BR112021005659A2 - composições de polipropileno aerado que exibem emissão específica - Google Patents
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Abstract
Uma composição de polipropileno que compreende oligômeros que têm um condensável orgânico semivolátil (FOG, VDA 278 de outubro de 2011), teor de 50µg/g a cerca de 400µg/g da composição de polipropileno total, e compostos orgânicos voláteis (VOC, VDA 278 de outubro de 2011) em uma quantidade menor que 80µg/g da composição de polipropileno total, em que a razão de peso dos ditos oligômeros versus os ditos voláteis é maior que cerca de 5,0, em que a composição de polipropileno tem uma MFR2 (ISO 1133, 230°C, 2,16kg) de 10g/10 min ou mais, em que a composição de polipropileno de um módulo flexural (ISO 178 em espécimes moldados por injeção de 80 x 10 x 4mm preparados de acordo com ISO 294-1:1996) de 1000 a 2000 MPa, e em que a quantidade total de agente de deslizamento é pelo menos 500ppm.
Description
“COMPOSIÇÕES DE POLIPROPILENO AERADO QUE EXIBEM EMISSÃO ESPECÍFICA” Campo da Invenção
[0001] A presente invenção se refere a composições de polipropileno com teores de composto orgânico de baixa volatilidade (VOC, VDA 278 de outubro de 2011, Verband der Automobilindustrie) e condensáveis orgânicos semivoláteis (FOG, VDA 278 de outubro de 2011). As composições podem ser usadas em moldagem por injeção para produzir produtos moldados para uso em aplicações automotivas. Antecedentes da Invenção
[0002] Os polímeros de poliolefina resultantes da polimerização de solução contêm frequentemente traços do meio de reação em que a reação de polimerização foi executada. Várias opções para a remoção de condensáveis orgânicos voláteis (VOC, VDA 278 de outubro de 2011) e semivoláteis (FOG, VDA 278 de outubro de 2011) dos polímeros de poliolefina são conhecidas. Incluindo: o uso de solventes, como água, o uso de vapor, e o uso de fluxos de gás de temperatura elevada em um processo referido como aeração ou purga. Os exemplos de métodos gerais de aeração podem ser encontrados nos documentos GB 1272778, WO 02/088194, W02004/039848 e US 6.218.504. Esses documentos se referem particularmente à aeração ou purga de composições de polietileno.
[0003] Os materiais usados na indústria automobilística para aplicação em interiores devem atender a uma certa especificação, particularmente no que diz respeito à emissão e embaçamento; o que resulta geralmente de VOCs (VOC, VDA
278 de outubro de 2011) e FOGs (FOG, VDA 278 de outubro de 2011). Isso é necessário, por um lado, para proteger os passageiros de odores desagradáveis e, algumas vezes, até de substâncias voláteis tóxicas, enquanto, por outro lado, evita a condensação de oligômeros de peso molecular médio no para-brisa. As formulações interiores típicas têm como base os copolímeros heterofásicos combinados com cargas e aditivos, como, por exemplo, agentes de deslizamento, que são adicionados a fim de alcançar outras propriedades mecânicas vantajosas, incluindo resistência a arranhões e UV, bem como a produção de materiais que são adequados para moldagem por injeção e que podem ser facilmente removidos do molde após o processo de moldagem por injeção.
[0004] A fim de obter compostos de polipropileno com um perfil de emissões particular, é frequentemente necessário usar um processo de tratamento pós-polimerização, por exemplo, aeração. O desenvolvimento de processos de aeração é desafiador, visto que os polímeros de poliolefina têm uma viscosidade intrínseca e uma tendência a aglomerar acima de uma temperatura relativamente baixa. Isso resulta em uma janela de temperatura limitada na qual a aeração pode ser realizada. Os polímeros de poliolefina obtidos a partir de processos de polimerização em solução frequentemente têm um alto teor de voláteis (VOC, VDA 278 de outubro de 2011). Em situações em que também é importante remover compostos orgânicos semivoláteis (FOGs, VDA 278 de outubro de 2011), frequentemente são necessários tempos de aeração mais longos, visto que essas moléculas são, por definição, menos voláteis e mais difíceis de remover. No entanto, a fim de garantir que a composição de poliolefina retenha as suas propriedades desejáveis, como, por exemplo, propriedades mecânicas e resistência a arranhões, é importante não remover ou retirar os aditivos necessários para a produção de um material com essas propriedades.
[0005] As composições de poliolefina, como, por exemplo, composições de polipropileno que exibem um baixo nível de emissões em testes padrão como VDA 277 e VDA 278 podem ser aproximadamente separadas em duas categorias: - poliolefinas que derivam seu baixo nível de emissão do processo de polimerização, principalmente da natureza do catalisador, mas também da pureza dos monômeros aplicados e, possivelmente, da seleção de aditivos. - poliolefinas e composições de poliolefina que foram submetidas a uma etapa de pós-purificação durante ou após a composição, envolvendo possivelmente o uso de substâncias específicas como líquidos carreadores ou absorventes.
[0006] Como discutido no documento WO 2017/079246 para aplicações automotivas, a indústria favorece a redução do peso de veículos reduzindo-se a massa de componentes plásticos de veículo. A redução na massa de componentes plásticos de veículo é, em geral, alcançada diminuindo-se a espessura de parede das peças de plástico. A produção de peças de plástico de paredes finas, usando, por exemplo, moldagem por injeção, exige que as resinas de polímero constituintes tenham viscosidade suficientemente baixa de modo que as resinas fundidas possam fluir prontamente e preencher uniformemente as cavidades do molde sem pressões de injeção excessivas.
[0007] A diminuição da viscosidade de fusão de uma resina de polímero requer a diminuição do peso molecular das moléculas de polímero constituintes que formam a resina. No entanto, a produção de resinas poliméricas contendo moléculas de baixo peso molecular aumenta o teor de compostos orgânicos voláteis (VOC, VDA 278 de outubro 2011) e condensáveis orgânicos semivoláteis (FOG, VDA 278 de outubro 2011) na resina.
[0008] Nota-se no documento EP 2154190 que o polipropileno é o material de escolha para muitas aplicações. Por exemplo, os materiais de polipropileno são crescentemente usados para aplicações em interiores automotivos, principalmente devido a sua processabilidade satisfatória e ao fato de poderem ser personalizados individualmente. É necessário que esses materiais tenham baixos níveis de odor, principalmente quando usados em aplicações de HVAC (aquecimento, ventilação e ar- condicionado) e, além disso, baixos níveis de voláteis, de modo que não causem embaçamento no para-brisa. Esse documento se refere ao uso de estabilizadores de derivado de 1,3,5- triazina para composições de polipropileno, que leva a níveis reduzidos de valores de teor de FOG e VOC. Tais estabilizadores não são certamente desejáveis do ponto de vista da reciclagem.
[0009] O documento WO 2017/079246 descreve resinas à base de polipropileno caracterizadas por um teor de VOC menor que 125 ppm e teor de FOG de não mais que 500 ppm, sendo obtido por uma resina de polímero à base de polipropileno em reação sem tratamento pós-polimerização da resina. Os exemplos nesse documento não mostram redução particularmente significativa em FOGs.
[0010] O documento EP 3260489 descreve uma composição de polipropileno que compreende (a) 60 a 95 % em peso de um polipropileno heterofásico (HECO) que compreende 10 a 30 % em peso de uma fase dispersada, sendo que a fase dispersada tem um teor de comonômero de 30 a 45 % em peso e o HECO tem uma taxa de fluxo de fusão na faixa de 12 a 200 g/10 min, em que, os compostos de polipropileno têm gravimetria de nebulização muito baixa. No entanto, esse documento novamente não se refere a compostos tratados com aeração. Os valores de VOC obtidos para os exemplos inventivos são adicionalmente todos acima de 80 µg/g.
[0011] O documento EP 2262858 descreve composições de polímero de polipropileno caracterizadas por baixas emissões, alta tenacidade e boa resistência a arranhões. Os níveis exemplificativos de voláteis menores que 45 µgC/g (medidos de acordo com VDA 277) e uma quantidade de VOCs (de acordo com VDA 278 de outubro de 2011) de menos de 100 µg/equivalentes de hexadecano são determinados. Esses baixos níveis de voláteis são alcançados através do processo de polimerização detalhado nesse documento. No entanto, esse documento não tem especificamente como objetivo as composições obtidas dos processos de aeração.
[0012] O documento WO 2014/090856 se refere especificamente à desgaseificação de partículas de poliolefina na forma de pó com um fluxo de nitrogênio, seguido de peletização das partículas. No entanto, esse documento não menciona quaisquer informações sobre os valores de VOC (isto é, valores de teor de VOC) (VDA 278 de outubro de 2011) ou valores de FOG (isto é, teor de valores de FOG) (VDA 278 de outubro de 2011) do produto produzido.
