BR112020011076B1

BR112020011076B1 - WOOD AND PLASTIC COMPOSITE COMPOSITION COMPRISING A WAX COMPOSITION, METHOD FOR PRODUCING A WOOD AND PLASTIC COMPOSITE AND THE USE OF WAX COMPOSITIONS AS LUBRICANTS FOR THE PRODUCTION OF WOOD AND PLASTIC COMPOSITES

Info

Publication number: BR112020011076B1
Application number: BR112020011076-0A
Authority: BR
Inventors: Oliver Pieper; Mark Veit; Thomas Haas; Julius Gurr; Andreas Krause
Original assignee: Sasol Wax Gmbh
Priority date: 2017-12-08
Filing date: 2018-12-10
Publication date: 2023-07-25

Abstract

COMPOSIÇÃO DE COMPÓSITO DE MADEIRA E PLÁSTICO COMPREENDENDO UMA COMPOSIÇÃO DE CERA, MÉTODO PARA PRODUZIR UM COMPÓSITO DE MADEIRA E PLÁSTICO E O USO DE COMPOSIÇÕES DE CERA COMO LUBRIFICANTES PARA A PRODUÇÃO DE COMPÓSITOS DE MADEIRA E PLÁSTICO. A invenção refere-se a composições de compósito de madeira e plástico compreendendo uma composição de cera, em que a composição de compósito de madeira e plástico tem propriedades superiores no seu processamento. A composição da cera é caracterizada por sua viscosidade dinâmica a 120°C, ponto de congelamento, teor de moléculas em que a cadeia de carbono é linear e teor de hidrocarbonetos oxidados.WOOD AND PLASTIC COMPOSITE COMPOSITION COMPRISING A WAX COMPOSITION, METHOD FOR PRODUCING A WOOD AND PLASTIC COMPOSITE AND THE USE OF WAX COMPOSITIONS AS LUBRICANTS FOR THE PRODUCTION OF WOOD AND PLASTIC COMPOSITES. The invention relates to wood and plastic composite compositions comprising a wax composition, wherein the wood and plastic composite composition has superior processing properties. The composition of the wax is characterized by its dynamic viscosity at 120°C, freezing point, content of molecules in which the carbon chain is linear and content of oxidized hydrocarbons.

Description

[001] A invenção refere-se a composições de compósito de madeira e plástico compreendendo uma composição de cera, em que a composição de compósito de madeira e plástico tem propriedades superiores no seu processamento. A composição de cera é caracterizada por: sua viscosidade dinâmica a 120°C, seu ponto de congelamento, seu conteúdo de moléculas em que a cadeia de carbono é linear e seu conteúdo de hidrocarbonetos oxidados.[001] The invention relates to wood and plastic composite compositions comprising a wax composition, wherein the wood and plastic composite composition has superior processing properties. The wax composition is characterized by: its dynamic viscosity at 120°C, its freezing point, its content of molecules in which the carbon chain is linear and its content of oxidized hydrocarbons.

Background of the invention

[002] Os compósitos de madeira e plástico (WPC) são compósitos, que consistem em grandes quantidades de madeira (tipicamente farinha de madeira, fibras de madeira ou outras lignoceluloses), polímeros termoplásticos e vários aditivos. Eles podem ser processados por técnicas de polímeros termoplásticos, como extrusão, moldagem por injeção ou moldagem por compressão. Os WPC são amplamente utilizados como materiais não-estruturais na indústria de construção, em móveis, carros e pisos ou revestimentos (por exemplo, pisos de terraço), especialmente como substitutos para madeiras tropicais, madeiras sólidas ou outros materiais compósitos. O conteúdo de madeira é geralmente superior a 50% em peso. Como material de matriz, vários termoplásticos tais como polietileno de alta densidade (HDPE), polipropileno (PP) ou policloreto de vinila (PVC) podem ser usados. As vantagens desses produtos são: baixa captação de água, estabilidade a alta temperatura, alta durabilidade, sua aparência e um preço baixo.[002] Wood plastic composites (WPC) are composites, which consist of large amounts of wood (typically wood flour, wood fibers or other lignocelluloses), thermoplastic polymers and various additives. They can be processed by thermoplastic polymer techniques such as extrusion, injection molding or compression molding. WPCs are widely used as non-structural materials in the construction industry, in furniture, cars and flooring or coverings (e.g. terrace flooring), especially as substitutes for tropical hardwoods, solid woods or other composite materials. The wood content is generally greater than 50% by weight. As matrix material, various thermoplastics such as high-density polyethylene (HDPE), polypropylene (PP) or polyvinyl chloride (PVC) can be used. The advantages of these products are: low water uptake, high temperature stability, high durability, their appearance and a low price.

[003] A fabricação do WPC é baseada nas tecnologias de produção da indústria de polímeros. Independentemente do equipamento de processamento, a fabricação pode ser dividida nas seguintes etapas básicas: alimentação, mistura, composição e formação. A alimentação do polímero, enchimento e outros aditivos precisa ser acurada em velocidades adequadas. A mistura dos ingredientes pode ser feita como um processo autônomo, comum no processamento de policloreto de vinila, no qual as temperaturas permanecem abaixo do ponto de fusão e uma mistura granular seca homogênea é produzida. A mistura também pode ser integrada na próxima etapa de processamento, a composição, que é comum no processamento de poliolefina. Durante a composição, o polímero é exposto ao calor e ao cisalhamento e, assim, plastificado. Além disso, os enchimentos e aditivos são dispersos para obter um derretimento homogêneo, que é chamado de composto.[003] WPC manufacturing is based on production technologies from the polymer industry. Regardless of the processing equipment, manufacturing can be divided into the following basic steps: feeding, mixing, compounding and forming. The feeding of polymer, filler and other additives needs to be accurate at appropriate speeds. Mixing the ingredients can be done as a stand-alone process, common in polyvinyl chloride processing, in which temperatures remain below the melting point and a homogeneous dry granular mixture is produced. The mixture can also be integrated into the next processing step, compounding, which is common in polyolefin processing. During compounding, the polymer is exposed to heat and shear and thus plasticized. Furthermore, fillers and additives are dispersed to obtain a homogeneous melt, which is called compounding.

[004] A etapa de composição também serve para remover a umidade e os gases do composto, o que é particularmente crítico no caso do WPC. Após a composição, o material pode ser formado diretamente em produtos (processo de uma etapa) ou granulado para processos de formação posteriores (processo de duas etapas).[004] The compounding step also serves to remove moisture and gases from the compound, which is particularly critical in the case of WPC. After compounding, the material can be formed directly into products (one-step process) or granulated for further forming processes (two-step process).

[005] É sabido pelo processamento de polímeros que as ceras em geral podem ser usadas como agentes de lubrificação. Para WPC etileno bis-estearamida (EBS), estearato de zinco, ceras de parafina e polietileno oxidado (PE) ou combinações dos mesmos são usados como lubrificantes padrão.[005] It is known from polymer processing that waxes in general can be used as lubricating agents. For WPC ethylene bisstearamide (EBS), zinc stearate, paraffin waxes and oxidized polyethylene (PE) or combinations thereof are used as standard lubricants.

[006] As ceras são definidas como composições químicas, que têm um ponto de fusão acima de 40°C, são lustráveis sob leve pressão, são amassáveis ou difíceis de quebrar e transparentes a opacas a 20°C, derretem acima de 40°C sem decomposição, e tipicamente derretem entre 50 e 90°C, com casos excepcionais até 200°C, formam pastas ou géis e são más condutoras de calor e eletricidade.[006] Waxes are defined as chemical compositions, which have a melting point above 40°C, are polishable under light pressure, are kneadable or difficult to break and transparent to opaque at 20°C, melt above 40°C without decomposition, and typically melt between 50 and 90°C, in exceptional cases up to 200°C, they form pastes or gels and are poor conductors of heat and electricity.

