BR112014007395B1

BR112014007395B1 - composição, bainha isolante de fio e fio

Info

Publication number: BR112014007395B1
Application number: BR112014007395-3A
Authority: BR
Inventors: Lin Fu; Caroline H. Laufer; Thomas S. Lin; Matthew T. Bishop; Hamed Lakrout; William J. Harris
Original assignee: Dow Global Technologies Llc
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2020-12-01
Also published as: US20150010755A1; JP2014528996A; CN103842438B; CA2850319C; EP2751203A1; EP2751203B1; TW201323516A; CN103842438A; JP5997282B2; CA2850319A1; TWI537336B; MX2014003841A; KR101903659B1; BR112014007395A2; US9672954B2; WO2013048754A1; KR20140069035A

Abstract

COMPOSIÇÃO, BAINHA ISOLANTE DE FIO E FIO. Composição compreendendo (A) pelo menos uma resina de policarbonato de bisfenol-A, (B) pelo menos um polipropileno, preferivelmente um polipropileno de alta cristalinidade, (C) pelo menos um compatibilizante compreendendo um polímero elastomérico funcionalizado com amina, (D) pelo menos um retardante de chama de fosfato orgânico, preferivelemente um fosfato orgânico que é líquido à temperatura ambiente, e, opcionalmente (E) um ou mais aditivos. Essas composições são úteis na fabricação de revestimentos isolantes de fio menores que 0,2 mm com boa resistência à abrasão por fricção.

Description

COMPOSIÇÃO, BAINHA ISOLANTE DE FIO E FIO

Histórico da Invenção Campo técnico

[001] A presente invenção refere-se a composições retardantes de chama. Em um aspecto, a invenção refere-se a composições retardantes de chama compreendendo policarbonato e polipropileno, ao passo que, em outro aspecto, a invenção refere-se ao uso dessas composições na fabricação de revestimentos de fio automotivo.

Técnica anterior

[002] Uma das tendências do mercado de fios automotivos é a de reduzir o tamanho do fio e a espessura do isolamento, para que os fabricantes de equipamentos originais (OEM) possam instalar mais fios em um conjunto de fiação elétrica veicular de forma a atender a essa crescente demanda por sistemas de energia, informações e entretenimento informativo em veículos. A espessura do isolamento do fio automotivo pode variar de 0,2 milímetro (mm) a 1,6 mm dependendo dos tamanhos do condutor especificados nas normas de fios automotivos, tal como a ISO 6722. Existe uma tendência no mercado de se instalar mais fios com a espessura do isolante de 0,2 mm, conforme especificado em ISO 6722. A espessura de parede reduzida torna-o muito desafiador para atender os requisitos de desempenho de fio (ex: resistência à abrasão por lixa, resistência à abrasão por riscos, e resistência à constrição).

Sumário

[003] Em uma concretização, a invenção é uma composição compreendendo (A) pelo menos uma resina de policarbonato de bisfenol A, (B) pelo menos um polipropileno, preferivelmente um polipropileno de alta cristalinidade, com uma taxa de fluxo de fundido (MFR) ≤ 12g/10 min (230°C/2,16 kg), (C) pelo menos um compatibilizante compreendendo um polímero elastomérico funcionalizado com amina, (D) pelo menos um retardante de chama de fosfato orgânico, preferivelmente um fosfato orgânico que é líquido à temperatura ambiente (23°C), e (E) opcionalmente, um ou mais aditivos.

[004] Em uma concretização, a invenção é uma composição compreendendo, em porcentagem em peso, com base no peso da composição:

A. de 35-80% de pelo menos uma resina de policarbonato de bisfenol A,
B. de 10-35% de pelo menos um polipropileno com uma MFR ≤ 12 g/10 min (230°C/2,16 kg),
C. mais que zero (>) a 40% de pelo menos um polímero elastomérico funcionalizado com amina,
D. >0-30% de pelo menos um retardante de chama de fosfato orgânico, e
E. 0-10% de um ou mais aditivos; e

a relação de peso de A para B é maior (>) que 1.

[005] Em uma concretização, a composição da presente invenção é livre de halogênios, hidróxido de magnésio (Mg(OH)2) e fosfitos poliméricos. Em uma concretização, o compatibilizante é livre de unidades derivadas de estireno e não contém grupos epoxi. Em uma concretização, a composição é de baixa densidade (em relação a uma composição formulada de forma semelhante, exceto que compreende também mais de 10 por cento em peso de carga inorgânica).

[006] Em uma concretização, a invenção é um revestimento isolante de fio, ou seja, bainha, que mostra uma ou mais propriedades de resistência robusta à abrasão por lixa, resistência à abrasão por riscos, resistência à constrição, resistência à chama, e resistência à água quente de fios automotivos com reduzida espessura de parede (ex: 0,2 mm ou menos) de acordo com ISO 6722.

Breve Descrição dos Desenhos

[007] A Figura é um gráfico relatando a correlação entre resistência a arranhões e resistência à abrasão por riscos para várias composições comparativas e inventivas.

Descrição Detalhada da Concretização Preferida Definições

[008] As faixas numéricas deste relatório são aproximadas, podendo assim incluir valores fora da faixa, salvo se indicado de outra forma. As faixas numéricas incluem todos os valores de e inclusive os valores mínimos e máximos, em incrementos de uma unidade, contando que exista um intervalo de pelo menos duas unidades entre qualquer valor mais baixo e qualquer valor mais alto. Como exemplo, se uma propriedade composicional, física ou outra, tal como, por exemplo, peso molecular, etc., for de 100 a 1.000, então todos os valores individuais, tais como 100, 101, 102, etc., e subfaixas, tais como 100 a 144, 155 a 170, 197 a 200, etc., são expressamente enumerados. Para faixas contendo valores que são menores que um ou contendo números fracionários maiores que um (ex: 1,1, 1,5, etc.), uma unidade é considerada 0,0001, 0,001, 0,01 ou 0,1, conforme apropriado. Para faixas contendo números de um só dígito menores que dez (ex: de 1 a 5), uma unidade é tipicamente considerada como sendo 0,1. Esses são apenas exemplos do que se pretende especificamente, e todas as possíveis combinações de valores numéricos entre o menor e o maior valor enumerado, devem ser consideradas como expressamente citadas neste relatório. As faixas numéricas são providas nesta descrição para, entre outras coisas, as quantidades dos componentes da composição.

[009] "Polímero" significa um composto preparado reagindo-se (ou seja, polimerizando-se) monômeros, sejam eles de tipo igual ou diferente. O termo genérico polímero abrange assim o termo "homopolímero", geralmente empregado para se referir a polímeros preparados com apenas um tipo de monômero, e o termo "interpolímero", conforme definido abaixo.

[010] "Interpolímero" significa um polímero preparado através da polimerização de pelo menos dois tipos diferentes de monômeros. Esse termo genérico inclui tanto os copolímeros clássicos, ou seja, os polímeros preparados com dois tipos diferentes de monômeros, e os polímeros preparados com mais de dois tipos diferentes de monômeros, por exemplo, terpolímeros, tetrapolímeros, etc.

[011] "Mer", "unidade mer" e termos similares significa a porção de um polímero derivado de uma molécula reagente única; por exemplo, uma unidade mer derivada de etileno tem a fórmula geral -CH2CH2-.

