"PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE PÓ DE POLÍMERO, PÓ DEPOLÍMERO, USO DO MESMO, COMPOSIÇÕES DE PVC, USO DASMESMAS, E, MOLDADO"
A presente invenção refere-se à produção de um pó depolímero com propriedades de pó aperfeiçoadas, e a seu uso comomodifícador de impacto para aplicações em cloreto de polivinila (PVC)rígido. O modifícador de impacto é constituído de partículas de polímero deemulsão que apresentam uma estrutura núcleo-capa, sendo que a capa éconstituída de um polímero duro e o núcleo é constituído de um polímero deborracha reticulado mole.
Modificadores de impacto deste tipo são produzidosusualmente via um processo de polimerização em emulsão de radical livre emmúltiplos estágios.
A dispersão de modifícador resultante é convertida à forma depó via secagem por pulverização ou via precipitação e subseqüente secagemdo coagulado, e é misturada com PVC pulverulento e, se apropriado, comaditivos convencionais.
O princípio da modificação de impacto é baseada noembutimento de uma fase finamente dispersa de um polímero elástico molena fase de PVC contínua. Esta "fase de borracha" permite melhor dissipaçãode energia ao impacto.
À medida que aumenta a proporção em peso do núcleo naspartes de modifícador de impacto, obtém-se maior eficiência da resistência aimpacto. A EP 1 201 701 e EP 1 111 001 revelam que a proporção da fasemole de um modifícador de impacto deveria ser maximizada para maximizara resistência a impacto.
É de conhecimento geral que as propriedades de pó resultantestornam-se menos favoráveis à medida que o teor do núcleo de fase moleaumenta nas partículas de polímero a serem secadas. Se o teor do polímero decapa duro for muito pequeno, esta capa torna-se incompleta, e, portanto, umteor correspondentemente elevado do polímero de núcleo mole torna opolímero seco muito pegajoso. A pegajosidade prejudica severamente aspropriedades do pó, e reduz-se a capacidade de fluxo do pó capacidade defluxo do pó.
A US 4.278.576 ensina que a adição de um pó de carbonato decálcio precipitado, revestido hidrofobicamente, como auxiliar de capacidadede fluxo antes ou durante a secagem de uma dispersão de polímeromodificador de impacto com uma alta proporção em peso de núcleoaperfeiçoa as propriedades do pó resultante.
Constitui um objeto da presente invenção para aperfeiçoar aspropriedades de um pó modificador de impacto com uma alta proporção empeso de núcleo e com alta eficiência de resistência a impacto.
A invenção alcança o objeto via
um processo para a produção de pó de polímero de umadispersão de polímero aquosa, que compreende obter a dispersão aquosa daspartículas de polímero II via polimerização em emulsão aquosa iniciada comradical livre de pelo menos um monômero etilenicamente insaturado C napresença de partículas de polímero distribuídas de forma dispersa I, sendo que
a) o polímero do pelo menos um monômero insaturado Capresenta uma temperatura de transição vítrea > 60°C,
b) as partículas de polímero distribuídas de forma dispersa Isão obtidas via polimerização em emulsão aquosa iniciada com radical livrede uma mistura de monômeros I, constituída de
de 98,0 a 99,9 % em peso de pelo menos um monômeroetilenicamente insaturado A cuja polímero apresenta uma temperatura detransição vítrea < -20°C, e
de 0,1 a 2,0 % em peso de pelo menos um composto(monômero B) apresentando ação de reticulação e apresentando pelo menosdois grupos vinila não-conjugados,
c) a relação quantitativa da mistura de monômeros I paramonômero C é > 90 % em peso: < 10 % em peso, sendo que as quantidadestotais de mistura de monômeros I e monômero C dão um total de 100 % em peso,
d) o pó é produzido a partir da dispersão aquosa de partículasde polímero II
i. via secagem por pulverização na presença de 0,1 a 15 %em peso de pelo menos um agente anti-bloqueio, com base no peso total de partículas de polímero II, e subseqüente cominuição do pó bruto por meio deforças de cisalhamento induzidas mecanicamente e/ou pneumaticamente, ou
ii. via secagem no triturador mecânico e/ou pneumático napresença de 0,1 a 15 % em peso de pelo menos um agente anti-bloqueio,baseado na quantidade total de partículas de polímero II.
Verificou-se que as propriedades de pó propriedades de pó deum pó de polímero modificador de impacto produzido via secagem porpulverização na presença de 0,1 a 15 % em peso de um agente anti-bloqueiosão marcantemente aperfeiçoadas via cisalhamento subseqüente via forças decisalhamento induzidas mecanicamente e/ou pneumaticamente.
Quando comparado com o pó bruto, o pó assim tratadoapresenta capacidade de fluxo aperfeiçoada, maior densidade volumétrica, emenos tendência ao incrustação ao ser armazenado sob carga.
A invenção também proporciona composições de PVCcompreendendo o pó de polímero produzido por meio do processo inventivo, e proporciona moldados produzidos usando-se as composições de PVCresultantes.
O diâmetro médio das partículas das partículas de polímero IIsitua-se na faixa de 100 a 500 nm, de preferência, de 220 a 320 nm.
Os copolímeros de enxerto da constituição química inventivasão conhecidos per se.
O núcleo das partículas é constituído de um polímero deemulsão reticulado (polímero I) com uma temperatura de transição vítrea< -20°C. A capa é constituída de um polímero de pelo menos um monômero C, sendo que isto é compatível com PVC e apresentando uma temperatura detransição vítrea > 60°C.