[007] As ceras podem ser classificadas de acordo com vários critérios, como, por exemplo, sua origem. Aqui, as ceras podem ser divididas em dois grupos principais: ceras naturais e sintéticas. As ceras naturais podem ainda ser divididas em ceras fósseis (por exemplo, ceras de petróleo) e ceras não-fósseis (por exemplo, ceras animais e vegetais). As ceras de petróleo são divididas em ceras macrocristalinas (ceras de parafina) e ceras microcristalinas (microceras). As ceras sintéticas podem ser divididas em ceras parcialmente sintéticas (por exemplo, ceras de amida) e ceras totalmente sintéticas (por exemplo, ceras poliolefina e Fischer-Tropsch).[007] Waxes can be classified according to several criteria, such as, for example, their origin. Here, waxes can be divided into two main groups: natural and synthetic waxes. Natural waxes can be further divided into fossil waxes (e.g. petroleum waxes) and non-fossil waxes (e.g. animal and vegetable waxes). Petroleum waxes are divided into macrocrystalline waxes (paraffin waxes) and microcrystalline waxes (microwaxes). Synthetic waxes can be divided into partially synthetic waxes (e.g. amide waxes) and fully synthetic waxes (e.g. polyolefin and Fischer-Tropsch waxes).

[008] As ceras de parafina são originárias de fontes de petróleo. Elas são claras, livres de odor e podem ser refinadas para contato com alimento. Elas contêm uma gama de n-alcanos e alcanos ramificados, bem como alguns cicloalcanos. As ceras de parafina brutas ou cruas (parafinas brutas) têm um grande número de alcanos de cadeia curta (“óleos”), que são removidos quando mais refinados. Diferentes distribuições e qualidades de ceras de parafina podem ser obtidas. O refino pode incluir a remoção de óleo, destilação e hidrogenação.[008] Paraffin waxes originate from petroleum sources. They are clear, odor-free and can be refined for contact with food. They contain a range of n-alkanes and branched alkanes, as well as some cycloalkanes. Crude or raw paraffin waxes (crude paraffins) have a large number of short-chain alkanes (“oils”), which are removed when further refined. Different distributions and qualities of paraffin waxes can be obtained. Refining may include oil removal, distillation and hydrogenation.

[009] As ceras sintéticas Fischer-Tropsch ou os hidrocarbonetos originários da síntese de Fischer-Tropsch catalisada de gás de síntese (CO e H2) para alcanos contêm predominantemente n-alcanos, um baixo número de alcanos ramificados e basicamente nenhum cicloalcano ou impurezas, como, por exemplo, enxofre ou nitrogênio. Isso também significa que, dependendo do comprimento da cadeia de carbono e do conteúdo da ramificação dos alcanos na cera Fischer-Tropsch, diferentes pontos de congelamento ou faixas de fusão podem ser obtidos. Portanto, as ceras de Fischer- Tropsch geralmente podem ser classificadas em fusão baixa (ponto de congelamento de 20 a 45°C), fusão média (ponto congelamento de 45°C a 70°C) e fusão alta (70 a 105°C).[009] Fischer-Tropsch synthetic waxes or hydrocarbons originating from the catalyzed Fischer-Tropsch synthesis of synthesis gas (CO and H2) for alkanes contain predominantly n-alkanes, a low number of branched alkanes and basically no cycloalkanes or impurities, such as sulfur or nitrogen. This also means that depending on the length of the carbon chain and the branching content of the alkanes in the Fischer-Tropsch wax, different freezing points or melting ranges can be obtained. Therefore, Fischer-Tropsch waxes can generally be classified into low melting (freezing point of 20 to 45°C), medium melting (freezing point of 45°C to 70°C) and high melting (70 to 105°C). ).

[010] Outra fonte para ceras/hidrocarbonetos sintéticos são os produtos obtidos a partir da oligomerização/polimerização de monômeros olefínicos, possivelmente seguidos de hidrogenação.[010] Another source for synthetic waxes/hydrocarbons are products obtained from the oligomerization/polymerization of olefinic monomers, possibly followed by hydrogenation.

[011] Além disso, todas as ceras de hidrocarbonetos podem ser oxidadas por diferentes métodos, sendo o mais fácil o processo de reação de ceras com oxigênio ou ar, preferencialmente na presença de um catalisador. A oxidação introduz diferentes funcionalidades (hidroxila, carbonila, etc.) sem alterar as ramificações alquiladas ou o número total de carbono das moléculas. Uma proporção típica de funcionalidades formadas durante a oxidação é de 1,5 partes de cetonas para 1 parte de ácidos para 1 parte de ésteres e 1 parte hidroxilas. Ésteres internos formados (por exemplo, lactonas) podem ser abertos por saponificação com sabões metálicos, que também saponificam os outros locais de carboxila na molécula de cera oxidada. O grau de oxidação refletido, por exemplo, pelo número de acidez da cera oxidada pode ser ajustado pelo procedimento de oxidação. Portanto, o conteúdo de hidrocarbonetos oxidados pode ser ajustado.[011] Furthermore, all hydrocarbon waxes can be oxidized by different methods, the easiest being the process of reacting waxes with oxygen or air, preferably in the presence of a catalyst. Oxidation introduces different functionalities (hydroxyl, carbonyl, etc.) without changing the alkylated branches or the total carbon number of the molecules. A typical ratio of functionalities formed during oxidation is 1.5 parts ketones to 1 part acids to 1 part esters and 1 part hydroxyls. Formed internal esters (e.g. lactones) can be opened by saponification with metal soaps, which also saponify the other carboxyl sites in the oxidized wax molecule. The degree of oxidation reflected, for example, by the acidity number of the oxidized wax can be adjusted by the oxidation procedure. Therefore, the content of oxidized hydrocarbons can be adjusted.

[012] Em geral, as ceras de polietileno (PE) têm pesos moleculares mais elevados do que as ceras de parafina ou Fischer-Tropsch, resultando em viscosidades mais elevadas e uma estrutura química diferente. Devido à produção de ceras de polietileno, elas têm uma quantidade maior de moléculas com dois átomos de carbono de diferença por molécula, por exemplo. O mesmo se aplica para a maioria de seus derivados oxidados. As ceras de polietileno também têm um padrão diferente de ramificações, por exemplo, até ramificações hexil nas cadeias laterais.[012] In general, polyethylene (PE) waxes have higher molecular weights than paraffin or Fischer-Tropsch waxes, resulting in higher viscosities and a different chemical structure. Due to the production of polyethylene waxes, they have a greater quantity of molecules with two carbon atoms difference per molecule, for example. The same applies to most of its oxidized derivatives. Polyethylene waxes also have a different branching pattern, for example even hexyl branches in the side chains.

[013] É sabido que durante o processamento do WPC o enchimento de madeira aumenta a dissipação de calor e diminui a resistência e a elasticidade do fundido. Isso leva a uma redução da processabilidade e o aumento da suscetibilidade a defeitos superficiais. Na prática geral, esses efeitos são neutralizados por um aumento na dosagem de lubrificantes comuns. Tais lubrificantes são ainda classificados como lubrificantes internos ou externos ou ambos.[013] It is known that during WPC processing, wood filler increases heat dissipation and decreases the strength and elasticity of the casting. This leads to reduced processability and increased susceptibility to surface defects. In general practice, these effects are neutralized by an increase in the dosage of common lubricants. Such lubricants are further classified as internal or external lubricants or both.

