MXPA06005969A - Composicion de poliolefina la cual tiene nanofase dispersada y metodo de preparacion - Google Patents

Abstract

Se describe una composición de poliolefina la cual comprende una fase de polímero discontinua dispersada en una fase de poliolefina continua. El polímero discontinuo es polimerizado por un método el cual comprende hacer reaccionar una mezcla de la poliolefina y uno o más de los monómeros polietilénicamente insaturados en la presencia de un iniciador de radicales libres. Los artículos y materiales hechos a partir de esta composición exhiben varias propiedades ventajosas cuando se comparan con las poliolefinas no modificadas correspondientes, por ejemplo capacidad de teñido, capacidad de impresión, y capacidad de tinción en el caso de fibra, hojas, aplicaciones automotrices tales como partes interiores y amortiguadores, rigidez y resistencia a la abrasión en el caso de pisos, y resistencia al impacto en el caso de forros para paredes.

Description

COMPOSICIÓN DE POLIOLEFINA LA CUAL TIENE NA OFASE DISPERSADA Y MÉTODO DE PREPARACIÓN Antecedentes de la Invención Esta invención se relaciona al campo de composiciones de polímero, fabricación y uso de las mismas. En particular la invención se relaciona a composiciones de poliolefina. Las poliolefinas han sido usadas ampliamente en varias aplicaciones debido a su bajo costo. Sin embargo, ciertas propiedades tales como capacidad de teñido, estabilidad dimensional, capacidad de biodegradación, y resistencia al solvente son deficiencias para las cuales se ha realizado una búsqueda intensiva para solucionarlas. Entre los varios intentos para impartir tales propiedades en las poliolefinas son métodos de extrusión reactivos para preparar mezclas de fase inversa de poli (óxido de etileno) y poliolefinas como se describe en las Patentes de los Estados Unidos de Norteamérica 6,225,406 y 5,912,076 y extrusión reactiva de poliolefinas y coagentes hidrofóbicos tales como acrilatos hidrofóbicos como se reporta por B. K. Kim, en Korea Polymer Journal (1996), 4(2), 215-226. Entre los coagentes descritos por Kim están el triacrilato de trimetilolpropano, triacrilato de pentaeritritol, isocianurato de trialilo, y p-benzoquinona . A pesar de la investigación extensiva e intentos de Ref.:173225 otros para solucionar estos problemas, pueden ser muy deseables mejoras adicionales, especialmente con respecto a las propiedades de capacidad de teñido y capacidad de biodegración. La presente invención maneja estos problemas y presenta composiciones mejoradas y métodos para fabricarlas y uso. Simpson, et al., Patente de los Estados Unidos de Norteamérica, 6,111,013, describen la preparación de un producto plástico a partir de una resina de poliolefina la cual comprende incorporar un sistema de monómero plastificante el cual es substancialmente no polimerizable bajo extrusión, recubrimiento por dispersión o templado, condiciones usadas en el proceso de fabricación y el cual actúa como un plastificante o auxiliar de procesamiento bajo las condiciones de preparación de conformación, siempre y cuando sea substancialmente polimerizable para subsecuentemente inducir la polimerización del monómero plastificante para así proporcionar un producto final substancialmente libre de plastificante líquido. El metacrilato de estearilo y trimetacrilato de trimetilolpropano son los plastificantes preferidos y ejemplificados de Simpson et al. En vista de las varias deficiencias en las composiciones y métodos de la técnica anterior, es un objeto de la presente invención proporcionar composiciones de poliolefina mejoradas y métodos para prepararlas y uso de las mismas .

SUMARIO DE LA INVENCIÓN En un aspecto la invención es una composición de una fase de poliolefina continua y una dispersión de nanoparticulado discontinua de un polímero de un sistema de monómero el cual comprende un monómero acrílico . Otro aspecto de la invención es un método el cual comprende mezclar o unir una poliolefina y un sistema de monómero el cual comprende un monómero acrílico y polimerizar el sistema de monómero en la presencia de un catalizador de radicales libres bajo condiciones para así formar una dispersión de nanoparticulado discontinúo en una fase continua de la poliolefina. La invención, en otro aspecto, es el sistema de polímero de dos fases resultante el cual tiene nanopartículas uniformemente dispersadas en una matriz de poliolefina continua. Aún otro aspecto es un método para usar el sistema de polímero de dos fases y artículos los cuales comprenden tal polímero. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una foto de un filamento de la invención después de exposición a tinte . La Figura 2 es una foto de un segundo filamento de la invención después de exposición a tinte .

