BR112017023560B1

BR112017023560B1 - Composição de polímero reforçada com fibra, e, artigo

Info

Publication number: BR112017023560B1
Application number: BR112017023560-9A
Authority: BR
Inventors: Luca Borango; Wolfgang Stockreiter; Michael Jerabek; Simon Gastl
Original assignee: Borealis Ag
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2021-11-23
Also published as: US20190136024A1; EA201700546A1; UA120005C2; KR101992558B1; CN107531961A; JP2018521146A; ES2733200T3; JP6567076B2; WO2016188887A1; EA038343B1; MX2017013674A; KR20170141773A; CA2984594A1; EP3095818B1; PL3095818T3; US10550253B2; EP3095818A1; BR112017023560A2

Abstract

a presente invenção refere-se a uma composição de polímero reforçada com fibra que compreende um polipropileno, fibras de carbono e um polipropileno modificado polar como um agente de acoplamento bem como um artigo que compreende a composição de polímero reforçada com fibra.

Description

[001] A presente invenção refere-se à composição de polímero reforçada com fibra que compreende um polipropileno, fibras de carbono e um polipropileno modificado polar como agente de acoplamento bem como a um artigo que compreende a composição de polímero reforçada com fibra.

[002] Os requisitos em termos de desempenhos mecânicos de polipropilenos estão cada vez mais exigentes. É especialmente desejável atingir um perfil de propriedade bem equilibrado no que diz respeito à rigidez e impacto. O projeto e a modalidade do polímero são uma grande ferramenta para modificar as propriedades do material, mas existem certas limitações físicas intrínsecas neste sentido. Em particular, a redução da espessura tornou- se um método muito comum para reduzir o peso das peças. Entretanto, ao fazê-lo, a rigidez do material usado deve ser aumentada para compensar a seção transversal menor. Assim, os enchedores, tais como talco e fibras de vidro são tipicamente incorporados na matriz de polipropileno, permitindo que o material reforçado obtido atinja as propriedades mecânicas desejadas. Entretanto, os ditos enchedores têm uma densidade relativamente alta e, desta maneira, aumentam novamente a densidade total do polipropileno.

[003] Consequentemente, as indústrias procuram por uma composição reforçada com fibra que satisfaça os requerimentos da demanda de aumento da rigidez de um polipropileno e reduza a densidade da composição reforçada com fibra em comparação com os materiais preenchidos com fibra de vidro. Também é desejado melhorar as propriedades relacionadas com impacto da composição reforçada com fibra.

[004] A verificação da presente invenção é usar a composição de polímero reforçada com fibra que compreende fibras de carbono em combinação com um polipropileno modificado polar específico em uma matriz de polipropileno.

[005] Consequentemente, a presente invenção é direcionada à composição de polímero reforçada com fibra que compreende (a) de 39 a 94% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um polipropileno (PP); (b) de 5 a 60% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de fibras de carbono (CF) e (c) de 1 a 10% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um polipropileno modificado polar (PMP) como agente de acoplamento, em que o polipropileno modificado polar (PMP) compreende grupos derivados de grupos polares em uma quantidade de 1 a 5% em peso, como de 1,0 a 5,0% em peso, com base no peso total do polipropileno modificado polar (PMP), em que preferivelmente as fibras de carbono (CF) estão na forma de um tecido não tecido.

[006] Em uma modalidade, o polipropileno (PP) tem (a) uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230°C, 2,16 kg) medida de acordo com a ISO 1133 de não mais do que 75 g/10 minutos e/ou (b) uma temperatura de fusão Tm na faixa de 160 a 170°C.

[007] Em uma outra modalidade, o polipropileno (PP) é um homopolímero de propileno (H-PP1) e/ou um copolímero de propileno (C- PP1), preferivelmente um homopolímero de propileno (H-PP1).

[008] Em uma modalidade, o tecido não tecido compreende pelo menos 50% em peso de fibras de carbono (CF), com base no peso total do tecido não tecido.

[009] Em uma outra modalidade, as fibras de carbono (CF) compreendem um agente de colagem.

[0010] Ainda em uma outra modalidade, a composição de polímero reforçada com fibra é isenta de fibras (F) sendo selecionadas do grupo que compreende fibras de vidro, fibras metálicas, fibras minerais, fibras cerâmicas e misturas das mesmas.

[0011] Em uma modalidade, o polipropileno modificado polar (PMP) compreende grupos derivados de grupos polares selecionados do grupo que consiste em anidridos ácidos, ácidos carboxílicos, derivados de ácido carboxílico, aminas primárias e secundárias, compostos hidroxila, oxazolina e epóxidos e também compostos iônicos.

[0012] Em uma outra modalidade, o polipropileno modificado polar (PMP) é um polímero de propileno enxertado com anidrido maleico.

[0013] Ainda em uma outra modalidade, o polipropileno modificado polar (PMP) é um copolímero de propileno enxertado com anidrido maleico, preferivelmente o copolímero de propileno enxertado com anidrido maleico compreende etileno como unidades de comonômero.

[0014] Em uma modalidade, a composição de polímero reforçada com fibra ainda compreende pelo menos um aditivo em uma quantidade de até 20% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra.

[0015] Em uma outra modalidade, a composição de polímero reforçada com fibra ainda compreende 2 a 15% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um copolímero elastomérico (ECP) que compreende unidades derivadas de etileno e α- olefinas C4 a C8.

[0016] Ainda em uma outra modalidade, a composição de polímero reforçada com fibra tem (a) uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230°C, 2,16 kg) medida de acordo com a ISO 1133 de 5 a 75 g/10 minutos e/ou (b) densidade igual ou menor do que 1,200 g/cm 3 e/ou (c) uma resistência ao entalhe por impacto Charpy a +23°C de > 5,5 kJ/m2e/ou (d) uma força tênsil de acordo com ISO 527-2 de pelo menos 100 MPa.

[0017] Um outro aspecto da presente invenção é direcionado a um artigo que compreende a composição de polímero reforçada com fibra como definido aqui. Preferivelmente, o artigo é um artigo moldado, mais preferivelmente um artigo moldado por injeção ou um artigo espumado. Ainda é preferido que o artigo seja uma parte de máquinas de lavar ou lavadoras de pratos ou artigos automotivos, especialmente de interiores e exteriores de carros, como suportes de instrumentos, cobertas, suportes estruturais, parachoques, acabamentos laterais, estribos, painéis de lataria, spoilers, painéis de instrumentos, acabamentos internos e semelhantes.

[0018] Quando o termo "que compreende"é usado na presente descrição e reivindicações, este não exclui outros elementos. Para os propósitos da presente invenção, o termo "consistindo em"é considerado ser uma modalidade preferida do termo "que compreende de". Se a seguir o grupo for definido compreender pelo menos um certo número de modalidades, também deve ser entendido divulgar um grupo, que consiste preferivelmente apenas destas modalidades.

[0019] Quando um artigo indefinido ou definido é usado quando se refere a um nome singular, por exemplo, "um", "uma" ou "o", este inclui um plural daquele nome a não ser que algo seja especificamente estabelecido.

[0020] Termos como "obtenível"ou "definível"e "obtido" ou "definido"são usados de maneira intercambiável. Isto, por exemplo, significa que, a não ser que o contexto dite claramente o contrário, o termo "obtido"não significa indicar que, por exemplo, uma modalidade deve ser obtida, por exemplo, pela sequência de etapas que seguem o termo "obtido" embora um tal entendimento limitado seja sempre incluído pelos termos "obtido" ou "definido" como uma modalidade preferida.

[0021] A seguir, a invenção é definida em mais detalhes.

A composição de polímero reforçada com fibra

[0022] A composição de polímero reforçada com fibra de acordo com esta invenção compreende um polipropileno (PP), fibras de carbono (CF) e um polipropileno modificado polar (PMP) como agente de acoplamento.

[0023] Consequentemente, a composição de polímero reforçada com fibra compreende (a) de 39 a 94% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um polipropileno (PP); (b) de 5 a 60% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de fibras de carbono (CF) e (c) de 1 a 10% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um polipropileno modificado polar (PMP) como agente de acoplamento, em que o polipropileno modificado polar (PMP) compreende grupos derivados de grupos polares em uma quantidade de 1 a 5% em peso, como de 1,0 a 5,0% em peso, com base no peso total do polipropileno modificado polar (PMP), em que preferivelmente as fibras de carbono (CF) estão na forma de um tecido não tecido.

[0024] Adicionalmente, a composição de polímero reforçada com fibra pode compreender pelo menos um aditivo.

[0025] Consequentemente, é preferido que a composição de polímero reforçada com fibra compreenda (a) de 39 a 94% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um polipropileno (PP); (b) de 5 a 60% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de fibras de carbono (CF); (c) de 1 a 10% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um polipropileno modificado polar (PMP) como agente de acoplamento, em que o polipropileno modificado polar (PMP) compreende grupos derivados de grupos polares em uma quantidade de 1 a 5% em peso, como de 1,0 a 5,0% em peso, com base no peso total do polipropileno modificado polar (PMP) e (d) até 20% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de pelo menos um aditivo, em que preferivelmente as fibras de carbono (CF) estão na forma de um tecido não tecido.

[0026] A composição de polímero reforçada com fibra pode compreender um copolímero elastomérico (ECP) que compreende unidades derivadas de etileno e α-olefinas C4 a C8

[0027] Consequentemente, é preferido que a composição de polímero reforçada com fibra compreende (a) de 39 a 94% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um polipropileno (PP); (b) de 5 a 60% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de fibras de carbono (CF); (c) de 1 a 10% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um polipropileno modificado polar (PMP) como agente de acoplamento, em que o polipropileno modificado polar (PMP) compreende grupos derivados de grupos polares em uma quantidade de 1 a 5% em peso, como de 1,0 a 5,0% em peso, com base no peso total do polipropileno modificado polar (PMP) e (d) de 2 a 15% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um copolímero elastomérico (ECP) que compreende unidades derivadas de etileno e α-olefinas C4 a C8, em que preferivelmente as fibras de carbono (CF) estão na forma de um tecido não tecido.

[0028] Desta maneira, é especialmente preferido que a composição de polímero reforçada com fibra compreende, consista de, (a) de 39 a 94% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um polipropileno (PP); (b) de 5 a 60% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de fibras de carbono (CF); (c) de 1 a 10% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um polipropileno modificado polar (PMP) como agente de acoplamento, em que o polipropileno modificado polar (PMP) compreende grupos derivados de grupos polares em uma quantidade de 1 a 5% em peso, como de 1,0 a 5,0% em peso, com base no peso total do polipropileno modificado polar (PMP) e (d) até 20% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de pelo menos um aditivo e/ou (e) de 2 a 15% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um copolímero elastomérico (ECP) que compreende unidades derivadas de etileno e α-olefinas C4 a C8, em que preferivelmente as fibras de carbono (CF) estão na forma de um tecido não tecido.

[0029] Por exemplo, a composição de polímero reforçada com fibra compreende, preferivelmente consiste em, (a) de 39 a 94% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um polipropileno (PP); (b) de 5 a 60% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de fibras de carbono (CF); (c) de 1 a 10% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um polipropileno modificado polar (PMP) como agente de acoplamento, em que o polipropileno modificado polar (PMP) compreende grupos derivados de grupos polares em uma quantidade de 1 a 5% em peso, como de 1,0 a 5,0% em peso, com base no peso total do polipropileno modificado polar (PMP) e (d) até 20% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de pelo menos um aditivo ou (e) de 2 a 15% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um copolímero elastomérico (ECP) que compreende unidades derivadas de etileno e α-olefinas C4 a C8, em que preferivelmente as fibras de carbono (CF) estão na forma de um tecido não tecido.

