BR112020004348A2 - composição polimérica reforçada - Google Patents

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Abstract

Trata-se de uma composição polimérica reforçada que compreende um polipropileno (PP), um polipropileno modificado polar (PMP) e fibras de carbono (CF).

Description

"COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA REFORÇADA"
[0001] A presente invenção é direcionada a uma composição polimérica reforçada que compreende um polipropileno (PP), um polipropileno modificado polar (PMP) e fibras de carbono (CF). Adicionalmente, a presente invenção é direcionada a um artigo que compreende a composição polimérica reforçada.
[0002] As composições de polímero reforçado são amplamente usadas. Entretanto, além das exigências de propriedades mecânicas e ópticas, o peso leve se tornou uma exigência importante para muitas aplicações. Em geral, existem duas possibilidades para sustentar essas exigências, a saber, uma diminui a densidade do material ou uma aumenta a dureza do material. Em relação ao aumento de rigidez, a mesma pode ser obtida geralmente adicionando-se fibras como material de reforço no polímero. Por exemplo, fibras de vidro são amplamente usadas como material de reforço por conta de sua boa processabilidade, propriedades excelentes e baixo custo. Ademais, as fibras de carbono são bem conhecidas como material de reforço por conta de sua baixa densidade em combinação com alta rigidez. Todavia, a adição de fibras como material de reforço tipicamente resulta em um aumento geral de densidade e resulta em propriedades ópticas inferiores, de modo que um material de peso leve suficiente que tem propriedades mecânicas e ópticas bem equilibradas é apenas difícil de se obter. Adicionalmente, a fim de aumentar a eficiência de processamento subsequente, é desejável diminuir a viscosidade e a pressão de injeção da composição polimérica reforçada. O documento EP3095819 descreve composições que também contêm fibras de carbono que não têm módulos de tração bastante baixos. O documento EP 3095818 se refere a um composto de fibra de carbono de taxa de fluxo de fusão limitada e equilíbrio rigidez-impacto limitado. O documento EP3095820 revela composições contendo fibra de carbono que têm equilíbrio de resistência a impacto-alongamento de tração à ruptura. O documento US2012/0238688 também se refere a composições contendo fibra de carbono.
[0003] Consequentemente, as indústrias buscam por um material compósito que atende às exigências de demanda de propriedades mecânicas e ópticas bem equilibradas, em particular rigidez e resistência a impacto com defeitos de superfície reduzidos, que são conhecidos como marcas de fluxo, tiras de tigre ou linhas de fluxo, em peso leve em combinação com uma baixa viscosidade.
[0004] A constatação da presente invenção consiste em usar um polipropileno específico, em combinação com um polipropileno modificado polar e fibras de carbono a fim de alcançar propriedades mecânicas e ópticas bem equilibradas, em particular, rigidez e resistência a impacto com defeitos de superfície reduzidos, que são conhecidos como marcas de fluxo, tiras de tigre ou linhas de fluxo, em peso leve em combinação com uma baixa viscosidade.
[0005] Em um primeiro aspecto, é descrita uma composição polimérica (PC) que tem - uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 na faixa de 20 a 30 g/10 min,
- um módulo de tração medido de acordo com ISO 527-2 na faixa de 8500 a 11500 MPa, - uma Resistência a Impacto de Charpy medida de acordo com ISO 179-leU:2000 a 23 °C na faixa de 30 a 50 kJ/m2 e - um alongamento de tração à ruptura medido de acordo com ISO 527-2 na faixa de 2,0 a 5,0 %, em que a composição polimérica (PC) compreende (a) 55 a 95 partes em peso de uma composição de polipropileno (PP); (b) 2,5 a 10 partes em peso de um polipropileno modificado polar (PMP); (c) 2,5 a 35 partes em peso de fibras de carbono (CF); em que as partes em peso têm como base o total de partes em peso de compostos (a), (b) e (c).
[0006] A composição de polipropileno (PP) pode compreender (a) um primeiro homopolímero de propileno (PPH-1); e/ou (b) um segundo homopolímero de propileno (PPH-2); e/ou (c) e um terceiro homopolímero de propileno (PPH-3); em que o primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), o segundo homopolímero de propileno (PPH-2) e o terceiro homopolímero de propileno (PPH-3) diferem um dos outros nas suas taxas de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg de carga).
[0007] O homopolímero de propileno (HPP-1) pode ter uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 na faixa de 1,0 a 45 g/10 min.
[0008] O homopolímero de propileno (HPP-2) pode ter uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 na faixa de 50 a 190 g/10 min.
[0009] O homopolímero de propileno (HPP-3) pode ter uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 na faixa de 200 a 800 g/10 min.
[0010] Em uma modalidade, a composição de polipropileno (PP) pode compreender: (a1) 2,5 a 22,5 partes em peso do homopolímero de propileno (HPP-1); (a2) 55 a 95 partes em peso do homopolímero de propileno (HPP-2); e (a3) 2,5 a 22,5 partes em peso do homopolímero de propileno (HPP-3); com base no total de partes em peso de compostos (a1), (a2) e (a3).
[0011] A composição de polipropileno (PP) pode compreender adicionalmente um copolímero de etileno aleatório (RPE).
[0012] Em uma modalidade, a composição de polipropileno (PP) pode compreender: (b1) 6 a 19 partes em peso do homopolímero de propileno (HPP-1); (b2) 43 a 85 partes em peso do homopolímero de propileno (HPP-2); (b3) 6 a 19 partes em peso do homopolímero de propileno (HPP-3); e (b4) 6 a 19 partes em peso dos copolímeros de etileno aleatórios (RPE); com base no total de partes em peso de compostos (b1),
(b2), (b3) e (b4).
[0013] A composição de polipropileno (PP) pode compreender adicionalmente um copolímero de propileno heterofásico (HECO).
[0014] Em uma modalidade, a composição de polipropileno (PP) pode compreender: (c1) 5 a 25 partes em peso do homopolímero de propileno (HPP-1); (c2) 15 a 50 partes em peso do homopolímero de propileno (HPP-2); (c3) 5 a 25 partes em peso do homopolímero de propileno (HPP-3); e (c4) 20 a 60 partes em peso do copolímero de propileno heterofásico (HECO); com base no total de partes em peso de compostos (b1), (b2), (b3) e (b4).
[0015] A composição polimérica (PC) pode compreender o polipropileno (PP) em uma quantidade de pelo menos 55 % em peso, com base no peso total da composição polimérica (PC).
[0016] A composição polimérica (PC) pode compreender o polipropileno modificado polar (PMP) em uma quantidade de pelo menos 2,5 % em peso, com base no peso total da composição polimérica (PC).
[0017] A composição polimérica (PC) pode compreender a composição polimérica (PC) que compreende as fibras de carbono (CF) em uma quantidade de pelo menos 2,5 % em peso, com base no peso total da composição polimérica (PC).
[0018] A composição polimérica (PC) pode compreender o polipropileno (PP) e o polipropileno modificado polar (PMP) que estão compreendidos em uma quantidade de pelo menos
57,5 % em peso, de preferência, em uma quantidade de pelo menos 66 % em peso, com mais preferência, em uma quantidade de pelo menos 68 % em peso, ainda com mais preferência, em uma quantidade de pelo menos 75 % em peso com base no peso total da composição polimérica (PC).
[0019] A composição polimérica (PC) pode compreender o polipropileno (PP), o polipropileno modificado polar (PMP) e as fibras de carbono (CF) em uma quantidade de pelo menos 60 % em peso, de preferência, em uma quantidade de pelo menos 71 % em peso, com mais preferência, em uma quantidade de pelo menos 79 % em peso, ainda com mais preferência, em uma quantidade de pelo menos 89 % em peso, com base no peso total da composição polimérica (PC).
[0020] A composição polimérica (PC) pode ter adicionalmente (a) uma resistência à tração medida de acordo com ISO 527- 2 de pelo menos 60 MPa e/ou (b) um módulo de flexão medido de acordo com ISO 178 de pelo menos 5000 MPa. Em uma modalidade, a composição polimérica (PC) não compreende (a) quaisquer outras fibras além das fibras de carbono (CF); e/ou (b) quaisquer outros polímeros além do polipropileno (PP) e do polipropileno modificado polar (PMP).
[0021] Em uma modalidade, a composição polimérica (PC) não compreender qualquer polímero além do homopolímero de propileno (HPP-1), do homopolímero de propileno (HPP-2) e do homopolímero de propileno (HPP-3).
[0022] Em uma modalidade, a composição polimérica (PC)
não compreende qualquer outro polímero além do homopolímero de propileno (HPP-1), do homopolímero de propileno (HPP-2), do homopolímero de propileno (HPP-3) e do copolímero elastomérico (E).
[0023] Em uma modalidade, a composição polimérica (PC) não compreende qualquer outro polímero além do homopolímero de propileno (HPP-1), do homopolímero de propileno (HPP-2), do homopolímero de propileno (HPP-3) e do copolímero de propileno heterofásico (HECO).
[0024] Um segundo aspecto é direcionado a um artigo que compreende uma composição polimérica (PC) de acordo com o primeiro aspecto. A Composição Polimérica (PC)
[0025] A presente invenção é direcionada a uma composição polimérica (PC) que compreende uma composição de polipropileno (PP), um polipropileno modificado polar (PMP) e fibras de carbono (CF).
[0026] A composição polimérica (PC) pode compreender (a) a composição de polipropileno (PP) em uma quantidade na faixa de 55 a 95 partes em peso, de preferência, na faixa de 63 a 92 partes em peso, com mais preferência, na faixa de 65 a 87 partes em peso; e/ou (b) o polipropileno modificado polar (PMP) em uma quantidade na faixa de 2,5 a 10 partes em peso, de preferência, na faixa de 3,0 a 7,0 partes em peso, com mais preferência, na faixa de 3,0 a 6,0 partes em peso; e/ou (c) as fibras de carbono (CF) em uma quantidade na faixa de 2,5 a 35 partes em peso, de preferência, na faixa de
5,0 a 30 partes em peso, com mais preferência, na faixa de 10 a 29 partes em peso; com base no total de partes em peso do polipropileno (PP), do polipropileno modificado polar (PMP) e das fibras de carbono (CF).
[0027] Em uma modalidade, a composição polimérica (PC) compreende o polipropileno (PP) em uma quantidade na faixa de 55 a 95 partes em peso, o polipropileno modificado polar (PMP) em uma quantidade na faixa de 2,5 a 10 partes em peso e as fibras de carbono (CF) em uma quantidade na faixa de 2,5 a 35 partes em peso; com base no total de partes em peso do polipropileno (PP), do polipropileno modificado polar (PMP) e das fibras de carbono (CF).
[0028] Em uma modalidade, a composição de polipropileno (PC) compreende o polipropileno (PP) em uma quantidade na faixa de 63 a 92 partes em peso, o polipropileno modificado polar (PMP) em uma quantidade na faixa de 3,0 a 7,0 partes em peso e as fibras de carbono (CF) em uma quantidade na faixa de 2,5 a 35 partes em peso; com base no total de partes em peso do polipropileno (PP), do polipropileno modificado polar (PMP) e das fibras de carbono (CF).
[0029] Em uma modalidade, a composição polimérica (PC) compreende o polipropileno (PP) em uma quantidade na faixa de 65 a 87 partes em peso, o polipropileno modificado polar (PMP) em uma quantidade na faixa de 3,0 a 6,0 partes em peso e as fibras de carbono (CF) em uma quantidade na faixa de 5,0 a 30 partes em peso; com base no total de partes em peso do polipropileno (PP),
do polipropileno modificado polar (PMP) e das fibras de carbono (CF).
[0030] Em uma modalidade, a composição polimérica (PC) compreende o polipropileno (PP) em uma quantidade na faixa de 65 a 87 partes em peso, o polipropileno modificado polar (PMP) em uma quantidade na faixa de 3,0 a 6,0 partes em peso e as fibras de carbono (CF) em uma quantidade na faixa de 10 a 29 partes em peso; com base no total de partes em peso do polipropileno (PP), do polipropileno modificado polar (PMP) e das fibras de carbono (CF).
[0031] Em uma modalidade, a composição polimérica (PC) compreende o polipropileno (PP) em uma quantidade na faixa de 55 a 95 % em peso, o polipropileno modificado polar (PMP) em uma quantidade na faixa de 2,5 a 10 % em peso e as fibras de carbono (CF) em uma quantidade na faixa de 2,5 a 35 % em peso; com base no peso total da composição polimérica (PC).
[0032] Em uma modalidade, a composição polimérica (PC) compreende o polipropileno (PP) em uma quantidade na faixa de 63 a 92 % em peso, o polipropileno modificado polar (PMP) em uma quantidade na faixa de 3,0 a 7,0 % em peso e as fibras de carbono (CF) em uma quantidade na faixa de 5,0 a 30 % em peso; com base no peso total da composição polimérica (PC).
[0033] Em uma modalidade, a composição polimérica (PC) compreende o polipropileno (PP) em uma quantidade na faixa de 65 a 87 % em peso, o polipropileno modificado polar (PMP) em uma quantidade na faixa de 3,0 a 6,0 % em peso e as fibras de carbono (CF) em uma quantidade na faixa de 10 a 29 % em peso; com base no peso total da composição polimérica (PC).
[0034] A presente composição polimérica (PC) tem uma alta taxa de fluxo de fusão para reduzir a pressão durante o processo de moldagem por injeção. Consequentemente, a composição polimérica (PC) tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 de 20 a 30 g/10 min.
[0035] A composição polimérica (PC) tem um módulo de tração medido de acordo com ISO 527-2 na faixa de 8500 a 11500 MPa.
[0036] A composição polimérica (PC) pode ter uma resistência à tração medida de acordo com ISO 527-2 de pelo menos 60 MPa, de preferência, de pelo menos 80 MPa, como na faixa de 60 a 130 MPa, de preferência, na faixa de 80 a 115 MPa.