O teor da capa de enxerto é de 10 a 0,1 % em peso, depreferência, de 7 a 3 % em peso. Ela compreende de 90 a 100 % em peso domonômero etilenicamente insaturado C. Exemplos do monômero C são metacrilatos de alquila CrC4, alquila acrilatos com CrC8, cloreto de vinila,estireno, ou acrilonitrila, ou misturas dos mesmos. O monômero C usado deforma particularmente preferível compreende metacrilato de metila. Alémdisso, também é possível adicionar outros monômeros etilenicamenteinsaturados copolimerizáveis aos monômeros C, sendo que as quantidades totais de monômero C e do monômero etilenicamente insaturado dão um totalde 100 % em peso. O polímero da capa é compatível vantajosamente comPVC.
Os copolímeros de enxerto compreendem de 90 a 99,9 % empeso, de preferência, de 93 a 97 % em peso, de um núcleo de enxerto mole constituído de uma borracha reticulada constituída dos monômeros A e B(polímero I).
A título de exemplo, os monômeros A foram selecionados dogrupo dos acrilatos de alquila Ci-Cg, de preferência, acrilato de butila, acrilatode 2-etilexila, ou de misturas dos mesmos. Além destes, também é possível adicionar outros monômeros etilenicamente insaturados copolimerizáveis aosmonômeros A. O conteúdo de monômero A é de 95 a 100 % em peso, sendoque as quantidades totais de monômero A e do monômero etilenicamenteinsaturado dão um total de 100 % em peso.
Os monômeros B atuam como agentes de reticulação e suasquantidades usadas são de 0,1 a 2,0 % em peso. Os monômeros B sãocompostos apresentando ação de reticulação e apresentando pelo menos doisgrupos vinila não-conjugados, sendo que exemplos compreendem metacrilatode alila, metacrilato de butanodiol, ou acrilato de diidrodiciclopentadienila.
A relação em peso do polímero I para monômero C é maiorque 90 % em peso até menor que 10 % em peso, de preferência, maior que 93% em peso até menor que 7 % em peso, de forma particularmente preferível,maior que ou igual a 97 % em peso até menor que ou igual a 3 % em peso,sendo que as quantidades totais dão um total de 100 % em peso. Verificou-se que a eficiência de resistência a impacto passa através de um ponto ótimo nafaixa inventiva.
Os polímeros de enxerto são preparados via polimerização ememulsão em dois estágios, primeiramente polimerizando os monômeros A + Bpara dar a borracha de poliacrilato reticulada, e, então, em sua presença, polimerizar os monômeros C. Os iniciadores usados podem compreenderiniciadores solúveis em água que se decompõem termicamente ou sistemasredox. Exemplos de iniciadores vantajosos de se decompõem termicamentesão peroxodissulfato de sódio, peroxodissulfato de potássio, ouperoxodissulfato de amônio. Exemplos de sistemas redox que podem serusados são hidroperóxidos em combinação com agentes redutores. O processode polimerização em emulsão pode empregar emulsificantes convencionais,como: alquila, arila, alcanila, derivados de Qo-Cn-alquila de ácidobenzenossulfônico, ou os correspondentes sulfatos, ou sulfatos de poliéter,ácidos graxos etoxilados, ésteres graxos etoxilados, alcoóis graxos etoxilados,aminas graxas etoxiladas, amidas graxas etoxiladas, alquilfenóis graxosetoxilados, ou ácidos organosfosfóricos. O processo de polimerização ememulsão ocorre a uma temperatura de 10 a 100°C. Ele pode ser realizado, sejacomo um processo em bateladas ou, então, em forma de um processo dealimentação, incluindo um procedimento envolvendo estágios ou gradientes.Prefere-se o procedimento de alimentação em que uma porção da mistura depolimerização é usada como carga inicial e é aquecida à temperatura depolimerização, e a polimerização incipiente é realizada e, então, adiciona-se oresto da mistura de polimerização, usualmente por meio de duas ou maislinhas de alimentação separadas, das quais uma ou mais compreendem osmonômeros em forma pura ou emulsificada, continuamente, em estágios, oucom imposição de um gradiente de concentração enquanto se conserva oprocesso de polimerização.
De acordo com a invenção, o copolímero de enxerto podeapresentar distribuição de tamanhos de partículas bi- ou multimodal. Ele podecompreender pelo menos dois tipos de borracha de enxerto que apresentam amesma constituição química, porque aqueles diâmetros médios de partículasdiferem em pelo menos 30 nm, de preferência, em pelo menos 50 nm. O teorindicado aqui do tipo de borracha de enxerto com o maior diâmetro médio daspartículas é de pelo menos 15 %, de preferência, de pelo menos 20 % e emparticular de pelo menos 25 %, baseado no copolímero de enxerto como umtodo. O seu diâmetro médio das partículas é, de preferência, de preferência, nafaixa de 200 a 500 nm, em particular de 250 a 350 nm. O teor do tipo deborracha de enxerto com o menor diâmetro médio das partículas é de pelomenos 5 %, de preferência, de pelo menos 8 %, e em particular de pelo menos12 %, baseado no polímero de enxerto como um todo. Seu diâmetro médiodas partículas situa-se, de preferência, na faixa de 50 a 250 nm, em particularde 80 a 200 nm. Além destes, podem estar presentes outros tipos de borrachade enxerto Yi, Y2, Y3, etc, sendo que seus diâmetros médios de partículassituam-se entre aqueles dos tipos X e Z da borracha de enxerto.