La Figura 3 es una representación gráfica de datos que muestran el efecto de nivel del acrilato en módulo de flexión. La Figura 4 es una fotomicrografía de la morfología de una modalidad menos preferida de una composición de acuerdo a la invención. La Figura 5 es una fotomicrografía de la morfología de una modalidad preferida de una composición de acuerdo con la invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La composición de la invención, como se menciona, comprende una dispersión de nanoparticulado discontinua de un polímero de un sistema de monómero el cual comprende un monómero acrílico en una fase de poliolefina continua. El polímero, de fase nanoparticul da preferentemente comprende aproximadamente 1 a 99 por ciento y la fase de poliolefina aproximadamente 99 a 1 por ciento en peso en base al peso combinado de las dos fases . Preferentemente la fase discontinua comprende aproximadamente 5 a 50 por ciento en la misma base. La composición está en forma de vulcanizado termoplástico (TPV por sus siglas en inglés) . Los monómeros en el sistema de monómero no son limitados a monómeros acrílicos. Otros monómeros etilénicamente insaturados, por ejemplo estireno, pueden ser usados solos o en combinación siempre y cuando las condiciones puedan ser ajustadas de tal forma que resulta la dispersión de naoparticulado discontinuo. El tamaño de partícula promedio de la dispersión puede variar dependiendo de las propiedades deseadas y las poliolefinas particulares, proporción del sistema de monómero a poliolefina, iniciador, y condiciones de reacción, pero es preferido que el tamaño de partícula promedio esté en el intervalo de nanómetros, usual y aproximadamente 2 a 500 en promedio, y preferente y aproximadamente 2 a 400, y más preferentemente 2 a 300 nanómetros. La distribución de tamaños de partícula es usualmente moderadamente estrecha, y distribuciones más estrechas con tamaños de partícula promedio más estrechos son preferidas para muchas aplicaciones. Las composiciones más preferidas tienen una distribución de tal forma que 90% en peso de las partículas tienen un tamaño de partícula máximo de 50 nm. Los monómeros preferidos incluyen acrilato de 2-(2-etoxietoxi) tilo, diacrilato de dietilenglicol, acrilato de tridecilo, diacrilato de tridecilacrilato hexanodiol, acrilato de laurilo, acrilato de laurilo alcoxilado, acrilato de caprolactona, diacrilato de 1, 6-hexanodiol, triacrilato de trimetilolpropano, diacrilato de polietilenglicol, diacrilato de neopentandiol, y diacrilato de polietilenglicol. Cuando el sistema de monómero comprende monómeros polifuncionales, el polímero dispersado será reticulado. Un sistema de monómero preferido . el cual comprende monómeros polifuncionales comprende 50% en peso de acrilato de tridecilo, 35-45% en peso de acrilato de caprolactona, y 5-15% en peso de diacrilato de polietilenglicol . La composición es preparada preferentemente por introducir la poliolefina y el sistema de monómero en un mezclador de lote, mezclador continuo, extrusor de un tornillo, o extrusor de doble tornillo el cual forma una mezcla o solución homogénea, introduciendo un catalizador de radicales libres, y proporcionando condiciones de presión y temperaturas para así polimerizar el sistema de monómero y formar una fase de polímero nanoparticulado dispersado, separado en una fase de poliolefina continua. En muchos casos es más eficiente llevar a cabo la polimerización en un extrusor de doble tornillo. La composición de la invención es fluible y en efecto tiene la misma viscosidad de fusión similar como la misma poliolefina correspondiente. Aunque la composición es de dos fases con una fase discontinua la cual es con frecuencia reticulada, esta fluye como si fuera una sola fase de poliolefina termoplástica. La fase discontinua interna aparece bajo el microscopio de electrones para ser un nanosistema dispersado en la poliolefina. La composición puede ser usada para formar una amplia variedad de materiales y artículos, por ejemplo fibra, hoja, película, o artículos moldeados, los cuales dependiendo del sistema particular, tienen capacidad de teñido, capacidad de impresión, capacidad de biodegración, capacidad de humectación, resistencia ala tracción, resistencia al impacto, módulo, transmisión de vapor, capacidad de procesión de termoforma, capacidad de compatibilidad con agentes de relleno, compatibilidad con mezclas de polímero, resistencia al fuego, resistencia a la abrasión, transparencia, conductividad, y/o resistencia a la fotodegradación mejoradas como se compara con la poliolefina la cual comprende la fase de poliolefina continua. Ciertas modalidades de las composiciones tienen excelente capacidad de teñido y capacidad de biodegradación. Ciertas modalidades tienen estabilidad dimensional mejorada y resistencia al solvente como se compara con la poliolefina sola. Los monómeros en el sistema de monómero pueden ser hidrofílicos o hidrofóbicos. Los monómeros hidrofílicos preferidos son aguellos que tienen átomos de oxígeno o nitrógeno y opcionalmente halógenos en su estructura principal. Ejemplos de monómeros hidrofílicos preferidos son éteres o metacrilatos de poliéteres, los cuales son materiales polares y ofrecen excelente resistencia a solventes no polares (por ejemplo, hexano) , así como también bases y agentes de oxidación y reducción. Los monómeros etoxilados y proproxilados generalmente son más polares que sus análogos progenitores debido a la adición secuencial de grupos etoxi o propoxi. En general, moles incrementados