BR112014024253B1 - composição de poliolefina termoplástica, uso da referida composição e artigo moldado de injeção - Google Patents

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Abstract

POLIOLEFINA TERMOPLÁSTICA DE ALTO FLUXO COM DESEMPENHO MECÂNICO EQUILIBRADO E CONTRAÇÃO E CDTL BAIXOS. Esta invenção refere-se a uma composição de poliolefina termoplástica tendo um índice de fluidez MFR2 (230°C) entre 20 e 100 g/10 min, para a utilização de tal composição de poliolefina termoplástica para a produção de artigos moldados por injeção, por exemplo, peças automotivas e para artigos moldados por injeção preparados utilizando tal composição de poliolefinas termoplásticas.

Description

[001] Esta invenção refere-se a uma composição de poliolefina termoplástica (TPO) que tem um índice de fluidez MFR2 (230°C) entre 20 e 100 g/10 min, medido de acordo com a norma ISO 1133, à utilização de tais composição de poliolefinas termoplásticas (TPO) para a produção de artigos moldados por injeção, por exemplo peças automotivas e para artigos moldados por injeção preparados através da utilização de composição de poliolefina termoplástica (TPO).
[002] O polipropileno é o material de escolha em muitas aplicações uma vez que pode ser adaptado para fins específicos necessários. Por exemplo, polipropilenos heterofásicos, ou seja, poliolefinas termoplásticas (TPOS), são amplamente utilizados na indústria automobilística por exemplo, aplicações de para-choques, revestimento lateral, saias laterais e para-lamas. Nas aplicações automotivas exteriores, a contração e expansão térmica de um polímero são de grande importância. Enquanto a contração influencia o processamento de uma peça, em particular na moldagem por injeção, o coeficiente de expansão térmica linear (CETL) é importante durante a vida útil da peça. Em particular, o coeficiente de expansão térmica linear (CETL) determina a largura mínima da folga entre as duas partes adjacentes, que são normalmente feitas a partir de materiais diferentes. A fim de evitar grandes larguras de brecha e tensões elevadas nas partes adjacentes, o coeficiente de expansão térmica linear (CETL) deve, então, ser tão baixo quanto possível.
[003] Na técnica, várias tentativas têm sido feitas para reduzir a contração, bem como o coeficiente de expansão térmica linear (CETL) em compostos automotivos, por exemplo, pela incorporação de agentes de enchimento inorgânicos no material de polímero. Por exemplo, EP 1 477 525 A1 refere-se a uma composição de poliolefina compreendendo um copolímero heterofásico de propileno e uma pequena quantidade de material de enchimento inorgânico tendo um equilíbrio melhorado de estabilidade térmica dimensional e resistência ao impacto a temperaturas tanto acima quanto abaixo da temperatura ambiente. Da mesma forma, WO 2010/006999 A1 refere-se a composições de poliolefina compreendendo um copolímero heterofásico de propileno, um material de enchimento inorgânico, um elastômero de etileno/alfa-olefina e, pelo menos, dois agentes de alfa-nucleação diferentes. A US 5,854,328 refere-se a uma composição que compreende um elastômero de poliolefina e, de preferência, talco. WO 2004/026957 A1 refere-se a composições de poliolefinas que compreendem quantidades elevadas de agentes de enchimento inorgânicos.
[004] No entanto, as composições descritas têm a desvantagem de que os materiais obtidos podem sofrer de fraca resistência, más aparências e dificuldades de processamento. Deve-se ainda notar que o peso das peças obtidas aumenta consideravelmente pela incorporação de tais agentes de enchimento inorgânicos. Além disso, para minimizar a necessidade da incorporação de enchimento, o polímero em si deve apresentam uma elevada estabilidade dimensional.
[005] Assim, o objeto da presente invenção é proporcionar uma composição de poliolefina de baixo coeficiente de expansão térmica linear (CETL), baixa contração e consideravelmente baixo peso, sem comprometer as propriedades mecânicas da referida composição.
[006] O acima mencionado e outros objetivos são resolvidos pelo fornecimento de uma composição de poliolefina termoplástica (TPO) tendo um índice de fluidez MFR2 (230°C) entre 20 e 100 g/10 min, medido de acordo com a norma ISO 1133, compreendendo a) uma fase de matriz (M) compreendendo, de preferência sendo, um homopolímero de propileno (H-PP) e/ou copolímero de propileno (R-PP), e b) uma fase dispersa (D), compreendendo, de preferência sendo, um copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP), em que (i) a fração de solúveis em xileno frio (XCS) da composição de poliolefina termoplástica (TPO) possui (i-a) um teor de etileno no intervalo de 40% em peso a 60% em peso, e (i-b) uma viscosidade intrínseca (VI) inferior a 1,5 dL/g, medida de acordo com a norma ISO 1628, e (ii) a proporção entre a viscosidade intrínseca (VI) da fração insolúvel em xileno frio (XCI) e a viscosidade intrínseca (VI) da fração solúvel em xileno frio (XCS) ([XCS]/[XCI]) da composição de poliolefina termoplástica (TPO) está no intervalo de 0,75 a 1,35.
[007] Em uma forma de realização preferida, a composição de poliolefina termoplástica (TPO), de acordo com a presente invenção, é α-nucleada.
[008] O termo "composição de poliolefina termoplástica (TPO)", tal como utilizado na presente invenção, refere-se a uma composição que compreende polipropileno (semi) cristalino e um elastômero. Existem dois tipos de TPOs que diferem, essencialmente, no seu modo de preparação. O primeiro, que é vulgarmente designado por "TPO de grau de composto", é feito por mistura física de um polipropileno (semi) cristalino com um elastômero. O segundo, que é vulgarmente referido como " TPO de grau de reator", é feito primeiro por polimerização de propileno com um polipropileno (semi) cristalino e, em seguida, a polimerização de componentes de elastômeros, tais como etileno e propileno, na presença do polipropileno (semi) cristalino. Em qualquer caso, a composição de poliolefina termoplástica (TPO), de acordo com este invento, compreende um homopolímero de propileno (H-PP) ou copolímero de propileno (R-PP) como uma matriz de polipropileno e disperso nela um copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α- olefina (EOP). Assim, a fase de matriz (M) contém inclusões (finamente) dispersas não sendo parte da fase de matriz (M) e as referidas inclusões contendo o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP). O termo inclusões indica que a matriz e a inclusão formam diferentes fases dentro da composição de poliolefina termoplástica (TPO), as referidas inclusões são visíveis, por exemplo, por microscopia de alta resolução, como a microscopia de elétrons ou microscopia de força de varrimento.
[009] Em primeira aproximação, a fração solúvel em xileno frio (XCS) pode ser vista como a fração de borracha, isto é, como o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α- olefina (EOP), ao passo que a fração insolúvel em xileno frio (XCI) é dominada pela a fase de matriz (M). Isto é porque o homopolímero de propileno (H-PP) e/ou o copolímero de propileno (R-PP), que formam a fase de matriz (M), são (semi) cristalinos e, assim, apenas pouco solúvel em xileno frio. Por outro lado, o copolímero de borracha de etileno- C3-C8-α-olefina (EOP) é quase exclusivamente solúvel em xileno frio. Assim a maior parte das características aqui definidas para a fase de matriz (M) são igualmente aplicáveis para a fração insolúvel em xileno frio (XCI). Por exemplo a viscosidade intrínseca (VI), índice de fluidez MFR2 e o teor de propileno da fase de matriz (M) e a fração insolúvel a frio (XCI) são consideradas como sendo os mesmos em toda a invenção, se não indicado de outra forma. Por sua vez, a viscosidade intrínseca (VI) e o teor de etileno da fração solúvel em xileno frio (XCS) e do copolímero de borracha etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) também são considerados serem os mesmos em toda a invenção se não de outro modo indicado.
[010] A fase de matriz (M) deve compreender um homopolímero de propileno (H-PP) e/ou um copolímero de propileno (R-PP). De preferência, a fase de matriz (M) compreende um homopolímero de propileno (H-PP). Com mais preferência, o componente principal da fase de matriz (M) é o homopolímero de propileno (H-PP) e/ou o copolímero de propileno (R-PP). O termo "componente principal da fase de matriz (M)" ao longo desta invenção indica que ele torna- se, pelo menos, 50% em peso, com mais preferência pelo menos 75% em peso, com ainda mais preferência, pelo menos, 90% em peso, com ainda mais preferência, pelo menos, 95% em peso, como pelo menos 99% em peso, da fase de matriz (M). Em uma forma de realização preferida, a fase da matriz é o homopolímero de propileno (H-PP) e/ou o copolímero de propileno (R-PP).
[011] Mesma consideração se aplica para a fase dispersa (D). Deste modo, a fase dispersa (D) deve compreender um copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP). Mais de preferência, o componente principal da fase dispersa (D) é o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α- olefina (EOP). O termo "componente principal da fase dispersa (D)", ao longo desta invenção, indica que ele se torna, pelo menos, 50% em peso, com mais preferência, pelo menos, 75% em peso, com ainda mais preferência, pelo menos, 90% em peso, com ainda mais preferência, pelo menos, 95% em peso, tal como pelo menos 99% em peso da fase dispersa (D). Em uma forma de realização preferida, a fase dispersa (D) é um copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP).
[012] Os inventores da presente invenção descobriram, surpreendentemente, que tal composição de poliolefina termoplástica (TPO) tem propriedades superiores em comparação com as composições conhecidas neste campo técnico. A este respeito, é de notar que os valores, geralmente, baixos de viscosidade intrínseca têm efeito prejudicial sobre as performances mecânicas. No entanto, verificou-se que abaixo de 1,5 dL/g, para a fração solúvel em xileno frio (XCS), ou seja, para o copolímero de borracha etileno-C3-C8-α-olefina (EOP), aumentado a quantidade de borracha para um intervalo de 30% em peso a 50% em peso (isto é, pela fração solúvel em xileno frio (XCS) no intervalo de 25% em peso a 45% em peso), com base no peso total da composição de poliolefina termoplástica (TPO), e mantendo a quantidade de monômeros de etileno do copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) no intervalo de entre 40% em peso e 60% em peso (isto é, o teor de etileno da fração solúvel em xileno frio (XCS) no intervalo de 40% em peso a 60% em peso), com base no peso total de copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) (isto é, com base no peso total da fração solúvel em xileno frio (XCS)), um perfil de propriedades equilibrado pode ser alcançado. Em particular, a contração, assim como a valores de coeficiente de expansão térmica linear (CETL), é muito baixo, sem comprometer as propriedades mecânicas, como a resistência e rigidez.
