peso o, por ejemplo, el 1 al 35 % en peso.
En aún una realización adicional, en la que la composición polimárica es la mezcla madre de catalizador de condensación de silanol, según la presente invención, la mezcla madre de catalizador de condensación de silanol comprende el "como mínimo, un" catalizador de condensación de silanol en una cantidad de, por ejemplo, el 0,7 al 8 % en peso, el 0,7 al 6 % en peso, el 1 al 8 % en peso o el 1 al 6 % en peso.
La composición polimárica, según la presente invención, puede comprender además diversos aditivos, por ejemplo, termoplásticos miscibles, antioxidantes, estabilizantes, lubricantes, cargas, peróxidos, silanos y/o agentes espumantes.
Como antioxidante, se puede utilizar, por ejemplo, un compuesto o una mezcla de compuestos. Los antioxidantes pueden ser, de manera adecuada, compuestos neutros o ácidos, y compuestos que pueden comprender, de manera adecuada, un grupo fenol impedido estéricamente o grupos azufre alifáticos. Dichos compuestos se dan a conocer en la Patente EP1254923 y son antioxidantes adecuados para la estabilización de poliolefinas que contienen grupos silano hidrolizables que se reticulan con un catalizador de condensación de silanol, por ejemplo, un catalizador de condensación de silanol ácido. Otros antioxidantes de ejemplo se dan a conocer en la Patente WO2005003199. Además, el antioxidante puede estar presente en la composición polimérica en una cantidad del 0,01 al 3 % en peso, por ejemplo, del 0,05 al 2 % en peso o, por ejemplo, del 0,08 al 1,5 % en peso.
Según la presente invención, el "como mínimo, un" catalizador de condensación de silanol, el aditivo de interacción surfactante y la poliolefina reticulable se pueden mezclar de manera adecuada para producir la composición polimérica de la presente invención, mezclando una poliolefina reticulable conjuntamente con una o más mezclas madre de aditivos. Las una o más mezclas madre de aditivos pueden incluir de manera adecuada la mezcla madre de catalizador de condensación de silanol de la presente invención, tal como la que se ha descrito en el presente documento.
Dicha mezcla se puede realizar mediante cualquier procedimiento de mezcla conocido, incluida la extrusión del producto final con una extrusora de husillo o una amasadora.
Además, las una o más mezclas madre de aditivos comprenden dicho "como mínimo, un" catalizador, dicho aditivo de interacción surfactante y/o, opcionalmente, aditivos adicionales, respectivamente, en forma concentrada en sus matrices poliméricas, por ejemplo, matrices de poliolefina.
De manera alternativa, no es necesario añadir los uno o más del "como mínimo, un" catalizador de condensación de silanol, el aditivo de interacción surfactante y los aditivos adicionales opcionales, incluidos en una mezcla madre, sino que se pueden añadir, por ejemplo, en forma líquida, directamente a un sistema para la producción de la composición polimérica de la presente invención.
Los aditivos opcionales adicionales pueden ser tal como los que ya se han descrito en el presente documento. La matriz o matrices poliméricas de las una o más mezclas madre de aditivos pueden ser, de manera adecuada, como la matriz polimérica del catalizador de condensación de silanol, tal como las que se han descrito en el presente documento.
Además, la mezcla madre de catalizador de condensación de silanol, la o las mezclas madre de aditivos comprenden dicho "como mínimo, un" catalizador, dicho aditivo de interacción surfactante y, opcionalmente, aditivos adicionales, en forma concentrada. En el presente documento, la expresión "forma concentrada" significa que dicho "como mínimo, un" catalizador, dicho aditivo de interacción surfactante y los aditivos adicionales opcionales tienen una mayor concentración en dichas mezcla madre, en comparación con su concentración en la composición polimérica reticulable final.
En realizaciones adicionales de la presente invención, una mezcla madre de catalizador de condensación de silanol o una mezcla madre de aditivo, tal como las que se han descrito en el presente documento, pueden comprender, por ejemplo, el "como mínimo, un" catalizador de condensación de silanol en una cantidad de, por ejemplo, el 0,7 al 8 % en peso, el 0,7 al 6 % en peso, el 1 al 8 % en peso o el 1 al 6 % en peso.
Además, según la presente invención, cuando una mezcla madre de catalizador de condensación de silanol o una mezcla madre de aditivo, tal como las que se han descrito en el presente documento, se mezcla con dicha composición polimérica que comprende dicha poliolefina reticulable, la mezcla madre de catalizador de condensación de silanol o la mezcla madre de aditivo puede estar presente en una cantidad del 1 al 10 % en peso, por ejemplo, del 2 al 8 % en peso.
En aún una realización adicional de la presente invención, el aditivo de interacción surfactante puede estar comprendido en una mezcla madre de aditivo que es una mezcla madre de color, o alternativamente, comprender a la misma.
En una realización adicional de la presente invención, el aditivo de interacción surfactante comprende TiO2 , CaCO3 y/o negro de humo, por ejemplo, un negro UV.
En aún una realización adicional de la presente invención, el aditivo de interacción surfactante comprende fotoestabilizantes de amina impedida (HALS, hindered-amine ligth stabilizers).
