ES2898672T3

ES2898672T3 - Sistema y procedimiento de envasado de EPDM

Info

Publication number: ES2898672T3
Application number: ES14723185T
Authority: ES
Inventors: Shrikant Dhodapkar; Remi A Trottier; Santosh S Bawiskar; Kyle D Anderson
Original assignee: Dow Global Technologies LLC
Current assignee: Dow Global Technologies LLC
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2034-03-14
Also published as: KR102233615B1; US20160039593A1; CN105008435B; US11421085B2; WO2014152726A1; US10329071B2; KR20150131032A; JP2016515647A; JP6527133B2; BR112015020710B1; BR112015020710A2; EP2970601A1; US20190263581A1; EP2970601B1; CN105008435A

Abstract

Un procedimiento que comprende: introducir, en un dispositivo de mezcla, pelets compuestos de polímero de etileno/propileno/dieno que comprenden más del 60% en peso de unidades derivadas de etileno, teniendo los pelets un contenido de humedad residual de 500 ppm a 2500 ppm; añadir un polvo a base de sílice al dispositivo de mezcla; revestir por lo menos una porción de los pelets con el polvo a base de sílice; sellar de 15 kg a 1500 kg de los pelets revestidos en una bolsa hecha de una película polimérica flexible; absorber, con el polvo a base de sílice, la humedad residual de los pelets; y prevenir la condensación de humedad en el interior de la bolsa durante un período de 7 días después de la etapa de sellado hasta 1000 días después de la etapa de sellado, en condiciones ambientales (37ºC), en el que la expresión "humedad residual" es la cantidad media de humedad retenida por los pelets después de que los pelets hayan sido sometidos a un procedimiento de secado posterior a la peletización.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema y procedimiento de envasado de EPDM

Antecedentes

La expresión "polímero de etileno-propileno-dieno" (o "EPDM") como se usa aquí, es una cadena de interpolímero saturado compuesta de unidades derivadas de etileno, propileno y un dieno. El EPDM tiene una amplia gama de aplicaciones, tales como aislamiento para alambre y cable, mangueras y artículos moldeados, por ejemplo.

Los grados de EPDM semicristalino (EPDM con por lo menos 60% en peso de unidades derivadas de etileno) exhiben fractura de la masa fundida durante la peletización. La fractura de la masa fundida resultante crea una superficie rugosa con grietas que atrapan agua durante la peletización bajo el agua, lo que dificulta el secado de los pelets de EPDM en el procedimiento. Los secadores convencionales son incapaces de secar los pelets ya que la cinética de secado está controlada por la velocidad de difusión. La humedad residual da como resultado tiempos de secado largos y costosos en el almacén (del orden de semanas a meses) antes de que los pelets de EPDM estén lo suficientemente secos o se puedan enviar a los clientes para su uso.

Con el tiempo, la humedad residual migra de los pelets de EPDM y se condensa en la pared interior de las bolsas de almacenamiento o en la superficie interior de la envoltura elástica que cubre los palets que soportan los pelets a granel. Esta condensación de humedad crea una preocupación por la calidad para los clientes y el uso final.

Los revestimientos antibloqueo convencionales tales como el talco y el polvo de polietileno, no mitigan la condensación de humedad dentro del envase. Existe la necesidad de un procedimiento y sistema para envasar pelets de EPDM, particularmente pelets de EPDM semicristalino, que reduzcan la condensación de humedad dentro del envase de almacenamiento.

Sumario

La presente descripción proporciona un procedimiento. El procedimiento incluye introducir, en un dispositivo de mezcla, pelets compuestos de polímero de etileno/propileno/dieno (EPDM). El EPDM comprende más del 60% en peso de unidades derivadas de etileno. Los pelets tienen un contenido de humedad residual de 500 ppm a 2500 ppm. El procedimiento incluye añadir un polvo a base de sílice al dispositivo de mezcla y revestir por lo menos una parte de los pelets con el polvo a base de sílice. El procedimiento incluye sellar de 15 kg a 1500 kg de los pelets revestidos en una bolsa hecha de una película polimérica flexible. El procedimiento incluye absorber, con el polvo a base de sílice, la humedad residual de los pelets y prevenir la condensación de humedad en el interior de la bolsa durante un período de 7 días después de la etapa de sellado hasta 1000 días después de la etapa de sellado en condiciones ambientales (37°C), en el que la expresión "humedad residual" es la cantidad media de humedad retenida por los pelets después de que los pelets se han saturado en un procedimiento de secado posterior a la peletización.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1A es una vista en sección (longitudinal) de una micrografía de microscopio electrónico de barrido (SEM) de un pelet de EPDM según una realización de la presente descripción.

La Figura 1B es una vista en sección transversal de una micrografía de SEM de un pelet de EPDM según una realización de la presente descripción.

La Figura 2 es un gráfico que muestra el límite elástico no confinado (unidades estadounidenses) frente al contenido de humedad para un polvo de sílice amorfa según una realización de la presente descripción.

La Figura 3 es un gráfico que muestra el límite elástico no confinado (unidades del SI) frente al contenido de humedad para un polvo de sílice amorfa según una realización de la presente descripción.