[013] De acordo com um outro aspecto da presente invenção, a utilização da referida composição de poliolefina termoplástica (TPO) para a produção de artigos moldados por injeção, por exemplo, peças automotivas é fornecida. De acordo com um outro aspecto da presente invenção, um artigo moldado por injeção preparado utilizando a referida composição de poliolefina termoplástica (TPO) é fornecido.
[014] Formas de realização vantajosas da presente invenção estão definidas nas reivindicações dependentes correspondentes.
[015] Quando na seguinte referência é feita a formas de realização preferidas ou pormenores técnicos da composição de poliolefina termoplástica inventiva (TPO), é para ser entendido que estas formas de realização preferidas ou detalhes técnicos também se referem ao uso inventivo da composição de poliolefina termoplástica (TPO) para a produção de artigos moldados por injeção, por exemplo, peças automotivas e ao artigo moldado por injeção da invenção preparado utilizando a composição de poliolefina termoplástica (TPO) e vice-versa (tanto quanto for aplicável). Se, por exemplo, está previsto que a composição de poliolefina termoplástica (TPO) da invenção compreende 55% em peso a 75% em peso, com base no peso total da composição, de uma fase de matriz (M), também a composição de poliolefina termoplástica (TPO) da utilização inventiva e o artigo moldado por injeção inventivo compreendem 55% em peso a 75% em peso, com base no peso total da composição, de uma fase de matriz (M).
[016] A presente invenção vai ser descrita com respeito a determinadas formas de realização e com referência a certas figuras, mas o invento não está limitado aos mesmos, mas apenas pelas reivindicações. Termos como estabelecidos a seguir são, em geral, para serem entendidos no seu sentido comum, a menos que indicado de outra forma.
[017] Onde o termo "compreendendo" é utilizado na presente descrição e reivindicações, não exclui outros elementos não especificados de importância funcional maior ou menor. Para os fins da presente invenção, o termo "consistindo em" é considerado uma forma de realização preferida do termo "compreendendo de". Se a seguir um grupo é definido como sendo, pelo menos, um certo número de formas de realização, este é também para ser entendido revelar um grupo, que consiste, de preferência, apenas destas formas de realização.
[018] Sempre que os termos "incluindo" ou "tendo" são utilizados, estes termos destinam-se a ser equivalente a "compreendendo", tal como definido acima.
[019] No caso de um artigo indefinido ou definido ser utilizado para se referir a um substantivo singular, por exemplo, "a", "um" ou "o", isto inclui um plural desse substantivo a menos que outra coisa esteja expressamente indicada.
[020] De acordo com uma forma de realização da presente invenção, a composição compreende de 55% em peso a 70% em peso de uma fase de matriz (M) e/ou de 58% em peso a 75% em peso de uma fração insolúvel em xileno frio (XCI). As percentagens em peso são baseadas no peso total da composição de poliolefina termoplástica (TPO).
[021] De acordo com uma outra forma de realização da presente invenção, a fase de matriz (M) é um homopolímero de propileno.
[022] De acordo com ainda uma outra forma de realização da presente invenção, a fase de matriz (M) e/ou o insolúvel em xileno frio (XCI) tem/têm um índice de fluidez MFR2 (230°C) de, pelo menos, 50 g/10 min, de preferência entre 50 e 200 g/10 min, com mais preferência entre 80 e 200 g/10 min e com maior preferência entre 80 e 150 g/10 min, medido de acordo com a norma ISO 1133.
[023] O índice de fluidez MFR2 (230°C) e a viscosidade intrínseca (VI) são medidas indiretas do peso molecular e, assim, estão interligados uns com os outros, ou seja, com o aumento do índice de fluidez, a viscosidade intrínseca cai. Assim, é, adicionalmente ou em alternativa, preferido que a fase de matriz (M) e/ou o insolúvel em xileno frio (XCI) tenha/tenham uma viscosidade intrínseca (VI), medida de acordo com ISO 1628, inferior a 1,5 dL/g, de preferência entre 0,7 e 1,5 dL/g, com mais preferência entre 0,8 e 1,4 dL/g e com maior preferência entre 0,9 e 1,3.
[024] De acordo com uma outra forma de realização da presente invenção, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) compreende de 30 a 45% em peso do copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) e/ou de 28 a 40% em peso de uma fração solúvel em xileno frio (XCS). As percentagens em peso são baseadas no peso total da composição de poliolefina termoplástica (TPO).
[025] De acordo com ainda uma outra forma de realização da presente invenção, o copolímero de borracha de etileno- C3-C8-α-olefina (EOP) e/ou os solúveis em xileno frio (XCS) tem/têm um teor de etileno no intervalo de 40% em peso a 65% em peso, como no intervalo de 40% em peso a 60% em peso, de preferência no intervalo de 40% em peso a 55% em peso, com mais preferência no intervalo de 45% em peso a 55% em peso e com ainda mais preferência no intervalo de 45% em peso a 50% em peso, com base no peso total de copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP).
[026] De acordo com uma forma de realização da presente invenção, o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α- olefina (EOP) é um copolímero de borracha de etileno- propileno ou etileno-1-octeno. Em uma forma de realização preferida, o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α- olefina (EOP) é um copolímero de borracha de etileno- propileno.
[027] De acordo com uma forma de realização da presente invenção, o copolímero de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) e/ou os solúveis em xileno frio (XCS) tem/têm uma viscosidade intrínseca (VI), medida de acordo com ISO 1628, compreendida entre 0,7 e 1,5 dL/g, de preferência entre 0,8 e 1,4 dL/g, e com mais preferência entre 0,9 e 1,4 dL/g.
[028] De acordo com uma outra forma de realização da presente invenção, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) é livre de material de enchimento inorgânico, como o material de enchimento selecionado de entre o grupo consistindo em talco, volastonita, mica, giz e suas misturas.
[029] De acordo com ainda uma outra forma de realização da presente invenção, a composição tem um índice de fluidez MFR2 (230°C) entre 30 e 100 g/10 min, de preferência entre 30 e 90 g/10 min e com mais preferência entre 40 e 80 g/10 min, medido de acordo com a norma ISO 1133.
[030] De acordo com uma forma de realização da presente invenção, a proporção entre a viscosidade intrínseca (VI) da fase de matriz (M) e a viscosidade intrínseca (VI) do copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) ([M]/[EOP]) e/ou a proporção entre a viscosidade intrínseca (VI) da fração insolúvel em xileno frio (ICX) e a viscosidade intrínseca (VI) da fração solúvel em xileno frio (XCS) ([XCS]/[XCI]) está no intervalo de 0,75-1,35, como no intervalo de 0,75-1,30, com mais preferência está no intervalo de 0,0-1,30, com ainda mais preferência no intervalo de 0,80-1,20.
[031] De acordo com uma outra forma de realização da presente invenção, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) é uma composição de poliolefina termoplástica de grau de reator (rTPO).
A presente invenção é agora descrita em mais pormenor:
[032] Conforme mencionado acima, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) deve ser utilizada em particular na área de aplicações automotivas. Nesta área, há uma tendência para artigos maiores. O problema de tais artigos é que altas pressões são necessárias durante a fabricação. Para reduzir a pressão, a fluidez do material utilizado deverá ser bastante baixa. Por conseguinte, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) da presente invenção deve ter um índice de fluidez MFR2 (230°C) entre 20 e 100 g/10 min, medido de acordo com a norma ISO 1133. Por exemplo, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) tem um índice de fluidez MFR2 (230°C) entre 30 e 100 g/10 min, de preferência entre 30 e 90 g/10 min e com maior preferência entre 40 e 80 g/10 min, medido de acordo com a norma ISO 1133.
[033] Conforme mencionado acima, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) da presente invenção é caracterizada pelas suas boas propriedades mecânicas. Por conseguinte, é preferível que a composição de poliolefina termoplástica (TPO) tenha módulo de flexão de, pelo menos, 850 MPa, com mais preferência de, pelo menos, 970 MPa, com ainda mais preferência no intervalo de 850 a 1300 MPa, com ainda mais preferência no intervalo de 980 a 1200 Pa. O método de medição do módulo de flexão é definido na seção de exemplo.
[034] Além disso, também, o impacto deve ser bastante elevado. Por conseguinte, é entendido que a composição de poliolefina termoplástica (TPO) tem uma resistência ao impacto de Charpy a 23°C de, pelo menos, 5 kJ/m2, com mais preferência de, pelo menos, 6 kJ/m2, com ainda mais preferência no intervalo de 5 a 30 kJ/m2, com ainda mais preferência no intervalo de 6 a 20 kJ/m2, e/ou tem uma resistência ao impacto à temperatura de -20°C de, pelo menos, 2,2 kJ/m2, com mais preferência de, pelo menos, 3,0 kJ/m2, com ainda mais preferência no intervalo de 2,2 a 10 kJ/m2, com ainda mais preferência no intervalo de 3,0-9 kJ/m2. O método de medição da resistência ao impacto é definido na seção de exemplo.