[0037] A composição polimérica (PC) tem uma Resistência a Impacto de Charpy medida de acordo com ISO 179-leU:2000 a 23 °C na faixa de 30 a 50 kJ/m2.
[0038] A composição polimérica (PC) tem um alongamento de tração à ruptura medido de acordo com ISO 527-2 na faixa de 2,0 a 5,0 %.
[0039] A composição polimérica (PC) pode ter um módulo de flexão medido de acordo com ISO 178 de pelo menos 5000 MPa, de preferência, pelo menos 6500 MPa, como na faixa de 5000 a 11000 MPa, de preferência, na faixa de 6500 a 9500 MPa.
[0040] A composição polimérica (PC) de acordo com a presente invenção tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 na faixa de
20 a 30 g/10 min, um módulo de tração medido de acordo com ISO 527-2 na faixa de 8500 a 11500 MPa, uma Resistência a Impacto de Charpy medida de acordo com ISO 179-leU:2000 a 23 °C na faixa de 30 a 50 kJ/m2 e um alongamento de tração à ruptura medido de acordo com ISO 527-2 na faixa de 2,0 a 5,0 %.
[0041] Observa-se que a composição polimérica tem uma temperatura de deformação por calor (HDT) medida de acordo com de acordo com ISO 75-2 de pelo menos 90 °C, de preferência, pelo menos 120 °C, com mais preferência, pelo menos 150 °C, como na faixa de 90 a 190 °C, de preferência, na faixa de 120 a 170 °C.
[0042] De preferência, o polipropileno (PP) é o único polipropileno presente na composição polimérica (PC). Em uma modalidade, o polipropileno (PP) é o único polipropileno presente na composição polimérica (PC).
[0043] De preferência, o polipropileno modificado polar (PMP) é o único polipropileno modificado polar presente na composição polimérica (PC). Em uma modalidade, o polipropileno modificado polar (PMP) é o único polipropileno modificado polar presente na composição polimérica (PC).
[0044] Em uma modalidade preferencial, a composição polimérica (PC) não compreende outros polímeros além de polipropileno (PP) e do polipropileno modificado polar (PMP) em uma quantidade que excede 10 % em peso, de preferência, em uma quantidade que excede 5 % em peso, com mais preferência, em uma quantidade que excede 2,5 % em peso, ainda com mais preferência, em uma quantidade que excede 0,8 % em peso, com base no peso da composição polimérica (PC). Se um polímero adicional estiver presente, tal polímero é tipicamente um material carreador polimérico (PCM) para aditivos.
[0045] De preferência, o polipropileno (PP) e o polipropileno modificado polar (PMP) são os únicos polímeros presentes na composição polimérica (PC). Em uma modalidade, o polipropileno (PP) e o polipropileno modificado polar (PMP) são os únicos polímeros presentes na composição polimérica (PC).
[0046] De preferência, as fibras de carbono (CF) são as únicas fibras presentes na composição polimérica (PC). Em uma modalidade, a composição polimérica (PC) não compreende fibras selecionadas a partir do grupo que consiste em fibras de vidro, fibras metálicas, fibras minerais, fibras de cerâmica e misturas das mesmas. Em uma modalidade, a composição polimérica (PC) não compreende fibras obtidas a partir de um material inorgânico.
[0047] Assim, em uma modalidade preferencial, a composição polimérica (PC) consiste no polipropileno (PP), no polipropileno modificado polar (PMP) e nas fibras de carbono (CF). Entretanto, observa-se que isso não exclui situações em que aditivos (AD) estão presentes, como será explicado em detalhes abaixo.
[0048] A composição polimérica (PC) contém de preferência, um agente de alfa-nucleação como parte dos aditivos (AD). Ainda com mais preferência, a presente invenção é isenta de agentes de beta-nucleação.
[0049] O agente de nucleação é, de preferência, selecionado a partir do grupo que consiste em (i) sais de ácidos monocarboxílicos 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 C1-C8-alquil-substituído, como metildibenzilidenossorbitol, etildibenzilidenossorbitol ou dimetildibenzilidenossorbitol (por exemplo, 1,3: 2,4 di(metilbenzilideno) sorbitol), ou derivados de nonitol substituídos, como 1,2,3,-trideoxi-4,6:5,7- bis-0-[(4-propilfenil)metileno]-nonitol, e (iii) sais de diésteres de ácido fosfórico, por exemplo, 2,2'-metilenobis (4, 6,-di-terc-butilfenil) fosfato de sódio ou hidroxi-bis[2,2'-metileno-bis(4,6-di-t- butilfenil)fosfato de alumínio], e (iv) polímero de vinilcicloalcano e polímero de vinilalcano, e (v) misturas dos mesmos.
[0050] Tais aditivos estão, em geral, comercialmente disponíveis e são descritos, por exemplo, em "Plastic Additives Handbook", 5ª edição, 2001 de Hans Zweifel.
[0051] Com máxima preferência, o agente de alfa- nucleação é parte do polipropileno (PP) e, desse modo, da composição polimérica (PC). Consequentemente, o teor de agente de alfa nucleação do polipropileno (PP) é, de preferência, de até 5,0 % em peso, com base no peso do polipropileno (PP). Em uma modalidade preferencial, o polipropileno (PP) contém não mais que 3000 ppm, com mais preferência, de 1 a 2000 ppm de um agente de alfa- nucleação, em particular, selecionado a partir do grupo que consiste em dibenzilidenossorbitol (por exemplo, 1,3: 2,4 dibenzilideno sorbitol), derivado de dibenzilidenossorbitol, de preferência, dimetildibenzilidenossorbitol (por exemplo, 1,3: 2,4 di(metilbenzilideno) sorbitol), ou derivados de nonitol substituídos, como 1,2,3,-trideoxi-4,6:5,7-bis-0-[(4- propilfenil)metileno]-nonitol, polímero de vinilcicloalcano, polímero de vinilalcano e misturas dos mesmos.
[0052] Em uma modalidade preferencial, o polipropileno (PP) e, desse modo, a composição polimérica (PC) contém um vinilcicloalcano, como vinilciclo-hexano (VCH), polímero e/ou polímero de vinilalcano, como o agente de alfa- nucleação. De preferência, nessa modalidade, o polipropileno (PP) contém um vinilcicloalcano, como vinilciclo-hexano (VCH), polímero e/ou polímero de vinilalcano, de preferência, vinilciclo-hexano (VCH). De preferência, o vinilcicloalcano é polímero de vinilciclo- hexano (VCH) que é introduzido no polipropileno (PP) e, desse modo, na composição polimérica (PC) pela tecnologia BNT. Com mais preferência, nessa modalidade preferencial, a quantidade de vinilcicloalcano, como vinilciclo-hexano (VCH), polímero e/ou polímero de vinilalcano, com mais preferência, de polímero de vinilciclo-hexano (VCH), no polipropileno (PP) é de não mais que 500 ppm, com mais preferência, de 1 a 200 ppm, com máxima preferência, 5 a 100 ppm, e a quantidade de vinilcicloalcano, como vinilciclo-hexano (VCH), polímero e/ou polímero de vinilalcano, com mais preferência, de polímero de vinilciclo-hexano (VCH), no polipropileno (PP) é de não mais que 500 ppm, com mais preferência, de 1 a 200 ppm, com máxima preferência, 5 a 100 ppm. Consequentemente, prefere- se, desse modo, que a composição polimérica (PC) contenha não mais que 500 ppm, com mais preferência, de 0,1 a 200 ppm, com máxima preferência, 0,2 a 100 ppm, de vinilcicloalcano, como polímero de vinilciclo-hexano (VCH).
[0053] Em relação à tecnologia BNT, é feita referência aos pedidos internacionais WO 99/24478, WO 99/24479 e, particularmente, WO 00/68315. De acordo com essa tecnologia, um sistema catalisador, de preferência, um pró- catalisador Ziegler-Natta, pode ser modificado por polimerização de um composto de vinila na presença do sistema catalisador, que compreende, em particular, o pró- catalisador Ziegler-Natta especial, um doador externo e um cocatalisador, em que o composto de vinila tem a fórmula: CH2=CH-CHR3R4 em que R3 e R4 juntos formam um anel aromático, saturado ou insaturado de 5 ou 6 membros ou representam 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.
[0054] O composto de vinila polimerizado atua como um agente de alfa-nucleação. A razão em peso entre composto de vinila e componente de catalisador sólido na etapa de modificação do catalisador é, de preferência, de até 5 (5:1), de preferência, até 3 (3:1), com máxima preferência, de 0,5 (1:2) a 2 (2:1). O composto de vinila mais preferencial é vinilciclo-hexano (VCH).
[0055] O agente de nucleação pode ser introduzido como um lote principal. Nesse caso, um lote principal contém um agente de nucleação, que é, de preferência, um agente de nucleação polimérico, com mais preferência, agente de alfa- nucleação, com máxima preferência, um vinilcicloalcano, como vinilciclo-hexano (VCH), polímero e/ou polímero de vinilalcano, de preferência, polímero de vinilciclo-hexano (VCH), como definido acima ou abaixo, em uma quantidade de não mais que 500 ppm, com mais preferência, de 1 a 200 ppm, e, ainda com mais preferência, de 5 a 100 ppm, com base no peso do lote principal. Nessa modalidade, com mais preferência, o dito lote principal está presente em uma quantidade de não mais que 10,0 % em peso, com mais preferência, não mais que 5,0 % em peso e, com máxima preferência, não mais que 3,5 % em peso, em que a quantidade preferencial de lote principal é de 1,5 a 3,5 % em peso, com base no peso total do polipropileno (PP). Com máxima preferência, o lote principal compreende, de preferência, consiste em um polímero que foi nucleado de acordo com a tecnologia BNT. O Polipropileno (PP)
[0056] Observa-se que a composição polimérica (PC) tem propriedades mecânicas e ópticas bem equilibradas em combinação com uma baixa viscosidade. A fim de obter essas propriedades é uma exigência essencial incluir a composição de polipropileno (PP).
[0057] A composição de polipropileno (PP) pode compreender pelo menos um homopolímero de propileno, pelo menos um copolímero de propileno, pelo menos um copolímero de etileno e/ou misturas dos mesmos.
[0058] Se a composição de polipropileno (PP) compreender homopolímero de propileno, esse homopolímero de propileno pode ser multimodal com relação a essa curva de distribuição de peso molecular, que é o gráfico da fração de peso molecular como uma função de seu peso molecular.
[0059] Em uma modalidade, a composição de polipropileno (PP) compreende um homopolímero de propileno que é multimodal com relação a sua curva de distribuição de peso molecular. Nesse caso, a composição de polipropileno pode compreender pelo menos dois, de preferência, três, homopolímeros de propileno selecionados a partir de homopolímero de propileno (HPP-1), homopolímero de propileno (HPP-2) e homopolímero de propileno (HPP-2), em que o homopolímero de propileno (PPH-1), o homopolímero de propileno (PPH-2) e o homopolímero de propileno (PPH-3) diferem um dos outros nas suas taxas de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg de carga).
[0060] A expressão "homopolímero de propileno" se refere a um polipropileno que consiste essencialmente, isto é, em mais que 99,7 % em peso, ainda com mais preferência, de pelo menos 99,8 % em peso, em unidades de propileno, com base no peso do homopolímero de propileno. Em uma modalidade preferencial, apenas unidades de propileno são detectáveis no homopolímero de propileno.
[0061] A expressão "copolímero de propileno" se refere a polipropileno copolimerizado com monômeros não derivados de propileno. A expressão "copolímero de propileno" abrange copolímeros aleatórios de propileno, copolímeros de propileno heterofásico e misturas dos mesmos.
[0062] A expressão "copolímero de etileno" se refere a etileno copolimerizado com monômeros não derivados de etileno. A expressão "copolímero de etileno" abrange copolímeros aleatórios de etileno, copolímeros de etileno heterofásico e misturas dos mesmos.
[0063] A expressão "copolímero de propileno heterofásico" se destina a copolímero de propileno que compreende um componente de matriz de copolímero homo ou aleatório de propileno e um componente de copolímero elastomérico de propileno com um ou mais dentre etileno e copolímeros de C4-C12 alfa-olefina ou um componente de copolímero elastomérico de etileno com um ou mais copolímeros de C4-C12 alfa-olefina, em que o componente de copolímero elastomérico (amorfo) é dispersado no dito componente de matriz de copolímero homo ou aleatório de propileno. A expressão "heterofásico" indica que pelo menos um copolímero elastomérico é (finamente) dispersado em uma matriz. Em outras palavras, o pelo menos um copolímero elastomérico forma inclusões na matriz. Assim, a matriz contém inclusões (finamente) dispersadas que não são parte da matriz e as ditas inclusões contêm o pelo menos um copolímero elastomérico. O termo "inclusão" deve indicar que a matriz e a inclusão formam fases diferentes no copolímero de propileno heterofásico, em que as ditas inclusões são, por exemplo, visíveis por microscópio de alta resolução, como microscópio de elétron ou microscópio de força de varredura.
[0064] A expressão "aleatório" indica que os comonômeros dos copolímeros de propileno aleatórios (RPP) e dos copolímeros de etileno aleatórios (RPE) são aleatoriamente distribuídos nas unidades derivadas de propileno no caso de um copolímero de propileno aleatório (RPP) e das unidades derivadas de etileno no caso de um copolímero de etileno aleatório (RPE). O termo aleatório é entendido, de acordo com IUPAC (Glossary of basic terms in polymer science; IUPAC recommendations 1996).