[0013] O documento EP 3 126 408 se refere aos métodos para a fabricação de materiais de polipropileno que têm taxas de fluxo de fusão alvejadas de 10 a 200 g/min e de redução de valores de FOG a cerca de preferencialmente 250 µg/g ou pela manutenção da composição de polímero a uma temperatura elevada por um período de tempo suficiente. Esse documento especula meramente sobre o uso de um fluxo de gás para remover voláteis, porém não discute os processos de aeração na seção de exemplos. Além disso, esse documento não tem como objetivo a redução de VOCs nas composições de polipropileno.
[0014] Consequentemente, nenhum dos documentos acima se refere particularmente a composições com baixos níveis de VOCs (VDA 278 de outubro de 2011) geralmente abaixo de cerca de 60 µg/g, baixos níveis de FOCs (VDA 278 de outubro de 2011) geralmente abaixo de cerca de 350 µg/g, em que a composição contém um nível relativamente alto de agente de deslizamento como, por exemplo, erucamida. Além disso, a presente invenção se refere particularmente à composição que resulta do tratamento de aeração. Preferencialmente, em que essa composição contêm um alto nível de “agente de deslizamento”, como erucramida, e em que o processo, em geral, é um processo integrado, em que nenhum agente de deslizamento adicional é adicionado à composição de polipropileno após o material de polipropileno ter sido aerado. Baixos níveis tanto de VOCs quanto de FOGs são necessários para artigos, que são usados em aplicações automotivas, visto que é importante proteger os passageiros, por um lado, de substâncias voláteis desagradáveis ou mesmo tóxicas (fração de VOC) e, por outro lado, da condensação de oligômeros ou aditivos de peso molecular médio no para-brisa (fração de FOG).
[0015] Portanto, há interesse da indústria automobilística em desenvolver materiais com um perfil de emissão específico, com baixos níveis de VOCs e FOGs. A obtenção de tais materiais usando processos de aeração é particularmente desejável, visto que os processos de aeração são processos de pós-polimerização, que podem ser usados para tratar uma variedade de polímeros após a polimerização. Sumário da Invenção
[0016] A presente invenção fornece de certo modo uma composição de propileno que compreende oligômeros condensáveis orgânicos semivoláteis (FOG, VDA 278 de outubro de 2011) em uma quantidade de 50 µg/g a cerca de 400 µg/g da composição de polipropileno total, e compostos orgânicos voláteis (VOC, VDA 278 de outubro de 2011) em uma quantidade menor que 80 µg/g da composição de polipropileno total, em que a razão de peso dos ditos oligômeros condensáveis orgânicos semivoláteis versus os ditos compostos orgânicos voláteis é maior que cerca de 5,0, em que a composição de polipropileno tem uma MFR2 (ISO 1133, 230 °C, 2,16 kg) de 10 g/10 min ou mais, em que a composição de polipropileno de um módulo flexural (ISO 178 em espécimes moldados por injeção de 80 x 10 x 4 mm preparados de acordo com ISO 294-1:1996) de 1000 a 6000 MPa, e em que a quantidade total de agente de deslizamento é pelo menos 500 ppm.
[0017] O termo “composição” pode se referir tanto a homopolímeros quanto a copolímeros, que podem opcionalmente conter componentes e/ou aditivos adicionais.
[0018] O termo "teor de composto volátil" ou "teor de VOC" se refere ao teor equivalente de tolueno em uma amostra de material determinada de acordo com a recomendação de Verband der Automobilindustrie VDA 278 de outubro de 2011. O teor de composto orgânico volátil é uma medida de emissões de materiais de plástico, como plastômeros de baixa densidade, que são causados por componentes de baixo peso molecular no material de polímero, geralmente alcanos com comprimentos de cadeia de carbono de até C20. Esses componentes de baixo peso molecular podem ser monômeros residuais, oligômeros, aditivos, plastificantes e/ou produtos de degradação.
[0019] O termo teor de condensáveis orgânicos semivoláteis (FOG, VDA 278 de outubro de 2011) se refere ao teor equivalente de n-hexadecano em uma amostra de material determinada de acordo com a recomendação de Verband der Automobilindustrie VDA-278 de outubro de 2011. O teor de composto semivolátil é uma medida de emissões dos materiais de plástico, que são causadas por componentes de peso molecular médio, como oligômeros, que têm um ponto de ebulição na faixa de C14 - C32 alcanos.
[0020] O termo aeração ou processo de aeração como usado no presente documento denota um processo ou etapa de processo, em que um composto é submetido a um fluxo de gás. Esse processo é executado em um vaso de aeração.
[0021] O termo gás de aeração como usado no presente documento denota qualquer gás adequado para ser aquecido a pelo menos 50 °C e adequado para remover compostos orgânicos voláteis (VOCs) e condensados orgânicos semivoláteis (FOGs) das composições de poliolefina. Os gases adequados são, por exemplo, nitrogênio ou ar ou misturas dos mesmos. No entanto, em princípio, qualquer gás inerte pode ser usado. Por razões econômicas, o gás mais preferencial para o processo da presente invenção é ar.
[0022] De acordo com a presente invenção, o número de Reynolds para fluxo de fluido (gás) através de um leito compactado, das partículas com um diâmetro D (m) em contato, em que a velocidade superficial é vs, (m/s) é definida como: Re = (ρ vs D)/µ em que: - ρ: densidade do gás de aeração à temperatura usada (kg/m3) - µ: viscosidade cinemática do gás de aeração à temperatura usada (kg /m s) - vs: velocidade superficial, definida como Q/A em que Q é a taxa de fluxo de volume do gás de aeração, (m3/s) e A é a área em corte transversal (m2)
[0023] Por uma questão de definição, o diâmetro D (m) deve ser o diâmetro médio de partículas d50 (em metros), como obtido a partir de uma análise de peneira de acordo com ISO3310 e determinação de d50 de acordo com ISO 9276-2.
[0024] Condições laminares se aplicam até Re = 10, totalmente turbulento de Re = 2000.
[0025] O número de Reynolds (Re) é uma quantidade adimensional importante na mecânica de fluidos usada para ajudar a prever os padrões de fluxo em diferentes situações de fluxo de fluido.
[0026] É usado no dimensionamento de situações de fluxo similares, mas de tamanhos diferentes, como entre um modelo de aeronave em um túnel de vento e a versão em tamanho real. As previsões do início da turbulência e a capacidade de calcular os efeitos de escala podem ser usadas para ajudar a prever o comportamento de fluido em uma escala maior. Em outras palavras, o número de Reynolds pode ser usado para garantir que condições de fluxo similares sejam mantidas ao alterar a escala (tamanho) do equipamento em que o fluxo está ocorrendo.
[0027] O termo “fluxo de peso de composição de polipropileno” como usado no presente documento denota o peso total de composição de polipropileno que flui para o interior do vaso de aeração por hora.
[0028] O termo “péletes” como usado no presente documento denota uma composição de poliolefina na forma de péletes e/ou material granulado. Geralmente os péletes ou material granulado resultarão da peletização ou granulação. Por exemplo, péletes podem ser formados forçando-se a composição de poliolefina fundida através de um modelo e peletizando- se o mesmo subsequentemente com um granulador subaquático. Os péletes de acordo com essa invenção podem ter formato oblongo, em que o comprimento do pélete é maior que a largura e a altura do pélete.
[0029] “Amidas de ácido graxo” são usadas para se referir às amidas formadas de um ácido graxo e uma amina, esses compostos também são conhecidos como N-aciletanolaminas, e podem conter a funcionalidade RC(O)N(H)CH2CH2OH.
[0030] O termo “aleatório” indica que os comonômeros do copolímero de propileno são aleatoriamente distribuídos dentro dos copolímeros de propileno. Entende-se o termo aleatório de acordo com a IUPAC (Glossários de termos básicos em ciência de polímero; recomendações da IUPAC 1996).
[0031] Há dois tipos de copolímeros de propileno heterofásicos: - HECOs, que são copolímeros heterofásicos que têm um homopolímero de polipropileno como a fase matriz. Esses materiais são usados em uma ampla variedade de aplicações, inclusive em aplicações domésticas e em para-choques de automóveis, devido às suas propriedades mecânicas satisfatórias, especialmente sua resistência ao impacto. - RAHECOs, que são copolímeros heterofásicos que compreendem um copolímero aleatório de polipropileno como a fase matriz, esses materiais são frequentemente usados para filmes e fibras macias.