[014] Os lubrificantes internos encurtam os tempos de fusão do polímero fundido na composição madeira-polímero aumentando a difusão molecular. Os lubrificantes externos migram para a superfície da massa de polímero em um estado fundido para reduzir o atrito das partículas de polímero na interface de metal e fundido. Os lubrificantes externos precisam ter um ponto de fusão adequado ou uma faixa de fusão para garantir um bom controle da fusão. Eles reduzem a viscosidade aparente e o deslizamento entre o fundido e as máquinas de processamento. Isso resulta em redução do torque de parafuso e do consumo de energia. Portanto, a viscosidade do lubrificante externo desempenha um papel importante.[014] Internal lubricants shorten the melting times of the polymer melt in the wood-polymer composition by increasing molecular diffusion. External lubricants migrate to the surface of the polymer mass in a molten state to reduce the friction of polymer particles at the melt-metal interface. External lubricants need to have a suitable melting point or melting range to ensure good melt control. They reduce apparent viscosity and slippage between the melt and processing machines. This results in reduced screw torque and energy consumption. Therefore, the viscosity of the external lubricant plays an important role.

[015] Isso significa que uma boa lubrificação externa repercute em tempos de fusão mais longos e uma boa lubrificação interna por torques de fusão mais elevados. Mas, no total, é desejável obter um bom meio-termo entre tempo de fusão e torque de fusão ou lubrificação externa e interna, respectivamente. Um torque de fusão menor proveniente da lubrificação externa resulta em menor consumo de energia e aumento, mas devido à redução do calor de atrito também em um tempo de fusão mais longo e atraso na congelação. Se o tempo de fusão se tornar muito longo, não é possível obter uma fusão adequada do polímero e as propriedades mecânicas do produto final (por exemplo, resistência ao impacto e à tração) sofrerão.[015] This means that good external lubrication results in longer melting times and good internal lubrication leads to higher melting torques. But in total, it is desirable to obtain a good compromise between melting time and melting torque or external and internal lubrication, respectively. A lower melting torque from external lubrication results in lower energy consumption and increased, but due to reduced frictional heat also in a longer melting time and delayed freezing. If the melting time becomes too long, adequate melting of the polymer cannot be achieved and the mechanical properties of the final product (e.g. impact and tensile strength) will suffer.

[016] Os compósitos de madeira usam cerca de duas vezes mais lubrificante do que os plásticos comuns. Para PE de alta densidade, com um conteúdo de madeira típico de 50% a 60 % em peso, o nível de lubrificante pode ser de 4% a 5% em peso, enquanto um compósito similar de madeira-polipropileno normalmente usa de 1% a 2% em peso.[016] Wood composites use about twice as much lubricant as common plastics. For high-density PE, with a typical wood content of 50% to 60% by weight, the lubricant level may be 4% to 5% by weight, while a similar wood-polypropylene composite typically uses 1% to 2% by weight.

[017] A patente US 7.390.846 B2 divulga uma composição lubrificante para PVC-WPC compreendendo cerca de 4% em peso de cera de PE clorada (CPE-3615P da Dow), de 0,5% a 1% em peso de estearato de Ca, cerca de 1% em peso de cera de parafina (Marklube L-106) e cerca de 0,2% em peso de cera de PE oxidada (AC629A da Honeywell). Um compósito de madeira e plástico similar é divulgado em US 2006/0293418 A1. O estearato de Ca, como divulgado em ambas as referências, é um ácido de hidrocarboneto saponificado de alta fusão (140-160° C) (ácido graxo saponificado), que não tem número de acidez e, portanto, não é um hidrocarboneto oxidado como definido aqui.[017] US patent 7,390,846 B2 discloses a lubricant composition for PVC-WPC comprising about 4% by weight of chlorinated PE wax (CPE-3615P from Dow), from 0.5% to 1% by weight of stearate of Ca, about 1% by weight of paraffin wax (Marklube L-106) and about 0.2% by weight of oxidized PE wax (AC629A from Honeywell). A similar wood and plastic composite is disclosed in US 2006/0293418 A1. Ca stearate, as disclosed in both references, is a high-melting (140-160°C) saponified hydrocarbon acid (saponified fatty acid), which has no acidity number and is therefore not an oxidized hydrocarbon as defined here.

[018] O documento CN 103.408.959 divulga diferentes misturas de cera para uso em WPC, também contendo ceras oxidadas e modificadas como compatibilizadores.[018] Document CN 103,408,959 discloses different wax mixtures for use in WPC, also containing oxidized and modified waxes as compatibilizers.

[019] A patente US 7.449.504 B2 ensina ceras FT, mas reivindica a adição de ceras de metaloceno polietileno enxertada com anidrido maléico ao WPC para melhorar as propriedades mecânicas e reduzir a absorção de água.[019] US patent 7,449,504 B2 teaches FT waxes, but claims the addition of maleic anhydride-grafted polyethylene metallocene waxes to WPC to improve mechanical properties and reduce water absorption.

[020] O documento US 2005/0222310 A1 divulga ceras como lubrificantes para plásticos preenchidos, em que ceras naturais e sintéticas podem ser usadas, incluindo cera Fischer-Tropsch, cera de linhita e/ou cera de poliolefina oxidada e não oxidada.[020] Document US 2005/0222310 A1 discloses waxes as lubricants for filled plastics, in which natural and synthetic waxes can be used, including Fischer-Tropsch wax, lignite wax and/or oxidized and non-oxidized polyolefin wax.

[021] Durante o processamento de polímeros puros, como o PVC, os lubrificantes de alta viscosidade induzem forças de cisalhamento mais elevadas no polímero fundido, levando a tempos de fusão mais curtos e maior homogeneidade do fundido. A partir da lubrificação de PVC puro, espera-se que as ceras com viscosidades mais elevadas, tais como ceras poliolefinas e ceras oxidadas, apresentem resultados superiores.[021] During the processing of pure polymers, such as PVC, high viscosity lubricants induce higher shear forces in the polymer melt, leading to shorter melting times and greater homogeneity of the melt. From pure PVC lubrication, waxes with higher viscosities, such as polyolefin waxes and oxidized waxes, are expected to provide superior results.

[022] Portanto, é um objetivo da invenção encontrar um agente de lubrificação suficiente para o WPC que mostre boas propriedades de processamento, seja econômico e não tenha um impacto negativo nas características mecânicas e na qualidade do WPC.[022] Therefore, it is an object of the invention to find a sufficient lubricating agent for WPC that shows good processing properties, is economical and does not have a negative impact on the mechanical characteristics and quality of WPC.

Description of the invention

[023] Surpreendentemente, verificou-se que composições de compósito de madeira e plástico compreendendo - pelo menos um componente de madeira; - pelo menos um polímero termoplástico; - hidrocarbonetos de cera tendo de 15 a 110 átomos de carbono; e - hidrocarbonetos oxidados, preferencialmente hidrocarbonetos oxidados tendo de 15 a 110 átomos de carbono constituídos por hidrocarbonetos (modificados) com pelo menos um dos grupos hidroxila-, carbonila-, carboxilato- e lactona-, em que a mistura consistindo de hidrocarbonetos de cera e hidrocarbonetos oxidados é uma composição de cera tendo - uma viscosidade dinâmica a 120°C abaixo de 25 mPa^s; - um conteúdo de moléculas em que a cadeia de carbono é linear de mais de 65% em peso; - um ponto de congelamento de acordo com ASTM D 938 de 55°C a 105°C; - um conteúdo de hidrocarbonetos oxidados de pelo menos 1 a 20% em peso; e - um número de acidez de acordo com ASTM D 1386 de 0,1 a 10 mg KOH/g mostram efeitos de lubrificação superiores e boas propriedades mecânicas.[023] Surprisingly, it has been found that wood and plastic composite compositions comprising - at least one wood component; - at least one thermoplastic polymer; - wax hydrocarbons having from 15 to 110 carbon atoms; and - oxidized hydrocarbons, preferably oxidized hydrocarbons having from 15 to 110 carbon atoms consisting of hydrocarbons (modified) with at least one of the hydroxyl-, carbonyl-, carboxylate- and lactone- groups, wherein the mixture consisting of wax hydrocarbons and oxidized hydrocarbons is a wax composition having - a dynamic viscosity at 120°C below 25 mPa^s; - a content of molecules in which the carbon chain is linear of more than 65% by weight; - a freezing point in accordance with ASTM D 938 of 55°C to 105°C; - an oxidized hydrocarbon content of at least 1 to 20% by weight; and - an acid number according to ASTM D 1386 of 0.1 to 10 mg KOH/g show superior lubricating effects and good mechanical properties.

