BR112014008702B1

BR112014008702B1 - Composição

Info

Publication number: BR112014008702B1
Application number: BR112014008702-4A
Authority: BR
Inventors: Muthu Subramanian
Original assignee: Dow Global Technologies Llc
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2012-10-18
Publication date: 2021-06-29
Also published as: IN2014CN02889A; KR20140077921A; JP6170056B2; WO2013059391A1; BR112014008702A2; JP2014530937A; CN103890082A; KR101928604B1; EP2768899A1; EP2768899B1; US20150376385A1

Abstract

composição, composição reticulante e artigo. a invenção provê uma composição compreendendo a seguir: (a) um interpolímero de etileno/(alfa)-olefina/dieno; (b) um polímero a base de etileno funcionalizado selecionado a partir do grupo consistindo dos a seguir: (a) um interpolímero de etileno/(alfa)-olefina enxertado anidrido; (b) um polímero a base de etileno funcionalizado ácido; e (c) um polímero a base de etileno funcionalizado éster; (c) um agente reticulante; e sendo que a proporção em peso do componente a para o componente b é de 98:2 a 60:40.

Description

Antecedentes da invenção

[0001] O EPDM reticulável é atualmente utilizado para componentes de transmissão de energia, tal como suporte de motor (“engine mounts”) e correia de motor. Entretanto, os referidos componentes sofrem, tipicamente, de pouca resistência à abrasão, o que reduz seu tempo de vida útil. As composições de borracha são descritas nas referências a seguir: US 6,251,977 B1; US 2004/006179 A1; US 2003/0125438 A1; EP 6,280,065 B1; e WO 2002/026879 A1. Existe umanecessidade por novas composições elastoméricas com resistência à abrasão e, assim, tempo de serviço melhorado. Estas necessidades e outras foram cumpridas com a invenção a seguir.

Sumário da invenção

[0002] A invenção provê uma composição compreendendo o seguir: (A) um interpolímero de etileno/α-olefina/dieno; (B) um polímero a base de etileno funcionalizado selecionado a partir do grupo consistindo dos a seguir: (a) um interpolímero de etileno/α-olefina enxertado anidrido; (b) um polímero a base de etileno funcionalizado por um ácido; e (c) um polímero a base de etileno funcionalizado por um éster; (C) um agente reticulante; e sendo que a proporção em peso do componente a para o componente B é de 98:2 a 60:40. Descrição detalhada da invenção

[0003] Como discutido acima, a invenção provê uma composição compreendendo os seguintes: A) um interpolímero de etileno/α-olefina/dieno; (B) um polímero a base de etileno funcionalizado selecionado a partir do grupo consistindo dos a seguir: (a) um interpolímero de etileno/α-olefina enxertado anidrido; (b) um polímero a base de etileno funcionalizado por um ácido; e (c) um polímero a base de etileno funcionalizado por um éster; (C) um agente reticulante; e sendo que a proporção em peso do componente a para o componente B é de 98:2 a 60:40.

[0004] Uma composição da invenção pode compreender uma combinação de duas ou mais concretizações como descritas aqui.

[0005] Em uma concretização, o polímero à base de etileno funcionalizado é selecionado a partir de (a) ou (b).

[0006] Em uma concretização, o polímero à base de etileno funcionalizado é selecionado a partir de (a) ou (c).

[0007] Em uma concretização, o polímero à base de etileno funcionalizado é selecionado a partir de (b) ou (c).

[0008] Em uma concretização, o polímero à base de etileno funcionalizado é um interpolímero de etileno/α-olefina enxertado anidrido.

[0009] Em uma concretização, o polímero à base de etileno funcionalizado é um polímero a base de etileno funcionalizado por um ácido.

[0010] Em uma concretização, o polímero à base de etileno funcionalizado é um polímero à base de etileno funcionalizado por um éster.

[0011] Em uma concretização, o polímero à base de etileno funcionalizado do componente B tem um índice de fusão (I2) de 0,5 a 1300 g/10 min.

[0012] Em uma concretização, o polímero à base de etileno funcionalizado do componente B tem um índice de fusão (I2) de 0,5 a 500 g/10 min.

[0013] Em uma concretização, o polímero à base de etileno funcionalizado do componente B tem um índice de fusão (I2) de 0,5 a 100 g/10 min.

[0014] Em uma concretização, o polímero à base de etileno funcionalizado do componente B tem um índice de fusão (I2) de 0,5 a 50 g/10 min.

[0015] Em uma concretização, o polímero à base de etileno funcionalizado do componente B tem um índice de fusão (I2) de 0,5 a 20 g/10 min.

[0016] Em uma concretização, o interpolímero de etileno/α- olefina/dieno do componente A é um EPDM.

[0017] Em uma concretização, a proporção em peso do componente A para o componente B é de 1,5 para 30, adicionalmente, de 1,5 a 20.

[0018] Em uma concretização, a proporção em peso do componente A para o componente B é de 1,5 para 10, adicionalmente, de 1,5 a 6.

[0019] Em uma concretização, a proporção em peso do componente A para o componente B é de 5 para 5.

[0020] Em uma concretização, o componente A está presente em uma quantidade maior que, ou igual a, 60 por cento em peso, ou maior que, ou igual a, 70 por cento em peso, ou maior que ou igual a, 80 por cento em peso, com base no peso do componente A e componente B.

