BR112015020917B1

BR112015020917B1 - Fibras de multicamadas

Info

Publication number: BR112015020917B1
Application number: BR112015020917-3A
Authority: BR
Inventors: Gianni Perdomi; Johannes-Gerhard Müller; Ankur Rastogi
Original assignee: Basell Polyolefine Gmbh
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2014-02-04
Publication date: 2022-01-25
Also published as: CN105579628B; EP2971295A1; US20160031193A1; EP2778265A1; WO2014139731A1; CN105579628A; EP2971295B1; BR112015020917A2

Abstract

FIBRAS DE MULTICAMADAS. A presente invenção refere-se a uma fibra de multicamadas ABA compreendendo: A) pelo menos, duas camadas superiores (camada A) compreendendo copolímero de propileno com etileno tendo um teor de unidades derivadas de etileno variando de 3,5% em peso a 6,5% em peso; uma taxa de fluxo de fusão de acordo com a norma ISO 1133 (230°C, 2,16 kg) compreendido de 0,5 g/10 min a 5 g/10 min; uma fracção de polímero solúvel em xileno a 25°C variando de 10% em peso a 17% em peso com base no peso total do referido copolímero: B) pelo menos, uma camada central (camada B) compreendendo um polietileno de alta densidade tendo uma densidade compreendida de 0,942 cm3 a 0,958 g/cm3; e uma taxa de fluxo de fusão (MFR medido a 190°C, 5,0 kg) que varia de 0,3 g/10 min a 5 g/10 min.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a uma fibra obtida por fitas de película de multicamadas, sendo que a referida película compreende, pelo menos, um polietileno de alta densidade (HDPE) como a camada de núcleo e um copolímero de propileno, como as camadas da pele.

[0002] As películas de multicamadas são bem conhecidas na técnica, por exemplo, a EP 808247 descreve uma película de multicama- das esticável, em que, pelo menos, uma camada (A) compreende um polietileno linear de baixa densidade e, pelo menos, uma camada (B) compreende uma composição de poliolefina heterofásica, a EP 809573 divulga uma película de multicamadas, em que, pelo menos, uma camada compreende um copolímero linear de etileno com alfa- olefina e, pelo menos, uma camada compreende um copolímero de propileno.

[0003] No entanto, este aplicativo está em silêncio sobre a possibilidade de formar uma fita que, quando esticada, pode formar fibras. Assim, seria desejável ter fibras de multicamadas obtidas por estiramento de uma película ABA compreendendo uma melhorada a resistência à tração em várias razões de estiramento,assim, um objetivo da presente invenção é, por conseguinte, uma fibra ABA de multicamadas compreendendo: A) pelo menos, duas camadas de revestimento (camada A) que compreende copolímero de propileno e de etileno possuindo um teor de unidades derivadas de etileno variando de 3,5% em peso a 6,5% em peso; de preferência, de cerca de 4,0% em peso a 6,5% em peso; mais preferivelmente, de 4,5% em peso a 6,0% em peso; ainda mais preferivelmente, de 4,6% em peso a 5,4% em peso; uma taxa de fluxo de fusão de acordo com a norma ISO 1133 (230°C, 2,16 kg) compreendida entre 0,5 g/10 min e 5 g/10 min; de preferência de 1,5 g/10 min a 4 g/10 min; mais preferivelmente, de 2,0 g/10 min a 3,0 g/10 min e uma fração de polímero solúvel em xileno a 25°C variando de 10% em peso a 17% em peso com base no peso total do referido copolímero: B) pelo menos, uma camada nuclear (camada B) compreendendo um polietileno de alta densidade tendo uma densidade compreendida entre 0,942 g/cm3 e 0,959 g/cm3, mais preferivelmente entre 0,945 g/cm3 e 0,952 g/cm3; e tendo uma taxa de fluxo (MFR medida em 190°C 2,16 kg) variando entre 0,3 g/10 min e 5 g/10 min; preferivelmente variando entre 1,0 g/10 min e 3,0 g/10 min; mais preferivelmente entre 1,2 g/10 min e 2,2 g/10 min.

[0004] O copolímero de propileno A) pode, opcionalmente, conter de 0 a 5% em peso de uma alfa-olefina C4-C10, tais como 1-buteno, 1-hexeno e 1-octeno. O copolímero de propileno A) tem, de preferência, um módulo de tensão na gama de 500 a 900 MPa; de preferência, de 600 a 800 MPa; mais de preferência, de 650 a 780 MPa. Os polímeros A e B a serem usados na preparação da película da presente invenção podem ser preparados por polimerização de monômeros, quer no reator de polimerização líquida ou em fase gasosa.