[035] No que se refere à expansão térmica, é preferível que a composição de poliolefina termoplástica (TPO) tenha um coeficiente de expansão térmica linear (CETL) realizada em um intervalo de temperaturas de -30 a +80°C de abaixo de 100 μm/K, com mais preferência abaixo de 96 μm/K, com ainda mais preferência abaixo de 94 μm/K e com ainda mais preferência abaixo de 92 μm/K. Por exemplo, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) tem um coeficiente de expansão térmica linear (CETL) realizado em um intervalo de temperaturas de -30 a +80°C no intervalo de 70 a 100 μm/K, com mais preferência no intervalo de 78 a 96 μm/K, com ainda mais preferência no intervalo de 80 a 94 μm/K e com ainda mais preferência no intervalo de 82 a 92 μm/K.
[036] Adicionalmente ou alternativamente, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) tem um coeficiente de expansão térmica linear (CETL,) realizado em um intervalo de temperatura de +23 a +80°C, de abaixo de 110 μm/K, com mais preferência abaixo de 108 μm/K, com ainda mais preferência abaixo de 106 μm/K e com mais preferência abaixo de 104 μm/K. Por exemplo, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) tem um coeficiente de expansão térmica linear (CETL), realizado em um intervalo de temperaturas de +23 a + 80°C, no intervalo de 80 a 110 μm/K, com ainda mais preferência no intervalo de 82 a 108 μm/K, com ainda mais preferência no intervalo de 84 a 106 μm/K e com mais preferência no intervalo de 86 a 104 μm/K. O método de medição do coeficiente de expansão térmica linear (CETL) está definido na seção de exemplos.
[037] No que diz respeito a contração, é preferido que a composição de poliolefina termoplástica (TPO) tenha uma contração em espécimes de 60x60x2 mm, realizado através de fluxo, de abaixo de 1,0%, com mais preferência abaixo de 0,95%, com ainda mais preferência abaixo de 0,9% e com mais preferência abaixo de 0,85%. Por exemplo, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) tem uma contração em espécimes de 60x60x2 mm, realizado através de fluxo, no intervalo de 0,5 a 1,0%, com ainda mais preferência no intervalo de 0,55 a 0,95%, com ainda mais preferência no intervalo de 0,6 a 0,9% e com maior preferência no intervalo de 0,65 a 0,85%.
[038] Adicionalmente ou alternativamente, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) tem uma contração em espécimes de 60x60x2 mm, realizado através de fluxo, de abaixo de 0,9%, com mais preferência abaixo de 0,85%, com ainda mais preferência abaixo de 0,8% e com maior preferência abaixo de 0,75%. Por exemplo, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) tem uma contração em espécimes de 60x60x2 mm, realizado através de fluxo, no intervalo de 0,5 a 0,9%, com ainda mais preferência no intervalo de 0,55 a 0,85%, com ainda mais preferência no intervalo de 0,6 a 0,8% e com maior preferência no intervalo de 0,65 a 0,75%.
[039] Além disso, deve notar-se que as propriedades acima são, de preferência, obtidas sem incorporação de agentes de enchimento inorgânicos no material de polímero. Por conseguinte, o peso da composição de poliolefina termoplástica (TPO) da presente invenção é consideravelmente diminuído em comparação com composições que compreendem material de enchimento inorgânico.
[040] Assim, em uma forma de realização, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) é livre de material de enchimento inorgânico, como material de enchimento selecionado a partir do grupo consistindo em talco, volastonita, mica, giz e suas misturas. Enchimentos são, normalmente, adicionados em quantidades de, pelo menos, 5% em peso. Assim, se é dito que a composição de poliolefina termoplástica (TPO) é livre de cargas inorgânicas, isto não significa que os aditivos, que são também utilizados como agentes de enchimento mas também para outros fins, como, por exemplo, como agentes de nucleação, não podem estar presentes. Em outras palavras, se, por exemplo, o talco é utilizado para atuar como um agente de nucleação e, portanto, é utilizado em uma quantidade que não pode ser ativo como um agente de enchimento, mas apenas como um agente de nucleação, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) é considerada como sendo "livre enchimento inorgânico". Mais precisamente, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) é "livre de material de enchimento inorgânico", se potenciais agentes de enchimento inorgânicos são utilizados em quantidades em que eles não podem atuar como um agente de enchimento inorgânico, isto é, como um aditivo para melhorar as propriedades de impacto da composição. Assim, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) é "livre de material de enchimento inorgânico", se potenciais agentes de enchimento inorgânicos são utilizados em quantidades inferiores a 5% em peso, com mais preferência, abaixo de 3% em peso.
[041] Conforme mencionado acima, em uma forma de realização preferida, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) é α-nucleada e, assim, pode conter um agente de a-nucleação.
[042] Em princípio, qualquer agente de a-nucleação pode ser utilizado. Exemplos de agentes de a-nucleação especialmente adequados são selecionados a partir do grupo que consiste em (i) sais de ácidos monocarboxilicos e ácidos poli- carboxílicos, por exemplo, benzoato de sódio ou terc- butilbenzoato de alumínio, e (ii) dibenzilidenosorbitol (por exemplo, 1,3: 2,4 dibenzilidenosorbitol) e derivados de dibenzilidenosorbitol C1-C8-alquil substituídos, tal como metildibenzilideno- sorbitol, etildibenzilidenosorbitol ou dimetildibenzil- idenosorbitol (por exemplo, 1,3: 2,4 di(metil- benzilideno)sorbitol), ou derivados de nonitol substituídos, tal como 1,2,3-tridesoxi-4,6:5,7-bis-O-[(4- propilfenil) metileno]-nonitol, e (iii) sais de diésteres de ácido fosfórico, por exemplo, 2,2'-metilenobis(4,6,-di-terc-butilfenil)fosfato de sódio ou alumínio-hidroxi-bis[2,2'-metileno-bis(4,6-di- t-butil-fenil)fosfato], (iv) polímero de vinilcicloalcano e polímero de vinilalcano (conforme discutido acima), e (v) suas misturas.
[043] No entanto, é preferível que o agente de α- nucleação seja, em particular, selecionado a partir do grupo que consiste em (i) sais de ácidos monocarboxilicos e ácidos policarboxílicos, por exemplo, benzoato de sódio ou terc- butilbenzoato de alumínio, (ii) dibenzilidenosorbitol (por exemplo, 1,3:2,4 dibenzilidenosorbitol) e derivados de dibenzilidenosorbitol C1-C8-alquil substituídos, tal como metildibenzil- idenosorbitol, etildibenzilidenosorbitol ou dimetil- dibenzilidenosorbitol (por exemplo, 1,3:2,4-bis (dimetilbenzilideno)sorbitol), (iii) derivados de nonitol substituído, tais como 1,2,3-tridesoxi-4,6:5,7-bis-O-[(4-propilfenil)metileno]- nonitol, (iv) sais de diésteres de ácido fosfórico, por exemplo, 2,2'-metilenobis(4,6,di-terc-butilfenil)fosfato de sódio ou alumínio-hidroxi-bis[2,2'-metileno-bis(4,6-di-t-butilfenil) fosfato], tal como alumínio-hidroxi-bis[2,2'-metileno-bis (4,6-di-terc-butilfenil)fosfato] e Li-miristato (NA21), (v) derivados de benzo-trisamida, ou seja, N-[3,5-bis (2,2-dimetil-propionilamino)-fenil]-2,2-dimetil- propionamida, (vi) polímero de vinilcicloalcano e polímero de vinilalcano, e (vii) suas misturas.
[044] Em uma forma de realização específica, agentes de a-nucleação, conforme listado em (ii), (iii) ou (iv) do parágrafo anterior, são utilizados.
[045] Tais aditivos estão normalmente disponíveis comercialmente e são descritos, por exemplo, em "Plastic Additives Handbook", 5a edição, 2001, Hans Zweifel.
[046] O teor de agente de a-nucleação da composição de poliolefina termoplástica (TPO) é, de preferência até 5,0% em peso, por exemplo, abaixo de 5,0% em peso ou abaixo de 3,0% em peso. Em uma forma de realização preferida, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) contém o mesmo que ou inferior a 0,0001 e igual ou inferior a 1,0% em peso, com mais preferência de 0,0005 a 1,0% em peso, com ainda mais preferência de 0,01 a 1,0% em peso, de um agente de a-nucleação, em particular selecionado a partir do grupo que consiste em dibenzilidenosorbitol (por exemplo, 1,3:2,4 dibenzilideno-sorbitol), derivado de dibenzilidenosorbitol, de preferência dimetildibenzilidenosorbitol (por exemplo, 1,3:2,4-di(metilbenzilideno)sorbitol), ou derivados de nonitol substituído, tais como 1,2,3-tridesoxi-4,6:5,7-bis- O-[(4-propilfenil)metileno]-nonitol, polímeros de vinil- cicloalcano, polímeros de vinilalcano, e suas misturas. É especialmente preferido que a composição de poliolefina termoplástica (TPO) contenha um polímero de vinilcicloalcano, como vinilciclohexano (VCH), e/ou polímero de vinilalcano. Tal polímero pode ser incorporado, por exemplo, pela chamada Tecnologia TNB que é mencionada abaixo. Em tal caso, é especialmente preferido que a composição termoplástica de poliolefinas (TPO) compreenda o mesmo que ou inferior a 150 ppm, de preferência de 30 a 150 ppm do agente de a-nucleação.
[047] A composição de poliolefina termoplástica (TPO) é, de preferência, preparada por primeiro polimerizar o propileno a polipropileno ((semi) cristalino), que atua como a fase de matriz (M) do TPO e, subsequentemente, polimerizar os componentes de elastômeros, tais como etileno e propileno, na presença do polipropileno ((semi) cristalino), obtendo, assim, a borracha, a qual está dispersa na fase de matriz (M). Em princípio, o polipropileno, que atua como a fase de matriz (M), pode também ser misturado fisicamente com a borracha. No entanto, tem sido observado que uma melhor dispersão da borracha é obtida (e, portanto, melhores propriedades mecânicas são alcançadas) quando a composição de poliolefina termoplástica (TPO) é produzida por um processo de polimerização sequencial.
[048] Deste modo, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) é, de preferência, uma composição de poliolefina termoplástica de grau de reator (rTPO).