[0021] Em uma concretização, o componente a está presente em uma quantidade menor que, ou igual a, 95 por cento em peso, ou menos que, ou igual a, 90 por cento em peso, com base no peso do componente A e componente B.

[0022] Em uma concretização, o componente A está persente em uma quantidade 70 a 90 por cento em peso, com base na soma do peso dos componentes A e B.

[0023] Em uma concretização, os componentes A e B compreendem pelo menos 80 por cento em peso, ou pelo menos 90 por cento em peso, ou pelo menos 95 por cento em peso da composição, com base no peso de todos os componentes poliméricos da composição.

[0024] Em uma concretização, os componentes A e B compreendem menos que, ou igual a, 100 por cento em peso, ou menos que, ou igual a 98 por cento em peso, ou menos que, ou igual a, 96 por cento em peso, com base no peso de todos os componentes poliméricos da composição.

[0025] Em uma concretização, os componentes A e B compreendem de 50 a 95 por cento em peso, ou de 60 a 90 por cento em peso, ou de 70 a 85 por cento em peso da composição (com base no peso da composição).

[0026] Em uma concretização, o componente A está presente em uma quantidade maior que 35 por cento em peso, ou maior que 40 por cento em peso, ou maior que 45 por cento em peso, com base no peso da composição.

[0027] Em uma concretização, o componente A está presente em uma quantidade menor que 80 por cento em peso, ou menos que 70 por cento em peso, ou menos que 60 por cento em peso, com base no peso da composição.

[0028] Em uma concretização, o componente B está presente em uma quantidade menor que, ou igual a, 40 por cento em peso, com base no peso da composição.

[0029] Em uma concretização, o componente B está presente em uma quantidade menor que, ou igual a, 35 por cento em peso, com base no peso da composição.

[0030] Em uma concretização, o componente B está presente em uma quantidade menor que, ou igual a, 30 por cento em peso, com base no peso da composição.

[0031] Em uma concretização, o componente B está presente em uma quantidade de 2 a 40 por cento em peso, ou de 3 a 35 por cento em peso, ou de 5 a 30 por cento em peso, com base no peso da composição.

[0032] Em uma concretização, a composição compreende ainda pelo menos um aditivo.

[0033] Em uma concretização, a composição compreende pelo menos um material de carga. Em uma concretização adicional, o material de carga é selecionado a partir do grupo consistindo de negro de fumo, CaCO3, sílica, e combinações dos mesmos. Em uma concretização adiciona, o material de carga é selecionada a partir do grupo consistindo de negro de fumo, CaCO3, e combinações dos mesmos. Em uma concretização adicional, o material de carga é negro de fumo.

[0034] Em uma concretização, a composição compreende pelo menos um material de carga. Em uma concretização adicional, a composição compreende menos que 70 por cento em peso, ou menos que 60 por cento em peso, ou menos que 50 por cento em peso, do material de carga, com base no peso da composição. Em uma concretização adicional, o material de carga é negro de fumo.

[0035] Em uma concretização, a composição compreende pelo menos um material de carga. Em uma concretização adicional, a composição compreende mais do que 20 por cento em peso, ou mais do que 25 por cento em peso, ou mais do que 30 por cento em peso, do material de carga, com base no peso da composição. Em uma concretização adicional, o material de carga é negro de fumo.

[0036] Uma composição da invenção pode compreender uma combinação de dois ou mais concretizações como descrito aqui.

[0037] O interpolímero de etileno/α-olefina/dieno do componente A pode compreender uma combinação de duas ou mais concretizações como descritas aqui.

[0038] O polímero a base de etileno funcionalizado do componente B pode compreender uma combinação de duas ou mais concretizações como descritas aqui.

[0039] A invenção provê também uma composição reticulada formada a partir de uma composição da invenção.

[0040] Em uma concretização, a composição reticulada tem uma dureza Shore A maior que, ou igual a 80, ou maior que, ou igual a 85.

[0041] A invenção também provê um artigo compreendendo pelo menos um componente formado a partir de uma composição da invenção. Em uma concretização, o artigo é uma parte automotiva. Em uma concretização adicional, o artigo é uma correia.

[0042] Uma composição adicional pode compreender uma combinação de duas ou mais concretizações como descritas aqui.

[0043] Uma composição reticulada da invenção pode compreender uma combinação de duas ou mais concretizações como descritas aqui.

[0044] Um artigo da invenção pode compreender uma combinação de duas ou mais concretizações como descrita aqui. Interpolímero de etileno/α-olefina/dieno (Componente A):

[0045] O interpolímero de etileno/α-olefina/dieno compreende, na forma polimerizável, etileno, um α-olefina e um dieno. O dieno pode ser conjugado ou não conjugado, e é preferivelmente não-conjugado. Os exemplos apropriados de dienos não conjugados incluem os dienos não conjugados C4C40.