[0005] Para o componente A, a polimerização é realizada na presença de um catalisador heterogêneo de Ziegler-Natta altamente este- reoespecífico. Os catalisadores de Ziegler-Natta adequados para a produção de composições de polímero de propileno da presente invenção compreendem um componente de catalisador sólido compreendendo, pelo menos, um composto de titânio possuindo, pelo menos, uma ligação titânio-halogêneo e, pelo menos, um composto dador de elétrons (dador interno), ambos suportados em cloreto de magnésio. Os sistemas de catalisador de Ziegler-Natta compreendem, ainda, um composto de organo-alumínio como co-catalisador essencial e, opcio-nalmente, um composto dador de elétrons externo.

[0006] Sistemas de catalisadores adequados são descritos nas patentes europeias EP45977, EP361494, EP728769, EP 1272533 e no pedido de patente internacional WO00/63261.

[0007] De preferência, o componente de catalisador sólido compreende Mg, Ti, halogêneo e um doador de elétrons selecionado de entre ésteres de ácidos ftálicos descritos na EP45977 e, em particular, de di-isobutilfatalato ou dihexilftalato ou dietiloftalato e suas misturas.

[0008] De acordo com um método preferido, o componente de catalisador sólido pode ser preparado através da reação de um composto de titânio da fórmula Ti(OR)n-yXy, em que n é a valência de titânio e y é um número entre 1 e n, preferivelmente TiCl4, com um cloreto de magnésio derivando de um aduto da fórmula MgCl2^pROH, em que p é um número entre 0,1 e 6, preferivelmente entre 2 e 3,5, e R é um radical de hidrocarboneto tendo 1-18 átomos de carbono. O aduto pode ser, convenientemente, preparado na forma esférica através da mistura de álcool e cloreto de magnésio na presença de um hidrocarboneto inerte imiscível com o aduto, que opera sob condições de agitação à temperatura de fusão do produto de adição (100-130°C). Em seguida, a emulsão é rapidamente extinta, causando, assim, a solidificação do produto de adição sob a forma de partículas esféricas. Exemplos de adutos esféricos preparados de acordo com este procedimento são descritos na US 4.399.054 e US 4.469.648. O aduto, assim, obtido pode ser feito reagir diretamente com o composto de Ti ou pode ser, previamente, submetido a dealcoolização controlada térmica (80-130°C) de modo a obter-se um aduto, no qual o número de moles de álcool é geralmente menor do que 3, de preferência entre 0,1 e 2,5. A reação com o composto de Ti pode ser levada a cabo suspendendo o aduto (dealcoolizado ou como tal) em TiCl4 frio (geralmente 0°C); a mistura é aquecida até 80-130°C e mantida a essa temperatura durante 0,5-2 horas. O tratamento com TiCl4 pode ser levada a cabo uma ou mais vezes. O dador interno pode ser adicionado durante o tratamento com TiCl4 e o tratamento com o composto dador de elétrons pode ser repetido uma ou mais vezes. Geralmente, o succinato de fórmula (I) é usado em uma razão molar em relação a MgCl2 de 0,01 a 1, de preferência de 0,05 a 0,5. A preparação dos componentes do catalisador em forma esférica é descrita, por exemplo, no pedido de patente europeia EP-A-395083 e no pedido de patente Internacional WO98/44001. Os componentes de catalisador sólido obtidos de acordo com o método acima mostram uma área de superfície (pelo método B.E.T.) geral-mente entre 20 e 500 m2/g e, preferivelmente, entre 50 e 400 m2/g, e uma total porosidade (pelo método B.E.T.) superior a 0,2 cm3/g, preferivelmente, entre 0,2 e 0,6 cm3/g. A porosidade (método Hg) devida a poros com um raio até 10.000Â geralmente varia entre 0,3 e 1,5 cm3/g, de preferência entre 0,45 e 1 cm3/g.

[0009] O composto de organo-alumínio é, de preferência, um al- quil-Al selecionado de entre os compostos de trialquilalumínio, tais como, por exemplo, trietilalumínio, tri-isobutilalumínio, tri-n- butilalumínio, tri-n hexilalumínio, tri-n-octilalumínio. É, também, possível usar misturas de trialquilalumínio com halogenetos de alquilalumí- nio, hidretos de alquilalumínio ou sesquicloretos de alquilalumínio, tais como AlEt2Cl e Al2Et3Cl3.

