ES2224741T3 - Composiciones antibloqueantes/antiadherentes y procedimiento de preparacion de las mismas. - Google Patents

Composiciones antibloqueantes/antiadherentes y procedimiento de preparacion de las mismas.

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ES2224741T3 ES99965604T ES99965604T ES2224741T3 ES 2224741 T3 ES2224741 T3 ES 2224741T3 ES 99965604 T ES99965604 T ES 99965604T ES 99965604 T ES99965604 T ES 99965604T ES 2224741 T3 ES2224741 T3 ES 2224741T3
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Abstract

Un procedimiento para la producción de un agente antibloqueante/antiadherente que comprende el tratamiento de la superficie del talco con un siloxano funcionalizado, un poliéter funcionalizado, o un polímero basado en carbono.

Description

Composiciones antibloqueantes/antiadherentes y procedimiento de preparación de las mismas.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un producto, un proceso para su preparación y el uso del mismo en la producción de película de plástico. Más específicamente, la presente invención se refiere a un talco antibloqueo antiadherente, un proceso para la preparación del mismo y su uso como aditivo en la producción de película de poliolefina.
Las películas de poliolefina producidas de acuerdo con el proceso de la presente invención son útiles en un amplio intervalo de aplicaciones de empaquetado y en cubierta de películas
Antecedentes de la invención
Las películas de poliolefina se usan extensamente en aplicaciones de empaquetado y en recubrimientos de película. El uso de películas continuas de poliolefina continúa aumentando a medida que aparecen nuevas oportunidades de mercado en áreas donde era tradicional el uso de papel. La versatilidad de la película proporciona una perspectiva de crecimiento potencial infinita para el producto en el futuro. Sin embargo, existe un problema inherente en el uso de películas de plástico que puede retardar su aceptación y crecimiento en el mercado, estas se adhieren entre sí. Cuando se produce o usa la película de plástico en diversas aplicaciones, existe una tendencia para que las películas que están en contacto se adhieran entre sí o se "bloqueen", haciendo que la separación de la película, la apertura de bolsas fabricadas con la película o encontrar el fin de la película en un rollo de plástico sea difícil. La presente invención se refiere a composiciones de resina de poliolefina que se han diseñado específicamente para tener una capacidad antibloqueante satisfactoria.
Los agentes antibloqueo son materiales que se añaden a las resinas de poliolefina para volver rugosa antiadherente su superficie y, por tanto, evitar que las capas de la película de plástico se adhieran entre sí, de aquí que el término "agente antibloqueante" se aplique a los mencionados materiales. Aunque los materiales inorgánicos tales como, por ejemplo, tierra de diatomeas, sílice sintética y talco se sabe que reducen el bloqueo cuando se añaden a las composiciones de resina de película de poliolefina, cada uno tiene ventajas y desventajas críticas.
Una ventaja comparativa de la tierra de diatomeas es que se sabe que es un agente antibloqueante moderado, cuando se usa como agente antibloqueante. Sin embargo, se sabe también que la tierra de diatomeas afecta de manera adversa las propiedades físicas de la película, tales como la transparencia de la película, el velo de la película, y es muy abrasiva y moderadamente cara, y puede representar una seria amenaza para la salud. Se sabe que los silicatos sintéticos son efectivos como antibloqueantes, sin embargo, una desventaja significativa de la sílice es que es muy cara. Por otra parte, cada vez se utiliza más el talco como un agente antibloqueante efectivo en vez de la tierra de diatomeas y la sílice sintética debido a una ventaja significativa de costes sobre ambos. Sin embargo, una desventaja principal cuando se añade talco a las resinas de película de poliolefina, es que adsorbe agresivamente otros aditivos de la película, tales como los antioxidantes, agentes antideslizantes y coadyuvantes del procesado. La ausencia, o el nivel reducido de estos aditivos en las composiciones de resina de poliolefina durante la producción, causa de manera rutinaria problemas de procesado y produce serios problemas de calidad de la película.
Por ejemplo, los antioxidantes se añaden para mejorar la estabilidad de la película, los agentes antideslizantes están presentes en la resina para mejorar la conversión de la película mientras que los coadyuvantes del procesado se emplean para mejorar la calidad de la película y para proporcionar la lubricación durante la extrusión de la película eliminando la fractura en fundido. La fractura en fundido es una medida de la uniformidad de la superficie de la película, la apariencia y la resistencia. De los tres aditivos mencionados aquí, los coadyuvantes del procesado son los más adversamente afectados por la presencia de agentes antibloqueantes. Aunque se conoce bien que los agentes antibloqueantes adsorben los coadyuvantes del procesado, los agentes antibloqueantes de talco adsorben mayores cantidades de coadyuvantes del procesado que los antibloqueantes de tierra de diatomeas o de sílice sintética. Consiguientemente, cuando las composiciones de resina se producen conteniendo aditivos que incluyen talco antibloqueo, es necesario aumentar la dosificación de coadyuvantes del procesado. El aumento de la dosificación tiene efectos adversos sobre la economía de toda la producción de la película de plástico.
