BR112017023508B1

BR112017023508B1 - Processo para produção de uma composição de polímero reforçado com fibras

Info

Publication number: BR112017023508B1
Application number: BR112017023508-0A
Authority: BR
Inventors: Stefan Hochradl; Wolfgang Stockreiter; Karl Wurm; Robert Gubo
Original assignee: Borealis Ag
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2022-07-05
Also published as: CA2983406A1; US10792837B2; ZA201706701B; US20180141240A1; MX2017014327A; CN107567374A; CA2983406C; RU2686217C1; BR112017023508A2; EP3095572A1; WO2016188883A1

Abstract

PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE UMA COMPOSIÇÃO DE POLÍMERO REFORÇADO COM FIBRAS, PRODUTO, E, USO DE UM TECIDO NÃO TECIDO. Processo para produção de uma composição de polímero reforçado com fibras as etapas que seguem: a) prover uma composição de polímero, b) fundir a composição de polímero em um dispositivo da composição; c) alimentar um tecido não tecido no dispositivo da composição na presença da composição de polímero fundido, e d) retirar a composição de polímero reforçado com fibras do dispositivo da composição. Além disso, o produto obtido pelo processo e o uso de um tecido não tecido em um extrusor para reforçar um polímero com fibras são descritos.

Description

[001] A presente invenção se refere a um processo para produção de uma composição de polímero reforçado com fibras em que um tecido não tecido é alimentado a um dispositivo da composição.

[002] As composições de polímero reforçado com fibras geralmente combinam boas propriedades mecânicas, tais como, rigidez, resistência ao impacto etc. com baixo peso tornando-as particularmente adequadas para aplicações automotivas, construção de navios e aeronaves, turbinas eólicas etc. Além do mais, o polímero pode ser escolhido com base nas propriedades desejadas da aplicação, por exemplo, resistência química, processabilidade etc.

[003] A adição de fibras dos fios contínuos de fibra de vidro sem fim a um polímero pode geralmente ser facilmente realizada com uma distribuição homogênea das fibras no polímero.

[004] Dependendo da natureza química ou fonte da preparação das fibras de fios contínuos de fibra de vidro pode não ser possível. Por exemplo, as fibras naturais podem não ser processáveis nas fibras ou fios contínuos de fibra de vidro sem fim originando-se de material reciclado já podem estar presentes como fibras relativamente curtas. Nestes casos as técnicas de alimentação empregando fios contínuos de fibra de vidro não podem ser aplicadas. A adição destas fibras na forma pura, isto é, em que as fibras podem se mover mais ou menos livremente em relação uma a outra, pode causar a distribuição desigual das fibras no polímero com as fibras pode se fixar juntas levando a uma distribuição desigual e/ou impedir os meios de alimentação. Compensar por uma tal não homogeneidade por mistura mais completa o polímero após combinação com as fibras é indesejavelmente conforme as fibras tendem a quebrar durante tais etapas da composição levando a um menor comprimento médio das fibras e, deste modo, o perfil desejado de propriedade pode não ser alcançado.

[005] Deste modo, um processo é desejado em que as fibras podem ser combinadas com um polímero de modo que uma distribuição tendo alta homogeneidade é obtida.

[006] Tem sido surpreendentemente constatado que alimentar as fibras na forma de um tecido não tecido é adequado para se obter uma distribuição homogênea.

[007] Por esse motivo, a presente invenção provê um processo para produção de uma composição de polímero reforçado com fibras compreendendo as etapas que seguem a) prover uma composição de polímero (A); b) fundir a composição de polímero (A) em um dispositivo da composição; c) alimentar um tecido não tecido no dispositivo da composição na presença da composição de polímero fundido (A); d) retirar a composição de polímero reforçado com fibras do dispositivo da composição.

[008] Tem sido surpreendentemente constatado que por empregar as fibras de reforço como um tecido não tecido, as fibras podem ser facilmente alimentadas no dispositivo da composição. Além do mais, dosagem constante pode ser facilmente realizada levando a uma distribuição uniforme das fibras na composição de polímero reforçado com fibras. Desse modo, a extensão da mistura necessária para se obter a distribuição desejada é baixa. Além do mais, o teor desejado de fibra pode ser facilmente ajustado por regular a velocidade da alimentação do tecido não tecido. Deste modo, permitindo produzir composições de polímero reforçado com fibras com os diferentes teores de fibra final sem ou apenas um curto tempo fora de operação do aparelho.

[009] O dispositivo da composição é de preferência um extrusor.

[0010] O tecido não tecido é de preferência alimentado no dispositivo da composição, de preferência o extrusor, através de um orifício de alimentação lateral. Em um tal caso geralmente um alimentador lateral é empregado o qual é bem conhecido na técnica. Um tal alimentador lateral de preferência contém uma ou mais hélice(s), o qual de preferência tem (possui) um diâmetro dentro da faixa de 10 a 150 mm, mais de preferência dentro da faixa de 10 a 100 mm e mais de preferência dentro da faixa de 20 a 60 mm.

[0011] Ao ajustar a velocidade da hélice do alimentador lateral, a quantidade de tecido não tecido dosado no dispositivo da composição pode ser ajustada.

[0012] Um alimentador lateral adequado é, por exemplo, um alimentador lateral de duas hélices Coperion ZSB40.

[0013] A produtividade do processo de acordo com a presente invenção em relação ao polímero está de preferência dentro da faixa de 25 a 4000 kg/h. A produtividade geralmente depende da linha de produção empregada para o processo.

[0014] A temperatura durante a etapa c) é dependente da temperatura de fusão do polímero, por exemplo, determinada pela medição da DSC. De preferência a temperatura durante a etapa c) não é mais elevada do que 400°C, mais de preferência não mais elevada do que 350°C e mais de preferência não mais elevada do que 300°C. No caso do uso de um extrusor como dispositivo da composição, a temperatura durante a etapa c) é determinada como a temperatura do cilindro.

[0015] Na presente invenção o tecido não tecido compreende as fibras de reforço geralmente selecionadas a partir de fibras de carbono, fibras de vidro ou as misturas das mesmas.

[0016] O teor total de fibras de vidro e carbono no tecido não tecido de acordo com a presente invenção é de preferência de pelo menos 65% em peso, mais de preferência pelo menos 75% em peso e mais de preferência pelo menos 80% em peso com base no peso total do tecido não tecido.

[0017] Em uma variante da presente Invenção, o tecido não tecido contém pelo menos 50% em peso de fibras de vidro, mais de preferência pelo menos 75% em peso de fibras de vidro e mais de preferência pelo menos 80% em peso de fibras de vidro com base no peso total do tecido não tecido. As fibras de carbono podem estar presentes nesta variante geralmente em uma quantidade de 15% em peso ou menos, mais de preferência 10% em peso ou menos e mais de preferência 5.0% em peso ou menos com base no peso total do tecido não tecido.

[0018] Em outra variante, preferida, o tecido não tecido compreende pelo menos 50% em peso de fibras de carbono, mais de preferência pelo menos 75% em peso de fibras de carbono e mais de preferência pelo menos 80% em peso de fibras de carbono com base no peso total do tecido não tecido.

[0019] As fibras de vidro podem ser compreendidas no tecido não tecido de acordo com esta outra variante, preferida de acordo com a invenção, geralmente em uma pequena quantidade. A quantidade de fibras de vidro, se presente no tecido não tecido de acordo com este outro, preferido, da invenção, é geralmente de 15% em peso ou menos, mais de preferência 10% em peso ou menos e mais de preferência de 5,0% em peso ou menos com base no peso total do tecido não tecido.