[049] Independentemente se a poliolefina termoplástica (TPO) é uma mistura de reator ou uma mistura mecânica, o polipropileno para a fase de matriz (M) não é particularmente restrito e pode ser um homopolímero de propileno (H-PP), um copolímero de propileno (R-PP) ou uma mistura dos mesmos, tal como uma mistura de um homopolímero de propileno (H-PP) e um copolímero de propileno (R-PP). No entanto, é preferível que a fase de matriz (M) seja um homopolímero de propileno (H-PP).
[050] A expressão "homopolímero", tal como utilizada na presente invenção, refere-se a um polipropileno que consiste substancialmente, isto é, pelo menos 97% em peso, de preferência pelo menos 98% em peso, mais de preferência pelo menos 99% em peso, com ainda mais preferência pelo menos 99,8% em peso, de unidades de propileno. Em uma forma de realização preferida da presente invenção, apenas as unidades de propileno no homopolímero de propileno são detectáveis.
[051] O homopolímero de propileno (H-PP) é, de preferência, caracterizado por baixas quantidades de solúvel em xileno frio. Por conseguinte, é preferível que o homopolímero de propileno (H-PP) tenha uma fração de solúvel em xileno inferior a 4,0% em peso, com mais preferência abaixo de 3,0% em peso, com ainda mais preferência abaixo de 2,0% em peso. Os mesmos valores aplicam-se para a fase de matriz (M) se ela é constituída por apenas um homopolímero de propileno (H-PP).
[052] De acordo com esta invenção, o termo "copolímero de propileno" e os termos elastômeros e borracha, tal como borracha de copolímero, definem diferentes formas de realização. Um "copolímero de propileno", tal como o homopolímero de propileno, é um polímero (semi) cristalino e, portanto, contém quantidades bastante baixas de produtos solúveis em xileno frio (XCS), enquanto que o elastômero ou a borracha, como o copolímero de borracha, de acordo com a presente invenção, contêm consideráveis quantidades de solúveis em xileno frio (XCS). Mais precisamente, o teor de solúvel em xileno frio (XCS) do "copolímero de propileno" não é mais do que 15% em peso, com mais preferência não é mais do que 10% em peso, enquanto que o teor de solúvel em xileno frio (XCS) do elastômero ou da borracha, como o copolímero de borracha, é de pelo menos 20% em peso, com mais preferência é, pelo menos, 30% em peso.
[053] Assim o copolímero de propileno (R-PP) tem um teor de solúvel em xileno frio (XCS) de não mais do que 10% em peso, com mais preferência de não mais do que 8,0% em peso, como no intervalo de 3,0 a 8,0% em peso. Os mesmos valores aplicam-se para a fase de matriz (M), se ela é constituída por apenas um copolímero de propileno (R-PP). Por outro lado, no caso da fase de matriz (M) ser uma mistura de um homopolímero de propileno (H-PP) e um copolímero de propileno (R-PP), o solúvel em xileno frio (XCS) pode estar no intervalo de 2,0 a 7,0% em peso.
[054] Onde a fase de matriz de propileno (H) compreende um copolímero de propileno ou uma mistura de homopolímero de propileno e propileno, o copolímero de propileno compreende monômeros copolimerizáveis com o propileno, por exemplo, co-monômeros tal como o etileno e α-olefinas de C4 a C12, em particular etileno e α-olefinas de C4 a C10, por exemplo, 1-buteno ou 1-hexeno. O teor de comonômero na matriz de propileno é em tal caso, de preferência relativamente baixo, isto é, até 4,0% em peso, com mais preferência de 0,1 a 3,0% em peso, com ainda mais preferência 0,2 a 2,0% em peso.
[055] A fase de matriz (M), isto é, o homopolímero de propileno e/ou o copolímero de propileno, e/ou a fração insolúvel em xileno frio (XCI) pode ter um índice de fluidez (MFR2 medido sob uma carga de 2,16 kg a 230°C, de acordo com a norma ISO 1133) de, pelo menos, 50 g/10 min. De preferência, a fase de matriz de homo- ou copolímero de propileno (M) tem um MFR2 entre 50 e 200 g/10 min, com mais preferência entre 80 e 200 g/10 min e com maior preferência entre 80 e 150 g/10 min, medido de acordo com a norma ISO 1133.
[056] A fase de matriz de homo- ou copolímero de propileno (M) pode ser unimodal ou multimodal, tal como bimodal. No entanto, prefere-se que a fase de matriz de homo- ou copolímero de propileno (M) seja unimodal.
[057] Quando a fase de matriz (M) é unimodal, com respeito à distribuição de peso molecular, ela pode ser preparada em um único processo de fase, por exemplo um processo em fase de suspensão ou de gás em um reator de fase em suspensão ou gasosa. De preferência, a fase de matriz unimodal (M) é polimerizada como uma polimerização em suspensão. Alternativamente, a matriz unimodal pode ser produzida em um processo de múltiplas etapas utilizando em cada processo de etapa condições que resultam em propriedades de polímeros semelhantes.
[058] Onde a fase de matriz (M) compreende dois ou mais diferentes polímeros de propileno, estes podem ser polímeros com diferente composição de monômero e/ou com diferentes distribuições de pesos moleculares. Esses componentes podem ter composições e taticidades de monômeros idênticas ou diferentes.
[059] A fase de matriz (M) pode, então, ser preparada por vários processos, por exemplo, em uma única etapa ou múltiplas etapas, através de tais métodos de polimerização como polimerização em suspensão, polimerização em fase gasosa, polimerização em massa, polimerização em solução, ou uma combinação destes.
[060] A preparação da fase de matriz (M) pode também incluir o uso de um catalisador conhecido aos peritos na arte, tal como um catalisador de metaloceno ou um catalisador de Ziegler-Natta.
[061] A fase de matriz (M) está presente na composição de poliolefina termoplástica (TPO) em uma quantidade de 50 a 70% em peso, com base no peso total da composição de poliolefinas termoplásticas (TPO). De preferência, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) compreende a fase de matriz (M) em uma quantidade de 55 a 70% em peso, com base no peso total da composição de poliolefina termoplástica (TPO). Por exemplo, a fase de matriz (M) está presente na composição de poliolefina termoplástica (TPO) em uma quantidade de 60 a 70% em peso, de preferência em uma quantidade entre 62,5 e 70% em peso e com mais preferência em uma quantidade de 65 a 70% em peso, com base no peso total da composição de poliolefina termoplástica (TPO).
[062] A quantidade de fração insolúvel em xileno frio (XCI) tende a ser mais elevada do que a fase de matriz (M) na composição de poliolefina termoplástica (TPO). Por conseguinte, é preferível que a fração insolúvel em xileno frio (XCI) a composição de poliolefina termoplástica (TPO) esteja no intervalo entre 55 e 80% em peso, com mais preferência no intervalo de 60 a 75% em peso, com ainda mais preferência no intervalo de 63-71% em peso.
[063] Adicionalmente ou alternativamente, a fase de matriz (M) e/ou a fração insolúvel em xileno frio (XCI) tem/têm uma viscosidade intrínseca (IV, de acordo com a norma ISO 1628 com decalina como solvente) abaixo de 1,5 dL/g, de preferência entre 0,7 e 1,5 dL/g, com mais preferência entre 0,8 e 1,4 dL/g, com mais preferência entre 0,9 e 1,3 dL/g e com maior preferência entre 1 e 1,2 dL/g.
[064] A composição de poliolefina termoplástica (TPO) de acordo com a invenção compreende ainda uma fase dispersa (D) compreendendo, de preferência sendo, um copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP).
[065] No contexto da invenção, os termos "borracha" e "elastômero" são utilizados como sinônimos.
[066] Aspecto importante da presente invenção é que o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) e, assim, a fração solúvel em xileno frio (XCS) estão presentes na composição de poliolefina termoplástica (TPO) em quantidades bastante elevadas. Tem sido observado que, com baixas quantidades de copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP), ou seja, da fração solúvel em xileno frio (XCS), a desejada melhoria no coeficiente de expansão térmica linear (CETL) e/ou na contração não pode ser atingida.
[067] Por conseguinte, é preferível que a composição de poliolefina termoplástica (TPO) compreenda o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) em uma quantidade de 30 a 50% em peso, com base no peso total da composição de poliolefina termoplástica (TPO). Em uma forma de realização preferida da presente invenção, o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) está presente na composição de poliolefina termoplástica (TPO) em uma quantidade de 30 a 45% em peso, com base no peso total da composição de poliolefina termoplástica (TPO). Por exemplo, o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) está presente na composição de poliolefina termoplástica (TPO) em uma quantidade de 30 a 40% em peso, de preferência em uma quantidade de 30 a 37,5% em peso e com mais preferência em uma quantidade de 30 a 35% em peso, com base no peso total da composição de poliolefina termoplástica (TPO).
[068] A quantidade da fração solúvel em xileno frio (XCS) tende a ser menor do que o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) na composição de poliolefina termoplástica (TPO). Por conseguinte, é preferível que a fração solúvel em xileno frio (XCS) da composição de poliolefina termoplástica (TPO) esteja no intervalo de 20 a 45% em peso, com mais preferência no intervalo de 25 a 40% em peso, com ainda maior preferência, no intervalo de 29 a 37% em peso.
[069] Adicionalmente ou alternativamente, a proporção em peso de copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α- olefina (EOP) para a fase de matriz (M) [(EOP)/(H)] é inferior a 1,0, com mais preferência inferior a 0,9, com ainda mais preferência, no intervalo de 0,3 a abaixo de 1,0, com ainda maior preferência no intervalo de 0,4 a 0,9, com ainda maior preferência no intervalo de 0,4 a 0,8. Em uma forma de realização preferida da presente invenção, a proporção em peso de copolímero de borracha de etileno-C3- C8-α-olefina (EOP) para a fase de matriz (M) [(EOP)/(H)] se encontra no intervalo de 0,4 a 0,8 ou no intervalo de 0,4 a 0,7.
[070] Um requisito adicional da presente invenção é que o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP), isto é, a fração solúvel em xileno frio (XCS), contenha uma quantidade relativamente elevada de monômeros de etileno.