Por tanto, es necesaria una nueva generación de agentes antibloqueo de talco que adsorban menos coadyuvantes de procesado que la sílice sintética o la tierra de diatomeas.
Técnica relacionada
La Patente de Estados Unidos Nº 5.401.482 describe un procedimiento para la fabricación de una sustancia de talco que consiste en partículas que tienen una estructura laminar, teniendo cada partícula una estructura cristalina interna y al menos una superficie hidrófila, el procedimiento comprende calentar las partículas de talco a una temperatura inferior a 900ºC centígrados bajo condiciones tales que eviten la conversión del talco en enstatita y con el fin de efectuar una modificación superficial que consiste en la sustitución de grupos siloxano inertes por silanoles activos.
La Patente de Estados Unidos Nº 5.229.094 describe una sustancia de talco que consiste en partículas que tienen una estructura laminar, comprendiendo cada partícula láminas internas hidrófobas y que tienen la estructura cristalina del talco en el interior de cada unidad, ligadas entre sí mediante fuerzas de cohesión típicas del talco (fuerzas de Van der Waals), la sustancia de talco se caracteriza porque cada partícula tiene al menos una lamina superficial hidrófila.
Resumen de la invención
Un producto y un procedimiento para producir un agente antibloqueo que comprende el tratamiento de la superficie de un mineral inorgánico con un polímero de siloxano funcionalizado o un polímero de poliéter o polímero de poliéter funcionalizado o polímero basado en carbono. Cuando los minerales inorgánicos se recubren con un polímero de siloxano funcionalizado o un polímero de poliéter o un polímero de poliéter funcionalizado o un polímero basado en carbono y a continuación se usan como aditivo en la producción de una película de poliolefina, se reduce sustancialmente la adsorción del resto de los aditivos de la resina.
Las películas de poliolefina de acuerdo con el procedimiento de la presente invención son útiles en un amplio intervalo de aplicaciones de empaquetado y recubrimientos de película.
Descripción detallada de la invención
En un aspecto, la presente invención realiza el tratamiento de la superficie del talco con cierto tipo de siloxano o polímeros de silano. El talco tratado inhibe la adsorción de los aditivos de la película plástica sobre el talco. El tratamiento de la superficie significa recubrir, recubrir parcialmente o usar una cantidad efectiva para inhibir la adsorción de otros aditivos. La invención realiza el recubrimiento de cualquier material de talco con un polidialquilo funcionalizado, de manera preferible polidimetilsiloxano, que tiene la fórmula estructural:
[Si(CH_{3})(R)-O-Si(CH_{3})(R)-O]_{n}
en la que n es el número de unidades repetitivas (peso molecular), CH_{3} es un grupo metilo, Si es silicio, O es oxígeno, y R es un grupo alquilo funcionalizado. El grupo alquilo puede, sin limitación, funcionalizarse con carboxilato, amina, amida, tiol, sulfato, fosfato, y similares.
Los polímeros de siloxano que son útiles en la presente invención se pueden seleccionar entre el grupo que consiste en alquil polidimetilsiloxano funcionalizado (carboxilato, amina, amida, tiol, sulfato, fosfato) en el que se prefiere el carboxilato, polidimetilsiloxano terminado con bis-(12-hidroxiestearato) (Aldrich Chemical Co. - 1001 West Saint Paul Avenue, Milwaukee, WI 53233), y poli(dimetilsiloxano) insertado con poliacrilatos (Aldrich) No existe limitación en el procedimiento usado para producir polímeros de siloxano. Los polímeros de siloxano de la presente invención se pueden fabricar mediante polimerización iónica o polimerización radicalaria y similares, o cualquier otro procedimiento para producir polímeros de siloxano.
El intervalo del peso molecular del polímero de siloxano está entre aproximadamente 1.000 a aproximadamente 1.000.000 unidades de masa atómica (u.m.a.), de manera preferible varía entre aproximadamente 1.000 a aproximadamente 100.000 u.m.a. El peso molecular se puede determinar mediante cromatografía de permeación en gel (CPG).
Los silanos que son útiles en la presente invención tienen la fórmula estructural SiR_{4}, en la que Si es silicio, R puede ser cualquier grupo capaz de formar un enlace covalente con el silicio (por ejemplo, un grupo alquilo, un grupo alcoxi, un grupo alquilo funcionalizado, y un grupo alcoxi funcionalizado, y cualquier combinación de los anteriores adecuada para lo mismo). Los siguiente silanos son útiles en la presente invención: octiltrietoxisilano (silano OSi Silquest® A-137), triaminosilano funcional (silano OSi Silquest® A-1130), bis-(gamma-trimetoxisililpropil) amina (silano OSi Silquest® A-1170), todas las cuales comercializa OSi.