Descripción detallada

1. Procedimiento

La presente descripción proporciona un procedimiento. El procedimiento incluye la introducción de pelets de polímero de etileno/propileno/dieno (EPDM) en un dispositivo de mezcla. El EPDM incluye por lo menos 60% en peso de unidades derivadas de etileno. Los pelets tienen un contenido de humedad residual de 500 ppm a 2500 ppm. El procedimiento incluye añadir un polvo a base de sílice al dispositivo de mezcla y revestir por lo menos una parte de los pelets con el polvo a base de sílice. El procedimiento incluye además sellar de 15 kg a 1500 kg de los pelets revestidos en una bolsa hecha de una película polimérica flexible y absorber, con el polvo a base de sílice, la humedad residual de los pelets que están sellados dentro de la bolsa. El procedimiento incluye además prevenir la condensación de humedad en el interior de la bolsa durante un período de siete días después de la etapa de sellado hasta 1000 días después de la etapa de sellado en condiciones ambientales (37°C), en el que la expresión "humedad residual" es la cantidad media de humedad retenida por los pelets después de que los pelets se han saturado en un procedimiento de secado posterior a la peletización.

La expresión "polímero de etileno/propileno/dieno" o "EPDM", como se usa aquí, es como un polímero con una cantidad mayoritaria de unidades derivadas de etileno, y también incluye unidades derivadas de comonómero de propileno y unidades derivadas de un comonómero de dieno.

El EPDM incluye unidades derivadas de un monómero de dieno. El dieno puede ser un dieno de hidrocarburo conjugado, no conjugado, de cadena lineal, de cadena ramificada o cíclico que tiene de 6 a 15 átomos de carbono. Los ejemplos no limitantes de dieno apropiado incluyen 1,4-hexadieno; 1,6-octadieno; 1,7-octadieno; 1,9-decadieno; dieno acíclico de cadena ramificada, tal como 5-metil-1,4-hexadieno; 3,7-dimetil-1,6-octadieno; 3,7-dimetil-1,7-octadieno e isómeros mixtos de dihidromiriceno y dihidroocineno, dienos alicíclicos de un solo anillo, tales como 1,3-ciclopentadieno; 1,4-ciclohexadieno; 1,5-ciclooctadieno y 1,5-ciclododecadieno, y dienos multi-anillo alicíclico condensados y de anillo puenteado, tales como tetrahidroindeno, metiltetrahidroindeno, diciclopentadieno, biciclo-(2,2,1)-hepta-2,5-dieno; alquenilo, alquilideno, cicloalquenil- y cicloalquiliden-norbornenos, tales como 5-metilen-2-norborneno (MNB); 5-propenil-2-norborneno, 5-isopropiliden-2-norborneno, 5-(4-ciclopentenil)-2-norborneno, 5-ciclohexiliden-2-norborneno, 5-vinil-2-norborneno, norbornadieno, 1,4-hexadieno (HD), 5-etiliden-2-norborneno (ENB), 5-vinilideno-2-norborneno (VNB), 5-metilen-2-norborneno (MNB) y diciclopentadieno (DCPD).

En una realización, el dieno se selecciona de VNB y ENB.

En una realización, el dieno es ENB.

En una realización, el EPDM incluye:

(i) por lo menos de 60% en peso, o 65% en peso, o 70% en peso, a 75% en peso, u 80, u 85% en peso de unidades derivadas de etileno;

(ii) de 15% en peso, o 20% en peso a 25% en peso, o 30% en peso de unidades derivadas de propileno; y

(iii) de 0.1% en peso, o 0.3% en peso, o 0.5% en peso, a 1.0% en peso, o 5% en peso, o 10% en peso de unidades derivadas de dieno. El porcentaje en peso está basado en el peso total del EPDM.

En una realización, el EPDM tiene una viscosidad Mooney de 20, o 30, o 40, o 50, o 60, a 70, u 80, o 90, o 100, o 200 o 300.

El EPDM se fabrica poniendo en contacto etileno, propileno y el dieno con un catalizador, un cocatalizador y, opcionalmente, un agente de transferencia de cadena en condiciones de polimerización. La expresión "condiciones de polimerización", como se usa aquí, son temperatura, presión, concentraciones de reactante, selección de disolvente, agente de transferencia de cadena, parámetros de mezcla/adición de reactante y/u otras condiciones dentro de un reactor de polimerización que promueven la reacción entre los reactivos y la formación del producto resultante, a saber, el EPDM. El catalizador, el cocatalizador y opcionalmente el agente de transferencia de cadena se introducen de forma continua o intermitente en el reactor de polimerización que contiene los monómeros para producir el EPDM.

En una realización, el catalizador usado para preparar el presente EPDM puede ser un complejo de metal y ariloxiéter polivalente. Un "complejo de metal y ariloxiéter polivalente", como se usa aquí, es un complejo de metal que tiene la estructura (I):

en la que

R20 independientemente en cada aparición es un grupo aromático divalente o aromático sustituido inertemente que contiene de 5 a 20 átomos sin contar el hidrógeno;

T3 es un grupo hidrocarbonado o silano divalente que tiene de 1 a 20 átomos sin contar el hidrógeno, o un derivado inertemente sustituido del mismo; y

RD independientemente en cada aparición es un grupo de ligando monovalente de 1 a 20 átomos, sin contar el hidrógeno, o dos grupos RD juntos son un grupo ligando divalente de 1 a 20 átomos, sin contar el hidrógeno.

En una realización, el catalizador se añade al reactor de manera que el EPDM contenga menos de 0.3 ppm de circonio o de 0.1 ppm a menos de 0.3 ppm de circonio.