[024] A composição de cera é uma cera. Preferencialmente, a composição de cera resulta de uma oxidação parcial dos hidrocarbonetos de cera. A oxidação é preferencialmente realizada sem alterar o comprimento da cadeia e a ramificação alquil. No entanto, a composição de cera também pode ser obtida pela mistura dos hidrocarbonetos oxidados e dos hidrocarbonetos de cera antes de obter as composições de compósitos de madeira e plástico ou durante o processo de obtenção das composições de compósitos de madeira e plástico juntamente com os outros componentes. De qualquer forma, os parâmetros para a composição de cera são os de uma mistura constituída exclusivamente por hidrocarbonetos oxidados e por hidrocarbonetos de cera, mesmo que essa mistura não tenha sido obtida separadamente antes da fabricação da composição de compósito de madeira e plástico.[024] The wax composition is a wax. Preferably, the wax composition results from a partial oxidation of the wax hydrocarbons. The oxidation is preferably carried out without changing the chain length and alkyl branching. However, the wax composition can also be obtained by mixing the oxidized hydrocarbons and the wax hydrocarbons before obtaining the wood and plastic composite compositions or during the process of obtaining the wood and plastic composite compositions together with the other components. In any case, the parameters for the wax composition are those of a mixture consisting exclusively of oxidized hydrocarbons and wax hydrocarbons, even if this mixture was not obtained separately before manufacturing the wood and plastic composite composition.

[025] O conteúdo das moléculas lineares e a baixa viscosidade da composição de cera resultam em melhores efeitos de lubrificação externa e o conteúdo de hidrocarbonetos oxidados auxilia a lubrificação interna. Uma proporção ótima entre ambos é obtida pela composição acima.[025] The content of linear molecules and the low viscosity of the wax composition result in better external lubrication effects and the content of oxidized hydrocarbons assists internal lubrication. An optimal proportion between the two is obtained by the above composition.

[026] As propriedades da composição de cera são definidas por meio da viscosidade dinâmica a 120°C, o conteúdo de moléculas em que a cadeia de carbono é linear, o ponto de congelamento e o conteúdo de hidrocarbonetos oxidados.[026] The properties of the wax composition are defined through the dynamic viscosity at 120°C, the content of molecules in which the carbon chain is linear, the freezing point and the content of oxidized hydrocarbons.

[027] A viscosidade dinâmica é calculada pela viscosidade cinemática da composição de cera determinada de acordo com DIN 51562-1 a 120°C com um capilar(viscosímetro Ubbelohde) e a densidade da composição de cera é determinada de acordo com EN ISO 12185 a 120°C com um densitômetro de oscilação (método de tubo U oscilante) usando a seguinte fórmula: n (viscosidade dinâmica) = v (viscosidade cinemática) • p (densidade) ou determinado de acordo com DIN 53019-1 a 120°C com um viscosímetro rotacional.[027] The dynamic viscosity is calculated by the kinematic viscosity of the wax composition determined in accordance with DIN 51562-1 at 120°C with a capillary (Ubbelohde viscometer) and the density of the wax composition is determined in accordance with EN ISO 12185 at 120°C with an oscillating densitometer (oscillating U-tube method) using the following formula: n (dynamic viscosity) = v (kinematic viscosity) • p (density) or determined according to DIN 53019-1 at 120°C with a rotational viscometer.

[028] O conteúdo de moléculas na composição de cera em que a cadeia de carbono é linear pode ser determinado por cromatografia gasosa (Método EWF 001/03 da Federação Europeia de Cera).[028] The content of molecules in the wax composition in which the carbon chain is linear can be determined by gas chromatography (Method EWF 001/03 of the European Wax Federation).

[029] A massa molar (número médio) e/ou o número de átomos de carbono podem ser determinados e calculados por cromatografia gasosa (Método EWF 001/03 da Federação Europeia de Cera), por cromatografia de permeação em gel ou 13C-NMR, preferencialmente por cromatografia de permeação em gel. Para este último, o o-xileno é usado como fase móvel e duas colunas subsequentes da empresa Agilent (PLgel 5 μm MIXED-D, 300 x 7,5 mm). Como padrão interno, diferentes alcanos na faixa de C12-60 (peso molecular = 120 a 842 g^mol-1) e duas ceras de polietileno com um peso molecular de 1230 e 2010 g^mol-1 são usadas. Uma concentração de amostra de 10 mg/20 g de solvente, 100 μl de volume de injeção, uma temperatura de 100°C e uma vazão de 1 ml/min são usadas.[029] The molar mass (average number) and/or the number of carbon atoms can be determined and calculated by gas chromatography (Method EWF 001/03 of the European Wax Federation), by gel permeation chromatography or 13C-NMR , preferably by gel permeation chromatography. For the latter, o-xylene is used as a mobile phase and two subsequent columns from the company Agilent (PLgel 5 μm MIXED-D, 300 x 7.5 mm). As an internal standard, different alkanes in the range of C12-60 (molecular weight = 120 to 842 g^mol-1) and two polyethylene waxes with a molecular weight of 1230 and 2010 g^mol-1 are used. A sample concentration of 10 mg/20 g of solvent, 100 μl injection volume, a temperature of 100°C, and a flow rate of 1 ml/min are used.

[030] O conteúdo e o tipo de hidrocarbonetos oxidados podem ser determinados por cromatografia gasosa bidimensional de alta temperatura (GCxGC) e subsequente espectrometria de massa (por exemplo, com espectrometria de massa de tempo de vôo), análise elementar ou espectroscopia de ressonância magnética nuclear de 1H- e 13C-. Outra maneira de definir o conteúdo de hidrocarbonetos oxidados na composição de cera é o número de acidez de acordo com ASTM D 1386, que reflete a quantidade de hidróxido de potássio necessária para neutralizar os ácidos livres e/ou o índice de peróxido de acordo com ASTM D 1832, que reflete a quantidade de compostos que são capazes de oxidar iodeto de potássio.[030] The content and type of oxidized hydrocarbons can be determined by high-temperature two-dimensional gas chromatography (GCxGC) and subsequent mass spectrometry (e.g., with time-of-flight mass spectrometry), elemental analysis, or magnetic resonance spectroscopy nuclear 1H- and 13C-. Another way to define the content of oxidized hydrocarbons in the wax composition is the acid number according to ASTM D 1386, which reflects the amount of potassium hydroxide required to neutralize free acids and/or the peroxide number according to ASTM D 1832, which reflects the amount of compounds that are capable of oxidizing potassium iodide.

[031] Em uma concretização preferida, a composição de cera possui, em conjunto ou independentemente um do outro: um conteúdo de hidrocarbonetos oxidados de pelo menos 1,1 a 15,5% em peso, um índice de peróxido de acordo com ASTM D 1832 de 1 a 10 mEqu/1000 g, preferencialmente 2 a 5 mEqu/1000 g e/ou uma proporção de álcoois para ésteres/ácidos para cetonas/aldeídos de 1 : 0,1 a 3 : 0,1 a 2, preferencialmente 1 : 0,1 a 0,2 : 0,1 a 0,25.[031] In a preferred embodiment, the wax composition has, together or independently of each other: an oxidized hydrocarbon content of at least 1.1 to 15.5% by weight, a peroxide index in accordance with ASTM D 1832 of 1 to 10 mEqu/1000 g, preferably 2 to 5 mEqu/1000 g and/or a ratio of alcohols to esters/acids to ketones/aldehydes of 1 : 0.1 to 3 : 0.1 to 2, preferably 1 : 0.1 to 0.2 : 0.1 to 0.25.