[0065] Onde a expressão "que compreende" for usada na presente descrição e nas reivindicações, a mesma não exclui outros elementos. Para os propósitos da presente invenção, a expressão "que consiste em" é considerada como uma modalidade preferencial da expressão "que compreende". Se, a seguir no presente documento, um grupo for definido por compreender pelo menos um determinado número de modalidades, o mesmo também deve ser entendido por revelar um grupo que consiste, de preferência, apenas nessas modalidades.
[0066] A composição de polipropileno (PP) pode compreender, de preferência, pode consistir em: (a) um primeiro homopolímero de propileno (PPH-1); e/ou (b) um segundo homopolímero de propileno (PPH-2); e/ou (c) um terceiro homopolímero de propileno (PPH-3); em que o primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), o segundo homopolímero de propileno (PPH-2) e o terceiro homopolímero de propileno (PPH-3) diferem um dos outros em suas taxas de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg de carga).
[0067] Nessa modalidade, observa-se que a composição polimérica (PC) não compreende qualquer outro polímero em uma quantidade que excede 5,0 % em peso, com mais preferência, que excede 3,0 % em peso, ainda com mais preferência, que excede 1,0 % em peso, ainda com mais preferência, que excede 0,8 % em peso, com base no peso total da composição polimérica (PC), além do primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), do segundo homopolímero de propileno (PPH-2), do terceiro homopolímero de propileno (PPH-3) e do polipropileno modificado polar (PMP). Em particular, observa-se que a composição polimérica (PC) não compreende qualquer outro polímero além do primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), do segundo homopolímero de propileno (PPH-2), do terceiro homopolímero de propileno (PPH-3) e do polipropileno modificado polar (PMP).
[0068] A composição de polipropileno (PP) pode compreender, de preferência, pode consistir em: (a) um primeiro homopolímero de propileno (PPH-1); ou (b) um segundo homopolímero de propileno (PPH-2); ou (c) um terceiro homopolímero de propileno (PPH-3).
[0069] Nessa modalidade, observa-se que a composição polimérica (PC) não compreende qualquer outro polímero em uma quantidade que excede 5,0 % em peso, com mais preferência, que excede 3,0 % em peso, ainda com mais preferência, que excede 1,0 % em peso, ainda com mais preferência, que excede 0,8 % em peso, com base no peso total da composição polimérica (PC), além do primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), do segundo homopolímero de propileno (PPH-2), do terceiro homopolímero de propileno (PPH-3) e do polipropileno modificado polar (PMP). Em particular, observa-se que a composição polimérica (PC) não compreende qualquer outro polímero além do primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), do segundo homopolímero de propileno (PPH-2), do terceiro homopolímero de propileno (PPH-3) e do polipropileno modificado polar (PMP).
[0070] Em uma modalidade, o polipropileno (PP) compreende, de preferência, consiste em um primeiro homopolímero de propileno (PPH-1) e um segundo homopolímero de propileno (PPH-2), em que o primeiro homopolímero de propileno (PPH-1) e o segundo homopolímero de propileno (PPH-2) diferem um do outro nas suas taxas de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg de carga).
[0071] Nessa modalidade, observa-se que a composição polimérica (PC) não compreende qualquer outro polímero em uma quantidade que excede 5,0 % em peso, com mais preferência, que excede 3,0 % em peso, ainda com mais preferência, que excede 1,0 % em peso, ainda com mais preferência, que excede 0,8 % em peso, com base no peso total da composição polimérica (PC), além do primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), do segundo homopolímero de propileno (PPH-2) e do polipropileno modificado polar (PMP). Em particular, observa-se que a composição polimérica (PC) não compreende qualquer outro polímero além do primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), do segundo homopolímero de propileno (PPH-2) e do polipropileno modificado polar (PMP).
[0072] Em uma modalidade, o polipropileno (PP) compreende, de preferência, consiste em um primeiro homopolímero de propileno (PPH-1) e um terceiro homopolímero de propileno (PPH-3), em que o primeiro homopolímero de propileno (PPH-1) e o terceiro homopolímero de propileno (PPH-3) diferem um do outro nas suas taxas de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg de carga).
[0073] Nessa modalidade, observa-se que a composição polimérica (PC) não compreende qualquer outro polímero em uma quantidade que excede 5,0 % em peso, com mais preferência, que excede 3,0 % em peso, ainda com mais preferência, que excede 1,0 % em peso, ainda com mais preferência, que excede 0,8 % em peso, com base no peso total da composição polimérica (PC), além do primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), do terceiro homopolímero de propileno (PPH-3) e do polipropileno modificado polar (PMP). Em particular, observa-se que a composição polimérica (PC) não compreende qualquer outro polímero além do primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), do terceiro homopolímero de propileno (PPH-3), e do polipropileno modificado polar (PMP).
[0074] Em uma modalidade, o polipropileno (PP) compreende, de preferência, consiste em um segundo homopolímero de propileno (PPH-2) e um terceiro homopolímero de propileno (PPH-3), em que o segundo homopolímero de propileno (PPH-2) e o terceiro homopolímero de propileno (PPH-3) diferem um do outro nas suas taxas de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg de carga).
[0075] Nessa modalidade, observa-se que a composição polimérica (PC) não compreende qualquer outro polímero em uma quantidade que excede 5,0 % em peso, com mais preferência, que excede 3,0 % em peso, ainda com mais preferência, que excede 1,0 % em peso, ainda com mais preferência, que excede 0,8 % em peso, com base no peso total da composição polimérica (PC), além do segundo homopolímero de propileno (PPH-2), do terceiro homopolímero de propileno (PPH-3) e do polipropileno modificado polar (PMP). Em particular, observa-se que a composição polimérica (PC) não compreende qualquer outro polímero além do segundo homopolímero de propileno (PPH-2), do terceiro homopolímero de propileno (PPH-3) e do polipropileno modificado polar (PMP).
[0076] Em uma modalidade, o polipropileno (PP) compreende, de preferência, consiste em um primeiro homopolímero de propileno (PPH-1) um segundo homopolímero de propileno (PPH-2) e um terceiro homopolímero de propileno (PPH-3), em que o primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), o segundo homopolímero de propileno (PPH-2) e o terceiro homopolímero de propileno (PPH-3) diferem um dos outros nas suas taxas de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg de carga).
[0077] Nessa modalidade, observa-se que a composição polimérica (PC) não compreende qualquer outro polímero em uma quantidade que excede 5,0 % em peso, com mais preferência, que excede 3,0 % em peso, ainda com mais preferência, que excede 1,0 % em peso, ainda com mais preferência, que excede 0,8 % em peso, com base no peso total da composição polimérica (PC), além do primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), do segundo homopolímero de propileno (PPH-2), do terceiro homopolímero de propileno (PPH-3) e do polipropileno modificado polar (PMP). Em particular, observa-se que a composição polimérica (PC) não compreende qualquer outro polímero além do primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), do segundo homopolímero de propileno (PPH-2), do terceiro homopolímero de propileno (PPH-3) e do polipropileno modificado polar (PMP).
[0078] Observa-se que o homopolímero de propileno (HPP- 1) e o homopolímero de propileno (HPP-2) compreendidos na composição polimérica (PC) satisfazem conjuntamente a inequação (Ia), de preferência, inequação (Ib), com mais preferência, inequação (Ic), ainda com mais preferência, inequação (Id) [MFR (HPP-2)] / [MFR (HPP-1)] ≥ 1,1 (Ia) 190 ≥ [MFR (HPP-2)] / [MFR (HPP-1)] ≥ 1,1 (Ib) 50 ≥ [MFR (HPP-2)] / [MFR (HPP-1)] ≥ 1,5 (Ic) 10 ≥ [MFR (HPP-2)] / [MFR (HPP-1)] ≥ 3,0 (Id) em que [MFR (HPP-1)] é a taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 do homopolímero de propileno (HPP-1) e [MFR (HPP-2)] é a taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 do homopolímero de propileno (HPP-2).
[0079] Observa-se que o homopolímero de propileno (HPP- 2) e o homopolímero de propileno (HPP-3) compreendidos na composição polimérica (PC) satisfazem conjuntamente a inequação (IIa), de preferência, inequação (IIb), com mais preferência, inequação (IIe), ainda com mais preferência, inequação (IId) [MFR (HPP-3)] / [MFR (HPP-2)] ≥1,1 (IIa) 25 ≥ [MFR (HPP-3)] / [MFR (HPP-2)] ≥1,0 (IIb) 20 ≥ [MFR (HPP-3)] / [MFR (HPP-2)] ≥ 2,0 (IIe) 15 ≥ [MFR (HPP-3)] / [MFR (HPP-2)] ≥ 5,0 (IId) em que [MFR (HPP-2)] é a taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 do homopolímero de propileno (HPP-2) e [MFR (HPP-3)] é a taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 do homopolímero de propileno (HPP-3).
[0080] Observa-se que o homopolímero de propileno (HPP- 1) e o homopolímero de propileno (HPP-3) compreendidos na composição polimérica (PC) satisfazem conjuntamente a inequação (IIIa), de preferência, inequação (IIIb), com mais preferência, inequação (IIIc), ainda com mais preferência, inequação (IIId) [MFR (HPP-3)] / [MFR (HPP-1)] ≥ 4,0 (IIIa) 800 ≥ [MFR (HPP-3)] / [MFR (HPP-1)] ≥ 4,0 (IIIb) 150 ≥ [MFR (HPP-3)] / [MFR (HPP-1)] ≥ 10 (IIIc) 60 ≥ [MFR (HPP-3)] / [MFR (HPP-1)] ≥ 20 (IIId) em que [MFR (HPP-1)] é a taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 do homopolímero de propileno (HPP-1) e [MFR (HPP-3)] é a taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 do homopolímero de propileno (HPP-3).
[0081] Em uma modalidade, o polipropileno (PP) compreende, de preferência, consiste em: (a) um primeiro homopolímero de propileno (PPH-1) e/ou um segundo homopolímero de propileno (PPH-2) e/ou um terceiro homopolímero de propileno (PPH-3); e (b) um copolímero de etileno aleatório (RPE); em que o primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), o segundo homopolímero de propileno (PPH-2) e o terceiro homopolímero de propileno (PPH-3) diferem um dos outros em suas taxas de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg de carga).
[0082] Nessa modalidade, observa-se que a composição polimérica (PC) não compreende qualquer outro polímero em uma quantidade que excede 5,0 % em peso, com mais preferência, que excede 3,0 % em peso, ainda com mais preferência, que excede 1,0 % em peso, ainda com mais preferência, que excede 0,8 % em peso, com base no peso total da composição polimérica (PC), além (a) do primeiro homopolímero de propileno (PPH-1) e/ou do segundo homopolímero de propileno (PPH-2) e/ou do terceiro homopolímero de propileno (PPH-3); (b) do copolímero de etileno aleatório (RPE); e (c) do polipropileno modificado polar (PMP).
[0083] Em particular, observa-se que a composição polimérica (PC) não compreende qualquer outro polímero além: (a) do primeiro homopolímero de propileno (PPH-1) e/ou do segundo homopolímero de propileno (PPH-2) e/ou do terceiro homopolímero de propileno (PPH-3); (b) do copolímero de etileno aleatório (RPE); e (c) do polipropileno modificado polar (PMP).
[0084] Em uma modalidade, o polipropileno (PP) compreende, de preferência, consiste em um primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), um segundo homopolímero de propileno (PPH-2), um terceiro homopolímero de propileno (PPH-3), e um copolímero de etileno aleatório (RPE), em que o primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), o segundo homopolímero de propileno (PPH-2) e o terceiro homopolímero de propileno (PPH-3) diferem uns dos outros nas suas taxas de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg de carga).
[0085] Nessa modalidade, observa-se que a composição polimérica (PC) não compreende qualquer outro polímero em uma quantidade que excede 5,0 % em peso, com mais preferência, que excede 3,0 % em peso, ainda com mais preferência, que excede 1,0 % em peso, ainda com mais preferência, que excede 0,8 % em peso, com base no peso total da composição polimérica (PC), além do primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), do segundo homopolímero de propileno (PPH-2), do terceiro homopolímero de propileno (PPH-3), do copolímero de etileno aleatório (RPE) e do polipropileno modificado polar (PMP).
[0086] Em particular, observa-se que a composição polimérica (PC) não compreende qualquer outro polímero além do primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), do segundo homopolímero de propileno (PPH-2), do terceiro homopolímero de propileno (PPH-3), do copolímero de etileno aleatório (RPE) e do polipropileno modificado polar (PMP).
[0087] Em uma modalidade, o polipropileno (PP) compreende, de preferência, consiste em: (a) um primeiro homopolímero de propileno (PPH-1) e/ou um segundo homopolímero de propileno (PPH-2) e/ou um terceiro homopolímero de propileno (PPH-3); e (b) um copolímero de propileno heterofásico (HECO); em que o primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), o segundo homopolímero de propileno (PPH-2) e o terceiro homopolímero de propileno (PPH-3) diferem um dos outros em suas taxas de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg de carga).
[0088] Nessa modalidade, observa-se que a composição polimérica (PC) não compreende qualquer outro polímero em uma quantidade que excede 5,0 % em peso, com mais preferência, que excede 3,0 % em peso, ainda com mais preferência, que excede 1,0 % em peso, ainda com mais preferência, que excede 0,8 % em peso, com base no peso total da composição polimérica (PC), além (a) do primeiro homopolímero de propileno (PPH-1) e/ou do segundo homopolímero de propileno (PPH-2) e/ou do terceiro homopolímero de propileno (PPH-3); (b) do copolímero de propileno heterofásico (HECO); e (c) do polipropileno modificado polar (PMP).
[0089] Em particular, observa-se que a composição polimérica (PC) não compreende qualquer outro polímero além: (a) do primeiro homopolímero de propileno (PPH-1) e/ou do segundo homopolímero de propileno (PPH-2) e/ou do terceiro homopolímero de propileno (PPH-3); (b) do copolímero de propileno heterofásico (HECO); e (c) do polipropileno modificado polar (PMP).