La presente invención se refiere también a un procedimiento para producir un artículo, en el que dicho procedimiento comprende la utilización, por ejemplo, la extrusión, de una composición polimérica, tal como las que se han descrito en el presente documento. Dicha extrusión se puede realizar a una temperatura de, por ejemplo, 140 a 280 °C.
En una realización adicional de la presente invención, se da a conocer una composición polimérica, en la que la composición polimérica comprende una poliolefina reticulada, en la que la poliolefina reticulada se produce mediante la reticulación de la poliolefina reticulable comprendida en la composición polimérica, tal como las que se han descrito en el presente documento.
En aún una realización adicional de la presente invención, se da a conocer una composición polimérica, en la que la composición polimérica comprende una poliolefina reticulada, tal como se ha descrito en el presente documento, y en la que la composición polimérica tiene un alargamiento remanente en caliente o “hot set’ inferior al 175 %, cuando se mide según el procedimiento de la norma EN60811 -2-1: 1999.
En aún otras realizaciones adicionales de la presente invención, se da a conocer una composición polimérica, en la que la composición polimérica comprende una poliolefina reticulada, tal como se ha descrito en el presente documento, y en la que la composición polimérica tiene un alargamiento remanente en caliente inferior al 150, 130 o 100 %.
Una realización adicional de la presente invención se refiere a un artículo, por ejemplo, un recubrimiento, un alambre o un cable, artículo que comprende la composición polimérica, tal como las que se han descrito en el presente documento.
Aún una realización adicional de la presente invención se refiere a la utilización de la composición polimérica, tal como las que se han descrito en el presente documento.
Los siguientes ejemplos ilustran la presente invención, pero no pretenden constituir limitación de la misma.
Ejemplos
1. Procedimientos
a. Índice de fluidez
El índice de fluidez (MFR, melt flow rate) se determina según la norma ISO 1133 y se indica en g/10 min. El MFR para polímeros de etileno se determina a 190 °C y con una carga de 2,16 kg (MFR2).
b. Elongación remanente en caliente
La reticulación de la composición polimérica se determinó según la norma IEC-60811 -2-1 (procedimiento de elongación remanente en caliente y elongación permanente) midiendo la deformación térmica a 200 °C y una carga de 0,2 MPa después de diversos tiempos de reticulación a 23 °C y el 50 % de H.R.
2. Materiales
La resina base, que está comprendida en la composición polimérica, es en los ejemplos del presente documento un copolímero de etileno-vinilsilano Visico LE4423™, es decir, una poliolefina reticulable con grupos silano hidrolizables, suministrada por Borealis que tiene una densidad de 923 kg/m3 y un MFR2,16 de 1,0 g/10 min.
Las mezclas madre de catalizador se componen tal como se describe en la tabla 1 siguiente. DBSA (ácido dodecilbencenosulfónico), es decir, Ufacid K de Unger Fabrikker. Nacure® CD-2180, es decir, una mezcla altamente hidrófoba de ácidos naftilsulfónicos alquilados con C12 (es decir, catalizadores de condensación de silanol seleccionados entre el compuesto de fórmula I, tal como los que se han descrito en el presente documento), de King Industries, que tiene un contenido activo del 80 %. Se prepararon mezclas madre de catalizador que tenían una cantidad equimolar de grupos de ácido sulfónico. Las cantidades se dan en porcentajes en peso de la mezcla madre de catalizador total.
El portador del catalizador es BAR717, es decir, copolímero de etileno-acrilato de butilo, que está suministrado por Special Polymers Antwerp. El BAR717 tiene un contenido de acrilato de butilo del 17 % en peso y un MRF2,16 de 7,5 g/10 min.
El estabilizante es Lowinox CPL, un estabilizante fenólico de Chemtura, y el agente secante es Dynasylan 9116, HDTMS, hexadeciltrimetoxisilano producido por Evonic. El aditivo de interacción surfactante utilizado en las pruebas es 2000-WT-50, una mezcla madre de color blanco suministrada por PolyOne. 2000-WT-50 contiene en peso: 30-60 % de TiO2, 10-30 % de CaCO3, 1-5 % de sílice amorfa, 1-5 % de A^O3 , 0,1-1 % de cuarzo.
Tabla 1
Figure imgf000009_0001
3. Preparación de la muestra
Las mezclas madre de catalizador se pueden preparar mezclando los componentes en una amasadora Banbury a 130 °C durante 8 minutos. Posteriormente, los compuestos se pueden granular en una amasadora Buss. Se pueden extruir cintas de 1,8 mm utilizando una extrusora de cinta Collin que funciona a 50 rpm con un perfil de temperatura de las zonas de extrusión de 150/160/170 grados Celsius.
T l 2. m i i n l in .
Figure imgf000009_0002
Las cintas se trataron en un baño de agua a 90 °C o en condiciones ambientales (23 °C, 50 % de HR) y se midió el alargamiento remanente en caliente a 200 °C después de 15 minutos aplicando una carga de 0,2 MPa. Las cantidades se dan en porcentajes en peso de la composición total.