Distribuições de tamanhos de partículas multimodais podemser obtidas através de diversos métodos: uma distribuição objetivada detamanhos de partículas pode ser produzida até mesmo com parâmetros desíntese durante o processo de polimerização em emulsão. Também é possívelmisturar dispersões monomodais produzidas por meio de polimerização ememulsão segundo o processo de síntese, ou misturar pós apropriados após asdispersões terem secado.
Borrachas de enxerto com distribuição de tamanhos departículas definida, comparativamente estreita, são preparadas vantajosamentepor meio do método de "látex de semeadura". O látex de semeadura é aemulsão aquosa de um polímero dos monômeros C, de preferência, umhomopolímero de estireno, de metacrilato de metila, de um Acrilato de alquilaC1-C8, ou é um copolímero destes monômeros. O diâmetro médio daspartículas do polímero é, de preferência, de 10 a 50 nm. Neste método, aemulsão dos monômeros A + B é realizada na presença da carga inicial dolátex de semeadura, cujos sólidos montam a de 0,01 a 7 % em peso, depreferência, de 0,1 a 5 % em peso, dos monômeros. O diâmetro médio daspartículas da borracha de enxerto depende, portanto, da quantidade de sólidousado como carga inicial: se a quantidade de sólido for elevada, é possívelusar como fatores de controle a quantidade de látex de semeadura ou a suaconcentração.
O copolímero de enxerto de partículas finas obtido durante apolimerização dos monômeros C na presença da borracha de constituída dosmonômeros A + B é secado, e mistura-se quantidades de 1 a 25 % em peso domodificador de impacto pulverulento são misturados com pó de PVC e comaditivos convencionais, p. ex. cargas, estabilizadores, e auxiliares deprocessamento, e são processados por meio de métodos convencionais dandomoldados de PVC com alta resistência a impacto.
Outra possibilidade é combinar as partículas de polímero II domodificador de impacto, antes do processo de secagem com pulverização,com partículas de polímero III obtidas via polimerização em emulsão aquosainiciada com radical livre de pelo menos um monômero etilenicamenteinsaturado D, sendo que estes apresentam uma temperatura de transição vítrea> 50°C (monômeros D).
Exemplos dos monômeros D são acrilatos de alquila CrC8,metacrilatos de alquila CrC4, estireno, acrilonitrila, ácido metacrílico, ácidoacrílico, ou compostos apresentando ação de reticulação e apresentando pelomenos dois grupos vinila não-conjugados, ou misturas dos mesmos. Alémdestes, também é possível adicionar outros monômeros etilenicamenteinsaturados copolimerizáveis aos monômeros D, sendo que as quantidadestotais de monômero D e do monômero etilenicamente insaturado dão um totalde 100 % em peso.
Estas partículas de polímero D apresentam, de preferência,uma constituição de copolímero que é miscível com PVC. Se as partículas depolímero D adicionadas não são partículas reticuladas, uma constituição decopolímero preferida é constituída de pelo menos 75 % em peso demetacrilato de metila e até 25 % em peso de outros acrilatos de alquila Ci-C8e metacrilatos de alquila CrC4. Outra constituição preferida de copolímerocompreende pelo menos 65 % em peso de estireno e até 35 % em peso deacrilonitrila.
O diâmetro médio das partículas das partículas de polímero IIIé de 50 a 300 nm, de preferência, de 70 a 170 nm. O teor é superior a 5 % empeso e inferior a 30 % em peso, com base na quantidade de partículas depolímero II.
Exemplos de outros monômeros etilenicamente insaturadoscopolimerizáveis que também podem ser adicionados aos monômeros A, C eD são ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido etilacrílico, ácido alilacético,ácido crotônico, ácido vinilacético, hemiésteres maléicos, como maleato demonometila, suas misturas ou seus sais de amônio e de metal de álcali, 1-olefinas lineares, 1-olefinas de cadeia ramificada ou olefinas cíclicas, p. ex.eteno, propeno, buteno, isobuteno, penteno, ciclopenteno, hexeno, cicloexeno,octeno, 2,4,4-trimetil-l-penteno, se desejado misturado com 2,4,4-trimetil-2-penteno, Cg-Cio olefina, 1-dodeceno, C12-C14 olefina, octadeceno, 1-eicoseno(C2o), C20-C24 olefina; oligoolefinas preparadas via catalise de metaloceno eapresentando uma dupla ligação terminal, p. ex. oligopropeno, oligoexeno, eoligooctadeceno; olefinas preparadas via polimerização catiônica eapresentando alto teor de a-olefina, p. ex. poliisobuteno.
Alquil éteres de alila e vinila apresentando de 1 a 40 átomos decarbono no radical alquila, sendo que o radical alquila também pode portaroutros substituintes, como um grupo hidróxi, um grupo amino, ou um grupodialquilamino, ou podem portar um ou mais grupos alcoxilato, p. ex. metilvinil éter, etil vinil éter, propil vinil éter, isobutil vinil éter, 2-etilexil viniléter, vinil cicloexil éter, vinil 4-hidroxibutil éter, decil vinil éter, dodecil viniléter, octadecil vinil éter, 2-(dietilamino)etil vinil éter, 2-(di-n-butilamino)etilvinil éter, metildiglicol vinil éter, e também os correspondentes alil éteres emisturas dos mesmos.
Acrilamidas e acrilamidas substituídas por alquila, p. ex.acrilamida, metacrilamida, N-t-butilacrilamida, N-metil(met)acrilamida.