En una realización, el catalizador es dimetil[[2',2"'-[1,2-ciclohexanodiilbis(metilenoxi-KO)]bis[3-(9H-carbazol-9-il)-5-metil[1,1'-bifenil]-2-olato-KO]](2-)]-circonio.

El cocatalizador usado para preparar la presente composición es un alumoxano. Los ejemplos no limitantes de alumoxanos apropiados incluyen alumoxanos poliméricos u oligoméricos, tales como metilalumoxano (MAO), así como alumoxanos modificados con ácido de Lewis (MMAO) tales como alumoxanos modificados con trihidrocarbilaluminio, con tri(hidrocarbil)aluminio halogenado que tienen de 1 a 10 carbonos en cada grupo hidrocarbilo o hidrocarbilo halogenado.

En una realización, el alumoxano se introduce en el reactor de polimerización de manera que el EPDM contenga menos de 3.5 ppm de aluminio. En una realización adicional, el EPDM contiene de 1.0 ppm o 2.0 ppm o 2.5 ppm a 3.0 ppm o menos de 3.5 ppm de aluminio.

El catalizador y el cocatalizador no contienen boro. Por consiguiente, en una realización, la presente composición no contiene boro.

El EPDM está en forma de pelet. Un "pelet", como se usa aquí, es una estructura polimérica que tiene forma cilíndrica o sustancialmente cilíndrica. El pelet tiene un diámetro de 2 milímetros (mm) o 3 mm a 9 mm o 10 mm. El pelet tiene una longitud de 2 mm o 3 mm a 15 mm o 20 mm. El pelet tiene una masa de 10 gramos (g), o 12 g, o 14 g a 16 g, 18 g, 20 g.

En una realización, el pelet de EPDM tiene un diámetro de 3 mm a 9 mm y una longitud de 3 mm a 15 mm.

En otra realización, el pelet de polímero tiene un diámetro de 3 mm a 9 mm y una longitud de 7 mm a 20 mm (a menudo denominado "varilla").

En una realización, el EPDM está en forma de migas. Una "miga" es una partícula de forma irregular (no una forma geométricamente regular).

En una realización, el pelet de EPDM es un pelet de fractura de la masa fundida. La expresión "pelet de fractura de la masa fundida", como se usa aquí, es un pelet con irregularidad superficial, siendo la irregularidad superficial el resultado de las condiciones de flujo de extrusión irregular durante la peletización. Las irregularidades de la extrusión se pueden clasificar en dos tipos principales: (i) fractura de la masa fundida superficial y (ii) gran fractura de la masa fundida. La fractura de la masa fundida superficial varía en detalle desde la pérdida de brillo especular hasta la forma más severa de "piel de tiburón". La gran fractura de la masa fundida varía en detalle desde distorsiones regulares (alternas rugosas y lisas, helicoidales, etc.) hasta distorsiones aleatorias. En una realización, los pelets de EPDM presentan una gran fractura de la masa fundida. Las Figuras 1A y 1B son micrografías SEM de un pelet de EPDM que presenta una irregularidad superficial de gran fractura de la masa fundida.

Los pelets de EPDM contienen humedad residual. La expresión "humedad residual", como se usa aquí, es la cantidad media de humedad retenida por los pelets después de que los pelets se hayan sometido a un procedimiento de secado posterior a la peletización. Un procedimiento de secado posterior a la peletización utiliza típicamente un secador convectivo con un tiempo de residencia de hasta 5 minutos para secar los pelets de EPDM durante el procedimiento de producción. En una realización, los pelets de EPDM tienen un contenido de humedad residual de 500 ppm, o 600 ppm, o 700 ppm, o 800 ppm a 1000 ppm, o 1500 ppm, o 2000 ppm o 2500 ppm.

En una realización, el EPDM es un EPDM semicristalino. Un "EPDM semicristalino" es un EPDM con más del 60% en peso de unidades derivadas de etileno. En una realización, el EPDM es un EPDM semicristalino y contiene por lo menos de 60% en peso a 85% en peso de unidades derivadas de etileno.

En una realización, los pelets contienen una, algunas o todas de las siguientes propiedades:

(i) de 500 ppm a 2500 de humedad residual;

(ii) irregularidad superficial de gran fractura de la masa fundida;

(iii) EPDM que contiene de 60% en peso a 85% en peso de unidades derivadas de etileno;

(iv) EPDM que tiene una viscosidad Mooney de 20 a 300; y

(v) EPDM que contiene de 0.5% en peso a 10% en peso de ENB.

En una realización, el EPDM es una composición de EPDM diluido con aceite. Un "EPDM diluido con aceite", como se usa aquí, es una composición de EPDM que contiene un (i) EPDM y (ii) por lo menos un 25% en peso de aceite, basado en el peso total de la composición. El EPDM de la composición de EPDM diluido con aceite puede ser cualquier EPDM como se describe anteriormente. En una realización, la composición de EPDM diluido con aceite contiene por lo menos de 30% en peso, o por lo menos 40% en peso a 70% en peso, o 60% en peso, o 50% en peso de aceite. El aceite puede ser un aceite aromático, un aceite mineral, un aceite nafténico, un aceite parafínico y un aceite vegetal a base de triglicéridos tal como el aceite de ricino, un aceite de hidrocarburo sintético tal como el aceite de polipropileno, un aceite de silicona o cualquier combinación de los mismos.