[0090] Em uma modalidade, o polipropileno (PP) compreende, de preferência, consiste em um primeiro homopolímero de propileno (PPH-1) um segundo homopolímero de propileno (PPH-2), um terceiro homopolímero de propileno (PPH-3) e um copolímero de propileno heterofásico (HECO), em que o primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), o segundo homopolímero de propileno (PPH-2) e o terceiro homopolímero de propileno (PPH-3) diferem uns dos outros nas suas taxas de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg de carga).
[0091] Nessa modalidade, observa-se que a composição polimérica (PC) não compreende qualquer outro polímero em uma quantidade que excede 5,0 % em peso, com mais preferência, que excede 3,0 % em peso, ainda com mais preferência, que excede 1,0 % em peso, ainda com mais preferência, que excede 0,8 % em peso, com base no peso total da composição polimérica (PC), além do primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), do segundo homopolímero de propileno (PPH-2), do terceiro homopolímero de propileno (PPH-3), do copolímero de propileno heterofásico (HECO) e do polipropileno modificado polar (PMP).
[0092] Em particular, observa-se que a composição polimérica (PC) não compreende qualquer outro polímero além do primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), do segundo homopolímero de propileno (PPH-2), do terceiro homopolímero de propileno (PPH-3), do copolímero de propileno heterofásico (HECO) e do polipropileno modificado polar (PMP).
[0093] A composição polimérica (C) pode ser obtida por mescla por fusão. Esse processo pode incluir as etapas de adicionar (a) polipropileno (PP); (b) polipropileno modificado polar (PMP); e (c) fibras de carbono (CF); a uma extrusora e extrusar a mesma obtendo a dita composição polimérica (PC).
[0094] A composição polimérica (PC) pode ser formada e peletizada com o uso de qualquer um dentre a variedade de máquinas e métodos de formação de composto e mescla bem conhecidos e comumente usados na técnica de formação de composto de resina. Entretanto, prefere-se usar um método de formação de composto e mescla que não afeta as dimensões de fibra de carbono ou as dimensões das fibras diferentes de fibras de carbono.
[0095] Para mesclar os componentes individuais da presente composição, um aparelho de formação de composto ou mescla convencional, por exemplo, um misturador Banbury, um moinho de borracha de 2 cilindros, coamassadeira de Buss ou uma extrusora de rosca dupla pode ser usado. Os materiais de polímero recuperados da extrusora/misturador estão normalmente no formato de péletes. Esses péletes são, então, de preferência, processados adicionalmente, por exemplo, por moldagem por injeção para gerar artigos e produtos da composição inventiva. O Homopolímero de Propileno (PPH-1)
[0096] O homopolímero de propileno (PPH-1) consiste substancialmente, isto é, em mais que 99,7 % em peso, ainda com mais preferência, em pelo menos 99,8 % em peso, de unidades de propileno, com base no peso do homopolímero de propileno (PPH-1). Em uma modalidade preferencial, apenas unidades de propileno são detectáveis no homopolímero de propileno (PPH-1).
[0097] O homopolímero de propileno (PPH-1) pode ter uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C) medida de acordo com ISO 1133 de pelo menos 1,0 g/10 min, de preferência, pelo menos 5,0 g/10 min, com mais preferência, pelo menos 10 g/10 min, ainda com mais preferência, pelo menos 15 g/10 min, como na faixa de 1,0 a 45 g/10 min, de preferência, na faixa de 5,0 a 40 g/10 min, com mais preferência, na faixa de 10 a 30 g/10 min, e com máxima preferência, na faixa de 15 a 25 g/10 min.
[0098] Observa-se que o homopolímero de propileno (PPH-
1) apresenta uma baixa quantidade de fração de solúvel frio de xileno (XCS). O homopolímero de propileno (PPH-1) pode ter uma quantidade de fração de solúveis frios de xileno (XCS) de não mais que 4,0 % em peso, de preferência, não mais que 3,0 % em peso, com mais preferência, não mais que 2,5 % em peso, como na faixa de 0,1 a 4,0 % em peso, de preferência, na faixa de 0,1 a 3,0 % em peso, com mais preferência, na faixa de 0,1 a 2,5 % em peso, com base no peso do homopolímero de propileno (PPH-1).
[0099] O homopolímero de propileno (PPH-1) pode ter uma temperatura de deformação por calor (HDT) medida de acordo com de acordo com ISO 75-2 de pelo menos 90 °C, de preferência, pelo menos 100 °C, com mais preferência, pelo menos 115 °C, como na faixa de 90 a 160 °C, de preferência, na faixa de 100 a 150 °C, com mais preferência, 115 a 130 °C.
[0100] O homopolímero de propileno (PPH-1) pode ter uma Resistência a Impacto de Charpy medida de acordo com ISO 179-leU:2000 a 23 °C de pelo menos 1,0 kJ/m2, de preferência, pelo menos 2,0 kJ/m2, como na faixa de 1,0 a 10 kJ/m2, de preferência, na faixa de 2,0 a 5,0 kJ/m2.
[0101] O homopolímero de propileno (PPH-1) pode ter um módulo de flexão medido de acordo com ISO 178 de pelo menos 500 MPa, de preferência, pelo menos 1500 MPa, como na faixa de 500 a 3500 MPa, de preferência, na faixa de 1500 a 2500 MPa.
[0102] O homopolímero de propileno (PPH-1) pode compreender um agente de nucleação que é, de preferência, um agente de nucleação polimérico, com mais preferência, um agente de alfa-nucleação, por exemplo, um agente de alfa-
nucleação polimérico. O teor de agente de alfa-nucleação do homopolímero de propileno (PPH-1), é, de preferência, até 5,0 % em peso. Em uma modalidade preferencial, o homopolímero de propileno (PPH-1) contém não mais que 3000 ppm, com mais preferência, de 1 a 2000 ppm de agente de alfa-nucleação.
[0103] Mais detalhes sobre os agentes de alfa-nucleação são fornecidos na seção "A Composição Polimérica (PC)". O homopolímero de propileno (PPH-1) é conhecido na técnica e está comercialmente disponível. Um exemplo adequado é HF955MO da Borealis AG. O Homopolímero de Propileno (PPH-2)
[0104] O homopolímero de propileno (PPH-2) consiste substancialmente, isto é, em mais que 99,7 % em peso, ainda com mais preferência, em pelo menos 99,8 % em peso, de unidades de propileno, com base no peso do homopolímero de propileno (PPH-2). Em uma modalidade preferencial, apenas unidades de propileno são detectáveis no homopolímero de propileno (PPH-2).
[0105] O homopolímero de propileno (PPH-2) pode ter uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C) medida de acordo com ISO 1133 pelo menos 50 g/10 min, de preferência, pelo menos 60 g/10 min, com mais preferência, pelo menos 65 g/10 min, ainda com mais preferência, pelo menos 70 g/10 min, como na faixa de 50 a 190 g/10 min, de preferência, na faixa de 60 a 150 g/10 min, com mais preferência, na faixa de 65 a 100 g/10 min, ainda com mais preferência, na faixa de 70 a 80 g/10 min.
[0106] Observa-se que o homopolímero de propileno (PPH- 2) apresenta uma baixa quantidade de fração de solúvel frio de xileno (XCS). O homopolímero de propileno (PPH-2) pode ter uma quantidade de fração de solúveis frios de xileno (XCS) de não mais que 4,0 % em peso, de preferência, não mais que 3,5 % em peso, como na faixa de 0,1 a 4,0 % em peso, de preferência, na faixa de 0,1 a 3,5 % em peso, com base no peso do homopolímero de propileno (PPH-2).
[0107] O homopolímero de propileno (PPH-2) pode ter uma temperatura de deformação por calor (HDT) medida de acordo com de acordo com ISO 75-2 de pelo menos 50 °C, de preferência, pelo menos 60 °C, com mais preferência, pelo menos 75 °C, como na faixa de 50 a 120 °C, de preferência, na faixa de 60 a 100 °C, com mais preferência, 75 a 90 °C.
[0108] O homopolímero de propileno (PPH-2) pode ter uma Resistência a Impacto por Entalhe de Charpy (NIS) medida de acordo com ISO 179-1eA a 23 °C de pelo menos 0,5 kJ/m2, de preferência, pelo menos 0,7 kJ/m2, como na faixa de 0,5 a 1,5 kJ/m2, de preferência, na faixa de 0,7 a 1,3 kJ/m2.
[0109] O homopolímero de propileno (PPH-2) pode ter um módulo de flexão medido de acordo com ISO 178 de pelo menos 500 MPa, de preferência, pelo menos 1000 MPa, como na faixa de 500 a 2500 MPa, de preferência, na faixa de 1000 a 2000 MPa.
[0110] No caso em que o homopolímero de propileno (PPH- 2) compreende um agente de alfa-nucleação, observa-se que o homopolímero de propileno (PPH-2) pode compreender o agente de alfa-nucleação em uma quantidade de até 5,0 % em peso, com base no peso do homopolímero de propileno (PPH-2), de preferência, de até 3000 ppm, como na faixa de 1 a 2000 ppm. Entretanto, em uma modalidade preferencial, o homopolímero de propileno (PPH-2) não compreende nenhum agente de nucleação, isto é, o homopolímero de propileno (PPH-2) não é nucleado.
[0111] Mais detalhes sobre os agentes de alfa-nucleação são fornecidos na seção "A Composição Polimérica (PC)".
[0112] O homopolímero de propileno (PPH-2) é conhecido na técnica e está comercialmente disponível. Um exemplo adequado é HJ120UB da Borealis AG. O Homopolímero de Propileno (PPH-3)
[0113] O homopolímero de propileno (PPH-3) consiste substancialmente, isto é, em mais que 99,7 % em peso, ainda com mais preferência, em pelo menos 99,8 % em peso, de unidades de propileno, com base no peso do homopolímero de propileno (PPH-3). Em uma modalidade preferencial, apenas unidades de propileno são detectáveis no homopolímero de propileno (PPH-3).
[0114] O homopolímero de propileno (PPH-3) pode ter uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C) medida de acordo com ISO 1133 pelo menos 200 g/10 min, de preferência, pelo menos 300 g/10 min, com mais preferência, pelo menos 400 g/10 min, ainda com mais preferência, pelo menos 420 g/10 min, como na faixa de 200 a 800 g/10 min, de preferência, na faixa de 300 a 600 g/10 min, com mais preferência, na faixa de 400 a 500 g/10 min, ainda com mais preferência, na faixa de 420 a 480 g/10 min.
[0115] O homopolímero de propileno (PPH-3) pode ter um teor de fração de solúvel frio de xileno (XCS) de não mais que 10 % em peso, de preferência, não mais que 7,0 % em peso, ainda com mais preferência, não mais que 4,5 % em peso, como na faixa de 0,1 a 10 % em peso, de preferência, na faixa de 0,5 a 7,0 % em peso, com mais preferência, na faixa de 2,0 a 4,5 % em peso, com base no peso do peso do homopolímero de propileno (PPH-3).
[0116] O homopolímero de propileno (PPH-3) pode ter uma temperatura de fusão Tm de pelo menos 150 °C, de preferência, pelo menos 158 °C, como na faixa de 150 a 180 °C, de preferência, na faixa de 158 a 170 °C, com mais preferência, na faixa de 161 a 165 °C.
[0117] O homopolímero de propileno (PPH-3) pode compreender um agente de nucleação que é, de preferência, um agente de nucleação polimérico, com mais preferência, um agente de alfa-nucleação, por exemplo, um agente de alfa- nucleação polimérico.
[0118] O teor de agente de alfa-nucleação do homopolímero de propileno (PPH-3), é, de preferência, até 5,0 % em peso. Em uma modalidade preferencial, o homopolímero de propileno (PPH-3) contém não mais que 3000 ppm, com mais preferência, de 1 a 2000 ppm de agente de alfa-nucleação.
[0119] Mais detalhes sobre os agentes de alfa-nucleação são fornecidos na seção "A Composição Polimérica (PC)".
[0120] O homopolímero de propileno (PPH-3) é conhecido na técnica e está comercialmente disponível. Um exemplo adequado é HL504FB da Borealis AG. O Copolímero de Etileno Aleatório (RPE)
[0121] A composição de polipropileno (PP) pode compreender um copolímero de etileno aleatório (RPE).
[0122] O copolímero de etileno aleatório (RPE) é, de preferência, um copolímero elastomérico que compreende, de preferência, consiste em, unidades deriváveis de etileno e unidades deriváveis de pelo menos uma C3 a C10 alfa-olefina,
de preferência, pelo menos uma C3 a C8 alfa-olefina, com mais preferência, pelo menos uma C4 a C8 alfa-olefina, como pelo menos uma C3 a C8 alfa-olefina, de preferência, pelo menos uma C4a C8 alfa-olefina; com mais preferência, unidades deriváveis de etileno e unidades deriváveis de pelo menos uma alfa-olefina selecionada do grupo que consiste em 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno e 1- octeno, de preferência, selecionada a partir de 1-buteno e 1-octeno, com mais preferência, de 1-octeno.
[0123] Consequentemente, o copolímero de etileno aleatório (RPE) compreende pelo menos unidades deriváveis de etileno e unidades deriváveis de uma alfa-olefina adicional como definido no parágrafo anterior. Entretanto, prefere-se, em particular, que o copolímero de etileno aleatório (RPE) compreenda unidades deriváveis apenas de etileno e unidades deriváveis de uma alfa-olefina adicional como 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno e 1-octeno. É especialmente preferencial que o copolímero de etileno aleatório (RPE) compreenda apenas unidades deriváveis de etileno e unidades selecionadas a partir de 1-buteno, 1- hexeno e 1-octeno. Em uma modalidade, o copolímero de etileno aleatório (RPE) compreende unidades deriváveis apenas de etileno e unidades deriváveis de 1-octeno.