Monômeros contendo grupos sulfo, p. ex.. ácido alilsulfônico,ácido metalilsulfônico, estirenosulfonato, ácido vinilsulfônico, ácidoaliloxibenzenossulfônico, ácido 2-acrilamido-2-metilpropanossulfônico, seussais de amônio ou de metal alcalino correspondentes, e misturas dos mesmos.
Alquil ésteres com Q-Cg ou ésteres de hidroxialquila C1-C4 deácido acrílico, ácido metacrílico, ou ácido maléico, ou ésteres de alcoóis comC1-C18 alcoxilados com de 2 a 50 mol de oxido de etileno, de oxido depropileno, de oxido de butileno, ou de misturas dos mesmos, com ácidoacrílico, ácido metacrílico, ou ácido maléico, p. ex. metil (met)acrilato, etil(met)acrilato, propil (met)acrilato, isopropil (met)acrilato, butil (met)acrilato,hexil (met)acrilato, 2-etilexil (met)acrilato, hidroxietil (met)acrilato,hidroxipropil (met)acrilato, monoacrilato de 1,4-butanodiol, maleato dedibutila, acrilato de etildiglicol, acrilato de metilpoliglicol (11 EO), ésteres10
(met)acrílicos de oxo-álcool com C13/C15 reagidos com 3, 5, 7, 10, ou 30 molde oxido de etileno e, respectivamente, suas misturas.
(Met)acrilatos de alquilaminoalquila oualquilaminoalquil(met)acrilamidas ou seus produtos de quaternização, p. ex.(met)acrilato de 2-(N,N-dimetilamino)etila, (met)acrilato de 3-(N,N-dimetilamino)propila, cloreto de (met)acrilato de 2-(N,N,N-trimetilamônio)etila, 2-dimetilaminoetil(met)acrilamida, 3-dimetilamino-propil(met)acrilamida, cloreto de propil(met)acrilamida de 3-trimetilamônio.
Esteres de alila e vinila de ácidos monocarboxílicos com CrC30, p. ex. formiato de vinila, acetato de vinila, propionato de vinila, butiratode vinila, valerato de vinila, 2-etilexanoato de vinila, nonanoato de vinila,decanoato de vinila, pivalato de vinila, palmitato de vinila, estearato de vinila,laureato de vinila.
Outros monômeros que podem ser mencionados são:
N-Vinilformamida, N-vinil-N-metilformamida, estireno, oc-metilestireno, 3-metilestireno, butadieno, N-vinilpirrolidona, N-vinilimidazol,1 -vinil-2-metilimidazol, 1 -vinil-2-metilimidazolina, N-vinilcaprolactama,acrilonitrila, metacrilonitrila, álcool de alila, 2-vinilpiridina, 4-vinilpiridina,cloreto de dialildimetilamônio, cloreto de vinilideno, cloreto de vinila,acroleína, metacroleína, e vinilcarbazol, e misturas dos mesmos.
É possível adicionar antioxidantes na dispersão antes doprocesso de secagem com pulverização. A forma em que os antioxidantes sãomisturados com a dispersão de polímero é a de pelotas, de sólidopulverulento, ou, de preferência, de dispersão. A adição de antioxidantes édescrita a título de exemplo na EP 44 159 e EP 751 175. Um objetivoparticular para se adicionar antioxidantes é o de evitar aquecimentoespontâneo e ignição espontânea do produto secado com pulverização duranteo armazenamento e o transporte. Antioxidantes preferidos são aquelesselecionados da classe de substâncias dos alquilfenóis obstruídosestericamente ou de seus condensados. Antioxidantes possíveis podem serencontrados em Plastics Additives Handbook, 5a ed., Munich 2000, 1-139,Hanser Verlag.
Agentes anti-bloqueio também são adicionados na dispersãodurante o processo de secagem com pulverização. As quantidades adicionadasdo agente anti-bloqueio são de 0,1 a 15 % em peso, de preferência, de 3 a 8 %em peso. Em uma concretização preferida usa-se agentes anti-bloqueiohidrofobizados. Os agentes anti-bloqueio são pós de partículas finas, porexemplo, constituídos de carbonato de cálcio, talco, ou sílicas. Exemplos deagentes anti-bloqueio hidrofobizados são carbonato de cálcio revestido comácidos graxos ou com alcoóis graxos, por exemplo ácido esteárico ou ácidopalmítico, ou sílicas modificadas quimicamente por meio de tratamentosuperficial com silanos reativos, por exemplo com clorosilanos ou comhexametildissilazano. E preferível usar carbonato de cálcio revestido comácido esteárico. O tamanho das partículas primárias dos agentes anti-bloqueioé, de preferência, menor que 100 nm.
E possível usar qualquer um dos moinhos conhecidos pelapessoa versada na arte para moagem fina, de forma a aplicar cisalhamento nopó obtido do processo de secagem com pulverização e cominuir o mesmo.
Estes compreendem moinhos de corte, moinhos de impacto, como moinhoscom impacto por rotor ou moinhos com impacto de jato, moinhos rolantes,moinhos de rolos, ou rolos de desbaste, moinhos compreendendo materiais dedesbaste, p. ex. moinhos de orifício, moinhos de haste, moinhos autógenos,moinhos planetários, moinhos vibratórios, moinhos centrífugos, ou moinhosagitados, e também secadoras com moinho. O maquinário de cominuiçãoencontra-se descrito em Ullmann 's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6aed., vol. 11, p. 70 e vol. 33, pp. 41-81. É preferível usar moinhos queapresentam classificação de peneira, e equipamento particularmente preferidocompreende granuladores finos com peneiras e granuladores finos comrotores (desbastadores-picadores).