[0020] O seguinte se aplica a todas as variantes da invenção a não ser que de outra forma explicitamente mencionado ao contrário.

[0021] As fibras de carbono, se presentes, de preferência possuem um comprimento médio a partir de 0,5 a 300 cm, mais de preferência de 1,0 a 250 cm e mais de preferência de 1,5 a 200 cm.

[0022] As fibras de carbono de preferência possuem um diâmetro médio a partir de 2 a 30 μm, mais de preferência de 3 a 25 μm e mais de preferência de 5 a 20 μm.

[0023] De preferência, as fibras de carbono possuem uma densidade a partir de 1,3 a 2,2 g/cm3, mais de preferência de 1,4 a 2,1 g/cm3, mais de preferência de 1,5 a 1,9 g/cm3.

[0024] O tecido não tecido de acordo com a invenção pode compreender compostos poliméricos, tais como, agentes de engomagem e/ou fibras poliméricas.

[0025] Na presente Invenção, as fibras de vidro e as fibras de carbono não são consideradas serem compostos poliméricos.

[0026] Se presente, a quantidade das fibras poliméricas está normalmente dentro da faixa de 0,25 a 10% em peso, de preferência dentro da faixa de 0,5 a 7,5% em peso e mais de preferência dentro da faixa de 1,0 a 3,0% em peso com base no peso total do tecido não tecido.

[0027] As fibras poliméricas adequadas são, por exemplo, fibras de poliéster.

[0028] A quantidade total de agentes de engomagem geralmente de 15% em peso ou menos, mais de preferência de 10% em peso ou menos e mais de preferência de 7.5% em peso ou menos com base no peso total do tecido não tecido. Tais agentes de engomagem, por exemplo, compreendem resinas de epóxi, resinas de epóxi modificadas com poliéter, poliuretano, polipropileno enxertado com amino-silano. Formadores de películas, lubrificantes, estabilizantes e agentes antiestáticas também podem estar compreendidos no agente de engomagem. De preferência, o agente de engomagem compreende resinas de epóxi, de preferência compreende resinas de epóxi modificadas com poliéter. Um agente de engomagem adequado é Duroxy SEF 968w distribuído pela Cytec.

[0029] Como já descrito acima, o processo da invenção é adequado para o material reciclado que pode conter estes (e possivelmente também outros) compostos adicionais a não serem as fibras de carbono preferidas.

[0030] De preferência, o tecido não tecido está na forma de uma tira. A largura usável da tira depende dos meios de alimentação empregados por esse motivo. Geralmente a largura da tira não é de mais do que 300 mm. De preferência a tira tem uma largura de 10 a 300 mm, de preferência uma largura de 25 a 250 mm e mais de preferência uma largura de 40 a 200 mm. A tira de preferência tem um comprimento de pelo menos 50 cm, mais de preferência de um comprimento de pelo menos 150 cm e mais de preferência um comprimento de pelo menos 250 cm.

[0031] A tira pode ser na forma de uma bobina. Deste modo, o comprimento não é particularmente limitado, isto é, a tira pode ser uma assim chamada “tira sem fim”.

[0032] O peso médio do tecido não tecido está de preferência dentro da faixa de 100 a 1000 g/m2, mais de preferência dentro da faixa de 150 a 800 g/m2 e mais de preferência dentro da faixa de 250 a 650 g/m2.

[0033] A preparação de tecidos não tecidos a partir de fibras, por exemplo, fios contínuos de fibra de vidro, ou material reciclado os quais podem ser na forma de uma rede disposta, é bem conhecida na técnica. Os processos adequados são, por exemplo, perfuração por agulha e são bem conhecidos na técnica.

[0034] De preferência, o tecido não tecido está na forma de um tecido não tecido, de preferência obtido por perfuração por agulha.

[0035] A relação de peso entre a composição de polímero (A) e o tecido não tecido no processo de acordo com a invenção é de preferência de 99,0:1,0 a 25,0:75,0, mais de preferência de 99,0:1,0 a 50,0:50,0 e mais de preferência de 98,0:2,0 a 75,0:25,0.

[0036] De preferência a composição de polímero (A) compreende uma poliolefina, mais de preferência compreende um polipropileno (PP). Como será facilmente observado a composição de polímero (A) é geralmente livre de fibras antes da etapa c).

[0037] O teor da poliolefina, se presente, de preferência o polipropileno (PP) preferido, é de preferência de pelo menos 50% em peso, mais de preferência de pelo menos 70% em peso, ainda mais de preferência de pelo menos 75% em peso com base na composição de polímero (A).

[0038] Na presente invenção, o termo “polipropileno” abrange homopolímero de propileno, copolímeros aleatórios de propileno, polímeros heterofásicos e as misturas dos mesmos.

[0039] Além do mais, o termo “copolímero de propileno” abrange copolímeros aleatórios de propileno, polímeros heterofásicos e as misturas dos mesmos.

[0040] Como conhecido pela pessoa versada, o copolímero de propileno aleatório é diferente de polipropileno heterofásico o qual é um copolímero de propileno compreendendo um componente da matriz de copolímero aleatório (1) ou homo propileno e um componente de copolímero elastomérico (2) de propileno com um ou mais de etileno e copolímeros de alfa-olefina C4-C8, em que o componente de copolímero elastomérico (amorfo) (2) é disperso no dito polímero da matriz de copolímero aleatório (1) ou homo propileno.

[0041] Em uma modalidade da presente invenção, o polipropileno (PP) sendo presente na composição de polímero (A) é um homopolímero de propileno (H-PP1) e/ou um copolímero de propileno (C-PP1). Por exemplo, a composição de polímero (A) compreende um homopolímero de propileno (H- PP1) e um copolímero de propileno (C-PP1). Alternativamente, a composição de polímero (A) compreende um homopolímero de propileno (H-PP1) ou um copolímero de propileno (C-PP1). De preferência a quantidade do polipropileno (PP) sendo um homopolímero de propileno (H-PP1) e/ou um copolímero de propileno (C-PP1) na composição de polímero (A) é de pelo menos 50% em peso, mais de preferência de pelo menos 70% em peso, ainda mais de preferência de pelo menos 75% em peso com base na quantidade total da composição de polímero (A).

[0042] Em uma modalidade específica o polipropileno (PP) é um copolímero de propileno (C-PP1), de preferência um copolímero de propileno heterofásico (HECO) como definido em detalhes abaixo.

[0043] É preferido que o polipropileno (PP) tenha uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 de não mais do que 75 g/10 min, mais de preferência na faixa de 2 a 50 g/10 min, ainda mais de preferência na faixa de 5 a 30 g/10 min, como na faixa de 10 a 25 g/10 min.

[0044] Adicionalmente ou alternativamente, o polipropileno (PP) tem uma temperatura de fusão Tm de pelo menos 130 °C, como na faixa de 130 a 170 °C.

[0045] Por exemplo, o polipropileno (PP) tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 de não mais do que 75 g/10 min, mais de preferência na faixa de 2 a 50 g/10 min, ainda mais de preferência na faixa de 5 a 30 g/10 min, como na faixa de 10 a 25 g/10 min, ou uma temperatura de fusão Tm de pelo menos 130 °C, como na faixa de 130 a 170 °C. De preferência, o polipropileno (PP) tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 de não mais do que 75 g/10 min, mais de preferência na faixa de 2 a 50 g/10 min, ainda mais de preferência na faixa de 5 a 30 g/10 min, como na faixa de 10 a 25 g/10 min, e uma temperatura de fusão Tm de pelo menos 130 °C, como na faixa de 130 a 170 °C. A seguir a composição de polímero (A) e o polipropileno (PP) sendo parte da composição de polímero (A) serão definidos em mais detalhes.