[0046] O α-olefina pode ser tanto um composto alifático quanto um composto aromático. O α-olefina é, preferivelmente um composto alifático C3-C20, preferivelmente um composto alifático C3-C16, e mais preferivelmente, um composto alifático C3-C10. Os a-olefinas alifáticos C3-C10 preferidos são selecionados a partir do grupo consistindo de propileno, 1-buteno, 1-hexeno, e 1-octeno, e mais preferivelmente, propileno. Em uma concretização preferida, o interpolímero é um terpolímero (EPDM) de etileno/propileno/dieno. Em uma concretização adicional, o dieno é 5-etilideno-2-norborneno (ENB).

[0047] Em uma concretização, o dieno é um dieno não conjugado. Os dienos não conjugados ilustrativos incluem os dienos acíclicos de cadeia linear, tais como 1,4-hexadieno e 1,5-heptadieno; dienos acíclicos de cadeia ramificada, tais como 5-metil-1,4-hexadieno, 2-metil-1,5-hexadieno, 6-metil- 1,5-heptadieno, 7-metil-1,6-octadieno, 3,7-dimetil-1,6- octadieno, 3,7-diemtil-1,7-octaideno, 5,7-dimetil-1,7- octadieno, 1,9-decadieno, e isômeros misturados de dihidromirceno; dienos alicíclicos de um anel simples tais como 1,4-ciclohexadieno, 1,5-ciclooctadieno e 1,5- ciclododecadieno; dienos de pontes de anel e fundidos alicíclicos de múltiplos anéis, tais como tetrahidroindeno, tetrahidroindeno de metila; alquenila, alquilideno, cicloalquenila e cicloalquilideno norborneno, tais como 5- metileno-2-norborneno (MNB), 5-etilideno-2-norborneno (ENB), 5-vinil-2-norborneno, 5-propenil-2-norborneno, 5- isopropilideno-2-norborneno, 5-(4-ciclopentenil)-2- norborneno, e 5-ciclohexilideno-2-norborneno. O dieno é preferivelmente, um dieno não conjugado selecionado a partir do grupo consistindo de ENB, diciclopentadieno, 1,4- hexadieno, 7-metil-1,6-octadieno, e preferivelmente, ENB, diciclopentadieno e 1,4-hexadieno, mais preferivelmente, ENB e diciclopentadieno, e ainda mais preferivelmente ENB.

[0048] Em uma concretização, o interpolímero de etileno/α- olefina/dieno é preparado na presença de um catalisador e único sítio, tal como um catalisador de geometria limitada (CGC), por exemplo, um complexo de titânio monociclopentadienila; ou um composto ariloxiéter polivalente. Alguns exemplos de catalisadores de geometria limitada são descritos nas patentes norte-americanas Nos.: US 5,272,236 e US 5,278,272. Alguns exemplos de compostos ariloxiéter polivalente são descritos nas publicações norte- americanas No.: US 2005/0164872 e a publicação interacional No. WO 2007/136494.

[0049] Em uma concretização, o interpolímero de etileno/α- olefina/dieno é preparada na presença de um catalisador de múltiplos sítios, tais como um catalisador de múltiplos sítios Ziegler-Natta.

[0050] Em uma concretização, o interpolímero de etileno/α- olefina/dieno compreende uma quantidade majoritária de etileno polimerizado, com base no peso do interpolímero. Em uma concretização preferida, o interpolímeros é um EPDM. Em uma concretização adicional, o dieno é (ENB).

[0051] Em uma concretização, o interpolímero de etileno/α- olefina/dieno tem uma distribuição de peso molecular (Mw/Mn) de 1,5 a 5,0 ou de 2,0 a 4,5 ou de 2,0 a 4,0. Todos os valores individuais e subfaixas de 1,5 a 5,0 são incluídos aqui e descritos aqui. Em uma concretização preferida, o interpolímero é um EPDM. Em uma concretização adicional, o dieno é (ENB).

[0052] Em uma concretização, o interpolímero de etileno/α- olefina/dieno tem uma distribuição e peso molecular (MW/Mn) de 2,0 a 3,5, ou de 2,0 a 3,0 ou de 2,0 a 2,5. Todos os valores individuais e subfaixas de 2,0 a 3,5 são incluídos aqui e descritos aqui. Em uma concretização preferida, o interpolímero é um EPDM. Em uma concretização adicional, o dieno é (ENB).

[0053] Em uma concretização, o interpolímero de etileno/α- olefina/dieno tem uma viscosidade Mooney, ML(1+4) a 125°C, maior que, ou igual a, 50, ou maior que, ou igual a, 60, ou maior que, ou igual a 70, ou maior que, ou igual a 80. Em uma concretização preferida, o interpolímero é um EPDM. Em uma concretização adicional, o dieno é (ENB).

[0054] Em uma concretização, o interpolímero de etileno/α- olefina/dieno tem uma viscosidade Mooney, ML(1+4) a 125°C, menor que, ou igual a, 300, ou menor que, ou igual a, 200, ou menor que, ou igual a, 150, ou menos que, ou igual a, 100. Em uma concretização preferida, o interpolímero é um EPDM. Em uma concretização adicional, o dieno é (ENB).

[0055] Em uma concretização, o interpolímero de etileno/α- olefina/dieno tem uma viscosidade Mooney, ML(1+4) a 125°C, de 50 a 300, ou de 60 a 200, ou de 70 a 100. Em uma concretização preferida, o interpolímero é um EPDM. Em uma concretização adicional, o dieno é (ENB).