[032] Os hidrocarbonetos de cera podem ser uma cera de parafina ou uma cera sintética que não compreende hidrocarbonetos oxidados ou uma combinação dos mesmos.[032] The wax hydrocarbons can be a paraffin wax or a synthetic wax that does not comprise oxidized hydrocarbons or a combination thereof.

[033] Os hidrocarbonetos de acordo com a invenção são moléculas constituídas exclusivamente de carbono e hidrogênio, tais como os alcanos. Os hidrocarbonetos de cera são hidrocarbonetos tendo de 15 a 110 átomos de carbono. Os hidrocarbonetos oxidados são moléculas de hidrocarbonetos compreendendo pelo menos uma meação de oxigênio selecionada a partir do grupo que consiste em hidroxila, carbonila, carboxilato ou lactona (a modificação), tais como álcoois, ésteres/ácidos ou cetonas/aldeídos. Moléculas em que a cadeia de carbono é linear são hidrocarbonetos oxidados e hidrocarbonetos de cera, cada um sem estruturas ramificadas e cíclicas.[033] The hydrocarbons according to the invention are molecules consisting exclusively of carbon and hydrogen, such as alkanes. Wax hydrocarbons are hydrocarbons having 15 to 110 carbon atoms. Oxidized hydrocarbons are hydrocarbon molecules comprising at least one oxygen moiety selected from the group consisting of hydroxyl, carbonyl, carboxylate or lactone (the modification), such as alcohols, esters/acids or ketones/aldehydes. Molecules in which the carbon chain is linear are oxidized hydrocarbons and wax hydrocarbons, each without branched and cyclic structures.

[034] Os hidrocarbonetos de cera são preferencialmente uma cera Fischer-Tropsch, que de acordo com a invenção é definida como originária da síntese Fischer-Tropsch de gás de síntese (CO e H2) catalisada por cobalto ou ferro para alcanos. O produto cru desta síntese é separado líquido e diferentes frações sólidas por destilação. Estes hidrocarbonetos de cera contêm predominantemente n-alcanos, um baixo número de alcanos ramificados e basicamente sem cicloalcanos ou impurezas como, por exemplo, enxofre ou nitrogênio.[034] The wax hydrocarbons are preferably a Fischer-Tropsch wax, which according to the invention is defined as originating from the Fischer-Tropsch synthesis of synthesis gas (CO and H2) catalyzed by cobalt or iron for alkanes. The raw product of this synthesis is separated from liquid and different solid fractions by distillation. These wax hydrocarbons contain predominantly n-alkanes, a low number of branched alkanes and basically no cycloalkanes or impurities such as sulfur or nitrogen.

[035] Como as ceras Fischer-Tropsch consistem em unidades de metileno, elas têm um padrão molecular dominado por um número uniformemente crescente ou decrescente de moléculas em cada comprimento da cadeia de átomos de carbono. Isso pode ser visto nas análises GC da cera.[035] Because Fischer-Tropsch waxes consist of methylene units, they have a molecular pattern dominated by a uniformly increasing or decreasing number of molecules in each length of the carbon atom chain. This can be seen in the GC analyzes of the wax.

[036] As moléculas ramificadas da cera Fischer-Tropsch também são hidrocarbonetos de cera preferencialmente contendo mais de 10% em peso, mais preferencialmente mais de 25% em peso, ramificações de metila e/ou nenhum átomo de carbono quaternário. Isso pode ser visto em medições de RMN da cera.[036] The branched molecules of Fischer-Tropsch wax are also wax hydrocarbons preferably containing more than 10% by weight, more preferably more than 25% by weight, methyl branches and/or no quaternary carbon atoms. This can be seen in NMR measurements of the wax.

[037] Os hidrocarbonetos de cera da cera Fischer-Tropsch também podem ser oxidados para dar os hidrocarbonetos oxidados de acordo com a invenção. A oxidação é preferencialmente realizada sem alterar o comprimento da cadeia e a ramificação alquil.[037] The wax hydrocarbons of Fischer-Tropsch wax can also be oxidized to give the oxidized hydrocarbons according to the invention. The oxidation is preferably carried out without changing the chain length and alkyl branching.

[038] Em outras concretizações preferidas, a composição de cera tem em conjunto ou independentemente um do outro: - uma viscosidade dinâmica a 120°C de 10 mPa^s ou abaixo; - um conteúdo de moléculas em que a cadeia de carbono é linear acima de 75% em peso, preferencialmente acima de 80% em peso; - um ponto de congelamento de acordo com ASTM D 938 de 75°C a 105°C, preferencialmente de 75°C a 85°C; - uma densidade a 120°C de acordo com EN ISO 12185 abaixo de 0,9 g^cm-3, preferencialmente 0,8 g<m 3 ou abaixo, e mais preferencialmente entre 0,7 g^cm-3 e 0,8 g^cm-3; e - uma massa molar (número médio) entre 300 e 1500 g^mol-1, preferencialmente entre 400 e 1300 g^mol-1, e mais preferencialmente entre 500 e 800 g^mol-1.[038] In other preferred embodiments, the wax composition has together or independently of each other: - a dynamic viscosity at 120°C of 10 mPa^s or below; - a content of molecules in which the carbon chain is linear above 75% by weight, preferably above 80% by weight; - a freezing point according to ASTM D 938 of 75°C to 105°C, preferably 75°C to 85°C; - a density at 120°C according to EN ISO 12185 below 0.9 g^cm-3, preferably 0.8 g<m3 or below, and more preferably between 0.7 g^cm-3 and 0, 8 g^cm-3; and - a molar mass (average number) between 300 and 1500 g^mol-1, preferably between 400 and 1300 g^mol-1, and more preferably between 500 and 800 g^mol-1.

[039] A viscosidade dinâmica também pode ser determinada a 180°C, o que se correlaciona com as temperaturas usuais de processamento de compósitos de madeira e plástico. A esta temperatura, a viscosidade da composição de cera é preferencialmente de 10 mPa^s ou abaixo e mais preferencialmente 5 mPa^s e abaixo.[039] Dynamic viscosity can also be determined at 180°C, which correlates with the usual processing temperatures for wood and plastic composites. At this temperature, the viscosity of the wax composition is preferably 10 mPa^s or below and more preferably 5 mPa^s and below.

[040] Em uma concretização preferida, a composição de compósito de madeira e plástico compreende de 20 a 80% em peso ou de 25 a 400 phw de polímero termoplástico, mais preferencialmente de 30 a 70% em peso ou de 40 a 235 phw. Phw é aqui definido como partes de peso por cem partes com base no peso dos componentes de madeira. Se o conteúdo não for especificado em phw, a composição de compósito de madeira e plástico pode conter de 20 a 80% em peso de componentes de madeira.[040] In a preferred embodiment, the wood and plastic composite composition comprises from 20 to 80% by weight or from 25 to 400 phw of thermoplastic polymer, more preferably from 30 to 70% by weight or from 40 to 235 phw. Phw is here defined as parts of weight per hundred parts based on the weight of the wood components. If the content is not specified in phw, the wood plastic composite composition may contain 20 to 80% by weight of wood components.

[041] A composição de cera é preferencialmente compreendida na composição de compósito de madeira e plástico com um conteúdo de 0,1 a 40 phw ou de 0,1% a 25% em peso, mais preferencialmente 0,25 a 20 phw ou (adicionalmente ou independentemente) alternativamente definido de 0,2% a 15% em peso.[041] The wax composition is preferably comprised of a wood and plastic composite composition with a content of 0.1 to 40 phw or 0.1% to 25% by weight, more preferably 0.25 to 20 phw or ( additionally or independently) alternatively defined from 0.2% to 15% by weight.