[0046] Em uma modalidade preferida da presente invenção, o polipropileno (PP) é um homopolímero de propileno (H-PP1). A expressão homopolímero de propileno como empregado ao longo da presente invenção se refere a um polipropileno que consiste substancialmente, isto é, de mais do que 99,5% em peso, ainda mais de preferência de pelo menos 99,7% em peso, como de pelo menos 99,8% em peso, de unidades de propileno. Em uma modalidade preferida apenas as unidades de propileno no homopolímero de propileno são detectáveis.

[0047] Rigidez melhorada pode ser obtida devido à presença de um homopolímero de propileno (H-PP1) com alto peso molecular. Desse modo é preferido que o homopolímero de propileno (H-PP1) tenha uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2.16 kg) medida de acordo com ISO 1133 de não mais do que 75 g/10 min, mais de preferência na faixa de 2,0 a 50 g/10 min, ainda mais de preferência na faixa de 5,0 a 30 g/10 min, como na faixa de 8,0 a 25 g/10 min.

[0048] Adicionalmente ou alternativamente, o homopolímero de propileno (H-PP1) tem uma temperatura de fusão Tm na faixa de pelo menos 140°C, de preferência na faixa de 140 a 170 °C, mais de preferência na faixa de 150 a 170 °C, como na faixa de 155 a 170 °C.

[0049] De preferência, o homopolímero de propileno (H-PP1) tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 de não mais do que 75 g/10 min, mais de preferência na faixa de 2,0 a 50 g/10 min, ainda mais de preferência na faixa de 5,0 a 30 g/10 min, como na faixa de 8,0 a 25 g/10 min; e uma temperatura de fusão Tm na faixa de pelo menos 140°C, de preferência na faixa de 140 a 170 °C, mais de preferência na faixa de 150 a 170 °C, como na faixa de 155 a 170 °C.

[0050] O homopolímero de propileno (H-PP1) de preferência caracteriza uma pequena quantidade de solúveis em xileno a frio (XCS), isto é, de < 4,0% em peso, de preferência na faixa de 0,1 a 4,0% em peso, mais de preferência na faixa de 0,1 a 3,0% em peso e mais de preferência na faixa de 0,1 a 2,0% em peso.

[0051] O homopolímero de propileno (H-PP1) é de preferência um homopolímero de propileno isotático. Desse modo, é observado que o homopolímero de propileno (H-PP1) tem uma concentração pêntada isotática bastante elevada, isto é, mais elevada do que 90% em mole, mais de preferência mais elevada do que 92% em mole, ainda mais de preferência mais elevada do que 93% em mole a ainda mais de preferência mais elevada do que 95% em mole, como mais elevada do que 97% em mole.

[0052] O homopolímero de propileno (H-PP1) é o estado da arte e comercial disponível. Um homopolímero de propileno adequada é, por exemplo, Bormed HF955MO da Borealis AG.

[0053] No caso o homopolímero de propileno (H-PP1) é o componente principal na composição de polímero (A), isto é, nas quantidades definidas acima, a composição de polímero (A) geralmente tem as mesmas propriedades como o homopolímero de propileno (H-PP1).

[0054] Adicionalmente ou alternativamente, o polipropileno (PP) é um copolímero de propileno (C-PP1). O termo “copolímero de propileno (C- PP1)” reveste os copolímeros de propileno aleatório (RC-PP1) assim como estruturas complexas, como sistemas heterofásicos. De preferência o copolímero de propileno (C-PP1) é um copolímero de propileno heterofásico (HECO). O termo “copolímero de propileno aleatório” significa um copolímero de unidades de monômero de propileno e unidades de comonômero, em que as unidades de comonômero são aleatoriamente distribuídas na cadeia polimérica. Deste modo, um copolímero aleatório é diferente de um copolímero heterofásico compreendendo uma fase da matriz e uma fase elastomérica dispersa aqui, como descrito em detalhes abaixo. Desse modo, o copolímero de propileno aleatório (RC-PP1) não contém uma fase de polímero elastomérico dispersa aqui, isto é, é monofásica e tem apenas uma temperatura de transição vítrea. De qualquer modo, o copolímero de propileno aleatório (RC-PP1) pode ser a fase da matriz de um copolímero de propileno heterofásico (HECO). A presença de segundas fases ou as assim chamadas inclusões são, por exemplo, visíveis pela microscopia de alta resolução, como microscopia eletrônica ou microscopia de força atômica, ou pela análise térmica mecânica dinâmica (DMTA). Especificamente na DMTA a presença de uma estrutura de multifases pode ser identificada pela presença de pelo menos duas temperaturas de transições vítreas distintas. Deste modo, o copolímero de propileno aleatório (RC-PP1) de preferência compreende, de preferência consiste em, unidades derivadas de (i) propileno e (ii) etileno e/ou pelo menos um de α-olefina de C4 a C20, de preferência pelo menos uma α-olefina selecionada a partir do grupo consistindo em etileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno e 1-octeno, mais de preferência de etileno e/ou 1-buteno, ainda mais de preferência de etileno.

[0055] Desse modo, o copolímero de propileno aleatório (RC-PP1) pode compreender unidades derivadas de propileno, etileno e opcionalmente pelo menos outra α-olefina de C4 a C10. Em uma modalidade da presente invenção, o copolímero de propileno aleatório (RC-PP1) compreende unidades derivadas de propileno, etileno e opcionalmente pelo menos outra α- olefina selecionada a partir do grupo consistindo em α-olefina C4, α-olefina C5, α-olefina C6, α-olefina C7, α-olefina C8, α-olefina C9 e α-olefina C10. Mais de preferência o copolímero de propileno aleatório (RC-PP1) compreende unidades derivadas de propileno, etileno e opcionalmente pelo menos outra α- olefina selecionada a partir do grupo consistindo em 1-buteno, 1-penteno, 1- hexeno, 1-hepteno, 1-octeno, 1-noneno e 1-deceno, em que 1-buteno e 1- hexeno são preferidos. É em particular preferido que o copolímero de propileno aleatório (RC-PP1) consista em unidades derivadas de propileno e etileno. De preferência, as unidades deriváveis de propileno constituem a parte principal do copolímero de propileno (C-PP1), isto é, pelo menos 80% em peso, mais de preferência de pelo menos 85% em peso, ainda mais de preferência de 80 a 99,5% em peso, ainda mais de preferência de 85 a 99,5% em peso, ainda mais de preferência de 90 a 99,2% em peso, com base no peso total do copolímero de propileno aleatório (RC-PP1). Desse modo, a quantidade de unidades derivadas de α-olefinas de C2 a C20 diferente de propileno no copolímero de propileno aleatório (RC-PP1) está na faixa de 0,5 a 20% em peso, mais de preferência de 0,5 a 15% em peso, ainda mais de preferência de 0,8 a 10% em peso, com base no peso total do copolímero de propileno aleatório (RC-PP1). É em particular observado que a quantidade de etileno no copolímero de propileno aleatório (RC-PP1), em particular no caso o copolímero de propileno aleatório (RC-PP1) compreende apenas unidades deriváveis de propileno e etileno, está na faixa de 0,5 a 20% em peso, de preferência de 0,8 a 15% em peso, mais de preferência de 0,8 a 10% em peso, com base no peso total do copolímero de propileno aleatório (RC-PP1).

[0056] De preferência, o copolímero de propileno aleatório (RC-PP1) é isotático. Desse modo, é observado que o copolímero de propileno aleatório (RC-PP1) tem uma concentração pêntada bastante elevada, isto é, mais elevada do que 95% em mole, mais de preferência mais elevada do que 97% em mole, ainda mais de preferência mais elevada do que 98% em mole.