[0030] Alternativamente, a composição de polímero reforçada com fibra compreende, preferivelmente consiste em, (a) de 39 a 94% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um polipropileno (PP); (b) de 5 a 60% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de fibras de carbono (CF); (c) de 1 a 10% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um polipropileno modificado polar (PMP) como agente de acoplamento, em que o polipropileno modificado polar (PMP) compreende grupos derivados de grupos polares em uma quantidade de 1 a 5% em peso, como de 1,0 a 5,0% em peso, com base no peso total do polipropileno modificado polar (PMP); (d) até 20% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de pelo menos um aditivo e (e) de 2 a 15% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um copolímero elastomérico (ECP) que compreende unidades derivadas de etileno e α-olefinas C4 a C8, em que preferivelmente as fibras de carbono (CF) estão na forma de um tecido não tecido.

[0031] Em uma modalidade, a composição de polímero reforçada com fibra de acordo com esta invenção não compreende fibras (F) sendo selecionadas do grupo que compreende fibras de vidro, fibras metálicas, fibras minerais, fibras cerâmicas e misturas dos mesmos. Mais preferivelmente, a composição de polímero reforçada com fibra de acordo com esta invenção não compreende fibras (F) outras que não fibras de carbono (CF).

[0032] Em uma modalidade, a composição de polímero reforçada com fibra de acordo com esta invenção não compreende (a) polímeros adicionais diferentes dos polímeros presentes na composição de polímero reforçada com fibra, isto é, diferente do polipropileno (PP), o polipropileno modificado polar (PMP) e do copolímero elastomérico opcional (ECP) em uma quantidade que excede no total 10% em peso, preferivelmente excedendo no total 5% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra. Tipicamente, se um polímero adicional estiver presente, um tal polímero é um polímero carregador para aditivos e, desta maneira, é um polímero carregador para aditivos e, desta maneira, não contribui para as propriedades melhoradas da composição de polímero reforçada com fibra reivindicada.

[0033] Consequentemente, em uma modalidade específica, a composição de polímero reforçada com fibra consiste do polipropileno (PP), do polipropileno modificado polar (PMP), das fibras de carbono (CF), do copolímero elastomérico opcional (ECP) e do pelo menos um aditivo opcional, que deve conter quantidades baixas de material carregador polimérico. Entretanto, este material carregador não é maior do que 10% em peso, preferivelmente não é maior do que 5% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, presente na dita composição de polímero reforçada com fibra.

[0034] Portanto, a presente invenção é especialmente direcionada à composição de polímero reforçada com fibra que compreende, preferivelmente consiste em, (a) de 39 a 94% em peso, mais preferivelmente de 45 a 90% em peso, mais preferivelmente de 55 a 80% em peso, como de 60 a 70% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um polipropileno (PP); (b) de 5 a 60% em peso, mais preferivelmente de 10 a 50% em peso, mais preferivelmente de 12,5 a 40% em peso, como de 15 a 25% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de fibras de carbono (CF) e (c) de 1 a 10% em peso, mais preferivelmente de 2 a 8% em peso, mais preferivelmente de 3 a 7% em peso, como de 4 a 6% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um polipropileno modificado polar (PMP) como agente de acoplamento, em que o polipropileno modificado polar (PMP) compreende grupos derivados de grupos polares em uma quantidade de 1 a 5% em peso, como de 1,0 a 5,0% em peso, com base no peso total do polipropileno modificado polar (PMP), em que preferivelmente as fibras de carbono (CF) estão na forma de um tecido não tecido.

[0035] Por exemplo, a presente invenção é direcionada à composição de polímero reforçada com fibra que compreende, preferivelmente consiste em, (a) de 39 a 94% em peso, mais preferivelmente de 45 a 90% em peso, mais preferivelmente de 55 a 80% em peso, como de 60 a 70% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um polipropileno (PP); (b) de 5 a 60% em peso, mais preferivelmente de 10 a 50% em peso, mais preferivelmente de 12,5 a 40% em peso, como de 15 a 25% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de fibras de carbono (CF); (c) de 1 a 10% em peso, mais preferivelmente de 2 a 8% em peso, mais preferivelmente de 3 a 7% em peso, como de 4 a 6% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um polipropileno modificado polar (PMP) como agente de acoplamento, em que o polipropileno modificado polar (PMP) compreende grupos derivados de grupos polares em uma quantidade de 1 a 5% em peso, como de 1,0 a 5,0% em peso, com base no peso total do polipropileno modificado polar (PMP) e (d) até 20% em peso, mais preferivelmente de 0,1 a 10% em peso, mais preferivelmente de 0,1 a 5% em peso, como de 0,1 a 2% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de pelo menos um aditivo e/ou (e) de 2 a 15% em peso, mais preferivelmente de 4 a 15% em peso, mais preferivelmente de 6 a 13% em peso, como de 8 a 12% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um copolímero elastomérico (ECP) que compreende unidades derivadas de etileno e α-olefinas C4 a C8, em que preferivelmente as fibras de carbono (CF) estão na forma de um tecido não tecido.

[0036] É estimado que a presente composição reforçada com fibra tenha propriedades mecânicas excepcionais, tais como rigidez aumentada e impacto em densidade baixa, especialmente em comparação com materiais preenchidos com fibra de vidro.

[0037] Desta maneira, a composição de polímero reforçada com fibra preferivelmente tem (a) uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230°C, 2,16 kg) medida de acordo com a ISO 1133 de 5 a 75 g/10 minutos e/ou (b) densidade igual ou menor do que 1200 kg/m 3 e/ou (c) uma resistência ao entalhe por impacto Charpy em +23°C de > 5,5 kJ/m2e/ou (d) uma força tênsil de acordo com ISO 527-2 de pelo menos 100 MPa.

[0038] Por exemplo a composição de polímero reforçada com fibra tem (a) uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230°C, 2,16 kg) medida de acordo com a ISO 1133 de 5 a 75 g/10 minutos, mais preferivelmente de 5 a 50 g/10 minutos, mais preferivelmente de 7,5 a 30 g/10 minutos, como de 10 a 15 g/10 minutos ou (b) densidade igual ou menor do que 1,200 g/cm3, mais preferivelmente na faixa de 0,800 a 1,200 g/cm3, mais preferivelmente na faixa de 0,850 a 1.150 g/cm3, como na faixa de 0,900 a 1.100 g/cm3 ou (c) uma resistência ao entalhe por impacto Charpy em +23°C de > 5,5 kJ/m2, mais preferivelmente na faixa de 5,5 a 18 kJ/m2, mais preferivelmente na faixa de 6 a 15 kJ/m2, como na faixa de 6 a 10 kJ/m2 ou (d) uma força tênsil de acordo com ISO 527-2 de pelo menos 100 MPa, mais preferivelmente na faixa de 100 a 140 MPa, mais preferivelmente na faixa de 100 a 130, como na faixa de 106 a 120 MPa.

[0039] Alternativamente, a composição de polímero reforçada com fibra tem (a) uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230°C, 2,16 kg) medida de acordo com a ISO 1133 de 5 a 75 g/10 minutos, mais preferivelmente de 5 a 50 g/10 minutos, mais preferivelmente de 7,5 a 30 g/10 minutos, como de 10 a 15 g/10 minutos e (b) densidade igual ou menor do que 1,200 g/cm3, mais preferivelmente na faixa de 0,800 a 1,200 g/cm3, mais preferivelmente na faixa de 0,850 a 1.150 g/cm3, como na faixa de 0,900 a 1.100 g/cm3; e (c) uma resistência ao entalhe por impacto Charpy em +23°C de > 5,5 kJ/m2, mais preferivelmente na faixa de 5,5 a 18 kJ/m2, mais preferivelmente na faixa de 6 a 15 kJ/m2, como na faixa de 6 a 10 kJ/m2 e (d) uma força tênsil de acordo com ISO 527-2 de pelo menos 100 MPa, mais preferivelmente na faixa de 100 a 140 MPa, mais preferivelmente na faixa de 100 a 130, como na faixa de 106 a 120 MPa.

[0040] Além disso, a presente invenção também se refere a um processo para a preparação da composição de polímero reforçada com fibra como descrito acima e em mais detalhes abaixo, compreendendo as etapas de adicionar (a) o polipropileno (PP); (b) as fibras de carbono (CF); (c) o polipropileno modificado polar (PMP); (d) o pelo menos um aditivo opcional; (e) o copolímero elastomérico opcional (ECP) que compreende unidades derivadas de etileno e α-olefinas C4 a C8;

[0041] A uma extrusora e extrusão do mesmo obtendo-se a composição de polímero reforçada com fibra.

[0042] A composição de polímero reforçada com fibra de acordo com a invenção pode ser composta e peletizada usando-se qualquer uma da variedade de máquinas de composição e mesclagem e métodos bem conhecidos e usados na técnica de composição de resina. Entretanto, é preferido usar um método de composição e mesclagem que não afete as dimensões da fibra de carbono.

[0043] Para a mesclagem dos componentes individuais da presente composição, um mecanismo de composição ou mesclagem convencionais, por exemplo, um misturador Banbury, um moinho de borracha de 2 rolos, co- misturador Buss ou uma extrusora de parafuso duplo podem ser usados. Os materiais poliméricos recuperados da extrusora/misturador estão usualmente na forma de grânulos. Estes grânulos, preferivelmente, ainda são processados, por exemplo, por moldagem por injeção para a geração de artigos e produtos da composição inventiva.

[0044] A seguir, os componentes individuais da composição de polímero reforçada com fibra são descritos em mais detalhes.

O polipropileno (PP)

[0045] A composição de polímero reforçada com fibra deve compreender um componente polimérico para atingir propriedades mecânicas bem equilibradas, tais como rigidez alta e impacto em baixa densidade, o polímero deve conter um polipropileno específico. Bons valores de densidade podem ser, INTER ALIA, atingidos devido à presença de um polipropileno (PP). Preferivelmente, um polipropileno (PP) tendo um peso molecular alto.

[0046] Na presente invenção, o termo “polipropileno (PP)” abrange homopolímeros de propileno e/ou copolímeros de propileno.

[0047] Além disso, o termo “copolímero de propileno” abrange copolímeros aleatórios de propileno, polímeros heterofásicos e misturas dos mesmos.

[0048] Como conhecido pela pessoa habilitada, o copolímero de propileno aleatório é diferente do polipropileno heterofásico que é um copolímero de propileno que compreende um componente de matriz de copolímero homo ou aleatório de propileno (1) 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 dispersado no dito polímero de matriz de copolímero homo ou aleatório de propileno (1).

[0049] Em uma modalidade da presente invenção, o polipropileno (PP) estando presente na composição de polímero reforçada com fibra é um homopolímero de propileno (H-PP1) e/ou um copolímero de propileno (C- PP1). Por exemplo, a composição de polímero reforçada com fibra compreende um homopolímero de propileno (H-PP1) e um copolímero de propileno (C-PP1). Alternativamente, a composição de polímero reforçada com fibra compreende um homopolímero de propileno (H-PP1) ou um copolímero de propileno (C-PP1).