de alcoxilación resultan en monómeros más hidrofílicos. Ejemplos específicos de (met) acrilatos hidrofílicos son acrilato de 2- (2-etoxietioxi) etilo, acrilato de tetrahidrofufurilo, diacrilato de polietilenglicol (200) , diacrilato de tetraetilenglicol, diacrilato de trietilenglicol, diacrilato de tripropilenglicol y diacrilato de polietilenglicol (400) . En modalidades que comprenden uno o más monómeros acrílicos hidrofóbicos además de uno o más monómeros acrílicos hidrofílicos, la proporción de monómeros hidrofílicos a hidrofóbicos puede ser 1:100 a 100:1 en peso, preferentemente 40:60 a 60:40 en peso, y es también preferido que por lo menos uno de los monómeros sea polifuncional, más preferentemente difuncional. Las poliolefinas adecuadas son polietileno (PE) , polipropileno isotáctico (PP) , PP sindiotáctico, PE/PP, y PP/EPR (goma de etileno-propileno) . También, mezclas de PP y EP, copolímero de propilen-etilen-etilen-acetato de vinilo, copolímero de propileno-etileno-etileno-acrilato de metilo, y copolímero de propileno-etileno-etileno-ácido acrílico. Copolímeros de etileno y/o propileno con alfa-olefinas, por ejemplo 1-buteno, 1-hexano y 1-octeno, pueden también ser usados como las poliolefinas. Las mezclas de dos o más poliolefinas son adecuadas. PP es la poliolefina preferida. La poliolefina puede ser preparada por cualesquiera métodos, pero se prefieren las poliolefinas de metaloceno. Se prepara la composición a partir de una mezcla de la poliolefina con el sistema de monómero. Un iniciador de radicales libres puede ser agregado en cualquier punto en el proceso, por ejemplo en un extrusor en un punto corriente abajo a partir de donde se agregan los monómeros. El iniciador de radicales puede ser cualquiera, pero los peróxidos son más preferidos. La proporción preferida de poliolefina a monómero acrílico es aproximadamente 50:50 a 99:1 en peso. Preferentemente por lo menos 1% en peso de la mezcla es monómero hidrofílico. Aunque en la mayoría de los casos la dispersión de nanopartícula es de un polímero, la dispersión de nanopartícula puede incluir uno o más polímeros dispersados, adicionales, diferentes de diferentes sistemas de monómeros que comprenden un monómero acrílico, los polímeros diferentes que tienen Tg diferentes, diferentes polaridades, módulos diferentes, y/o resistencias al impacto diferentes. Tales composiciones pueden ser hechas por mezclar dos muestras diferentes polimerizadas dinámicamente P/M (polímero/monómero) . Por ejemplo, haciendo un acrílico de Tg alto en muestra de PP y un acrílico de Tg baja en muestras PP y después mezclar en el extrusor los dos materiales." Alternativamente tal material puede ser hecho en una sola operación de extrusión por tener dos zonas de reacción distintas . En la primera el monómero de baj a Tg puede ser agregado y polimerizado y en la segunda el monómero de alta Tg puede ser agregado y polimerizado . Al final de tal extrusor puede haber un material con dos tipos distintos de nanopartículas dispersadas en la misma fase de poliolefina continua . Por usar dos (o más) tipos diferentes de partículas en la misma fase continua de poliolefina, algunas propiedades físicas benéficas tales como módulo alto combinado con resistencia al impacto alto pueden ser posibles. También un intervalo más amplio de adhesión de. pintura puede ser obtenido. Los peróxidos y (met) acrilatos agregados durante la extrusión permanecen efectivos durante el procesamiento, llevando a un cambio significativo en propiedades de flujo ante procesamiento. Después del procesamiento, los acrilatos polimerizados forman dominios discretos en la presencia de poliolefina. El tamaño de dominio se estabiliza por la poliolefina y el sistema de monómero el cual se forma durante el procesamiento para producir fuerte adhesión en la interfase entre poliolefinas y monómeros . El extruído resultante puede ser granulado cuando es formado o después de enfriamiento . Las poliolefinas adecuadas incluyen polímeros , copolímeros , y terpolímeros de poliolefina, preparados por cualquier técnica de polimerización conocida, por ej emplo radicales libres , Ziegler-Natta, catalizado en un solo sitio (metaloceno) y similares. Las cadenas de polímero de hidrocarburo de olefina pueden también ser substituidas por incorporación de monómeros funcionales o por funcionalización post-polimerización, por ejemplo. Pueden ser usados los copolímeros de olefinas y monómeros ácidos o monómeros polares. Los polímeros preparados por injerto de monómeros en reacción del extrusor, tales como anhídrido maleico, a poliolefinas no funcionales pueden ser usados como el componente de poliolefina de las mezclas. Puede ser usada una o más de las poliolefinas. Varios agentes de relleno y reforzadores inorgánicos y orgánicos, retardantes de flama-, estabilizantes, tintes y pigmentos pueden ser incorporados en la mezcla de poliolefina y monómeros acrílicos que comprenden monómeros acrílicos hidrofóbicos antes a la extrusión reactiva. Los aditivos poliméricos tales como modificantes de impacto, auxiliares de procesamiento, compatibilizantes, auxiliares de mezclado, estabilizantes, retardantes de flama, pigmentos, y auxiliares de texturización pueden también ser incorporados en las mezclas. Las inclusiones de gas, en la forma de ya sea espuma de celda abierta o cerrada pueden también ser parte del sistema de poliolefina. Esto puede ser logrado tanto a través del uso de un agente de soplado químico o a través de la incorporación mecánica de aire, u otro gas, en el sistema.