[0032] A presente invenção fornece, de preferência, uma composição de polipropileno, obtida por mesclagem - polipropileno - carga - agente de deslizamento - HDPE opcional - plastômero opcional - pigmento opcional na presença de aditivos para obter uma mescla, e submeter adicionalmente a mescla a um processo que compreende as etapas de a) fornecer um vaso de aeração que tem - pelo menos uma entrada para gás de aeração, - pelo menos uma saída para gás de exaustão, - uma entrada para uma composição de polipropileno bruto no topo do vaso de aeração, - uma saída para a composição de polipropileno no fundo do vaso de aeração, em que a composição de polipropileno está presente como um leito compactado. b) iniciar um fluxo de contracorrente da composição de polipropileno e gás de aeração c) pela/pelo - alimentação da composição de polipropileno bruto que tem um teor de composto volátil (VOC, VDA 278 de outubro de 2011) de mais de cerca de 150 µg/g e um teor de condensável orgânico semivolátil de mais de cerca de 350 µg/g (FOG, VDA 278 de outubro de 2011), no dito vaso de aeração a partir do topo, - alimentação do gás de aeração no dito vaso de aeração através de pelo menos uma entrada no fundo; - retirada do gás de exaustão através da saída para o gás de exaustão; - retirada da composição de polipropileno aerado através da saída no fundo do vaso de aeração d) manter o dito fluxo de gás de aeração por um tempo de aeração de 3 a 96 horas, em que, a temperatura do gás é de 100 °C a 140 °C, e em que, o número de Reynolds do fluxo de gás é de 5 a 150.
[0033] Em um aspecto preferencial da presente invenção, em que a etapa de mesclagem envolve mesclar um polipropileno heterofásico com um homopolímero e/ou copolímero de polipropileno adicional.
[0034] Em um aspecto preferencial da presente invenção, a composição de polipropileno compreende pelo menos 500 ppm de agente de deslizamento, em que o agente de deslizamento é um amida de ácido graxo. A amida de ácido graxo é preferencialmente erucamida ou oleamida e, com máxima preferência, erucamida.
[0035] A composição de polipropileno de acordo com a presente invenção tem preferencialmente uma VDA 277 de menos de 3 e de preferencialmente menos que 1.
[0036] Em um aspecto preferencial da presente invenção, a composição de polipropileno tem uma gravimétrica de embaçamento de menos de 1,1, preferencialmente menos que 1 e/ou uma VDA 270 de 4 ou menos, preferencialmente 3 ou menos.
[0037] A composição de polipropileno de acordo com a presente invenção tem preferencialmente uma MFR2 (ISO 1133, 230 °C, 2,16 kg) de 5 a 160 g/10 min, preferencialmente de 8 a 50 g/10 min, com máxima preferência, de 10 a 130 g/10 min.
[0038] Em um aspecto preferencial da presente invenção, a composição de polipropileno tem um módulo flexural (ISO 178 em espécimes moldados por injeção de 80 x 10 x 4 mm preparados de acordo com ISO 294-1:1996) de 1000 a 6000 MPa, preferencialmente de 1200 a 5500 MPa, mais preferencialmente de 1300 a 5000 MPa.
[0039] A composição de polipropileno de acordo com a presente invenção tem preferencialmente uma energia de punção (ISO 6603-2) de 3 a 60 J, preferencialmente de 4 a 50 J, com máxima preferência, de 5 a 45 J.
[0040] Em um aspecto preferencial da presente invenção, a composição de polipropileno tem um ponto de fusão de 155 °C a 170 °C, como na faixa de 160 °C a 167 °C.
[0041] Em um aspecto preferencial da presente invenção, o componente de polipropileno heterofásico bruto adicionado na mescla antes da etapa de aeração é um copolímero de propileno heterofásico (HECO). O dito copolímero de propileno heterofásico (HECO) tem preferencialmente uma MFR2 (ISO 1133, 230 °C, 2,16 kg) de 5 a 150 g/10 min, preferencialmente de 10 a 120 g/10 min. Ademais, o dito copolímero de propileno heterofásico (HECO) tem preferencialmente um teor de solúveis em xileno (ISO 6427 a 23 °C) de 8 a 30 % em peso, preferencialmente de 10 a 25 % em peso. Além disso, o dito copolímero de propileno heterofásico (HECO) tem preferencialmente um teor total de unidades derivadas de etileno de 4 a 20 % em peso, preferencialmente de 6 a 15 % em peso (como determinado por RMN).
[0042] Em um aspecto preferencial da presente invenção, o componente de homopolímero ou copolímero de polipropileno adicional bruto adicionado à mescla antes da etapa de aeração é um homopolímero de polipropileno. Opcionalmente, o homopolímero tem uma MFR2 (ISO 1133, 230 °C, 2,16 kg) de 20 a 160 g/10 min, preferencialmente de 50 a 100 g/10 min, com máxima preferência, de 60 a 80 g/10 min, como cerca de 75 g/10 min. Alternativamente, o dito componente de homopolímero ou copolímero de polipropileno adicional adicionado na mescla antes da etapa de aeração pode ser um copolímero de polipropileno. O dito copolímero de polipropileno bruto tem preferencialmente uma MFR2 (ISO 1133, 2,16 kg, 230 °C) de 5 a 120 g/10 min e/ou um teor de solúvel em xileno (ISO 16152) de 8 a 20 % em peso e/ou um teor total de unidades derivadas de etileno em uma quantidade de 4 a 10 % em peso (determinado por RMN).
[0043] A composição de polipropileno de acordo com a presente invenção preferencialmente contém uma carga, em que a carga pode ser selecionada a partir do grupo que consiste em talco, vidro e misturas dos mesmos.
[0044] Em um aspecto preferencial da presente invenção, a composição de polipropileno contém um plastômero, preferencialmente um plastômero de etileno-octeno.
[0045] Em um aspecto preferencial, a composição de polipropileno de acordo com a presente invenção contém um pigmento, preferencialmente um pigmento preto, como, por exemplo, um pigmento negro de fumo.
[0046] A composição de polipropileno de acordo com a presente invenção é preferencialmente produzida em um processo integrado, em que nenhum agente de deslizamento adicional é adicionado à composição após a etapa de aeração. Descrição Detalhada
[0047] Foi surpreendentemente constatado que as composições de polipropileno tratadas com aeração da presente invenção, exibem níveis aceitáveis tanto de VOCs quanto de FOGs e contêm mais de 500 ppm de agente de deslizamento, isso é vantajoso visto que significa que as composições de polipropileno são facilmente liberadas do molde após os processos de moldagem por injeção. Além disso, a presença de agentes de deslizamento, como erucamida, leva a propriedades melhoradas de resistência a arranhões das composições de polipropileno. É importante que os agentes de deslizamento sejam adicionados à composição antes do processo de aeração, pois isso leva a uma distribuição desejável e uniforme do agente de deslizamento em toda a composição de polipropileno, enquanto uma distribuição menos uniforme do agente de deslizamento é vista em composições em que a erucamida é adicionada após a etapa de aeração.
[0048] Em uma primeira modalidade preferencial da presente invenção, a composição de polipropileno contém mais que 500 ppm do agente de deslizamento, erucamida. Essa modalidade visa uma composição de polipropileno, que é particularmente adequada para moldagem por injeção, visto que a presença de erucamida garante que a composição de polipropileno não se adere às paredes do molde. Isso significa que um produto moldado pode ser facilmente removido de um molde e não deixa nenhum resíduo, o que é importante no processo de moldagem.
[0049] Enquanto isso, a primeira modalidade preferencial da invenção se refere a uma composição de polipropileno que compreende: oligômeros que têm um condensável orgânico semivolátil (FOG, VDA 278 de outubro de 2011), teor de 50 µg/g a cerca de 400 µg/g da composição de polipropileno total, e compostos orgânicos voláteis (VOC, VDA 278 de outubro de 2011) em uma quantidade menor que 80 µg/g da composição de polipropileno total, em que a razão de peso dos ditos condensados orgânicos semivoláteis versus os ditos voláteis é maior que cerca de 5,0, em que a composição de polipropileno tem uma MFR2 (ISO 1133, 230 °C, 2,16 kg) de 5 g/10 min ou mais, em que a composição de polipropileno tem um módulo flexural (ISO 178 medido em espécimes moldadas por injeção de 80 x 10 x 4 mm preparados de acordo com ISO 294-1:1996) de 1000 a 6000 MPa, e em que a quantidade total de agente de deslizamento de erucramida é pelo menos 500 ppm, em que a composição de polipropileno é obtenível pela mesclagem de: - um polipropileno heterofásico - um homopolímero ou copolímero de polipropileno adicional - carga - agente de deslizamento - HDPE opcional - plastômero opcional - pigmento opcional na presença de aditivos para obter uma mescla, e submeter adicionalmente a mescla a um processo que compreende as etapas de a) fornecer um vaso de aeração que tem - pelo menos uma entrada para gás de aeração, - pelo menos uma saída para gás de exaustão, - uma entrada para uma composição de polipropileno bruto no topo do vaso de aeração, - uma saída para a composição de polipropileno no fundo do vaso de aeração, em que a composição de polipropileno está presente como um leito compactado. b) iniciar um fluxo de contracorrente da composição de polipropileno e gás de aeração c) pela/pelo - alimentação da composição de polipropileno bruto que tem um teor de composto volátil (VOC, VDA 278 de outubro de 2011) de mais de cerca de 150 µg/g e um teor de condensável orgânico semivolátil de mais de cerca de 350 µg/g (FOG, VDA 278 de outubro de 2011), no dito vaso de aeração a partir do topo, - alimentação do gás de aeração no dito vaso de aeração através de pelo menos uma entrada no fundo; - retirada do gás de exaustão através da saída para o gás de exaustão; - retirada da composição de polipropileno aerado através da saída no fundo do vaso de aeração, d) manter o dito fluxo de gás de aeração por um tempo de aeração de 3 a 96 horas, em que, a temperatura do gás é de 100 °C a 140 °C, e em que, o número de Reynolds do fluxo de gás é de 5 a 150.