[0050] Em uma modalidade específica, a composição de polímero reforçada com fibra compreende um homopolímero de propileno (H-PP1) como o polipropileno (PP).

[0051] É preferido que o polipropileno (PP) tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230°C, 2,16 kg) medida de acordo com a ISO 1133 de não mais do que 100 g/10 minutos, mais preferivelmente na faixa de 2 a 50 g/10 minutos, ainda mais preferivelmente na faixa de 5 a 30 g/10 minutos, como na faixa de 10 a 25 g/10 minutos.

[0052] Adicional ou alternativamente, o polipropileno (PP) tem uma temperatura de fusão Tm na faixa de 160 a 170°C, como na faixa de 162 a 170°C.

[0053] Por exemplo, o polipropileno (PP) tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230°C, 2,16 kg) medida de acordo com a ISO 1133 de não mais do que 100 g/10 minutos, mais preferivelmente na faixa de 2 a 50 g/10 minutos, ainda mais preferivelmente na faixa de 5 a 30 g/10 minutos, como na faixa de 10 a 25 g/10 minutos ou uma temperatura de fusão Tm na faixa de 160 a 170°C, como na faixa de 162 a 170°C.

[0054] Preferivelmente, o polipropileno (PP) tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230°C, 2,16 kg) medida de acordo com a ISO 1133 de não mais do que 100 g/10 minutos, mais preferivelmente na faixa de 2 a 50 g/10 minutos, ainda mais preferivelmente na faixa de 5 a 30 g/10 minutos, como na faixa de 10 a 25 g/10 minutos e uma temperatura de fusão Tm na faixa de 160 a 170°C, como na faixa de 162 a 170°C.

[0055] A seguir, o polipropileno (PP) sendo parte da composição de polímero reforçada com fibra será definido em mais detalhes.

[0056] Em uma modalidade, a composição de polímero reforçada com fibra compreende um homopolímero de propileno (H-PP1).

[0057] A expressão homopolímero de propileno como usado por toda a presente invenção refere-se a um polipropileno que consiste substancialmente, isto é, de mais do que 99,5% em peso, ainda mais preferivelmente de pelo menos 99,7% em peso, como de pelo menos 99,8% em peso, de unidades de propileno. Em uma modalidade preferida, apenas modalidades de propileno no homopolímero de propileno são detectáveis.

[0058] Em uma modalidade preferida, boa rigidez é atingida devido à presença de um homopolímero de propileno (H-PP1) com peso molecular moderadamente alto. Consequentemente, é preferido que o homopolímero de propileno (H-PP1) tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230°C, 2,16 kg) medida de acordo com a ISO 1133 de não mais do que 100 g/10 minutos, mais preferivelmente na faixa de 2 a 50 g/10 minutos, ainda mais preferivelmente na faixa de 5 a 30 g/10 minutos, como na faixa de 10 a 25 g/10 minutos.

[0059] Adicional ou alternativamente, o homopolímero de propileno (H-PP1) tem uma temperatura de fusão Tm na faixa de 160 a 170°C, como na faixa de 162 a 170°C.

[0060] Preferivelmente, o homopolímero de propileno (H-PP1) tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230°C, 2,16 kg) medida de acordo com a ISO 1133 de não mais do que 100 g/10 minutos, mais preferivelmente na faixa de 2 a 50 g/10 minutos, ainda mais preferivelmente na faixa de 5 a 30 g/10 minutos, como na faixa de 10 a 25 g/10 minutos e uma temperatura de fusão Tm na faixa de 160 a 170°C, como na faixa de 162 a 170°C.

[0061] O homopolímero de propileno (H-PP1) preferivelmente caracteriza uma quantidade baixa de solúveis frios de xileno (XCS), isto é, de < 4,0% em peso, preferivelmente na faixa de 0,1 a 4,0% em peso, mais preferivelmente na faixa de 0,1 a 3,0% em peso e mais preferivelmente na faixa de 0,1 a 2,5% em peso.

[0062] O homopolímero de propileno (H-PP1) é preferivelmente um homopolímero de propileno isotático. Consequentemente, é estimado que o homopolímero de propileno (H-PP1) tem uma concentração quinquevalente isotática preferivelmente alta, isto é, maior do que 90% em mol, mais preferivelmente maior do que 92% em mol, ainda mais preferivelmente maior do que 93% em mol e ainda mais preferivelmente maior do que 95% em mol, como maior do que 97% em mol.

[0063] O homopolímero de propileno (H-PP1) é de ponta e comercialmente disponível. Um homopolímero de propileno adequado é, por exemplo, Bormed HF955MO da Borealis AG.

[0064] Adicional ou alternativamente, o polipropileno (PP) é um copolímero de propileno (C-PP1).

[0065] O termo “copolímero de propileno (C-PP1)” abrange copolímeros de propileno aleatórios (RC-PP1) bem como estruturas de complexo, como sistemas heterofásicos.

[0066] O termo “copolímero de propileno aleatório” indica um copolímero de unidades de monômero de propileno e unidades de comonômero, em que as unidades de comonômero são aleatoriamente distribuídas na cadeia polimérica. Desta maneira, um copolímero aleatório é diferente de um copolímero heterofásico que compreende uma fase de matriz e uma fase elastomérica dispersada neste, como descrito em detalhes abaixo. Consequentemente, o copolímero de propileno aleatório (RC-PP1) não contém uma fase de polímero elastomérico dispersado neste, isto é, é monofásico e tem apenas uma temperatura de transição vítrea. Entretanto, o copolímero de propileno aleatório (RC-PP1) pode ser a fase de matriz de um copolímero de propileno heterofásico (HECO). A presença de segundas fases ou às denominadas inclusões são, por exemplo, visíveis por microscopia de resolução alta, como espectroscopia eletrônica ou microscopia de força atômica ou por análise térmica mecânica dinâmica (DMTA). Especificamente em DMTA, a presença de uma estrutura multifase pode ser identificada pela presença de pelo menos duas temperaturas de transição vítrea distintas.

[0067] Desta maneira, o copolímero de propileno aleatório (RC-PP1) preferivelmente compreende, preferivelmente consiste em, unidades derivadas de (i) propileno e (ii) etileno e/ou pelo menos uma α-olefina C4 a C20, preferivelmente pelo menos uma α-olefina selecionada do grupo que consiste em etileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno e 1-octeno, mais preferivelmente etileno e/ou 1-buteno, ainda mais preferivelmente etileno.

[0068] Consequentemente, o copolímero de propileno aleatório (RC- PP1) pode compreender unidades derivadas de propileno, etileno e opcionalmente pelo menos uma outra α-olefina 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 uma outra α-olefina selecionada do grupo que consiste em α- olefina C4, α-olefina C5, α-olefina C6, α-olefina C7, α-olefina C8, α-olefina C9 e α-olefina C10. Mais preferivelmente, o copolímero de propileno aleatório (RC-PP1) compreende unidades derivadas de propileno, etileno e opcionalmente pelo menos uma outra α-olefina selecionada do grupo que consiste 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. Em particular, é preferido que o copolímero de propileno aleatório (RC-PP1) consiste em unidades derivadas de propileno e etileno. Preferivelmente, as unidades deriváveis de propileno constituem a parte principal do copolímero de propileno (C-PP1), isto é, pelo menos 80% em peso, mais preferivelmente de pelo menos 85% em peso, ainda mais preferivelmente de 80 a 99,5% em peso, ainda mais preferivelmente de 85 a 99,5% em peso, ainda mais preferivelmente de 90 a 99,2% em peso, com base no peso total do copolímero de propileno aleatório (RC-PP1). Consequentemente, a quantidade de unidades derivadas de outras α-olefinas C2 a C20 que não propileno no copolímero de propileno aleatório (RC-PP1) está na faixa de 0,5 a 20% em peso, mais preferivelmente de 0,5 a 15% em peso, ainda mais preferivelmente de 0,8 a 10% em peso, com base no peso total do copolímero de propileno aleatório (RC-PP1). Em particular é estimado 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, preferivelmente de 0,8 a 15% em peso, mais preferivelmente de 0,8 a 10% em peso, com base no peso total do copolímero de propileno aleatório (RC-PP1).

[0069] Adicionalmente, é estimado que o copolímero de propileno aleatório (RC-PP1) tem uma temperatura de fusão Tm de pelo menos 130°C, preferivelmente na faixa de 130 a 160°C, mais preferivelmente na faixa de 135 a 158°C, como na faixa de 140 a 155°C.

[0070] Com respeito à taxa de fluxo de fusão MFR2 (230°C), é estimado que o copolímero de propileno aleatório (RC-PP1) preferivelmente tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230°C) medida de acordo com a ISO 1133 de não mais do que 100 g/10 minutos, mais preferivelmente na faixa de 2,0 a 50 g/10 minutos, ainda mais preferivelmente na faixa de 5,0 a 30 g/10 minutos, como na faixa de 8,0 a 25 g/10 minutos.

[0071] 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 copolímero de propileno aleatório (RC-PP1), mais preferivelmente 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).

[0072] Preferivelmente, o copolímero de propileno heterofásico (HECO) compreende a) uma matriz de polipropileno (M-HECO) e b) um copolímero de propileno elastomérico (E).

[0073] A expressão "heterofásico"indica que o copolímero elastomérico (E) é preferivelmente (finamente) dispersado pelo menos na matriz de polipropileno (M-HECO) do copolímero de propileno heterofásico (M-HECO). Em outras palavras, o copolímero elastomérico (E) forma inclusão na matriz de polipropileno (M-HECO). Desta maneira, a matriz de polipropileno (M-HECO) contém inclusões (finamente) dispersadas não sendo parte da matriz e as ditas inclusões contendo copolímero elastomérico (E). O termo "inclusão"de acordo com esta invenção deve indicar preferivelmente que a matriz e a inclusão forma diferentes fases dentro do copolímero de propileno heterofásico (M-HECO), as ditas inclusões são, por exemplo, visíveis por microscopia de resolução alta, como microscopia eletrônica ou microscopia de força de varredura.

[0074] Além disso, o copolímero de propileno heterofásico (HECO) preferivelmente compreende como componentes de polímero apenas a matriz de polipropileno (M-HECO) e o copolímero elastomérico (E). Em outras palavras, o copolímero de propileno heterofásico (HECO) pode conter outros aditivos, mas nenhum outro polímero em uma quantidade que excede 5% em peso, mais preferivelmente excedendo 3% em peso, como excedendo 1% em peso, com base no total copolímero de propileno heterofásico (HECO), mais preferivelmente com base nos polímeros presentes no copolímero de propileno heterofásico (HECO). Um polímero adicional que pode estar presente em tais quantidades baixas que podem estar presentes em tais quantidades baixas é um polietileno que é um produto de reação obtido pela preparação do copolímero de propileno heterofásico (HECO). Consequentemente, em particular é estimado 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.

[0075] O copolímero elastomérico (E) é preferivelmente um copolímero de propileno elastomérico (E1).

[0076] Como explicado acima, um copolímero de propileno heterofásico (HECO) compreende uma matriz de polipropileno (M-HECO) em que o copolímero elastomérico (E), tal como o copolímero de propileno elastomérico (E1), é dispersado.

[0077] A matriz de polímero (M-HECO) pode ser um homopolímero de propileno (H-PP2) ou um copolímero de propileno aleatório (RC-PP2).