EJEMPLOS Ejemplo 1 Se produce un filamento a partir de una formulación a base de un homopolímero de polipropileno de metaloceno de relación de flujo de fusión 8 el cual contiene aproximadamente 15% de sistema de acrilato reticulado. Ya que la muestra es significativamente fraccionada durante el procesamiento, la proporción de flujo de fusión total para la muestra es alta comparada con las resinas grado de fibra normal. Se recolectan los filamentos y se examinan para capacidad de teñido. La Tabla 1 describe las muestras de resina que son procesadas y comparadas. La muestra 1046-39-36, o el material que contiene acrilato, es producido usando el método de extrusión reactivo. TABLA 1 Las condiciones de agitación de fusión de fibra indicadas en la Tabla 2 son usadas en la recolección de filamentos continuos de denier 45. TABLA 2 Como una evaluación preliminar de capacidad de teñido, se exponen los filamentos a una solución de 50% de Tinte líquido azul Denim Rit/50% de agua en 90°C por 30 minutos. Se enjuagan entonces los filamentos con agua y se comparan para captación de color. La Figura 1 (comparativa) muestra los filamentos del ejemplo IB y la Figura 2 muestra los filamentos del Ejemplo ÍA . Sorprendentemente, incluso para un sistema P/M no optimizado, el filamento hecho de la invención, Ejemplo la, muestra buena captación y retención de tinte textil comparada con el control de polipropileno de homopolímero de metaloceno, Ejemplo IB. Las composiciones producidas de acuerdo a la invención pueden ser usadas para hacer telas y fibras con propiedades mejoradas tales como capacidad de teñido, capacidad de humectación, adhesión a materiales polares, y características biocidas, así como también comportamiento de elasticidad de filamento continuo usado para alfombra y tapicería. Ej e plo 2 La temperatura de transición vitrea, Tg del monómero de acrilato usado en una formulación es encontrada para ofrecer control sobre el módulo de formulaciones P/M curadas. En los siguientes ejemplos 2B, 2C, 2D, y 2E que representan la invención se comparan con el control 2A. En los Ejemplos 2B y 2C, una mezcla de acrilato de Tg baja de 50% de acrilato de tridecilo, 40% de acrilato de caprolactona, y 10% de polietilenglicol (400) se introduce en un extrusor de doble tornillo junto con iniciador de radicales libres 2 , 5 -dimetil -2 , 5 -di ( t ert-butilperoxi) hexano marca Lupersol 101 con 85% ó 70% en peso de copolímero de polipropileno aleatorio de metaloceno que tiene una proporción de flujo de masa 12. Una mezcla de Tg de temperatura ambiente del neopentilglicol 3EO se usa en los Ejemplos 2C y 2D con el mismo copolímero aleatorio de polipropileno de metaloceno con proporción de flujo de masa fundida 12. Las proporciones de peso de ingredientes son indicadas en la Tabla 3.

TABLA 3 La Tabla 4 muestra propiedades físicas moldeadas por compresión para las formulaciones en los ej emplos TABLA 4 La Figura 3 es una gráfica la cual muestra el efecto del tipo de acrilato y nivel de módulo de flexión por medio de análisis mecánico dinámico (DMA por sus siglas en inglés) en formulaciones a base de un copolímero aleatorio de metaloceno de relación de flujo de masa fundida 12. El monómero de temperatura Tg baja g. (flexible) es una mezcla de 50% acrilato de tridecilo, 40% de acrilato de caprolactona, y 10% diacrilato de polietilenlgicol ( 400 ) ) . El monómero de Tg de temperatura ambiente es monómero de diacrilato (diacrilato de neopentilglicol 3E0) . Sorpresivamente, las propiedades de módulo de formulaciones P/M pueden ser controladas por la Tg de los monómeros de acrilato. Para el reemplazamiento f-PVC, u otras aplicaciones de bajo módulo, puede ser lograda la flexibilidad objetivo por la adición de monómeros de acrilato de bajo módulo. El acrilato de Tg temperatura ambiente tiene relativamente un pequeño efecto en el módulo. Además, la hoja o película hecha con monómero Tg de temperatura ambiente exhibe más "doblamiento muerto", o capacidad de conformado comparado con los materiales no modificados. Como una especulación, el uso del monómero de acrilato de Tg alta puede resultar en formulaciones curadas con muy alto módulo. Ej e plo 3 El grado de funcionalidad de monómero de acrilato, como se define por el número de sitios de acrilato por monómero usado en una formulación, es encontrado para ofrecer control sobre la morfología de formulaciones P/M curadas. Las morfologías de composición son establecidas por medio de imágenes de microscopia de fuerza atómica (AFM por sus siglas en inglés) mostradas en la Figura 5.

