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BRPI0905919B1 - Composição de sistema plastificante, composição de polímero plastificado e cabo - Google Patents

Composição de sistema plastificante, composição de polímero plastificado e cabo Download PDF

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BRPI0905919B1
BRPI0905919B1 BRPI0905919-9A BRPI0905919A BRPI0905919B1 BR PI0905919 B1 BRPI0905919 B1 BR PI0905919B1 BR PI0905919 A BRPI0905919 A BR PI0905919A BR PI0905919 B1 BRPI0905919 B1 BR PI0905919B1
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Abstract

composiçao de sistema plastificante, composiçao de polímero plastificado e cabo a presente invenção é um sistema plastificante substituto feito de ou contendo um plastificante de és ter de ácido graxo epoxidado como plastificante primário e um plastificante secundário. o sistema plastificante substituto é útil em uma variedade de polímeros em aplicações tais como isolamentos de fios e cabos encapamentos de fios e cabos, revestimentos, adesivos, e fundidos.

Description

“COMPOSIÇÃO DE SISTEMA PLASTIFICANTE, COMPOSIÇÃO DE POLÍMERO PLASTIFICADO E CABO.
[001] A presente invenção refere-se geralmente ao campo dos polímeros. Especificamente, a presente invenção refere-se a plastificantes usados em polímeros para criar características físicas desejadas no complexo de polímero/plastificante resultante, tal como aumentar a flexibilidade, maleabilidade, e plasticidade no complexo polimérico resultante.
[002] Por exemplo, plastificantes tais como ftalato de di(2-etilhexila) (“DEHP), ftalato de di-isononila (“DINP), e outros plastificantes de ftalato têm sido usados desde longa data como plastificantes padrão na indústria, usados com polímeros tais como homo- e co-polímeros de poli (cloreto de vinila) (“PVC), poli(dicloreto de vinila)s (“PVDCs), vinilas, e polímeros e resinas semelhantes para conferir maleabilidade e plasticidade enquanto que retendo boa resistência à tração e resistência ao trincamento em baixas temperaturas. Por exemplo, os plastificantes de ftalato foram usados com polímeros rígidos tais como PVC para criar materiais maleáveis usados em produtos tais como bolsas e tubos intravenosos (IV), brinquedos infantis moldados que requeriam uma sensação tátil macia ou maleável, e diversas outras aplicações onde a maleabilidade ou a maciez necessitem ser conferidas a um material. Os plastificantes de ftalato, tais como DEHP e DINP foram em certa época os plastificantes preferidos devido à sua habilidade em conferir as características físicas notadas acima, e sua permanência no polímero ao longo do tempo, mesmo quando expostos a temperaturas e umidade relativamente altas.
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2/7
Entretanto, o sentimento público induziu muitos fabricantes de produtos de consumo a descontinuar o uso de ftalatos como plastificantes devido a preocupações com efeitos adversos potenciais à saúde. Portanto, composições de plastificantes que reduzissem ou eliminassem ftalatos, mas desempenhassem semelhantemente ao DINP ou outros plastificantes eficazes, seriam grandemente apreciados na técnica. Ademais, plastificantes alternativos diferentes de ftalatos, que exibissem uma permanência melhorada em, e alta compatibilidade com, uma ampla gama de polímeros seriam grandemente apreciados na técnica.
[003] Exemplos de plastificantes livres de ftalatos para uso em formulações de PVC incluem óleo de soja epoxidado. Infelizmente, o óleo de soja epoxidado apresenta uma solubilidade limitada em PVC e plastifica insuficientemente o PVC para muitas aplicações. Outros epóxidos foram identificados como plastificantes de PVC potenciais, incluindo epóxi feitos de ésteres de ácidos graxos tais como o metil éster do óleo de soja epoxidado e são demasiadamente voláteis para servirem como plastificantes úteis para PVC. [004] Ainda existe a necessidade de plastificantes livres de ftalatos que sejam compatíveis com outros plastificantes, adequadamente não voláteis, não baseados em petróleo e capazes de conferir estabilidade a formulações atualmente usando plastificantes de ftalato. É um desejo adicional ampliar as aplicações nas quais PVC, outros polímeros halogenados, polímeros com funcionalidade ácido, polímeros com funcionalidade anidrido, e borrachas nitrílicas possam ser usados para desenvolver novas formulações plastificadas. Em alguns casos, se provaria útil que o plastificante ou
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3/7 sistema plastificante atuasse como expurgador de ácido.