El procedimiento incluye la introducción de los pelets de EPDM en un dispositivo de mezcla. El dispositivo de mezcla imparte mecánicamente un movimiento a los pelets, o mueve de otro modo los pelets. Entre los ejemplos no limitantes de dispositivos de mezcla y movimiento apropiados se incluyen el simple giro de un frasco; mezclar en un recipiente giratorio cónico, mezclador de cinta, agitador de tambor, mezclador de paleta, bandeja de aglomeración; uso de un transportador neumático bajo aire o gas inerte; agitación moderada, agitación o incluso una corta distancia de transporte en un transportador de tornillo.

El presente procedimiento incluye añadir un polvo a base de sílice al dispositivo de mezcla y revestir por lo menos una parte de los pelets con el polvo a base de sílice. La expresión "polvo a base de sílice", como se usa aquí, es un polvo que contiene una o más sílice (s) en forma de partículas y opcionalmente uno o más polvos de mezcla adicionales.

En una realización, el procedimiento incluye añadir el polvo a base de sílice en una cantidad de 3000 ppm, 4000 ppm, 5000 ppm, 6000 ppm, 7000 ppm a 8000 ppm, o de 9000 ppm a 10000 ppm. El porcentaje en peso está basado en el peso total de los pelets de EPDM y el polvo a base de sílice.

Las sílices anteriores son distintas de, y excluyen, los siloxanos que son organosilanos. Los organosilanos, incluidos los siloxanos, incluyen un enlace Si-C. Por el contrario, la sílice presente (SiO2) no incluye un enlace Si-C.

En una realización, el polvo a base de sílice incluye una sílice amorfa. La expresión "sílice amorfa", como se usa aquí, es un compuesto de sílice compuesta de silicio y oxígeno que no contiene una cantidad medible de sílice cristalina (menos de 0.01% en peso con respecto al cuarzo) y exhibe una estructura tetraédrica local, pero no más orden de largo alcance en partículas muy porosas de tamaño de 100 nm a 100 pm. La superficie de las partículas se puede modificar más o permanecer sin modificar.

La sílice amorfa se divide en sílice amorfa de origen natural y formas sintéticas. La sílice amorfa de origen natural, tal como la tierra de diatomeas sin calcinar, generalmente contiene ciertas cantidades de sílice cristalina, a veces hasta un 8%.

En una realización, la presente sílice amorfa es una sílice amorfa sintética (SAS). La SAS es sílice amorfa fabricada intencionalmente que no contiene niveles mensurables de sílice cristalina (<0.01% en peso con respecto al cuarzo). La SAS se produce por vía húmeda (sílice precipitada, gel de sílice) o por vía térmica (sílice pirogénica). La SAS, incluidas las sílices pirogénicas, las sílices precipitadas y los geles de sílice, son polvos blancos y esponjosos o dispersiones de color blanco lechoso de estos polvos (normalmente en agua). La SAS es hidrófila, pero se puede volver hidrófoba mediante tratamiento superficial.

En la Tabla A siguiente se proporcionan ejemplos no limitantes de sílice amorfa apropiada.

Tabla A - Algunas propiedades físicas de los polvos* de sílice amorfa

En una realización, la sílice amorfa es una sílice pirógena amorfa. La expresión "sílice pirógena", como se usa aquí, es una sílice no cristalina, de grano fino, de baja densidad aparente y de gran superficie específica. El tamaño de las partículas primarias de la sílice pirógena es de 5-50 nm. Las partículas de sílice pirógena no son porosas y suelen tener una superficie específica de 50 a 600 m2/g y una densidad de 2.2 g/cm3. La sílice pirógena se obtiene a partir de la pirólisis a la llama de tetracloruro de silicio o de arena de cuarzo vaporizada en un arco eléctrico de 3000°C. El volumen compactado de sílice precipitada es menor que el de la sílice pirógena ya que la sílice pirógena consiste en agregados en forma de cadena, mientras que la sílice precipitada consiste en agregados corpusculares tridimensionales.

En una realización, la sílice amorfa es una sílice precipitada amorfa. La expresión "sílice precipitada", como se usa aquí, es el producto de reacción de silicato de sodio acidificado seguido de precipitación en condiciones alcalinas. La sílice precipitada se distingue de los geles de sílice, la sílice de cuarzo y la sílice pirógena. La sílice precipitada es porosa, mientras que los geles de sílice, la sílice de cuarzo y la sílice pirógena no son porosos. La sílice precipitada tiene típicamente una amplia estructura de poro meso/macroporosa reflejada en la distribución del tamaño de poro, mientras que otras sílices generalmente tienen una estructura microporosa o mesoporosa más estrecha. Las partículas de sílice precipitadas tienen un diámetro medio de 5 a 100 nm, una superficie específica de 5 a 100 m2/g y una densidad de 1.9 - 2.1 g/cm3. El tamaño del aglomerado es de 1 a 40 gm con un tamaño medio de poro superior a 30 nm.

En una realización, el polvo a base de sílice es una mezcla de sílice y uno o más polvos de mezcla. Los ejemplos no limitantes de polvos de mezcla apropiados incluyen talco, arcilla, mica, carbonato de calcio y cualquier combinación de los mismos.

En una realización, el polvo a base de sílice es una mezcla de sílice amorfa y talco. El polvo a base de sílice tiene una relación de sílice amorfa a talco de 1.0 a 2.0 : 1.

En una realización, el polvo a base de sílice contiene de 3000 ppm a 6000 ppm de sílice amorfa y de 6000 ppm a 3000 ppm de talco.