[012] "Olefina" e termos similares significam um hidrocarboneto insaturado, alifático ou alicíclico, substituído ou não substituído, tendo uma ou mais ligações duplas. "Olefina substituída" significa uma olefina na qual um ou mais átomos de hidrogênio ligados a qualquer carbono da olefina é substituído com outro grupo, tal como halogênio, arila, arila substituído, cicloalquila, cicloalquila substituído, heterocicloalquila, heterocicloalquila substituído, halogênio, haloalquila, hidroxi, fosfito, alcoxi, amino, tio, nitro, ou uma combinação de dois mais desses substituintes.

[013] "Elastômero" e termos similares significam um polímero tipo borrachoso que (i) pode ser estirado pelo menos duas vezes seu comprimento original, e que se retrai muito rapidamente até atingir aproximadamente seu comprimento original, quando a força de estiramento é liberada, e (ii) tem uma temperatura de transição vítrea (Tg) que é igual ou menor que 0°C.

[014] "Elastômero olefínico" e termos similares significam um polímero elastomérico compreendendo pelo menos 50 moles por cento (mol %) de unidades derivadas de uma ou mais olefinas.

[015] "Blenda", "blenda polimérica" e termos similares significam uma composição de dois ou mais polímeros. Essa blenda pode ou não ser miscível. Essa blenda pode ou não ser separada em fases. Essa blenda por ou não conter uma ou mais configurações de domínio, conforme determinado por espectroscopia eletrônica de transmissão, dispersão de luz, dispersão por raios X, e qualquer outro método conhecido no estado da técnica.

[016] "Composição", "formulação" e termos similares significa uma mistura ou blenda de dois ou mais componentes. No contexto da presente invenção, a composição inclui Componentes A-D além de quaisquer aditivos, cargas e similares.

[017] "Livre de", "substancialmente livre de" e termos similares, significam que as composições da presente invenção são desprovidas ou substancialmente desprovidas de teor de uma determinada substância, como por exemplo, halogênio, óxido metálico, etc., conforme medido através de qualquer método analítico convencional para aquela substância. Por exemplo, "livre de halogênio" significa que as composições da presente invenção são isentas ou substancialmente isentas de teor de halogênio, ou seja, a composição contém menos que 2000 mg/kg de halogênio, conforme medido através de cromatografia iônica (IC) . Se uma composição for livre ou substancialmente livre de uma substância, então seja qual for a quantidade de tal substância presente na composição, o efeito exercido por tal quantidade sobre a eficácia da composição será considerado irrelevante.

[018] A densidade tanto do polipropileno como do policarbonato é medida através de ASTM D792.

[019] A taxa de fluxo de fundido (MFR), também conhecida como índice de fusão (MI), tanto para polipropileno como para policarbonato, é medida através de ASTM 1238.

[020] O módulo de Flexão Secante 1% para polipropileno é medido através de ASTM D790A.

[021] O impacto Izod com Entalhe a 23°C para polipropileno é medido através de ASTM D256A.

[022] A temperatura de deflexão sob carga de 0,45 MPa para polipropileno é medida através de ASTM D648.

[023] O módulo de flexão para policarbonato é medido através de ASTM D790.

[024] O impacto Izod com entalhe para policarbonato é medido através de ASTM D256.

[025] A tração e alongamento na ruptura para policarbonato é medido através de ASTM D638.

[026] A resistência à tração na ruptura para policarbonato é medida através de ASTM D638.

Policarbonato (Componente A)

[027] Policarbonatos ilustrativos úteis na prática da presente invenção são os livres de halogênio e descritos na patente UP 3.431.224. Esses policarbonatos são polímeros de carbonato aromáticos preparados reagindo-se um fenol diídrico com um precursor de carbonato, tal como fosgênio, um haloformiato ou um carbonato. Um policarbonato preferido é poli(2,2-difenil propano)-carbonato. Tipicamente, o policarbonato terá um índice de fusão (MI) igual ou menor que ≤ 20 g/10 min (250°C/1,2 quilogramas (kg)). Tipicamente, o policarbonato terá uma tração e alongamento na ruptura maior que 50%, preferivelmente maior que 100%. Em uma concretização, o policarbonato é modificado por impacto.

Polipropileno (Componente B)

[028] O polipropileno utilizado na prática da presente invenção é um polímero que contém pelo menos metade de suas unidades mer derivadas de propileno. Esses incluem homopolímeros de propileno bem como copolímeros de propileno com um ou mais monômeros com os quais (ou seja, o propileno) é copolimerizável, tais como etileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, um ou mais dienos conjugados ou não conjugados, e combinações de dois ou mais desses comonômeros. Preferivelmente, o polipropileno é um polipropileno de alta cristalinidade, mais preferivelmente um polipropileno de alta cristalinidade com uma MFR ≤ 12g/10 min (230°C/2,16 kg), mais preferivelmente com uma MFR ≤4g/10 min (230°C/2,16 kg). Em uma concretização, o polipropileno de alta cristalinidade é um homopolímero de propileno ou copolímero minialeatório (ou seja, um copolímero de propileno compreendendo 98% a menos que 100% de unidades derivadas de monômero de propileno com o restante das unidades derivadas de outro monômero olefínico, tipicamente etileno).

[029] Alta cristalinidade significa que o polipropileno tem cristalinidade igual ou maior que 40%, preferivelmente igual ou maior que 55%, medida através de calor de fusão por calorimetria diferencial exploratória (DSC). A DSC é uma técnica comum que pode ser usada para examinar a fusão e a cristalinidade de polímeros cristalinos e semicristalinos. Os princípios gerais de medições e aplicações DSC para estudo de polímeros cristalinos e semicristalinos são descritos em textos padrão (por exemplo, E.A. Turi, ed., "Thermal Characterization of Polymeric Materials", Academic Press, 1981).

[030] O termo "cristalinidade" refere-se à regularidade de arranjo de átomos ou de moléculas que formam uma estrutura cristalina. A cristalinidade de polímero pode ser examinada utilizando DSC. Tme significa temperatura na qual cessa a fusão, e Tmax significa a temperatura pico de fusão, ambas determinadas pelo habilitado na técnica a partir de análise DSC utilizando dados da etapa de aquecimento final. Um método adequado para análise DSC utiliza um DSC modelo Q1000™ da TA Instruments, Inc. A calibração do DSC é conduzida da forma a seguir descrita. Primeiramente, um parâmetro é obtido aquecendo-se a célula de -90°C a 290°C sem amostra no recipiente DSC de alumínio. Então 7 miligramas de uma nova amostra de índio é analisada aquecendo-se a amostra a 180°C, resfriando-a a 140°C a uma taxa de resfriamento de 10°C/min, mantendo-se então a amostra isotermicamente a 140°C por 1 minuto, seguido de aquecimento da amostra de 140°C a 180°C a uma taxa de aquecimento de 10°C/min. O calor de fusão e o início da fusão da amostra de índio são determinados e controlados para situar-se na faixa de 0,5°C a partir de 156,6°C para início da fusão e na faixa de 0,5 J/g a partir de 28,71 J/g para o calor de fusão. Então, água deionizada é analisada resfriando-se uma gota pequena de amostra fresca no recipiente DSC de 25°C a -30°c a uma taxa de resfriamento de 10°C/min. A amostra é mantida isotermicamente a -30°C por 2 minutos e aquecida a 30°C a uma taxa de aquecimento de 10°C/min. O início da fusão é determinado e controlado para situar-se na faixa de 0,5°C a partir de 0°C.