[0124] O copolímero de etileno aleatório (RPE) pode ser compreendido no polipropileno (PP) na forma de inclusões elastoméricas (finamente) dispersadas em uma fase de matriz semicristalina ou cristalina, como uma fase de matriz que compreende o homopolímero de propileno (PPH-1), o homopolímero de propileno (PPH-2) e o homopolímero de propileno (PPH-3). O copolímero de etileno aleatório (RPE)
pode formar em sua parte inclusões (finamente dispersadas) dentro de outros compostos elastoméricos, como um copolímero de etileno aleatório adicional ou a fase elastomérica de um copolímero de propileno heterofásico. Entretanto, prefere-se que o copolímero de etileno aleatório (RPE) seja o único composto elastomérico na composição polimérica (PC).
[0125] O copolímero de etileno aleatório (RPE) pode ter uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (190 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 de não mais que 100 g/10 min, de preferência, de não mais que 50 g/10 min, com mais preferência, de não mais que 40 g/10 min, ainda com mais preferência, de não mais que 35 g/10 min, como na faixa de 0,2 a 100 g/10 min, de preferência, na faixa de 0,5 a 50 g/10 min, com mais preferência, na faixa de 0,5 a 40 g/10 min, ainda com mais preferência, na faixa de 0,5 a 35 g/10 min, ainda com mais preferência, na faixa de 0,5 a 30 g/10 min.
[0126] Em uma modalidade, o copolímero de etileno aleatório (RPE) tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (190 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 na faixa de 5,0 a 80 g/10 min, de preferência, na faixa de 10 a 50 g/10 min, com mais preferência, na faixa de 20 a 40 g/10 min, ainda com mais preferência, na faixa de 25 a 35 g/10 min.
[0127] Em uma modalidade, o copolímero de etileno aleatório (RPE) tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (190 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 na faixa de 0,1 a 10 g/10 min, de preferência, na faixa de 0,3 a 5,0 g/10 min, com mais preferência, na faixa de 0,5 a
2,0 g/10 min, ainda com mais preferência, na faixa de 0,7 a 1,3 g/10 min.
[0128] O copolímero de etileno aleatório (RPE) pode ter uma densidade medida de acordo com ISO 1183-187 de não mais que 910 kg/cm3, de preferência, de não mais que 885 kg/cm3, como na faixa de 854 a 910 kg/cm3, de preferência, na faixa de 854 a 885 kg/cm3.
[0129] O copolímero de etileno aleatório (RPE) pode ter um teor de etileno de pelo menos 80 % em mol, de preferência, é pelo menos 92 % em mol, como na faixa de 80 a 98 % em mol, de preferência, na faixa de 82 a 92 % em mol.
[0130] Em outras palavras, o copolímero de etileno aleatório (RPE) pode compreender a pelo menos uma C3 a C10 alfa-olefina, de preferência, a pelo menos uma C3 a C8 alfa-olefina, com mais preferência, a pelo menos uma C4 a C8 alfa-olefina, em 1-buteno, 1-hexeno e 1-octeno, de preferência, o 1-octeno, em uma quantidade de até 20 % em mol, de preferência, de até 18 % em mol, como na faixa de 2,0 a 20 % em mol, de preferência, na faixa de 8 a 18 % em mol.
[0131] O copolímero de etileno aleatório (RPE) é conhecido na técnica e está comercialmente disponível. Exemplos adequados são Queo8230 e Queo8201 da Borealis AG. O Copolímero de Propileno Heterofásico (HECO)
[0132] A composição de polipropileno (PP) pode compreender um copolímero de propileno heterofásico (HECO).
[0133] Como indicado acima, um copolímero de propileno heterofásico compreende como componentes poliméricos uma matriz de polipropileno e um copolímero elastomérico.
[0134] O copolímero de propileno heterofásico (HECO), de preferência, compreende (a) uma matriz de polipropileno (M) e (b) um copolímero elastomérico (E) compreende unidades derivadas de - propileno e - etileno e/ou C4 a C20 alfa-olefinas, com mais preferência, de etileno e/ou C4 a C10 alfa-olefinas e, com máxima preferência, de etileno, C4, C6 e/ou C8 alfa-olefinas, por exemplo, etileno e, opcionalmente, unidades derivadas de um dieno conjugado.
[0135] A matriz de polipropileno (M) é, de preferência, um copolímero de propileno aleatório ou um homopolímero de propileno, o último sendo especialmente preferencial.
[0136] No caso em que a matriz de polipropileno (M) é um homopolímero de propileno, observa-se que o teor de comonômero da matriz de polipropileno (M) deve ser não mais que 1,0 % em peso, de preferência, não mais que 0,8 % em peso, com mais preferência, não mais que 0,5 % em peso, como não mais que 0,2 % em peso, com base no peso da matriz de polipropileno (M).
[0137] No caso em que a matriz de polipropileno (M) é um copolímero de propileno aleatório, observa-se que o copolímero de propileno aleatório compreende monômeros copolimerizáveis com propileno, por exemplo, comonômeros como etileno e/ou C4 a C20 alfa-olefinas, em particular, etileno e/ou C4 a C10 alfa-olefinas, por exemplo, etileno, C4, C6 e/ou C8 alfa-olefinas. De preferência, o copolímero de propileno aleatório compreende, especialmente, consiste em monômeros copolimerizáveis com propileno a partir de grupo que consiste em etileno, 1-buteno e 1-hexeno. Mais especificamente, o copolímero de propileno aleatório compreende - além de propileno - unidades deriváveis de etileno e/ou 1-buteno. Em uma modalidade preferencial, o copolímero de propileno aleatório compreende unidades deriváveis de etileno e propileno apenas. Adicionalmente, observa-se que o copolímero de propileno aleatório tem, de preferência, um teor de comonômero na faixa de 0,3 a 1,0 % em peso, com mais preferência, na faixa de mais que 0,3 a 0,8 % em peso, ainda com mais preferência, na faixa de 0,3 a 0,7 % em peso, com base no peso do copolímero de propileno aleatório.
[0138] A matriz de polipropileno (M) pode ser isotática. Consequentemente, observa-se que a matriz de polipropileno (M) tem uma concentração pêntade muito alta, isto é, maior que 80 %, de preferência, maior que 85 %, com mais preferência, maior que 90 %, ainda com mais preferência, maior que 92 %, ainda com mais preferência, maior que 93 %, como maior que 95 %.
[0139] Adicionalmente, observa-se que a matriz de polipropileno (M) do copolímero de propileno heterofásico (HECO) tem uma taxa de fluxo de fusão mais alta. Como declarado anteriormente, a taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO1133 da matriz de polipropileno (M) se iguala à taxa de fluxo de fusão MFR2 da fração de insolúvel frio de xileno (XCI) do copolímero de propileno heterofásico (HECO). Assim, prefere-se que a fração de insolúvel frio de xileno (XCI) do copolímero de propileno heterofásico (HECO) tenha uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 na faixa de 50 a 200 g/10 min, com mais preferência, na faixa de 80 a 150 g/10 min, ainda com mais preferência, na faixa de 100 a 130 g/10 min.
[0140] O polipropileno heterofásico (HECO) pode ter uma MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 de não mais que 60 g/10 min, de preferência, não mais que 40 g/10 min, com mais preferência, não mais que 30 g/10 min, como na faixa de 5,0 a 60 g/10 min, de preferência, na faixa de 10 a 40 g/10 min, com mais preferência, na faixa de 20 a 30 g/10 min.
[0141] O polipropileno heterofásico (HECO) pode ter um teor de comonômero total de não mais que 35 % em mol, de preferência, não mais que 30 % em mol, com mais preferência, não mais que 22 % em mol, como na faixa de 5,0 a 35 % em mol, de preferência, na faixa de 10 a 30 % em mol, com mais preferência, na faixa de 15 a 22 % em mol.
[0142] O polipropileno heterofásico (HECO) pode ter uma quantidade de fração de solúvel frio de xileno (XCS) de não mais que 60 % em peso, de preferência, não mais que 45 % em peso, com mais preferência, não mais que 35 % em peso, como na faixa de 10 a 60 % em peso, de preferência, na faixa de 20 a 45 % em peso, com mais preferência, na faixa de 25 a 35 % em peso, com base no peso total do polipropileno heterofásico (HECO).
[0143] O polipropileno heterofásico (HECO) pode ter uma viscosidade intrínseca (IV) da fração de solúvel frio de xileno (XCS) de não mais que 4,5 dl/g, de preferência, não mais que 3,5 dl/g, como na faixa de 2,0 a 4,5 dl/g, de preferência, na faixa de 2,7 a 3,5 dl/g.
[0144] O polipropileno heterofásico (HECO) pode ter um teor de comonômero da fração de solúvel frio de xileno (XCS) de não mais que 65 % em mol, de preferência, não mais que 60 % em mol, com mais preferência, não mais que 55 % em mol, como na faixa de 30 a 65 % em mol, de preferência, na faixa de 40 a 60 % em mol, com mais preferência, na faixa de 45 a 55 % em mol.
[0145] Tipicamente, a fração de insolúvel frio de xileno (XCI) do copolímero de propileno heterofásico (HECO) representa a parte cristalina ou semicristalina do copolímero de propileno heterofásico (HECO), isto é, a matriz (M), enquanto que a fração de solúvel frio de xileno (XCS) representa uma parte elastomérica do copolímero de propileno heterofásico (HECO), isto é, o copolímero elastomérico (E).
[0146] O teor de matriz (M), isto é, o teor de insolúvel frio de xileno (XCI), no copolímero de propileno heterofásico (HECO) está, de preferência, na faixa de 60 a 90 % em peso, com mais preferência, na faixa de 65 a 80 % em peso, com base no peso do copolímero de propileno heterofásico (HECO).
[0147] O teor de copolímero elastomérico (E), isto é, o teor de solúvel frio de xileno (XCS) no copolímero de propileno heterofásico (HECO), está de preferência, na faixa de 10 a 40 % em peso, com mais preferência, de 20 a 35 % em peso, com base no peso do copolímero de propileno heterofásico (HECO).
[0148] O copolímero de propileno heterofásico (HECO) assim como seus componentes individuais (matriz e copolímero elastomérico) podem ser produzidos através da mescla de diferentes tipos de polímero. Entretanto, prefere-se que o copolímero de propileno heterofásico (HECO) também como seus componentes individuais (matriz e copolímero elastomérico) sejam produzidos em um processo de etapa em sequência, usando reatores em configuração em série e operando em diferentes condições de reação.
[0149] O copolímero de propileno heterofásico (HECO) é conhecido na técnica e está comercialmente disponível. Um exemplo adequado é EG066AI da Borealis AG. O Polipropileno Modificado Polar (PMP)
[0150] A fim de alcançar uma dispersão mais fácil e mais uniforme das fibras de carbono (CF) nos componentes de polímero; que atuam como uma matriz para as fibras de carbono (CF) na composição polimérica (PC); um polipropileno modificado polar (PMP) é aplicado como um agente de acoplamento.
[0151] O polipropileno modificado polar (PMP) é, de preferência, um polipropileno que contém grupos polares.
[0152] A seguir, o polipropileno será definido mais precisamente, o qual é modificado subsequentemente a um polipropileno modificado polar (PMP) como explicado em detalhe abaixo.
[0153] O polipropileno é, de preferência, um homopolímero de propileno ou um copolímero de propileno aleatório, como um copolímero de (i) propileno e (ii) etileno e/ou C4 a C12 α-olefinas, de preferência, de (i) propileno e (ii) uma α-olefina selecionada do grupo que consiste em etileno, 1-buteno, 1-hexeno, 1-octeno, e misturas dos mesmos, de preferência, de etileno.
[0154] Em uma modalidade, o polipropileno modificado
(PMP) é um copolímero de propileno aleatório modificado, em que o dito copolímero de propileno aleatório compreende etileno como a única unidade de comonômero.
[0155] O polipropileno do qual o polipropileno modificado polar (PMP) é preparado pode ser também um homopolímero de propileno. Entretanto, prefere-se que o polipropileno do qual o polipropileno modificado polar (PMP) é preparado seja um copolímero de propileno aleatório.
[0156] Em uma modalidade, o polipropileno do qual o polipropileno modificado polar (PMP) é preparado é um copolímero de propileno aleatório que compreende apenas unidades de comonômero derivadas de etileno.
[0157] Em relação à definição do termo "copolímero de propileno aleatório", faz-se referência às informações fornecidas acima que discutem o polipropileno (PP).
[0158] De preferência, as unidades deriváveis de propileno constituem a parte principal do copolímero de propileno aleatório, isto é, pelo menos 90,0 % em peso, com mais preferência, na faixa de 92,0 a 99,5 % em peso, ainda com mais preferência, de 92,5 a 98,0 % em peso, ainda com mais preferência, de 93,0 a 96,0 % em peso, com base no peso total do copolímero de propileno aleatório. Consequentemente, a quantidade de unidades derivadas de etileno e/ou C4 a C12 α-olefinas, de preferência, derivadas de etileno, no copolímero de propileno aleatório é no máximo 10,0 % em peso, de preferência, na faixa de 0,5 a 8,0 % em peso, com mais preferência, de 2,0 a 7,5 % em peso, ainda com mais preferência, de 4,0 a 7,0 % em peso, com base no peso total do copolímero de propileno aleatório.
[0159] Observa-se, em particular, que o copolímero de propileno aleatório apenas compreende unidades deriváveis de propileno e etileno. As quantidades de comonômero dadas nesse parágrafo pertencem, de preferência, ao copolímero de propileno aleatório que não é modificado.