En otro aspecto, la presente invención consiste de un recubrimiento del talco con poliéteres y poliéteres funcionalizados para reducir la adsorción de los aditivos de la película sobre el talco. La fórmula estructural general es:
H-(OCHR(CH_{2})_{x}CHR_{1})_{n}-OH
en la que n es el número de unidades repetitivas (peso molecular), x es cero o un entero, R es un grupo alquilo, C es carbono, H es hidrógeno, y R_{1} es un grupo funcional que puede ser, sin limitación, un alquil carboxilato, una alquil amina, una alquil amida, un alquil tiol, un alquil sulfato, un alquil sulfonato, un alquil fosfato o un alquil fosfonato y similares.
Los poliéteres y poliéteres funcionalizados que son útiles para el tratamiento de la superficie del talco se pueden seleccionar entre el grupo que consiste en poli (etilén glicol), poli (etilén glicol) bis.(carboximetil) éter, poli (etilén glicol) dimetil éter, diestearato de poli (etilén glicol-400), y similares, y los poliéteres funcionalizados (alquil carboxilato, alquil amina, alquil amida, alquil sulfato, alquil tiol, alquil sulfonato, alquil fosfato, alquil fosfonato) en los que se prefiere la funcionalidad alquil carboxilato. No existe limitación en el procedimiento usado para producir los polímeros de poliéteres y poliéteres funcionalizados. Los poliéteres y poliéteres funcionalizados de la presente invención se pueden fabricar mediante polimerización iónica o polimerización radicalaria y similares, o mediante cualquier otro procedimiento conocido para producir poliéteres y poliéteres funcionalizados.
El intervalo del peso molecular de los poliéteres y poliéteres funcionalizados está entre aproximadamente 1.000 a aproximadamente 10.000.000 u.m.a., con un intervalo preferido de entre aproximadamente 10.000 a aproximadamente 1.000.000 u.m.a. El peso molecular se puede determinar por GPC.
En un aspecto adicional, la presente invención está relacionada con el uso de recubrimientos de polímeros basados en carbono, para tratar la superficie del talco con el fin de disminuir el nivel de adsorción de los aditivos. También incluye en la definición de polímeros basados en carbono que son copolímeros de ácido maleico / olefina que tiene la fórmula general
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en la que n indica el peso molecular y x e y representan la relación de cada unidad monomérica en el polímero. Los polímeros basados en carbono que son útiles para el tratamiento de la superficie del talco se pueden seleccionar entre el grupo que consiste en poliolefinas funcionalizadas: copolímero de ácido maleico / olefina, copolímero de ácido maleico/estireno, en el que se prefiere el copolímero de ácido maleico / estireno. También se incluyen en los grupos de polímeros basados en carbono los aceites minerales de cualquier punto de ebullición y las ceras de parafina de cualquier punto de fusión. La relación x/y puede variar entre aproximadamente 100:1 a aproximadamente 1:100, en la que el intervalo preferido está entre aproximadamente 10:1 a aproximadamente 1:10. C es carbono, O es oxígeno, H es hidrógeno y R es un grupo funcional. R puede ser cualquier grupo que pueda formar un enlace con carbono. Esto incluye, sin limitación, alquil carboxilatos, alquil aminas, alquil amidas, alquil tioles, alquil sulfatos, alquil sulfonatos, alquil fosfatos, y alquil fosfonatos y similares.
El peso molecular del polímero basado en carbono puede variar entre aproximadamente 100 a aproximadamente 10.000.000 u.m.a. con un intervalo preferido de entre aproximadamente 200 a aproximadamente 2.000.000 u.m.a.
Cualquier mineral inorgánico, tal como talco, carbonato de calcio, carbonato de calcio precipitado, arcilla o sílice, que sea receptivo al tratamiento de la superficie, se puede recubrir con los polímeros descritos en el presente documento. Sin embargo, el mineral inorgánico preferido es el talco. Los talcos que son particularmente útiles son aquellos que son receptivos al tratamiento de la superficie y que son capaces del uso subsiguiente en la producción de película de poliolefina. Un talco de ejemplo, pero no limitante, tendría típicamente una fórmula empírica de Mg_{3}Si_{4}O_{10}(OH)_{2}, y un peso específico de entre aproximadamente 2,6 a aproximadamente 2,8. El talco preferido, sin otras limitaciones, tendría un tamaño medio de partícula de entre aproximadamente 0,1 micras a aproximadamente 10 micras, en el que el tamaño medio de partícula preferido está entre aproximadamente 0,5 micras a aproximadamente 5 micras. El talco se puede recubrir con entre aproximadamente 0,01 por ciento en peso a aproximadamente 10 por ciento de los polímeros descritos en el presente documento, en el que el nivel de tratamiento preferido para el recubrimiento está entre aproximadamente 0,25 por ciento en peso a 2 por ciento en peso, en función del peso del polímero.