[0050] Em uma segunda modalidade preferencial, a composição de polipropileno tem um alto módulo flexural (ISO 178 medido em espécimes moldados por injeção de 80 x 10 x 4 mm preparados de acordo com ISO 294-1:1996) de 1200 a 5500 MPa, uma alta energia de punção maior que 4 J e uma MFR2 (ISO 1133, 230 °C, 2,16 kg) de 8 g/10 min ou mais. Essa modalidade visa uma composição de polipropileno, que é relativamente rígida e resistente à flexão, capaz de suportar um ponto de impacto e que é adequada para aplicações de moldagem por injeção. Tal material poderia, por exemplo, ser usado em aplicações nos interiores de automóveis.
[0051] Enquanto isso, a segunda modalidade preferencial da invenção se refere a uma composição de polipropileno que compreende: oligômeros que têm um condensável orgânico semivolátil (FOG, VDA 278 de outubro de 2011), teor de 50 µg/g a cerca de 400 µg/g da composição de polipropileno total, e compostos orgânicos voláteis (VOC, VDA 278 de outubro de 2011) em uma quantidade menor que 80 µg/g da composição de polipropileno total, em que a razão de peso dos ditos condensados orgânicos semivoláteis versus os ditos voláteis é maior que cerca de 5,0, em que a composição de polipropileno tem uma MFR2 (ISO 1133, 230 °C, 2,16 kg) de 8 g/10 min ou mais, em que a composição de polipropileno tem um módulo flexural (ISO 178 medido em espécimes moldadas por injeção de 80 x 10 x 4 mm preparados de acordo com ISO 294-1:1996) de 1200 a 5500 MPa, e em que a quantidade total de agente de deslizamento é pelo menos 500 ppm.
[0052] As seguintes faixas são aplicáveis para todas as modalidades de acordo com a invenção. Propriedades da composição de polipropileno
[0053] As composições de polipropileno da presente invenção são frequentemente usadas para produzir artigo moldado para uso em automóveis. As emissões de composto orgânico volátil (VOC, VDA 278 de outubro de 2011) são frequentemente indesejadas; portanto, é importante produzir composições, que têm baixos níveis de VOCs. As emissões de condensáveis orgânicos semivoláteis (FOG, VDA 278 de outubro de 2011) causadas por oligômeros de cadeias mais longas na composição de polipropileno se condensam frequentemente no para-brisa, o que pode levar ao embaçamento do para-brisa. Claramente, isso é indesejável mediante a condução do veículo. O embaçamento pode ser medido usando a “gravimétrica de embaçamento”, método descrito na seção experimental abaixo, um nível de gravimétrica de embaçamento que é tão baixo quanto possível é desejável para aplicação automobilística.
[0054] As composições de polipropileno de acordo com a presente invenção podem ter um teor de FOG de 350 µg/g ou menos, preferencialmente 300 µg/g ou menos, mais preferencialmente 250 µg/g ou menos, mais preferencialmente 200 µg/g ou menos, com máxima preferência 170 µg/g ou menos. Além disso, as composições de polipropileno, que resultam do processo inventivo podem ter um teor de VOC de 80 µg/g ou menos ou de 60 µg/g ou menos, preferencialmente de 40 µg/g ou menos, com máxima preferência, de 20 µg/g ou menos.
[0055] Preferencialmente, as composições de polipropileno de acordo com a presente invenção têm uma razão de FOG/VOC de 3 ou mais, preferencialmente 5 ou mais, mais preferencialmente 10 ou mais.
[0056] As composições de polipropileno de acordo com a presente invenção podem ter uma VDA 277 de 0 a 10 µgC/g, como menos que 10 µgC/g, preferencialmente menos que 5 µgC/g, mais preferencialmente menos que 2 µgC/g, com máxima preferência, menos que 1 µgC/g. Além disso, o processo pode levar a composições de polipropileno com uma gravimétrica de embaçamento menor que 1,2, preferencialmente menor que 1,1, com máxima preferência menor que 1.
[0057] Além disso, a VDA 270 (Verband der
Automobilindustrie) das composições de polipropileno de acordo com a presente invenção é minimizada. VDA 270 é uma medida de quão desagradável os consumidores acham do odor de um material de polímero particular. As composições de polipropileno de acordo com a presente invenção têm uma VDA 270 de 4 ou menos, preferencialmente 3 ou menos.
[0058] Em um aspecto preferencial da presente invenção, o polipropileno é relativamente rígido tendo um módulo flexural de 1200 a 5500 MPa, preferencialmente cerca de 1300 ou 5000 MPa. Em um aspecto preferencial, a composição de polipropileno da presente invenção pode ser usada para produzir artigos moldados por injeção e, em particular, artigos moldados para aplicações automotivas. Para artigos usados em automóveis é importante que o material de polipropileno seja rígido, consequentemente um valor de módulo flexural relativamente alto é importante.
[0059] A composição de polipropileno da presente invenção também é relativamente resistente à punção por um ponto de impacto. Isso é importante se o material fosse usado para produzir componentes moldados por injeção, particularmente para aplicações automotivas. Recentemente, colocou-se significativamente ênfase na redução do peso de componentes de polipropileno em aplicações automotivas. Portanto, é importante que esses componentes sejam resistentes a um ponto de impacto visto que, por outro lado, podem ser facilmente danificados ou perfurados por consumidores durante o uso rotineiro de seus automóveis.
[0060] Adicionalmente, a composição de polipropileno tem preferencialmente uma MFR2 (ISO 1133, 230 °C, 2,16 kg) de 5 a 200 g/10 min, preferencialmente de 8 a 150 g/10 min, com máxima preferência, de 10 a 130 g/10 min. As composições de polipropileno que têm uma MFR2 de 15 a 20 g/10 min são particularmente preferenciais. Uma composição de polipropileno com uma MFR2 razoável, isto é, maior que 10 g/10 min, é importante para composições de polipropileno, visto que isso significa que são capazes de fluir relativamente de modo eficaz e visto que são adequadas para usos na moldagem por injeção. Componentes brutos da composição de polipropileno
[0061] Antes da aeração da composição de polipropileno, a composição de polipropileno de acordo com a presente invenção compreende preferencialmente os seguintes componentes brutos: - polipropileno - agente de deslizamento - carga - HDPE opcional - plastômero opcional - pigmento opcional
[0062] Em um aspecto preferencial, o polipropileno está presente como um polipropileno heterofásico e um homopolímero e/ou copolímero de polipropileno adicional. Polipropileno
[0063] Preferencialmente, a quantidade total de unidades derivadas de polipropileno na composição de polipropileno de acordo com a presente invenção é pelo menos 50 % em peso, mais preferencialmente pelo menos 55 % em peso, com máxima preferência pelo menos 64 % em peso, e opcionalmente até um máximo de 90 % em peso.
[0064] As composições de polipropileno da presente invenção compreendem preferencialmente pelo menos um copolímero de polipropileno heterofásico e um homopolímero e/ou copolímero de polipropileno adicional.
[0065] A composição de polipropileno da presente invenção tem preferencialmente: - um teor de FOG abaixo de 350 µg/g e - um teor de VOC abaixo de 80 µg/g e é obtenível pelo processo que compreende as etapas de a) polimerização de propileno e opcionalmente outras C4-C12 alfa olefinas pela polimerização de solução em pelo menos uma reação de polimerização para produzir um polímero de polipropileno bruto, b) recuperação do tipo polímero bruto de pelo menos um reator de polimerização e alimentação da dita mistura de polímero bruto a pelo menos um vaso flash, através disso, pelo menos removendo parcialmente o solvente, monômero não reagido e comonômero não reagido para produzir um polímero bruto, c) mistura do polímero com um range de outros componentes, incluindo opcionalmente HDPE, cargas, nanopartículas de carbono entre os mesmos e submissão da composição bruta à mistura, preferencialmente por uma extrusora ou um misturador estático, d) recuperação da composição de polipropileno bruto que tem - um teor de VOC acima de 150 µg/g e - um teor de FOG acima de 350 µg/g e) submissão da dita composição de polipropileno bruto em um vaso de aeração para um fluxo de gás com um número de Reynolds de 5 a 150 por um tempo de aeração de 3 a 96 horas, através disso, o gás tem uma temperatura de pelo menos 100 °C, f) recuperação da composição de polipropileno. Polipropileno heterofásico
[0066] Há essencialmente dois tipos diferentes de copolímeros de polipropileno heterofásico conhecidos na técnica: - copolímeros heterofásicos que compreendem um copolímero aleatório de polipropileno (RAHECO) como a fase matriz, e - copolímeros heterofásicos que têm homopolímeros de propileno como a fase matriz (HECO)
[0067] Em um aspecto preferencial da presente invenção, a composição contém pelo menos um preferencialmente pelo menos dois materiais de polipropileno heterofásico diferentes. Preferencialmente, a composição contém pelo menos um HECO, ou pelo menos dois HECOs diferentes ou pelo menos um HECO e um polipropileno heterofásico aleatório (RAHECO).