En general, las morfologías de las formulaciones P/M formadas durante el método de extrusión reactivo usado en los experimentos muestran una mayoría de partículas de poliacrilato bien dispersadas, pequeñas (<1 miera) dentro del huésped de poliolefina como se evidencia en la Figura 1. Algunas partículas más grandes pueden encontrase, sin embargo, la mayoría de las partículas están en submicrones con una gran cantidad en la escala de nanómetros (argumentadamente definido como < 0.3 mieras) . En una comparación interesante de tipo de monómero de acrilato, la reactividad y dispersión de di-acrilato SR 9042 contra monoacrilato Pro-5962 es pronunciada. La Figura 5 muestra las imágenes AFM para aproximadamente 30% de acrilato dispersado en 70% de copolímero aleatorio de PP de metaloceno usando un sistema de monoacrilato y la Figura 1 muestra imágenes AFM de acrilato. A pesar de que el sistema de monoacrilato muestra razonablemente buena dispersión, el uso de un di-acrilato con mayor reactividad mejora la dispersión y reduce significativamente el tamaño de partícula <0.1 tamaño de mieras. La Tabla 5 muestra las formulaciones usadas en las Figuras 1 y 2, respectivamente .

TABLA 5 Ejemplo 4 Se • evalúan el efecto del nivel y tipo de monómero en la tensión superficial de placas moldeadas por compresión hechas de composiciones preparadas de acuerdo a la invención. Sorpresivamente, las formulaciones de invención muestran un cambio permanente en la tensión superficial de placas moldeadas, indicando buena capacidad de humectación, capacidad de teñido, y capacidad de impresión comparado con poliolefinas no modificadas. Todos los tipos de resinas de poliolefinas probadas en diferentes formulaciones de poliolefina con 15% de monómero de acrilato (mezcla de 50% de acrilato de tridecilo, 40% de acrilato de caprolactona, y 10% de diacrilato de polietilenglicol (400) y anteriores muestran incrementos significativos en tensión superficial. La Tabla 6 muestra los resultados de tensión superficial para diferentes formulaciones . TABLA 6 Tensión superficial de Formulaciones Ejemplo 5 El efecto del tipo de poliolefina en las propiedades de placas moldeadas de compresión hechas de formulaciones que comprenden resina de polipropileno de copolímero aleatorio de metaloceno resultan en .alargamientos significativamente superior comparados con otros tipos de poliolefina incluyendo homopolímero de Ziegler Natta (ZN), homopolímero de metaloceno, y polipropileno sindiotáctico . Las propiedades de resistencia a la tracción de formulaciones de compresión de la invención que comprenden diferentes tipos de poliolefina generalmente cambian a un grado similar para cada s i stema de acril ato respectivo . Sin embargo , las propiedades de al argamiento de formulaciones a base de un polipropileno copol ímero aleatorio de metaloceno de proporción de f luj o de masa fundida 12 , son generalmente superiores que las f ormulac iones hechas de cualquiera de l as otras poliolefinas , incluyendo polipropileno sindiotáctico . Este descubrimiento muestra que las resinas de polipropileno copolímero aleatorio de metaloceno son materiales base preferidos para formulaciones de polipropileno "suaves" . Las propiedades de placa moldeadas por compresión no son significativamente afectadas por la proporción de fluj o de masa fundida final de la formulación o grado respectivo de fraccionamiento de poliolefina que ocurre para cada formulación. La Tabla 7 muestra las altas propiedades de alargamiento encontradas con copolímeros aleatorios .