Todos los polímeros de recubrimiento descritos en el presente documento se pueden aplicar al talco mediante cualquier operación conveniente de mezclado de polvo seco. La temperatura a la cual se aplica el recubrimiento al talco, varía entre aproximadamente cero grados centígrados C a aproximadamente 500 grados C, de manera preferible entre aproximadamente 30 grados C a aproximadamente 200 grados C, y de manera más preferible, entre aproximadamente 60 grados C a aproximadamente 80 grados C. La temperatura de aplicación deberá ajustarse a niveles mayores si el recubrimiento específico requiere fundido. Una vez se recubre el talco, se produce un talco antibloqueo que se puede usar, por aquellos expertos en la materia, exactamente igual a cualquier otro antibloqueante comercialmente disponible. Por ejemplo, pero sin limitaciones, el talco antibloqueo recubierto se puede añadir a la extrusora de película o añadirse a la mezcla madre ya mezclada antes de la extrusora. Una mezcla madre mezclada significa que la resina y el antibloqueante se premezclan en un mezclador siendo añadidos antes de la extrusora de la película.
Las poliolefinas consideradas adecuadas para la presente invención pueden ser cualquier poliolefina que pueda ser transparente, cristalina y capaz de formar una película autosoportada. Ejemplos no limitantes incluyen homopolímeros cristalinos de \alpha-olefina con números de carbono que varían entre 2 a 12, o una combinación de dos o mas copolímeros cristalinos o copolímeros de etileno-acetato de vinilo con otras resinas. También, la resina de poliolefina puede ser un polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad, polietileno lineal de baja densidad, polipropileno, copolímeros de etileno-polipropileno, poli-1-buteno, copolímeros de etileno-acetato de vinilo, etc., y polietileno de baja y media densidad. Ejemplos adicionales se representan por copolímeros aleatorios o en bloque de polietileno, polipropileno, poli-r-metilpenteno-1 polipropileno, y copolímeros de etileno-propileno y etileno-propileno-hexano. Entre ellos, son particularmente adecuados los copolímeros de etileno y propileno y aquellos que contienen 1 ó 2 seleccionados entre buteno-1, hexano-1, 4-metilpenteno-1, y octeno (el denominado LLDPE) .
El procedimiento de producción de resina de poliolefina usado en la presente invención no está limitado. Por ejemplo, se puede fabricar mediante polimerización iónica o polimerización radicalaria. Ejemplos de resinas de poliolefina obtenidas mediante polimerización iónica incluyen homopolímeros tales como polietileno, polipropileno, polibuteno-2, y poli-4-metilpenteno y copolímeros de etileno obtenidos por copolimerización del etileno y \alpha-olefiina, \alpha-olefinas que tienen entre 3 y 18 átomos de carbono tales como propileno, 1-buteno, 4-metil-1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-decano y 1-octadecano, se usan como \alpha-olefinas. Estas \alpha-olefinas se pueden usar individualmente o como dos o más tipos. Otros ejemplos incluyen copolímeros de propileno tales como los copolímero de propileno y 1-buteno. Ejemplos de resinas de poliolefina obtenidas mediante polimerización radicalaria incluyen etileno solo o copolímeros de etileno obtenidos mediante copolimerización de etileno y monómeros polimerizables radicales. Ejemplos de monómeros radicales polimerizables incluyen ácidos carboxílicos no saturados tales como ácido acrílico, ácido metacrílico y ésteres de ácido maleico y anhídridos ácidos de los anteriores adecuados para lo mismo, y ésteres de vinilo tales como acetato de vinilo Ejemplos concretos de ésteres de ácidos carboxílicos insaturados incluyen acrilato de etiol, metacrilato de metilo, y metacrilato de glicidilo. Estos monómeros radicales polimerizables se pueden usar individualmente o como dos o más tipos.
Una forma de realización típica de la presente invención podría incluir:
1
Una forma de realización preferida típica de la presente invención incluye:
0,5% talco antibloqueante
0,15% coadyuvante del proceso
0,12% agente antideslizante
0,03% antioxidante
0,05% Limpiador
0,10% antioxidante
2,50% siloxano, silano, poliéter, polímero basado en carbón
96,55% resina de poliolefina
Todos los porcentajes están basados porcentaje sobre el peso total
Métodos y procedimientos de ensayo Equipo 1. Extrusoras
Se usaron las siguientes extrusoras para medir el efecto de los antibloqueantes sobre el rendimiento de los coadyuvantes del proceso (PA).
a.
Extrusora de boquilla con cinta de husillo simple Brabender
b.