[0057] Adicionalmente, é observado que o copolímero de propileno aleatório (RC-PP1) tem uma temperatura de fusão Tm de pelo menos 130 °C, de preferência na faixa de 130 a 160 °C, mais de preferência na faixa de 130 a 158 °C, como na faixa de 140 a 155 °C.

[0058] No que diz respeito à taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C), é observado que o copolímero de propileno aleatório (RC-PP1) de preferência tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C) medida de acordo com ISO 1133 de não mais do que 75 g/10 min, mais de preferência na faixa de 2,0 a 50 g/10 min, ainda mais de preferência na faixa de 5,0 a 30 g/10 min, como na faixa de 8,0 a 25 g/10 min.

[0059] Em uma modalidade específica da presente invenção, o polipropileno (PP) é um copolímero de propileno heterofásico (HECO) ou uma mistura de um copolímero de propileno heterofásico (HECO) e homopolímero de propileno (H-PP1) e/ou um copolímero de propileno aleatório (RC-PP1), mais de preferência o polipropileno (PP) é um copolímero de propileno heterofásico (HECO) ou uma mistura de um copolímero de propileno heterofásico (HECO) e homopolímero de propileno (H-PP1).

[0060] Desse modo a composição de polímero (A) de preferência compreende pelo menos 50% em peso, mais de preferência pelo menos 70% em peso, ainda mais de preferência pelo menos 85% em peso, ainda mais de preferência pelo menos 95% em peso, como pelo menos 97% em peso ou 99% em peso de um copolímero de propileno heterofásico (HECO). Em uma modalidade a composição de polímero (A) consiste em um copolímero de propileno heterofásico (HECO).

[0061] A seguir o copolímero de propileno heterofásico (HECO) é definido em mais detalhes.

[0062] De preferência o copolímero de propileno heterofásico (HECO) compreende a) uma matriz de polipropileno (M-HECO), e b) um copolímero de propileno elastomérico (E).

[0063] A expressão "heterofásico" indica que o copolímero elastomérico (E) é de preferência (finamente) disperso pelo menos na matriz de polipropileno (M-HECO) do copolímero de propileno heterofásico (M- HECO). Em outras palavras o copolímero elastomérico (E) forma inclusões na matriz de polipropileno (M-HECO). Deste modo, a matriz de polipropileno (M-HECO) contém (finamente) inclusões dispersas não sendo parte da matriz e as ditas inclusões contêm o copolímero elastomérico (E). O termo "inclusão" de acordo com esta invenção indicará de preferência que a matriz e a inclusão formam diferentes fases dentro do copolímero de propileno heterofásico (M-HECO), as ditas inclusões são, por exemplo, visíveis por microscopia de alta resolução, como microscopia eletrônica ou microscopia de varredura por força.

[0064] Além disso, o copolímero de propileno heterofásico (HECO) de preferência compreende como componentes de polímero apenas a matriz de polipropileno (M-HECO) e copolímero elastomérico (E). Em outras palavras o copolímero de propileno heterofásico (HECO) pode conter aditivos adicionais, mas nenhum outro polímero em uma quantidade excedendo 5% em peso, mais de preferência excedendo 3% em peso, como excedendo 1% em peso, com base no copolímero de propileno heterofásico total (HECO), mais de preferência com base nos polímeros presentes no copolímero de propileno heterofásico (HECO). Um polímero adicional que pode estar presente em tais pequenas quantidades é um polietileno que é um produto da reação obtido pela preparação do copolímero de propileno heterofásico (HECO). Desse modo, é em particular observado que um copolímero de propileno heterofásico (HECO) como definido na presente invenção contém apenas uma matriz de polipropileno (M-HECO), um copolímero elastomérico (E) e opcionalmente um polietileno em quantidades como mencionado neste parágrafo.

[0065] O copolímero elastomérico (E) é de preferência um copolímero de etileno elastomérico (E1).

[0066] Como explicado acima um copolímero de propileno heterofásico (HECO) compreende uma matriz de polipropileno (M-HECO) em que o copolímero de propileno elastomérico (E) é disperso.

[0067] A matriz de polipropileno (M-HECO) pode ser um homopolímero de propileno (H-PP2) ou um copolímero de propileno aleatório (RC-PP2).

[0068] De qualquer modo, é preferido que a matriz de propileno (M- HECO) é um homopolímero de propileno (H-PP2).

[0069] A matriz de polipropileno (M-HECO) sendo um homopolímero de propileno (H-PP2) tem um teor de solúvel em xileno a frio (XCS) bastante baixo, isto é, de não mais do que 3,5% em peso, de preferência de não mais do que 3,0% em peso, como de não mais do que 2,6% em peso, com base no peso total da matriz de polipropileno (M-HECO). Deste modo, uma faixa preferida é de 0,5 a 3.0% em peso, mais preferido de 0,5 a 2,5% em peso, ainda mais preferido de 0,7 a 2,0% em peso e mais preferido de 0,7 a 1,5% em peso, com base no peso total do homopolímero de propileno (H-PP2).

[0070] Em uma modalidade da presente invenção, a matriz de polipropileno (M-HECO) é um homopolímero de propileno (H-PP2) tendo uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C) a partir de 1,0 a 500 g/10 min, mais de preferência a partir de 2,0 a 300 g/10 min, ainda mais de preferência a partir de 5,0 a 100 g/10 min e mais de preferência a partir de 8,0 a 80 g/10 min.

[0071] Se a matriz de polipropileno (M-HECO) é um copolímero de propileno aleatório (RC-PP2), o copolímero de propileno aleatório (RC-PP2) de preferência compreende, de preferência consiste em, unidades derivadas de

[0072] (i) propileno e

[0073] (ii) etileno e/ou pelo menos uma α-olefina de C4 a C8, de preferência pelo menos uma α-olefina selecionada a partir do grupo consistindo em etileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno e 1-octeno, mais de preferência de etileno e/ou 1-buteno, ainda mais de preferência etileno.

[0074] Desse modo, o copolímero de propileno aleatório (RC-PP2) pode compreender unidades derivadas de (i) propileno e (ii) etileno e/ou pelo menos uma α-olefina de C4 a C8. Em uma modalidade da presente invenção o copolímero de propileno aleatório (RC-PP2) compreende unidades derivadas de (i) propileno e (ii) uma pelo menos uma α-olefina selecionada a partir do grupo consistindo em etileno 1-buteno, 1-hexeno e 1-octeno. É em particular preferido que o copolímero de propileno aleatório (RC-PP2) consista em unidades derivadas de propileno e etileno. De preferência, as unidades deriváveis de propileno constituem na parte principal do copolímero de propileno aleatório (RC-PP2), isto é, de pelo menos 92% em peso, de preferência de pelo menos 95% em peso, mais de preferência de pelo menos 98% em peso, ainda mais de preferência de 92 a 99,5% em peso, ainda mais de preferência de 95 a 99,5% em peso, ainda mais de preferência de 98 a 99,2% em peso, com base no peso total do copolímero de propileno aleatório (RC-PP2).

[0075] Em uma modalidade da presente invenção, o copolímero de propileno aleatório (C-PP2) tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C) a partir de 1,0 a 500 g/10 min, mais de preferência a partir de 2,0 a 300 g/10 min, ainda mais de preferência a partir de 5,0 a 100 g/10 min e mais de preferência a partir de 8,0 a 80 g/10 min.

[0076] O segundo componente do copolímero de propileno heterofásico (HECO) é o copolímero elastomérico (E). Como mencionado acima o copolímero elastomérico (E) é de preferência um copolímero de etileno elastomérico (E1).

