BRPI0410882B1 - Vinil-polibutadienos hidrogenados tipo borracha , seus empregos, e seus processos de preparação - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "VINIL- POLIBUTADIENOS HIDROGENADOS TIPO BORRACHA, SEUS EMPRE- GOS, E SEUS PROCESSOS DE PREPARAÇÃO". A presente invenção refere-se a vinil-polibutadienos hidrogena- dos tipo borracha tendo graus de hidrogenação de 20 a 100%, os quais são preparados por hidrogenação de vinil-polibutadienos de uma maneira co- nhecida. Os vinil-polibutadienos hidrogenados de acordo com a invenção são distinguidos por baixas temperaturas de transição vítrea e por baixas entalpias de fusão. Os vinil-polibutadienos hidrogenados de acordo com a invenção são altamente resistentes ao envelhecimento e têm alta elasticida- de mesmo em baixas temperaturas. Eles são por esse motivo excepcional- mente adequados para a produção de corpos moldados de borracha de qualquer espécie, tais como artigos de borracha industriais assim como pneus e componentes de pneu, nos quais boa resistência ao envelhecimento e boa elasticidade em baixas temperaturas são requeridas, assim como para a modificação da borracha de termoplásticos e duroplásticos.

Polibutadienos hidrogenados tendo um alto teor de vinila de 85 a 100% são conhecidos do Pedido de Patente Européia N° EP-A 0 024 315. Os vinil-polibutadienos hidrogenados descritos neste são distinguidos por alta re- sistência a ozônio porém têm desvantagem que a elasticidade dos produtos em temperaturas mais baixas deixa alguma coisa a ser desejado por causa de su- as temperaturas de transição vítrea e entalpias de fusão relativamente altas.

Polibutadienos hidrogenados tendo um teor de vinila de > 20% em peso e menor que 40% em peso e um grau de hidrogenação de 85 e acima são também conhecidos do Pedido de Patente Européia EP-A 1 258 498. Os polímeros hidrogenados descritos neste têm um alto grau de crista- lização com boas propriedades mecânicas e boa resistência ao calor e des- gaste, porém eles têm a desvantagem que sua elasticidade deixa alguma coisa a ser desejada especialmente em baixas temperaturas por causa de sua natureza altamente cristalina. A partir do Relatório Descritivo de Patente dos Estados Unidos n°4.025.478 existem preparações adesivas de fusã o conhecidas com base em vinil-polibutadieno hidrogenado cujo teor de vinila é de 50 a 95%, sendo possível quanto ao teor de vinila ser ajustado para um teor de ligação dupla de menos do que 15%, de preferência menos do que 10%, através de hi- drogenação. A fim de ser adequado para a preparação adesiva de fusão, os vinil-polibutadienos hidrogenados devem ter uma viscosidade Mooney de <10. O efeito da viscosidade de Mooney é discutido nos exemplos do Relatório Descritivo da Patente dos Estados Unidos mencionada, Tabela 1 e Tabela 2, onde um vinil-polibutadieno virtualmente completamente hidroge- nado tendo uma viscosidade de Mooney de 27 é empregado como compa- ração. O Relatório Descritivo de Patente dos Estados Unidos N° 3.959.161 descreve composições lubrificante que possuem entre outros co- mo um componente uma pequena quantidade de um polibutadieno hidroge- nado que tem pesos moleculares na faixa de 20.000 a 300.000 e tem um teor de vinila de 65 a 85%. O grau de hidrogenação desses produtos é de 75 a 100%. A fim de serem capazes de serem eficazes como um aditivo em composições lubrificantes e serem capazes melhorar o índice de viscosida- de dessas composições lubrificante, que consistem substancialmente em óleo lubrificante, os vinil-polibutadienos hidrogenados devem ter uma faixa de peso molecular particular, que é geralmente de 30.000 a 200.000. Para a aplicação de tais polímeros hidrogenados, por exemplo, na fabricação de pneus ou componentes de pneu, tais pesos moleculares, ou as viscosidades de Mooney associadas com estes, são muito baixos para obter pneus ou componentes de pneu tendo boas propriedades físicas. O Relatório Descritivo de Patente dos Estados Unidos N° 5.405.911 descreve polibutadienos hidrogenados que têm um teor de vinila de 30 a 70% e, além disso, têm grupos funcionais terminais, tais como gru- pos de hidroxila. Como resultado da funcionalização terminal, por exemplo, com grupos de hidroxila, produtos tendo uma viscosidade comparativamente baixa são obtidos com os teores de vinila dados e o grau de hidrogenação dado de mais de 90%. Estes produtos são especialmente adequados como a) de 0 a 44 % em peso de unidades de 1,2-vinil-butadieno da fórmula b) de 20 a 64 % em peso de unidades de 1,2-butileno da fórmula c) de 0 a 60% em peso de unidades de 1,4-butenileno da fórmu- la e d) de 0 a 60% em peso de unidades de 1,4-butileno da fórmula caracterizado pelo fato de que é na produção de corpos moldados de qual- quer espécie. 3. Emprego de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que é na produção de pneus e componentes de pneu. 4. Processo para preparar vinil-polibutadienos hidrogenados, como definidos na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que vinil- polibutadienos tendo um teor de vinila de 40 a 64 % em peso e um teor de 1,4-butenila de 36 a 60 % em peso são hidrogenados da maneira conven- cional a um grau de hidrogenação de 20 a 100% na presença de catalisado- res de hidrogenação, e a solução de hidrogenação é lavada com água, o polímero que precipita-se é separado do solvente e água e o polímero é em seguida secado até um teor de umidade de 1 a 5 % em peso. 5. Processo de acordo com reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a hidrogenação do vinil-polibutadieno é realizada na presença de um sal de níquel em combinação com um composto de alquila de alumínio, composições de revestimento, composições de selagem e aglutinantes.