[071] Em particular, é necessário que o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) e/ou a fração solúvel em xileno frio (XCS) contenha (m) entre 40% em peso a 65% em peso, como entre 40% em peso a 60% em peso, de etileno, com base no peso total de copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) e a fração solúvel em xileno frio (XCS), respectivamente.
[072] De preferência, o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) e/ou a fração solúvel em xileno frio (XCS) tem/têm um teor de etileno no intervalo de 40% em peso a 55% em peso, de preferência no intervalo de 45% em peso a 55% em peso e com mais preferência no intervalo de 45% em peso a 50% em peso, com base no peso total de copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) e a fração solúvel em xileno frio (XCS), respectivamente.
[073] Por conseguinte, é preferível que o teor de comonômero de α-olefina tendo de 3 a 8 átomos de C, isto é, a fração solúvel em xileno frio (XCS), varie de 35% em peso a 60% em peso, como de 40% em peso a 60% em peso, com mais preferência no intervalo de 45% em peso a 60% em peso, de preferência no intervalo de 45% em peso a 55% em peso, com base no peso total de copolímero de borracha de etileno-C3- C8-α-olefina (EOP), isto é, a fração solúvel em xileno frio (XCS).
[074] De preferência, os comonômeros são selecionados a partir do grupo constituído por propileno, 1-buteno, 1- hexeno, 4-metil-l-pentano e 1-octeno. Com mais preferência, propileno, 1-buteno, 1-hexeno ou 1-octeno é utilizado como comonômero para o copolímero de borracha de etileno-C3-C8- α-olefina (EOP). Em uma forma de realização, o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) é uma borracha de etileno-propileno (EPR).
[075] Um requisito importante da presente invenção é que o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) tenha um peso molecular médio em peso equilibrado. Pequenas partículas são formadas, no caso da matriz e a fase elastomérica têm um peso molecular semelhante. As partículas pequenas são geralmente preferidas, porque isto melhora as propriedades globais da composição de poliolefina termoplástica (TPO). No entanto, na presente invenção, a matriz tem uma tendência a alto índice de fluidez e, portanto, um pouco menor peso molecular médio em peso. Por conseguinte, também o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) deve ter um peso molecular médio em peso baixo, a fim de obter partículas pequenas. Por outro lado, isto significa, no presente caso, uma redução severa de baixo peso molecular médio em peso para o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP), o que tem um impacto negativo sobre as propriedades mecânicas da composição de poliolefina termoplástica (TPO) global. Deste modo, a viscosidade intrínseca tem de ser cuidadosamente escolhida.
[076] Baixos valores de viscosidade intrínseca (VI) refletem um baixo peso molecular médio em peso. Assim, considera-se que o copolímero de borracha de etileno-C3-C8- α-olefina (EOP) e/ou a fração solúvel em xileno frio (XCS) tenha/tenham uma viscosidade intrínseca (VI) inferior a 1,5 dL/g.
[077] Por exemplo, o copolímero de borracha de etileno- C3-C8-α-olefina (EOP) e/ou a fração solúvel em xileno frio (XCS) tem/têm uma viscosidade intrínseca (VI) entre 0,7 e 1,5 dL/g, de preferência entre 0,8 e 1,5 dL/g, com mais preferência entre 0,9 e 1,4 dL/g.
[078] No que diz respeito à viscosidade intrínseca, é apreciado que um requisito específico da presente invenção seja que a composição de poliolefina termoplástica (TPO) compreenda a fase de matriz (M) e o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) de tal modo que uma proporção específica de viscosidade intrínseca seja atingida. Mais precisamente, a proporção entre a viscosidade intrínseca (VI) da fase de matriz (M) para a viscosidade intrínseca (VI) de copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) ([M]/[PEO]) na composição de poliolefina termoplástica (TPO) deve estar no intervalo de 0,75 a 1,35, como no intervalo de 0,75 a 1,30. Por exemplo, a proporção entre a viscosidade intrínseca (VI) da fase de matriz (M) para a viscosidade intrínseca (VI) de copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) na composição de poliolefina termoplástica (TPO) ([M]/[PEO]) está no intervalo de 0,80-1,20, de preferência no intervalo de 0,90 a 1,20.
[079] Assim é, adicionalmente ou alternativamente, preferido que a proporção entre a viscosidade intrínseca (VI) da fração insolúvel em xileno frio (XCI) para a viscosidade intrínseca (VI) da fração solúvel em xileno frio (XCS) ([XCS]/[XCI]) da composição de poliolefina termoplástica (TPO) esteja no intervalo de 0,75 a 1,35, como no intervalo de 0,75-1,30, com mais preferência no intervalo de 0,80-1,20, com ainda maior preferência no intervalo de 0,90 a 1,20.
[080] O copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α- olefina (EOP) pode ser preparado utilizando catalisadores com base em titânio, vanádio ou metaloceno capazes de polimerizar prontamente borrachas sob condições típicas de processo de polimerização por meio de processos conhecidos, tais como polimerização em solução, suspensão e fase gasosa.
[081] A maneira na qual a composição de poliolefina termoplástica (TPO), compreendendo a fase de matriz (M) de homo- ou copolímero de propileno, e o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) como fase dispersa são produzidos não é crítica para a presente invenção. Eles podem ser produzidos por mistura por fusão convencional dos componentes individuais, isto é, o homopolímero de propileno (H-PP) e/ou o copolímero de propileno (R-PP) da fase de matriz (M) e o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α- olefina (EOP), por "mistura de reator", por combinações destes dois processos ou outros meios que permitam atingir uma boa dispersão do copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) na fase de matriz (M).
[082] De preferência, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) é produzida por "mistura de reator" por um processo de polimerização em múltiplas etapas, tais como a polimerização em massa, polimerização em fase gasosa, polimerização em suspensão, polimerização em solução, ou suas combinações utilizando catalisadores convencionais. Esses processos são bem conhecidos a um perito na arte.
[083] Em uma forma de realização preferida da presente invenção, a composição de poliolefina termoplástica (TPO) é uma composição de poliolefina termoplástica (rTPO) de grau de reator.
[084] Um processo preferido é uma combinação de reator (es) de circuito fechado de suspensão em massa e reator (es) em fase gasosa. O homopolímero de propileno (H-PP) e/ou copolímero de propileno (R-PP) da fase de matriz (M) podem ser preparados tanto em um ou dois reatores de circuito fechado ou em uma combinação de reator de circuito fechado e de fase gasosa. O polímero produzido desta maneira é transferido para outro reator e a fase dispersa (D) compreendendo, de preferência sendo, etileno-C3-C8-α- olefina borracha (EOP), é polimerizado. De preferência, esta etapa é realizada em uma polimerização em fase gasosa.
[085] Um catalisador adequado para a polimerização da composição de poliolefina termoplástica (TPO) é qualquer catalisador estereoespecífico para a polimerização de propileno, que é capaz de polimerizar e copolimerizar propileno e comonômeros a uma temperatura de 40 a 110°C e a uma pressão de 1 a 10 MPa. Catalisadores de Ziegler-Natta, assim como os de metaloceno, são catalisadores adequados. Um especialista na técnica está ciente das diferentes possibilidades para produzir tais composições de poliolefina termoplástica (TPO) e irá encontrar simplesmente um processo adequado para a produção de composições de poliolefinas termoplásticas (TPO) adequadas que são utilizados na presente invenção.
[086] Mais precisamente, o primeiro reator (R1) é, de preferência, um reator em suspensão (SR) e pode ser qualquer reator de tanque contínuo ou simples agitado descontínuo ou reator de circuito fechado operando em massa ou em suspensão. Em massa significa uma polimerização em um meio de reação que compreende, pelo menos, 60% (p/p) de monômero. De acordo com a presente invenção, o reator em suspensão (SR) é, de preferência, um reator de circuito fechado (LR) (em massa).
[087] O segundo reator (R2) e reator adicional opcional são, de preferência, reatores em fase gasosa (GPR). Tais reatores em fase gasosa (GPR) podem ser quaisquer reatores mecanicamente mistos ou de leito fluidizado. De preferência, os reatores em fase gasosa (GPR) compreendem um reator de leito fluidizado agitado mecanicamente com velocidades de gás de, pelo menos, 0,2 m/seg. Assim, considera-se que o reator em fase gasosa é um tipo de reator de leito fluidizado, de preferência, com um agitador mecânico.
[088] Assim, em uma forma de realização preferida, o primeiro reator (R1) é um reator em suspensão (SR), como reator de circuito fechado (LR), ao passo que o segundo reator (R2) e, qualquer outro reator, são reatores em fase gasosa (GPR). Se necessário, antes do reator em suspensão, (SR) um reator de pré-polimerização é colocado.
[089] Um processo de múltiplas etapas preferido é um processo "de circuito fechado em fase gasosa", tal como desenvolvida pela Borealis A/S, Dinamarca (conhecido como tecnologia BORSTAR®) descrito, por exemplo, na literatura de patentes, tal como na EP 0 887 379, WO 92/12182, WO 2004/000899, WO 2004/111095, WO 99/24478, WO 99/24479 ou na WO 00/68315.
[090] Um processo de fase em suspensão-gás adequado adicional é o processo Spheripol® da Basell.
[091] De preferência, no presente processo para a produção de poliolefina termoplástica (TPO), tal como definido acima, as condições para o primeiro reator (R1), ou seja, o reator em suspensão (SR), como um reator de circuito fechado (LR), do passo (a) pode ser do seguinte modo: - a temperatura está dentro do intervalo de 40°C a 110°C, de preferência entre 60°C e 100°C, tal como de 68 a 90°C, - a pressão está dentro do intervalo de 2 MPa a 8 MPa, de preferência entre 4 MPa e 7 MPa, - hidrogênio pode ser adicionados para controlar a massa molecular de uma maneira conhecida per si.