[00010] Compostos dadores de elétrons externos preferidos incluem compostos de silício, éteres, ésteres, tais como 4-etoxibenzoato, aminas, compostos heterocíclicos e, particularmente, piperidina 2,2,6,6-tetrametil, cetonas e 1,3-diéteres. Outra classe de compostos dadores externos preferidos são os compostos de silício da fórmula Ra5Rb6Si(OR7)c, em que a e b são inteiros de 0 a 2, c é um inteiro de 1 a 3 e a soma (a+b+c) é 4; R5, R6, e R7, radicais de alquilo, cicloalquilo ou arilo com 1-18 átomos de carbono, opcionalmente contendo hete- roátomos. Particularmente preferidos são metilciclohexildimetoxissila- no, difenildimetoxissilano, metil-t-butildimetoxissilano, diciclopentildi- metoxissilano, 2-etilpiperidinilo-2-t-butildimetoxissilano e 1,1,1,2- trifluoropropilo-etilpiperidinilo-dimetoxissilano e 1,1,1,trifluoropropilo- metil-dimetoxissilano. O composto dador de elétrons externo é usado em uma quantidade tal para dar uma razão molar entre o composto de organo-alumínio e o referido composto dador de elétrons compreendida entre 0,1 e 500.

[00011] O componente B) HDPE pode ser preparado com processos geralmente conhecidos na técnica.

[00012] Uma camada de pele A) pode, opcionalmente, conter em adição ao copolímero de propileno/etileno até 15% em peso de polieti- leno de baixa densidade linear (LLDPE), tendo uma densidade compreendida entre 0,880 g/cm3 e 0,942 g/cm3 e (MFR medido a 190°C 2,16 kg) vaiando entre 0,1 g/10 min e 10 g/10 min.

[00013] As fibras de multicamada da presente invenção têm a vantagem de que as propriedades de HDPE são, totalmente, retidos na fibra final com a adição das propriedades do copolímero de propile- no/etileno, sem o problema da delaminação da fibra durante o estiramento. Além disso, a resistência à tração em várias razões de estiramento é melhorada.

[00014] A razão de estiramento varia, tipicamente, de 2:1 a 10:1, preferivelmente de 5:1 a 9:1; ainda mais preferivelmente de 7:1 a 9:1.

[00015] Tanto o componente A) como o componente B) podem compreender adicionalmente aditivos normalmente empregues no campo de poliolefinas, tais como antioxidantes, estabilizadores de luz, agentes de nucleação, antiácidos, lubrificantes, antiestáticos, agentes de deslizamento, aditivos auxiliares de processamento, corantes e agentes de enchimento.

[00016] Os exemplos seguintes são dados para ilustrar e não para limitar a presente invenção

Exemplos Teor de etileno dos polímeros (teor de C2)

[00017] O teor de etileno foi determinado por espetroscopia de IR.

[00018] O espetro de uma película de polímero pressionado é registrado na absorvância versus números de onda (cm-1). As medições seguintes são utilizadas para calcular o teor de C2: a) Área (At) das bandas de absorção de combinação entre 4482 e 3950 cm-1 que é usada para a normalização da espectrometria de espessura da película. b) Área (AC2) da banda de absorção devido a sequências metilênicas (vibrações de balanço de CH2) após uma subtração digital apropriada de um polipropileno isotático (IPP), espetro de referência. A gama de 660 a 790 cm-1 . Taxa de fluxo de fusão (MFR) ISO 1133 (230°C, 2,16 Kg)

Densidade ISO 1183 Frações solúveis e insolúveis de xileno, a 25°C (te mperatura ambiente)

[00019] 2,5 g de polímero e 250 cm3 de xileno são introduzidos em um balão de vidro equipado com um refrigerador e um agitador magnético. A temperatura é aumentada em 30 minutos até o ponto de ebulição do solvente. A solução límpida assim obtida é, em seguida, mantida sob refluxo e agitação durante mais 30 minutos. O frasco fechado é, então, mantido durante 30 minutos em um banho de água ermostá- tico a 25°C durante 30 minutos. O sólido, assim, fo rmado é filtrado com papel de filtro rápido. 100 cm3 do líquido filtrado são vertidos em um recipiente de alumínio previamente tarado que é aquecido em uma placa de aquecimento sob um fluxo de azoto, para remover o solvente por evaporação. O recipiente é, então, mantido em um forno a 80°C sob vácuo até obter um peso constante. A percentagem em peso de polímero solúvel em xileno à temperatura ambiente é, então, calculada. A percentagem em peso de polímero insolúvel em xileno à temperatura ambiente é considerada o Índice de Isotaticidade do polímero. Este valor corresponde substancialmente ao Índice de Isotaticidade determinado por extração com n-heptano fervente, o que, por definição, constitui o Índice de Isotaticidade do polipropileno.