[0160] Observa-se que o copolímero de propileno aleatório, isto é, o copolímero de propileno aleatório não modificado, tem uma temperatura de fusão Tm na faixa de 125 a 140 ºC, com mais preferência, na faixa de 128 a 138 °C ainda com mais preferência, na faixa de 131 a 136 °C. A temperatura de fusão dada nesse parágrafo é a temperatura de fusão do copolímero de propileno aleatório não modificado.
[0161] Observa-se que 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 ISO 1133 na faixa de 1 a 30 g/10 min, de preferência, na faixa de 1 a 20 g/10 min, com mais preferência, na faixa de 1 a 10 g/10 min, e, com máxima preferência, na faixa de 2 a 6 g/10 min.
[0162] Observa-se que o polipropileno modificado polar (PMP) compreende grupos derivados de grupos polares. Nesse contexto, é dada preferência a polipropileno modificado polar (PMP) que compreende grupos derivados de compostos polares, em particular, selecionados a partir do grupo que consiste em anidridos ácidos, ácidos carboxílicos, derivados de ácido carboxílico, aminas primárias e secundárias, compostos de hidroxila, oxazolina e epóxidos, e também compostos iônicos.
[0163] Os exemplos específicos dos ditos grupos polares são anidridos cíclicos insaturados e seus diésteres alifáticos, e os derivados de diácido. Em particular, o elemento pode usar anidrido maleico e compostos selecionados a partir de C1 a C10 maleatos de dialquila lineares e ramificados, C1 a C10 fumaratos de dialquila lineares e ramificados, anidridos itacônicos, C1 a C10 ésteres de dialquila de ácido itacônico lineares e ramificados, ácido maleico, ácido fumárico, ácido itacônico e misturas dos mesmos.
[0164] Em termos de estrutura, o polipropileno modificado polar (PMP) é, de preferência, selecionado a partir de copolímeros de enxerto ou bloco, de preferência, do polipropileno definido acima, como o copolímero de propileno aleatório definido acima.
[0165] De preferência, 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.
[0166] É dada preferência particular ao uso de um polipropileno, como o copolímero de propileno aleatório como definido acima na seção "O Propileno Modificado Polar (PMP)" enxertado com anidrido maleico como o polipropileno modificado polar (PMP), isto é, o agente de acoplamento.
[0167] Em uma modalidade, o polipropileno modificado polar (PMP) é um copolímero de propileno aleatório como definido acima enxertado com anidrido maleico. Assim, em uma modalidade preferencial específica, o polipropileno modificado polar (PMP) é um copolímero de etileno e propileno aleatório enxertado com anidrido maleico, com mais preferência, em que o teor de etileno com base na quantidade total do copolímero de etileno e propileno aleatório está na faixa de 2,0 a 7,5 % em peso, com mais preferência, na faixa de 4,0 a 7,0 % em peso.
[0168] A fim de alcançar a dispersão desejada das fibras de carbono (CF) nos componentes poliméricos assegurando que a composição polimérica (C) forneça as propriedades mecânicas bem equilibradas, em particular, uma alta resistência ao impacto em combinação com um alto alongamento à ruptura em baixa densidade, observa-se que o polipropileno modificado polar (PMP) compreende uma quantidade de grupos que derivam de grupos polares que são maiores que os tipicamente usados em polipropilenos modificados polares considerados para polipropilenos.
[0169] O polipropileno modificado polar (PMP) pode compreender grupos que derivam de grupos polares em uma quantidade na faixa de 0,5 a 5,0 % em peso, de preferência, na faixa de 1,0 a 4,0 % em peso, com mais preferência, na faixa de 1,5 a 3,0 % em peso, ainda com mais preferência, na faixa de 1,7 a 2,3 % em peso, com base no peso total do polipropileno modificado polar (PMP).
[0170] O polipropileno modificado polar (PMP) pode ter uma taxa de volume de fluxo de fusão MVI (170 °C; 1,2 kg) medida de acordo com ISO 1133 na faixa de 20 a 150 cm3/10 min, de preferência, na faixa de 40 a 100 cm3/10 min.
[0171] Em uma modalidade, o polipropileno modificado polar (PMP) é um copolímero de etileno e propileno aleatório enxertado com anidrido maleico com um teor de etileno com base na quantidade total do copolímero de etileno e propileno aleatório na faixa de 2,0 a 7,5 % em peso, que tem grupos que derivam de grupos polares em uma quantidade na faixa de 0,5 a 5,0 % em peso e uma taxa de volume de fluxo de fusão MVI (170 °C; 1,2 kg) medida de acordo com ISO 1133 na faixa de 20 a 150 cm3/10 min.
[0172] Em uma modalidade, o polipropileno modificado polar (PMP) é um copolímero de etileno e propileno aleatório enxertado com anidrido maleico com um teor de etileno com base na quantidade total do copolímero de etileno e propileno aleatório que está faixa de 2,0 a 3,0 % em peso, que tem grupos que derivam de grupos polares em uma quantidade na faixa de 1,5 a 3,0 % em peso e uma taxa de volume de fluxo de fusão MVI (170 °C; 1,2 kg) medida de acordo com ISO 1133 na faixa de 40 a 100 cm3/10 min.
[0173] Em uma modalidade, o polipropileno modificado polar (PMP) é um copolímero de etileno e propileno aleatório enxertado com anidrido maleico com um teor de etileno com base na quantidade total do copolímero de etileno e propileno aleatório que está na faixa de 2,0 a 2,8 % em peso, que tem grupos que derivam de grupos polares em uma quantidade na faixa de 1,7 a 2,3 % em peso e uma taxa de volume de fluxo de fusão MVI (170 ºC; 1,2 kg) medida de acordo com ISO 1133 na faixa de 40 a 100 cm3/10 min.
[0174] Adicional ou alternativamente, observa-se que o polipropileno modificado polar (PMP) tem, de preferência, uma temperatura de fusão Tm na faixa de 120 a 150 °C, com mais preferência, na faixa de 125 a 145 °C e, com máxima preferência, na faixa de 130 a 140 °C.
[0175] O polipropileno modificado polar (PMP) pode ser produzido de uma maneira simples por um processo de enxerto de duas etapas que compreende um estágio sólido como uma primeira etapa e um estágio de fusão como uma segunda etapa. Tais etapas de processo são bem conhecidas na técnica.
[0176] O polipropileno modificado polar (PMP) é conhecido na técnica e está comercialmente disponível. Um exemplo adequado é SCONA TSPP 10213 GB da BYK.
[0177] A composição polimérica (PC) pode compreender o polipropileno modificado polar (PMP) em uma quantidade na faixa de 2,5 a 10 partes em peso, de preferência, na faixa de 3,0 a 7,0 partes em peso, com mais preferência, na faixa de 3,0 a 6,0 partes em peso, com base no total de partes em peso de polipropileno (PP), polipropileno modificado polar (PMP) e fibras de carbono (CF).
[0178] Em uma modalidade, a composição polimérica (PC) compreende o polipropileno modificado polar (PMP) em uma quantidade na faixa de 2,5 a 10 partes em peso, com base no total de partes em peso de polipropileno (PP), polipropileno modificado polar (PMP) e fibras de carbono (CF).
[0179] Em uma modalidade, a composição polimérica (PC) compreende o polipropileno modificado polar (PMP) em uma quantidade na faixa de 3,0 a 6,0 partes em peso, com base no total de partes em peso de polipropileno (PP), polipropileno modificado polar (PMP) e fibras de carbono (CF).
[0180] A composição polimérica (PC) pode compreender o polipropileno modificado polar (PMP) em uma quantidade de pelo menos 2,5 % em peso, de preferência, pelo menos 3,0 %
em peso, como uma quantidade na faixa de 2,5 a 10 % em peso, de preferência, na faixa de 3,0 a 7,0 % em peso, com base no peso total da composição polimérica (PC).
[0181] Em uma modalidade, a composição polimérica (PC) compreende o polipropileno modificado polar (PMP) em uma quantidade na faixa de 2,5 a 10 % em peso, com base no peso total da composição polimérica (PC).
[0182] Em uma modalidade, a composição polimérica (PC) compreende o polipropileno modificado polar (PMP) em uma quantidade na faixa de 3,0 a 6,0 partes em peso, com base no peso total da composição polimérica (PC).
[0183] De preferência, o polipropileno modificado polar (PMP) é o único polipropileno modificado polar presente na composição polimérica (PC). Em uma modalidade, o polipropileno modificado polar (PMP) é o único polipropileno modificado polar presente na composição polimérica (PC). As Fibras de Carbono (CF)
[0184] Observa-se que a composição de polipropileno (C) deve ter propriedades mecânicas bem equilibradas, em particular, uma alta resistência a impacto em combinação com um alto alongamento à ruptura. A fim de alcançar essas propriedades, é uma exigência essencial a inclusão de fibras de carbono (CF).
[0185] As fibras de carbono (CF) podem ter um diâmetro médio na faixa de 2 a 30 µm, de preferência, na faixa de 3 a 25 µm, com mais preferência, na faixa de 5 a 20 µm.
[0186] As fibras de carbono (CF) podem ter uma densidade na faixa de 1,0 a 2,5 g/cm3, de preferência, na faixa de 1,5 a 2,3 g/cm3, com mais preferência, na faixa de 1,7 a
2,0 g/cm3.
[0187] Deve ser observado que as fibras de carbono não são consideradas um material polimérico. Adicionalmente, as fibras de carbono (CF) não são reconhecidas por serem abrangidas pelo termo "aditivos (AD)" como definido em maior detalhe abaixo.
[0188] As fibras de carbono (CF) podem ser na forma de um pano não tecido. O pano não tecido compreende, de preferência, pelo menos 50 % em peso de fibras de carbono (CF), com mais preferência, pelo menos 65 % em peso de fibras de carbono, ainda com mais preferência, pelo menos 75 % em peso de fibras de carbono (CF) e, com máxima preferência, pelo menos 80 % em peso, com base no peso total do pano não tecido.
[0189] O pano não tecido de acordo com a invenção pode compreender compostos poliméricos como agentes de engomadura e/ou fios de costura. Observa-se que os agentes de engomadura e/ou fios de costura não estão compreendidos em uma quantidade que excede 10 % em peso, de preferência, 7,5 % em peso ainda com mais preferência, 3 % em peso, com base no peso da fibra de carbono (CF). Os agentes de engomadura e/ou fios de costura são considerados como sendo abrangidos pelo termo "fibra de carbono (CF)" e não se assemelham a compostos poliméricos adicionais.
[0190] Se presente, a quantidade de fio de costura está normalmente na faixa de 0,25 a 10 % em peso, de preferência, na faixa de 0,5 a 7,5 % em peso e, com máxima preferência, na faixa de 1,0 a 3,0 % em peso com base no peso total do pano não tecido. Os fios de costura adequados são, por exemplo, fibras de poliéster. Como indicado acima,
os fios de costura são considerados como sendo abrangidos pelo termo "fibra de carbono (CF)" e não se assemelham a compostos poliméricos adicionais.
[0191] Se presente, a quantidade de agentes de engomadura está tipicamente na faixa de 0,25 a 15 % em peso, de preferência, de 0,5 a 10 % em peso, com mais preferência, de 1,0 a 7,5 % em peso, com base no peso das fibras de carbono (CF). Agentes de engomadura adequados são, por exemplo, resinas epóxi, resinas epóxi modificadas por poliéter, poliuretano, polipropileno enxertado de silano-amina. Como indicado acima, os agentes de engomadura são considerados como sendo abrangidos pelo termo "fibra de carbono (CF)" e não se assemelham a compostos poliméricos adicionais.
[0192] Observa-se que o pano não tecido pode ser um material reciclado que pode conter compostos adicionais além das fibras de carbono, como quantidades menores de fibras de vidro, dependendo do primeiro uso. Esses compostos adicionais são considerados como sendo abrangidos pelo termo "fibra de carbono (CF)" e não se assemelham a compostos adicionais, em particular, compostos poliméricos e/ou compostos de fibra adicionais.
[0193] Observa-se que esses compostos adicionais, como fibras de vidro, não estão compreendidos em uma quantidade que excede 10 % em peso, de preferência, 5 % em peso ainda com mais preferência, 3 % em peso, com base no peso da fibra de carbono (CF). Em uma modalidade, a fibra de carbono (CF) não compreende fibras de vidro em uma quantidade que excede 5 % em peso, com base no peso da fibra de carbono (CF).
[0194] Em uma modalidade, a fibra de carbono (CF) não compreende fibras de vidro.
[0195] No caso em que as fibras de carbono (CF) estão na forma de um pano não tecido, o pano não tecido está, de preferência, na forma de uma tira.
[0196] Usualmente, a largura da tira é de não mais que 300 mm. De preferência, a tira tem uma largura de 10 a 300 mm, de preferência, uma largura de 25 a 250 mm e com máxima preferência, uma largura de 40 a 200 mm. Adicional ou alternativamente, a tira tem, de preferência, um comprimento de pelo menos 50 cm, com mais preferência, de pelo menos 150 cm e, com máxima preferência, de pelo menos 250 cm.
[0197] A tira pode ser na forma de um carretel. Assim, o comprimento não é particularmente limitado. Entretanto, o comprimento não é particularmente limitado, isto é, a tira pode ser uma denominada “tira sem fim”.
[0198] O peso médio do pano não tecido está, de preferência, na faixa de 100 a 1000 g/m2, com mais preferência, na faixa de 150 a 800 g/m2 e, com máxima preferência, na faixa de 250 a 650 g/m2.
[0199] O pano não tecido é caracterizado adicionalmente por um peso constante por área. Assim, a diferença em peso entre duas seções do pano não tecido que tem uma área idêntica expressada no quociente da seção que tem o maior peso para a seção que tem o menor peso está, de preferência, dentro de 10 %, com mais preferência, dentro de 5 %.
[0200] A preparação de pano não tecido a partir de fibras de carbono (CF), por exemplo, mechas, ou material reciclado que pode ser na forma de uma manta disposta, é bem conhecida na técnica. Processos adequados são, por exemplo, perfuração por agulha.