[031] As amostras de polímero são prensadas em película fina a uma temperatura de 177°C. Cerca de 5 a 8 mg de amostra são pesados e colocados em recipiente DSC. Uma tampa é colocada na célula DSC que é então aquecida a uma alta taxa de cerca de 100°c/min a uma temperatura de 230°c. A amostra é mantida nessa temperatura por cerca de 3 minutos. Então, a amostra é resfriada a uma taxa de 10°C/min a -40°C, e mantida isotermicamente nessa temperatura por 3 minutos. Consequentemente, a amostra é aquecida a uma taxa de 10°c/min até que a fusão se complete. As curvas de entalpia resultantes são analisadas quanto à temperatura pico de fusão, temperaturas de cristalização iniciais e de pico, calor de fusão e calor de cristalização, Tme, Tmax e qualquer outra quantidade de interesse dos termogramas correspondentes descritos em USP 6.960.635. O fator utilizado para converter calor de fusão em porcentagem em peso nominal de cristalinidade é de 165 J/g = 100% em peso de cristalinidade. Com esse fator de conversão, a cristalinidade total de um polímero à base de propileno (unidades: porcentagem em peso de cristalinidade) é calculada como o calor de fusão dividido por 165 J/g e multiplicada por 100 por cento. Para copolímeros de impacto, o modificador de impacto elastomérico contribui de forma insignificante para o calor de fusão. Como tal, para calcular a cristalinidade de copolímeros de impacto ao determinar se o copolímero é de "alta cristalinidade", o resultado do cálculo acima é também dividido por um fator igual a um menos a fração em peso de modificador de impacto elastomérico.

[032] Em uma concretização, o polipropileno utilizado na prática da presente invenção é um polipropileno modificado por impacto. Esses polímeros de propileno possuem uma fase contínua que compreende um polímero de propileno, e uma fase elastomérica. O polímero de propileno da fase contínua tipicamente será um polímero de homopolímero de propileno ou um copolímero de propileno aleatório ou minialeatório, mais tipicamente um polímero de homopolímero de propileno. O polímero de propileno pode ser preparado utilizando-se um catalisador Ziegler-Natta, catalisador de geometria constrita, catalisador metalocênico, ou qualquer outro sistema catalítico apropriado. Quando o polímero de propileno que constitui a fase contínua for um polímero de homopolímero de propileno, a cristalinidade do polímero de propileno, determinada por DSC, é preferivelmente de cerca de pelo menos 50 por cento, mais preferivelmente de cerca de pelo menos 55 por cento, o mais preferivelmente de cerca de pelo menos 62 por cento.

[033] A fase elastomérica pode ser preparada utilizando-se um catalisador de geometria constrita, catalisador Ziegler Natta, catalisador metalocênico ou qualquer outro catalisador apropriado. Borrachas de etileno propileno são tipicamente preparadas no segundo de dois reatores acoplados em série. Elastômeros combinados preferidos incluem, embora não se restrinjam a, etileno-octeno, etileno-butileno e etileno-hexeno. Tipicamente, o teor elastomérico do copolímero de propileno de impacto ou da mistura/blenda é de 8 a 40, mais tipicamente de 12 a 25 e o mais tipicamente de 15 a 20% em peso, com base no peso do copolímero ou mistura/blenda. Em uma concretização, um substituto aceitável para um componente de polipropileno modificado por impacto da composição da presente invenção é homopolímero de polipropileno ou polímero minialeatório em combinação com um elastômero polimérico, tal como copolímero de etileno-propileno, cada qual adicionado separadamente à composição e numa quantidade similar a suas respectivas quantidades em um polímero de propileno modificado por impacto, por exemplo, 80-90% em peso de homopolímero de propileno e/ou polímero minialeatório e 10-20% em peso de elastômero.

[034] Certos copolímeros de propileno de impacto que podem ser usados na prática da presente invenção são mais amplamente descritos em USP 6.472.473 e 6.841.620.

Compatibilizante (Componente C)

[035] O componente compatibilizante da composição da presente invenção é um polímero olefínico elastomérico funcionalizado com amina. Esses polímeros funcionalizados são preparados com elastômeros olefínicos, tipicamente interpolímeros de poliolefina e preferivelmente interpolímeros de poliolefina em multibloco. Exemplos dos interpolímeros de poliolefina são os interpolímeros de etileno/α-olefina, os interpolímeros de propileno/α-olefina e os interpolímeros de etileno/α-olefina em multibloco. A α-olefina é preferivelmente uma α-olefina C3-20 linear, ramificada ou cíclica (para os interpolímeros de propileno/α-olefina, o etileno é considerado uma α-olefina) . Exemplos de α-olefina C3-20 incluem propeno, 1-buteno, 4-metil-1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-deceno, 1-dodeceno, 1-tetradeceno, 1-hexadeceno, e 1-octadeceno. As α-olefinas podem também conter uma estrutura cíclica tal como ciclohexano ou ciclopentano, resultando em uma α-olefina tal como 3-ciclohexil-1-propeno (alil ciclohexano) e vinil ciclohexano. Embora não α-olefinas no sentido clássico do termo, para fins da presente invenção certas olefinas cíclicas, tais como norborneno e olefinas relacionadas, são α-olefinas e podem ser usadas em lugar de algumas ou de todas as α-olefinas descritas acima. Copolímeros poliolefínicos ilustrativos incluem etileno/propileno, etileno/buteno, etileno/1-hexeno, etileno/1-octeno e similares. Terpolímeros ilustrativos incluem etileno/propileno/1-octeno, etileno/propileno/buteno, etileno/butileno/1-octeno, e etileno/buteno/estireno.

[036] Em uma concretização da presente invenção, o compatibilizante é um copolímero olefínico elastomérico em bloco funcionalizado com amina. Um "copolímero olefínico em bloco" (ou "OBC"), "interpolímero olefínico em bloco", "interpolímero em multibloco", "interpolímero segmentado" é um polímero que compreende duas ou mais regiões ou segmentos quimicamente distintos (designados como "blocos") preferivelmente unidos de forma linear, ou seja, um polímero compreendendo unidades quimicamente diferenciadas que são unidas de extremidade a extremidade em relação à funcionalidade olefínica, preferivelmente etilênica polimerizada, em vez de na forma enxertada. Em uma concretização, os blocos diferem quanto à quantidade ou tipo de comonômero incorporado, densidade, quantidade de cristalinidade, tamanho do cristalito atribuível a um polímero de tal composição, tipo ou grau de taticidade (isotático ou sindiotático), regiorregularidade ou regioirregularidade, quantidade de ramificação (incluindo ramificação de cadeia longa ou hiper-ramificação), homogeneidade ou qualquer outra propriedade física ou química. Em comparação com interpolímeros em bloco do estado da técnica, incluindo interpolímeros produzidos através de adição sequencial de monômero, catalisadores fluxionais, ou técnicas de polimerização aniônica, os interpolímeros em multibloco utilizados na prática da presente invenção são caracterizados por distribuições inéditas tanto de polidispersidade de polímero (PDI ou Mw/Mn ou MWD) , distribuição de extensão de bloco, e/ou distribuição de número de bloco, devido, em uma das concretizações, ao efeito do agente(s) de translado em combinação com catalisadores múltiplos utilizados em sua preparação. Mais especificamente, quando produzidos em processo contínuo, os polímeros desejavelmente possuem PDI de 1,7 a 3,5, preferivelmente de 1,8 a 3, mais preferivelmente de 1,8 a 2,5 e o mais preferivelmente de 1,8 a 2,2. Quando produzidos em processo de batelada ou semibatelada, os polímeros desejavelmente possuem PDI de 1,0 a 3,5, preferivelmente de 1,3 a 3, mais preferivelmente de 1,4 a 2,5, e o mais preferivelmente de 1,4 a 2.