[0068] Os RAHECOs de acordo com a presente invenção têm preferencialmente uma MFR2 (ISO 1133, 230 °C, 2,16 kg) de 1 a 100 g/10 min, preferencialmente de 1 a 50 g/10 min, com máxima preferência, de 5 a 20 g/10 min, e/ou um teor de solúveis em xileno (ISO 6427 a 23 °C) de 10 a 50 % em peso, preferencialmente de, 20 a 40 % em peso, com máxima preferência, de 25 a 35 % em peso, e/ou um teor total de unidades derivadas de etileno em uma quantidade de 2 a 40 % em peso, preferencialmente de 5 a 25 % em peso (determinado por RMN).
[0069] Os HECOs de acordo com a presente invenção têm preferencialmente uma MFR2 (ISO1133, 2,16 kg, 230 °C) de 5 a 150 g/10 min, preferencialmente de 10 a 120 g/10min e/ou um teor de solúvel em xileno (ISO16152) de 8 a 30 % em peso preferencialmente de 10 a 25 % em peso e/ou um teor total de unidades derivadas de etileno em uma quantidade de 4 a 20 % em peso preferencialmente de 6 a 15 % em peso (determinado por RMN).
[0070] Um copolímero heterofásico de propileno compreende polipropileno como uma matriz e dispersou no mesmo um copolímero de propileno elastomérico. A matriz de polipropileno, portanto, contém inclusões (finamente) dispersadas que não fazem parte da matriz, em que as ditas inclusões contêm o copolímero de propileno elastomérico. O termo inclusão indica 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.
[0071] O copolímero de propileno heterofásico compreende, além do propileno, também comonômeros. Preferencialmente, o copolímero de propileno heterofásico compreende, além do propileno, etileno e/ou C4 a C12 alfa-olefinas. Consequentemente, o termo “copolímero de propileno” de acordo com esta invenção é compreendido como um polipropileno que compreende, preferencialmente que consiste em, unidades deriváveis de (a) propileno e
(b) etileno e/ou C4 a C12 alfa-olefinas.
[0072] Os materiais de copolímero de propileno heterofásico podem ser produzidos por mesclagem por fusão e/ou por mesclagem de reator. Nesse sentido, “mesclagem em reator” denota que as frações individuais dos polímeros são produzidas em etapas subsequentes, na presença do produto da etapa anterior. Por exemplo, a matriz e a fase dispersa de um polipropileno heterofásico podem ser produzidas em tais etapas subsequentes.
[0073] Além disso, é também possível a mescla por fusão de um propileno já compreendendo duas ou mais frações, por exemplo, fusão da mistura de um copolímero de propileno heterofásico com um outro propileno, como um homopolímero de propileno ou copolímero aleatório.
[0074] Desse modo, os copolímeros de propileno de acordo com essa invenção, isto é, o copolímero de propileno heterofásico, o copolímero de propileno elastomérico, compreendem monômeros copolimerizáveis com propileno, por exemplo, comonômeros, como etileno e/ou C4 a C12 alfa- olefinas. Preferencialmente, os copolímeros de propileno de acordo com essa invenção compreendem monômeros copolimerizáveis com propileno a partir do grupo que consiste em etileno, 1-buteno e 1-hexeno. Mais especificamente, os copolímeros de propileno dessa invenção compreendem - além do propileno - unidades deriváveis de etileno e/ou 1-buteno. Em uma modalidade preferencial, os copolímeros de propileno de acordo com essa invenção compreendem unidades deriváveis de etileno e propileno apenas.
[0075] Consequentemente, o copolímero de propileno elastomérico (EC) é preferencialmente uma borracha de etileno propileno (EPR), enquanto o polipropileno (ou polipropilenos) da matriz é/são um copolímero de propileno aleatório ou um homopolímero de propileno.
[0076] No caso de um ou mais dos polipropilenos (ou polipropileno) compreendidos na matriz serem um copolímero de propileno aleatório, observa-se que o copolímero (ou copolímeros) de propileno aleatório compreende (ou compreendem) monômeros copolimerizáveis com propileno, por exemplo comonômeros, como etileno e/ou C4 a C12 alfa-olefinas, em particular, etileno e/ou C4 a C8 alfa-olefinas, por exemplo, 1-buteno e/ou 1-hexeno. Preferencialmente, o copolímero de propileno aleatório de acordo com essa invenção compreende monômeros copolimerizáveis com propileno a partir do grupo que consiste em etileno, 1-buteno e 1-hexeno. Mais especificamente, o copolímero de propileno aleatório dessa invenção compreende - além do propileno - unidades deriváveis de etileno e/ou 1-buteno. Em uma modalidade preferencial, o copolímero de propileno aleatório compreende unidades deriváveis de etileno.
[0077] O polipropileno heterofásico pode ser preparado por mesclagem em reator, mesclagem por fusão ou uma mistura dos mesmos. Esses processos são conhecidos na técnica.
[0078] O polipropileno heterofásico de acordo com essa invenção é preferencialmente produzido em um processo de múltiplas fases conhecido na técnica, em que a matriz é produzida pelo menos em um reator de pasta fluida e subsequentemente o copolímero elastomérico é produzido pelo menos em um reator de fase gasosa.
[0079] Desse modo, o sistema de polimerização pode compreender um ou mais reatores de pasta fluida agitados convencionais e/ou um ou mais reatores de fase gasosa. Preferencialmente, os reatores usados são selecionados a partir do grupo de reatores de fase gasosa e circuito fechado e, em particular, o processo emprega pelo menos um reator de circuito fechado e pelo menos um reator de fase gasosa. Também é possível usar vários reatores de cada tipo, por exemplo, um reator de ciclo e dois ou três reatores de fase gasosa, ou dois reatores de ciclo e um ou dois reatores de fase gasosa, em série.
[0080] Preferencialmente, o processo compreende também um pré-polimerização com o sistema de catalisador escolhido, como descrito em detalhes abaixo, compreendendo o pró- catalisador Ziegler-Natta, o doador externo e o cocatalisador.
[0081] Em um aspecto preferencial, a pré-polimerização é conduzida como polimerização de pasta fluida em massa em propileno líquido, isto é, a fase líquida compreende principalmente propileno, com uma quantidade pequena de outros reagentes e opcionalmente componentes inertes dissolvidos na mesma.
[0082] A reação de pré-polimerização é tipicamente conduzida a uma temperatura de 0 a 50 °C, preferencialmente de 10 a 45 °C e mais preferencialmente de 15 a 40 °C.
[0083] A pressão no reator de pré-polimerização não é crítica, mas deve ser suficientemente alta para manter a mistura de reação em fase líquida. Desse modo, a pressão pode ser de 2 a 10 MPa (20 a 100 bar), por exemplo, 3 a 7 MPa (30 a 70 bar).
[0084] Os componentes de catalisador são preferencialmente todos introduzidos na etapa de pré-
polimerização. No entanto, em que o componente de catalisador sólido (i) e o cocatalisador (ii) podem ser alimentados separadamente, é possível que apenas uma parte do cocatalisador seja introduzida no estágio de pré- polimerização e a parte restante em estágios de polimerização subsequentes. Também em tais casos, é necessário introduzir muito cocatalisador no estágio de pré-polimerização para que uma reação de polimerização suficiente seja obtida no mesmo.
[0085] É possível adicionar outros componentes também ao estágio de pré-polimerização. Desse modo, o hidrogênio pode ser adicionado no estágio de pré-polimerização para controlar o peso molecular do pré-polímero como é conhecido na técnica. Ademais, aditivos antiestáticos podem ser usados para impedir que as partículas sejam aderidas umas às outras ou às paredes do reator.
[0086] O controle preciso das condições de pré- polimerização e parâmetros de reação é inerente à aptidão técnica.
[0087] Um reator de pasta fluida designa qualquer reator, como um reator de tanque agitado em massa simples ou contínuo ou reator de ciclo, que opera em massa ou pasta fluida e em que o polímero se forma na forma de particulado. "Em massa" significa uma polimerização no meio de reação que compreende pelo menos 60 % em peso de monômero. De acordo com uma modalidade preferencial, o reator de pasta fluida compreende um reator de ciclo em massa.
[0088] "Reator de fase gasosa" significa qualquer reator de leito fluidizado ou mecanicamente misturado. De preferência, o reator de fase gasosa compreende um reator de leito fluidizado mecanicamente agitado com velocidades de gás de pelo menos 0,2 m/s.