[0056] A viscosidade Mooney é que o interpolímero puro (ou a viscosidade calculada do interpolímero puro para interpolímeros que contém um material de carga, tal como negro de fumo, e/ou um óleo). O interpolímero puro refere-se ao interpolímero sem material de carga e sem óleo.

[0057] Um interpolímero de etileno/alfa-olefina/dieno pode compreender uma combinação e duas ou mais concretizações como descritas aqui.

[0058] Um terpolímero EPDM pode compreender uma combinação de duas ou mais concretizações como descritas aqui.Polímero à base de etileno funcionalizado (Componente B)

[0059] O termo “grupo funcional” como utilizado aqui, se refere a um substituinte químico contendo pelo menos um heteroátomo. Um heteroátomo é definido como um átomo que não é carbono ou hidrogênio. Os heteroátomos comuns incluem, mas não estão limitados a, oxigênio, nitrogênio, enxofre, e fósforo.

[0060] O termo “agente de funcionalização” como utilizado aqui, se refere a um composto orgânico contendo pelo menos um grupo funcional (por exemplo, anidrido maléico) que pode reagir com um átomo de carbono localizado sobre a cadeia principal do polímero à base de etileno.

[0061] O termo “polímero à base de etileno funcionalizado” como utilizado aqui se refere a um polímero à base de etileno que compreende pelo menos um grupo químico (substituinte químico), ligado por uma ligação covalente, e que grupo compreende pelo menos um heteroátomo. Um heteroátomo é definido como um átomo que não é carbono ou hidrogênio. Os heteroátomos comuns incluem, mas não estão limitados a, oxigênio, nitrogênio, enxofre, e fósforo.

[0062] Em uma concretização, o polímero à base de etileno funcionalizado tem uma densidade de 0,860 a 0,965 g/cm3, ou de 0,865 a 0,960 g/cm3, ou de 0,870 a 0,955 g/cm3.

[0063] Em uma concretização, o polímero á base de etileno funcionalizado tem um índice de fusão (I2: 2,16 kg/190°C) de 0,5 g/10 minutos para 1300 g/10 minutos, ou de 1 g/10minutos a 300 g/10 minutos; ou de 5 g/10 minutos a 50 g/10 minutos.

[0064] Em uma concretização, o polímero á base de etileno funcionalizado é um interpolímeros de etileno/α-olefina enxertado anidrido, e ademais um copolímero de etileno/α- olefina enxertado anidrido.

[0065] Em uma concretização, o interpolímero de etileno/α- olefina enxertado anidrido compreende unidades derivadas de etileno e anidrido maléico. Em uma concretização adicional, o interpolímero é um copolímero. Em um interpolímero de etileno/α-olefina enxertado anidrido, funcionalidade anidrido está presente em uma quantidade molar majoritária, com base na quantidade de grupos funcionais ligados ao interpolímero.

[0066] Em uma concretização, o interpolímero de etileno/α- olefina enxertado anidrido tem um índice de fusão (I2) de 0,2 a 10, ou de 0,5 a 5 g/10 minutos. Em uma concretização adicional, o interpolímero é um copolímero.

[0067] Em uma concretização, o interpolímero de etileno/α- olefina enxertado anidrido compreende de 0,2 a 5, ou de 0,5 a 2 por cento em peso de anidrido maléico. Em uma concretização adicional, o interpolímero é um copolímero.

[0068] Em uma concretização, o polímero à base de etileno funcionalizado é um polímero à base de etileno funcionalizado ácido, e um copolímero à base de etileno funcionalizado ácido adicional. Em um polímero à base de etileno funcionalizado ácido, a funcionalidade ácida está presente em uma quantidade molar majoritária, com base na quantidade de grupos funcionais ligados ao polímero.

[0069] Em uma concretização, o polímero à base de etileno funcionalizado compreende unidades derivadas de etileno e um ácido carboxílico. Em uma concretização adicional, o polímero é um copolímero.

[0070] Em uma concretização adicional, o polímero á base de etileno funcionalizado compreende unidades derivadas de etileno e um ácido acrílico. Em uma concretização adicional, o polímero é um copolímero.

[0071] Em uma concretização, o polímero à base de etileno funcionalizado ácido é um copolímero de ácido acrílico de etileno (EAA).

[0072] Em uma concretização, o polímero à base de etileno funcionalizado é um copolímero de etileno ácido metacrílico.

[0073] Em uma concretização, o polímero à base de etileno funcionalizado ácido tem um índice de fusão (I2) de 1 a 50 g/10 minutos, ou de 2 a 25 g/10 minutos, ou de 5 a 12 g/10 minutos. Em uma concretização adicional, o polímero é um copolímero.

[0074] Em uma concretização, o polímero à base de etileno funcionalizado ácido compreende de 5 a 20, ou de 7 a 12 por cento em peso de ácido. Em uma concretização adicional, o polímero é um copolímero.

[0075] Em uma concretização, o polímero à base de etileno funcionalizado é um polímero à base de etileno funcionalizado por um éster, e adicionalmente um copolímero à base de etileno funcionalizado por um éster. Em um polímero à base de etileno funcionalizado por um éster, a funcionalidade éster está presente em uma quantidade molar majoritária, com base em uma quantidade dos grupos funcionais ligados ao polímero.