[037] O termo "interpolímero de etileno em multibloco" é um interpolímero em multibloco compreendendo etileno e um ou mais comonômeros interpolimerizáveis, nos quais o etileno compreende uma pluralidade das unidades de monômero polimerizado de pelo menos um bloco ou segmento no polímero, preferivelmente de pelo menos 90, mais preferivelmente de pelo menos 95 e mais preferivelmente de pelo menos 98 moles por cento do bloco. Com base no peso total do polímero, os interpolímero de etileno em multibloco utilizados na prática da presente invenção preferivelmente possuem um teor de etileno de 25 a 97, mais preferivelmente de 40 a 96, ainda mais preferivelmente de 55 a 95 e o mais preferivelmente de 65 a 85 por cento.

[038] Pelo fato de seus respectivos segmentos ou blocos distinguíveis formados com dois ou mais monômeros serem unidos em cadeias poliméricas simples, o polímero não pode ser completamente fracionado utilizando técnicas de extração seletiva padrão. Por exemplo, polímeros contendo regiões que são relativamente cristalinas (segmentos de alta densidade) e regiões que são relativamente amorfas (segmentos de densidade mais baixa) não podem ser seletivamente extraídas ou fracionadas utilizando solventes diferentes. Em uma concretização, a quantidade de polímero extraível utilizando um dialquil éter ou um solvente de alcano é menor que 10, preferivelmente menor que 7, mais preferivelmente menor que 5 e o mais preferivelmente menor que 2 por cento do peso total do polímero.

[039] Em outra concretização, os polímeros olefínicos em bloco utilizados na presente invenção, especialmente os preparados em reator de polimerização contínua em solução possuem, antes da funcionalização com amina, uma distribuição mais provável de extensões de bloco. Em uma concretização da invenção, os interpolímeros de etileno em multibloco são definidos como tendo, antes da funcionalização com uma amina:
(A) Mw/Mn de cerca de 1,7 a cerca de 3,5, pelo menos um ponto de fusão, Tm, em graus Celsius e uma densidade, d, em gramas/centímetro cúbico, onde
Tm > -2002, 9 _ 4538, 5 (d) - 2422,2(d)2; ou
(B) Mw/Mn de cerca de 1,7 a cerca de 3,5, caracterizados por um calor de fusão, ΔH em J/g, e uma quantidade delta, ΔT em °C, definida como a diferença de temperatura entre o pico DSC mais alto e o pico CRYSTAF mais alto, onde os valores numéricos de ΔT e ΔH possuem as seguintes relações:
ΔT > -0, 1299 (ΔH) + 62,81 para ΔH maior que zero e até 130 J/g,
ΔT ≥ 48°C para ΔH maior que 130 J/g,
onde o pico CRYSTAF é determinado utilizando-se pelo menos 5 por cento do polímero cumulativo, e se menos de 5 por cento do polímero tiver um pico CRYSTAF identificável, então a temperatura CRYSTAF é de 30°C; ou
(C) recuperação elástica, (Re), a 300 por cento de deformação e 1 ciclo medido com uma película moldada por compressão do interpolímero de etileno/α-olefina, e uma densidade, d, em gramas/centímetro cúbico, onde os valores numéricos de Re e d satisfazem a seguinte relação quando o interpolímero de etileno/α-olefina é substancialmente livre de uma fase reticulada:
Re > 1481 - 1629(d); ou
(D) tem uma fração molecular que elui entre 40°C e 130°C quando fracionada utilizando TREF, sendo que a fração possui um teor de comonômero molar pelo menos 5 por cento maior do que o de uma fração de interpolímero de etileno aleatório comparável eluindo entre as mesmas temperaturas, onde dito interpolímero de etileno aleatório comparável compreende o(s) mesmo(s) comonômero(s) e tem um índice de fusão, densidade e teor de comonômero molar (com base no polímero total) na faixa de 10 por cento daquele do interpolímero de etileno/alfa-olefina; ou
(E) possui um módulo de armazenamento a 25°C, (G'(25°C))e um módulo de armazenamento a 100°C, (G'(100°C)), sendo que a relação de G'(25°C) para G' (100°C) está na faixa de cerca de 1:1 a cerca de 9:1. O interpolímero de etileno/α-olefina também tem:
(f) fração molecular que elui entre 40°C e 130°C quando fracionada utilizando TREF, caracterizada pelo fato de a fração ter um índice de blocos de pelo menos 0,5 e de cerca de cerca de até 1 e um Mw/Mn maior que cerca de 1,3; ou
(G) índice médio de blocos maior que zero (0) e de cerca de até 1,0 e um distribuição de peso molecular, Mw/Mn maior que cerca de 1,3.

[040] Os interpolímeros de etileno em multibloco úteis na prática da invenção, e sua preparação e uso, são mais amplamente descritos em USP 7.579.408, 7.355.089, 7.524.911, 8.514.517, 7.582.716 e 7.504.347.

[041] O elastômero olefínico é funcionalizado com um ou mais grupos amina, por exemplo, NHR onde R é hidrogênio, alquila ou arila, preferivelmente alquila ou arila, e mais preferivelmente alquila com 1-10 átomos de carbono. Esses grupos amina podem ser incorporados ao polímero incluindo um monômero olefínico, portanto amina na cadeia principal do polímero (ou adicionando um grupo amina a uma unidade da cadeia polimérica principal) ou, preferivelmente, enxertando um composto apropriado, por exemplo, anidrido maleico, à cadeia polimérica principal e então reagindo o composto enxertado com um composto portador de amina, por exemplo, uma diamina.

[042] Em uma concretização, o enxerto pode ocorrer por meio de funcionalização via radical livre, que tipicamente inclui misturar sob fusão um polímero olefínico, um iniciador de radical livre (tal como peróxido ou similar) e um composto contendo um grupo funcional. Durante a mistura sob fusão, o iniciador de radical livre reage (mistura sob fusão reativa) com o polímero olefínico para formar radicais de polímero. O composto contendo um grupo funcional liga-se à cadeia principal dos radicais de polímero para formar um polímero funcionalizado. Em uma concretização, o monômero de enxerto é anidrido maleico e uma vez enxertado à cadeia polimérica principal, o grupo anidrido ou carboxílico pendente é reagido com uma amina, por exemplo, H2N-R-NH2, onde R é um radical alquila de 1-8 átomos de carbono, para prover o grupo amida funcional do polímero. Técnicas de enxerto apropriadas são também descritas em USP 3.236.917 e 5.194.509 e WO 2006/102016, WO 2008/0808011 e WO 2008/079784.

[043] Exemplos mais específicos de elastômeros olefínicos úteis na preparação do compatibilizante da presente invenção incluem polietileno de muito baixa densidade (VLDPE) (ex: polietileno de etileno/1-hexeno FLEXOMER® preparado pela The Dow Chemical Company), copolímeros de etileno/α-olefina lineares homogeneamente ramificados (ex: TAFMER® da Mitsui Petrochemicals Company Limited e EXACT® da Exxon Chemical Company), polímeros de etileno/α-olefina substancialmente lineares, homogeneamente ramificados (ex: polietileno AFFINITY® e ENGAGE® da The Dow Chemical Company) e copolímeros olefínicos em bloco tais como os descritos em USP 7.355.089 (ex: INFUSE® da The Dow Chemical Company) . Os copolímeros poliolefínicos mais preferidos são os copolímeros de etileno substancialmente lineares e homogeneamente ramificados. Os copolímeros de etileno substancialmente lineares são especialmente preferidos, e mais amplamente descritos em USP 5.272.236, 5.278.272 e 5.986.028. Os mais preferidos são os interpolímeros de etileno em multibloco.