Extrusora de husillo doble con rotación paralela y baja intensidad ZSK
c.
Extrusora de husillo doble en contrarotación y baja intensidad Lestritz
d.
Extrusora Welex
Mezclador Henshal
Usada para el mezclado del siloxano, o silano, o poliéter, o polímero basado en carbono y los compuestos antibloqueantes.
Línea de película soplada Killion
Una extrusora de 3,18 cm (1,25 pulgadas), con una relación L/D de 30:1 y con una boquilla de 6,35 cm (2,5 pulgadas), con una apertura de 12 mm. El perfil de temperaturas de la extrusora y la línea de película soplada fueron 177ºC, 93ºC, 193ºC, 204ºC, 204ºC, 204ºC, 204ºC, 204ºC, 204ºC y 204ºC, con una temperatura de fusión de 200-208ºC. La producción fue de aproximadamente 4,1 kg/h (9 lb/h), con un índice de arrufo de 550 s^{-1}. Se monitorizó la presión en la boquilla y la reducción de la fractura en fundido cada 15 minutos durante dos horas.
Definición de términos Extrusión
Operación fundamental de procesado en la cual se fuerza un material a pasar a través de una boquilla conformadora de metal, seguida por refrigeración o endurecimiento químico (ver Hawley's Condensed Chemical Dictionary, 12^{th} Edition 1993, page 505).
Boquilla
Un dispositivo que tiene una forma o diseño específico el cual se transmite al plástico haciendo pasar el material a su través (extrusión). Los extrusores de boquilla se usan para medir el efecto del antibloqueo sobre el comportamiento de los coadyuvantes del procesado.
Extrusor de boquilla con cinta
Procedimiento de extrusión para medir la demanda de coadyuvantes de procesado que se basa en la cantidad de coadyuvantes de procesado que se necesita para reducir la presión de la boquilla y para eliminar la fractura en fundido
Antibloqueantes
Materiales que vuelven rugosas la superficie de las películas plásticas para reducir su tendencia a pegarse entre sí. Entre estos materiales se pueden incluir sílice sintética, tierra de diatomeas (DE) y talco.
Antibloqueantes de transparencia
Son un tipo de antibloqueantes que se añaden cuando se mezclan reactivos químicos para reducir la opacidad y mejorar la claridad de la película de polímero.
Coadyuvante del procesado (PA)
Proporciona lubricación o deslizamiento en la boquilla durante la extrusión de la película, lo que mejora la calidad de la película mediante la eliminación de la fractura en fundido. Los coadyuvantes del procesado se evalúan respecto de la reducción en la presión (menos PA absorbido) y a la eliminación de la fractura en fundido (fractura en fundido porcentual).
Presión en la boquilla
Presión en la boquilla. La reducción de presión en la boquilla es cómo de bien está funcionando el coadyuvante del proceso, significando que el coadyuvante del proceso no es adsorbido por el talco y, por lo tanto, está disponible para reducir la presión en la boquilla.
Fractura en fundido
Una medida de la uniformidad de la superficie de la película. El objetivo es la eliminación completa de la fractura en fundido. La fractura en fundido se monitoriza como función del tiempo a una dosificación de PA dada y se mide en un ensayo de índice de acondicionamiento.
Índice de acondicionamiento
Técnica usada por los fabricantes de película para determinar el rendimiento de los coadyuvantes de proceso (PA) y para determinar el efecto de un antibloqueante dado sobre la efectividad del PA. Esto se lleva a cabo mediante extrusión de boquilla con cinta y monitorizando la presión en la boquilla y la fractura en fundido porcentual durante un período de tiempo.
ABT-G
Un talco ABT 2500® recubierto con un siloxano funcionalizado con amina (Genese Polymers, GP-4).
Grupos funcionales
Disposiciones de átomos y grupos de átomos que aparecen repetidamente en una sustancia orgánica.
Ensayo de película soplada
Tipo de extrusión que, tras la composición del polímero, este se conforma en su espesor deseado mediante aire soplado a través de una boquilla cilíndrica.
Antioxidante
Un compuesto orgánico que se añade a los plásticos para retardar la oxidación, el deterioro, el enranciamiento y la formación de gomas (ver Hawley's Condensed Chemical Dictionary, 12^{th} Edition, 1993 page 90).
Feldespato
Nombre genérico de un grupo de silicatos de sodio, potasio, calcio y bario aluminio (ver Hawley's Condensed Chemical Dictionary, 12^{th} Edition, 1993 page 509).
Tierra de diatomeas (DE)
Material sólido blando y voluminoso (88 5 de sílice) compuesto por pequeñas plantas acuáticas prehistóricas de la familia de las algea (diatomeas). Absorbe entre 1,5 y 4 veces su peso de agua, también tiene una elevada capacidad de absorción de aceites (ver Hawley's Condensed Chemical Dictionary, 12^{th} Edition, 1993 page 365).