Exemplos
Teores de sólidos foram determinados geralmente por meio desecagem de uma quantidade definida do polímero dispersão aquosa (cerca de5 g) a 140°C em uma cabine de secagem a peso constante. Em cada casorealizou-se duas medições separadas. O valor indicado de cada um dosexemplos é o valor médio dos dois resultados de medição.
O diâmetro médio das partículas do partículas de copolímerofoi determinado geralmente via difração de luz dinâmica em uma dispersãoaquosa com de 0,005 a 0,01 % em peso, a 23°C, por meio de um AutosizerIIC da Malvern Instruments, Inglaterra. O valor indicado é o diâmetro médioda avaliação cumulativa (média z cumulativa) da função de auto-correlaçãomedida (padrão ISO 13321).
Exemplo 1
Uma mistura constituída de 323,8 g de água deionizada e 2,27g de um látex de polímero aquoso a 33 % em peso (preparado viapolimerização em emulsão de estireno iniciada com radical livre) com umdiâmetro ponderai médio das partículas DW5o de 30 nm foi aquecida a 80°Csob nitrogênio em um reator de polimerização com volume de 2 litros comagitador de lâmina e equipamento de aquecimento/resfriamento. Com esteobjetivo, adicionou-se 8,06 g de uma solução aquosa a 7 % em peso deperoxodissulfato de sódio na temperatura indicada acima. Após 10 min,iniciou-se o fluxo de alimentação 1 e o fluxo de alimentação 2. Um fluxo dealimentação 1 foi introduzido de maneira dosada, uniformemente, ao longo de3 h. O fluxo de alimentação 2 foi introduzido de maneira dosada,uniformemente, ao longo de 5 h.
Fluxo de alimentação 1 foi uma emulsão aquosa preparada a partir de191,7 g de água deionizada
10,0 g de uma solução aquosa a 45 % em peso do sal de sódio de um
sulfonato de difenil éter substituído em C12 (Dowfax® 2A1, marcacomercial da Dow Chemical Company)
40,0 g de uma solução aquosa a 3 % em peso de pirofosfato de sódio
708,94 g de n-butila acrilato
3,56 g de metacrilato de alila
O fluxo de alimentação 2 foi dividido por 24,2 g de umasolução aquosa a 7 % em peso de peroxodissulfato de sódio.
Uma vez terminado o fluxo de alimentação 1, iniciou-se ofluxo de alimentação 3 após 1 h e foi introduzido de maneira dosada,uniformemente, ao longo de 1 h.
O fluxo de alimentação 3 era uma emulsão aquosa preparada a partir de
54,15 g de água deionizada
5,0 g de uma solução aquosa a 45 % em peso do sal de sódio de umsulfonato de difenil éter substituído em Cn (Dowfax® 2A1, marcacomerical da Dow Chemical Company)
37,5 g de metacrilato de metila
Uma vez terminados os fluxos de alimentação 2 e 3,prosseguiu-se agitando a 80°C durante mais 0,5 h, e a mistura de reação foientão resfriada à temperatura ambiente. A dispersão aquosa de polímeroresultante apresentou um teor de sólidos de 52,8 % em peso. O tamanhomédio das partículas foi de 303 nm.
Exemplo Comparativo 1
Preparou-se uma dispersão de acordo com a especificação doExemplo Inventivo 1 com a diferença indicada a seguir:
O fluxo de alimentação 1 foi uma emulsão aquosa preparada apartir de
125,1 g de água deionizada
10,0 g de uma solução aquosa a 45 % em peso do sal de sódio de umsulfonato de difenil éter substituído em C12 (Dowfax® 2A1, marcacomercial da Dow Chemical Company)
40,0 g de uma solução aquosa a 3 % de pirofosfato de sódio
608,25 g de n-butil acrilato
3,00 g de metacrilato de alilaO fluxo de alimentação 3 foi uma emulsão aquosa preparada apartir de
54,15 g de água deionizada5,0 g de uma solução aquosa a 45 % em peso do sal de sódio de umsulfonato de difenil éter substituído em C12 (Dowfax® 2A1, marcacomercial da Dow Chemical Company)138,75 g de metacrilato de metila
A dispersão aquosa de polímero resultante apresentou um teorde sólidos de 53,2 % em peso. O tamanho médio das partículas foi de 305 nm.
Exemplo Comparativo 2
Preparou-se uma dispersão de acordo com a descrição doExemplo Inventivo 1 com a diferença a seguir:
O fluxo de alimentação 1 foi uma emulsão aquosa preparada apartir de
191,7 g de água deionizada10,0 g de uma solução aquosa a 45 % em peso do sal de sódio de umsulfonato de difenil éter substituído em C12 (Dowfax® 2A1, marcacomercial da Dow Chemical Company)40,0 g de uma solução aquosa a 3 % de pirofosfato de sódio671,63 g de n-butil acrilato3,38 g de metacrilato de alila
O fluxo de alimentação 3 foi uma emulsão aquosa preparada apartir de:
54,15 g de água deionizada5,0 g de uma solução aquosa a 45 % em peso do sal de sódio de umsulfonato de difenil éter substituído em C12 (Dowfax® 2A1, marcacomercial da Dow Chemical Company)75,0 g de metacrilato de metila
A dispersão aquosa de polímero resultante apresentou um teorde sólidos de 53,5 % em peso. O tamanho médio das partículas foi de 299 nm.