[044] Os elastômeros olefínicos úteis na preparação dos compatibilizantes úteis na prática da presente invenção também incluem propileno, buteno e outros copolímeros à base de alqueno, por exemplo, copolímeros compreendendo a maioria das unidades mer derivadas de propileno a minoria das unidades mer derivadas de outra α-olefina (incluindo etileno). Polímeros de propileno úteis na prática da presente invenção incluem os polímeros VERSIFY® da The Dow Chemical Company e os polímeros VISTAMAXX® da ExxonMobil Chemical Company.

[045] Misturas de qualquer um dos elastômeros olefínicos acima citados podem também ser usadas na preparação dos compatibilizantes úteis na prática da presente invenção, e os elastômeros olefínicos podem ser misturados ou diluídos com um ou mais de outros polímeros na medida em que, em um modo preferido, os elastômeros olefínicos da presente invenção constituam cerca de pelo menos 50, preferivelmente cerca de pelo menos 75 e mais preferivelmente cerca de pelo menos 80 por cento em peso do componente de polímero termoplástico da mistura e mantenham sua flexibilidade. Em um modo menos preferido e dependendo de outras propriedades que possam ser buscadas, o teor de elastômero olefínico pode ser menor que 50% do componente de polímero termoplástico.

[046] Os elastômeros olefínicos, particularmente os elastômeros de etileno, úteis na preparação de compatibilizantes úteis na prática da presente invenção tipicamente possuem, antes do enxerto, uma densidade menor que 0,91, preferivelmente menor que 0, 90 gramas por centímetro cúbico (g/cm3) . Os copolímeros de etileno tipicamente possuem uma densidade maior que 0,85, preferivelmente maior que 0,86 g/cm3. A densidade é medida através do procedimento de ASTM D-792. Geralmente, quanto maior o teor de α-olefina do interpolímero, menor a densidade e mais amorfo o interpolímero. Copolímeros poliolefínicos de baixa densidade são geralmente caracterizados como semicristalinos, flexíveis e com boas propriedades ópticas, por exemplo, alta transmissão de luz visível e UV e baixa opacidade.

[047] Os elastômeros de etileno úteis na preparação dos compatibilizantes e na prática da presente invenção tipicamente possuem, antes do enxerto, um índice de fusão maior que 0, 10 e preferivelmente maior que 1 grama por 10 minutos (g/10 min) . Os elastômeros de etileno tipicamente possuem um índice de fusão menor que 500 e preferivelmente menor que 100 g/10 min. O índice de fusão é medido pelo procedimento ASTM D-1238 (190°C/2,16 kg).

[048] Em uma concretização, a cadeia polimérica principal do compatibilizante é livre de unidades mer derivadas de estireno e não contém nenhuma unidade mer contendo um ácido carboxílico ou grupo epoxi. Em uma concretização, os compatibilizantes da presente invenção podem conter funcionalidade ácido carboxílico que é residual da aminação do polímero enxertado com anidrido maleico, por exemplo, embora a quantidade desta funcionalidade ácido residual seja nominal, preferivelmente nenhuma, porém, se presente, tem pouca ou nenhuma consequência sobre o desempenho do compatibilizante nas composições da presente invenção.

Retardante de Chama de Fosfato Orgânico (Componente D)

[049] Os retardantes de chama de fosfato orgânico úteis na prática da presente invenção incluem tanto os ésteres de fosfato aromáticos e alifáticos como seus polímeros. Exemplos de retardantes de chama de éster fosfato alifáticos incluem trimetil fosfato, tributil fosfato, tri(2-etilexil)fosfato, tributoxietil fosfato, monoisodecil fosfato e ácido 2-acriloiloxietil fosfato. Exemplos de ésteres fosfato aromáticos incluem trixilenil fosfato, tris(fenilfenil)fosfato, trinaftil fosfato, cresildifenil fosfato, xilenildifenil fosfato e difenil-2- metacriloiloxietil fosfato. Exemplos de bis(fosfato ésteres) aromáticos incluem resorcinol bis(difenil fosfato) (RDP), resorcinol bis(dixilenil fosfato), resorcinol bis(dicresilfosfato), hidroquinona bis(dixilenil fosfato), bisfenol-A bis(difenil fosfato) (BPADP), e tetracis (2,6-dimetil-fenil)-1,3-fenileno bifosfato. Esses fosfato-ésteres podem ser usados isoladamente ou em combinação entre si. Os retardantes de chama de fosfato orgânico são líquidos sob condições ambiente (23°C e pressão atmosférica).

Aditivos Opcionais (Componente E)

[050] As composições da presente invenção podem, opcionalmente, também conter aditivos. Aditivos representativos incluem, embora não se restrinjam a antioxidantes, auxiliares de processamento, corantes, estabilizantes ultravioleta (inclusive absorventes UV) , agentes antiestáticos, agente nucleantes, agentes deslizantes, plastificantes, lubrificantes, agentes de controle de viscosidade, promotores de pega, agentes antibloqueio, surfactantes, óleos diluentes, cargas, varredores de ácido, e desativadores de metal. Se presentes, esses aditivos são tipicamente utilizados, individual e/ou coletivamente, de forma convencional, e em quantidades convencionais, por exemplo, de 0,01% em peso ou menos a 10% em peso ou mais, com base no peso total da composição.

[051] Estabilizantes de luz UV adequados incluem estabilizantes de luz de amina impedida (HALS) e aditivos de absorvente de luz UV (UVA). HALS representativos que podem ser usados nas composições incluem, embora não se restrinjam a TINUVIN XT 850, TINUVIN 622, TINUVIN® 770, TINUVIN® 770, TINUVIN® 144, SANDUVOR® PR-31 e Chimassorb 119 FL. TINUVIN® 770 é bis-(2,2,6,6-tetrametil-4-piperidinil)sebacato, tem um peso molecular de cerca de 480 gramas/mol, é comercializado pela Ciba, Inc. (atualmente integrando a BASF) e possui dois grupos amina secundária. TINUVIN® 144 é bis-(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidinil)-2-n-butil-2-(3,5-di-ter-butil-4-hidroxibenzil)malonato, tem um peso molecular de cerca de 685 gramas/mol, contém aminas terciárias, sendo também fornecido pela Ciba. SANDUVOR® PR-31 é ácido propanodióico [(4-metoxifenil)-metileno]-bis-(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidinil)éster, tem um peso molecular de cerca de 529 gramas/mol, contém aminas terciárias, e é fornecido pela Clariant Chemicals (India) Ltd. Chimassorb 119 FL ou Chimassorb 119 é 10% em peso de polímero de succinato de dimetila com 4-hidroxi-2,2-6,6-tetrametil-1-piperidinoetanol e 90% em peso de N,N"'-[1,2-etanodiilbis[[[4,6-bis[butil(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidinil)amino]1,3,5-traizin-2-il]imino]-3,1-propanodiil]]bis[N,N"-dibutil-N',N"-bis(1,2,2,6,6-pentametil-4-piperidinil)]-1, comercializado pela Ciba, Inc. Aditivos de absorvente US (UVA) representativos incluem tipos benzotriazólicos tais como Tinuvin 326 e Tinuvin 328 da Ciba, Inc. Misturas de HALs e aditivos UVA também são eficazes.