[0089] A modalidade particularmente preferencial para a preparação do polipropileno heterofásico da invenção compreende executar a polimerização em um processo que compreende uma combinação de um reator de ciclo e um ou dois reatores de fase gasosa ou uma combinação de dois reatores de ciclo e um ou dois reatores de fase gasosa.
[0090] Um processo de múltiplos estágios preferencial é um processo de fase gasosa de pasta fluida, como desenvolvido por Borealis e conhecido como a tecnologia Borstar®. Nesse sentido, faz-se referência aos documentos EP 0 887 379 A1, WO 92/12182, WO 2004/000899, WO 2004/111095, WO 99/24478, WO 99/24479 e WO 00/68315; que são incorporados ao presente documento a título de referência.
[0091] Um processo de fase gasosa-pasta fluida adicional adequado é o processo Spheripol® de Basell.
[0092] Preferencialmente, os polipropilenos heterofásicos de acordo com essa invenção são produzidos pelo uso de um pró-catalisador Ziegler-Natta especial em combinação com um doador externo especial, que é conhecido por um técnico no assunto, preferencialmente no processo de Spheripol® ou no processo de Borstar®-PP.
[0093] Um processo de múltiplas fases preferencial, pode; portanto, compreender as etapas de: - produção de uma matriz de polipropileno na presença do sistema de catalisador escolhido, conhecido por um técnico no assunto, compreendendo o pró- catalisador Ziegler-Natta especial (i), um doador externo (iii) e o cocatalisador (ii) em um primeiro reator de pasta fluida e opcionalmente em um segundo reator de pasta fluida, ambos os reatores de pasta fluida usando as mesmas condições de polimerização, - transferência do produto de reator de pasta fluida em pelo menos um primeiro reator de fase gasosa, como um reator de fase gasosa ou um primeiro e um segundo reatores de fase gasosa conectados em série, - produção de um copolímero elastomérico na presença da matriz de polipropileno e na presença do sistema de catalisador no dito pelo menos primeiro reator de fase gasosa, - recuperação do produto de polímero para processamento adicional.
[0094] Em relação ao processo de fase gasosa de pasta fluida preferencial mencionado acima, as seguintes informações gerais podem ser fornecidas em relação às condições de processo.
[0095] A temperatura é preferencialmente de 40 a 110 °C, preferencialmente entre 50 e 100 °C, em particular, entre 60 e 90 °C, com pressões na faixa de 2 a 8 Mpa (20 a 80 bar), preferencialmente 3 a 6 Mpa (30 a 60 bar), com a opção de adicionar o hidrogênio a fim de controlar o peso molecular de uma maneira conhecida per se.
[0096] O produto de reação da polimerização de pasta fluida, que, de preferência, é executada em um reator de ciclo, é, então, transferido para o reator (ou reatores) de fase gasosa subsequente, em que a temperatura, de preferência, está na faixa de 50 a 130 °C, com mais preferência, 60 a 100 °C, em uma pressão na faixa de 0,5 a 5 MPa (5 a 50 bar), de preferência, 0,8 a 3,5 MPa (8 a 35 bar), novamente com a opção de adicionar hidrogênio a fim de controlar o peso molecular de uma maneira conhecida per se.
[0097] O tempo de permanência médio pode variar nas zonas de reator identificadas acima. Em uma modalidade, o tempo de permanência médio no reator de pasta fluida, por exemplo, um reator de ciclo, está na faixa de 0,5 a 5 horas, por exemplo, 0,5 a 2 horas, enquanto o tempo de permanência médio no reator de fase gasosa geralmente será de 1 a 8 horas.
[0098] Se desejado, a polimerização pode ser realizada de uma maneira conhecida sob condições supercríticas na pasta fluida, de preferência, reator de ciclo, e/ou como um modo condensado no reator de fase gasosa. Homopolímero de polipropileno
[0099] Em um aspecto preferencial da presente invenção, a composição de polipropileno compreende um RAHECO ou HECO e um homopolímero de propileno. O homopolímero de polipropileno tem preferencialmente uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (230 °C, 2,16 kg) medida de acordo com ISO 1133 de 20 a 1000 g/10 min, preferencialmente de 50 a 800 g/10 min, com máxima preferência, de 60 a 700 g/10 min.
[0100] A expressão homopolímero de propileno como usado durante toda a presente invenção se refere a um polipropileno que consiste substancialmente, isto é, igual ou maior que 99,9 % em peso, de unidades de propileno. Em uma modalidade preferencial, apenas unidades de propileno no homopolímero de propileno são detectáveis.
[0101] O homopolímero de propileno pode ser multimodal ou bimodal tendo em vista o peso molecular, preferencialmente, o homopolímero de propileno é bimodal.
[0102] Preferencialmente, o homopolímero de propileno é isotático. Consequentemente, observa-se que o homopolímero de propileno tem uma concentração pêntade muito alta, isto é, maior que 80 %, mais preferencialmente maior que 85 %, ainda mais preferencialmente, maior que 90 %, ainda mais preferencialmente, maior que 92 %, ainda mais preferencialmente, maior que 93 %, como maior que 95 %.
[0103] Preferencialmente, o homopolímero de propileno tem uma densidade, medida de acordo com ISO 1138, de pelo menos 890 kg/m3, mais preferencialmente, pelo menos 900 kg/m3, ainda mais preferencialmente, de 900 a 915 kg/m3.
[0104] O homopolímero de propileno de acordo com essa invenção pode ser produzido em um reator de pasta fluida e/ou um reator de fase gasosa.
[0105] Um processo de múltiplos estágios preferencial é um processo de fase gasosa de pasta fluida, como desenvolvido por Borealis e conhecido como a tecnologia Borstar®. Nesse sentido, faz-se referência aos documentos EP 0 887 379 A1, WO 92/12182, WO 2004/000899, WO 2004/111095, WO 99/24478, WO 99/24479 e WO 00/68315. Os mesmos são incorporados ao presente documento a título de referência.
[0106] Um processo de fase gasosa-pasta fluida adicional adequado é o processo Spheripol® de Basell.
[0107] Em uma modalidade preferencial, a pré- polimerização é conduzida como polimerização de pasta fluida em massa em propileno líquido, isto é, a fase líquida compreende principalmente propileno, com uma quantidade pequena de outros reagentes e opcionalmente componentes inertes dissolvidos na mesma.
[0108] A reação de pré-polimerização é tipicamente conduzida a uma temperatura de 0 a 50 °C, preferencialmente de 10 a 45 °C e mais preferencialmente de 15 a 40 °C.
[0109] A pressão no reator de pré-polimerização não é crítica, mas deve ser suficientemente alta para manter a mistura de reação em fase líquida. Desse modo, a pressão pode ser de 2 a 10 MPa (20 a 100 bar), por exemplo, 3 a 7 MPa (30 a 70 bar).
[0110] Os componentes catalisadores são preferencialmente todos introduzidos na etapa de pré-polimerização. No entanto, em que o componente de catalisador sólido (i) e o cocatalisador (ii) podem ser alimentados separadamente, é possível que apenas uma parte do cocatalisador seja introduzida no estágio de pré-polimerização e a parte restante em estágios de polimerização subsequentes. Também em tais casos, é necessário introduzir muito cocatalisador no estágio de pré-polimerização para que uma reação de polimerização suficiente seja obtida no mesmo.
[0111] É possível adicionar outros componentes também ao estágio de pré-polimerização. Desse modo, o hidrogênio pode ser adicionado no estágio de pré-polimerização para controlar o peso molecular do pré-polímero como é conhecido na técnica. Ademais, aditivos antiestáticos podem ser usados para impedir que as partículas sejam aderidas umas às outras ou às paredes do reator.
[0112] O controle preciso das condições de pré- polimerização e parâmetros de reação é inerente à aptidão de um técnico no assunto.
[0113] Um reator de pasta fluida designa qualquer reator, como um reator de tanque agitado em massa simples ou contínuo ou reator de ciclo, que opera em massa ou pasta fluida e em que o polímero se forma na forma de particulado.
[0114] Um sistema de catalisador adequado é descrito no documento EP 591 224. Agentes de deslizamento
[0115] Durante a produção de polipropileno, os agentes de deslizamento são frequentemente adicionados à mescla de polipropileno a fim de reduzir o coeficiente de atrito desses materiais de polipropileno. Os agentes de deslizamento mais populares usados pela indústria e que são usados em um aspecto preferencial da invenção, são do grupo químico de amidas de ácido graxo, como, por exemplo, erucamida. Quando um agente de deslizamento é misturado com um polímero de polipropileno fundido, o mesmo é absorvido nas regiões amorfas do polímero de polipropileno.