[005] Para este fim, é provido o sistema plastificante substituto inventado, compreendendo um plastificante de éster de ácido graxo epoxidado como um plastificante primário e um plastificante secundário. O sistema plastificante substituto é útil em uma variedade de polímeros em aplicações tais como isolamentos de fios e cabos, encapamentos de fios e cabos, revestimentos, adesivos, e fundidos.
[006] Plastificantes de ésteres de ácidos graxos adequados incluem biodiesel epoxidado, e derivados de ésteres de ácidos graxos de biodiesel epoxidados. Para os propósitos desta aplicação, o termo biodiesel significa aqui monoalquil ésteres de ácidos graxos de cadeia longa derivados de óleos vegetais ou gorduras animais. Preferivelmente, o biodiesel é derivado de óleos vegetais.
[007] Também preferivelmente, o éster de ácido graxo epoxidado é um epóxido de um metil éster de ácido graxo. Mais geralmente, o éster de ácido graxo epoxidado poderá ser qualquer éster de ácido graxo C1-C14 epoxidado, incluindo etil, propil, butil, e 2-etilhexil ésteres.
[008] O éster de ácido graxo epoxidado poderá ser preparado de uma variedade de maneiras convencionais. Por exemplo, óleos naturais poderão ser usados como material de partida. Neste caso, os óleos naturais poderão ser saponificados aos ácidos graxos e depois esterificados com álcoois. Em seguida, os ésteres de baixo peso molecular são epoxidados. O éster insaturado poderá ser epoxidado com um per-ácido.
[009] Alternativamente, um glicidil éster do ácido graxo poderá ser preparado via epicloroidrina ou químicos
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4/7 correlatos. Em ainda uma outra alternativa, é possível transesterificar o triglicerídeo com álcoois e então epoxidar o éster de ácido graxo insaturado com um per-ácido.
[010] Um exemplo de preparação de um epóxido de um metil éster de ácido graxo começa com óleo de soja, onde o óleo de soja é transesterificado com metanol para fazer o metil éster dos ácidos graxos no óleo. Glicerol é removido dos produtos de reação devido à insolubilidade. Uma solução de ácido peracético em acetato de etila é usada para epoxidar as duplas ligações nos ácidos graxos. O per-ácido é mantido abaixo de 35% de per-ácido e 35 graus Celsius para evitar a detonação. Após a conclusão, o acetato de etila e ácido acético produto são removidos por extração a vácuo.
[011] Quando formulado com o polímero, o plastificante primário estará presente em uma quantidade de cerca de 0,1 a cerca de 60 partes por cem de borracha.
[012] Plastificantes secundários adequados incluem qualquer plastificante tendo uma pressão de vapor mais baixa que aquela do éster de ácido graxo epoxidado. Por exemplo, quando o ácido graxo epoxidado for um epóxido de um metil éster de ácido graxo, um plastificante secundário adequado é preferivelmente óleo de soja epoxidado. Plastificantes secundários incluem óleo de soja epoxidado, óleo de linhaça epoxidado, e epóxidos de outros óleos vegetais, bem como plastificantes convencionais, tais como ftalatos baseados em petróleo, hidrocarbonetos clorados, trimelitatos, e plastificantes baseados em fosfato. Notadamente, quando for desejado um retardamento de chamas, um plastificante de fosfato é adequado.
[013]
Preferivelmente, o plastificante secundário não é
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5/7 um ftalato. Assim, preferivelmente, o sistema plastificante substituto é livre de ftalatos.
[014] Quando formulado com o polímero, o segundo plastificante estará presente em uma quantidade de cerca de 0,1 a cerca de 60 partes por cem de borracha. Preferivelmente, os plastificantes primário e secundário estarão presentes a uma razão de 1:1.
[015] Polímeros adequados para usar o sistema plastificante substituto incluem polímeros halogenados, polímeros com funcionalidade ácido, polímeros com funcionalidade anidrido, e borrachas nitrílicas. Preferivelmente, o polímero é um polímero halogenado. Mais preferivelmente, o polímero halogenado é um polímero de PVC selecionado do grupo consistindo de homopolímeros de PVC, copolímeros de PVC, poli(dicloreto de vinila)s (PVDCs), e polímeros de cloreto de vinila com vinila, acrílico, e outros comonômeros. Exemplos de outros polímeros halogenados adequados são poliolefinas cloradas e borrachas cloradas.
[016] Polímeros funcionalizados com ácido incluem polímeros funcionalizados com ácido acrílico. Notadamente, o sistema também é útil com acrílico e outros polímeros que requeiram plastificantes para reduzir transições vítreas ou melhorar a tenacidade.
[017] A formulação poderá adicionalmente compreender cargas, pigmentos, estabilizantes contendo íons metálicos, estabilizantes de UV, lubrificantes, sabões metálicos, óxidos de estabilizantes, plastificantes adicionais, e adjuvantes de processamento.