[0076] Em uma concretização, o polímero à base de etileno funcionalizado por um éster é selecionado a partir dos copolímeros de acrilato de etileno (tais como copolímeros de butil-acrilato de etileno, copolímeros de etil-acrilato de etileno, e copolímeros metil-acrilato de etileno (EBAS, EEAs e EMAs)); monóxido de carbono/butil acrilato/etileno (EnBACO); metilacrilato de glicidila/etileno/butil acrilato (EnBAGMA); etileno butilacrilato, metacrilato de glicidila etileno; ou etileno ácido metacrílico. Em uma concretização adicional, o polímero é um copolímero.

[0077] Em uma concretização, o polímero à base de etileno éster funcionalizado compreende unidades derivadas de etileno e um acrilato. Em uma concretização adicional, o acrilato é selecionado a partir de etilacrilato, metilacrilato ou butilacrilato. Em uma concretização adicional, o polímero é um copolímero.

[0078] Em uma concretização, o polímero à base de etileno funcionalizado por um éster tem um índice de fusão (I2) de 1 a 50 g/10 minutos, ou de 2 a 25 g/10 minutos, ou de 5 a 12 g/10 minutos. Em uma concretização adicional, o polímero é um copolímero.

[0079] Em uma concretização, o polímero à base de etileno funcionalizado por um éster compreende de 5 a 20, ou de 7 a 12 por cento em peso de éster. Em uma concretização adicional, o polímero é um copolímero.

[0080] Os polímeros à base de etileno funcionalizados comercialmente disponíveis incluem copolímeros PRIMACOR e polímeros AMPLIFY funcional, ambos disponíveis na “The Dow Chemical Company”.

[0081] Um polímero à base de etileno funcionalizado pode compreender uma combinação de dois ou mais concretizações como descrito aqui.

[0082] Um interpolímero de etileno/alfa-olefina enxertado anidrido pode compreender uma combinação de dois ou mais concretizações como descrito aqui.

[0083] Um polímero à base de etileno funcionalizado ácido pode compreender uma combinação de dois ou mais concretizações como descritas aqui.

[0084] Um polímero á base de etileno funcionalizado por um éster pode compreender uma combinação de duas ou mais concretizações como descritas aqui.

Agentes reticulantes

[0085] Agentes reticulantes incluem, mas não estão limitados a, agentes de cura fenólicos, agentes de cura peróxidos, compostos contendo enxofre, e combinações dos mesmos.

[0086] Em uma concretização, o agente reticulante é um agente de cura fenólico. Os agentes de cura fenólicos incluem, mas não estão limitados a, resinas de fenol- formaldeído contendo grupos hidroximetila ou halometila funcionais.

[0087] Em uma concretização, o agente reticulante é um composto contendo enxofre. Os compostos contendo enxofre incluem, mas não estão limitados a, enxofre elementar, 4,4’- ditiodimorfolina, polissulfetos e di-tiuram, dissulfetos alquilfenol, e 2-morfolino-ditiobenzotiazol. O enxofre pode ser um enxofre elementar cristalino ou um enxofre elementar amorfo, e ambos os tipos podem ser na forma pura ou suportada em um veículo inerte. Um exemplo de um enxofre suportado é Rhenogran S-80 (80 por cento S e 20 por cento de veículo inerte) da “Rhein Chemie”.

[0088] Em uma concretização, o agente reticulante é um peróxido. O peróxido é preferivelmente um peróxido orgânico. Os peróxidos orgânicos apropriados tem uma vida útil de pelo menos uma hora a 120°C. Os peróxidos ilustrativos incluem, mas não estão limitados a, uma série de agentes de vulcanização e polimerização que contém α,α’-bis(t- butilperóxi)-diisopropilbenzeno, e estão disponíveis na “Hércules, Inc.”, sob a designação comercial VULCUP, uma série dos referidos agentes que contém peróxido de dicumila e estão disponíveis na “Hércules, Inc.”, sob a designação comercial DI-CUP, bem como peróxidos LUPEROX feito por ARKEMA, ou peróxidos orgânicos TRIGONOX feitos por “Akzo Nobel”. Outros peróxidos incluem 2,5-dimetil-2,5-di-(t-butil peroxi)hexano, di-t-butilperóxido, di-(t-amil)peróxido, 2,5- di(t-amil peroxi)-2,5-dimetilhexano, 2,5-di(t-butilperoxi)- 2,5-difenilhexano, bis(alfa-metilbenzil)peroxi, peróxido de benzoila, t-butil perbenzoato, 3,6,9-trietil-3,6,9-trimetil- 1,4,7-triperoxano, bis(t-butilperoxi)-diisopropilbenzeno, peróxido de terbutilcumila, peróxido de dicumila, di- (terbutilperoxiisoproila)benzeno, peroxibenzoato de terbutila, e 1,1-di-(terbutilperoxi)-3,3,5- trimetilciclohexano.

[0089] Em uma concretização, a composição adicional compreende um coagente de radial livre. Os coagentes de radical livres apropriados incluem, mas não estão limitados a, dialila tereftalato, trialilcianurato, trialilisocianurato, 1,2-polibutadieno,divinil benzeno, trimetilolpropano trimetacrilato, polietileno glicol dimetacrilato, etileno glicol dimetacrilato, pentaeritritol triacrilato, metacrilato de alila, N,N’-m-fenileno bismaleimida, bismaleimida-p-quinona dioxima tolueno, nitrobenzeno, difenilguanidina. Os coagentes preferidos incluem trialilcianurato, 1,2-polibutadieno, divinilbenzeno, e trimetacrilatod e trimetiolpropano.