Exemplo Comparativo 3
Preparou-se uma dispersão de acordo com a descrição do
Exemplo Inventivo 1 com a diferença a seguir:
O fluxo de alimentação 1 foi uma emulsão aquosa preparada apartir de:191,7 g de água deionizada10,0 g de uma solução aquosa a 45 % em peso do sal de sódio de um
sulfonato de difenil éter substituído em C12 (Dowfax® 2A1, marcacomercial da Dow Chemical Company)
40,0 g de uma solução aquosa a 3 % de pirofosfato de sódio690,28 g de n-butil acrilato3,47 g de metacrilato de alila
O fluxo de alimentação 3 foi uma emulsão aquosa preparada apartir de:
54,15 g de água deionizada5,0 g de uma solução aquosa a 45 % em peso do sal de sódio de umsulfonato de difenil éter substituído em C12 (Dowfax® 2A1, marcacomercial da Dow Chemical Company)
56,25 g de metacrilato de metila
A dispersão aquosa de polímero resultante apresentou um teor de sólidos de 53,6 % em peso. O tamanho médio das partículas foi de 300 nm.
Exemplo Comparativo 4
Preparou-se uma dispersão de acordo com a descrição do
Exemplo Inventivo 1 com a diferença a seguir:
O fluxo de alimentação 1 foi uma emulsão aquosa preparada apartir de:
191,7 g de água deionizada10,0 g de uma solução aquosa a 45 % em peso do sal de sódio de umsulfonato de difenil éter substituído em C12 (Dowfax® 2Al, marcacomercial da Dow Chemical Company)40,0 g de uma solução aquosa a 3 % de pirofosfato de sódio727,59 g de n-butil acrilato3,66 g de metacrilato de alila
O fluxo de alimentação 3 foi uma emulsão aquosa preparada apartir de:
54,15 g de água deionizada5,0 g de uma solução aquosa a 45 % em peso do sal de sódio de umsulfonato de difenil éter substituído em Cn (Dowfax® 2A1, marcacomercial da Dow Chemical Company)18,75 g de metacrilato de metila
A dispersão aquosa de polímero resultante apresentou um teorde sólidos de 53,1 % em peso. O tamanho médio das partículas foi de 291 nm.
Exemplo Comparativo 5Uma mistura constituída de 323,8 g de água deionizada e 2,27g de um látex de polímero aquoso a 33 % em peso (preparado viapolimerização em emulsão de estireno iniciada com radical livre) com umdiâmetro ponderai médio das partículas DW50 de 30 nm foi aquecida a 80°Csob nitrogênio em um reator de polimerização com volume de 2 litros comagitador de lâmina e equipamento de aquecimento/resfriamento. Com esteobjetivo, adicionou-se 8,06 g de uma solução aquosa a 7 % em peso deperoxodissulfato de sódio à temperatura previamente indicada. Após 10 minfluxos de alimentação foram introduzidos de maneira dosada, uniformemente,ao longo de 3 h.
O fluxo de alimentação 1 foi uma emulsão aquosa preparada apartir de:
245,87 g de água deionizada15,0 g de uma solução aquosa a 45 % em peso do sal de sódio de um
sulfonato de difenil éter substituído em C12 (Dowfax® 2A1, marcacomercial da Dow Chemical Company)
40,0 g de uma solução aquosa a 3 % de pirofosfato de sódio746,25 g de n-butil acrilato3,75 g de metacrilato de alila
O fluxo de alimentação 2 foi dividido por 24,2 g de umasolução aquosa a 7 % em peso de peroxodissulfato de sódio.
Uma vez terminados os fluxos de alimentação 1 e 2,prosseguiu-se agitando a 80°C durante mais 0,5 h, e a mistura de reação foientão resfriada à temperatura ambiente. A dispersão aquosa de polímeroresultante apresentou um teor de sólidos de 53,0 % em peso. O tamanho médio das partículas foi de 288 nm.
Exemplo Inventivo 2
Uma mistura constituída de 323,8 g de água deionizada e 3,64g de um látex de polímero aquoso a 33 % em peso (preparado viapolimerização em emulsão de estireno iniciada com radical livre) com um diâmetro ponderai médio das partículas DW5o de 30 nm foi aquecida a 80°Csob nitrogênio em um reator de polimerização com volume de 2 litros comagitador de lâmina e equipamento de aquecimento/resfriamento. Com esteobjetivo, adicionou-se 8,06 g de uma solução aquosa a 7 % em peso deperoxodissulfato de sódio à temperatura previamente indicada. Após 10 mininiciou-se o fluxo de alimentação 1 e o fluxo de alimentação 2. O fluxo dealimentação 1 foi introduzido de maneira dosada, uniformemente, ao longo de3 h. O fluxo de alimentação 2 foi introduzido de maneira dosada,uniformemente, ao longo de 5 h.
O fluxo de alimentação 1 foi uma emulsão aquosa preparada apartir de:
191,2 g de água deionizada
10,0 g de uma solução aquosa a 45 % em peso do sal de sódio de umsulfonato de difenil éter substituído em C12 (Dowfax® 2A1, marcacomercial da Dow Chemical Company)
40,0 g de uma solução aquosa a 3 % de pirofosfato de sódio
709,83 g de n-butil acrilato
2,67 g de metacrilato de alila
O fluxo de alimentação 2 foi dividido por 24,2 g de umasolução aquosa a 7 % em peso de peroxodissulfato de sódio.