El dispositivo mezclador mezcla el polvo a base de sílice con los pelets de EPDM, poniendo el polvo a base de sílice en contacto con las superficies de los pelets de EPDM. El polvo a base de sílice se adhiere a las superficies exteriores de los pelets mediante fuerzas de Van der Waals, fuerzas electrostáticas y adherencia mecánica sobre la superficie rugosa del pelet. El presente procedimiento excluye la adición de un agente aglutinante a los pelets.

El procedimiento incluye sellar una cantidad a granel de los pelets revestidos en una bolsa formada a partir de una película polimérica flexible. Una "cantidad a granel", como se usa aquí, es de 15 kg a 1500 kg de los pelets de EPDM.

En una realización, se sella en una bolsa una cantidad a granel de 20 kg a 25 kg de pelets revestidos.

En una realización, una cantidad a granel de 500 kg a 1200 kg de pelets revestidos se sella en una bolsa y la bolsa (un forro) se coloca en un recipiente, tal como un recipiente de caja de cartón (bolsa en una caja).

En una realización, una cantidad a granel de 100 kg a 1500 kg de pelets revestidos se sella en una bolsa (gran bolsa).

La bolsa está hecha de una película polimérica flexible. Los ejemplos no limitantes de polímero apropiado para la película flexible incluyen polietileno, acetato de etilvinilo (EVA), polipropileno (PP) y poli(tereftalato de etileno) (PET).

El procedimiento incluye absorber, con el polvo a base de sílice, la humedad residual de los pelets y evitar la condensación de humedad en la superficie interior de un envase durante un período de 7 días después de la etapa de sellado, hasta 365 días (1 año) después de la etapa de sellado, hasta 1000 días después de la etapa de sellado.

A medida que los pelets permanecen en el interior de la bolsa, la humedad residual unida a los pelets sale gradualmente de los pelets. El polvo a base de sílice absorbe esta humedad que migra de los pelets. Cualquier humedad que escapa a la captura inicial por el revestimiento se condensa dentro de la bolsa y subsecuentemente es reabsorbida por el polvo a base de sílice en 7 días. De esta manera, el revestimiento de polvo a base de sílice evita que la humedad residual de los pelets se acumule o resida en la superficie interior de la bolsa. Sin estar ligados a ninguna teoría en particular, se cree que el polvo a base de sílice es capaz de captar y retener la humedad residual y a continuación subsecuentemente liberar la humedad residual a una tasa retardada que es compatible con la tasa de transmisión de vapor de agua de la película polimérica de manera que nada, o sustancialmente nada, de la humedad residual de los pelets se condensa (i) en el interior de la bolsa o (ii) en la superficie interior de la bolsa.

El presente procedimiento puede comprender dos o más realizaciones descritas aquí.

Definiciones

Los intervalos numéricos (por ejemplo, como "de X a Y", o "X o más" o "Y o menos") incluyen todos los valores de los valores inferior y superior inclusive, en incrementos de una unidad, siempre que haya una separación de por lo menos dos unidades entre cualquier valor más bajo y cualquier valor más alto. Por ejemplo, si una propiedad de composición, física u otra, como, por ejemplo, la temperatura, es de 100 a 1000, entonces todos los valores individuales, tales como 100, 101, 102, etc., y subintervalos, tales como de 100 a 144, de 155 a 170, de 197 a 200, etc., se enumeran expresamente. Para intervalos que contienen valores que son menores que uno o que contienen números fraccionarios mayores que uno (por ejemplo, 1.1, 1.5, etc.), se considera que una unidad es 0.0001, 0.001, 0.01 o 0.1, según corresponda. Para intervalos que contienen números de un solo dígito menores que diez (por ejemplo, de 1 a 5), una unidad se considera típicamente 0.1. Para intervalos que contienen valores explícitos (por ejemplo, 1 o 2, o de 3 a 5, o 6, o 7) se incluye cualquier subintervalo entre dos valores explícitos cualesquiera (por ejemplo, de 1 a 2; de 2 a 6; de 5 a 7; de 3 a 7; de 5 a 6; etc.).

Las expresiones "mezcla" o "mezcla de polímeros", como se usan aquí, son una combinación de dos o más componentes (o dos o más polímeros). Una mezcla de este tipo puede ser o no miscible (sin separación de fases a nivel molecular). Una mezcla de este tipo puede estar separada en fases o no. Tal mezcla puede contener o no una o más configuraciones de dominio, según se determina a partir de espectroscopía electrónica de transmisión, dispersión de luz, dispersión de rayos X y otros métodos conocidos en la técnica.

El término "composición", como se usa aquí, incluye una mezcla de materiales que comprende la composición, así como productos de reacción y productos de descomposición formados a partir de los materiales de la composición.

Las expresiones "que comprende", "que incluye", "que tiene" y sus derivadas no excluyen la presencia de ningún componente o procedimiento adicional. La expresión "que consiste esencialmente en" excluye cualquier otro componente o procedimiento, excepto aquellos esenciales para la operatividad. La expresión "que consiste en" excluye cualquier componente, procedimiento no especificado específicamente.