Los resultados de las pruebas de elongación remanente en caliente se dan en la tabla 3. Los requisitos estándar para el aislamiento de cables de baja tensión son un alargamiento remanente en caliente de <175 %, tal como se indica, por ejemplo, en la norma IEC60502-1 Ed. 2 y la norma HD603 A1.
T l . Al r mi n r m n n n li n .
Figure imgf000009_0003
Los ejemplos comparativos 1 y 2, sin la mezcla madre de color, cumplen todos los requisitos de reticulación y elongación remanente en caliente. La muestra del ejemplo comparativo 3, que comprende un catalizador de ácido sulfónico de alquilbenceno altamente hidrófilo con, comparativamente, menos átomos de carbono y una mezcla madre de color de TiO2, se reticula en condiciones ambientales, pero no en baño de agua caliente (la muestra 3 se rompió en un minuto en el horno caliente). La muestra del ejemplo innovador 1, que comprende una mezcla altamente hidrófoba de ácidos naftilsulfónicos alquilados con, comparativamente, más átomos de carbono y una mezcla madre de color de TiO2, cumple con todos los requisitos de elongación remanente en caliente, tanto cuando se reticula en condiciones ambientales como en el baño de agua caliente.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Composición polimérica que comprende del 0,01 % al 5 % en peso de un aditivo de interacción surfactante, que comprende sustancias sólidas con grupos superficiales polares, tales como una o más seleccionadas entre cargas, pigmentos, TiO2, CaCO3, negro de humo, huntita, mica, caolín, hidróxido de aluminio, dihidróxido de magnesio y SiO2, y caracterizada por que la composición polimérica comprende además, como mínimo, un catalizador de condensación de silanol, en la que cada catalizador se selecciona entre:
i) un compuesto de fórmula I
ArSO3H (I)
o un precursor del mismo, en el que Ar es un arilo sustituido con 1 a 4 grupos alquilo, en el que el arilo es fenilo o naftilo, y en el que cada grupo alquilo es, independientemente, un alquilo lineal o ramificado con 10 a 30 átomos de carbono, en el que el número total de átomos de carbono en los grupos alquilo está en el intervalo de 20 a 80 átomos de carbono;
ii) un derivado de i) seleccionado entre el grupo que consiste en un anhídrido, un éster, un acetilato, un éster bloqueado con epoxi y una sal de amina del mismo que es hidrolizable al correspondiente compuesto de fórmula I; y iii) una sal metálica de i) en la que el ion metálico se selecciona entre el grupo que consiste en cobre, aluminio, estaño y zinc.
2. Composición polimérica, según la reivindicación 1, en la que la composición polimérica es una mezcla madre de catalizador de condensación de silanol que comprende además una matriz polimérica.
3. Composición polimérica, según la reivindicación 1, en la que la composición polimérica comprende además una poliolefina reticulable con grupos silano hidrolizables.
4. Composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que Ar, del compuesto de fórmula I, es naftilo.
5. Composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que cada catalizador se selecciona entre
a) ácidos naftilsulfónicos alquilados con C12;
b) un derivado de a) seleccionado entre el grupo que consiste en un anhídrido, un éster, un acetilato, un éster bloqueado con epoxi y una sal de amina del mismo que es hidrolizable al correspondiente compuesto a); y/o c) una sal metálica de a) en la que el ion metálico se selecciona entre el grupo que consiste en cobre, aluminio, estaño y zinc.
6. Composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la composición polimérica comprende el "como mínimo, un" catalizador de condensación de silanol en una cantidad del 0,0001 al 8 % en peso.
7. Composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones 1, 3 a 6, en la que la poliolefina reticulable con grupos silano hidrolizables comprende un polietileno con grupos silano hidrolizables.
8. Composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones 1, 3 a 7, en la que la poliolefina con grupos silano hidrolizables comprende del 0,001 al 15 % en peso de compuesto de silano.
9. Composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones 1, 3 a 8, que comprende una poliolefina reticulada, en la que la poliolefina reticulada se produce mediante la reticulación de la poliolefina reticulable comprendida en la composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones 1, 3 a 8.
10. Composición polimérica, según la reivindicación 9, composición polimérica que tiene un alargamiento remanente en caliente inferior al 175 % cuando se mide según el procedimiento de la norma EN60811-2-1: 1999.
11. Artículo, por ejemplo, un recubrimiento, un alambre o un cable, que comprende la composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
12. Procedimiento para producir un artículo, en el que dicho procedimiento comprende la utilización, por ejemplo, la extrusión, de una composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
13. Utilización de una composición polimérica, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN
Esta lista de referencias citada por el solicitante es únicamente para mayor comodidad del lector. No forman parte del documento de la Patente Europea. Incluso teniendo en cuenta que la compilación de las referencias se ha efectuado con gran cuidado, los errores u omisiones no pueden descartarse; la EPO se exime de toda responsabilidad al respecto.
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• US 4351876 A • EP 1916673 A1
• US 4397981 A • EP 2657284 A1
• US 4446283 A • WO 0212354 A1
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• EP 0736065 A • US 4117195 A
• WO 9517463 A • EP 1254923 A
• EP 1309631 A • WO 2005003199 A
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