[0090] A quantidade do agente reticulante (conteúdo ativo) pode variar de cerca de 0,5 a 10 partes em peso, com base em 100 partes do polímero na composição. As temperaturas de reticulação e o tempo empregado são típicos. As temperaturas variando de cerca de 250°F a cerca de 440°F, e tempos variando de cerca de um minuto a cerca de 120 minutos podem ser empregados.

[0091] Um agente reticulante pode compreender uma combinação de duas ou mais concretizações como descrito aqui.

[0092] Em uma concretização, a composição reticulante da invenção pode ser pelotizadas.

Aditivos

[0093] Uma composição da invenção pode compreender um ou mais aditivos. Os aditivos apropriados incluem, mas não estão limitados a, material de carga, antioxidantes, estabilizantes de UV, retardantes de chama, plastificantes ou óleos, corantes ou pigmentos, e combinações dos mesmos.

[0094] Os materiais de carga incluem, mas não estão limitados a, negro de fumo; silicatos de alumínio, magnésio, cálcio, sódio, potássio e misturas dos mesmos; carbonatos de cálcio, magnésio e misturas dos mesmos; óxido de silício, cálcio, zinco, ferro, titânio, e alumínio; sulfatos de cálcio, bário, e chumbo; trihidrato de almina, hidróxido de magnésio; fenol-formaldeído; poliestireno, e resinas de poli(alfametil)-estireno, fibras naturais, fibras sintéticas, e do gênero.

[0095] Os plastificantes incluem, mas não estão limitados a, óleos de petróleo, tais como óleos aromáticos, parafínicos e naftênicos; óleos de polialquilbenzeno; monoésteres de ácido orgânico; tais como oleatos de alquila e alcoxialquila e estearatos; diésteres de ácido orgânico, tais como dialquila, dialcoxialquila, e ftalato de alquila arila, tereftalatos, sebacatos, adipatos, e glutaratos; diésteres de glicol, tais como tri-, tetra-, e dialcanoatos de polietileno glicol; trimelitatos de trialquila; trialquila, trialcoxialquila, diaril alquila, e fosfatos de triarila; óleos de parafina clorados; resinas coumarona-indeno; alcatrão de pinho (“pine tars”); óleos vegetais, tais como óleo de rícino, óleo tal, óleo de semente de colza, e óleos de soja e ésteres e derivados epoxidados dos mesmos; e do gênero.

[0096] Os antioxidantes incluem, mas não estão limitados a, fenóis impedidos, bisfenóis, e tiobisfenóis, hidroquinona substituídos; tri(alquilfenila)fosfitos; dialquiltiodipropionatos; fenilnaftilaminas; difenilaminas substituídos; dialquila, alquil arila; e diaminas de p- fenileno substituída com diarila; dihidroquinolinas monomérico e polimérico; 2-(4-hidroxi-3,5-t-butilanilina)- 4,6-bis(octiltio)-1,3,5-triazina, hexahidro-1,3-5-tris-β- (3,5-di-t-butil-4-hidroxifenil)propionil-s-triazina, e tri- (3,5-di-t-butil-4-hidroxibenzil-isocianurato.

[0097] Em uma concretização, a composição compreende adicionalmente um óleo. Em uma concretização, o óleo está presente em uma quantidade maior que 1 por cento em peso, ou maior que 2 por cento empeso, ou maior que 3 por cento em peso, com base no peso da composição.

[0098] Em uma concretização, o óleo está presente em uma quantidade menor que 20 por cento em peso, ou menor que 15 por cento empeso, ou menor que 10 por cento em peso, com base no peso da composição.

[0099] Uma composição da invenção pode compreender uma combinação de duas ou mais concretizações como descritas aqui.

Aplicações

[0100] As composições da presente invenção podem serutilizadas para preparar uma variedade de artigos oumanufaturado s, ou suas partes componentes ou porções. Ascomposições da invenção podem ser convertidas em um artigoacabado de manufatura por qualquer um de um número deprocessos convencionais e aparelhos. Os processosilustrativos incluem, mas não estão limitados a, extrusão,calandragem, moldagem por compressão, e outros processos deformação de materiais termo-arranjados típicos. Por exemplo,os artigos podem ser preparados por extrusão, extrusão seguida por tratamento térmico adicional, moldagem por baixa pressão, moldagem por compressão, e do gênero.

[0101] Os artigos incluem, mas não estão limitados a, folhas, mangueiras, correias, produtos moldados, e partes e partes extrudadas. Os artigos adicionais incluem partes automotivas, fitas de calefação, perfil de construção, fios e cabos revestidos, materiais de piso, gaxetas, pneus e componentes de pneu, partes de computador, materiais de construção e componentes de calçados. Um técnico no assunto pode facilmente ampliar esta lista sem experimentação indevida.