Uma vez terminado o fluxo de alimentação 1, iniciou-se ofluxo de alimentação 3 após 1 h e foi introduzido de maneira dosada,uniformemente, sobre 1 h.
O fluxo de alimentação 3 foi uma emulsão aquosa preparada apartir de:
54,15 g de água deionizada
5,0 g de uma solução aquosa a 45 % em peso do sal de sódio de umsulfonato de difenil éter substituído em C12 (Dowfax® 2A1, marcacomercial da Dow Chemical Company)
37,5 g de metacrilato de metila
Uma vez que os fluxos de alimentação 2 e 3 terminaram,continuou-se agitando a 80°C durante mais 0,5 h, e a mistura de reação foientão resinada à temperatura ambiente. A dispersão aquosa de polímeroresultante apresentou um teor de sólidos de 53,5 % em peso. O tamanhomédio das partículas foi de 266 nm.Exemplo Comparativo 6
Preparou-se uma dispersão de acordo com a descrição doExemplo Inventivo 2 com a diferença a seguir:
O fluxo de alimentação 1 foi uma emulsão aquosa preparada apartir de:
191,7 g de água deionizada
10,0 g de uma solução aquosa a 45 % em peso do sal de sódio de umsulfonato de difenil éter substituído em C12 (Dowfax® 2A1, marcacomercial da Dow Chemical Company)
40,0 g de uma solução aquosa a 3 % de pirofosfato de sódio
672,47 g de n-butil acrilato
2,53 g de metacrilato de alila
O fluxo de alimentação 3 foi uma emulsão aquosa preparada apartir de:
54,15 g de água deionizada
5,0 g de uma solução aquosa a 45 % em peso do sal de sódio de umsulfonato de difenil éter substituído em C12 (Dowfax® 2A1, marcacomercial da Dow Chemical Company)
75,0 g de metacrilato de metila
A dispersão aquosa de polímero resultante apresentou um teorde sólidos de 53,6 % em peso. O tamanho médio das partículas foi de 264 nm.
Exemplo Comparativo 7
Preparou-se uma dispersão de acordo com a descrição doExemplo Inventivo 2 com a diferença a seguir:
O fluxo de alimentação 1 foi uma emulsão aquosa preparada apartir de:
191,7 g de água deionizada
10,0 g de uma solução aquosa a 45 % em peso do sal de sódio de umsulfonato de difenil éter substituído em C12 (Dowfax® 2Al, marcacomercial da Dow Chemical Company)
40,0 g de uma solução aquosa a 3 % de pirofosfato de sódio
691,13 g de n-butil acrilato
2,63 g de metacrilato de alila
O fluxo de alimentação 3 foi uma emulsão aquosa preparada apartir de:54,15 g de água deionizada
5,0 g de uma solução aquosa a 45 % em peso do sal de sódio de umsulfonato de difenil éter substituído em C12 (Dowfax® 2A1, marcacomercial da Dow Chemical Company)
56,25 g de metacrilato de metila
A dispersão aquosa de polímero resultante apresentou um teorde sólidos de 53,5 % em peso. O tamanho médio das partículas foi de 260 nm.
Exemplo Comparativo 8
Preparou-se uma dispersão de acordo com a descrição doExemplo Inventivo 2 com a diferença a seguir:
O fluxo de alimentação 1 foi uma emulsão aquosa preparada apartir de:
191,7 g de água deionizada
10,0 g de uma solução aquosa a 45 % em peso do sal de sódio de umsulfonato de difenil éter substituído em C12 (Dowfax® 2A1, marcacomercial da Dow Chemical Company)
40,0 g de uma solução aquosa a 3 % de pirofosfato de sódio
728,51 g de n-butil acrilato
2,74 g de metacrilato de alila
O fluxo de alimentação 3 foi uma emulsão aquosa preparada apartir de:
54,15 g de água deionizada
5,0 g de uma solução aquosa a 45 % em peso do sal de sódio de umsulfonato de difenil éter substituído em C12 (Dowfax® 2A1, marcacomercial da Dow Chemical Company)
18,75 g de metacrilato de metila
A dispersão aquosa de polímero resultante apresentou um teorde sólidos de 53,8 % em peso. O tamanho médio das partículas foi de 262 nm.
Exemplo Comparativo 9
Uma mistura constituída de 323,8 g de água deionizada e 3,64g de um látex de polímero aquoso a 33 % em peso (preparado viapolimerização em emulsão de estireno iniciada com radical livre) com umdiâmetro ponderai médio das partículas DWso de 30 nm foi aquecida a 80°Csob nitrogênio em um reator de polimerização com volume de 2 litros comagitador de lâmina e equipamento de aquecimento/resfriamento. Com esteobjetivo, adicionou-se 8,06 g de uma solução aquosa a 7 % em peso deperoxodissulfato de sódio à temperatura previamente indicada. Após 10 mininiciou-se o fluxo de alimentação 1 e o fluxo de alimentação 2. Ambos osfluxos foram introduzidos de maneira dosada, uniformemente, ao longo de 3h.
O fluxo de alimentação 1 foi uma emulsão aquosa preparada apartir de:
245,34 g de água deionizada
15,0 g de uma solução aquosa a 45 % em peso do sal de sódio de umsulfonato de difenil éter substituído em Cn (Dowfax® 2A1, marcacomercial da Dow Chemical Company)
40,0 g de uma solução aquosa a 3 % de pirofosfato de sódio
747,19 g de n-butil acrilato
2,81 g de metacrilato de alila
O fluxo de alimentação 2 foi dividido por 24,2 g de umasolução aquosa a 7 % em peso de peroxodissulfato de sódio.