EXEMPLOS [018] Os seguintes exemplos não limitativos ilustram a
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6/7 invenção .
Exemplo 1 e Exemplo Comparativo 2 [019] Uma formulação para isolamento de fios simplificada foi produzida com um plastificante primário e um plastificante secundário. O PVC usado foi o homopolímero de poli(cloreto de vinila) Oxychem 240F, tendo um Valor K de 70. O carbonato de cálcio foi obtido da Huber Materials. O dilaurato de dibutil estanho (DBTDL) foi obtido da Arkema. O óleo de soja epoxidado foi obtido da Ferro Corp.
[020] O exemplo comparativo foi preparado usando ftalato de di isodecila (DIDP), um plastificante convencional, como o plastificante primário e foi obtido da VWR International. O exemplo da presente invenção foi preparado com biodiesel epoxidado como o plastificante primário.
[021] A quantidade de cada componente é mostrada baseada em partes por cem partes de borracha (phr).
[022] A temperatura de transição vítrea (Tg) alvo era de
40-50 graus Celsius.
Tabela 1
Componente Exemplo 1 Exemplo Comp. 2
PVC 100 100
DIDP 40
biodiesel epoxidado 28
CaCOa 10 10
DBTDL 4 4
Óleo de soja epoxidado 2 2
Propriedades Físicas
Tg 42°C 42°C
Exemplo 3 e Exemplo Comparativo 4 [023] Foi produzida uma formulação de encapamento de cabo elétrico convencional. Uma formulação para isolamento de fios simplificada foi produzida com um plastificante primário e um
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7/7 plastificante secundário. O PVC usado foi o homopolímero de poli(cloreto de vinila) Oxychem 240F, tendo um Valor K de 70. O carbonato de cálcio foi obtido da Huber Materials. Um estabilizante de Zn/Ca foi obtido como estabilizante de Zn/Ca MARKMR 6797 da Chemtura Corporation. O antioxidante foi o antioxidante fenólico impedido monofuncional IRGANOXmr 1076 comercialmente disponível da Ciba Corporation. O óleo de soja epoxidado foi obtido da Ferro Corp. A quantidade de cada componente é mostrada baseada em partes por cem partes de borracha (phr).
[024] Para a avaliação de envelhecimento, o corpo de prova do ensaio de cada formulação foi submetido a 100°C durante 10 dias. Para alcançar o desejado desempenho industrial, é requerido um mínimo de 65% de retenção do alongamento original.
Tabela 2
Componente Exemplo 3 Exemplo Comp. 4
PVC 100 100
biodiesel epoxidado 27,5 55
óleo de soja epoxidado 27,5
CaCO3 68 68
Estabilizante de Zn/Ca 2,5 2,5
Antioxidante 0, 05 0, 05
Propriedades Físicas
Shore A 85 75
Deformação na Ruptura (inicial) 260% 400%
Deformação na Ruptura (envelhecido) 180% 200%
% de Alongamento Retido 73% 50%
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Claims (5)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Composição de sistema plastificante, caracterizada pelo fato de compreender:
    (a) um plastificante primário consistindo de um plastificante de éster de ácido graxo epoxidado, selecionado do grupo consistindo de biodiesel epoxidado, derivados de ésteres de ácidos graxos de biodiesel epoxidados e um epóxido de um metil éster de ácido graxo; e (b) um plastificante secundário, definido por óleo de soja epoxidado, sendo que o sistema é livre de ftalatos, e sendo que o plastificante primário e o plastificante secundário estão presentes a uma razão em peso de 1:1.
  2. 2. Composição de sistema plastificante, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o biodiesel ser derivado de um óleo vegetal.
  3. 3. Composição de polímero plastificado, caracterizada pelo fato de compreender:
    (a) um polímero selecionado do grupo consistindo de polímeros halogenados, polímeros funcionalizados com ácido, polímeros funcionalizados com anidrido, e borrachas nitrílicas, e (b) um sistema plastificante conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 ou 2.
  4. 4. Composição de polímero plastificado, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de o polímero ser um polímero de poli(cloreto de vinila) (PVC) selecionado do grupo consistindo de homopolímeros de PVC, copolímeros de PVC, poli(dicloreto de vinila)s (PVDCs), e polímeros de cloreto de vinila com vinila, acrílico e outros comonômeros.
  5. 5. Cabo, caracterizado pelo fato de compreender um ou mais condutores elétricos ou um núcleo de um ou mais condutores
    Petição 870190021076, de 01/03/2019, pág. 9/10
    2/2 elétricos, cada condutor ou núcleo sendo contornado por uma camada compreendendo a composição de polímero plastificado conforme definida em qualquer uma das reivindicações 3 ou 4.
BRPI0905919-9A 2008-02-15 2009-02-12 Composição de sistema plastificante, composição de polímero plastificado e cabo BRPI0905919B1 (pt)

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