[0077] De preferência o copolímero de propileno elastomérico (E1) compreende unidades derivadas de (i) propileno e (ii) etileno e/ou α-olefinas de C4 a C20, de preferência a partir de (i) propileno e (ii) selecionados a partir do grupo consistindo em etileno, 1-buteno, 1-hexeno, e 1-octeno. De preferência o teor de propileno no copolímero de propileno elastomérico (E1) é de pelo menos 40% em peso, mais de preferência de pelo menos 45% em peso. Deste modo, em uma modalidade preferida o copolímero de propileno elastomérico (E1) compreende de 40,0 a 85,0% em peso, mais de preferência de 45,0 a 80% em peso, de unidades deriváveis de propileno. Os comonômeros presentes no copolímero de propileno elastomérico (E1) são de preferência etileno e/ou α-olefinas de C4 a C20, como etileno, 1-buteno, 1- hexeno e 1-octeno. Em uma modalidade específica o copolímero de propileno elastomérico (E1) é um polímero de propileno-etileno. Em uma modalidade da presente invenção, o copolímero de propileno elastomérico (E1) é uma borracha de etileno-propileno (EPR1) com as quantidades dadas neste parágrafo.

[0078] De preferência a quantidade do copolímero elastomérico (E), como o copolímero de propileno elastomérico (E1), dentro do copolímero de propileno heterofásico (HECO) varia de 15 a 45% em peso, mais de preferência na faixa de 20 a 40% em peso, como na faixa de 25 a 35% em peso.

[0079] A viscosidade intrínseca (IV) da fração solúvel em xileno a frio (XCS) do copolímero de propileno heterofásico (HECO) é de preferência moderada. Desse modo, é observado que a viscosidade intrínseca da fração solúvel em xileno a frio (XCS) do copolímero de propileno heterofásico (HECO) está abaixo de 3,3 dl/g, mais de preferência abaixo de 3,1 dl/g, e mais de preferência abaixo de 3,0 dl/g. Ainda mais preferida a viscosidade intrínseca da fração solúvel em xileno a frio (XCS) do copolímero de propileno heterofásico (HECO) está na faixa de 1,5 a 3,3 dl/g, mais de preferência na faixa de 2,0 a 3,1 dl/g, ainda mais de preferência de 2,2 a 3,0 dl/g.

[0080] É especialmente preferido que o copolímero de propileno heterofásico (HECO) compreenda um homopolímero de propileno (H-PP2) como a matriz de polipropileno (M-HECO) e uma borracha de etileno- propileno (EPR1) como o copolímero de propileno elastomérico (E1).

[0081] De preferência, o copolímero de propileno heterofásico (HECO) tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C) de não mais do que 75 g/10 min, mais de preferência na faixa de 2 a 50 g/10 min, ainda mais de preferência na faixa de 5,0 a 30 g/10 min, como na faixa de 8,0 a 25 g/10 min.

[0082] Em uma modalidade, a composição de polímero reforçado com fibras presente compreende um copolímero de propileno heterofásico (HECO) como o polipropileno (PP).

[0083] Em outra modalidade, a composição de polímero reforçado com fibras presente compreende um copolímero de propileno heterofásico (HECO) e um homopolímero de propileno (H-PP1) como o polipropileno (PP).

[0084] Neste caso, é observado que o copolímero de propileno heterofásico (HECO) e o homopolímero de propileno (H-PP1) estão presentes na composição de polímero reforçado com fibras presente em uma relação de peso específica a fim de assegurar propriedades mecânicas bem equilibradas em baixa densidade. Em particular, é preferido que o copolímero de propileno heterofásico (HECO) e o homopolímero de propileno (H-PP1) estão presentes na composição de polímero reforçado com fibras presente em uma relação de peso variando de 3:1 a 1:3, mais de preferência de 2:1 a 1:2, tal como, de cerca de 1:1.

[0085] Em outra modalidade, especialmente se a rigidez muito elevada é necessária em vez de desempenho de alto impacto, a composição de polímero reforçado com fibras presente compreende um homopolímero de propileno (H-PP1) apenas como o polipropileno (PP).

[0086] O polipropileno (PP) pode compreender um agente nucleante que é de preferência um agente nucleante polimérico, mais de preferência de um agente alfa nucleante, por exemplo, um agente alfa nucleante polimérico.

[0087] O agente nucleante está de preferência presente em H-PP1, RC-PP1, M-HECO, H-PP2, C-PP2, e/ou com uma batelada mestre como definido aqui, se presente.

[0088] O teor de agente (alfa) nucleante do polipropileno (PP), ou de um dos seus componentes, de preferência do polipropileno (PP), é de preferência até 5,0% em peso. Em uma modalidade preferida, o polipropileno (PP) ou de um dos seus componentes, de preferência do polipropileno (PP), não contém mais do que 3000 ppm, mais de preferência de 1 a 2000 ppm de um agente de (α)-nucleante, em particular selecionado a partir do grupo consistindo 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 substituídos, tais como, 1,2,3,-trideóxi- 4,6:5,7-bis-O-[(4-propilfenil)metileno]-nonitol, polímero de vinilcicloalcano, polímero de vinilalcano, e as misturas dos mesmos.

[0089] Em uma modalidade preferida o polipropileno (PP) ou de um dos seus componentes contém um vinilcicloalcano, como vinilciclohexano (VCH), polímero e/ou polímero de vinilalcano, como o agente alfa nucleante preferível. De preferência nesta modalidade o polipropileno (PP) contém um vinilcicloalcano, como vinilciclohexano (VCH), polímero e/ou polímero de vinilalcano, de preferência vinilciclohexano (VCH).

[0090] O agente nucleante pode ser introduzido como uma batelada mestre. Alternativamente alguns agentes alfa nucleantes como definidos na presente invenção, também podem ser introduzidos pela tecnologia BNT como descrito abaixo.

[0091] O agente nucleante pode ser introduzido no polipropileno (PP) ou um dos seus componentes, por exemplo, durante o processo de polimerização do polipropileno (PP) ou de um dos seus componentes ou pode ser incorporado no copolímero de propileno na forma de batelada mestre (MB) juntamente com, por exemplo, um polímero transportador.

[0092] No caso da modalidade de uma incorporação de batelada mestre (MB) a batelada mestre (MB) contém um agente nucleante, que é de preferência um agente nucleante polimérico, mais de preferência o agente alfa nucleante, mais de preferência um vinilcicloalcano, como vinilciclohexano (VCH), polímero e/ou polímero de vinilalcano, de preferência polímero de vinilciclohexano (VCH), como definido acima ou abaixo, em uma quantidade de não mais do que 500 ppm, mais de preferência de 1 a 200 ppm, e ainda mais de preferência de 5 a 100 ppm, com base no peso da batelada mestre (MB) (100% em peso). Nesta modalidade, mais de preferência, a dita batelada mestre (MB) está presente em uma quantidade de não mais do que 10,0% em peso, mais de preferência de não mais do que 5,0% em peso e mais de preferência de não mais do que 3,5% em peso, com a quantidade preferida de batelada mestre (MB) sendo a partir de 1,5 a 3,5% em peso, com base na quantidade total do polipropileno (PP). Mais de preferência a batelada mestre (MB) compreende, de preferência consiste no homopolímero ou copolímero, de preferência homopolímero, de propileno que tem foi nucleado de acordo com tecnologia BNT como descrito abaixo.