[042] Em uma concretização preferida, o polímero termoplástico na composição de compósito de madeira e plástico é selecionado a partir do grupo de poliolefinas, tais como polietileno ou polipropileno, polímero contendo cloro, policloreto de vinila ou suas misturas, preferencialmente policloreto de vinila. Copolímeros e poliestirenos também estão incluídos aqui.[042] In a preferred embodiment, the thermoplastic polymer in the wood and plastic composite composition is selected from the group of polyolefins, such as polyethylene or polypropylene, chlorine-containing polymer, polyvinyl chloride or mixtures thereof, preferably polyvinyl chloride. Copolymers and polystyrenes are also included here.

[043] A composição de compósito de madeira e plástico consiste preferencialmente em mais de 50% em peso, mais preferencialmente mais de 90% em peso, de componentes de madeira, polímero termoplástico e cera.[043] The wood and plastic composite composition preferably consists of more than 50% by weight, more preferably more than 90% by weight, of wood components, thermoplastic polymer and wax.

[044] Os componentes de madeira podem consistir de lignoceluloses originárias de plantas não-lenhosas ou lenhosas, ou seja, de plantas anuais ou plantas perenes, respectivamente, ou suas misturas. Exemplos adequados para os componentes de madeira podem vir de plantas de crescimento rápido, tais como bambu ou palmeiras.[044] The wood components may consist of lignocelluloses originating from non-woody or woody plants, that is, from annual plants or perennial plants, respectively, or mixtures thereof. Suitable examples for wood components can come from fast-growing plants such as bamboo or palm trees.

[045] A invenção também inclui um método de processamento de uma composição de compósito de madeira e plástico compreendendo as etapas de - composição - pelo menos um componente de madeira; - pelo menos um polímero termoplástico; e - a composição de cera como descrita aqui, ou os hidrocarbonetos de cera e os hidrocarbonetos oxidados adicionados separadamente de cada um, ambos como descrito aqui, a temperaturas acima do ponto de congelamento da composição de cera para obter um composto de compósito de madeira e plástico; e - consolidação do composto, preferencialmente por extrusão de perfil, moldagem por compressão ou moldagem por injeção, a temperaturas acima do ponto de fusão do polímero termoplástico e abaixo da temperatura de decomposição dos componentes de madeira, preferencialmente entre 150 e 200°C, para obter um compósito de madeira e plástico acabado.[045] The invention also includes a method of processing a wood and plastic composite composition comprising the steps of - composing - at least one wood component; - at least one thermoplastic polymer; and - the wax composition as described herein, or the wax hydrocarbons and the oxidized hydrocarbons added separately from each, both as described herein, at temperatures above the freezing point of the wax composition to obtain a wood composite composite and plastic; and - consolidation of the compound, preferably by profile extrusion, compression molding or injection molding, at temperatures above the melting point of the thermoplastic polymer and below the decomposition temperature of the wooden components, preferably between 150 and 200°C, to obtain a finished wood and plastic composite.

[046] Além disso, o uso de 0,1 a 40 phw, mais preferencialmente de 0,25 a 20 phw, da composição de cera descrita aqui, como lubrificante no processamento de uma composição de compósito de madeira e plástico descrita aqui, é reivindicada.[046] Furthermore, the use of 0.1 to 40 phw, more preferably 0.25 to 20 phw, of the wax composition described here, as a lubricant in processing a wood and plastic composite composition described here, is claimed.

Examples

[047] Diferentes ceras mostradas na Tabela 1 têm sido usadas como lubrificantes na produção de compósitos de madeira e plástico de acordo com a invenção. Tabela 1: Propriedades das ceras usadas; * determinadas por GPC, # determinadas por GCxGC, x determinadas pela RMN[047] Different waxes shown in Table 1 have been used as lubricants in the production of wood and plastic composites according to the invention. Table 1: Properties of the waxes used; * determined by GPC, # determined by GCxGC, x determined by NMR

[048] Para ceras de polietileno, tal como Licocene PE4201, um ponto de congelamento não pode ser determinado, apenas um ponto de fusão de gota de acordo com ASTM D 3954 pode ser determinado.[048] For polyethylene waxes, such as Licocene PE4201, a freezing point cannot be determined, only a drop melting point in accordance with ASTM D 3954 can be determined.

[049] A viscosidade dinâmica é calculada pela viscosidade cinemática da composição de cera/cera é determinada de acordo com DIN 51562-1 a 120°C com um capilar e a densidade da composição de cera/cera é determinada de acordo com EN ISO 12185 a 120°C com um densitômetro de oscilação usando a seguinte fórmula: n (viscosidade dinâmica) = v (viscosidade cinemática) • p (densidade) ou determinado de acordo com DIN 53019-1 a 120°C e 180°C em um viscosímetro rotacional. A viscosidade do Licocene PE4201 foi obtida a partir de dados disponíveis ao público e os dados para Sasolwax H105 e ceras de A a F foram determinados em um Haake-RheoStress 600 da Thermo Scientific.[049] The dynamic viscosity is calculated by the kinematic viscosity of the wax/wax composition is determined according to DIN 51562-1 at 120°C with a capillary and the density of the wax/wax composition is determined according to EN ISO 12185 at 120°C with an oscillation densitometer using the following formula: n (dynamic viscosity) = v (kinematic viscosity) • p (density) or determined according to DIN 53019-1 at 120°C and 180°C on a viscometer rotational. Licocene PE4201 viscosity was obtained from publicly available data and data for Sasolwax H105 and waxes A through F were determined on a Thermo Scientific Haake-RheoStress 600.

[050] O conteúdo de moléculas em que a cadeia de carbono é linear e a massa molar (número médio) foram determinados por cromatografia gasosa (Método EWF 001/03 da Federação Europeia de Cera) em um Agilent 7890A (parâmetros do instrumento, ver Tabela 2) e cromatografia de permeação em gel em um Varian PL-GPC 220 com o-xileno como fase móvel (parâmetros do instrumento, ver Tabela 3). Tabela 2: Condições das medições de GC de acordo com o Método EWF 001/03 Tabela 3: Condições das medições GPC[050] The content of molecules in which the carbon chain is linear and the molar mass (average number) were determined by gas chromatography (Method EWF 001/03 of the European Wax Federation) on an Agilent 7890A (instrument parameters, see Table 2) and gel permeation chromatography on a Varian PL-GPC 220 with o-xylene as mobile phase (instrument parameters see Table 3). Table 2: GC measurement conditions according to EWF Method 001/03 Table 3: GPC measurement conditions

[051] O conteúdo e o tipo de hidrocarbonetos oxidados foram determinados pelo GCxGC com subsequente espectrometria de massa em um Pegasus 4D GCxGC da Leco Corporation (St. Joseph, EUA) equipado com um modulador criogênico N2 de jato duplo (parâmetros do instrumento, ver Tabela 4). Tabela 4: Condições das medições GCxGC[051] The content and type of oxidized hydrocarbons were determined by GCxGC with subsequent mass spectrometry on a Pegasus 4D GCxGC from Leco Corporation (St. Joseph, USA) equipped with a dual-jet N2 cryogenic modulator (instrument parameters, see Table 4). Table 4: GCxGC measurement conditions

[052] O número de acidez foi determinado de acordo com ASTM D 1386.[052] The acidity number was determined in accordance with ASTM D 1386.

[053] O índice de peróxido foi determinado de acordo com ASTM D 1832.[053] The peroxide index was determined in accordance with ASTM D 1832.

[054] Para avaliar as diferentes ceras, misturas secas de PVC-compósitos de madeira e plástico de acordo com a Tabela 5 foram produzidas com um misturador aquecedor/resfriador de combinação FML 30/KM 85 da Reimelt Henschel MischSysteme GmbH. Todos os ingredientes foram inseridos no misturador aquecedor. Cada carga estava pouco acima de 4 kg. O misturador não foi ativamente aquecido.[054] To evaluate the different waxes, dry mixtures of PVC-wood and plastic composites according to Table 5 were produced with a combination heater/cooler mixer FML 30/KM 85 from Reimelt Henschel MischSysteme GmbH. All ingredients were inserted into the heating mixer. Each load was just over 4 kg. The mixer was not actively heated.