[052] Exemplos de antioxidantes incluem, embora não se restrinjam a fenóis impedidos, tais como tetracis[metileno(3,5-di-ter-butil-4-hidroxihidro-cinamato)]metano; bis[(beta-(3,5-diter-butil-4- hidroxibenzil)-metilcarboxietil)]sulfeto, 4,4'-tiobis(2- metil-6-ter-butilfenol), 4,4'-tiobis(2-ter-butil-5- metilfenol), 2,2'-tiobis(4-metil-6-ter-butilfenol) e tiodietileno bis(3,5-di-ter-butil-4-hidroxi)hidrocinamato; fosfitos e fosfonitos, tais como tris(2,4-di-ter-butilfenil)fosfito e di-ter-butilfenil-fosfonito; compostos tio tais como dilauriltiodipropionato, dimiristiltiodipropionato e diesteariltiodipropionato; vários siloxanos; 2,2,4-trimetil-1,2-diidroquinolina polimerizada, n,n'-bis(1,4-dimetilpentil-p-fenilenodiamina), difenilaminas alquiladas, 4,4'-bis(alfa,alfa-dimetilbenzil)difenilamina, difenil-p-fenilenodiamina, di-aril-p-fenilenodiaminas mistas, e outros antidegradantes ou estabilizantes de amina impedida. Antioxidantes podem ser usados em quantidades, por exemplo, em quantidades de 0,1 a 5% em peso com base no peso da composição.

[053] Exemplos de auxiliares de processamento incluem, embora não se restrinjam a sais metálicos de ácidos carboxílicos, tais como estearato de zinco ou estearato de cálcio; ácidos graxos tais como ácido esteárico, ácido oleico e ácido erúcico; amidas graxas tais como estearamida, oleamida, erucamida ou N,N'-etileno bis-estearamida; cera de Polietileno; cera de Polietileno oxidado; polímeros de óxido de etileno; copolímeros de óxido de etileno e de óxido de propileno; ceras vegetais, ceras de petróleo; surfactantes não-iônicos; fluidos de silicone e polissiloxanos.

[054] Em certas concretizações da presente invenção, as composições contêm menos que 10% em peso, preferivelmente menos que 5% em peso de vários óxidos metálicos, por exemplo, dióxido de titânio; carbonatos metálicos, tais como carbonato de magnésio e carbonato de cálcio, sulfetos e sulfatos metálicos, tais como dissulfeto de molibdênio e sulfato de bário; boratos metálicos tais como borato de bário, borato de meta-bário, borato de zinco e borato de meta-zinco; anidrido metálico, tal como anidrido alumínio; halogênios, e fosfatos poliméricos. Em certas concretizações da invenção, as composições são substancialmente livres desses materiais.

Composição Termoplástica Retardante de Chama

[055] As quantidades relativas de cada componente da composição da presente invenção são descritas na Tabela 1.

[056] Em uma concretização, a relação de peso de A para B (policarbonato (PC) para polipropileno (PP) é maior (>) que 1, preferivelmente > 1,5 e mais preferivelmente > 2. Em uma concretização, a relação de peso de PC para PP é de 1:1 a 8:1, preferivelmente de 1,5:1 a 8:1, e mais preferivelmente de 2:1 a 8:1.

Formulação/Fabricação

[057] A formulação das composições da presente invenção pode ser efetuada através de meios-padrão conhecidos no estado da técnica. Exemplos de equipamentos de formulação são os misturadores internos de batelada, tal como o misturador interno Banbury ou Bolling. Alternativamente, pode-se utilizar os misturadores de monorosca ou de dupla rosca contínuos, tal como o misturador contínuo FarrelTM, um misturador (extrusora) de dupla rosca Werner and Pfleiderer ou uma extrusora amassadeira contínua Buss™. O tipo de misturador utilizado e suas condições de operação afetam as propriedades da composição, tais como viscosidade, resistividade volumétrica e lisura da superfície extrudada.

[058] A temperatura de formulação do policarbonato, polipropileno, compatibilizante e retardante de chama de fosfato orgânico e pacotes de aditivos opcionais variam com a composição, embora seja tipicamente maior que 220°C. Para uma relação de peso de 3:1 de policarbonato para polipropileno, a temperatura de formulação é tipicamente maior que 245°C. Os vários componentes da composição final podem ser adicionados e combinados entre si em qualquer ordem, ou simultaneamente, embora tipicamente o policarbonato, polipropileno e compatibilizante são primeiramente combinados entre si, e então com o retardante de chama, e então com os aditivos. Em algumas concretizações, os aditivos são adicionados na forma de lote padrão pré-misturado. Tais lotes padrão são comumente formados dispersando-se os aditivos, separada ou conjuntamente, em uma pequena quantidade de um ou mais do policarbonato e polipropileno. Lotes padrão são convenientemente formados através de métodos de combinação sob fusão.

Artigos Manufaturados

[059] Em uma concretização, a composição da presente invenção pode ser aplicada na forma de revestimento em um cabo, por exemplo, uma bainha ou camada isolante, em quantidades conhecidas e através de métodos conhecidos (por exemplo, com os equipamentos e métodos descritos em USP 5.246.783 e 4.144.202). Tipicamente, a composição polimérica é preparada em um reator-extrusora equipado com uma matriz de revestimento de cabo e após os componentes da composição serem formulados, a composição é extrudada sobre o cabo, à medida que o cabo é estirado através da matriz.

[060] Outros artigos manufaturados que podem ser preparados com as composições poliméricas da presente invenção incluem fibras, fitas, folhas, cintas, pelotas, tubos, cabos, protetores contra intempéries, vedações, gaxetas, espumas, calçados e meios de ventilação. Esses artigos podem ser fabricados utilizando equipamentos e técnicas conhecidas.

[061] As composições da presente invenção exibem uma ou mais de propriedades de resistência robusta à abrasão por lixa, resistência à abrasão por riscos, resistência à constrição, resistência à chama, e resistência à água quente, para fios automotivos com espessura de parede reduzida (ex: 0,2 mm ou menos) de acordo com ISO 6722.

[062] A invenção é descrita de forma mais completa através dos seguintes exemplos. Salvo observação contrária, todas as partes e porcentagens são em peso.

Concretizações Específicas Materiais e Métodos

[063] As misturas PP/PC, conforme mostra a Tabela 2, são primeiramente misturadas em uma tigela de mistura BRABENDER, sendo então extrudadas em uma extrusora BRABENDER monorosca 3/4" para preparo de fios com camada isolante de 0,2 mm. A construção do fio utilizado é filamento de cobre nu 18 AWG/19.

[064] PP1 é um copolímero de impacto com MFR de 2,1g/10 min (230°C/2,16 kg), densidade de 0,900 g/cm3, módulo de flexão secante 1% de 1720 MPa, impacto Izod com entalhe a 23°c de 560 J/m e temperatura de deflexão de 116°c sob carga de 0,45 MPa, compreendendo uma mistura combinada sob fusão de 82% em peso de um homopolímero de polipropileno de alta cristalinidade nucleado (63%), 18% em peso de um copolímero de etileno/α-olefina com índice de fusão de 1,0/10 min (190°C/2,16 kg) e densidade de 0,902 g/cm3.

[065] PP2 é um copolímero de polipropileno nucleado de alta cristalinidade (58%) com um MFR de 3,0g/10 min (230°c/2,16 kg) , densidade de 0, 900 g/cm3, módulo de flexão secante 1% de 2070 MPa, impacto Izod sob entalhe a 23°C de 37 J/min, e temperatura de deflexão de 129°c sob carga de 0,45 MPa.