[0078] Entretanto, é preferido que a matriz de propileno (M-HECO) é um homopolímero de propileno (H-PP2).

[0079] A matriz de polímero (M-HECO) sendo um homopolímero de propileno (H-PP2) tem um teor solúvel frio de xileno preferivelmente baixo (XCS), isto é, de não mais do que 3,5% em peso, preferivelmente de não mais do que 3,0% em peso, como não mais do que 2,6% em peso, com base no peso total da matriz de polímero (M-HECO). Desta maneira, uma faixa preferida é de 0,5 a 3,0% em peso, mais preferido 0,5 a 2,5% em peso, com base no peso total do homopolímero de propileno (H-PP2).

[0080] Em uma modalidade da presente invenção, a matriz de polímero (M-HECO) é um homopolímero de propileno (H-PP2) tendo uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230°C) de 2,0 a 700 g/10 minutos, mais preferivelmente de 4,0 a 400 g/10 minutos, ainda mais preferivelmente de 15,0 a 200 g/10 minutos e mais preferivelmente de 20,0 a 100 g/10 minuto.

[0081] Se a matriz de polímero (M-HECO) for um copolímero de propileno aleatório (RC-PP2), o copolímero de propileno aleatório (RC-PP2) preferivelmente compreende, preferivelmente consiste em, unidades derivadas de (i) propileno e (ii) etileno e/ou pelo menos uma α-olefina C4 a C8, preferivelmente pelo menos uma α-olefina selecionada do grupo que consiste em etileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno e 1-octeno, mais preferivelmente etileno e/ou 1-buteno, ainda mais preferivelmente etileno.

[0082] Consequentemente, o copolímero de propileno aleatório (RC- PP2) pode compreender unidades derivadas de (i) propileno e (ii) etileno e/ou pelo menos uma α-olefina C4 a C8. Em uma modalidade da presente invenção o copolímero de propileno aleatório (RC-PP2) compreende unidades derivadas de (i) propileno e (ii) pelo menos uma α-olefina selecionada do grupo que consiste em etileno 1-buteno, 1-hexeno e 1-octeno. Em particular, é preferido que o copolímero de propileno aleatório (RC-PP2) consista de unidades derivadas de propileno e etileno. Preferivelmente, as unidades deriváveis de propileno constituem a parte principal do copolímero de propileno aleatório (RC-PP2), isto é, pelo menos 92% em peso, preferivelmente de pelo menos 95% em peso, mais preferivelmente de pelo menos 98% em peso, ainda mais preferivelmente de 92 a 99,5% em peso, ainda mais preferivelmente de 95 a 99,5% em peso, ainda mais preferivelmente de 98 a 99,2% em peso, com base no peso total do copolímero de propileno aleatório (RC-PP2).

[0083] Além disso, é estimado que o teor solúvel frio de xileno (XCS) da matriz de polímero (M-HECO) sendo um copolímero de propileno aleatório (RC-PP2) seja bastante baixo. Consequentemente, o copolímero de propileno (C-PP2) tem preferivelmente uma fração solúvel fria de xileno (XCS) medida de acordo com a ISO 6427 (23°C) de não mais do que 14% em peso, mais preferivelmente de não mais do que 13% em peso, ainda mais preferivelmente de não mais do que 12% em peso, como não mais do que 11,5% em peso, com base no peso total do copolímero de propileno (C-PP2). Desta maneira, uma faixa preferida é de 1 a 14% em peso, mais preferida de 1,0 a 13% em peso, ainda mais preferida de 1,2 a 11% em peso, com base no peso total do copolímero de propileno (C-PP2).

[0084] Em uma modalidade da presente invenção, o copolímero de propileno aleatório (C-PP2) tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230°C) de 2,0 a 700 g/10 minutos, mais preferivelmente de 4,0 a 400 g/10 minutos, ainda mais preferivelmente de 15,0 a 200 g/10 minutos e mais preferivelmente de 20,0 a 100 g/10 minuto.

[0085] O segundo componente do copolímero de propileno heterofásico (HECO) é o copolímero elastomérico (E). Como mencionado acima, o copolímero elastomérico (E) é preferivelmente um copolímero de propileno elastomérico (E1). A seguir, ambos os elastômeros são definidos mais precisamente.

[0086] Preferivelmente, o copolímero de propileno elastomérico (E1) compreende unidades derivadas de (i) propileno e (ii) etileno e/ou α-olefinas C4 a C20, preferivelmente de (i) propileno e (ii) selecionados do grupo que consiste em etileno, 1-buteno, 1-hexeno e 1-octeno. Preferivelmente, o teor de propileno no copolímero de propileno elastomérico (E1) é de pelo menos 40% em peso, mais preferivelmente de pelo menos 45% em peso. Desta maneira, em uma modalidade preferida o copolímero de propileno elastomérico (E1) compreende de 40,0 a 85,0% em peso, mais preferivelmente de 45,0 a 80% em peso, unidades deriváveis de propileno. Os comonômeros presentes no copolímero de propileno elastomérico (E1) são preferivelmente etileno e/ou α-olefinas 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.

[0087] Preferivelmente, 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 preferivelmente na faixa de 20 a 40% em peso, como na faixa de 25 a 35% em peso.

[0088] A viscosidade intrínseca (IV) da fração solúvel fria de xileno (XCS) do copolímero de propileno heterofásico (HECO) é preferivelmente moderada. Consequentemente, é estimado que a viscosidade intrínseca da fração solúvel fria de xileno (XCS) do copolímero de propileno heterofásico (HECO) esteja abaixo de 3,3 dl/g, mais preferivelmente abaixo de 3,1 dl/g, e mais preferivelmente abaixo de 3,0 dl/g. Ainda mais preferida, a viscosidade intrínseca da fração solúvel fria de xileno (XCS) do copolímero de propileno heterofásico (HECO) está na faixa de 1,5 a 3,3 dl/g, mais preferivelmente na faixa de 2,0 a 3,1 dl/g, ainda mais preferivelmente de 2,2 a 3,0 dl/g.

[0089] É especialmente preferido que copolímero de propileno heterofásico (HECO) compreenda um homopolímero de propileno (H-PP2) como a matriz de polímero (M-HECO) e uma borracha de etileno propileno (EPR1) como o copolímero de propileno elastomérico (E1).

[0090] Preferivelmente, o copolímero de propileno heterofásico (HECO) tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230°C) de não mais do que 100 g/10 minutos, mais preferivelmente na faixa de 2 a 50 g/10 minutos, ainda mais preferivelmente na faixa de 5,0 a 30 g/10 minutos, como na faixa de 8,0 a 25 g/10 minutos.

[0091] Bons resultados excepcionais em termos de propriedades mecânicas, tais como rigidez e impacto são obtidos se a presente composição de polímero reforçada com fibra compreende um homopolímero de propileno (H-PP1) apenas como o polipropileno (PP).

[0092] Desta maneira, é preferido que a presente composição de polímero reforçada com fibra compreende um homopolímero de propileno (H-PP1) como o polipropileno (PP)

[0093] O polipropileno (PP) pode compreender um agente de nucleação que é, preferivelmente, um agente de nucleação preferivelmente um agente de nucleação poliméricos, mais preferivelmente um agente de alfa- nucleação, por exemplo, um agente de alfa-nucleação polimérico.

[0094] O teor de agente de (alfa)-nucleação do polipropileno (PP) ou de um de seus componentes, preferivelmente do polipropileno (PP), é preferivelmente de até 5,0% em peso. Em uma modalidade preferida, o polipropileno (PP) ou de um de seus componentes, preferivelmente do polipropileno (PP), contém não mais do que 3000 ppm, mais preferivelmente de 1 a 2000 ppm de um agente de (a)-nucleação, em particular selecionado do grupo que consiste em dibenzilidenossorbitol (por exemplo, 1,3 : 2,4 dibenzilideno sorbitol), derivado de dibenzilidenossorbitol, preferivelmente dimetildibenzilidenossorbitol (por exemplo, 1,3 : 2,4 di(metilbenzilideno) sorbitol) ou nonitol-derivados substituídos, tais como 1,2,3,-tridesóxi-4,6:5,7- bis-O-[(4-propilfenil)metileno]-nonitol, polímero de vinilcicloalcano, polímero de vinilalcano e misturas dos mesmos.

[0095] Em uma modalidade preferida, o polipropileno (PP) ou um de seus componentes contém um vinilcicloalcano, como vinilciclo-hexano (VCH), polímero e/ou polímero de vinilalcano, como o agente de alfa- nucleação preferível. Preferivelmente nesta modalidade, o polipropileno (PP) contém um vinilcicloalcano, como vinilciclo-hexano (VCH), polímero ou polímero de vinilalcano, preferivelmente vinilciclo-hexano (VCH).

[0096] O agente de nucleação pode ser introduzido como um masterbatch. Alternativamente, alguns agentes de alfa-nucleação como definidos na presente invenção, também podem ser introduzidos pela tecnologia BNT como descrito abaixo.

[0097] O agente de nucleação pode ser introduzido no polipropileno (PP) ou um de seus componentes, por exemplo, durante o processo de polimerização do polipropileno (PP) ou um de seus componentes ou podem ser incorporados ao copolímero de propileno na forma de masterbatch (MB) junto com por exemplo, um polímero carregador.

[0098] No caso da modalidade de uma incorporação de masterbatch (MB) o masterbatch (MB) contém um agente de nucleação, que é preferivelmente um agente de nucleação polimérico, mais preferivelmente o agente de alfa-nucleação, mais preferivelmente, um vinilcicloalcano, como vinilciclo-hexano (VCH), polímero ou polímero de vinilalcano, preferivelmente polímero de vinilciclo-hexano (VCH), como definido acima ou abaixo, em uma quantidade de não mais do que 500 ppm, mais preferivelmente de 1 a 200 ppm e ainda mais preferivelmente de 5 a 100 ppm, com base no peso do masterbatch (MB) (100% em peso). Nesta modalidade, mais preferivelmente, o dito masterbatch (MB) está presente em uma quantidade de não mais do que 10,0% em peso, mais preferivelmente não mais do que 5,0% em peso e mais preferivelmente não mais do que 3,5% em peso, com a quantidade preferida de masterbatch (MB) sendo de 1,5 a 3,5% em peso, com base na quantidade total do polipropileno (PP). Mais preferivelmente, o masterbatch (MB) compreende, preferivelmente consiste do homopolímero ou copolímero, preferivelmente homopolímero, de propileno que foi nucleado de acordo com a tecnologia BNT como descrito abaixo.

[0099] É preferido que o agente de nucleação seja introduzido no polipropileno (PP) durante o processo de polimerização de um dos componentes do polipropileno (PP). O agente de nucleação é preferivelmente introduzido ao polipropileno (PP) ou um de seus componentes pela primeira polimerização do composto de vinila definido acima, preferivelmente vinilcicloalcano, como definido acima ou abaixo, na presença de um sistema de catalisador que compreende um componente de catalisador sólido, preferivelmente, um componente de catalisador de Ziegler Natta sólido, um co-catalisador e doador externo opcional e a mistura de reação obtida do polímero do composto de vinila, preferivelmente polímero de vinil ciclo- hexano (VCH) e o sistema de catalisador é então usado para a produção do polipropileno (PP) ou um de seus componentes. A incorporação acima do agente de nucleação polimérico ao polipropileno (PP) durante a polimerização do dito copolímero de propileno é denominada aqui tecnologia BNT como descrito abaixo.