[055] A mistura a seco foi aquecida passivamente pela entrada de energia cinética. A frequência rotacional foi ajustada para 3000 rpm. Isso se traduz em uma velocidade periférica de 33 m/s. Depois que a mistura seca atingiu 120°C, ela foi transferida para a misturador resfriador, que era resfriada ativamente com água. A mistura seca foi resfriada a 45°C e depois ejetada em um bolsa para armazenamento.[055] The dry mixture was heated passively by the input of kinetic energy. The rotational frequency was set to 3000 rpm. This translates into a peripheral speed of 33 m/s. After the dry mixture reached 120°C, it was transferred to the cooling mixer, which was actively cooled with water. The dry mixture was cooled to 45°C and then ejected into a bag for storage.

[056] Para a avaliação do efeito lubrificante, um plastógrafo das misturas secas foi utilizado. O modelo usado foi o ThermoScientific Haake Rheomix OS, conduzido pelo PolyLab OS RheoDrive7. Estava equipado com rotores Banbury.[056] To evaluate the lubricating effect, a dry mixture plastograph was used. The model used was the ThermoScientific Haake Rheomix OS, driven by PolyLab OS RheoDrive7. It was equipped with Banbury rotors.

[057] O peso de cada carga de mistura seca foi fixado em 300 g e foi compensado pelo seu conteúdo de umidade individual. O conteúdo de umidade das misturas secas variou em torno de 1,2%. A temperatura da câmara do plastógrafo foi ajustada em 180°C e a velocidade de rotação foi ajustada para 30 rpm. O registro de dados foi iniciado com uma força de 10 Nm e continuou até que o composto mostrou sinais de degradação através da elevação do torque e da temperatura. O processo foi encerrado quando a temperatura atingiu 202°C ou o torque aumentou significativamente. Tabela 5: Misturas secas de PVC-WPC produzidas (todas as quantidades em phw)[057] The weight of each dry mix charge was fixed at 300 g and was compensated for its individual moisture content. The moisture content of the dry mixes varied around 1.2%. The temperature of the plastograph chamber was set at 180°C and the rotation speed was set at 30 rpm. Data recording was started with a force of 10 Nm and continued until the compound showed signs of degradation through increasing torque and temperature. The process was terminated when the temperature reached 202°C or the torque increased significantly. Table 5: PVC-WPC dry mixes produced (all quantities in phw)

[058] Os tempos de fusão dos diferentes compósitos mostrados na Tabela 6 foram determinados a partir dos plastógrafo mencionados acima. Tabela 6: Tempos de fusão das diferentes misturas secas determinados com um plastógrafo[058] The melting times of the different composites shown in Table 6 were determined from the plastographs mentioned above. Table 6: Melting times of different dry mixtures determined with a plastograph

[059] Pode-se ver claramente que os tempos de fusão e os torques de fusão para os compósitos com as ceras inventivas lubrificantes são comparáveis aos da referência e do exemplo comparativo. Isso resulta em um período de fusão suficiente e processamento eficiente do WPC ao usar essas ceras como lubrificantes.[059] It can be clearly seen that the melting times and melting torques for composites with the inventive lubricating waxes are comparable to those of the reference and comparative example. This results in sufficient melting period and efficient processing of WPC when using these waxes as lubricants.

[060] Para a avaliação das propriedades mecânicas e físicas dos WPCs obtidos com as diferentes ceras como lubrificante, amostras de placas das misturas secas acima foram produzidas por moldagem por extrusão e por compressão.[060] To evaluate the mechanical and physical properties of WPCs obtained with different waxes as lubricant, plate samples from the above dry mixes were produced by extrusion and compression molding.

[061] Para a extrusão das misturas secas, um Battenfeld miniBEX, uma extrusora cônica de contra-rotação de dois parafusos (diâmetro = 54 mm), foi usado para produzir fita infinita com uma seção transversal de 40 x 4 mm. O torque, a temperatura média do fundido e a pressão durante o processo de extrusão foram monitorados. Foram testadas velocidades diferentes (6, 15 e 19 rpm), resultando em quantidades de alimentação de 10, 20 ou 30 kg/h. Apenas as misturas secas obtidas com os lubrificantes inventivos resultaram em extrudados satisfatórios sem quaisquer defeitos superficiais na maior velocidade (ver parâmetros de extrusão e resultados na Tabela 7). A pressão de massa determinada é um indicador adicional para a eficiência da lubrificação. Tabela 7: Parâmetros de extrusão e aparência superficial dos produtos obtidos a partir daí[061] For extrusion of the dry mixes, a Battenfeld miniBEX, a two-screw counter-rotating conical extruder (diameter = 54 mm), was used to produce infinite tape with a cross section of 40 x 4 mm. Torque, average melt temperature and pressure during the extrusion process were monitored. Different speeds (6, 15 and 19 rpm) were tested, resulting in feed quantities of 10, 20 or 30 kg/h. Only the dry mixtures obtained with the inventive lubricants resulted in satisfactory extrudates without any surface defects at the highest speed (see extrusion parameters and results in Table 7). The determined mass pressure is an additional indicator for lubrication efficiency. Table 7: Extrusion parameters and surface appearance of the products obtained therefrom

[062] Na Tabela 8, os resultados são resumidos e pode-se ver claramente que os melhores desempenhos são obtidos com um ponto de congelamento, viscosidade e conteúdo de hidrocarbonetos oxidados médios. O desempenho não é mais tão bom se o ponto de congelamento e/ou o conteúdo de hidrocarbonetos oxidados for em muito baixo ou alto e/ou a viscosidade estiver aumentando. Tabela 8: Resumo dos resultados[062] In Table 8, the results are summarized and it can be clearly seen that the best performances are obtained with a medium freezing point, viscosity and oxidized hydrocarbon content. Performance is no longer as good if the freezing point and/or oxidized hydrocarbon content is too low or high and/or the viscosity is increasing. Table 8: Summary of results

[063] Para a moldagem por compressão, as misturas secas foram compostas por 10 minutos empregando o plastógrafo e as configurações mencionadas acima. O composto resultante foi moído com uma moinho de corte rotativo Retsch SM 2000 com um tamanho de malha de 8 mm. Uma prensa Siempelkamp de pequena escala foi usada para produzir placas de moldagem de compressão com as dimensões de 240 x 170 x 4 mm. As dimensões uniformes foram realizadas pela aplicação de um molde de metal. O granulado WPC foi empilhado manualmente no meio do molde para fornecer um mínimo de fluxo de fusão. A temperatura foi ajustada para 180°C durante todo o processo e a sequência de prensagem de acordo com a Tabela 9 foi usada. Tabela 9: Sequência de prensagem aplicada a misturas secas durante a moldagem por compressão[063] For compression molding, the dry mixes were compounded for 10 minutes using the plastograph and the settings mentioned above. The resulting compound was ground with a Retsch SM 2000 rotary cutting mill with a mesh size of 8 mm. A small-scale Siempelkamp press was used to produce compression molding plates with dimensions of 240 x 170 x 4 mm. Uniform dimensions were achieved by applying a metal mold. The WPC granulate was manually stacked in the middle of the mold to provide minimum melt flow. The temperature was adjusted to 180°C throughout the process and the pressing sequence according to Table 9 was used. Table 9: Pressing sequence applied to dry mixes during compression molding

[064] Posteriormente, o aquecimento foi desligado e o resfriamento de água foi ligado manualmente. quando a temperatura estava tão baixa quanto 80°C, o ciclo de prensagem foi concluído.[064] Subsequently, the heating was turned off and the water cooling was turned on manually. when the temperature was as low as 80°C, the pressing cycle was completed.