[066] PP3 é um homopolímero de polipropileno de alta cristalinidade (54%) com um MFR de 38g/10 min (230°C/2,16 kg) , uma densidade de 0, 900 g/cm3, módulo de flexão secante a 1% de 1240 MPa, impacto Izod sob entalhe a 23°C de 27 J/m e temperatura de deflexão de 104°c sob carga de 0,45 MPa.

[067] PC1 é uma resina de policarbonato com um índice de fusão de 6g/10 min (300°c/1,2 kg), densidade de 1,20 g/cm3, módulo de flexão de 2410 MPa, impacto Izod sob entalhe de 907 J/m, tração e alongamento na ruptura de 150%, e resistência à tração na ruptura de 72 MPa.

[068] PC2 é uma resina de policarbonato com um índice de fusão de 73g/10 min (300°C/1,2 kg), densidade de 1,20 g/cm3, módulo de flexão de 2300 MPa, impacto Izod sob entalhe de 267 J/m, tração e alongamento na ruptura de 60%, e resistência à tração na ruptura de 48 MPa.

[069] PC3 é um policarbonato modificado por imapcto com um índice de fusão de 18g/10 min (300°C/1,2 kg), densidade de 1,18 g/cm3, módulo de flexão de 2280 MPa, impacto Izod sob entalhe de 641 J/m, tração e alongamento na ruptura de 110%.

[070] BDP é bis(difenil fosfato) de bisfenol A.

[071] IRGANOX 1010 (BASF) é um antioxidante fenólico impedido.

[072] IRGAFOS 168 (BASF) é um estabilizante térmico de trisarilfosfito.

[073] INFUSE™9500 enxertado com anidrido maleico aminado e AMPLIFY™ GR216 enxertado com anidrido maleico aminado são preparados seguindo o procedimento abaixo.

[074] AMPLIFY™ GR216, elastômero poliolefínico enxertado com 0, 99% em peso de anidrido maleico da The Dow Chemical Company, é convertido em um produto com funcionalidade amina embebendo-se os grânulos de AMPLIFT™ GR216 (200 gramas) com N-etiletilenodiamina (5,10g) à temperatura ambiente em um sistema agitado selado com grânulos embebidos alimentados no misturador HAAKE RHEOMIX 3000p com macaco pneumático e rotores de cilindro com ajuste de temperatura a 180°C e uma velocidade inicial de rotor de 10 rpm que é aumentada gradualmente até 60 rpm durante 2 minutos. Os materiais fluem para o misturador por 10 minutos com o produto removido do misturador, prensado em folha e colocado em um forno a vácuo a 75°C da noite para o dia. O produto é vedado até ser utilizado em blendas.

[075] INFUSEtm9500, um copolímero de etileno em multibloco da The Dow Chemical Company, é radicalmente enxertado com 1,06% em peso de anidrido maleico, sendo posteriormente convertido em um produto com funcionalidade amina embebendo os grânulos de INFUSE™9500 maleatado (200g) com N-etiletilenodiamina (9,15 ml) à temperatura ambiente em um sistema agitado vedado com grânulos embebidos alimentados para um misturador HAAKE RHEOMIX 3000p com macaco pneumático e rotores de cilindro com temperatura ajustada em 170°C e uma velocidade inicial de rotor de 10 rpm que é aumentada gradualmente a 60 rpm durante 2 minutos. Os materiais fluem para o misturador por 10 minutos com o produto removido do misturador, prensado em folha e colocado em um forno a vácuo a 75°C da noite para o dia. O produto é vedado até ser utilizado em blendas.

[076] A resistência à abrasão por riscos é testada utilizando o aparelho de teste de riscos, de acordo com ISO 6722. É conduzido com uma agulha que risca a superfície do fio sob uma carga de 7N. O número de ciclos que a agulha leva para riscar o isolamento é registrado. A resistência à abrasão por lixa é testada de acordo com SAE J1678. É conduzida com uma lixa aplicada sobre a superfície de um fio sob carga de 163 g. O comprimento total da lixa que é utilizada para arranhar o isolamento do fio é registrado. A resistência à constrição é medida de acordo com SAE J1128. A amostra de fio é colocada em uma haste de aço de 3mm e submetida a uma força crescente aplicada com massa a uma taxa de 2,3 kg/min. A resistência à constrição da amostra de teste é a média de 4 valores. Os testes de resistência à água quente são preparados de acordo com o seguinte protocolo: 14 pés de fios são imersos em um jarro preenchido com 1% de água salgada. Os fios são envelhecidos em água quente por 5 semanas em um forno a 85°c. Os fios são considerados como apresentando boa resistência à água quente quando a resistência de isolamento medida for maior que 109 Ohm.mm. A resistência à chama é testada de acordo com o procedimento J1128. O tempo para extinção da chama precisa ser menor que 70 s para atender aos requisitos de J1128.

[077] Na Tabela 2, EXP1 é uma mistura de PP1 e PC1 utilizando INFUSE 9500 enxertado com anidrido maleico aminado como compatibilizante. Essa composição mostra excelente desempenho em relação aos requisitos para isolamento de fiação fina: alta resistência à abrasão por riscos, alta resistência à abrasão por lixa, boa resistência à chama, boa resistência à água quente, e boa resistência à constrição. EXP1 é notavelmente superior aos exemplos comparativos: em relação a COMP1, apresenta resistência à abrasão por riscos bem melhor, o que ilustra uma dependência surpreendentemente forte de MFR do componente de polipropileno da mistura; e em relação ao COMP2, tem tempo muito reduzido para extinguir uma chama, o que indica resistência à chama melhorada para composições ricas em PC, em comparação com composições ricas em PP. Exemplos inventivos EXP 2, 3 e 4 são misturas de PP1 com PC2, PC1 e PC3, respectivamente, utilizando AMPLIFY GR216 enxertado com anidrido maleico aminado. EXP2, 3 e 4 em comparação com EXP1 apresentam desempenho similarmente excelente, com exceção da resistência a riscos que é menor, comparação esta que entre os exemplos inventivos serve para ilustrar os benefícios particularmente preferidos do compatibilizante de copolímero olefínico em bloco enxertado com maleico aminado utilizado no EXP1. Contudo, EXP2, 3 e 4 apresentam desempenho vantajoso em relação a COMP1 e COMP2: em relação a COMP1, melhor resistência à abrasão por riscos, ilustrando também o benefício de MFR menor para o componente de polipropileno; e em relação a COMP2, resistência melhorada à chama, novamente ilustrando a vantagem de composições ricas em PC para resistência à chama.

Exemplos de Alto Rendimento

[078] Composições adicionais são preparadas com um dispositivo formador de amostra por mistura com pino retrátil, cujo desenho geral e processo operacional são descritos em WO 2007/095036. As composições e suas propriedades são mostradas na Tabela 3.

[079] O dispositivo de mistura por pino específico tem quatro pinos de mistura dispostos simetricamente e prepara 10 cm de mistura e então molda por injeção uma placa com dimensões de 67 mm x 67 mm x 1,6 mm de espessura, imediatamente após concluída a mistura. A preparação de mistura envolve duas etapas: (1) preparo de lotes padrão de componentes poliméricos mais o agente retardante de chama de fosfato líquido utilizando um misturador HAAKE equipado com tigela com capacidade de 40 cm ou 200 cm ; e (2) preparo de compostos finais utilizando o dispositivo de mistura por pino retrátil, combinando lotes padrão e, em alguns casos, quantidades adicionais dos componentes de resina. Para o dispositivo de mistura por pino, a etapa inicial de preparo de lotes padrão com o retardante de chama líquido permite experimentação mais eficiente reduzindo o tempo de mistura para a segunda etapa de preparação de composto final e também provê garantia adicional de excelente homogeneidade na mistura final. Para outros tipos de dispositivos de mistura, em particular para dispositivos de mistura em escala de produção, tal processo de mistura em duas etapas é geralmente desnecessário.