[0093] É preferido que o agente nucleante seja introduzido no polipropileno (PP) durante o processo de polimerização de um dos componentes do polipropileno (PP) ou de um dos seus componentes. O agente nucleante é de preferência introduzido no polipropileno (PP) ou de um dos seus componentes pela primeira polimerização do composto de vinila acima definido, de preferência vinilcicloalcano, como definido acima ou abaixo, na presença de um sistema de catalisador compreendendo um componente de catalisador sólido, de preferência um componente de catalisador Ziegler Natta sólido, um cocatalisador e doador externo opcional, e a mistura reacional obtida do polímero do composto de vinila, de preferência polímero de vinil ciclohexano (VCH), e o sistema de catalisador é em seguida usado para produzir o polipropileno (PP) ou um dos seus componentes. A incorporação acima do agente nucleante polimérico ao polipropileno (PP) durante a polimerização do dito copolímero de propileno é chamado aqui como tecnologia BNT como descrito abaixo.

[0094] A dita mistura reacional obtida é aqui abaixo referida alternadamente como sistema de catalisador modificado.

[0095] De preferência o vinilcicloalcano é polímero de vinilciclohexano (VCH) que é introduzido no copolímero de propileno pela tecnologia BNT.

[0096] Mais de preferência nesta modalidade preferida, a quantidade de vinilcicloalcano, como vinilciclohexano (VCH), polímero e/ou polímero de vinilalcano, mais de preferência polímero de vinilciclohexano (VCH), no polipropileno (PP), ou de um dos seus componentes, de preferência do polipropileno (PP), não é de mais do que 500 ppm, mais de preferência de 1 a 200 ppm, mais de preferência de 5 a 100 ppm.

[0097] Em relação à tecnologia BNT, referência é feita às aplicações internacionais WO 99/24478, WO 99/24479 e particularmente WO 00/68315. De acordo com esta tecnologia um sistema de catalisador, de preferência um procatalisador Ziegler-Natta, pode ser modificado pela polimerização de um composto de vinila na presença do sistema de catalisador, compreendendo em particular o procatalisador Ziegler-Natta especial, um doador externo e um cocatalisador, cujo composto de vinila tem a fórmula: CH2=CH-CHR3R4

[0098] em que R3 e R4 em conjunto formam um anel aromático, saturado ou insaturado de 5- ou 6- membros ou independentemente representam um grupo de alquila compreendendo de 1 a 4 átomos de carbono, e o catalisador modificado é empregado para a preparação do polipropileno (PP) de acordo com esta invenção. O composto de vinila polimerizado age como um agente alfa nucleante. A relação de peso de composto de vinila para o componente de catalisador sólido na etapa de modificação do catalisador é de preferência de até 5 (5:1), de preferência até 3 (3:1) mais de preferência de 0,5 (1:2) a 2 (2:1). O composto de vinila mais preferido é vinilciclohexano (VCH).

[0099] Os polímeros heterofásicos adequados são, por exemplo, descritos em EP 2251375.

[00100] De preferência um compatibilizador é adicionado antes da etapa c). Geralmente o compatibilizador está compreendido na composição de polímero (A) na etapa (A). Se compreendido na composição de polímero, a quantidade de compatibilizador é de preferência de 1,0 a 10% em peso, mais de preferência de 2,0 a 8,0% em peso e mais de preferência de 3,0 a 7,0% em peso com base na composição de polímero (A). No caso adicionado durante ou após a etapa b) a relação de peso entre o compatibilizador e a composição de polímero a) está de preferência dentro da faixa de 1:99 a 15:85, mais de preferência de 2:98 a 10:90 e mais de preferência de 3:97 a 8:92.

[00101] A composição de polímero (A) pode ser uma mistura mecânica.

[00102] O compatibilizador de preferência compreende um polímero modificado (funcionalizado) e opcionalmente um composto com baixo peso molecular tendo grupos polares reativos. Os polímeros de α-olefina modificados, em particular copolímeros e homopolímeros de propilenos, como copolímeros de etileno e propileno uns com os outros ou com outras α- olefinas, são mais preferidos, conforme são altamente compatíveis com os polímeros da composição reforçada com fibras. O polietileno modificado pode ser empregado também.

[00103] O compatibilizador é de preferência um polipropileno polar modificado (PMP).

[00104] O polipropileno polar modificado (PMP) de preferência é um polipropileno contendo grupos polares.

[00105] O polipropileno é de preferência um copolímero ou homopolímero de propileno, como um copolímero de propileno com outras α- olefinas, como etileno.

[00106] De preferência, o polipropileno polar modificado (PMP) é um copolímero de propileno compreendendo etileno como unidades de comonômero. De preferência, o polipropileno polar modificado (PMP) é um copolímero de propileno aleatório compreendendo etileno como unidades de comonômero.

[00107] O termo “copolímero de propileno aleatório” indica que os comonômeros dentro do copolímero de propileno são aleatoriamente distribuídos. A aleatoriedade define a quantidade de unidades isoladas de comonômero, isto é, aquelas que não possuem unidades de comonômero adjacentes, em relação a quantidade total de comonômeros na cadeia de polímero. Em uma modalidade preferida, a aleatoriedade do copolímero de propileno aleatório é de pelo menos 30%, mais de preferência de pelo menos 50%, até mesmo mais de preferência de pelo menos 60%, e ainda mais de preferência de pelo menos 65%, com base no peso total do copolímero de propileno aleatório. Desse modo a expressão “copolímero de propileno aleatório” de acordo com a presente invenção não define um polímero de estruturas complexas, mas um sistema de fase em comparação com um sistema heterofásico. Desse modo, a expressão “copolímero de propileno aleatório” define um polímero cujo cadeia principal ou suas cadeias laterais contêm até certo ponto α-olefinas diferentes de propileno.

[00108] De preferência, as unidades deriváveis de propileno constituem a parte principal do copolímero de propileno, de preferência o copolímero de propileno aleatório, isto é, pelo menos 90% em peso, mais de preferência na faixa de 94 a 99,5% em peso, ainda mais de preferência de 94 a 98% em peso, até mesmo mais de preferência de 94 a 96% em peso, e mais de preferência de 94 a 95% em peso, tal como, a partir de 94,3 a 94,6% em peso, com base no peso total do copolímero de propileno. Desse modo, a quantidade de unidades derivadas de etileno no copolímero de propileno, de preferência o copolímero de propileno aleatório, é no máximo de 10% em peso, mais de preferência na faixa de 0,5 a 6% em peso, ainda mais de preferência de 2 a 6% em peso, até mesmo mais de preferência de 4 a 6% em peso, e mais de preferência de 5 a 6% em peso, tal como, de 5,4 a 5,7% em peso, com base no peso total do copolímero de propileno. É em particular observado que o copolímero de propileno, de preferência o copolímero de propileno aleatório, apenas compreende unidades deriváveis de propileno e etileno.

[00109] De preferência, o copolímero de propileno aleatório é isotático. Desse modo, é observado que o copolímero de propileno aleatório tem uma concentração pêntada bastante elevada, isto é, mais elevada do que 95% em mole, mais de preferência mais elevada do que 97% em mole, ainda mais de preferência mais elevada do que 98% em mole.

[00110] Adicionalmente, é observado que o copolímero de propileno, de preferência o copolímero de propileno aleatório, tem uma temperatura de fusão Tm na faixa de 125 a 140 °C, mais de preferência nas faixas de 128 a 138 °C e mais de preferência nas faixas de 131 a 136 °C.

[00111] Adicionalmente ou alternativamente, o copolímero de propileno, de preferência o copolímero de propileno aleatório, tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C) medida de acordo com ISO 1133 na faixa de 1 a 30 g/10 min, de preferência na faixa de 1 a 20 g/10 min, mais de preferência na faixa de 1 a 10 g/10 min, e mais de preferência na faixa de 2 a 6 g/10 min.