TABLA 7 Ejemplo 6 _ Se produce un material de cubrimiento de pared a partir de una formulación de acuerdo a la invención en base a una mezcla de componentes orgánicos que consisten de poliolefinas y una mezcla de monómeros acrílicos, y componentes inorgánicos que consisten de una mezcla de agentes de relleno. Se presenta la composición en la Tabla 8. TABLA 8 Orgánico (60 i en peso) que consiste de polímero (75% en peso) PP 50% en peso 22.5% del total MPP 50% en peso 22.5% del total Monómero (25% en peso) TDA 15% en peso 2.25% del total CLA 70% en peso 10.5% del total PEGDA 15% en peso 15% en peso 2.25% del total Trig 3013 % en peso (en base al monómero) Inorgánico (40% en peso) que consiste de ATH 9 .4% en peso 37.78% del total SPR 2.9% en peso 1.16% del total Ti02 2.7% en peso 1.08% del total En donde SPP Polipropileno sindiotáctico con MFR de 10 MPE Plastómero de polietileno metaloceno con una MFR de 5 TDA Acrilato de tridecilo CLA Acrilato de caprolactona PEGDA Diacrilato de polietilenglicol (400) Trig 301 3, 6, 9-trietil-3, 6, 9-trimetil-l, 4, 7-triperoxonano ATH trihidrato de aluminio SPR resina de polímero de silicio Ti02 bióxido de titanio Se prepara la composición por mezclar los ingredientes en un mezclador continuo Farrel 250. Se agregan los ingredientes en varias corrientes a la unidad de mezclado del Farrel. Los monómeros y el iniciador se combinan y se bombean en la unidad de mezclador en aproximadamente el punto medio. Los polímeros se combinan y se agregan por medio de un alimentador de granulo en el inicio de la unidad de mezclado. El aluminio trihidratado es agregado con un alimentador de polvo y se agrega una mezcla de resina de polímero de silicio y se agrega el bióxido de titanio con un segundo alimentador de polvo, ambos alimentados al inicio de la unidad de mezclado. La temperatura de la zona de mezclado es fijada en 140°C. Las alimentaciones son ajustadas para generar una proporción de producto de 100 kg/h. La descarga a partir de la unidad de mezclado va a la unidad del extrusor lo cual produce granulos. La unidad de extrusor está en 190°C. La polimerización de la fusión de polímero/monómero mixta toma lugar en la unidad del extrusor . Los granulos a partir del mezclador continuo de Farrel se convierten a una película de 12 milésimas en una línea de fusión de hoja de poliolefina estándar. Los granulos se extruyen sin dificultad. La película resultante es examinada para capacidad de impresión y transporte de vapor de agua. Se muestran los resultados en la Tabla 9. La capacidad para captar tinte y para, transportar vapor de agua son cualidades deseables para cubrimientos de pared. TABLA 9 Muestra Calidad de impresión Transporte de vapor de agua Muestra dinámicamente Buena 39 polimerizada Farrel P/M Control hecho sin monómero Deficiente 0.7 Ejemplo 7 La funcionalidad del acrilato y la densidad de reticulación resultante de las formulaciones vulcanizadas dinámicamente de la invención incrementa la temperatura de transición vitrea, Tg y el módulo del "caucho" del vulcanizado termoplástico resultante, TPV, como se demuestra por los Ejemplo 7A a 7D en donde se carga el polipropileno sindiotáctico grado 1571 Finaplas a un reactor de mezclado Brabender escala de lote de laboratorio seguido por introducción y reacción o polimerización de monómeros de acrilato. El polímero de polipropileno es cargado al reactor en 135°C y 60 rpm, después la mayoría del monómero se carga lo cual resulta en una reducción del valor de torque. Finalmente, se dispersa el iniciador de peróxido en el resto de la carga de monómero y se agrega al reactor. Se incrementan la temperatura y la velocidad del reactor a 185°C y 92 rpm, respectivamente, para realizar la reacción. El Ejemplo 7A es un control y los Ejemplos 7B, 7C y 7D son de acuerdo a la invención, como se indican en la Tabla 10. TABLA 10 Los resultados experimentales reportados en la Tabla 10 muestran la temperatura de transición vitrea incrementada de la invención y el módulo de caucho contra la poliolefina de control, con incrementos mayores para sistemas de monómeros de acrilato de funcionalidad superior . Mientras que la invención ha sido descrita e ilustrada en detalle en la presente, varias alternativas, modificaciones y mejoras deben ser fácilmente aparentes para aquellos expertos en esta técnica sin alejarse del espíritu y alcance de la invención. La presente invención, por lo tanto, está bien adaptada para llevar a cabo los objetos y obtener el fin y ventajas mencionados, así como también otros inherentes en los mismos. Aunque la invención ha sido representada y descrita y es definida por referencia a modalidades particulares preferidas de la invención, tales referencias no implican una limitación en la invención, y no se infiere tal limitación. La invención es capaz de modificaciones, alteración y equivalentes considerables, en la forma y función, como se les ocurrirá a aquellos con experiencia ordinaria en las técnicas pertinentes. Las modalidades preferidas representadas y descritas de la invención son ejemplo solamente y no son exhaustivas del alcance de la invención. Consecuentemente, la invención se propone para ser limitada solamente por el espíritu y alcance de las reivindicaciones anexadas, dando conocimiento total a equivalentes en todos los aspectos . Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (45)

1. REIVINDICACIONES
2. Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Una composición caracterizada porque comprende una fase de poliolefina continua y una dispersión nanoparticulada discontinua de un polímero' de un sistema de monómero el cual comprende un monómero acrílico. 2. La composición de conformidad con la reivindicación 1 caracterizada porque la dispersión nanoparticulada discontinua comprende 1 a 99 partes en peso y la fase de poliolefina continua comprende 99 a 1 partes en peso, en base a 100 partes del peso total de la poliolefina y la dispersión.