[092] Subsequentemente, a mistura de reação é transferida para o segundo reator (R2), ou seja, reator de fase gasosa (GPR-1), em que as condições são, de preferência, como se segue: - a temperatura está dentro do intervalo de 50°C a 130°C, de preferência entre 60°C e 100°C, - a pressão está dentro do intervalo de 0,5 MPa a 5 bar, de preferência entre 1,5 MPa e 3,5 MPa, - hidrogênio pode ser adicionado para controlar a massa molecular de uma maneira conhecida per si.
[093] A condição em qualquer outro reator é semelhante a do segundo reator (R2).
[094] O tempo de permanência pode variar entre as três zonas de reator.
[095] Em uma forma de realização do processo para a produção de poliolefina termoplástica (TPO), o tempo de residência no primeiro reator (R1), ou seja, o reator em suspensão (SR), como um reator de circuito fechado (LR), está no intervalo de 0,2 a 4 horas, por exemplo, 0,3 a 1,5 horas e o tempo de residência no (s) reator (es) em fase gasosa será geralmente de 0,2 a 6,0 horas, como de 0,5 a 4,0 horas.
[096] Se desejado, a polimerização pode ser efetuada de uma forma conhecida, sob condições supercríticas, no primeiro reator (R1), isto é, no reator em suspensão (SR), como no reator de circuito fechado (LR), e/ou como um modo de condensado nos reatores em fase gasosa (RFG).
[097] De preferência, o processo compreende igualmente uma pré-polimerização com o sistema de catalisador, como descrito em detalhe a seguir, compreendendo um pró- catalisador de Ziegler-Natta, um doador externo e, opcionalmente, um co-catalisador.
[098] Em uma forma de realização preferida, a pré- polimerização é realizada como polimerização de suspensão em massa em propileno líquido, ou seja, a fase líquida é constituída principalmente por propileno, com uma quantidade menor de outros reagentes e, opcionalmente, componentes inertes nele dissolvidos.
[099] A reação de pré-polimerização é tipicamente realizada a uma temperatura de 0 a 50°C, de preferência de 10 a 45°C, e com mais preferência de 15 a 40°C.
[100] A pressão no reator de pré-polimerização não é crítica, mas deve ser suficientemente elevada para manter a mistura de reação em fase líquida. Assim, a pressão pode ser de 2 a 10 MPa, por exemplo, de 3 a 7 MPa.
[101] Os componentes dos catalisadores são, de preferência, todos introduzidos no passo de pré- polimerização. No entanto, onde o componente de catalisador sólido (i) e o co-catalisador (ii) podem ser alimentados separadamente, é possível que apenas uma parte do co- catalisador seja introduzida na fase de pré-polimerização e a parte restante em etapas de polimerização subsequentes. Além disso, em tais casos, é necessário introduzir tanto co-catalisador para a fase de pré-polimerização que uma reação de polimerização suficiente seja nela obtida.
[102] É possível adicionar também outros componentes para a fase de pré-polimerização. Deste modo, o hidrogênio pode ser adicionado à fase de pré-polimerização para controlar o peso molecular do pré-polímero, como é conhecido na arte. Além disso, o aditivo antiestático pode ser utilizado para impedir as partículas de aderirem umas às outras ou às paredes do reator.
[103] O controle preciso das condições de pré- polimerização e parâmetros de reação está dentro da proficiência da arte.
[104] De acordo com a invenção, a poliolefina termoplástica (TPO) é, preferivelmente, obtido por um processo de polimerização sequencial, como descrito acima, na presença de um sistema de catalisador que compreende um catalisador de Ziegler-Natta e, opcionalmente, um doador externo, de preferência, um sistema de catalisador que compreende três componentes, ou seja, como componente (i) um pró-catalisador de Ziegler-Natta, e opcionalmente, como componente (ii) um co-catalisador organometálico e como componente (iii) um doador externo representada pela fórmula (IIIa) ou (IIIb), de preferência, representado pela fórmula geral (IIIa).
[105] No seguinte, o catalisador utilizado é definido em mais detalhes.
[106] O pró-catalisador utilizado de acordo com a invenção é preparado por a) reação de um produto de adição cristalizado em spray ou solidificado em emulsão de MgCl2 e um C1-C2 álcool com TiCl4 b) reação do produto da fase a) com um dialquilftalato de fórmula (I)
Figure img0001
em condições em que uma transesterificação entre o referido C1-C2 álcool e o referido dialquilftalato de fórmula (I) ocorre para formar o doador interno c) lavagem do produto da fase b) ou d) opcionalmente, fazer reagir o produto da etapa c) com TiCl4 adicional.
[107] O pro-catalisador é produzido tal como definido, por exemplo, nos pedidos de patente WO 87/07620, WO 92/19653, WO 92/19658 e EP 0 491 566. O conteúdo destes documentos é aqui incluído por referência.
[108] Em primeiro lugar, um produto de adição de MgCl2 e um C1-C2 álcool de fórmula MgCl2*nROH, em que R é metil ou etil e n é de 1 a 6, é formado. O etanol é, de preferência, utilizado como o álcool.
[109] O produto de adição, o qual é primeiro fundido e em seguida cristalizado em spray ou solidificado em emulsão, é utilizado como suporte de catalisador.
[110] Na próxima etapa, o produto de adição cristalizado em spray ou solidificado em emulsão de fórmula MgCl2*nROH, em que R é metil ou etil, de preferência etil, e n é de 1 a 6, está contatando com TiCl4 para formar um suporte titanisado, seguido pelos passos de • adicionar ao referido veículo titanisado (i) um dialquilftalato de fórmula (I) com R1’ e R2’ sendo, independentemente, pelo menos, um C5-alquil, como, pelo menos, um C8-alquil, ou, de preferência, (ii) um dialquilftalato de fórmula (I) com R1’ e R2’ sendo iguais e sendo, pelo menos, um C5-alquil, como, pelo menos, um C8-alquil, ou, com mais preferência, (iii) um dialquilftalato de fórmula (I) selecionado a partir do grupo que consiste em propilhexilftalato (PRHP), dioctilftalato (DOP), di-isodecilftalato (DIDP), e ditridecilftalato (DTDP), com ainda mais preferência, dialquilftalato de fórmula (I) é um dioctilftalato (DOP), como di-iso-dioctil ou dietilhexilftalato, em particular dietilhexilftalato, para formar um primeiro produto, • submeter o referido primeiro produto a condições adequadas de transesterificação, ou seja, a uma temperatura acima de 100°C, de preferência entre 100 e 150°C, com mais preferência entre 130 e 150°C, tal que o referido metanol ou etanol seja transesterificado com os referidos grupos de éster do referido dialquilftalato de fórmula (I) para formar, de preferência, pelo menos, 80% em mol, com mais preferência 90% em mol, com maior preferência 95% em mol, de um dialquilftalato de fórmula (II)
Figure img0002
com R1’ e R2’ sendo metil ou etil, de preferência etil, o dialquilftalato de fórmula (II) sendo o dador interno e, • recuperar o referido produto de transesterificação, como a composição do pro-catalisador (componente (i)).
[111] O produto de adição de fórmula MgCl2*nROH, em que R é metil ou etil e n é de 1 a 6, está em uma forma de realização preferida fundida e depois a massa fundida é, preferivelmente, injetada por um gás em um solvente arrefecido ou um gás arrefecido, onde o produto de adição é cristalizado em uma forma morfologicamente vantajosa, como por exemplo descrito em WO 87/07620.
[112] Este produto de adição cristalizado é, de preferência, utilizado como o suporte de catalisador e feito reagir com o pró-catalisador útil na presente invenção, tal como descrito na WO 92/19658 e WO 92/19653.
[113] Conforme o resíduo de catalisador é removido por extração, um produto de adição do suporte titanisado e o dador interno são obtidos, em que o grupo que deriva a partir do álcool de éster mudou.
[114] Em caso de titânio suficiente permanecer no suporte, ele vai agir como um elemento ativo do pró- catalisador.
[115] Caso contrário, a titanização é repetida após o tratamento acima, a fim de assegurar uma concentração de titânio suficiente e, portanto, a atividade.
[116] De preferência o pró-catalisador utilizado de acordo com a invenção contém 2,5% em peso de titânio no máximo, de preferência, 2,2% em peso no máximo, e com mais preferência 2,0% em peso no máximo. O seu teor de doador é, de preferência, entre 4 a 12% em peso e, com mais preferência, entre 6 e 10% em peso.
[117] Com mais preferência, o pró-catalisador utilizado de acordo com o invento foi produzido utilizando etanol como o álcool e dioctilftalato (DOP) como dialquilftalato de fórmula (I), obtendo-se o dietilftalato (DEP) como composto doador interno.
[118] Com ainda mais preferência, o catalisador utilizado de acordo com a invenção é o catalisador, como descrito na seção de exemplos; especialmente com a utilização de dioctilftalato como dialquilftalato de fórmula (I).
[119] Para a produção da poliolefina termoplástica (TPO), de acordo com a invenção, o sistema de catalisador utilizado compreende, de preferência, além do procatalisador especial de Ziegler-Natta, um co-catalisador organometálico como componente (ii).
[120] Por conseguinte, é preferível selecionar o co- catalisador a partir do grupo que consiste em trialquilalumínio, como trietilalumínio (TEA), cloreto de dialquil alumínio e sesquicloreto de alquil alumínio.
[121] O componente (iii) do sistema de catalisadores utilizados é um doador externo representado pela fórmula (IIIa) ou (IIIlb). A fórmula (IIIa) é definida por Si(OCH3)2R25 (IIIa) em que R5 representa um grupo alquil ramificado possuindo de 3 a 12 átomos de carbono, de preferência um grupo alquil ramificado possuindo de 3 a 6 átomos de carbono ou um ciclo-alquil tendo de 4 a 12 átomos de carbono, de preferência, um ciclo-alquil tendo de 5 a 8 átomos de carbono.
[122] É, em particular, preferido que R5 seja selecionado a partir do grupo que consiste em isopropil, isobutil, isopentil, terc-butil, terc-amil, neopentil, ciclopentil, ciclo-hexil, metilciclopentil e cicloheptil.