El término "polímero" es un compuesto macromolecular preparado polimerizando monómeros del mismo o diferente tipo. "Polímero" incluye homopolímeros, copolímeros, terpolímeros, interpolímeros, etc. El término "interpolímero" quiere decir un polímero preparado mediante la polimerización de por lo menos dos tipos de monómeros o comonómeros. Incluye, pero no se limita a, copolímeros (que generalmente se refiere a polímeros preparados a partir de dos tipos diferentes de monómeros o comonómeros, terpolímeros (que generalmente se refiere a polímeros preparados a partir de tres tipos diferentes de monómeros o comonómeros), tetrapolímeros (que usualmente se refiere a polímeros preparados a partir de cuatro tipos diferentes de monómeros o comonómeros) y similares.

Métodos de ensayo

Cristalinidad por DSC

La calorimetría diferencial de barrido (DSC) se puede usar para medir el comportamiento de fusión y cristalización de un polímero en un amplio intervalo de temperatura. Por ejemplo, el TA Instruments Q1000 DSC, equipado con un RCS (sistema de enfriamiento refrigerado) y un muestreador automático, se usa para realizar este análisis. Durante el ensayo, se usa un flujo de gas de purga de nitrógeno de 50 ml/min. Cada muestra se prensa en estado fundido en forma de una película delgada a alrededor de 175°C; la muestra fundida se enfría a continuación al aire a temperatura ambiente (alrededor de 25°C). Una muestra de 3-10 mg, 6 mm de diámetro se extrae del polímero enfriado, se pesa, se coloca en una cubeta de aluminio ligero (aproximadamente 50 mg) y se cierra por doblado. A continuación se realiza un análisis para determinar sus propiedades térmicas.

El comportamiento térmico de la muestra se determina variando gradualmente la temperatura de la muestra hacia arriba y hacia abajo para crear un perfil de flujo de calor frente a temperatura. Primero, la muestra se calienta rápidamente hasta 180°C y se mantiene isotérmica durante 3 minutos para eliminar su historial térmico. A continuación, la muestra se enfría a -40°C a una velocidad de enfriamiento de 10°C/minuto y se mantiene isotérmica a -40°C durante 3 minutos. A continuación, la muestra se calienta hasta 150°C (esta es la rampa de "segundo calor") a una velocidad de calentamiento de 10°C/minuto. Se registran las curvas de enfriamiento y segundo calentamiento. La curva de enfriamiento se analiza estableciendo puntos finales de la línea base desde el comienzo de la cristalización hasta -20°C. La curva de calor se analiza estableciendo puntos finales de la línea base desde -20°C hasta el final de la fusión. Los valores determinados son la temperatura del pico de fusión (Tm), temperatura del pico de cristalización (T^c), calor de fusión (H^f) (en julios por gramo) y el % de cristalinidad calculado para muestras de polietileno usando la siguiente ecuación:

% de cristalinidad = ((Hf)/292 J/g) x 100

El calor de fusión (H^f) y la temperatura del pico de fusión se toman de la segunda curva de calor. La temperatura del pico de cristalización se determina a partir de la curva de enfriamiento.

La densidad se mide según la ASTM D 792 y se expresa como gramos por centímetro cúbico (g/cm3).

El índice de fusión (MI) se mide según la ASTM D 1238, condición 190°C/2.16 kg (g/10 minutos).

Distribución de peso molecular ("MWD") - El peso molecular del polímero se caracteriza por cromatografía de permeación en gel de triple detector de alta temperatura (3D-GPC). El sistema cromatográfico consiste en un cromatógrafo de alta temperatura "PL-GPC 210" de Polymer Laboratories (Amherst, MA, ahora parte de Varian, Inc, Shropshire, Reino Unido), equipado con un detector de concentración (RI), un detector de dispersión de luz láser de 2 ángulos de Precision Detectors (Amherst, MA), modelo 2040, y un detector de viscosímetro diferencial de 4 capilares, modelo 220, de Viscotek (Houston, TX). El ángulo de 15° del detector de dispersión de luz se usa para fines de cálculo.

La recogida de datos se realiza usando el software VISCOTEK TriSEC versión 3 y un VISCOTEK Data Manager DM400 de 4 canales. El sistema está equipado con un sistema desgasificador de cuatro canales ERC-3415a en línea de ERC Inc (Tokio, JP). El compartimento del carrusel funciona a 150°C para polietileno y a 85°C para EPDM, y el compartimento de columna funciona a 150°C. Las columnas son cuatro columnas Polymer Lab Mix-A de 30 cm y 20 pm (micrómetros). Las disoluciones de polímero se preparan en 1,2,4-triclorobenceno (TCB). Las muestras se preparan a una concentración de 0.1 gramos de polímero en 50 ml de TCB. El disolvente cromatográfico y el disolvente de preparación de la muestra contienen 200 ppm de hidroxitolueno butilado (BHT). Ambas fuentes de disolvente se purgan con nitrógeno. Las muestras de EPDM se agitan suavemente a 160°C durante una hora. El volumen de inyección es de 200 pl y el caudal es de 1.0 ml/minuto.

La calibración del conjunto de columnas de GPC se realiza con 21 patrones de poliestireno de distribución estrecha de peso molecular. Los pesos moleculares de los patrones varían de 580 a 8400000 y están dispuestos en 6 mezclas "cóctel", con por lo menos una década de separación entre los pesos moleculares individuales. Los pesos moleculares de los picos de los patrones de poliestireno se convierten en pesos moleculares de polietileno usando la siguiente ecuación (como se describe en Williams and Ward, J. Polym. Sci., Polym. Let., 6, 621 (1968)): Mpolietileno = A x (Mpoliestireno)B (1A), en la que M es el peso molecular, A tiene un valor de 0.39 y B es igual a 1.0. Se usa un polinomio de cuarto orden para ajustar los respectivos puntos de calibración equivalentes de polietileno.