Uma vez terminados os fluxos de alimentação 1 e 2,prosseguiu-se agitando a 80°C durante mais 0,5 h, e a mistura de reação foientão resfriada à temperatura ambiente. A dispersão aquosa de polímeroresultante apresentou um teor de sólidos de 53,3 % em peso. O tamanhomédio das partículas foi de 260 nm.
Determinação da resistência a impacto de moldados de PVC
Uma mistura constituída de:
100 partes de pó de PVC (Solvin 265 RE, Solvay)
7 partes de estabilizante de Pb (Baeropan R 2930 SP 1, Baerlocher)
6 partes de CaC03 (Hydrocarb 95 T, Omya), e
4 partes de TÍO2 (Kronos 2220, Kronos International)
juntamente com 7 partes (baseado no teor de sólidos) dasdispersões de polímero dos Exemplos Inventivos 1 e 2 e dos ExemplosComparativos de 1 a 9, foi carregada em um rolo (moinho de dois rolos 110Pda Collin GmbH), e produziu-se uma lâmina moída por meio de moagem comrolo a 180°C durante 8 min. Isto foi prensado a 190°C durante 8 min a 15 bare, então, durante 5 min a 200 bar para dar uma lâmina prensada, que foiresfriada a 200 bar ao longo de 8 min. Retirou-se com o uso de serra doiscorpos de prova da lâmina prensada e, em seguida, ranhuradas. Asresistências a impacto com ranhura foram determinadas por meio do métodode Charpy com base em DIN 53753. Usou-se corpos de prova com espessurade 3 mm e estas foram ranhuradas com Vs duplos com raio da ranhura de 0,1mm. Usou-se um testador de impacto com pêndulo Zwick (B5102E) pararealizar o teste, sendo que o valor nominal para a energia disponível dopêndulo é de 1 J. O valor médio foi calculado a partir de dez mediçõesindividuais.
Tabela 1
<table>table see original document page 22</column></row><table>
Secagem por pulverização
Uma dispersão de polímero de acordo com Exemplo 1 foisecada com pulverização. A secagem por pulverização ocorreu em uma torrede pulverização com atomização por bocais de fluido simples de 1,0 mm a 45bar usando-se o método de N2 direto com temperatura de entrada na torre de135°C e temperatura de saída de 58°C. 4,0 % em peso (com base no teor desólidos da dispersão) de carbonato de cálcio revestido com ácido esteárico(Winnofíl S da Solvay) foram introduzidos continuamente de maneira dosadapelo alto da torre de pulverização com o auxílio de uma rosca duplacontrolada por peso, simultaneamente à dispersão de polímero.
Propriedades de póTamanho do grão
Tamanho ponderai médio das partículas d50 foi medido comum Malvern Mastersizer 2000/Hydro 2000 G.
Densidade volumétrica
Densidade volumétrica foi determinada de acordo com EN ISO 60.
Capacidade de fluxo
A determinação da capacidade de fluxo foi baseada em DINEN ISO 2431. Usou-se aqui um copo de fluxo DIN 53 211 com bocal de 6 mm.
Incrustação
A tendência à incrustação foi medido carregando-se 200 g dopó de teste com uma peneira de 1000 um em um tubo de plástico (diâmetrointerno de 100 mm, altura de 160 mm) posicionada sobre um disco de Petri(diâmetro de 120 mm). Colocou-se na carga de pó uma lâmina de plásticocircular (diâmetro de 98 mm) e um peso (latão) de 15 kg. Após um tempo depermanência de 2 h a 22°C, os pesos foram removidos e o pó prensado foitransferido cuidadosamente para uma peneira de 2000 um em uma máquinaagitadora de peneira (Fritsch analysette 3Pro). O empilhamento de peneirasfoi fechado e a amostra foi peneirada com uma amplitude de 0,4 mm. Mediu-se o tempo necessário para que todo o pó caísse através da peneira.
Exemplo 3
O pó de polímero obtido do processo de secagem compulverização foi cisalhado por meio de um granulador fino baseado em rotor(RFG 150 da Alexanderwerk) com inserção de peneira de 0,5 mm.
Exemplo Inventivo 4
O pó de polímero obtido do processo de secagem compulverização foi cisalhado por meio de um granulador fino baseado em rotor(RFG 150 da Alexanderwerk) com uma inserção de peneira de 0,63 mm.Exemplo 5
O pó de polímero obtido do Exemplo Inventivo 4 foi cisalhadopor meio de um granulador fino baseado em rotor (RFG 150 daAlexanderwerkd) com inserção de peneira de 0,5 mm.
Exemplo 6
O pó de polímero obtido do processo de secagem compulverização foi cisalhado a 700 rpm por meio de um desbastador-picador(R165N da Alexanderwerkd) com inserção de peneira de 0,3 mm.
Exemplo 7
O pó de polímero obtido do processo de secagem compulverização foi cisalhado a 700 rpm por meio de um desbastador-picador(R165N da Alexanderwerkd) com inserção de peneira de 0,63 mm.Exemplo 8
O pó de polímero obtido do processo de secagem compulverização foi cisalhado a 330 rpm por meio de um desbastador-picador(R300N da Alexanderwerkd) com inserção de peneira de 0,3 mm.
Exemplo Comparativo 10
O pó de polímero obtido do processo de secagem compulverização foi usado diretamente.
Tabela 2
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