Definições

[0102] A menos que de outro modo declarado, implícito no contexto, ou comumente empregado na técnica, todas as porcentagens e partes são com base em peso, e todos os métodos de teste são atuais com a data de depósito deste pedido de patente. Para o propósito da prática dos Estados Unidos, o conteúdo de qualquer documento de referência, patente, pedido de patente, ou publicação são incorporados por referência em sua íntegra (ou seus equivalentes versão US é assim incorporado por referência) especialmente com relação à descrição das definições (na extensão não inconsistente com quaisquer definições especificamente providas neste relatório) e geralmente conhecido do estado da técnica.

[0103] O termo “composição”, como utilizado aqui, inclui uma mistura de materiais, que compreende a composição, bem como os produtos de reação e decomposição formados a partir de materiais de composição. Qualquer produto de reação ou produto de decomposição está tipicamente presente em traço ou quantidades residuais.

[0104] O termo “polímero”, como utilizado aqui, refere-se a um composto polimérico preparado por monômeros de polimerização, se o mesmo tipo ou um tipo diferente. O termo genérico polímero abrange, assim, o termo homopolímero (empregado para referir-se aos polímeros preparados a partir apenas de um tipo de monômero, como entendimento de que as quantidades traços de impureza podem ser incorporadas dentro da estrutura do polímero) e o termo interpolímero como definido daqui em diante.

[0105] O termo “interpolímero”, como utilizado aqui, refere-se aos polímeros preparados através da polimerização de pelo menos dois tipos diferentes de monômeros. O termo interpolímero inclui, assim, o termo copolímero (empregado para referir aos polímeros preparados a partir de dois tipos diferentes de monômeros) e polímeros preparados a partir de mais do que dois tipos diferentes de monômeros.

[0106] O termo “polímero à base de etileno”, como utilizado aqui, se refere a um polímero que compreende, na forma polimerizada, uma porcentagem em peso majoritária de etileno (com base no peso do interpolímero) e, opcionalmente, pode compreender um ou mais comonômeros.

[0107] O termo “interpolímero à base de etileno”, como utilizado aqui, refere-se a um polímero que compreende, na forma polimerizada, uma porcentagem em peso majoritária de etileno (com base no peso do interpolímero), e pelo menos um comonômero.

[0108] O termo “interpolímero de etileno/α-olefina/dieno”, como utilizado aqui, se refere a um polímero que compreende, na forma polimerizada, etileno, uma α-olefina, e um dieno. Em uma concretização, o “interpolímero de etileno/α- olefina/dieno”, compreende uma porcentagem em peso majoritária de etileno (com base no peso do interpolímero).

[0109] O termo “copolímero de etileno/α-olefina”, como utilizado aqui, refere-se a um copolímero que compreende, na forma polimerizada, uma quantidade majoritária de monômero de etileno (com base no peso do copolímero), e uma α-olefina, como o único dos dois tipos de monômero.

[0110] Os termos “compreendendo”, “incluindo”, “tendo”, e seus derivados, não pretendem excluir a presença de qualquer componente adicional, etapa ou procedimento, se ou não o mesmo for especificamente descrito. De modo a evitar qualquer dúvida, todas as composições reivindicadas através do suo do termo “compreendendo” podem incluir qualquer aditivo adicional, adjuvante, ou composto se polimérico ou de outro modo indicado, a menos que declarado o contrário. Em contraste, o termo “consistindo essencialmente de” exclui do escopo de qualquer citação sucessiva qualquer outro componente, etapa ou procedimento, excetuando aqueles que não essenciais à operabilidade. O termo “consistindo de” exclui qualquer componente, etapa ou procedimento não especificamente delineado ou listado.

Métodos de testeDureza dos compostos:

[0111] A dureza do composto foi medida para Shore A, de acordo com ASTM D 2240. O estilete contatou a espécie curada por um segundo antes da leitura ser iniciada. A amostra de haltere de tensão com 2 mm de espessura foi utilizado pra o teste da dureza. Três tipos de halteres foram empilhados de modo a conseguir uma espessura total de 6 mm e a dureza foi testada.Índice de Fusão:

[0112] O índice de fusão (I2) foi medido de acordo com ASTM D-1238 (190°c, 2,16 kg). O resultado foi reportado in gramas/10 minutos.

Densidade:

[0113] A densidade foi medida de acordo com ASTM D-792.

[0114] As características de cura foram medidas usando o reômetro de molde com movimento (MDR) de acordo com ASTM D5289.

[0115] As propriedades de tensão e alongamento foram medidas de acordo com ASTM D412. As amostras de teste (método de teste A - haltere e espécie fixa) foram cunhadas (“die cut”) a partir da lâmina curada de 2 mm de espessura.

[0116] A abrasão foi medida de acordo com ISO 4649. As amostras de teste foram moldadas por compressão em formato cilíndrico com diâmetro de 16 mm e altura de 10 mm.

Experimentos:

[0117] Alguns polímeros e aditivos estão mostrados na tabela 1.

[0118] Alguns aditivos adicionais incluem os a seguir:Resorcinol 2 -4 phr; Formaldeído 1 - 4 phr; Sílica 1- 25 phr, RESIN P -170 (da Akrochem) 2 - 4 phr; e Hexametilenotetramina 1 - 4 phr.

[0119] Uma formulação polimérica é mostrada na tabela 2.