[123] A fórmula (IIIb) é definida por Si(OCH2CH3)3(NRxRy) (IIIb) em que Rx e Ry pode ser o mesmo ou diferente e um representam um grupo hidrocarboneto tendo de 1 a 12 átomos de carbono.
[124] Rx e Ry são selecionados, independentemente, a partir do grupo que consiste de grupo hidrocarboneto alifático linear tendo de 1 a 12 átomos de carbono, grupo hidrocarboneto alifático ramificado tendo de 1 a 12 átomos de carbono e grupo hidrocarboneto alifático cíclico tendo de 1 a 12 átomos de carbono átomos. É, em particular, preferido que Rx e Ry sejam selecionados independentemente a partir do grupo que consiste em metil, etil, n-propil, n- butil, octil, decanil, iso-propil, iso-butil, iso-pentil, terc-butil, terc-amil, neopentil, ciclopentil, ciclohexil, metil-ciclopentil e cicloheptil.
[125] Com mais preferência, ambos R x e R y são o mesmo, com ainda mais preferência ambos Rx e Ry são um grupo etil.
[126] Com mais preferência, o dador externo de fórmula (IIIb) é dietilaminotrietoxisilano.
[127] Com mais preferência, o doador externo é selecionado a partir do grupo que consiste em dietilaminotrietoxisilano [Si(OCH2CH3)3(N(CH2CH3)2)], diciclopentil dimetoxi silano [Si(OCH3)2(ciclo-pentil)2], diisopropil dimetoxi silano [Si(OCH3)2(CH(CH3)2)2], e suas misturas.
[128] Se desejado, o pró-catalisador de Ziegler-Natta é modificado por polimerização de um composto de vinila, na presença do sistema de catalisador, compreendendo o pró- catalisador especial de Ziegler-Natta (componente (i)), o doador externo (componente (iii)) e, opcionalmente, a co- catalisador (componente (ii)), em que o composto de vinila tem a fórmula: CH2=CH-CHR3R4 em que R3 e R4 em conjunto formam um anel aromático saturado ou insaturado de 5 ou 6 membros, ou, independentemente, representam um grupo alquil compreendendo de 1 a 4 átomos de carbono. O catalisador assim modificado é utilizado para a preparação da composição de poliolefina termoplástica (TPO), de acordo com esta invenção, para realizar a-nucleação da composição de poliolefina termoplástica (TPO) (BNT -Tecnologia).
[129] A presente invenção também fornece artigos moldados por injeção, como artigos (automotivos), que compreendem, pelo menos, a 60% em peso, com mais preferência pelo menos 80% em peso, com ainda mais preferência pelo menos 95% em peso, como consistindo da composição de poliolefina termoplástica (TPO) inventiva. Assim, a presente invenção é especialmente direcionada aos artigos automotivos, especialmente para interiores e exteriores de carro, como para-choques, frisos laterais, degraus de acesso, painéis de carroceria, aerofólios, painéis, acabamentos interiores e similares, compreendendo, pelo menos, de 60% em peso, com mais preferência, pelo menos 80% em peso, com ainda mais preferência pelo menos 95% em peso, como consistindo da composição de poliolefina termoplástica inventiva (TPO).
[130] A presente invenção irá agora ser descrita em mais detalhe pelos exemplos apresentados abaixo.
EXEMPLOS 1. Definições/Métodos de Medição
[131] As seguintes definições dos termos e métodos de determinação se aplicam para a descrição geral da invenção, acima, bem como com os exemplos abaixo, a menos que definido de outro modo. Os valores calculados para o caso da poliolefina termoplástica (TPO) ser produzida em um processo de polimerização sequencial, ou seja, em um primeiro e um segundo reator opcional, a fase de matriz (M) é produzida e em uma etapa subsequente do copolímero de borracha (EOP) obtendo-se assim a poliolefina termoplástica (TPO):
[132] Cálculo do teor de comonômero do copolímero de borracha (EOP):
Figure img0003
em que w(M) é a fração em peso [em % em peso] da fase de matriz (M), w(EPO) é a fração em peso [em % em peso] do copolímero de borracha (EOP), C(M) é o teor de comonômero [em % em peso] da fase de matriz (M), C(TPO) é o teor de comonômero [em % em peso] da poliolefina termoplástica (TPO), C(EOP) é o teor de comonômero calculado [em % em peso] do copolímero de borracha (EOP).
[133] Cálculo do teor de solúvel em xileno frio (XCS) do copolímero de borracha (EOP):
Figure img0004
em que w(M) é a fração em peso [em % em peso] da fase de matriz (M), w(EOP) é a fração em peso [em % em peso] do copolímero de borracha (EOP), XS(M) é o teor de solúvel em xileno frio (XCS) [em % em peso] da fase de matriz (M), XS(TPO) é o teor de solúvel em xileno frio (XCS) [em % em peso] da poliolefina termoplástica (TPO), XS(EOP) é o teor de solúvel em xileno frio (XCS) [em % em peso] calculado do copolímero de borracha (EOP).
[134] Cálculo do índice de fluidez MFR2 (230°C) do copolímero de borracha (EOP):
Figure img0005
em que w(M) é a fração em peso [em % em peso] da fase de matriz (M), w(EOP) é a fração em peso [em % em peso] do copolímero de borracha (EOP), MFR(M) é o índice de fluidez MFR2 (230°C) [em g/10 min] da fase de matriz (M), MFR(TPO) é o índice de fluidez MFR2 (230°C) [em g/10 min] da poliolefina termoplástica (TPO), MFR(EOP) é o índice de fluidez MFR2 (230°C) [em g/10 min] calculado do copolímero de borracha (EOP).
[135] Para o cálculo da viscosidade intrínseca (VI) do copolímero de borracha (EOP) a mesma equação pode ser utilizada como para o índice de fluidez.
Quantificação de Teor de Comonômero por Espectroscopia FTIR
[136] O teor de comonômero é determinado por espectroscopia quantitativa no infravermelho de transformada de Fourier (FTIR) depois da atribuição básica calibrada através de ressonância magnética nuclear de 13C (RMN) quantitativa de uma maneira bem conhecida na arte. Os filmes finos são pressionados para uma espessura de 250 μm e espectros registados em modo de transmissão.
[137] Especificamente, o teor de etileno de um copolímero de polipropileno-co-etileno é determinado utilizando a área de picos corrigida pela linha de base das bandas quantitativas encontrados em 720-722 e 730-733 cm-1. Os copolímeros de propileno-1-buteno foram avaliados em 767 cm-1. Os resultados quantitativos são obtidos com base na referência para a espessura da película. MFR2 (230°C) foi medido de acordo com a norma ISO 1133 (230°C, carga 2,16 kg). MFR2 (190°C) foi medido de acordo com a norma ISO 1133 (190°C, carga 2,16 kg).
[138] O teor de solúveis em xileno frio (XCS, % em peso) foi determinado a 25°C de acordo com a norma ISO 16152; primeira edição; 2005-07-01. A parte restante é considerada como fração insolúvel em xileno frio (XCI).
[139] Viscosidade intrínseca foi medida de acordo com a norma DIN ISO 1628/1, Outubro de 1999 (em decalina a 135°C).
[140] Módulo de flexão, resistência à flexão e deformação à força foram determinados a 23°C flexão de 3 pontos acordo com a norma ISO 178 em barras de teste de 80x10x4 mm3 moldadas por injeção de acordo com a norma EN ISO 1873-2.
[141] Teste de impacto Charpy: A resistência ao entalhe por impacto Charpy (Charpy NIS) foi medida de acordo com a norma ISO 179 2C/DIN 53453, a 23°C e -20°C, utilizando espécimes de barras de teste moldadas por injeção de 80x10x4 mm, preparadas de acordo com a norma ISO 294- 1:1996.
[142] Coeficiente de expansão térmica linear: O coeficiente de expansão térmica linear (CETL) foi determinado de acordo com a norma ISO 11359-2:1999 em peças cortadas a 10 mm de comprimento a partir dos mesmos espécimes moldados por injeção, tal como utilizado para a determinação de módulo de flexão. A medição foi realizada em um intervalo de temperaturas de -30 a +80°C a uma taxa de aquecimento de 1°C/min. Além disso, a medição foi realizada em um intervalo de temperaturas de +23 a +80°C a uma taxa de aquecimento de 1°C/min.
[143] Contração: A contração foi medida de acordo com um padrão interno utilizando placas moldadas por injeção de 60x60x2 mm. As medições foram realizadas após a injeção e condicionadas à temperatura ambiente durante pelo menos 96 horas na direção do fluxo e perpendicular à direção do fluxo. Foram utilizadas seguintes condições para moldagem por injeção: tempo de injeção: 3s, temperatura de fusão: 240°C, temperatura do molde: 50°C, pressão de permanência: 73-23 bar em 10 etapas, tempo de espera: 10 s, tempo de resfriamento: 20 s.
2. EXEMPLOS
[144] Os exemplos IE1 e IE2 foram realizadas em uma autoclave de 21,3 L equipada com válvulas de controle para a dosagem do reator com monômeros, hidrogênio e para flash. A dosagem de monômeros e hidrogênio no reator foi controlada por controladores de fluxo e também através da monitorização das massas dos seus respectivos reservatórios. A temperatura dos reatores foi controlada por meio de aquecimento/arrefecimento de água na camisa dupla em torno dos reatores, incluindo sensores, tanto na parte superior quanto na parte inferior do reator. Agitadores helicoidais com acoplamento magnético foram utilizados para uma mistura eficaz no interior do reator e as taxas de agitação podem ser variadas durante o decurso da reação. Todo o processo foi programado antes do tempo, executado e monitorado por computadores de estação de trabalho fora das cabines de reatores.