[065] As placas WPC foram armazenadas entre duas placas metálicas pesadas para um resfriamento adicional até a temperatura ambiente. Após o resfriamento, as amostras foram cortadas a partir das placas com uma serra circular.[065] The WPC boards were stored between two heavy metal plates for additional cooling to room temperature. After cooling, the samples were cut from the plates with a circular saw.

[066] As propriedades de flexão das amostras foram testadas de acordo com DIN EN ISO 178 (2003) em um desenho de teste de flexão de três pontos. Uma máquina de teste universal Zwick/Roell Z050 equipada com uma célula de carga Xforce HP de 5 kN e um extensômetro foram utilizados. Amostras das dimensões 80 x 10 x 4 mm foram usadas. A largura de suporte foi de 64 mm. A velocidade de teste foi ajustada para 1 mm/min.[066] The flexural properties of the samples were tested in accordance with DIN EN ISO 178 (2003) in a three-point flexural test design. A Zwick/Roell Z050 universal testing machine equipped with a 5 kN Xforce HP load cell and extensometer was used. Samples of dimensions 80 x 10 x 4 mm were used. The support width was 64 mm. The testing speed was set to 1 mm/min.

[067] As propriedades de tração foram determinadas de acordo com DIN EN ISO 5271 (1996). Um Zwick/Roell Z050 equipado com uma célula de carga Xforce HP de 5 kN e um extensômetro foram utilizados. As dimensões das amostras em forma de sino estavam de acordo com o tipo 1 b na DIN EN ISO 527-2 (1996). A velocidade de teste foi ajustada para 1 mm/min. Os resultados desses testes podem ser encontrados na Tabela 10. Tabela 10: Módulos de elasticidade de flexão e tração[067] Tensile properties were determined in accordance with DIN EN ISO 5271 (1996). A Zwick/Roell Z050 equipped with a 5 kN Xforce HP load cell and strain gauge were used. The dimensions of the bell-shaped samples were in accordance with type 1 b in DIN EN ISO 527-2 (1996). The testing speed was set to 1 mm/min. The results of these tests can be found in Table 10. Table 10: Flexural and tensile modulus of elasticity

[068] A avaliação de cores das amostras foi realizada com um Epson Expression 10000 XL e Adobe Photoshop CS6. As varreduras das amostras foram usadas para obter arquivos sRGB. Esses arquivos foram convertidos em valores CIELab com o software Photoshop e os valores para luminosidade (L), bem como verde e mangenta (a) e amarelo e azul (b), respectivamente, foram comparados (Tabela 11). Nenhuma diferença decisiva na aparência da cor das amostras pode ser determinada, apesar de que o Comp. 1 e o Inv. 2 eram ligeiramente mais claros que a referência. Tabela 11: Avaliação de cores[068] Color evaluation of the samples was carried out with an Epson Expression 10000 XL and Adobe Photoshop CS6. Sample scans were used to obtain sRGB files. These files were converted into CIELab values with Photoshop software and the values for luminosity (L), as well as green and manta (a) and yellow and blue (b), respectively, were compared (Table 11). No decisive difference in the color appearance of the samples can be determined, although Comp. 1 and Inv. 2 were slightly lighter than the reference. Table 11: Color evaluation

[069] Todos esses resultados mostram que as composições lubrificantes para compósitos de madeira e plástico de acordo com a invenção têm efeitos superiores durante o processamento. A velocidade de extrusão para WPCs com a composição inventiva lubrificante pode ser aumentada três vezes, mantendo boas qualidades do produto (sem defeitos superficiais, sem deterioração da cor e alta estabilidade mecânica).[069] All these results show that the lubricating compositions for wood and plastic composites according to the invention have superior effects during processing. The extrusion speed for WPCs with the inventive lubricant composition can be increased three times while maintaining good product qualities (no surface defects, no color deterioration and high mechanical stability).

Claims

1. Wood and plastic composite composition characterized by the fact that it comprises: - at least one wooden component; - at least one thermoplastic polymer; - wax hydrocarbons having from 15 to 110 carbon atoms; and - oxidized hydrocarbons having from 15 to 110 carbon atoms consisting of (modified) hydrocarbons having at least one of the hydroxyl, carbonyl, carboxylate and lactone groups, wherein the mixture consisting of the wax hydrocarbons and the oxidized hydrocarbons is a composition of wax having - a dynamic viscosity at 120°C below 25 mPa^s; - a content of molecules in which the carbon chain is linear of more than 65% by weight; - a freezing point in accordance with ASTM D 938 of 55°C to 105°C; - a content of oxidized hydrocarbons of at least 1 to 20% by weight; and - an acid number according to ASTM D 1386 of 0.1 to 10 mg KOH/g; and wherein the wax hydrocarbons are a Fischer-Tropsch wax and the oxidized hydrocarbons originate from an oxidation of a Fischer-Tropsch wax.

2. Wood and plastic composite composition according to claim 1, characterized in that the thermoplastic polymer is selected from the group of polyolefins, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride or mixtures thereof.

3. Wood and plastic composite composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the wood component consists of lignocelluloses from non-woody or woody plants or combinations thereof.

4. Wood and plastic composite composition according to any one of the preceding claims, characterized by the fact that the oxidized hydrocarbons and/or the wax composition has/has a ratio of alcohols to esters/acids to ketones/aldehydes of 1 : (0.1 to 3) : (0.1 to 2), or 1 : (0.1 to 0.2):(0.1 to 0.25).

5. Wood and plastic composite composition according to any one of the preceding claims, characterized by the fact that the wax composition has a dynamic viscosity at 120 ° C of 10 mPa ^ s or below.

6. Wood and plastic composite composition according to any one of the preceding claims, characterized by the fact that the wax composition has a dynamic viscosity at 180 ° C of 10 mPa^s or below, or 5 mPa^s or below .

7. Wood and plastic composite composition according to any one of the preceding claims, characterized by the fact that the content of molecules in the wax composition with a linear carbon chain is greater than 75% by weight, or greater than 80% in weight.

8. Wood and plastic composite composition according to any one of the preceding claims, characterized by the fact that the freezing point of the wax composition is between 75 and 105 ° C, or between 75 and 85 ° C.

9. Wood and plastic composite composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the density of the wax composition at 120°C according to DIN EN ISO 12185 is below 0.9 g^cm- 3, or below 0.8 g'cm-3 or between 0.7 and 0.8 g^cm-3.

10. Wood and plastic composite composition according to any one of the preceding claims, characterized by the fact that the molar mass (average number) of the molecules in the wax composition is between 300 and 1500 g^mol-1, or between 400 and 1300 g^mol-1 or between 500 and 800 g^mol-1.

11. Wood and plastic composite composition according to any one of the preceding claims, characterized by the fact that it comprises from 25 to 400 phw, or from 40 to 235 phw of thermoplastic polymer.

12. Wood and plastic composite composition according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises from 0.1 to 40 phw, or from 0.25 to 20 phw of the wax composition.

13. Wood and plastic composite composition according to any one of the preceding claims, characterized by the fact that more than 50% by weight, or more than 90% by weight of the composition consists of the wood components, the thermoplastic polymer and the wax composition.

14. Method of processing a wood and plastic composite composition characterized by the fact that it comprises the steps of - composing - at least one wood component; - at least one thermoplastic polymer and - the wax composition as defined in claim 1, or the wax hydrocarbons and the oxidized hydrocarbons added separately from each other, both as defined in any of the preceding claims, at temperatures above the freezing point from the wax composition to obtain a wood-plastic composite compound; and - consolidation of the composite or consolidation of the composite by profile extrusion, compression molding or injection molding, at temperatures above the melting point of the thermoplastic polymer and below the decomposition temperature of the wooden components, or at a temperature between 150 and 200°C, to obtain a finished wood and plastic composite.

15. Use of 0.1 to 40 phw of the wax composition according to any one of claims 1 to 13, characterized in that it occurs in a wood and plastic composite composition as a lubricant in processing the composite composition of wood and plastic to obtain a finished wood and plastic composite.