Viscosidade Intríseca (I.V.) Determinada em tetra-hidronaftaleno a 135°C.

[00020] O componente A é um copolímero de propileno/etileno vendido pela LyondellBasell sob o nome comercial Clyrell RC 124H com um teor em etileno de 5,1% em peso, MFR (230°C/2,16 kg) de 2,2 g/10 min, fração de polímero solúvel em xileno a 25°C, de 12% em peso.

[00021] O componente B é um HDPE vendido pela LyondellBasell sob o nome comercial Hostalen ACP 7740 F2 com uma MFR (190°C/5 kg) de 1,8 g/10 min e uma densidade de 0,948 g/cm3.

[00022] O componente C é um copolímero de propileno/etileno vendido pela LyondellBasell sob o nome comercial Moplen RP 210 G com um teor em etileno de 3,1% em peso, MFR (230°C/2,16 kg) de 1,8 g/10 min;

Produções das Películas

[00023] Um rolo de película com película de única camada foi produzido em uma linha de película de sopro Collin de 3 camadas em um pequeno laboratório com uma razão de sopro de 2,5:1 e cerca de 70 μm de espessura de película. Na amostra (estrutura ABA) da camada central (aprox. 60% da espessura da película) foi feita de Hostalen ACP 7740 F2, enquanto que as duas camadas exteriores (cada aprox. 20%) foram feitas de Clyrell RC 124 H, no Exemplo 1, e Moplen RP 210 G, no exemplo comparativo 2 (estrutura CBC).

[00024] As películas foram aparadas e estiradas em unidade de estiramento ISO de placa quente em várias razões de estiramento e a resistência à tração foi medida. Estão testadas de acordo com o ensaio de tensão de amostras de película: DIN EN ISO 527-1 (informação geral sobre o teste de tensão) DIN EN ISO 527-3 (informação sobre amostras de película) (comprimento de fixação: 200 mm; velocidade de teste: 100 mm/min)

[00025] As amostras são condicionadas de acordo com: DIN EN ISO 291 (temp.: 23°C ± 2°C e umidade: 50% ± 10) Procedimento para verificar o título das fitas: ISO 4591

[00026] Os resultados estão relatados na Tabela 2 Tabela 2

[00027] O exemplo 1 de acordo com a invenção mostra a força de tensão elevada em toda a razão de estiramento

Claims

1. Fibra de multicamadas ABA, caracterizada pelo fato de que compreende: A) pelo menos, duas camadas superiores (camada A) com-preendendo: copolímero de propileno com etileno tendo um teor de unidades derivadas de etileno variando de 3,5% em peso a 6,5% em peso; uma taxa de fluxo de fusão de acordo com a norma ISO 1133 (230°C, 2,16 kg) compreendido de 0,5 g/10 min a 5 g/10 min; uma fração de polímero solúvel em xileno a 25°C variando de 10% em peso a 17% em peso com base no peso total do referido copolímero: B) pelo menos uma camada central (camada B) compreendendo um polietileno de alta densidade tendo uma densidade compreendida de 0,942 g/cm3a 0,958 g/cm3; e uma taxa de fluxo de fusão (MFR medido a 190°C, 5,0 kg) que varia de 0,3 g/10 min a 5 g/10 min.

2. Fibra de multicamadas de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o copolímero de propileno com etileno (A) possui um teor de unidades derivadas de etileno de 4,0% em peso a 6,5% em peso.

3. Fibra de multicamadas de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o polietileno de alta densidade (B) tem uma densidade compreendida de 0,945 g/cm3 a 0,952 g/cm3.

4. Fibra de multicamadas de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o copolímero de propileno com etileno (A) tem uma taxa de fluxo de fusão de acordo com a norma ISO 1133 (230°C, 2,16 kg) compreendida de 1,5 g/10 min a 4 g/10 min.

5. Fibra de multicamadas de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o polietileno de alta densidade (B) tem uma taxa de fluxo de fusão (MFR medido a 190°C, 5,0 kg) que varia de 1,0 g/10 min a 3,0 g/10 min.

6. Fibra de multicamadas de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o copolímero de propileno A) tem um módulo de elasticidade que está no intervalo de 500 a 900 MPa.