* Viscosidade Mooney ML1+4@125°C = 40-60 (interpolímero puro) ** N,N’-m-fenileno dimaleimida.

[0120] A composição na tabela 2 foi misturada usando um misturador interno (Kneader ou Banbury). Todos os componentes, exceto o peróxido, foram misturado em uma temperatura de cerca de 130°C. O peróxido foi adicionado à mistura, e a mistura final foi misturada em uma temperatura a partir de 90-110°C. A mistura final foi laminada por umas poucas passagens através de um moinho de dois rolos. A lâmina não curada foi curada a 170-190°C. A composição curada foi então submetida à abrasão contra uma superfície metálica por oito horas. A superfície da composição curada foi examinada para o nível de uso. A composição curada teve uma dureza Shore A de 85 a 90, e 90 por cento da composição curada permaneceu intacta. A composição da invenção teve uma resistência à abrasão muito boa.

[0121] As formulações adicionais estão mostradas na tabela 3. Estas formulações representam a camada de compressão das correias de transmissão de energia do automóvel. Tipicamente as fibras cortadas são utilizadas na camada de compressão, de modo a melhorar a dureza e a resistência à abrasão da correia. Tipicamente, tipos diferentes de fibras cortadas, denominadas algodão, poliéster ou nylon, são utilizados, dependendo da disponibilidade das fibras. Entre estas fibras cortadas, o poliéster é o mais comumente utilizado, porque ele está amplamente disponível. Os exemplos comparativos incluem fibras cortadas na formulação. O nível de polímero funcional utilizado em cada uma das formulações exemplificativas depende da densidade/cristalinidade do polímero funcional.

*copolímero de ácido acrílico etileno; ** copolímero deacrilato de etila etileno; *** elastômero de MAH-g- Poliolefina; **** copolímero de MAH-g-etileno butano.

[0122] As composições, mostrada na tabela 3, foram misturadas usando um misturador Banbury. Todos os componentes, exceto o peróxido e o coagente (HVA-2) foram misturados em uma temperatura de cerca de 120°-130°C. o peróxido e o coagente foram adicionados à mistura, e a mistura final foi misturada em uma temperatura de cerca de 110°-120°C. A mistura final foi laminada através de umas poucas passagens através de um moinho de dois rolos. (temperatura de cerca de 100°-120°C). A lâmina não curada foi curada (usando uma máquina de moldagem por compressão com força de fixação de 200,000 libras) a 180°C, durante t 95+3 minutos (os dados t95 foram obtidos a partir de MDR) para tensão, alongamento e dureza, e por 1,3 x (t 95+3) minutos para a abrasão. As propriedades das composições não curadas e curadas estão mostradas na Tabela 4.

[0123] Os dados mostrados na tabela 4 demonstram que aformulação contendo o copolímero de etileno acrilato-etila (EEA) (exemplo inventivo 2) e as formulações contendo o copolímero de etileno/α-olefina enxertado de anidrido maléico(MAH) (exemplos inventivos 3 e 4) mostraram uma resistência à abrasão significativamente melhorada e um alongamento na quebra, em dureza similar, comparados aos exemplos comparativos 1, 2 e 3. As formulações contendo “EEA e MAH” também demonstraram melhora resistência à tensão em durezas similares, comparado aos exemplos comparativos contendo as fibras de algodão e poliéster (Exemplos comparativos 1 e 2). A “formulação contendo copolímero de ácido acrílico de etileno (EAA)” (Exemplo inventivo 1) mostrou melhor resistência à tensão, alongamento na quebra e resistência à abrasão, do que os Exemplos comparativos 1 e 2. Estes resultados demonstram que cada exemplo inventivo pode ser utilizado para formar uma correia (Por exemplo, uma correia de motor) que tem um aumento substancial na longevidade da aplicação de uso final.

Claims

1. Composição, caracterizada pelo fato de compreender a seguir:(A) mais que 35% em peso, com base no peso da composição de um interpolímero de etileno/α-olefina/dieno;(B) um polímero a base de etileno funcionalizado selecionado a partir do grupo consistindo dos a seguir:(a) um interpolímero de etileno/α-olefina enxertado com anidrido;(b) um polímero a base de etileno funcionalizado por um éster selecionado a partir do grupo consistindo de copolímero de etileno acrilato, monóxido de carbono/butil acrilato/etileno; metacrilato de glicidila/etileno/butil acrilato; etileno butilacrilato, metacrilato de glicidila etileno ou etileno ácido metacrílico, sendo que o polímero a base de etileno funcionalizado do componente B tem um índice de fusão (I2) de 0,5 a 50g/10min;(C) um agente reticulante; esendo que a proporção em peso do componente A para o componente B é de 98:2 a 60:40.

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o polímero a base de etileno funcionalizado ser um interpolímero de etileno/α-olefina enxertado com anidrido.

3. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o polímero a base de etileno funcionalizado ser um polímero a base de etileno funcionalizado por um éster.

4. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizada pelo fato de o interpolímero de etileno/α-olefina/dieno do componente A ser um EPDM.

5. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizada pelo fato de os componentes A e B compreenderem pelo menos 80 por cento em peso da composição, com base no peso de todos os componentes poliméricos da composição.

6. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizada pelo fato de a proporção em peso do componente A para o componente B ser de 3 para 5.