[00100] A dita mistura de reação obtida é referida a seguir intercambiavelmente como sistema de catalisador modificado.

[00101] Preferivelmente, o vinilcicloalcano é o polímero de vinilciclo- hexano (VCH) que é introduzido no copolímero de propileno pela tecnologia BNT.

[00102] Mais preferivelmente nesta modalidade preferida, a quantidade de vinilcicloalcano, como vinilciclo-hexano (VCH), polímero ou polímero de vinilalcano, mais preferivelmente de vinilciclo-hexano (VCH) polímero, no polipropileno (PP) ou de um de seus componentes, preferivelmente do polipropileno (PP), não é mais do que 500 ppm, mais preferivelmente de 1 a 200 ppm, mais preferivelmente 5 a 100 ppm.

[00103] Com respeito à tecnologia BNT, referência é feita aos pedidos internacionais WO 99/24478, WO 99/24479 e particularmente WO 00/68315. De acordo com esta tecnologia, um sistema de catalisador, preferivelmente um pró-catalisador de Ziegler-Natta, pode ser modificado por polimerização de um composto de vinila na presença do sistema de catalisador, que compreende, em particular, o pró-catalisador de Ziegler-Natta especial, um doador externo e um co-catalisador, cujo composto de vinila tem a fórmula:

em que R3 e R4 formam juntos um anel saturado, insaturado ou aromático de 5 ou 6 membros ou representa independentemente um grupo alquila que compreende de 1 a 4 átomos de carbono e o catalisador modificado é usado para a preparação do polipropileno (PP) de acordo com esta invenção. O composto de vinila polimerizado atua como um agente de alfa-nucleação. A razão de peso de composto de vinila para o componente de catalisador sólido na etapa de modificação do catalisador é preferivelmente de até 5 (5:1), preferivelmente de até 3 (3:1) mais preferivelmente de 0,5 (1:2) a 2 (2:1). O composto de vinila mais preferido é vinilciclo-hexano (VCH).

As fibras de carbono (CF)

[00104] É estimado que a composição de polímero reforçada com fibra tenha propriedades mecânicas bem equilibradas, tais como rigidez alta e impacto alto. A fim de garantir uma boa rigidez, a composição de polímero reforçada com fibra compreende fibras de carbono (CF). Desta maneira, um componente essencial da composição de polímero reforçada com fibra são as fibras de carbono (CF).

[00105] As fibras de carbono (CF) usadas na composição de polímero reforçada com fibra têm preferivelmente um comprimento médio de 0,5 a 300 mm, mais preferivelmente de 1,0 a 250 mm, por exemplo de 1,5 a 200 mm. Mais preferivelmente, as fibras de carbono (CF) usadas na composição de polímero reforçada com fibra são preferivelmente fibras de carbono (CF) sem fim. As fibras de carbono preferivelmente têm um diâmetro médio de 2 a 30 μm, mais preferivelmente de 3 a 25 μm e mais preferivelmente de 5 a 20 μm.

[00106] Preferivelmente, as fibras de carbono (CF) têm uma densidade de 1,3 a 2,2 g/cm3, mais preferivelmente de 1,4 a 2,1 g/cm3, mais preferivelmente de 1,5 a 1,9 g/cm3.

[00107] Preferivelmente, as fibras de carbono (CF) estão na forma de um tecido não tecido.

[00108] Preferivelmente, o tecido não tecido compreende pelo menos 50% em peso de fibras de carbono (CF), mais preferivelmente pelo menos 65% em peso de fibras de carbono, ainda mais preferivelmente pelo menos 75% em peso de fibras de carbono (CF) e mais preferivelmente pelo menos 80% em peso, com base no peso total do tecido não tecido.

[00109] O tecido não tecido de acordo com a invenção pode compreender compostos poliméricos, tais como agentes de colagem e/ou fios de costura.

[00110] É estimado que o tecido não tecido pode ser um material reciclado que pode conter compostos adicionais além das fibras de carbono preferidas, por exemplo, agentes de colagem, fibras de vidro, fios de costura em uma quantidade menor etc., dependendo do primeiro uso pretendido.

[00111] Em uma modalidade, o tecido não tecido é isento de materiais poliméricos. As fibras de carbono não são consideradas serem materiais poliméricos.

[00112] Se presente, a quantidade de fio de costura está normalmente dentro da faixa de 0,25 a 10% em peso, preferivelmente dentro da faixa de 0,5 a 7,5% em peso e mais preferivelmente dentro da faixa de 1,0 a 3,0% em peso com base no peso total do tecido não tecido. Os fios de costura adequados são, por exemplo, fibras de poliéster.

[00113] Em uma modalidade, as fibras de carbono (CF), preferivelmente o tecido não tecido, compreendem um agente de colagem a fim de melhorar sua umectação e acoplamento à matriz de polímero. Preferivelmente, as fibras de carbono (CF), preferivelmente o tecido não tecido, compreendem agentes de colagem na superfície das fibras. Preferivelmente, as fibras de carbono (CF), preferivelmente o tecido não tecido, compreendem um agente de colagem selecionado de resinas epóxi, resinas epóxi modificadas por poliéter, poliuretano, polipropileno enxertado com amino-silano.

[00114] Em uma modalidade especialmente preferida, as fibras de carbono (CF), preferivelmente o tecido não tecido, compreendem uma resina epóxi, mais preferivelmente uma resina epóxi modificada por poliéter, um agente de colagem. Um agente de colagem adequado é, por exemplo, Duroxy SEF 968w distribuído por Cytec. Os formadores de película, lubrificantes, estabilizantes e agentes anti-estáticos também podem ser compreendidos no agente de colagem.

[00115] Usualmente, a quantidade de tal agente de colagem é de 15% em peso ou menos, mais preferivelmente 10% em peso ou menor e mais preferivelmente 7,5% em peso ou menos, com base no peso total das fibras de carbono (CF), preferivelmente o tecido não tecido.

[00116] O tecido não tecido pode ser um material reciclado que pode conter estes compostos adicionais (e possivelmente também outros) além das fibras de carbono preferidas.

[00117] No caso, as fibras de carbono (CF) estão na forma de um tecido não tecido, o tecido não tecido está preferivelmente na forma de uma faixa.

[00118] Usualmente, a largura da faixa não é mais do que 300 mm. Preferivelmente, a faixa tem uma largura de 10 a 300 mm, preferivelmente uma largura de 25 a 250 mm e mais preferivelmente uma largura de 40 a 200 mm. Adicional ou alternativamente, a faixa preferivelmente tem um comprimento de pelo menos 50 cm, mais preferivelmente de pelo menos 150 cm e mais preferivelmente de pelo menos 250 cm.

[00119] A faixa pode estar na forma de um carretel. Desta maneira, o comprimento não é particularmente limitado. Entretanto, o comprimento não é particularmente limitado, isto é, a faixa pode ser uma denominada “faixa sem fim”.

[00120] O peso médio do tecido não tecido está preferivelmente dentro da faixa de 100 a 1000 g/m2, mais preferivelmente dentro da faixa de 150 a 800 g/m2 e mais preferivelmente dentro da faixa de 250 a 650 g/m2.

[00121] O tecido não tecido ainda é caracterizado por um peso constante por área. Desta maneira, a diferença em peso entre duas seções do tecido não tecido tendo uma área idêntica expressada como o quociente da seção tendo o peso mais alto para a seção tendo o peso menor está preferivelmente dentro de 10 %, mais preferivelmente dentro de 5 %.

[00122] A preparação de tecidos não tecidos de fibras de carbono (CF), por exemplo, enrolamentos, ou material reciclado que pode estar na forma de uma trama depositada, é bem conhecida na técnica. Os processos adequados são, por exemplo, punção com agulha.

[00123] Preferivelmente, o tecido não tecido está na forma de um tecido não tecido, preferivelmente, obtido pela punção com agulha.

[00124] É estimado que as fibras de carbono (CF) sejam preferivelmente as únicas fibras presentes na presente composição de polímero reforçada com fibra. Desta maneira, a composição de polímero reforçada com fibra é preferivelmente isenta de fibras (F) sendo selecionada do grupo que compreende fibras de vidro, fibras metálicas, fibras minerais, fibras cerâmicas e misturas dos mesmos. Mais preferivelmente, a composição de polímero reforçada com fibra é isenta de outras fibras (F) que não as fibras de carbono (CF).

[00125] Em uma modalidade, a composição de polímero reforçada com fibra é isenta de fibras (F) tendo um diâmetro médio maior do que 15 μm, preferivelmente maior do que 12 μm e mais preferivelmente maior do que 9 μm. Adicional ou alternativamente, a composição de polímero reforçada com fibra é isenta de fibras (F) tendo diâmetro médio menor do que 2 μm, preferivelmente menor do que 3 μm e mais preferivelmente menor do que 5 μm.

O polipropileno modificado polar (PMP) como agente de acoplamento

[00126] A fim de atingir uma dispersão mais fácil e mais uniforme das fibras de carbono (CF) nos componentes de polímero que atuam na combinação composição de polímero reforçada com fibra como uma matriz, a composição de polímero reforçada com fibra compreende um agente de acoplamento específico.

[00127] O agente de acoplamento de acordo com esta invenção é um polipropileno específico modificado polar (PMP).

[00128] O polipropileno modificado polar (PMP) preferivelmente é um polipropileno contendo grupos polares. A seguir, o polipropileno será definido mais precisamente sendo subsequentemente modificado ao polipropileno modificado polar (PMP) como explicado em detalhes abaixo.

[00129] O polipropileno é preferivelmente um homopolímero de propileno ou um copolímero de propileno aleatório, como um copolímero de (i) propileno e (ii) etileno e/ou α-olefinas C4 a C12, preferivelmente de (i) propileno e (ii) uma α-olefina selecionada do grupo que consiste em etileno, 1-buteno, 1-hexeno e 1-octeno. Com respeito à definição de “aleatório” referência é feita à informação fornecida acima.

[00130] Em uma modalidade, o polipropileno modificado polar (PMP) é um copolímero de propileno aleatório modificado, em que o dito copolímero de propileno aleatório compreende etileno como a única unidade de comonômero.

[00131] Preferivelmente, as unidades deriváveis de propileno constituem a parte principal do copolímero de propileno aleatório, isto é, pelo menos 90,0% em peso, mais preferivelmente na faixa de 92,0 a 99,5% em peso, ainda mais preferivelmente de 92,5 a 98,0% em peso, ainda mais preferivelmente de 93,0 a 96,0% em peso, com base no peso total do copolímero de propileno. Consequentemente, a quantidade de unidades derivadas de etileno e/ou α-olefinas C4 a C12, preferivelmente derivadas de etileno, no copolímero de propileno aleatório é de quase 10,0% em peso, mais preferivelmente na faixa de 0,5 a 8,0% em peso, ainda mais preferivelmente de 2,0 a 7,5% em peso, ainda mais preferivelmente de 4,0 a 7,0% em peso, com base no peso total do copolímero de propileno aleatório. Em particular é estimado que o copolímero de propileno aleatório compreenda apenas unidades deriváveis de propileno e etileno. As quantidades de comonômero dadas neste parágrafo pertencem preferivelmente ao copolímero de propileno aleatório que não é modificado.