Condições Gerais de Polimerização
[145] O catalisador utilizado no processo de polimerização para os exemplos IE1 e IE2 foi produzido como se segue: Em primeiro lugar, 0,1 mol de MgCl2 x 3 EtOH foi suspenso sob condições inertes em 250 ml de decano em um reator à pressão atmosférica. A solução foi arrefecida para a temperatura de -15°C e 300 mL de TiCl4 foram adicionados, mantendo a temperatura a este nível. Em seguida, a temperatura da suspensão fluida foi aumentada lentamente para 20°C. A esta temperatura, 0,02 mol de dioctilftalato (DOP) foram adicionados à suspensão. Após a adição do ftalato, a temperatura foi elevada para 135°C durante 90 minutos e a suspensão foi deixada em repouso durante 60 minutos. Em seguida, outros 300 mL de TiCl4 foram adicionados e a temperatura foi mantida a 135°C durante 120 minutos. Depois disto, o catalisador foi filtrado do líquido e lavado seis vezes com 300 mL de heptano a 80°C. Então, o componente do catalisador sólido foi filtrado e seco. O catalisador e o seu conceito de preparação são descritos por exemplo, em geral, nas publicações de patentes EP491566, EP591224 e EP586390. O catalisador foi pré-polimerizado com vinil ciclohexano em uma quantidade para obter uma concentração de 200 ppm de poli(vinil ciclohexano) (PVCH) no polímero final. Como co-catalisador, trietil-alumínio (TEAL) e, como doador, dietilamino trietoxi silano (U-doador), foram utilizados. A proporção de alumínio para o doador é indicada na tabela 1.
Massa:
[146] O reator é, inicialmente, purgado com propileno e, em seguida, preenchido com 5250g de propileno e 6 litros de hidrogênio durante a pré-polimerização. O catalisador, tal como descrito no parágrafo anterior, foi misturado com uma solução de TEAL e U-doador em uma proporção definida por 5 minutos antes de serem adicionados ao reator. O recipiente de carregamento de catalisador é, então, lavado com 250 g de propileno para assegurar que toda a mistura e catalisador é adicionada ao reator. O reator é, em seguida, submetido a pré-polimerização a 23°C durante 6 minutos, com agitação a 350 rpm.
[147] Subsequentemente, o reator é aquecido até 85°C para iniciar as condições de massa. Durante a transição, a quantidade desejada de hidrogênio é adicionada ao reator por meio de um controlador de fluxo. O hidrogênio é sempre adicionado em grandes quantidades e não adicionado continuamente durante a reação. Uma vez que os condicionadores de reatores desejados são alcançados, o reator é mantido a uma pressão constante pela dosagem com propileno. Este tempo de transição para atingir as condições em massa foi, tipicamente, de «19 minutos. Após o tempo de residência em massa especificado, o reator é purgado para 500 kPa, com uma velocidade de agitação de 100 rpm para continuar para um passo em fase gasosa.
GPR 1
[148] Uma vez que a pressão de purga desejada (500 kPa) foi alcançada, a transição para a fase de gases final (RFG 1) começou. A velocidade de agitação do reator foi aumentada para 350 rpm e o reator foi dosado com propileno, etileno e hidrogênio conforme a temperatura e pressão foram aumentadas para 85°C e 2,1 MPa, respectivamente. O tempo de transição entre o circuito fechado e GPR1 foi tipicamente entre 8 a 10 minutos. Os comonômeros foram adicionadas para manter uma proporção de gás desejada. Assim que o reator atingiu a temperatura desejada, a pressão foi mantida constante a 21 bar de dosagem, com etileno/propileno a uma proporção de gás apropriada. A quantidade de polímero a ser produzida pode ser monitorada através da medição da quantidade de propileno e de etileno adicionada durante o decurso da reação. Após um nível de divisão desejado foi atingido, o reator seguiu o procedimento de rescisão descrito abaixo.
Rescisão de reação:
[149] Depois da reação estar concluída, a velocidade de agitação é reduzida para 100 rpm e a mistura de gases removida do reator para 0 MPag. Os gases residuais são removidos do reator (bem como as partículas de polímero) por tratamento do reator com vários ciclos de vácuo. Este ciclo envolve colocar o reator sob vácuo durante alguns minutos, enchendo-o até à pressão ambiente com nitrogênio e, em seguida, repetindo o processo várias vezes. O produto é então removido com segurança do reator.
[150] As análises das amostras preparadas podem ser obtidas a partir da Tabela 1. Tabela 1
Figure img0006
Figure img0007
[151] Os resultados para as amostras preparadas podem ser obtidos a partir da Tabela 2. Tabela 2
Figure img0008
[152] A Tabela 2 mostra claramente que o aumento no teor de etileno no copolímero de borracha de etileno-C3-C8- α-olefina sendo parte da composição de poliolefina termoplástica (TPO) conduz a propriedades superiores em comparação com as composições conhecidas neste campo técnico. Em particular, os valores da contração bem como o coeficiente de dilatação térmica linear (CETL) são muito baixos, sem comprometer as propriedades mecânicas, como a resistência e rigidez.

Claims (15)

1. Composição de poliolefina termoplástica (TPO) caracterizada pelo fato de ter um índice de fluidez MFR2 (230°C) entre 30 e 100 g/10 min, medido de acordo com a norma ISO 1133, compreendendo: a) uma fase de matriz (M) que compreende um homopolímero de propileno (H-PP) e/ou um copolímero de propileno (R-PP), e b) uma fase dispersa (D) que compreende um copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP), em que (i) a composição compreende 20% em peso a 45% em peso, com base no peso total da composição, da fração solúvel em xileno frio (XCS) tendo (i-a) um teor de etileno no intervalo de 40% em peso a 65% em peso, e (i-b) uma viscosidade intrínseca (VI) inferior a 1,5 dL/g, medida de acordo com a norma ISO 1628, e (ii) a proporção entre a viscosidade intrínseca (VI) da fração insolúvel em xileno frio (XCI) para a viscosidade intrínseca (VI) da fração de solúvel em xileno frio (XCS) ([XCS]/[XCI]) da composição de poliolefina termoplástica (TPO) está no intervalo de 0,75 a 1,35.
2. Composição de poliolefina termoplástica (TPO), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a composição compreender (a) 55% em peso a 70% em peso, com base no peso total da composição, da fase de matriz (M), e/ou (b) de 55 a 80% em peso, com base no peso total da composição, da fração insolúvel em xileno frio (XCI).
3. Composição de poliolefina termoplástica (TPO), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de a fase de matriz (M) ser um homopolímero de propileno.
4. Composição de poliolefina termoplástica (TPO) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de a fase de matriz (M) e/ou a fração insolúvel em xileno frio (XCI) ter/terem um índice de fluidez MFR2 (230°C) de, pelo menos, 50 g/10 min, de preferência entre 50 e 200 g/10 min, com mais preferência entre 80 e 200 g/10 min e com maior preferência entre 80 e 150 g/10 min, medido de acordo com a norma ISO 1133.
5. Composição de poliolefina termoplástica (TPO), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de a fase de matriz (M) e/ou a fração insolúvel em xileno frio (XCI) ter/terem uma viscosidade intrínseca (VI), medida de acordo com a norma ISO 1628, abaixo de 1,5 dL/g, de preferência entre 0,7 e 1,5 dL/g, com mais preferência entre 0,8 e 1,4 dL/g, com mais preferência entre 0,9 e 1,3 dL/g e com maior preferência entre 1 e 1,2 dL/g.
6. Composição de poliolefina termoplástica (TPO), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de a composição compreender (a) 30% em peso a 45% em peso, com base no peso total da composição, do copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α- olefina (EOP).
7. Composição de poliolefina termoplástica (TPO), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) e/ou a fração solúvel em xileno frio (XCS) ter/terem um teor de etileno no intervalo de 40% em peso a 55% em peso, de preferência no intervalo de 45% em peso a 55% em peso e com mais preferência no intervalo de 45% em peso a 50% em peso, com base no peso total de copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) e na fração solúvel em xileno frio (XCS), respectivamente.
8. Composição de poliolefina termoplástica (TPO), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) ser um copolímero de borracha de etileno-propileno ou etileno-1-octeno.
9. Composição de poliolefina termoplástica (TPO), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de o copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) e/ou a fração solúvel em xileno frio (XCS) ter/terem uma viscosidade intrínseca (VI), medida de acordo com a norma ISO 1628, compreendida entre 0,7 e 1,5 dL/g, de preferência entre 0,8 e 1,5 dL/g, com mais preferência entre 0,9 e 1,4 dL/g.
10. Composição de poliolefina termoplástica (TPO), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de a composição (a) ser livre de material de enchimento inorgânico, tal como o material de enchimento selecionado a partir do grupo consistindo em talco, volastonita, mica, giz e suas misturas, e/ou (b) ser α-nucleada, isto é, compreender um agente de α- nucleação em uma quantidade total inferior a 1,0% em peso.
11. Composição de poliolefina termoplástica (TPO), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de a composição ter um índice de fluidez MFR2 (230°C) entre 30 e 100 g/10 min, de preferência entre 30 e 90 g de/10 min e com mais preferência entre 40 e 80 g/10 min, medido de acordo com a norma ISO 1133.
12. Composição de poliolefina termoplástica (TPO), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de a proporção de viscosidade intrínseca (VI) da fase de matriz do homo- ou copolímero de propileno (M) para a viscosidade intrínseca (VI) do copolímero de borracha de etileno-C3-C8-α-olefina (EOP) ([M]/[EOP]) estar no intervalo de 0,75 a 1,35, de preferência no intervalo de 0,80 a 1,20 e com mais preferência no intervalo de 0,90 e 1,20.
13. Composição termoplástica de poliolefinas (TPO), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de a composição de poliolefina termoplástica (TPO) ser uma composição de poliolefina termoplástica de grau para reator (rTPO).
14. Uso da composição de poliolefina termoplástica (TPO) definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de ser para a produção de artigos moldados por injeção, por exemplo, peças automotivas.
15. Artigo moldado de injeção caracterizado pelo fato de ser preparado através da utilização de composição de poliolefina termoplástica (TPO), conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 13.
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