Parafina (alcano)
Una clase de hidrocarburos alifáticos que se caracteriza por una cadena de hidrocarburos lineal o ramificada (C_{n}H_{2n + 2}) (ver Hawley's Condensed Chemical Dictionary, 12^{th} Edition, 1993 page 871).
Ejemplos
Se pretende que los siguientes ejemplos sean ilustrativos de la presente invención y no se pretende, de manera alguna, que limiten el alcance de la presente invención, que se define más específicamente en las reivindicaciones adjuntas.
Sección I
Investigación de los recubrimientos de talco para reducir la demanda de coadyuvantes del proceso (PA) de los antibloqueantes
En el Ejemplo 1 y en el Ejemplo 2 el antibloqueante se mezcla con un polietileno lineal de baja densidad (PE) en una extrusora de husillo doble con rotación paralela y baja intensidad ZSK con un nivel de carga del 30 por ciento. En un lote separado, el coadyuvante de proceso se mezcla con el PE a un nivel de carga del 10 por ciento. La dosificación del coadyuvante de proceso se varió entre cero partes por millón hasta 1.400 ppm en incrementos de 200 ppm. Las muestras se extrudieron a una velocidad constante (20 g/min) durante una hora, para cada incremento, siendo monitorizadas la presión en la boquilla y la fractura en fundido de la cinta durante todo el proceso. Se utilizó el coadyuvante de proceso VITON® Free-Flow SAX 7431 (Genese Polymers) en el Ejemplo 1, y se sustituyó por Dynamar^{TM} FX-5920 (Dynamar Products - 3M Center, St. Paul, Minnesota 55144) en el Ejemplo 2.
El efecto del tipo de antibloqueante sobre el rendimiento del PA se determinó utilizando una extrusora de usillo simple Brabender de 1,91 cm (¾'') equipada de una boquilla con cinta de 2,54 x 0,051 cm (1'' x 0,020''). La extrusora funcionó con un índice de arrufo de 500 s^{-1} y con una producción de 20 gramos por minuto. El rendimiento del PA se monitorizó mediante la presión en la boquilla y mediante de la fractura en fundido porcentual de la cinta PE extruída a lo largo de una hora de funcionamiento.
Ejemplo 1 Demanda del coadyuvante de proceso para diversos antibloqueantes
Talco ABT® 2500 y Talco ABT® tratado con siloxano funcionalizado con amina (ABT-G), antibloqueante de transparencia B4 (Viton Products - Viton Business Center, P.O. Box 306, Elkton, Maryland 21922), B4 tratado con un siloxano funcionalizado con amina, Celite 238 D.E. (Celite Products - Solon, Ohio), sílice sintética y talco MICROBLOC®. Los antibloqueantes tratados se prepararon mediante recubrimiento seco en un mezclador Henschal durante diez minutos a 70ºC con un polímero de siloxano, con un nivel de recubrimiento de un uno por ciento por peso seco de talco. El recubrimiento consistió en una amina funcionalizada con siloxano (Genese Polymers - GP-4).
De manera adicional al análisis de las tres muestras de talco descritas anteriormente, se examinaron también un antibloqueante de transparencia consistente en 50 por ciento en volumen de MP 10-52 y 50 por ciento en volumen de feldespato, un antibloqueante de transparencia tratado con GP-4, talco ABT 2500®, talco MICROBLOC®, tierra de diatomeas (Celite Superfloss 238) y sílice sintética (Crosfield 705 - Crosfield Products -101 Ingalls Avenue, Joliet, Illinois 60435).
2
Se requirieron menores dosificaciones de coadyuvante del proceso para reducir la fractura en fundido cuando el talco y los antibloqueantes de transparencia se trataron con un recubrimiento de siloxano.
Ejemplo 2 Talco y sílice sintética como antibloqueantes
En este ejemplo, se reemplazó el coadyuvante de proceso usado en el Ejemplo 1 con el coadyuvante de proceso Dynamar^{TM} FX-5920. El talco ABT 2500® (sin recubrir y recubierto con un siloxano) se comparó con una sílice sintética y un antibloqueante comercialmente disponible para conocer la demanda de coadyuvante del proceso. La Tabla 2 muestra la cantidad de coadyuvante de proceso requerido para reducir la fractura en fundido.
3
El talco recubierto con siloxano requiere menores cantidades de coadyuvante de proceso para reducir la fractura en fundido que lo hicieron el resto de los antibloqueantes.