[00112] É observado que o polipropileno polar modificado (PMP) compreende os grupos derivados de grupos polares. Neste contexto, preferência é dada ao polipropileno polar modificado (PMP) compreendendo os grupos derivados de compostos polares, em particular selecionados a partir do grupo consistindo em anidridos de ácido, ácidos carboxílicos, derivados de ácido carboxílico, aminas primárias e secundárias, compostos de hidroxila, oxazolina e epóxidos, e também compostos iônicos.

[00113] Os exemplos específicos dos ditos grupos polares são anidridos cíclicos insaturados e seus diésteres alifáticos, e os derivados de diácidos. Em particular, pode-se usar anidrido maléico e os compostos selecionados a partir de maleatos de dialquila ramificada e linear de C1 a C10, fumaratos dialquila ramificada e linear de C1 a C10, anidrido itacônico, ésteres de dialquila de ácido itacônico ramificado e linear de C1 a C10, ácido maléico, ácido fumárico, ácido itacônico e as misturas dos mesmos.

[00114] Em termos de estrutura, o polipropileno polar modificado (PMP) é de preferência selecionado a partir de copolímeros em bloco ou enxerto.

[00115] De preferência o polipropileno polar modificado (PMP), isto é, o compatibilizador, é um polímero de propileno enxertado com tal grupo polar.

[00116] Preferência particular é dada ao empregar um polímero de propileno enxertado com anidrido maléico como o polipropileno polar modificado (PMP), isto é, o compatibilizador.

[00117] Em uma modalidade, o polipropileno polar modificado (PMP) é um copolímero de propileno enxertado com anidrido maléico, de preferência o copolímero de propileno enxertado com anidrido maléico compreende etileno como unidades de comonômero.

[00118] Em uma modalidade específica, o polipropileno polar modificado (PMP) é um copolímero de propileno aleatório enxertado com anidrido maléico, de preferência o copolímero de propileno aleatório enxertado com anidrido maléico compreende etileno como unidades de comonômero.

[00119] A fim de se obter a dispersão desejada das fibras, de preferência as fibras de carbono preferidas, nos componentes de polímero assegurando que a composição de polímero reforçado com fibras provê as propriedades mecânicas bem equilibradas, tais como, rigidez elevada e impacto em peso leve, é observado que o polipropileno polar modificado (PMP) compreende uma quantidade de grupos derivando dos grupos polares que é mais elevada do que aquela tipicamente empregada nos polipropilenos polares modificados considerados para polipropilenos.

[00120] Quantidades necessárias de grupos derivando dos grupos polares no polipropileno polar modificado (PMP) são, deste modo, a partir de 1 a 5% em peso, com base no peso total do polipropileno polar modificado (PMP). De preferência, as quantidades de grupos derivando dos grupos polares no polipropileno polar modificado (PMP) são a partir de 1,5 a 4% em peso, mais de preferência de 2 a 3% em peso, mais de preferência de 2 a 2,8% em peso, tal como, a partir de 2,2 a 2,4% em peso, com base no peso total do polipropileno polar modificado (PMP).

[00121] Os valores preferidos do índice de fluxo de fusão MFI (170 °C; 1,2 kg) medidos de acordo com ISO 1133 para o polipropileno polar modificado (PMP) são a partir de 10 a 150 cm3/10 min, como na faixa de 30 a 120 cm3/10 min. Por exemplo, o polipropileno polar modificado (PMP) tem um índice de fluxo de fusão MFI (170 °C; 1,2 kg) medido em linha com as provisões gerais de ISO 1133 a partir de 50 a 100 cm3/10 min, a partir de 60 a 80 cm3/10 min.

[00122] Adicionalmente ou alternativamente, é observado que o polipropileno polar modificado (PMP) de preferência tem uma temperatura de fusão Tm na faixa de 110 a 160°C, mais de preferência nas faixas a partir de 125 a 145°C.

[00123] O polipropileno polar modificado (PMP) pode ser produzido de um modo simples por um processo de enxerto de duas etapas compreendendo uma etapa de enxerto de estágio sólido como, por exemplo, descrito em WO 2002/093157 A2 e uma etapa de enxerto de estágio de fusão como bem conhecido na técnica.

[00124] O polipropileno polar modificado (PMP) é conhecido na técnica e comercialmente disponível. Um exemplo adequado é SCONA TSPP 3598 GB da BYK.

[00125] A composição de polímero (A) ainda pode compreender um homo- ou copolímero etileno (E).

[00126] A quantidade de homo- ou copolímero etileno (E) é de preferência a partir de 2,5 a 40% em peso com base na composição de polímero (A) mais de preferência de 5,0 a 30% em peso com base na composição de polímero (A) e mais de preferência de 10 a 20% em peso com base na composição de polímero (A).

[00127] (E) é de preferência um copolímero de etileno (EC), geralmente compreendendo de 1,0 a 50% em peso de comonômero, de preferência de 10 a 45% em peso de comonômero e mais de preferência de 25 a 40% em peso de comonômero.

[00128] O comonômero é de preferência selecionado a partir do grupo consistindo em α-olefina C3, α-olefina C4, α-olefina C5, α-olefina C6, α- olefina C7, α-olefina C8, α-olefina C9 e α-olefina C10. Mais de preferência o copolímero de etileno (EC) compreende unidades derivadas de propileno, 1- buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno, 1-octeno, 1-noneno e 1-deceno, em que 1-hexeno e 1-octeno são preferidos. É em particular preferido que o copolímero de etileno (EC) consista em unidades derivadas de etileno e 1- octeno.

A taxa de fluxo de fusão

[00129] A MFR (190°C, 2,16 kg, ISO 1133) é de preferência a partir de 0,05 a 100 g/10 min, mais de preferência de 0,10 a 75 g/10 min e mais de preferência de 0,50 a 50 g/10 min.

[00130] Um polímero adequado é ENGAGE™ 8100 o qual é um copolímero de etileno e octeno contendo 35,5% em peso de octeno e tendo um índice de fusão (MI a 190°C, 2,16 kg) de 1 g/10 min e uma densidade de 0,87 g/cm3.

[00131] Geralmente o tecido não tecido é adicionado ao polímero (A) no dispositivo da composição após aditivos usuais terem sido adicionados e a mistura dos mesmos foi realizada completamente ou em grande extensão a fim de manter a extensão da mistura realizada no fusão de polímero compreendendo as fibras tão baixas quanto possível.

[00132] Em uma variante a presente invenção é direcionada a um processo para produção de uma composição de polímero reforçado com fibras compreendendo as etapas que seguem a) prover uma composição de polímero (A); b) fundir a composição de polímero (A) em um dispositivo da composição; c) alimentar um tecido não tecido no dispositivo da composição na presença da composição de polímero fundido (A); d) retirar a composição de polímero reforçado com fibras do dispositivo da composição, Em que o tecido não tecido é obtido por perfuração por agulha.

[00133] As características preferidas do processo de acordo com a presente invenção também são as características preferidas desta variante do processo de acordo com a presente invenção.

[00134] A presente invenção é, além disso, direcionada ao produto obtenível pelo processo de acordo com a invenção.

[00135] Além disso, a presente invenção é direcionada ao uso de um tecido não tecido em um dispositivo da composição para reforçar um polímero (A) com fibras.

[00136] As características preferidas do processo de acordo com a presente invenção também são as características preferidas do artigo e o uso de acordo com a presente invenção.

[00137] A presente invenção será agora descrita pelos exemplos não limitantes que seguem.

Parte experimental Métodos de medição Densidade

[00138] Todas as densidades são medidas de acordo com ISO 1183187. A preparação da amostra é feita por meio de moldagem por compressão de acordo com ISO 1872-2:2007.