El recuento total de platos del conjunto de columnas de GPC se realiza con EICOSANE (preparado a 0.04 g en 50 mililitros de TCB y disuelto durante 20 minutos con agitación suave). El recuento de platos y la simetría se miden en una inyección de 200 microlitros según las siguientes ecuaciones:

Recuento de platos = 5.54 * (RV en el máximo del pico / (ancho del pico a / de altura)) A 2 (2A)

en la que RV es el volumen de retención en mililitros y el ancho del pico está en mililitros.

Simetría = (Ancho del pico trasero a un décimo de altura - RV en el máximo del pico) / (RV en el máximo del pico -Ancho del pico delantero a un décimo de altura) (3A),

Viscosidad Mooney ("MV") - La MV del interpolímero (ML1 4 a 125°C) se mide según la ASTM 1646-04, con un tiempo de precalentamiento de un minuto y un tiempo de funcionamiento del rotor de cuatro minutos. El instrumento es un reómetro Alpha Technologies MDR 2000. Para polimerizaciones de reactor dual en serie, la viscosidad Mooney del componente del segundo reactor se determina mediante la siguiente ecuación: log ML = n (A) log ML (A) n (B) log ML (B); en la que ML es la viscosidad Mooney del producto final del reactor, ML (A) es la viscosidad Mooney del polímero del primer reactor, ML (B) es la viscosidad Mooney del polímero del segundo reactor, n (A) es la fracción en peso de polímero del primer reactor, y n (B) es la fracción en peso del polímero del segundo reactor. Cada viscosidad Mooney medida se mide como se discutió anteriormente. La fracción en peso del polímero del segundo reactor se determina como sigue: n (B) = 1- n (A), en la que n (A) se determina por la masa conocida del primer polímero transferido al segundo reactor.

Ensayo de límite elástico no confinado

Como se usa aquí, el "límite elástico no confinado" se mide según el siguiente ensayo.

El siguiente ensayo es un ensayo modificado del ensayo de límite elástico descrito en Andrew W. Jenike, "Storage and Flow of Solids", Bulletin No. 123 of the Utah Engineering Experiments Station 1964 and the uniaxial compression test described by William's, Powder Technology, 4, 1970171, págs. 328-337. El ensayo se puede llevar a cabo introduciendo primero el material polimérico que se va a ensayar en un cilindro de acero dividido que tiene un diámetro de 5.08 cm (dos pulgadas) y una altura de 10.16 cm (cuatro pulgadas). El material se somete a una presión de consolidación de 1345 kg/m2 (275 libras por pie cuadrado) durante tres días a una temperatura de 37°C a una humedad controlada, es decir, humedad relativa. Después de la consolidación, el cilindro de polímero resultante, compuesto de partículas individuales, se comprime entre dos placas paralelas orientadas en la parte superior e inferior del cilindro a una velocidad de 2 milímetros por minuto en condiciones ambientales. La fuerza de compresión requerida para lograr el fallo, es decir, el desmoronamiento del cilindro compuesto de partículas individuales corresponde al límite elástico no confinado del material en bruto para las respectivas condiciones de ensayo.

Algunas realizaciones de la presente descripción se describirán ahora en detalle en los siguientes Ejemplos.

Ejemplos

1. Materiales

Se evalúan pelets compuestos de varios tipos diferentes de EPDM. Las propiedades del EPDM usado en los ejemplos se proporcionan en la Tabla 1 a continuación.

Tabla 1

Los materiales usados para el revestimiento se proporcionan en la Tabla 2 a continuación.

Tabla 2

Ejemplo 1

Los pelets de EPDM (NORDEL™ 4770P) con una humedad residual de 2200 ppm se revisten en un mezclador de tambor discontinuo con (i) sílice hidrófila amorfa (Flo-Gard™ FF) y (ii) mezcla de talco/sílice hidrófila amorfa (relación de 5 : 3). La muestra comparativa de pelet revestido de polvo de PE se obtiene del procedimiento. Todas las muestras están revestidas con 8000 ppm de agente de revestimiento. La temperatura del pelet durante el revestimiento es de aproximadamente 22°C.

Las muestras revestidas se sellan en bolsas transparentes de polietileno flexible y se colocan en un palet en un almacén en condiciones ambientales. Las observaciones visuales de la condensación dentro de la bolsa se realizan después de 8 horas, 24 horas, 48 horas, 72 horas y 168 horas.

Tabla 3

Este ejemplo, como se muestra en la Tabla 3, demuestra la notable reducción de la humedad libre en la superficie interior de las bolsas selladas debido a la presencia de sílice hidrófila amorfa (Flo-Gard™ FF) en el revestimiento de pelets. El presente revestimiento a base de sílice evita que la humedad se condense en el interior de la bolsa desde 7 días (168 horas) después de sellar la bolsa hasta 365 días (1 año) después de sellar la bolsa, hasta 1000 días después de sellar la bolsa.

Ejemplo 2

Varios grados de pelets NORDEL™ IP se revisten uniformemente con polvo de PE a 8000 ppm y sílice a 6000 ppm (como se muestra en la Tabla 4 a continuación). El procedimiento de ensayo de bloqueo se realiza en las muestras después de la consolidación a 37°C durante 2 meses con una tensión de consolidación de 1345 kg/m2 (275 libras/pie2). La característica de bloqueo mejorado de los pelets revestidos de sílice se demuestra por el valor más bajo del límite elástico no confinado.