3. 3. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la dispersión nanoparticulada discontinua comprende aproximadamente ' 5 a 50 partes en peso en base a 100 partes del peso total de la poliolefina y la dispersión.
4. 4. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el sistema de monómero comprende uno o más monómeros de poliacrilato.
5. 5. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el sistema de monómero comprende uno o más monómeros seleccionados del grupo que consiste de acrilato de 2-(2-etoxietoxi ) etilo, diacrilato de dietilenglicol, acrilato de tridecilo, diacrilato de tridecilacrilato hexanodiol, acrilato de laurilo, acrilato de laurilo alcoxilado, acrilato de caprolactona, diacrilato de 1 , 6-hexanodiol , triacrilato de trimetilolpropano, diacrilato de polietilenglicol, diacrilato de neopentanodiol , y diacrilato de polietilenglicol.
6. 6. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la dispersión nanoparticulada discontinua tiene un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 2 a 500 nanómeros .
7. 7. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la dispersión naoparticulada tiene un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 2 a 300 nanómetros.
8. 8. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque se ha preparado por introducir la poliolefina y el sistema de monómero en un mezclador de lote, mezclador continuo, extrusor de un solo tornillo, o extrusor de doble tornillo, formar una mezcla o solución homogénea, introducir un catalizador de radicales libres, y proporcionar condiciones de presión y temperatura para así polimerizar el sistema de monómero y formar una fase de polímero nanoparticulada dispersada, separada en una fase de poliolefina continua.
9. 9. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el sistema de monómero comprende acrilato de tridecilo, acrilato de caprolactona y diacrilato de polietilenglicol.
10. 10. La composición de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el sistema de monómero comprende 50% en peso de acrilato de tridecilo, 34-45% en peso de acrilato de caprolactona, y 5-15% en peso de diacrilato de polietilenglicol.
11. 11. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque está en la forma de una fibra, en donde la fibra tiene propiedades de captación de tinta y elásticas mejoradas cuando se compara con la poliolefina la cual comprende la fase de poliolefina.
12. 12. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque está en la forma de una fibra, hoja, película o artículo moldeado que tiene una o más propiedades mejoradas seleccionadas del grupo que consiste de capacidad de teñido, capacidad de impresión, capacidad de biodegradación, capacidad de humectado, resistencia a la tracción, resistencia al impacto, módulo, transmisión de vapor, procesabilidad de termoforma, compatibilidad con agentes de relleno, compatibilidad en mezclas de polímero, resistencia al fuego, resistencia a la abrasión, transparencia, conductividad, y/o resistencia a fotodegradación cuando se compara con la poliolefina la cual comprende la fase de poliolefina continua.
13. 13. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque ha sido preparada por extrusión reactiva de la poliolefina y el monómero en la presencia de un catalizador de radicales libres.
14. 14. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque ha sido preparada por extrusión reactiva de la poliolefina y el monómero en la presencia de un catalizador de peróxido .
15. 15. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además comprende un agente de relleno.
16. 16. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el sistema de monómero comprende un acrilato etoxilado o propoxilado o éster de metacrilato.
17. 17. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la fase de poliolefina comprende dos o más poliolefinas diferentes .
18. 18. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la fase de poliolefina comprende por lo menos una poliolefina seleccionada del grupo que consiste de polietileno (PE), polipropileno isotáctico (PP) , PP sindioctático , copolímero de etileno-propileno (EP) , y mezclas de PP y EP, copolímero de propileno-etileno-et ileno-acetato de vinilo, copolímero de propileno-et ileno-et ileno-acrilato de metileno, y copolímero de propileno-etileno-etileno-ácido acrílico.
19. 19. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la fase de poliolefina comprende por lo menos una poliolefina de metaloceno .
20. 20. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la fase de poliolefina comprende por lo menos un homopolímero de polipropileno isotáctico de metaloceno.
21. 21. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la fase de poliolefina comprende por lo menos un copolímero aleatorio de polipropileno metaloceno.
22. 22. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la poliolefina es un hidrocarburo lineal, ramificado o cíclico el cual tiene por lo menos 10 átomos de carbono.
23. 23. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la dispersión de nanopartícula comprende por lo menos dos polímeros diferentes de un sistema de monómero que comprende un monómero acrílico, los polímeros diferentes que tienen diferentes polaridades de Tg, módulos diferentes, y/o resistencias al impacto diferentes.