Taxa de fluxo de fusão (MFR)

[00139] A MFR é determinada de acordo com ISO 1133.

Teor de fibra:

[00140] O teor de cinza é medido de acordo com ISO-3451-1 e ISO- 1172 a 500°C e com 1 hora de tempo de teste. Após 1 horas a quantidade residual é tomada como o teor incluindo fibras de vidro e carbono.

Diâmetro médio da fibra

[00141] O diâmetro médio da fibra é determinado de acordo com ISO 1888:2006(E), Método B, ampliação do microscópio de 1000.

Módulo de tração:

[00142] O módulo de tração foi medido de acordo com ISO 527-2 (velocidade da cruzeta = 1 mm/min; 23 °C) empregando os espécimes moldados por injeção como descrito em EN ISO 1873-2 (forma de osso de cachorro, 4 mm de espessura).

Resistência ao impacto de Charpy (a entalhe):

[00143] A resistência ao impacto de Charpy (a entalhe) (Charpy NIS / IS) é medida de acordo com ISO 179 2C / DIN 53453 a 23 °C e -20 °C, empregando espécimes de teste de barra moldados por injeção de 80x10x4 mm3 preparadas de acordo com ISO 294-1:1996. Temperatura de fusão Tm, temperatura de cristalização Tc,

[00144] Esta foi medida com uma calorimetria de varredura diferencial do Instrumento TA Q200 (DSC) em amostras de 5 a 7 mg. A DSC é executada de acordo com ISO 11357 / parte 3 /método C2 em um ciclo calor / frio / calor com uma taxa de varredura de 10 °C/min na faixa de temperatura de -30 a +225°C. A temperatura de cristalização e a entalpia de cristalização (Hc) são determinadas a partir da etapa de resfriamento, ao mesmo tempo que a temperatura de fusão e a entalpia de fusão (Hm) são determinadas a partir da segunda etapa de aquecimento. Peso molecular numérico médio (Mn), peso molecular médio ponderado (Mw)

[00145] As médias de peso molecular Mw e Mn foram determinadas por Cromatografia de Permeação de Gel (GPC) de acordo com ISO 16014-4:2003 e ASTM D 6474-99. Um instrumento PolymerChar GPC, equipado com detector infravermelho (IR) foi empregado com colunas 3 x Olexis e 1x Olexis Guard de Polymer Laboratories e 1,2,4-triclorobenzeno (TCB, estabilizado com 250 mg/L 2,6-Di terc butil-4-metil-fenol) como solvente a 160 °C e em uma taxa de fluxo constante de 1 mL/min. 200 μL de solução de amostra foram injetados por análise. O conjunto de colunas foi calibrado empregando calibração universal (de acordo com ISO 16014-2:2003) com pelo menos 15 padrões de poliestireno (PS) de MWD estreito na faixa de 0,5 kg/mol a 11 500 kg/mol. As constantes de Mark Houwink para PS, PE e PP empregadas são como descritas por ASTM D 6474-99. Todas as amostras foram preparadas por meio de dissolução 5,0 - 9,0 mg de polímero em 8 mL (a 160 °C) de TCB estabilizado (igual a fase móvel) durante 2,5 horas para PP ou 3 horas para PE de 160°C no máximo sob agitação suave contínua no coletor de amostras automático do instrumento GPC.

Exemplos

[00146] Em todos os exemplos um extrusor de duas hélices co- rotacional (ZSK 40 da Coperion) foi empregado. Como alimentador lateral um alimentador lateral de duas hélices Coperion ZSB40 foi empregado.

[00147] Os seguintes parâmetros do processo foram empregados: - produtividade de 100 kg/h - velocidade da hélice de 100 - 150 rpm - temperaturas do cilindro de 250°C plana - placa de matriz com 5 mm de furos de acordo com a qual 3 furos foram abertos Tecido não tecido:

[00148] O tecido não tecido compreende 80% em peso de fibras de carbono e foi produzido por perfuração por agulha. O diâmetro médio da fibra é de 7 μm.

[00149] O polímero e os aditivos diferentes do tecido não tecido são alimentados no extrusor e amassados por fusão no 4° cilindro do extrusor que consiste em três blocos de amassadura (duas vezes em KB 45/5/40, seguido por um KB 45/5/20 LH) e um elemento de transporte à esquerda. O tecido não tecido é adicionado no 6° cilindro empregando um alimentador lateral. Uma segunda zona de amassadura localizada no 8° cilindro e consistindo em três blocos de amassadura (KB 45/5/20) é empregada para distribuir as fibras de carbono homogeneamente.

[00150] Além do mais, dois elementos TME (um TME 22,5/20 e um TME 22.5/20 LH) localizado entre o 8° e o 9° cilindro são empregados para ainda distribuir as fibras de carbono. As seguintes composições foram preparadas.

1) um homopolímero de propileno distribuído pela Borealis tendo uma densidade de 905 kg/m3, uma taxa de fluxo de fusão (230°C, 2,16 kg, ISO 1133) de 20 g/10 min e uma temperatura de fusão de 167 °C; 2) um copolímero etileno-octeno distribuído pela The Dow Chemical Company tendo uma densidade de 870 kg/m3 e uma taxa de fluxo de fusão (190°C, 2,16 kg, ISO 1133) de 1,0 g/10 min; 3) compatibilizador distribuído pela BYK; 4) pacote aditivo distribuído pela High Polymer Labs

[00151] No exemplo comparativo 1, a rede disposta foi alimentada manualmente ao dispositivo da composição de acordo com a qual o teor de fibra inicialmente direcionado foi de 15% em peso o qual, de qualquer modo, não poderia ser alcançado por meio de alimentação manual. Em consequência, para as finalidades de comparação, uma composição compreendendo a mesma quantidade de fibras, mas empregando o tecido não tecido de acordo com a invenção foi produzida empregando o alimentador lateral. As propriedades físicas de CE1 e IE1 são similares. De qualquer modo, a alimentação manual conforme exigida em CE1 não é possível em um processo de escala industrial. Além do mais, não foi possível alcançar o teor desejado de fibra de carbono final empregando alimentação manual. Empregando o processo da invenção o teor desejado de fibra na composição final pode ser facilmente ajustado ao ajustar a velocidade da alimentação do alimentador lateral.

Claims

1. Processo para produção de uma composição de polímero reforçado com fibras, que compreende as etapas que seguem a) prover uma composição de polímero (A); b) fundir a composição de polímero (A) em uma extrusora; caracterizado pelo fato de que compreende ainda c) alimentar um tecido não tecido em uma porta de alimentação lateral na extrusora na presença da composição de polímero fundido (A), em que o tecido não tecido compreende fibras reforçadas selecionadas entre fibras de carbono, fibras de vidro ou a mistura das mesmas, em que o teor total de fibras de carbono no tecido não tecido é de pelo menos 75% com base no peso total do tecido não tecido; d) retirar a composição de polímero reforçado com fibras da extrusora.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tecido não tecido está na forma de uma tira.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a tira tem uma largura de 10 a 300 mm.

4. Processo de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a tira tem um comprimento de pelo menos 50 cm.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o peso médio do tecido não tecido está dentro da faixa de 100 a 1000 g/m2.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a composição de polímero (A) compreende uma poliolefina.

7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o teor da poliolefina é de pelo menos 50% em peso com base na composição de polímero (A).

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que a composição de polímero (A) compreende um polipropileno.

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 8ó caracterizado pelo fato de que um compatibilizador é adicionado antes da etapa c).

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o tecido não tecido é obtido por perfuração por agulha.