[0201] De preferência, o pano não tecido está na forma de um pano não tecido, de preferência, obtido por perfuração por agulha.
[0202] A composição polimérica (PC) pode compreender as fibras de carbono (CF) em uma quantidade de 2,5 a 35 partes em peso, de preferência, em uma quantidade de 5,0 a 30 partes em peso, com mais preferência, na faixa de 10 a 25 partes em peso, ainda com mais preferência, na faixa de 17 a 23 partes em peso, com base no total de partes em peso de polipropileno (PP), polipropileno modificado polar (PMP) e fibras de carbono (CF).
[0203] Em uma modalidade, a composição polimérica (PC) compreende as fibras de carbono (CF) em uma quantidade na faixa de 2,5 a 45 partes em peso, com base no total de partes em peso de polipropileno (PP), polipropileno modificado polar (PMP) e fibras de carbono (CF).
[0204] Em uma modalidade, a composição polimérica (PC) compreende as fibras de carbono (CF) em uma quantidade na faixa de 17 a 23 partes em peso, com base no total de partes em peso de polipropileno (PP), polipropileno modificado polar (PMP) e fibras de carbono (CF).
[0205] A composição polimérica (PC) pode compreender as fibras de carbono (CF) em uma quantidade de pelo menos 2,5 % em peso, de preferência, pelo menos 5,0 % em peso, com mais preferência, pelo menos 10 % em peso, ainda com mais preferência, pelo menos 17 % em peso, como uma quantidade na faixa de 2,5 a 45 % em peso, de preferência, na faixa de
5,0 a 30 % em peso, ainda com mais preferência, na faixa de 10 a 25,0 % em peso, ainda com mais preferência, na faixa de 17 a 23 % em peso, com base no peso total da composição polimérica (PC).
[0206] Em uma modalidade, a composição polimérica (PC) compreende as fibras de carbono (CF) em uma quantidade na faixa de 2,5 a 45 % em peso, com base no peso total da composição polimérica (PC).
[0207] Em uma modalidade, a composição polimérica (PC) compreende as fibras de carbono (CF) em uma quantidade na faixa de 17 a 23 partes em peso, com base no peso total da composição polimérica (PC).
[0208] De preferência, as fibras de carbono (CF) são as únicas fibras presentes na composição polimérica (PC). Em uma modalidade, a composição polimérica (PC) não compreende fibras selecionadas a partir do grupo que consiste em fibras de vidro, fibras metálicas, fibras minerais, fibras de cerâmica e misturas das mesmas. Em uma modalidade, a composição polimérica (PC) não compreende fibras obtidas a partir de um material inorgânico. Os Aditivos (AD)
[0209] Além do polipropileno (PP), do polipropileno modificado polar (PMP) e das fibras de carbono (CF), as composições de polímero (PC) podem compreender aditivos (AD).
[0210] Os aditivos típicos são sequestrantes de ácido, antioxidantes, corantes, estabilizadores de luz, plastificantes, agentes antiaderentes, agentes antirrisco, agentes dispersantes, auxiliares de processamento, lubrificantes, pigmentos, agente antiestático e similares.
[0211] Tais aditivos estão comercialmente disponíveis e são, por exemplo, descritos em “Plastic Additives Handbook”, 6a edição 2009 de Hans Zweifel (páginas 1141 a 1190).
[0212] Como indicado acima, o termo "aditivos (AD)" não inclui fibras, como fibras de carbono, fibras de vidro, fibras metálicas, fibras minerais e fibras de cerâmica. Em outras palavras, as fibras de carbono (CF) não estão relacionadas a um aditivo.
[0213] Entretanto, o termo "aditivos (AD)" pode incluir também materiais carreadores, em particular, materiais carreadores poliméricos (PCM).
[0214] A composição polimérica (PC) pode compreender os aditivos (AD) em uma quantidade de até 10 % em peso, de preferência, em uma quantidade na faixa de 0,01 a 10 % em peso, com mais preferência, em uma quantidade na faixa de 0,05 a 5 % em peso, ainda com mais preferência, em uma quantidade na faixa de 0,1 a 2,5 % em peso, com base no peso da composição polimérica (PC).
[0215] A composição polimérica (PC) pode compreender aditivos selecionados a partir do grupo de antioxidante, removedor de ácido, agente antirrisco, agente de liberação de molde, lubrificante, estabilizador UV e misturas dos mesmos.
[0216] Os aditivos (AD) podem ser incluídos na composição polimérica (PC) como um ingrediente separado. Alternativamente, os aditivos (AD) podem ser incluídos na composição polimérica (PC) juntos com pelo menos um outro componente. Por exemplo, os aditivos (AD) podem ser adicionados à composição polimérica (PC) junto com o polipropileno (PP), o polipropileno modificado polar (PMP) e/ou as fibras de carbono (CF), de preferência, na forma de um lote principal (MB). Por conseguinte, os termos "polipropileno (PP)", "polipropileno modificado polar (PMP)" e "fibras de carbono (CF)" podem ser direcionados a uma composição que inclui aditivos (AD). Aditivos diferentes dos materiais carreadores poliméricos (PCM) são adicionados tipicamente à composição polimérica (PC) junto com materiais carreadores poliméricos (PCM) na forma de um lote principal (MB).
[0217] Assim, uma composição polimérica (PC) que consiste no polipropileno (PP), no polipropileno modificado polar (PMP) e nas fibras de carbono (CF) pode compreender também aditivos (AD). O Material Carreador Polimérico (PCM)
[0218] Como indicado acima, em uma modalidade preferencial, a composição polimérica (PC) não compreende outros polímeros além de polipropileno (PP) e do polipropileno modificado polar (PMP) em uma quantidade que excede 10 % em peso, de preferência, em uma quantidade que excede 5 % em peso, com mais preferência, em uma quantidade que excede 2,5 % em peso, ainda com mais preferência, em uma quantidade que excede 0,8 % em peso, com base no peso da composição polimérica (PC). Se um polímero adicional estiver presente, tal polímero é tipicamente um material carreador polimérico (PCM) para aditivos.
[0219] O material carreador polimérico (PCM) é um polímero carreador para os outros aditivos para assegurar uma distribuição uniforme na composição polimérica (PC). O material carreador polimérico (PCM) não é limitado a um polímero particular. O material carreador polimérico (PCM) pode ser homopolímero de etileno, copolímero de etileno obtido a partir de etileno e comonômero de α-olefina como comonômero de C3 a C8 α-olefina, homopolímero de propileno, copolímero de propileno obtido a partir de propileno e comonômero de α-olefina como etileno e/ou comonômero de C4 a C8 α-olefina e misturas dos mesmos.
[0220] Tipicamente, o material de carreador polimérico (PCM) como tal não contribui para as propriedades aprimoradas da composição polimérica (PC) descrita. O Artigo
[0221] A presente invenção é direcionada adicionalmente a um artigo que compreende a composição polimérica (PC).
[0222] O artigo pode compreender a composição polimérica (PC) em uma quantidade de pelo menos 80 % em peso, como 80 a 99,9 % em peso, de preferência, em uma quantidade de pelo menos 90 % em peso, como 90 a 99,9 % em peso, com mais preferência, em uma quantidade de pelo menos 95 % em peso, como 95 a 99,9 % em peso.
[0223] O artigo pode ser um artigo moldado ou artigo extrusado, de preferência, o artigo é um artigo moldado, como um artigo moldado por injeção ou um artigo moldado por compressão.
EXEMPLOS
1. Definições/Métodos de Medição
[0224] As definições a seguir de termos e métodos de determinação se aplicam à descrição geral acima da invenção, bem como aos exemplos abaixo, a menos que seja definido de outro modo. Quantificação de Microestrutura por Espectroscopia de RMN
[0225] A espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) quantitativa é usada para quantificar a isotaticidade e a regiorregularidade dos homopolímeros de polipropileno.
[0226] Os espectros de 13C{1H} RMN quantitativa foram registrados no estado de solução com o uso de um espectrômetro de RMN Bruker Advance III 400 que opera a 400,15 e 100,62 MHz para 1H e 13C, respectivamente. Todos os espectros foram registrados com o uso de um otimizado cabeça de sonda de temperatura estendida de 10 mm otimizada por 13C a 125 °C com o uso de gás nitrogênio para todos os pneumáticos.
[0227] Para 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 foi ainda aquecido em um forno giratório por pelo menos 1 hora. Mediante a inserção no ímã, o tubo foi girado a 10 Hz. Essa configuração foi escolhida principalmente pela alta resolução necessária para 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 excitação de pulso único padrão foi empregada usando o NOE e esquema de desacoplamento WALTZ16 de nível duplo (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 8192 (8k) variáveis foi adquirido por espectros.
[0228] Os espectros de 13C{1H} RMN quantitativos foram processados, integrados e as propriedades quantitativas relevantes determinadas a partir das integrais com o uso de programas de computador particulares.
[0229] Para homopolímeros de polipropileno, todos os desvios químicos são internamente referentes ao pêntade isotático de metila (mmmm) a 21,85 ppm.
[0230] Sinais característicos correspondentes a regiodefeitos (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.
[0231] A distribuição de taticidade foi quantificada através de integração da região de metila entre 23,6- 19,7 ppm com correção de quaisquer sítios não relacionados 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).
[0232] Especificamente, a influência de regiodefeitos e comonômero na quantificação da distribuição de taticidade foi corrigida por subtração de regiodefeito representativo e integrais de comonômero das regiões integrais específicas das sequências estéreo.
[0233] A isotaticidade foi determinada no nível pêntade e relatada como o percentual de sequências de pêntade isotática (mmmm) em relação a todas as sequências de pêntade: [mmmm] % = 100 * (mmmm / soma de todas as pêntades)
[0234] A presença de regiodefeitos de 2,1 eritro foi indicada pela presença dos dois sítios de metila a 17,7 e 17,2 ppm e confirmada por outros sítios característicos. Os sinais característicos correspondentes a outros tipos de regiodefeitos não foram observados (Resconi, L., Cavallo, L., Fait, A., Piemontesi, F., Chem. Rev. 2000, 100, 1253).
[0235] A quantidade de regiodefeitos de 2,1 eritro foi quantificada com o uso do integral médio dos dois sítios de metila característicos a 17,7 e 17,2 ppm: P21e = (le6 + Ie8)/ 2
[0236] A quantidade de propeno primário 1,2 inserido foi quantificada com base na região de metila com correção realizada para sítios incluídos nessa região não relacionada à inserção primária e para sítios de inserção primária excluídos dessa região: P12 = ICH3 + P12e
[0237] A quantidade total de propeno foi quantificada como a soma de propeno primário inserido e todos os outros regiodefeitos presentes: Ptotal = P12 + P21e
[0238] A porcentagem em mol de regiodefeitos de 2,1 eritro foi quantificada em relação a todo o propeno: [21e] % em mol = 100 * (P21e / Ptotal)
[0239] Sinais característicos que correspondem 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 relação a todos os monômeros no polímero.
[0240] A fração de comonômero foi quantificada usando o método de W-J. Wang e S. Zhu, Macromolecules 2000, 33 1157,
através da integração de múltiplos sinais através de toda região espectral nos espectros 13C{1H}. Esse método foi escolhido por sua natureza robusta e habilidade de ser responsável pela presença de regiodefeitos quando necessário. As regiões integrais foram ligeiramente ajustadas para aumentar a aplicabilidade por toda a faixa de teor de comonômero encontrado.
[0241] A incorporação de comonômero em por cento em mol foi calculada a partir da fração em mol.
[0242] A incorporação de comonômero em por cento em peso foi calculada a partir da fração em mol.
[0243] Os Solúveis Frios de xileno (XCS) são medidos a 25 °C de acordo com ISO 16152; primeira edição; 2005-07-01.
[0244] A Viscosidade Intrínseca é medida de acordo com o DIN ISO 1628/1, outubro de 1999 (em Decalina a 135 °C).
[0245] O Módulo de Tração (TM) é medido de acordo com ISO 527-2 (velocidade do travessão = 1 mm/min; 23 °C) usando espécimes moldados por injeção como descrito em EN ISO 1873-2 (formato de osso de cão, 4 mm de espessura).
[0246] A Resistência à Tração (TS) e o Alongamento de Tração à Ruptura (TE) são medidos de acordo com ISO 527-2 (velocidade do travessão = 50 mm/min; 23 °C) usando espécimes moldados por injeção como descrito em EN ISO 1873-2 (formato de osso de cão, 4 mm de espessura).
[0247] O Módulo de Flexão foi determinado em flexão de 3 pontos de acordo com ISO 178 em espécimes moldados por injeção de 80x10x4 mm preparados de acordo com ISO 294- 1:1996.
[0248] A Resistência a Impacto de Charpy (IS) é determinada de acordo com ISO 179 1eU a 23 °C ao usar uma barra de teste moldada por injeção de 80x10x4 mm3 em linha com EN ISO 1873-2.
[0249] A Resistência a Impacto por Entalhe de Charpy (NIS) é determinada de acordo com ISO 179 1eA a 23 ºC ao usar uma barra de teste moldada por injeção de 80x10x4 mm3 em linha com EN ISO 1873-2.
[0250] O Diâmetro de Fibra Médio é determinado de acordo com ISO 1888:2006(E), Método B, ampliação microscópica de
1000.
[0251] A Taxa de Fluxo de Fusão (MFR2) é medida de acordo com ISO 1133 nas temperatura e carga dadas.
[0252] A taxa de Volume de Fluxo de Fusão (MVI) é medida de acordo com ISO 1133 nas temperatura e carga dadas.
[0253] A Temperatura de Deformação por Calor (HDT) é determinada de acordo com ISO 75-2 usando uma Ceast 6921 de Instron® GmbH, Alemanha.