[0116] No resfriamento, o agente de deslizamento torna- se incompatível com o material de polipropileno, devido às diferentes energias de superfície dos dois materiais, e migra para a superfície de material. A taxa de migração depende da diferença entre as energias de superfície do polipropileno e do agente de deslizamento (quanto maior a diferença, mais rápida a migração). Isso inicialmente leva à formação de uma monocamada na superfície do polímero, seguida pela deposição das camadas subsequentes quando novas moléculas do agente de deslizamento chegam à superfície levando à formação de uma camada dupla. Devido à fraca ligação entre as camadas de amidas de ácidos graxos, os materiais produzidos a partir de polipropileno contendo amidas de ácidos graxos deslizarão uns sobre os outros com facilidade. A presença de uma camada de agente de deslizamento também reduz o atrito na superfície da composição de polipropileno. Essa propriedade também é importante, por exemplo, ao produzir artigos moldados por injeção, pois os agentes de deslizamento podem ser usados para ajudar na liberação de artigos moldados por injeção de um molde. As amidas de ácidos graxos vêm à superfície de artigos de polipropileno, quando o polipropileno esfria; portanto, a redução do coeficiente de atrito entre o artigo de polipropileno e o molde. Isso significa que, com relativamente pouca força, o artigo de polipropileno pode ser removido do molde e que nenhum polipropileno se adere ao molde na liberação do artigo moldado. Muitos agentes de deslizamento em particular amidas de ácidos graxos, como, por exemplo, erucamida são relativamente voláteis e, portanto, é necessário cuidado para evitar que esses materiais escapem durante as etapas de processamento na produção de polímero.
[0117] A composição de polipropileno de acordo com a presente invenção retém altos níveis de agente de deslizamento, apesar de sua história de processo. Os agentes de deslizamento são preferencialmente adicionados antes da etapa de arejamento, pois isso leva a uma distribuição mais uniforme do agente de deslizamento em todo o material; na medida em que, se os agentes de deslizamento forem adicionados após a aeração, os mesmos podem não revestir suavemente os artigos de polipropileno produzidos por moldagem por injeção, fazendo com que esses artigos não escorreguem facilmente para fora do molde. Além disso, compostos, como a erucramida, têm uma dupla finalidade, visto que também são responsáveis pelas propriedades de resistência a arranhões da composição de polipropileno. A fim de obter uma boa resistência ao risco, também é importante que esses compostos sejam uniformemente distribuídos por toda a composição.
Cargas
[0118] A composição de polipropileno de acordo com a presente invenção também pode compreender cargas em quantidades de até 40 % em peso, preferencialmente até 30 % em peso, com base na quantidade total da composição de polipropileno. Geralmente a carga está presente em uma quantidade de 1,0 % em peso ou mais, mais preferencialmente, 5,0 % em peso ou mais e, com máxima preferência, 7,0 % em peso ou mais, com base na quantidade total da composição de polipropileno.
[0119] A carga pode ser selecionada a partir do grupo de fibras de vidro, talco, fibras de carbono, filossilicato, mica, wollastonita ou misturas dos mesmos. Preferencialmente, a carga é selecionada a partir do grupo de fibras de vidro e talco. As cargas mais preferenciais são fibras de vidro e talco.
[0120] O polietileno de alta densidade (HDPE) é bem conhecido na técnica e define um polietileno que é substancialmente não ramificado, isto é, é de estrutura linear.
[0121] Preferencialmente, o polietileno de alta densidade (HDPE) tem uma densidade de pelo menos 930 kg/m3, mais preferencialmente de pelo menos 940 kg/m3, ainda mais preferencialmente na faixa de 930 a 975 kg/m3, ainda mais preferencialmente na faixa de 940 a 968 kg/m3, como 950 a 965 kg/m3.
[0122] Preferencialmente, o polietileno de alta densidade (HDPE) tem uma taxa de fluxo de fusão muito baixa. Consequentemente, em uma modalidade preferencial, o polietileno de alta densidade (HDPE) tem uma taxa de fluxo de fusão MFR2 (190 °C/2,16 kg) de não mais que 10,0, mais preferencialmente, de não mais que 5,0 g/10 min, ainda mais preferencialmente na faixa de 0,01 a 10,0 g/10 min, como na faixa de 0,1 a 5,0 g/10 min. Plastômero
[0123] No contexto da presente invenção, o plastômero usado é preferencialmente um copolímero de etileno. Copolímeros de etileno adequados podem ser qualquer copolímero de etileno e uma alfa olefina tendo de 6 a 12 átomos de carbono, a dita alfa olefina tendo as propriedades definidas acima. preferencialmente, o copolímero de etileno é selecionado a partir de plastômeros à base de etileno. Plastômeros à base de etileno adequados estão disponíveis comercialmente, isto é, da Borealis sob o nome comercial Queo.
[0124] Preferencialmente, o plastômero tem uma densidade na faixa de 860 a 930 kg/m3 mais preferencialmente na faixa de 865 a 920 kg/m3, como na faixa de 868 a 910 kg/m3.
[0125] Ainda preferencialmente, o plastômero tem uma taxa de fluxo de fusão MFR (190 °C/2,16 kg) na faixa de 0,1 a 40,0 g/10 min, mais preferencialmente na faixa de 0,3 a 35 g/10 min, como de 0,4 a 32 g/10 min.
[0126] Em um aspecto preferencial da presente invenção, o plastômero é um plastômero de etileno-octeno.
[0127] Os ditos plastômeros à base de etileno podem ser preparados por processos conhecidos, como processos de polimerização de um ou dois estágios, compreendendo polimerização em solução, polimerização em pasta fluida, polimerização em fase gasosa ou combinações dos mesmos, na presença de catalisadores adequados, como catalisadores de óxido de vanádio ou catalisadores de sítio único, por exemplo, catalisadores de metaloceno ou geometria restrita, conhecidos pelos técnicos no assunto.
[0128] De preferência, esses plastômeros à base de etileno são preparados por um processo de polimerização de solução de estágio único ou dois estágios, especialmente, por um processo de polimerização de solução à a alta temperatura a temperaturas superiores a 100 °C, na presença de um catalisador de sítio único.
[0129] Tal processo tem essencialmente como base a polimerização do monômero e de um comonômero adequado em um solvente de hidrocarboneto líquido no qual o polímero resultante é solúvel. A polimerização é executada a uma temperatura acima do ponto de fusão do polímero, como um resultado da qual uma solução polimérica é obtida. Essa solução é evaporada a fim de separar o polímero do monômero não reagido e do solvente. O solvente é, então, recuperado e reciclado no processo.
[0130] De preferência, o processo de polimerização de solução é um processo de polimerização de solução em alta temperatura, com o uso de uma temperatura de polimerização superior a 100 °C. De preferência, a temperatura de polimerização é pelo menos 110 °C, com mais preferência, pelo menos 150 °C. A temperatura de polimerização pode ser até 250 °C.
[0131] A pressão em tal processo de polimerização de solução está, de preferência, na faixa de 1 a 10 MPa (10 a 100 bar), de preferência, 1,5 a 10 MPa (15 a 100 bar) e, com mais preferência, 2 a 10 MPa (20 a 100 bar).
[0132] O solvente de hidrocarboneto líquido utilizado é preferencialmente um hidrocarboneto que tem 5 a 12 átomos de carbono, que pode ser não substituído ou substituído por grupos alquila que tem 1 a 4 átomos de carbono, como pentano, metil pentano, hexano, heptano, octano, ciclo-hexano, metilciclo-hexano e nafta hidrogenada. Mais preferencialmente, os solventes de hidrocarboneto não substituído que têm de 6 a 10 átomos de carbono são usados.
[0133] Adequadamente, o copolímero de etileno compreende de 10 % em peso a 50 % em peso de unidades de comonômero de alfa olefina linear que têm de 6 a 12 átomos de carbono, preferencialmente de 20 % em peso a 45 % em peso de unidades de comonômero de alfa olefina linear que têm de 6 a 12 átomos de carbono e, com máxima preferência, de 30 % em peso a 40 % em peso de unidades de comonômero de alfa olefina linear que têm de 6 a 12 átomos de carbono.
[0134] As unidades de comonômero de alfa olefina linear são preferencialmente selecionadas a partir de 1-octeno e/ou 1-hexeno, com máxima preferência, as unidades de comonômero de alfa olefina linear são 1-octeno. Preferencialmente, os copolímeros de etileno e 1-octeno são usados na composição da presente invenção. Pigmento
[0135] Opcionalmente a composição de polipropileno compreende um pigmento. Os pigmentos adequados são conhecidos na técnica.
[0136] Preferencialmente, um pigmento preto é usado, como por exemplo, negro de fumo, como Black Pearls® de Cabot Corporation.
[0137] A quantidade total de pigmentos presentes na composição de polipropileno de acordo com a presente invenção é preferencialmente 0,10 a 15,0 % em peso, mais preferencialmente 0,5 a 10,0 % em peso e, com máxima preferência, de 0,5 a 8 % em peso com base no peso total da composição de polipropileno. Aditivos
[0138] A composição de polipropileno também pode compreender aditivos adicionais. Esses podem ajudar no processamento da composição de polipropileno ou ajudar a melhorar as propriedades finais da composição, como MFR2. A composição de polipropileno de acordo com a presente invenção pode compreender aditivos selecionados a partir do grupo de antioxidantes, auxiliares de processamento, sequestrantes de ácido (como, por exemplo, estearato de cálcio, lubrificantes).