[00132] Adicionalmente, é estimado que o copolímero de propileno aleatório tenha uma temperatura de fusão Tm na faixa de 125 a 140°C, mais preferivelmente varia de 128 a 138°C e mais preferivelmente varia de 131 a 136°C. a temperatura de fusão dada neste parágrafo é a temperatura de fusão do copolímero de propileno aleatório não modificado.

[00133] Adicional ou alternativamente, o copolímero de propileno aleatório, isto é, o copolímero de propileno aleatório não modificado, tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230°C) medida de acordo com a ISO 1133 na faixa de 1 a 30 g/10 minutos, preferivelmente na faixa de 1 a 20 g/10 minutos, mais preferivelmente na faixa de 1 a 10 g/10 minutos, e mais preferivelmente na faixa de 2 a 6 g/10 minutos.

[00134] É estimado que o polipropileno modificado polar (PMP) compreenda grupos derivados de grupos polares. Neste contexto, preferência é dada a polipropileno modificado polar (PMP) que compreenda grupos derivados de compostos polares, em particular selecionados do grupo que consiste em anidridos ácidos, ácidos carboxílicos, derivados de ácido carboxílico, aminas primárias e secundárias, compostos hidroxila, oxazolina e epóxidos e também compostos iônicos.

[00135] Os exemplos específicos dos ditos grupos polares são anidridos cíclicos insaturados e seus diésteres alifáticos e os derivados ácidos. Em particular, pode-se usar anidrido maleico e compostos selecionados de maleatos de dialquila lineares e ramificados C1 a C10, fumaratos de dialquila lineares e ramificados C1 a C10, anidrido itacônico, ésteres dialquílicos de ácido itacônico lineares e ramificados C1 a C10, ácido maleico, ácido fumárico, ácido itacônico e misturas dos mesmos.

[00136] Em termos de estrutura, o polipropileno modificado polar (PMP) é preferivelmente selecionado de copolímeros de enxerto ou de bloco preferivelmente do propileno definido acima, como o copolímero de propileno aleatório definido acima.

[00137] Preferivelmente, o polipropileno modificado polar (PMP), isto é, o agente de acoplamento, é um polipropileno, como o copolímero de propileno aleatório como definido acima na seção “o propileno modificado polar (PMP) como agente de acoplamento”, enxertado com tal grupo polar.

[00138] Preferência particular é dada ao uso de um polipropileno, como o copolímero de propileno aleatório como definido acima na seção “o propileno modificado polar (PMP) como agente de acoplamento”, enxertado com anidrido maleico como o polipropileno modificado polar (PMP), isto é, o agente de acoplamento.

[00139] Em uma modalidade, o polipropileno modificado polar (PMP) é um copolímero de propileno aleatório como definido acima enxertado com anidrido maleico. Desta maneira em uma modalidade preferida específica, o polipropileno modificado polar (PMP) é um copolímero de propileno etileno aleatório enxertado com anidrido maleico, mais preferivelmente em que o teor de etileno com base na quantidade total do copolímero propileno etileno aleatório está na faixa de 2,0 a 7,5% em peso, mais preferivelmente na faixa de 4,0 a 7,0% em peso.

[00140] A fim de atingir a dispersão desejada das fibras de carbono (CF) nos componentes de polímero garantindo que a composição de polímero reforçada com fibra forneça as propriedades mecânicas bem equilibradas, tais como rigidez alta e impacto em baixa densidade, é estimado que o polipropileno modificado polar (PMP) compreenda uma quantidade de grupos que derivam de grupos polares que são maiores do que aqueles tipicamente usados em polipropilenos modificados polares considerados para polipropilenos.

[00141] As quantidades requeridas de grupos que derivam de grupos polares no polipropileno modificado polar (PMP) são, desta maneira, de 0,5 a 5,0% em peso, com base no peso total do polipropileno modificado polar (PMP). Preferivelmente, a quantidade de grupos que derivam de grupos polares no polipropileno modificado polar (PMP) são de 1,5 a 4,0% em peso, mais preferivelmente de 2,0 a 3,0% em peso, mais preferivelmente de 2,0 a 2,8% em peso, tal como de 2,2 a 2,4% em peso, com base no peso total do polipropileno modificado polar (PMP).

[00142] Desta maneira, em uma modalidade preferida específica, o polipropileno modificado polar (PMP) é um copolímero propileno etileno copolímero aleatório enxertado com anidrido maleico, mais preferivelmente em que o teor de etileno com base na quantidade total do copolímero de propileno etileno aleatório está na faixa de 2,0 a 7,5% em peso, mais preferivelmente na faixa de 4,0 a 7,0% em peso e/ou a quantidade de grupos que derivam do anidrido maleico no polipropileno modificado polar (PMP) é de 1,5 a 4,0% em peso, mais preferivelmente de 2,0 a 3,0% em peso, mais preferivelmente de 2,0 a 2,8% em peso, tal como de 2,2 a 2.4% em peso, com base no peso total do polipropileno modificado polar (PMP).

[00143] Os valores preferidos do índice de fluxo de fusão MFI (170°C; 1,2 kg) medido em linha com as definições gerais da ISO 1133 para o polipropileno modificado polar (PMP) são de 10 a 150 g/10 minutos, como na faixa de 30 a 120 g/10 minutos. Por exemplo, o polipropileno modificado polar (PMP) tem um índice de fluxo de fusão MFI (170°C; 1,2 kg) medido em linha com as definições gerais da ISO 1133 de 50 a 100 g/10 minutos, de 60 a 80 g/10 minuto.

[00144] Os valores preferidos da taxa de fluxo de fusão MFR2 (230°C; 2,16 kg) para o polipropileno modificado polar (PMP) são de 350 a 600 g/10 minutos, como na faixa de 400 a 550 g/10 minutos.

[00145] Adicional ou alternativamente, é estimado que o polipropileno modificado polar (PMP) preferivelmente tem uma temperatura de fusão Tm na faixa de 120 a 150°C, mais preferivelmente varia de 125 a 145°C e mais preferivelmente varia de 130 a 140°C.

[00146] O polipropileno modificado polar (PMP) pode ser produzido de uma maneira simples por um processo de enxerto de duas etapas que compreende um estágio de sólido como uma primeira etapa e um estágio de fusão como uma segunda etapa. Tais etapas de processo são bem conhecidas na técnica.

[00147] O polipropileno modificado polar (PMP) é conhecido na técnica e comercialmente disponível. Um exemplo adequado é SCONA TSPP 3598 GB da BYK.

[00148] Em uma modalidade, a composição de polímero reforçada com fibra compreende o polipropileno modificado polar (PMP) como definido acima como o único polipropileno modificado polar (PMP).

Componentes opcionais

[00149] O termo “aditivo” também abrange aditivos que são fornecidos como um masterbatch contendo material carregador polimérico como debatido acima. Entretanto, o termo “aditivo” não abrange agentes de nucleação, por exemplo, agentes de a-nucleação. Os aditivos típicos são descontaminantes ácidos, antioxidantes, tais como antioxidante fenólico (AO) e o estabilizante de luz de amina impedida (HALS), corantes, pigmentos, tais como talco, agentes anti-arranhão, agentes dispersantes e carregadores.

[00150] O termo “pelo menos um” aditivo no significado da presente invenção significa que o aditivo compreende, preferivelmente consiste em, um ou mais aditivos.

[00151] Em uma modalidade da presente invenção, o pelo menos um aditivo compreende, preferivelmente consiste em, um aditivo. Alternativamente, o pelo menos um aditivo compreende, preferivelmente consiste em, uma mistura de dois ou mais aditivos. Por exemplo, o pelo menos carbonato de hidrogênio alcalinoterroso compreende, preferivelmente consiste em, de uma mistura de dois ou três aditivos.

[00152] Preferivelmente, o pelo menos um aditivo compreende, mais preferivelmente consiste em, uma mistura de dois ou mais aditivos.

[00153] Em uma modalidade, a composição de polímero reforçada com fibra compreende talco e opcionalmente outros aditivos. Se a composição de polímero reforçada com fibra compreender talco, o talco está preferivelmente presente em uma quantidade de 0,1 a 2% em peso, mais preferivelmente de 0,1 a 0,5% em peso e mais preferivelmente de 0,3 a 0,5% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra. O talco tem preferivelmente um tamanho de artigo tipicamente usado nesta área. Por exemplo, o talco tem um tamanho de artigo médio d50 na faixa de 0,1 a 5 μm, preferivelmente de 0,5 a 4,5 μm, mais preferivelmente de 1 a 4 μm e mais preferivelmente de 1,5 a 3,5 μm. Adicional ou alternativamente, o talco tem um tamanho de artigo d99 na faixa de 5 a 25 μm, preferivelmente de 8 a 20 μm, mais preferivelmente de 9 a 18 μm e mais preferivelmente de 10 a 15 μm. Tal talco como aditivo em composições de polímero está disponível para uma grande variedade de fontes, por exemplo, da IMI-Fabi, Itália.

[00154] No significado da presente invenção, o tamanho do artigo é especificado como tamanho de artigo médio ponderado D50 a não ser que indicado de outra maneira. O valor D50 é desta maneira o tamanho de artigo médio ponderado, isto é, 50% em peso de todos os grãos são maiores e os 50% remanescentes em peso de grãos menores do que este tamanho de artigo. Para determinar o valor do tamanho de artigo médio ponderado D50 um Sedigraph, isto é, o método de sedimentação, pode ser usado.

[00155] Além disso, a composição de polímero reforçada com fibra contém preferivelmente um agente de a-nucleação. Ainda mais preferido, a presente composição de polímero reforçada com fibra é isento de agentes de e—nucleação. Consequentemente, o agente de nucleação é preferivelmente selecionado do grupo que consiste em (i) sais de monoácidos carboxílicos e ácidos policarboxílicos, por exemplo, benzoato de sódio ou terc-butilbenzoato de alumínio e (ii) dibenzilidenossorbitol (por exemplo, 1,3 : 2,4 dibenzilidenossorbitol) e derivados de dibenzilidenossorbitol substituídos por alquila C1-C8, tais como metildibenzilidenossorbitol, etildibenzilidenossorbitol ou dimetildibenzilidenossorbitol (por exemplo, 1,3 : 2,4 di(metilbenzilideno) sorbitol) ou derivados substituídos por nonitol, tais como 1,2,3,-trideóxi-4,6:5,7-bis-O-[(4-propilfenil)metileno]-nonitol e (iii) sais de diésteres de ácido fosfórico, por exemplo, sódio 2,2'-metilenobis (4,6,-di-terc-butilfenil) fosfato ou alumínio-hidróxi-bis[2,2'- metileno-bis(4,6-di-t-butilfenil)fosfato] e (iv) polímero de vinilcicloalcano e polímero de vinilalcano e (v) misturas destes.

[00156] Preferivelmente, a composição de polímero reforçada com fibra contém como o agente de a-nucleação um polímero de vinilcicloalcano e/ou um polímero de vinilalcano.

[00157] Tais aditivos e agentes de nucleação são, geralmente, comercialmente disponíveis e são descritos, por exemplo, em "Plastic Additives Handbook", 5a edição, 2001 de Hans Zweifel.

[00158] A composição de polímero reforçada com fibra de acordo com a presente invenção opcionalmente compreende um copolímero elastomérico (ECP).

[00159] É estimado que o copolímero elastomérico (ECP) está preferivelmente presente na composição de polímero reforçada com fibra no caso a composição de polímero reforçada com fibra compreende o polipropileno (PP) em uma quantidade abaixo de 70% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra.