Tabla 4

Tabla 4 (Con unidades estadounidenses-libras por pie cuadrado (lb/ft2) y Unidades del SI-Newtons por metro cuadrado (N/m2)

Ejemplo 3

Tres muestras de 20 kg de pelets de EPDM (NORDEL™ 4785P) se revisten con 6000 ppm de sílice hidrófila amorfa (Flo-Gard™ FF), 6000 ppm de talco (Specialty Minerals MP 10-52) y una mezcla 50/50 de sílice/talco (3000/3000) a 6000 ppm respectivamente. La humedad del pelet se mide a 3700 ppm. Los pelets revestidos se sellan en bolsas transparentes de polietileno flexible y se colocan en un horno a 37°C durante 24 horas. A continuación, las bolsas se mantienen a 21°C para observaciones visuales adicionales (8 horas, 24 horas y 48 horas). Las observaciones visuales de la condensación dentro de la bolsa después de 48 horas demuestran un rendimiento mejorado de los revestimientos a base de sílice compuestos de sílice hidrófila amorfa.

Tabla 5

La sílice amorfa (en adelante "a-sílice") y las mezclas de a-sílice/talco evitan la condensación de humedad en el interior de la bolsa sellada a partir de siete días (168 horas) después de sellar la bolsa hasta 365 días (1 año) después de sellar la bolsa hasta 1000 días después de sellar la bolsa (siendo 1000 días la vida útil de los pelets de EPDM). El talco solo forma una pasta húmeda que se adhiere al interior de la bolsa dando como resultado un producto de pelets de EPDM con un aspecto pobre e indeseable. La a-sílice absorbe la humedad debido a su porosidad y química superficial favorable. Los pelets de EPDM revestidos con (i) 5000-10.000 ppm de a-sílice o (ii) 5000-10.000 ppm de a-sílice/talco evitan que la humedad residual de los pelets se condense en la superficie interior de la bolsa sellada.

La a-sílice no propicia el auge de polvo, es hidrófila, es porosa (eliminación de la humedad), presenta buenas características antibloqueo, es fácil de aplicar, es aceptable para el contacto con alimentos, no tiene cargas estáticas y no tiene efectos adversos sobre rendimiento o procesado de EPDM.

Se ha encontrado que la humedad de equilibrio del revestimiento debe exceder la humedad residual total en los pelets. La humedad de equilibrio a la temperatura de almacenamiento y 100% de humedad relativa se midió de la siguiente manera:

El polvo de sílice se vuelve cohesivo a medida que gana humedad. Por lo tanto, el límite superior de humedad está determinado por el aumento del límite elástico no confinado (véase la Figura 2). Para FloGard FF, se encuentra que el límite superior de absorción de humedad es aproximadamente 2 veces el peso del polvo. El gráfico en la Figura 2 muestra el límite elástico no confinado (UYS) del FloGard FF con diferentes niveles de carga de agua de 0 a 2.5 veces la masa de la sílice amorfa. De 0 a 2 veces la carga de agua, el UYS está consistentemente por debajo de 1914 N/m2 (40 libras/pie2). Después de 2 veces la carga de agua, se ve un aumento del UYS varias veces mayor que en otras muestras. Esto muestra que la sílice comienza a ser cohesiva cuando se produce una carga excesiva de agua.

La Figura 2 muestra que el FloGard FF puede contener hasta 2 veces su peso en agua sin dejar de parecer seco y fluido. Este nivel de captación de humedad ocurre más rápidamente cuando el FloGard FF está en contacto directo con agua líquida.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento que comprende:

introducir, en un dispositivo de mezcla, pelets compuestos de polímero de etileno/propileno/dieno que comprenden más del 60% en peso de unidades derivadas de etileno, teniendo los pelets un contenido de humedad residual de 500 ppm a 2500 ppm;

añadir un polvo a base de sílice al dispositivo de mezcla;

revestir por lo menos una porción de los pelets con el polvo a base de sílice;

sellar de 15 kg a 1500 kg de los pelets revestidos en una bolsa hecha de una película polimérica flexible; absorber, con el polvo a base de sílice, la humedad residual de los pelets; y

prevenir la condensación de humedad en el interior de la bolsa durante un período de 7 días después de la etapa de sellado hasta 1000 días después de la etapa de sellado, en condiciones ambientales (372C), en el que la expresión "humedad residual" es la cantidad media de humedad retenida por los pelets después de que los pelets hayan sido sometidos a un procedimiento de secado posterior a la peletización.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que los pelets tienen un límite elástico no confinado máximo de menos de 9576 Newtons por metro cuadrado (200 libras por pie cuadrado) después de 2 meses de almacenamiento a 37°C, en el que el límite elástico no confinado se mide según el ensayo descrito en la descripción.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el polvo a base de sílice comprende una sílice amorfa.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el polvo a base de sílice comprende una mezcla de sílice amorfa y talco.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que los pelets comprenden pelets de gran fractura de la masa fundida.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el polímero de etileno/propileno/dieno tiene una viscosidad Mooney de 20 a 300.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende de 3000 ppm a 10000 ppm del polvo a base de sílice.

8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el procedimiento excluye la etapa de añadir un agente aglutinante a los pelets.