Sección II
Recubrimientos de antibloqueantes y su efecto sobre el rendimiento de los coadyuvantes de proceso
En el Ejemplo 3 se compararon los datos de fractura en fundido y presión en la boquilla para el talco ABT® 2500, talco recubierto con siloxano ABT-G, y tierra de diatomeas (DE). En el Ejemplo 4, se evaluaron talcos antibloqueantes comercialmente disponibles para conocer el rendimiento del coadyunvante de proceso y se compararon con los del Ejemplo 3. Del Ejemplo 5 al Ejemplo 7, se investigaron recubrimientos alternativos para un antibloqueante mejorado.
Los antibloqueantes se mezclaron con combinaciones que contenían resina de polietileno, se mezclaron 5.000 ppm de antibloqueante, 1.000 ppm de VITON® Free Flow Sax - 7431 PA, 1.200 ppm de agente deslizante erucamida Croda ER, 300 ppm de antioxidante Irganox® 1010, 500 ppm de limpiador de estearato de zinc J.T. Baker, y 1.000 ppm de antioxidante, en la extrusora de husillo doble en contrarotación y baja intensidad Lestritz. Las condiciones de la extrusora consistían en zonas de temperatura de 165ºC, 175ºC, 190ºC, 200ºC y 204ºC. Una velocidad del usillo a 150 rpm con un puerto y una tolva. El husillo extendido fue de 34 mm de diámetro con una relación L/D de 22:1.
Ejemplo 3 Rendimiento de la fractura en fundido y de la presión en la boquilla de los antibloqueantes
Se determinaron la presión en la boquilla y la fractura en fundido porcentual para un talco ABT® 2500, talco recubierto con siloxano ABT-G, y antibloqueantes DE usando extrusiones de boquilla con cinta. Se muestran a continuación los datos de fractura en fundido porcentual y presión en la boquilla para estos antibloqueante a lo largo de una hora de extrusión en cinta.
4
Se observó una disminución de 30 puntos porcentuales en la fractura en fundido y un reducción de la presión en la boquilla de 0,019 N/m^{2} (129 psi) cuando se trató el talco ABT® 2500 con un siloxano funcionalizado con amina (ABT-G).
Ejemplo 4 Antibloqueantes de talco comercial
En este ejemplo se compararon antibloqueantes comercialmente disponibles de un talco MICROBLOC®, un talco POLYBLOC^{TM}, y un talco MICROTUFF® con los antibloqueantes usados en el Ejemplo 3. Se tomaron medidas de la extrusión en la cinta a lo largo de una hora. Los datos de fractura en fundido porcentual se encuentran en la Tabla 4 y los de presión en la boquilla en la Tabla 5.
5
MICROBLOC®, POLYBLOC^{TM}, y MICROTUFF® son marcas registradas y están comercialmente disponibles a través de Minerals Technologies Inc. - The Chrysler Building, 405 Lexington Avenue, New York, New York 10174.
El talco recubierto con siloxano (ABT-G) tiene una menor fractura en fundido porcentual que los antibloqueantes de talco comercialmente disponibles.
6
El talco recubierto con siloxano (ABT-G) tiene una menor presión en la boquilla que los antibloqueantes del talco comerciales.
Ejemplo 5 Antibloqueantes de talco recubierto con siloxano
El talco ABT 2500®, además de estar recubierto por el fluido de silicona funcionalizado con amina (ABT-G)/(Genese Polymers), se recubrió con un propiltrimetoxi silano aminomodificado (silano OSI, Silquest®-A-1130), y una bis-(trimetoxisilipropil) amina (silano OSI, Silquest®-A-1170). Se usaron extrusiones de boquilla con cinta para determinar la fractura en fundido y la presión en la boquilla).
7
SILQUEST® A-1170 y los productos recubiertos con poliacrilato muestran menor fractura en fundido que el talco no recubierto y se comportan de manera similar al talco recubierto con siloxano (ABT-G).
8
El talco ABT® 2500 recubierto con SILQUEST® A-1170 y el poliacrilato muestran menores presiones en la boquilla cuando se comparan con el talco ABT®2500 sin recubrir.
Ejemplo 6 Antibloqueantes de talco recubierto con poliéter
Este ejemplo muestra el efecto de los poliéteres como recubridores para antibloqueantes de talco con bajo PA. El talco ABT® 2500 se recubrió con un polietilén glicol (PEG), un producto PEG funcionalizado con grupos carboxilato polares, y un producto PEG funcionalizado con grupos estearato menos polares. Los datos de fractura en fundido se encuentran en la Tabla 8 y los resultados de presión en la boquilla se encuentran en la Tabla 9.
9
Los tres talcos recubiertos con éter tienen menores fracturas en fundido que el talco ABT® 2500 sin recubrir.
10
Los tres talcos recubiertos con éter tienen menores presiones en la boquilla que el talco sin recubrir.