[00160] Por exemplo, o copolímero elastomérico (ECP) está presente na composição de polímero reforçada com fibra no caso a composição de polímero reforçada com fibra compreende o polipropileno (PP) em uma quantidade que varia de 39 a 70% em peso, mais preferivelmente de 45 a 70% em peso, mais preferivelmente de 55 a 70% em peso, como de 60 a 70% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra.

[00161] No caso a composição de polímero reforçada com fibra compreende copolímero elastomérico (ECP), o copolímero elastomérico (ECP) está preferivelmente presente em uma quantidade que varia de 2,0 a 15,0% em peso, mais preferivelmente de 5,0 a 12,5% em peso e mais preferivelmente de 7,5 a 12,5% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra.

[00162] O copolímero elastomérico (ECP) preferivelmente tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (190°C; 2,16 kg) medida de acordo com a ISO 1133 na faixa de 0,25 a 45,0 g/10 minutos, preferivelmente na faixa de 0,25 a 30,0 g/10 minutos e mais preferivelmente na faixa de 0,25 a 10,0 g/10 minutos.

[00163] O copolímero elastomérico (ECP) tem tipicamente uma densidade igual ou menor do que 0,935 g/cm3, preferivelmente de igual ou menor do que 0,920 g/cm3, mais preferivelmente igual ou menor do que 0,910 g/cm3, ainda mais preferivelmente na faixa de 0,850 a 0,910 g/cm3, como na faixa de 0,850 a 0,905 g/cm3.

[00164] É preferido que o copolímero elastomérico (ECP) seja um copolímero de etileno com comonômeros selecionados de α-olefinas C4 a C8. Por exemplo, o copolímero elastomérico (ECP) compreende, especialmente, consiste em, monômeros copolimerizáveis com etileno do grupo que consiste em propileno, 1-buteno, 1-hexeno e 1-octeno.

[00165] Mais especificamente, o copolímero elastomérico (ECP) compreende - à parte do etileno - unidades deriváveis de 1-hexeno e 1- octeno. Em uma modalidade preferida, o copolímero elastomérico (ECP) compreende unidades deriváveis de etileno e 1-octeno apenas.

[00166] Adicionalmente, é estimado que o copolímero elastomérico (ECP) tenha preferivelmente um teor de comonômero na faixa de 15,0 a 55,0% em peso, mais preferivelmente na faixa de 25,0 a 40,0% em peso, com base no peso total do copolímero elastomérico (ECP).

[00167] É estimado que a composição de polímero reforçada com fibra compreenda o copolímero elastomérico (ECP) e que seja dispersada no polipropileno (PP).

[00168] É preferido que o copolímero elastomérico (ECP) esteja presente na razão de peso específica em comparação com o polipropileno (PP) e/ou as fibras de carbono (CF) na composição de polímero reforçada com fibra.

[00169] Por exemplo, a razão em peso de copolímero de polipropileno (PP) para o copolímero elastomérico (ECP) [PP/ECP] é de pelo menos 3. Preferivelmente, a razão em peso de polipropileno (PP) para o copolímero elastomérico (ECP) [PP/ECP] é de 20:1 a 3:1, mais preferivelmente de 15:1 a 4:1 e mais preferivelmente de 10:1 a 5:1.

[00170] Adicional ou alternativamente, a razão em peso de as fibras de carbono (CF) para o copolímero elastomérico (ECP) [CF/ECP] está abaixo de 8. Preferivelmente, a razão em peso de as fibras de carbono (CF) para o copolímero elastomérico (ECP) [CF/ECP] é de 8:1 a 1:1, mais preferivelmente de 5:1 a 1:1 e mais preferivelmente de 3:1 a 1:1.

O artigo

[00171] A invenção também é direcionada a um artigo que compreende a composição de polímero reforçada com fibra de acordo com esta invenção. Preferivelmente, o artigo compreende pelo menos 80% em peso, como 80 a 99,9% em peso, mais preferivelmente pelo menos 90% em peso, como 90 a 99,9% em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 95% em peso, como 95 a 99,9% em peso, da composição de polímero reforçada com fibra de acordo com esta invenção. Em uma modalidade o artigo consiste da composição de polímero reforçada com fibra de acordo com esta invenção.

[00172] Preferivelmente, o artigo é um artigo moldado, preferivelmente um artigo moldado por injeção ou um artigo espumado.

[00173] O artigo pode ser uma parte de máquinas de lavar ou lavadoras de pratos ou artigos automotivos, especialmente de interiores e exteriores de carros.

[00174] Os artigos automotivos preferidos são selecionados do grupo que consiste em suportes de instrumentos, coberturas, suportes estruturais, parachoques, acabamentos laterais, estribos, painéis de lataria, spoilers, painéis de instrumentos, acabamentos internos e semelhantes.

[00175] Os artigos automotivos são artigos tipicamente moldados, preferivelmente artigos moldados por injeção bem como os artigos espumados. Preferivelmente, os artigos automotivos, especialmente aqueles definidos no parágrafo prévio são artigos moldados por injeção.

[00176] A composição de polímero reforçada com fibra da presente invenção também pode ser usada para a produção de artigos, preferivelmente artigos moldados, mais preferivelmente artigos moldados por injeção bem como os artigos espumados.

[00177] Em um outro aspecto, a presente invenção também refere-se ao uso da composição de polímero reforçada com fibra da presente invenção para a produção de artigos, tais como peças de máquinas de lavar ou lavadoras de pratos bem como artigos automotivos, especialmente de interiores e exteriores de carros, como suportes de instrumentos, coberturas, suportes estruturais, parachoques, acabamentos laterais, estribos, painéis de lataria, spoilers, painéis de instrumentos, acabamentos internos e semelhantes.

[00178] A seguir, a invenção é descrita em mais detalhes.

EXEMPLOS 1. Definições/Métodos de Medição

[00179] As seguintes definições de termos e métodos de determinação aplicam-se para a descrição geral acima da invenção bem como aos exemplos abaixo a não ser que definido de outra maneira.

[00180] Quantificação de microestrutura por espectroscopia de RMN

[00181] A espectroscopia (RMN) de ressonância nuclear-magnética quantitativa (NMR) é suada para quantificar a isotaticidade e regio- regularidade dos hompolímeros de polipropileno.

[00182] Os espectros 13C{1H} NMR quantitativos foram registrados no estado de solução usando-se um espectrômetro de RMN Bruker Advance III 400 operando em 400,15 e 100,62 MHz para 1H e 13C respectivamente. Todos os espectros foram registrados usando-se uma cabeça de sonda de temperatura estendida 10 mm otimizada por 13C a 125°C usando-se gás nitrogênio para todos os pneumáticos.

[00183] Para os homopolímeros de polipropileno aproximadamente 200 mg de material foram dissolvidos em 1,2-tetracloroetano-D2 (TCE-D2). Para garantir uma solução homogênea, após a preparação de amostra inicial em um bloco de calor, o tubo de RMN ainda foi aquecido em um forno rotativo por pelo menos 1 hora. Na inserção no magneto, o tubo foi rotacionado em 10 Hz. Este ajuste foi escolhido primariamente para a resolução alta necessária para a quantificação de distribuição de taticidade (Busico, V., Cipullo, R., Prog. Polym. Sci. 26 (2001) 443; Busico, V.; Cipullo, R., Monaco, G., Vacatello, M., Segre, A.L., Macromolecules 30 (1997) 6251). A extração por pulso simples padrão foi realizada utilizando-se o esquema de desligamento NOE e bi-nível WALTZ16 (Zhou, Z., Kuemmerle, R., Qiu, X., Redwine, D., Cong, R., Taha, A., Baugh, D. Winniford, B., J. Mag. Reson. 187 (2007) 225; Busico, V., Carbonniere, P., Cipullo, R., Pellecchia, R., Severn, J., Talarico, G., Macromol. Rapid Commun. 2007, 28, 11289). Um total de total de 8192 (8k) transitório foi adquirido por espectro.

[00184] Os espectros 13C{1H} RMN quantitativos foram processados, integrados e as propriedades quantitativas relevantes determinadas a partir das integrais usando-se programas de computador patenteados.

[00185] Para homopolímeros de polipropileno, todas as mudanças químicas são internamente referidas ao quinquevalente isotático de metila (mmmm) em 21,85 ppm.

[00186] Sinais característicos correspondendo a regio defeitos (Resconi, L., Cavallo, L., Fait, A., Piemontesi, F., Chem. Rev. 2000, 100, 1253;; Wang, W-J., Zhu, S., Macromolecules 33 (2000), 1157; Cheng, H. N., Macromolecules 17 (1984), 1950) ou comonômero foram observados.

[00187] A distribuição de taticidade foi quantificada através da integração da região de metila entre 23,6-19,7 ppm corrigindo quanto a quaisquer locais não correlacionados às sequências estéreo de interesse (Busico, V., Cipullo, R., Prog. Polym. Sci. 26 (2001) 443; Busico, V., Cipullo, R., Monaco, G., Vacatello, M., Segre, A.L., Macromolecules 30 (1997) 6251).

[00188] Especificamente, a influência de regio defeitos e de comonômero na quantificação da distribuição de taticidade foi corrigida pela subtração de integrais de regio-defeito e comonômero representativo das regiões integrais específicas das sequências estéreo.

[00189] A isotaticidade foi determinada no nível quinquevalente e relatado como a porcentagem de sequências quinquevalentes isotáticas (mmmm) com respeito a todas as sequências quinquevalentes:

[00190] [mmmm] % = 100 * (mmmm / soma de todos os quinquevalentes)

[00191] A presença de 2,1 eritro regio-defeitos foi indicada pela presença dos dois locais metila em 17,7 e 17,2 ppm e confirmada por outros locais característicos. Os sinais característicos correspondentes a outros tipos de regio-defeitos foram observados (Resconi, L., Cavallo, L., Fait, A., Piemontesi, F., Chem. Rev. 2000, 100, 1253).

[00192] A quantidade de 2,1 eritro regio-defeitos foi quantificada usando-se a integral média dos dois locais metila característicos em 17,7 e 17,2 ppm:

[00193] A quantidade de 1,2 propeno inserido primário foi quantificada com base na região metila com correção realizada para locais incluídos nesta região não relacionada à inserção primária e para locais de inserção primários excluídos desta região:

[00194] A quantidade total de propeno foi quantificada como a soma de propeno inserido primário e todos os outros regio-defeitos presentes:

[00195] A porcentagem em mol de 2,1-eritro regio-defeitos foi quantificada com respeito a todo propeno:

[00196] Os sinais característicos correspondentes à incorporação de etileno foram observados (como descrito em Cheng, H. N., Macromolecules 1984, 17, 1950) e a fração de comonômero calculada como a fração de etileno no polímero com respeito a todos os monômeros no polímero.

[00197] A fração de comonômero foi quantificada usando-se o método de W-J. Wang and S. Zhu, Macromolecules 2000, 33 1157, através da integração de sinais múltiplos através da região espectral total nos espectros de 13C{1H}. Este método foi escolhido por sua natureza robusta e capacidade de levar em conta a presença de regio-defeitos necessário. As regiões integrais foram levemente ajustadas para aumentar a aplicabilidade através da faixa total de teores de comonômero encontrados.

[00198] A porcentagem em mol de incorporação de comonômero foi calculada a partir da fração em mol.