[0254] A Densidade é medida de acordo com ISO 1183-187. A preparação de amostra é feita por modelagem por compressão de acordo com ISO 1872-2:2007.
[0255] A Análise de DSC, a Temperatura de Fusão (Tm) e a Entalpia de Fusão (Hm), a Temperatura de Cristalização (Tc) e a Entalpia de Cristalização (Hc) são medidas com um instrumento TA Q200 de calorimetria de varredura diferencial (DSC) em amostras de 5 a 7 mg. DSC é executado de acordo com ISO 11357 / parte 3 /método C2 em um ciclo de calor/ frio/ calor com uma taxa de varredura de 10 °C/min na faixa de temperatura de -30 a +225 °C. A temperatura de cristalização e a entalpia de cristalização (Hc) são determinadas a partir da etapa de resfriamento, enquanto a temperatura de fusão e a entalpia de fusão (Hm) são determinadas a partir da segunda etapa de aquecimento.
[0256] A Pressão de Injeção (INJP) é medida durante a moldagem por injeção dos espécimes usados para determinar as marcas de fluxo como descrito a seguir com condições de processo respectivas em um aparelho de moldagem por injeção Engel ES 1350/350 HL. As Marcas de Fluxo
[0257] A tendência a mostrar marcas de fluxo foi examinada com um método como descrito abaixo. Esse método é descrito em detalhes no documento WO 2010/149529, o qual é incorporado no presente documento em sua totalidade.
[0258] Um sistema de medição óptica, como descrito por Sybille Frank et al. em PPS 25 Intern. Conf. Polym. Proc. Soc 2009 ou Proceedings of the SPIE, Volume 6831, pp 68130T-68130T-8 (2008), foi usado para caracterizar a qualidade da superfície.
[0259] Esse método consiste em dois aspectos:
1. Gravação de imagem:
[0260] O princípio básico do sistema de medição é iluminar as placas com uma fonte de luz definida (LED) em um ambiente fechado e gravar uma imagem com um sistema de câmera CCD.
[0261] Uma configuração esquemática é dada na Figura 1.
2. Análise de imagem:
[0262] O espécime é iluminado em um lado e a porção da luz refletida para cima é defletida por meio de dois espelhos para um sensor de CCD. A imagem de valor cinza criada consequentemente é analisada em linhas. A partir dos desvios gravados de valores cinzas, o erro médio quadrático (MSE) é calculado permitindo uma quantificação de qualidade de superfície, isto é, quanto maior o valor de MSE mais pronunciado é o defeito de superfície.
[0263] Em geral, para o mesmo material, a tendência a marcas de fluxo aumenta quando a velocidade de injeção é aumentada.
[0264] Para essa avaliação, placas de 440x148x2,8 mm com grão VW K50 e uma porta de filme de 1,4 mm foram usadas e foram produzidas com um tempo de preenchimento de 3 segundos.
[0265] Condições adicionais: Temperatura de fusão: 240 °C Temperatura de molde 40 ºC Pressão dinâmica: 1 MPa (10 bar) hidráulico.
[0266] Quanto menor o valor de MSE é em um certo tempo de preenchimento, menor é a tendência a marcas de fluxo. Condições de Processo: Temperatura de fusão: 240 °C. Temperatura de molde 40 °C. Pressão dinâmica: 1 MPa (10 bar) hidráulico.
2. Exemplos
[0267] A presente invenção é ilustrada pelos seguintes exemplos:
[0268] Os Exemplos Inventivos IE1 a IE4 são preparados por uma mescla por fusão com uma extrusora de rosca dupla como a extrusora de rosca dupla Coperion STS-35 da Coperion Corporation (Nanjing), China. A extrusora de rosca dupla funciona em uma velocidade de rosca média de 400 rpm com um perfil de temperatura de zonas de 180 a 250 ºC.
[0269] O Exemplo Inventivo IE1 e os Exemplos Comparativos CE1 e CE2 são baseados na receita resumida na
Tabela 2. Tabela 1: A receita para preparar as composições inventivas e comparativas Exemplo IE1 IE2 IE3 IE4 PPH-1 [% em peso]* 10 10 10 10 PPH-2 [% em peso]* 54,85 44,85 44,85 24,85 PPH-3 [% em peso]* 10 10 10 10 Elastômero-1 [% em peso]* 10 Elastômero-2 [% em peso]* 10 HECO [% em peso]* 30 PMP [% em peso]* 5,0 5,0 5,0 5,0 CF [% em peso]* 20 20 20 20 * restante para 100 % em peso são aditivos em níveis regulares, incluindo material carreador polimérico, antioxidantes e estabilizadores de UV, como pentaeritritil- tetrakis(3-(3’,5’-di-terc. butil-4-hidroxifenil)-propionato na forma do antioxidante comercial “Irganox 1010” da BASF, Alemanha, nº CAS 6683-19-8; e tris(2,4-di-t- butilfenil)fosfito na forma do antioxidante comercial “Irgafos 168 FF” da BASF, Alemanha, nº CAS 31570-04-4.
[0270] "PPH-1" é o produto comercial HF955MO da Borealis AG, que é um homopolímero de propileno que tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) de 20 g/10 min e uma densidade de 908 kg/m3. O homopolímero de propileno HF955MO é um α-nucleado com ciclo-hexano de polivinila.
[0271] "PPH-2" é o produto comercial HJ120UB da Borealis AG, que é um homopolímero de propileno que tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) de 75 g/10 min e uma densidade de 905 kg/m3.
[0272] "PPH-3" é o produto comercial HL504FB da Borealis
AG, que é um homopolímero de propileno que tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) de 450 g/10 min.
[0273] "Elastômero-1” é o produto comercial Queo8201 da Borealis AG, que é um copolímero de etileno/1-octeno que tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (190 ºC, 2,16 kg) de 1,1 g/10 min e uma densidade de 883 kg/m3.
[0274] "Elastômero-2” é o produto comercial Queo8230 da Borealis AG, que é um copolímero de etileno/l-octeno que tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (190 ºC, 2,16 kg) de 30 g/10 min e uma densidade de 882 kg/m3.
[0275] "PMP” é o produto SCONA TSPP10213GB da Co. Ltd, Alemanha, que é um anidrido de ácido maleico funcionalizado de propileno que tem uma MVR (170 °C, 1,2 kg) de 40 a 100 cm3/10 min e um teor de anidrido de ácido maleico de 2,0 % em peso.
[0276] "CF” é o produto comercial RECATEX C90 da SGL Carbon SE, que é um pano não tecido que compreende 90 % em peso de fibra de carbono que tem uma densidade determinada de acordo com ISO 10119:2002 de 1,8 g/m3 e uma resistência à tração determinada de acordo com ISO 10618:2004 de 4400.
[0277] As propriedades dos Exemplos Inventivos IE1 a IE4 e do Exemplo Comparativo CE1 são resumidas na Tabela 2. Tabela 2: As propriedades das composições inventivas e comparativas (faixas da reivindicação 1 também são dadas) Exemplo IE1 IE2 IE3 IE4 CE1 Reivindicação 1 Módulo de [MPa] 10534 9302 9105 9654 9759 8500 a 11500 Tração (TM)
Exemplo IE1 IE2 IE3 IE4 CE1 Reivindicação 1
Resistência à [MPa] 104 90 88 93 90 Tração (TS) Alongamento de Tração [%] 2,4 2,7 3,4 2,5 2,7 2,0 a 5,0 (TE) Resistência à Impacto de [kJ/m2] 35 38 43 36 43 30 a 50 Charpy (IS) Taxa de Fluxo de Fusão [g/10min] 37 23 36 29 6,9 20 a 30 (MFR2) Módulo de [MPa] 8571 7855 7450 7952 Flexão (FM) Pressão de Injeção [bar] 51 59 53 58 85 (INJP) Temperatura de Deformação [°C] 159 158 158 159 por Calor (HDT) MSE (tempo de preenchimento <20 <20 <20 <20 >20 3 s)

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES
1. Composição polimérica (PC) caracterizada por ter - uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 na faixa de 20 a 30 g/10 min, - um módulo de tração medido de acordo com ISO 527-2 na faixa de 8500 a 11500 MPa, - uma Resistência a Impacto de Charpy medida de acordo com ISO 179-leU:2000 a 23 °C na faixa de 30 a 50 kJ/m2 e - um alongamento de tração à ruptura medido de acordo com ISO 527-2 na faixa de 2,0 a 5,0 % que compreende (a) 55 a 95 partes em peso de uma composição de polipropileno (PP); (b) 2,5 a 10 partes em peso de um polipropileno modificado polar (PMP); (c) 2,5 a 35 partes em peso de fibras de carbono (CF); com base no total de partes em peso de compostos (a), (b) e (c).
2. Composição polimérica (PC), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição de polipropileno (PP) compreende (a) um primeiro homopolímero de propileno (PPH-1); e/ou (b) um segundo homopolímero de propileno (PPH-2); e/ou (c) e um terceiro homopolímero de propileno (PPH-3); em que o primeiro homopolímero de propileno (PPH-1), o segundo homopolímero de propileno (PPH-2) e o terceiro homopolímero de propileno (PPH-3) diferem um dos outros em suas taxas de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg de carga).
3. Composição polimérica (PC), de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que (a) o homopolímero de propileno (HPP-1) tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 na faixa de 1,0 a 45 g/10 min; e/ou (b) o homopolímero de propileno (HPP-2) tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 na faixa de 50 a 190 g/10min; e/ou (c) o homopolímero de propileno (HPP-3) tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 na faixa de 200 a 800 g/10 min.
4. Composição polimérica (PC), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o polipropileno (PP) compreende: (a1) 2,5 a 22,5 partes em peso do homopolímero de propileno (HPP-1); (a2) 55 a 95 partes em peso do homopolímero de propileno (HPP-2); e (a3) 2,5 a 22,5 partes em peso do homopolímero de propileno (HPP-3); com base no total de partes em peso de compostos (a1), (a2) e (a3).
5. Composição polimérica (PC), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o polipropileno (PP) compreende copolímeros de etileno aleatórios (RPE).
6. Composição polimérica (PC), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 3 e 5, caracterizada pelo fato de que o polipropileno (PP) compreende: (b1) 6 a 19 partes em peso do homopolímero de propileno (HPP-1); (b2) 43 a 85 partes em peso do homopolímero de propileno (HPP-2); (b3) 6 a 19 partes em peso do homopolímero de propileno (HPP-3); e (b4) 6 a 19 partes em peso do copolímero de etileno aleatório (RPE); com base no total de partes em peso de compostos (b1), (b2), (b3) e (b4).
7. Composição polimérica (PC), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o polipropileno (PP) compreende um copolímero de propileno heterofásico (HECO).
8. Composição polimérica (PC), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 3 e 7, caracterizada pelo fato de que o polipropileno (PP) compreende: (c1) 5 a 25 partes em peso do homopolímero de propileno (HPP-1); (c2) 15 a 50 partes em peso do homopolímero de propileno (HPP-2); (c3) 5 a 25 partes em peso do homopolímero de propileno (HPP-3); e (c4) 20 a 60 partes em peso do copolímero de propileno heterofásico (HECO); com base no total de partes em peso de compostos (b1),
(b2), (b3) e (b4).
9. Composição polimérica (PC), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo a composição polimérica (PC) caracterizada por compreender (a) o polipropileno (PP) em uma quantidade de pelo menos 55 % em peso; e/ou (b) o polipropileno modificado polar (PMP) em uma quantidade de pelo menos 2,5 % em peso; e/ou (c) as fibras de carbono (CF) em uma quantidade de pelo menos 2,5 % em peso; com base no peso total da composição polimérica (PC).
10. Composição polimérica (PC), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o polipropileno (PP) e o polipropileno modificado polar (PMP) estão compreendidos em uma quantidade de pelo menos 57,5 % em peso, de preferência, em uma quantidade de pelo menos 66 % em peso, com mais preferência, em uma quantidade de pelo menos 68 % em peso, ainda com mais preferência, em uma quantidade de pelo menos 75 % em peso, com base no peso total da composição polimérica (PC).
11. Composição polimérica (PC), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o polipropileno (PP), o polipropileno modificado polar (PMP) e as fibras de carbono (CF) estão compreendidos em uma quantidade de pelo menos 60 % em peso, de preferência, em uma quantidade de pelo menos 71 % em peso, com mais preferência, em uma quantidade de pelo menos 79 % em peso, ainda com mais preferência, em uma quantidade de pelo menos 89 % em peso, com base no peso total da composição polimérica (PC).
12. Composição polimérica (PC), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo a composição polimérica (PC) caracterizada por ter (a) uma resistência à tração medida de acordo com ISO 527- 2 de pelo menos 60 MPa e/ou (b) um módulo de flexão medido de acordo com ISO 178 de pelo menos 5000 MPa.
13. Composição polimérica (PC), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo a composição polimérica (PC) caracterizada por não compreender (a) quaisquer outras fibras além das fibras de carbono (CF); e/ou (b) quaisquer outros polímeros além do polipropileno (PP) e do polipropileno modificado polar (PMP).
14. Composição polimérica (PC), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o polipropileno (PP) não compreende qualquer outro polímero além de (a) o homopolímero de propileno (HPP-1), o homopolímero de propileno (HPP-2) e o homopolímero de propileno (HPP- 3); ou (b) o homopolímero de propileno (HPP-1), o homopolímero de propileno (HPP-2), o homopolímero de propileno (HPP-3) e o copolímero elastomérico (E); ou
(c) o homopolímero de propileno (HPP-1), o homopolímero de propileno (HPP-2), o homopolímero de propileno (HPP-3) e o copolímero de propileno heterofásico (HECO).
15. Artigo caracterizado por compreender uma composição polimérica (PC) conforme definida em qualquer uma das reivindicações anteriores.
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