24. 24. Un método caracterizado porque comprende mezclado o combinar una poliolefina y un sistema de monómero el cual comprende un monómero acrílico y polimerizar el sistema de monómero en la presencia de un catalizador de radicales libres bajo condiciones para así formar una dispersión nanoparticulada discontinua en una fase continua de la poliolefina.
25. 25. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque el mezclado o combinación y la polimerización son realizados en un mezclador de lote, mezclador continuo, extrusor de tornillo sencillo, o extrusor de doble tornillo.
26. 26. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque comprende mezclar o combinar una o más poliolefinas.
27. 27. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque además comprende mezclar o combinar la poliolefina y el sistema de monómero en una proporción en peso de aproximadamente 98:2 a 50:50.
28. 28. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque además comprende mezclar o combinar la poliolefina y el sistema de monómero en una proporción en peso de aproximadamente 95:5 a 50:50.
29. 29. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque el sistema de monómero comprende uno o más monómeros seleccionados del grupo que consiste de acrilato de 2-(2-etoxietoxi ) etilo , diacrilato de dietilenglicol, acrilato de tridecilo, diacrilato de tridecilacrilato hexanodiol, acrilato de laurilo, acrilato de laurilo alcoxilado, acrilato de caprolactona, diacrílato de 1 , 6-hexanodiol , triacrilato de trimetilolpropano, diacrilato de polietilenglicol, diacrilato de neopentanodiol , y diacrilato de polietilenglicol.
30. 30. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque la dispersión es una dispersión nanoparticulada discontinua que tiene un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 2 a 500 nanómeros .
31. 31. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque la dispersión es una fase dispersada la cual tiene un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 2 a 300 nanómetros .
32. 32. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque la dispersión es una fase dispersada la cual tiene un tamaño de partícula promedio de menos de 400 nanómetros y una distribución de tal forma que por lo menos 90 por ciento en peso de las partículas es menor a 50 nanómetros .
33. 33. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque además comprende formar una fibra la cual tiene propiedades de captación de tinte y elásticas mejoradas como se compara con la poliolefina la cual comprende la fase de poliolefina.
34. 34. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque además comprende - formar la fase de poliolefina, hoja, película o artículo moldeado que tiene una o más propiedades mejoradas seleccionadas del grupo que consiste de capacidad de teñido, capacidad de impresión, capacidad de biodegradación, capacidad de humectado, resistencia a la tracción, resistencia al impacto, módulo, transmisión de vapor, procesabilidad de termoforma, compatibilidad con agentes de relleno, compatibilidad en mezclas de polímero, resistencia al fuego, resistencia a la abrasión, transparencia, conductividad, y/o resistencia a fotodegradación como se compara con la poliolefina la cual comprende la fase de poliolefina continua.
35. 35. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque además comprende incluir un agente de relleno en la mezcla o com inación .
36. 36. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque el sistema de monómero comprende por lo menos un acrilato etoxilado o propoxilado hidrofílico o monómero de éster de metacrilato .
37. 37. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque la fase de poliolefina continua comprende por lo menos una poliolefina seleccionada del grupo que consiste de polietileno (PE) , polipropileno isotáctico (PP) , PP sindioctático, copolímero de etileno con alfa olefinas, copolímero de propileno con alfa olefinas y PP/EPR (caucho etileno-propileno) .
38. 38. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque la fase de poliolefina continua comprende por lo menos una poliolefina de metaloceno seleccionada del grupo que consiste de polietileno (PE) , polipropileno isotáctico (PP) , PP sindioctático, PE/PP, copolímeros de etileno con alfa olefinas, copolímeros de propileno con alfa olefinas y PP/EPR (caucho etileno-propileno) .
39. 39. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque la fase de poliolefina continua comprende por lo menos un homopolímero de polipropileno isotáctico de metaloceno .
40. 40. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque la fase de poliolefina continua comprende por lo menos un copolímero aleatorio de polipropileno de metaloceno.
41. 41. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque la poliolefina es un hidrocarburo lineal, ramificado o cíclico el cual tiene por lo menos 10 átomos de carbono.
42. 42. Un método caracterizado porque es para impartir propiedades mejoradas a composiciones de poliolefina y artículos que comprenden incorporar un polímero nanoparticulado dispersado uniformemente en una fase continua de la poliolefina.
43. 43. Un artículo el cual tiene una composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque está en la forma de piso que tiene rigidez y resistencia a la abrasión mejorada.
44. 44. El artículo que tiene una composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque está en la forma de fibra de hilada, hojas, o partes automotrices que tienen capacidad de imprimibilidad, de pintabilidad y teñibilidad mejoradas.
45. 45. Un artículo el cual tiene una composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque está en la forma de forros para paredes que tiene resistencia al impacto mejorado.