[080] As misturas preparadas através do dispositivo de mistura por pino retrátil correspondem muito às misturas preparadas através de equipamentos mais convencionais, tal como o misturador de batelada HAAKE e as extrusoras de dupla rosca, conforme comprova a harmonia geralmente excelente de propriedades, tais como as propriedades de tração, resistência a riscos, e morfologia de mistura, determinados por espectroscopia. As condições operacionais HAAKE para preparação de lote padrão são: (1) 10 minutos a 200°C a 50 rpm para lotes padrão BDP/PP; (2) 10 minutos a 260°C a 50 rpm para lotes padrão BDP/PC; e (3) 15 minutos a 260°C a 50 rpm para lotes padrão de BDP/compatibilizante/PC. Nos três casos, o BDP é adicionado gradualmente durante um período de 5 minutos aos polímeros fundidos seguido de 5 minutos adicionais de mistura. Para lotes padrão com compatibilizante, a adição de BDP é precedida por 5 minutos de mistura do compatibilizante e PC. Condições operacionais para o dispositivo formador de amostra por mistura com pino retrátil são tempo de mistura de 8 minutos, modo de movimento de pino rotativo de pinos com corrotação de pinos diagonalmente opostos com os dois pares de pinos girando em sentidos opostos, velocidade do pino rotativo de 300 rpm, modo de movimento de pino linear de pares adjacentes de pinos movendo-se juntos à velocidade constante, com os dois pares de pinos movimentando-se para dentro e para fora da câmara de mistura 180 graus fora da fase, velocidade de pino linear de 15 mm/seg, tempo de injeção no molde de 1,6 segundos, e tempo de resfriamento antes da desmoldagem por 30 segundos. As temperaturas operacionais variam dependendo da composição de mistura, variando de uma temperatura de mistura de 235°C a uma temperatura de molde de 90°C para composições ricas em PC a uma temperatura de mistura de 215°C e temperatura de molde de 85°c para composições ricas em PP.

[081] Um método de teste de raspagem especialmente desenvolvido é usado para medir a resistência à abrasão de placas de mistura produzidas através do dispositivo formador de amostra de mistura por pino. Uma máquina de teste de materiais servo-hidráulicas (MTS modelo 810) equipada com acessórios customizados é utilizada para conduzir esse teste. A placa é rigidamente montada em orientação vertical sobre uma mesa de roletes. Um termopar encamisado com aço inoxidável com ponta hemisférica é rigidamente montado no eixo atuado servo-hidraulicamente da máquina de teste na altura da placa em orientação perpendicular em relação à superfície da placa. Um sistema de roldana com peso morto afixado à mesa de roletes para manter a placa, puxa-a firmemente contra a ponta de termopar e proporciona carga normal constante da sonda contra a placa de 700g durante todo o teste.

[082] O teste de raspagem envolve movimento linear recíproco cíclico da sonda de raspagem (ou seja, o termopar) sobre a placa. O teste é conduzido por 300 segundos a uma frequência de 55 ciclos por minuto em um total de 275 ciclos. Concluído o teste, a placa é removida e a profundidade da raspagem é medida com um calibrador. Uma profundidade de raspagem maior corresponde a uma resistência à abrasão mais precária, e vice-versa. Os valores de profundidade de raspagem na Tabela 3 são a média de cinco réplicas de medições. A profundidade de raspagem medida através deste método correlaciona-se muito bem, inversamente, com os ciclos de abrasão por risco medidos em isolamento de fios através do método padrão descrito anteriormente. A excelente qualidade desta correlação é mostrada na Figura. A função da correlação é a seguinte: ciclos de abrasão por risco = 3,94*(profundidade da raspagem em mm)^(-1, 585). Essa correlação é ilustrada na Figura. A Tabela 3 mostra a profundidade de raspagem medida diretamente e os ciclos de abrasão por risco correspondentes, calculados utilizando essa correlação para várias composições.

[083] As composições EXP5 até EXP11 apresentam resistência à abrasão notavelmente melhorada em relação às composições COMP4 a COMP7 que são desprovidas de um ou mais dos componentes presentes nas composições inventivas: em COMP5 a COMP7 o componente faltante é o compatibilizante elastomérico aminado; e em COMP4, os componentes faltantes são o policarbonato e o compatibilizante. Embora COMP3 possua resistência à abrasão razoavelmente satisfatória, falta-lhe suficiente flexibilidade à baixa temperatura para ser adequado ao isolamento de fiação devido à temperatura de transição vítrea relativamente alta do policarbonato, por exemplo, 145C conforme relatado em Polymer Handbook, 3a. edição, J. Brandrup e E.H. Immergut (1989) . Embora COMP8 compreenda os mesmos componentes de EXP5 e apresente resistência à abrasão similarmente satisfatória, por inferência aos resultados de resistência à chama de composições similares constantes na Tabela 2, a saber, COMP2 e EXP1, respectivamente, falta à composição rica em PP de COMP8 suficiente resistência à chama para que seja adequada como isolante de fiação. A comparação de EXP6, EXP8 e EXP10 a EXP5 surpreendentemente mostra uma melhoria adicional marcante na resistência à abrasão, se um ou ambos componentes de policarbonato e polipropileno forem modificados por impacto. Outro exame dos exemplos da invenção ilustra que as relações PC/PP mais altas são preferíveis para obter uma resistência ao impacto melhorada.

Claims

Composição, caracterizada pelo fato de compreender, em porcentagem em peso com base no peso da composição:
- A. de 35-80% de pelo menos uma resina de policarbonato de bisfenol A,
- B. de 10-35% de pelo menos um polipropileno com uma MFR ≤ 12 g/10 min (230°C/2,16 kg), sendo a MFR (taxa de fluxo de fundido) medida de acordo com ASTM D1238,
- C. maior que zero (>) a 40% de pelo menos um polímero elastomérico funcionalizado com amina,
- D. >0-30% de pelo menos um retardante de chama de fosfato orgânico, e
- E. 0-10% de um ou mais aditivos; e
a relação em peso de A para B ser maior (>) que 1.
Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o polipropileno ter cristalinidade maior que 40%.
Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de a resina de policarbonato ter uma taxa de fluxo de fundido (MFR) igual ou inferior a (≤) 75 gramas por minuto (g/10 min) (250°c/1,2 kg) e uma tração e alongamento na ruptura maior que 50%.
Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizada pelo fato de o polipropileno ser um homopolímero de propileno ou copolímero minialeatório com uma MFR ≤ 4 g/10 min (230°C/2,16 kg).
Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizada pelo fato de o polímero elastomérico funcionalizado com amina ser um interpolímero de etileno em multiblocos funcionalizado com amina.
Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizada pelo fato de o retardante de chama de fosfato orgânico ser líquido em condições ambiente.
Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizada pelo fato de os aditivos estarem presentes.
Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizada pelo fato de ser livre de halogênio, óxido metálico e fosfato polimérico.
Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizada pelo fato de a cadeia polimérica principal do polímero elastomérico funcionalizado com amina ser livre de unidades mer derivadas de estireno e não conter nenhuma unidade mer compreendendo um grupo epoxi.
Bainha isolante de fio, caracterizada pelo fato de compreender a composição, conforme definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 9.
Fio, caracterizado pelo fato de compreender a bainha isolante, conforme definida na reivindicação 10.