[00199] A porcentagem em mol de incorporação de comonômero foi calculada a partir da fração em mol.

[00200] MFR2 (230°C) é medido de acordo com a ISO 1133 (230°C, carga de 2,16 kg).

[00201] MFR2 (190°C) é medido de acordo com a ISO 1133 (190°C, carga de 2,16 kg).

[00202] MFR (170°C) é medido em linha com as definições gerais da ISO 1133 (170°C, carga de 1,2 kg).

[00203] Análise DSC, temperatura de fusão (Tm) e entalpia de fusão (Hm), temperatura de cristalização (Tc) e entalpia de cristalização (Hc): medidos com uma calorimetria de varredura diferencial TA Instrument Q200 (DSC) em amostras de 5 a 7 mg. DSC é realizada de acordo com a ISO 11357 / parte 3 /método C2 em um ciclo de calor / frio / calor com uma taxa de varredura de 10°C/minuto 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 esfriamento, enquanto a temperatura de fusão e a entalpia de fusão (Hm) são determinadas a partir da segunda etapa de aquecimento.

[00204] A temperatura de transição vítrea Tg é determinada por análise mecânica dinâmica de acordo com ISO 6721-7. As medições são realizadas no modo de torção em amostras moldadas por compressão (40x10x1 mm3) entre -100°C e +150°C com uma taxa de aquecimento de 2°C/minuto e uma frequência de 1 Hz.

[00205] A densidade da composição de polímero é medida de acordo com a ISO 1183-187. A preparação de amostra é realizada pela moldagem por compressão de acordo com a ISO 1872-2:2007.

[00206] Os solúveis frios de xileno (XCS,% em peso): Teor de solúveis frios de xileno (XCS) é determinado a 25°C de acordo com ISO 16152; primeira edição; 2005-07-01.

[00207] A viscosidade intrínseca é medida de acordo com a DIN ISO 1628/1, outubro de 1999 (em Decalin a 135°C).

[00208] Módulo tênsil; a força tênsil é medida de acordo com a ISO 527-2 (velocidade de cruzeta = 1 mm/min; 23°C) usando-se espécimes moldados por injeção como descrito em EN ISO 1873-2 (forma de osso de cachorro, espessura de 4 mm).

[00209] A força de impacto chanfrado Charpy é determinada de acordo com a ISO 179 1eA a 23°C usando-se barras de teste de 80x10x4 mm3 moldadas por injeção em linha com EN ISO 1873-2.

[00210] O diâmetro de fibra médio é determinado de acordo com a ISO 1888:2006(E), Método B, aumento em microscópio de 1000.

2. Exemplos

[00211] O seguinte exemplo inventivo IE1 e exemplos comparativos CE1 e CE2 foram preparados por composição em uma extrusora de parafuso duplo co-rotativo (ZSK 40 da Coperion). Os seguintes parâmetros de processo foram usados: - rendimento de 100 kg/h - velocidade de parafuso de 100 a 150 rpm - temperaturas de barril de 250°C plano - placa da matriz com furos de 5 mm, visto que 3 furos estavam abertos.

[00212] O polímero e os componentes diferentes das fibras de carbono foram alimentados como a extrusora e fundidos-amassados no 4° barril da extrusora que consiste em três blocos de amassar (duas vezes um KB 45/5/40, seguido por um KB 45/5/20 LH) e um elemento de transporte esquerdo. As fibras de carbono foram adicionadas no 6° barril usando-se um alimentador lateral. Uma segunda zona amassadora localizada no 8° barril e consistindo em 3 blocos de amassar (KB 45/5/20) foi usada para distribuir as fibras de carbono homogeneamente. Além disso, dois elementos TME (um TME 22,5/20 e um TME 22,5/20 LH) localizados entre o 8o e o 9o barris ainda foram usados para distribuir as fibras de carbono.

[00213] A Tabela 1 resume a composição dos exemplos inventivos e comparativos e suas propriedades Tabela 1: Resumo da composição e mecânica para exemplos inventivos e exemplos comparatives

*parte remanescente até 100% em peso são aditivos típicos como antioxidantes, carregador etc.

[00214] “PP“ é o homopolímero de propileno comercial HF955MO da Borealis AG tendo uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230°C) de 19,5 g/10 minutos e uma temperatura de fusão de 167°C;

[00215] “PP-1“ é o homopolímero de propileno comercial HK060AE da Borealis AG tendo uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230°C) de 125 g/10 minutos e uma temperatura de fusão de 165°C;

[00216] “Fibra de carbono” é um tecido não tecido que compreende 80% em peso de fibras de carbono e foi produzido por punção com agulha: As fibras de carbono tiveram um diâmetro médio de 7 µm.

[00217] “Fibras de vidro” em uma fibra de vidro tendo um diâmetro médio de 17 µm e é um enrolamento sem fim antes da produção, cerca de 10 mm de comprimento após a granulação;

[00218] “ECP1” é o produto comercial Engage 8100 da Dow Elastomers (USA), que é um copolímero de etileno-1-octeno tendo uma densidade de 0,870 g/cm3, uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (190°C) de 1,0 g/10 minutos e um teor de 1-octeno de 25% em peso;

[00219] “ECP2” é o produto comercial Queo 8230 da Borealis Plastomers, que é um copolímero de etileno-1-octeno tendo uma densidade de 0,882 g/cm3, uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (190°C) de 30 g/10 minutos e um teor de 1-octeno de 17% em peso;

[00220] “PMP” é o copolímero de etileno polipropileno (funcionalizado com anidrido maleico) “TSPP3598 GB” da BYK Co. Ltd, Alemanha, tendo um MFI (170°C) de 71 g/10 minutos e um teor de anidrido maleico de 2,2 a 2,4% em peso em que ainda o copolímero de etileno polipropileno tem um teor de etileno de 5,6% em peso;

[00221] “PMP2” é o polipropileno (funcionalizado com anidrido maleico) “TPPP8112 FA” da BYK Co. Ltd, Alemanha, tendo um MFR2 (190°C; 2,16 kg) maior do que 80 g/10 minutos e um teor de anidrido maleico de 1,4% em peso;

[00222] “PMP2a” é o polipropileno (funcionalizado com anidrido maleico) “TPPP9012 GA” da BYK Co. Ltd, Alemanha, tendo um MFR2 (190°C; 2,16 kg) de 50 a 110 g/10 minutos e um teor de anidrido maleico maior do que 0,9 %.

[00223] Pode ser coletado a partir da Tabela 1 que o exemplo inventivo IE1 que compreende as fibras de carbono em combinação com um polipropileno específico modificado polar em uma matriz de polipropileno tem propriedades mecânicas bem equilibradas, tais como rigidez e impacto, em densidade reduzida. Além disso, em comparação com os exemplos comparativos CE1 e CE2, usando-se um polipropileno modificado polar (PMP) que é tipicamente usado como agentes de acoplamento em polipropilenos, uma melhora significante nas propriedades relacionadas com impacto é obtida, mas mantendo um valor de módulo comparável.

Claims

1. Composição de polímero reforçada com fibra, caracterizada pelo fato de que compreende (a) de 39 a 94% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um polipropileno (PP); (b) de 5 a 60% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de fibras de carbono (CF) e (c) de 1 a 10% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um polipropileno modificado polar (PMP) como agente de acoplamento, em que o polipropileno modificado polar (PMP) compreende grupos derivados de grupos polares em uma quantidade de 1,5 a 4,0% em peso, com base no peso total do polipropileno modificado polar (PMP), em que as fibras de carbono (CF) estão na forma de um tecido não tecido.

2. Composição de polímero reforçada com fibra de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que o polipropileno (PP) tem (a) uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230°C, 2,16 kg) medida de acordo com a ISO 1133 de não mais do que 100 g/10 minutos e/ou (b) uma temperatura de fusão Tm na faixa de 160 a 170°C e/ou (c) uma razão de peso molecular médio ponderado (Mw) para peso molecular médio numérico (Mn) [Mw / Mn] de 1 a 10.

3. Composição de polímero reforçada com fibra de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadapelo fato de o polipropileno (PP) ser um homopolímero de propileno (H-PP1) e/ou um copolímero de propileno (C-PP1), preferivelmente um homopolímero de propileno (H-PP1).

4. Composição de polímero reforçada com fibra de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizadapelo fato de que o tecido não tecido compreende pelo menos 50% em peso de fibras de carbono (CF), com base no peso total do tecido não tecido.

5. Composição de polímero reforçada com fibra de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizadapelo fato de que as fibras de carbono (CF) compreendem um agente de colagem

6. Composição de polímero reforçada com fibra de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizadapelo fato de que a composição de polímero reforçada com fibra é isenta de fibras (F) sendo selecionada do grupo que compreende fibras de vidro, fibras metálicas, fibras minerais, fibras cerâmicas e misturas das mesmas.

7. Composição de polímero reforçada com fibra de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizadapelo fato de que o polipropileno modificado polar (PMP) compreende grupos derivados de grupos polares selecionados do grupo que consiste em anidridos ácidos, ácidos carboxílicos, derivados de ácido carboxílico, aminas primárias e secundárias, compostos hidroxila, oxazolina e epóxidos e também compostos iônicos.

8. Composição de polímero reforçada com fibra de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizadapelo fato de que o polipropileno modificado polar (PMP) é um polímero de propileno enxertado com anidrido maleico.

9. Composição de polímero reforçada com fibra de acordo com a reivindicação 8, caracterizadapelo fato de que compreende o polipropileno modificado polar (PMP) é um copolímero de propileno enxertado com anidrido maleico, preferivelmente o copolímero de propileno enxertado com anidrido maleico compreende etileno como unidades de comonômero.

10. Composição de polímero reforçada com fibra de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizadapelo fato de que a composição de polímero reforçada com fibra ainda compreende pelo menos um aditivo em uma quantidade de até 20% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra.

11. Composição de polímero reforçada com fibra de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, caracterizadapelo fato de que a composição de polímero reforçada com fibra ainda compreende de 2,0 a 15,0% em peso, com base no peso total da composição de polímero reforçada com fibra, de um copolímero elastomérico (ECP) que compreende unidades derivadas de etileno e α-olefinas C4 a C8.

12. Composição de polímero reforçada com fibra de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 11, caracterizadapelo fato de que a composição de polímero reforçada com fibra tem (a) uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230°C, 2,16 kg) medida de acordo com a ISO 1133 de 5 a 75 g/10 minutos e/ou (b) densidade igual ou menor do que 1.200 g/cm 3 e/ou (c) uma resistência ao entalhe por impacto Charpy a +23°C de > 5,5 kJ/m2e/ou (d) uma força tênsil de acordo com ISO 527-2 de pelo menos 100 MPa.

13. Artigo, caracterizadopelo fato de que compreende a composição de polímero reforçada com fibra como definida em qualquer uma das reivindicações precedentes de 1 a 12.

14. Artigo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o artigo que é um artigo moldado, preferivelmente um artigo moldado por injeção ou um artigo espumado.

15. Artigo de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizadopelo fato de que o artigo é uma parte de máquinas de lavar ou lavadoras de pratos ou artigos automotivos, especialmente de interiores e exteriores de carros, como suportes de instrumentos, coberturas, suportes estruturais, parachoques, acabamentos laterais, estribos, painéis de lataria, spoilers, painéis de instrumentos, acabamentos internos e semelhantes.