Uma aplicação para corpos moldados de borracha sólida, por exemplo, para pneus ou componentes de pneu, não é descrita. O objetivo da presente invenção foi fornecer polivinilbutadienos hidrogenados que são adequados para a produção de corpos moldados só- lidos de qualquer espécie, especialmente para a produção de pneus e com- ponentes de pneu que têm alta resistência a oxigênio e ozônio e que têm alta elasticidade em baixas temperaturas. Os polivinilbutadienos hidrogena- dos de acordo com a invenção também são adequados para melhorar a re- sistência de impacto de materiais termoplásticos quando estes são mistura- dos com os polivinilbutadienos hidrogenados de acordo com a invenção. A presente invenção conseqüentemente fornece vinil- polibutadienos hidrogenados tendo graus de hidrogenação a partir de 20 a 100%, viscosidades Mooney na faixa a partir de 10 a 150 unidades de Moo- ney (ML 1 +4/IOO°C), temperaturas de transição vítrea (Tg) de < -57°C e en- talpias de fusão (ΔΗ) de < 30 J/g, os quais têm uma microestrutura de a) de 0 a 44% em peso de unidades de vinil-etileno da fórmula b) de 20 a 64% em peso de unidades de 1,2-butileno da fórmula c) de 0 a 60% em peso de unidades de 1,4-butenila da fórmula e d) de 0 a 60% em peso de unidades de 1,4-butileno da fórmula em que a relação molar de composto de alquila de alumínio para sal de ní- quel é de 1:1 a 10:1 e a quantidade de catalisador é de 0,001 a 0,05 mol/100 g de vinil-polibutadieno, após a hidrogenação o catalisador de hidrogenação é tratado através de tratamento da solução de hidrogenação sob condições de oxidação com um agente de complexação adequado para o níquel que forma-se e o níquel é removido da solução de hidrogenação em um proces- so de separação através de tratamento com vapor.

Excluído dos vinil-polibutadienos hidrogenados de acordo com a invenção está, de acordo com o Relatório Descritivo de Patente dos Estados Unidos N° 4 025 478, um vinil-polibutadieno hidrogenado tendo um teor trans de 4,7%, um teor de vinila de 0,2%, uma viscosidade de Mooney de 27 e uma relação de peso molecular Mw/Mn x 10'3 de 291/96, tal como descrito na Tabela 1 sob N° 3. A preferência é dada de acordo com a invenção a vinil- polibutadienos hidrogenados que têm um grau de hidrogenação de 20 a 100% e viscosidades de Mooney na faixa de 10 a 150, temperaturas de transição vítrea de < -80°C e entalpias de fusão de 0 a 30 J/g e que têm uma microestrutura de a) de 0 a 25% de vinil-etiieno, b) de 20 a 45% de unidades de 1,2-butileno, c) de 0 a 55% de unidades de 1,4-butenileno e d) de 0 a 55% de unidades de 1,4-butileno.

Os vinil-polibutadienos hidrogenados de acordo com a invenção têm pesos moleculares (Mn) na faixa a partir de 20.000 a 500.000, de prefe- rência de 60.000 a 300.000. A relação de peso molecular MJMn tem valores na faixa a partir de 1 a 20, de preferência de 1 a 10.

Os vinil-polibutadienos hidrogenados de acordo com a invenção tendo o relatório descritivo mencionado são obtidos de uma maneira conhe- cida por hidrogenação de vinil-polibutadienos correspondentes que têm um teor de vinila a partir de 40 a 64% em peso, de preferência de 45 a 60% em peso, e um teor de 1,4-butenila a partir de 36 a 60% em peso, de preferên- cia de 40 a 55% em peso.

Claims (2)

1. Vinil-polibutadienos hidrogenados, caracterizados pelo fato de que apresentam graus de hidrogenação de 20 a 100%, viscosidades Moo- ney na faixa de 10 a 150 unidades Mooney (ML 1+4/100Ό), temperaturas de transição vítrea (Tg) de < -57Ό e entalpias de fusão (ΔΗ) de < 30 J/g e tendo uma microestrutura com a) de 0 a 44% em peso de unidades de 1,2-vinil-butadieno da fórmula b) de 20 a 64 % em peso de unidades de 1,2-butileno da fórmula c) de 0 a 60% em peso de unidades de 1,4-butenileno da fórmu- la e d) de 0 a 60% em peso de unidades de 1,4-butileno da fórmula em que os vinil-polibutadienos hidrogenados não incluem polibutadieno sóli- do que é subsequentemente hidrogenado e apresenta um teor trans de 4,7%, um teor de vinila de 0,2%, uma viscosidade de Mooney ML 1+4 de 27 e uma relação de peso molecular Mw/Mn x 10'3 de 291/96.

2. Emprego de vinil-polibutadienos hidrogenados apresentando graus de hidrogenação de 20 a 100%, viscosidade de Mooney na faixa de 10 a 150 unidades de Mooney (ML 1+4/100Ό), temperatura de transição vítrea (Tg) de < -57Ό e entalpias de fusão (δΗ) de < 30 J/g que têm uma microes- trutura de