Ejemplo 7 Antibloqueantes de talco recubiertos con polímero basado en carbono
Se examinaron poliolefinas y parafinas funcionalizadas para conocer la fractura en fundido y la presión en la boquilla con respecto a la demanda de PA. Las poliolefinas incluyeron un copolímero de ácido maleico/olefina y un copolímero de ácido maleico/estireno. Se evaluaron también una parafina de bajo peso molecular (aceite mineral) y una parafina de alto peso molecular (cera de parafina) como recubridoras del talco. El peso molecular de la parafina está entre aproximadamente 80 a aproximadamente 1.400 u.m.a. en el que el peso molecular preferido está entre aproximadamente 200 a aproximadamente 600 u.m.a. Los resultados de fractura en fundido están en la Tabla 10 y los resultados de presión en la boquilla están en la Tabla 11.
11
Las cuatro muestras de talco recubiertas con un polímero basado en carbono tienen menor fractura en fundido que el talco sin recubrir ABT® 2500. La cera de parafina mostró una fractura en fundido del 15 por ciento después de una hora.
12
Todos los polímeros basados en carbono tienen mayores reducciones de presión en la boquilla que el talco sin recubrir con ABT®2500.

Claims (17)

1. Un procedimiento para la producción de un agente antibloqueante/antiadherente que comprende el tratamiento de la superficie del talco con un siloxano funcionalizado, un poliéter funcionalizado, o un polímero basado en carbono.
2. El procedimiento de la Reivindicación 1, en el que el siloxano funcionalizado es un alquil policiclometilsiloxano funcionalizado.
3. El procedimiento de la Reivindicación 2 en que el alquil policiclometilsiloxano funcionalizado se funcionaliza con uno o más grupos amino, amido, sulfo o fosfo.
4. El procedimiento de la Reivindicación 1, en el que el siloxano funcionalizado se selecciona entre el grupo constituido por octiltrietoxiloxano, siloxano triamino funcional y bis-(gamma trimetoxisilipropil) amina.
5. El procedimiento de la Reivindicación 1, en el que el siloxano funcionalizado tiene una fórmula estructural de [Si(CH_{3})(R)-O-Si(CH_{3})(R)-O]_{n} y en el que el peso molecular está entre 100 y 100.000 u.m.a.
6. El procedimiento de la Reivindicación 1 o de la Reivindicación 2, en el que el siloxano funcionalizado tiene una fórmula estructural de SiR_{4}, en la que R es un grupo alquilo funcionalizado o un grupo alcoxi funcionalizado.
7. El procedimiento de la Reivindicación 1, en el que el poliéter se selecciona entre el grupo que consiste de poli (etilén glicol), poli (etilén glicol) bis-(carboximetil) éter, poli (etilén glicol) dimetil éter, diestearato de poli (etilén glicol-400), y similares, y el poliéter funcionalizado se selecciona entre el grupo que consiste en polietilén glicol y otros poliéteres funcionalizados tales como, por ejemplo, alquil carboxilato, alquil amina, alquil amida, alquil sulfato, alquil tiol, alquil sulfonato, alquil fosfato, alquil fosfonato, en el que se prefiere el alquil carboxilato.
8. El procedimiento de la Reivindicación 7 en el que el poliéter es polietilén glicol (PEG) y el poliéter funcionalizado es alquil carboxilato funcionalizado con PEG.
9. El procedimiento de la Reivindicación 7 o de la Reivindicación 8, en el que el poliéter y el poliéter funcionalizado tienen una fórmula estructural general de H-(OCHR(CH_{2})_{x}CHR_{1})_{n}-OH y en el que el peso molecular está entre 100 y 100.000 u.m.a.
10. El procedimiento de la Reivindicación 1, en el que el polímero basado en carbono se selecciona entre el grupo constituido por poliolefinas funcionalizadas, copolímero de ácido maleico/olefina, y copolímero de ácido maleico/estireno.
11. El procedimiento de la Reivindicación 10, en el que el polímero basado en carbono es un copolímero de ácido maleico/estireno.
12. El procedimiento de la reivindicación 10 o de la Reivindicación 11, en el que el polímero basado en carbono tiene una fórmula estructural general de:
20
y en el que el peso molecular está entre 1.000 y 10.000.000 u.m.a., en el que x e y representan la relación de cada unidad monomérica en el polímero.
13. El procedimiento de cualquiera de las Reivindicaciones 1, y 10 a 12, en el que el material inorgánico se trata con entre un 0,1 a 10 por ciento, en función del peso del mineral inorgánico, del polímero basado en carbono.
14. Una composición que comprende un componente núcleo de talco y un componente con la superficie tratada seleccionado entre el grupo constituido por siloxano funcionalizado, un poliéter, un poliéter funcionalizado, y un polímero basado en carbono.
15. El uso de una composición de acuerdo con la Reivindicación 14 como un antibloqueante.
16. Una poliolefina que contiene una composición de acuerdo con la Reivindicación 14.
17. Una película de poliolefina de acuerdo con la Reivindicación 16.
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