[0139] A quantidade total de aditivos está preferencialmente dentro da faixa de 0,05 a 5,0 % em peso, mais preferencialmente, 0,10 a 3,5 % em peso e, com máxima preferência, de 0,25 a 2,5 % em peso. Processo de produção para a composição de polipropileno
[0140] Como mencionado acima, a presente invenção se refere a uma composição de polipropileno obtenível pela mesclagem de - polipropileno - carga - agente (ou agentes) de deslizamento - HDPE opcional - plastômero opcional - pigmento opcional na presença de aditivos para obter uma mescla,
e submissão adicional da mescla a um processo que compreende as etapas de, a) fornecer um vaso de aeração que tem - pelo menos uma entrada para gás de aeração, - pelo menos uma saída para gás de exaustão, - uma entrada for a composição de polipropileno bruto no topo do vaso de aeração, - uma saída para a composição de polipropileno no fundo do vaso de aeração, em que a composição de polipropileno está presente como um leito compactado. b) iniciar um fluxo de contracorrente da composição de polipropileno e gás de aeração c) pela/pelo - alimentação da composição de polipropileno bruto que tem um teor de composto volátil (VOC, VDA 278 de outubro de 2011) de mais de cerca de 150 µg/g e um teor de condensável orgânico semivolátil de mais de cerca de 350 µg/g (FOG, VDA 278 de outubro de 2011), no dito vaso de aeração a partir do topo, - alimentação do gás de aeração no dito vaso de aeração através de pelo menos uma entrada no fundo; - retirada do gás de exaustão através da saída para o gás de exaustão; - retirada da composição de polipropileno aerado através da saída no fundo do vaso de aeração d) manter o dito fluxo de gás de aeração por um tempo de aeração de 3 a 96 horas, em que, a temperatura do gás é de 100 °C a 140 °C, e em que, o número de Reynolds do fluxo de gás é de 5 a 150.
[0141] O processo descrito acima é preferencialmente operado por menos que cerca de 24 horas, ou menos que cerca de 12 horas, ou menos que cerca de 10 horas, como de 3 a 9 horas. Geralmente, o tempo de aeração é inversamente proporcional à temperatura do gás, o que significa que um consenso deve ser alcançado para evitar que os grânulos derretam e grudem. Os valores típicos de temperatura e tempo de residência para polipropileno de acordo com o documento EP2005/056962 são de 80 a 110 °C por um período de 10 a 50 horas. Acredita-se que a redução de VOCs atinge um patamar após longos tempos de aeração de mais de cinco horas nas condições descritas no presente documento; em contraste, para FOGs há uma dependência mais fraca do tempo de aeração no período de 0 a 5 horas. Acredita-se que isso se deve à difusão lenta dos alcanos de alto peso molecular (C16 - C32) responsáveis pelas emissões de FOG, em contraste com a difusão rápida de <C20, responsáveis pela emissão de VOC.
[0142] Geralmente, a composição de polipropileno não é preferencialmente misturada ou movida ao longo do tratamento por meios mecânicos. Consequentemente, durante o processo de aeração, a composição de polipropileno é efetivamente estacionária (além de seu trânsito vertical através do vaso de aeração). Portanto, a presente invenção exclui preferencialmente os processos em que a composição de polímero é agitada durante a aeração.
[0143] Preferencialmente, o processo de aeração é executado em péletes de polipropileno. Além disso, o processo é geralmente executado em um vaso de tratamento isolado,
preferencialmente um silo isolado. O silo pode, por exemplo, ser um silo de aço.
[0144] As composições de polipropileno obtidas pelo processo descrito acima têm uma estrutura particular, significando que são valores de MRF2 adequados para moldagem por injeção, valores de energia de punção relativamente elevados, alta resistência a arranhões e alta rigidez, entre outras propriedades. Breve Descrição dos Desenhos
[0145] Figura 1: Razão FOG/VOCs com base em VDA 278 de outubro de 2011 antes vs. após o processo de aeração. Parte Experimental
[0146] Os Exemplos a seguir estão incluídos para demonstrar determinados aspectos e modalidades da invenção conforme descrito nas reivindicações. Deve ser observado por aqueles versados na técnica, no entanto, que a descrição a seguir é ilustrativa apenas e não deve ser entendida, de modo algum, como uma restrição da invenção. Métodos de Teste Preparação de amostra
[0147] Os valores de VOC, valores de FOG e valores de TVOC foram medidos como descrito abaixo, após preparação de amostra consistindo em placas de moldagem por injeção em acc. EN ISO 19069-2:2016. Essas placas foram embaladas em folhas de compósito de alumínio imediatamente após a produção e as folhas foram seladas.
[0148] Para a análise de termodesorção de acordo com VDA 278 (outubro de 2011), as amostras foram armazenadas descobertas à temperatura ambiente (23 °C máx.) por 7 dias imediatamente antes do início da análise.
[0149] Com relação às medições VDA 277 (janeiro de 1995), nenhum armazenamento descoberto adicional ou outro condicionamento ocorreu. Em vez disso, as placas moldadas por injeção foram cortadas e moídas em um moinho Retsch SM-
2000.
[0150] Em ambos os casos (VDA 277 e VDA 278), foram registrados a data de produção das placas moldadas por injeção, o horário de chegada da amostra ao laboratório e a data de análise.
[0151] VOC e FOC acc VDA278 VOC:
[0152] é determinado de acordo com VDA 278 de outubro de 2011 a partir de placas moldadas por injeção. VDA 278 de outubro 2011, Análise de Dessorção Térmica de Emissões Orgânicas para a Caracterização de Materiais Não Metálicos para Automóveis, VDA Verband der Automobilindustrie. De acordo com a VDA 278 de outubro de 2011, o valor de VOC é definido como “o total de substâncias prontamente voláteis a médio voláteis. Calcula-se como equivalente de tolueno. O método descrito nessa recomendação
[0153] permite que substâncias na faixa de ebulição/eluição até n-Pentacosano (C25) sejam determinadas e analisadas”. FOG:
[0154] é determinado de acordo com VDA 278 de outubro de 2011 a partir de placas moldadas por injeção. De acordo com a VDA 278 de outubro de 2011, o valor FOG é definido como “o total de substâncias com baixa volatilidade que eluem do tempo de retenção do n-Tetradecano (inclusive). Calcula-se como equivalente de hexadecano. As substâncias na faixa de ebulição de n-Alcanos "C14" a "C32" são determinadas e analisadas”. Emissão total, TVOC:
[0155] A emissão total da composição de polipropileno foi determinada por VDA 277 janeiro de 1995 a partir de péletes. Embaçamento:
[0156] O embaçamento foi medido de acordo com DIN 75201:2011-11, método B (método gravimétrico) em amostras moldadas por compressão (diâmetro de 80 mm +/-1 mm, espessura <1 cm) cortadas de uma placa moldada por injeção. Com esse método, é determinada a massa do condensado de embaçamento em folha de alumínio, em mg, por meio da pesagem da folha antes e depois do teste de embaçamento. O termo “embaçamento” se refere a uma fração de substâncias voláteis condensadas em peças de vidro como, por exemplo, o para-brisa de um veículo. Diâmetro D:
[0157] Uma análise de peneira de acordo com ISO 3310 foi realizada. A análise de peneira envolveu uma coluna agrupada de peneiras com tela de rede de fio com os seguintes tamanhos: >20 µm, >32 µm, >63 µm, >100 µm, >125 µm, >160 µm, > 200 µm, >250 µm, > 315 µm, >400 µm, >500 µm, >710 µm, >1 mm, >1,4 mm, > 2 mm, >2,8 mm, >4 mm. As amostras foram vertidas na peneira superior que tem as aberturas de tela maiores. Cada peneira inferior na coluna tem aberturas menores do que aquele acima (consulte os tamanhos indicados acima). O receptor está na base. A coluna foi colocada em um agitador mecânico. O agitador agitou a coluna. Após a agitação ser concluída, o material em cada peneira foi pesado. O peso da amostra de cada peneira foi, então,
dividido pelo peso total para render uma porcentagem retida em cada peneira. A distribuição de tamanho de partícula e o tamanho médio de partícula característico d50 foram determinados a partir dos resultados da análise da peneira de acordo com ISO 9276-2. Taxa de Fluxo de Fusão (MFR2):
[0158] As taxas de fluxo de fusão foram medidas com uma carga de 2,16 kg (MFR2) a 230 °C. A taxa de fluxo de fusão é a quantidade de polímero em gramas que o aparelho de teste padronizado para ISO 1133 extruda em 10 minutos a uma temperatura de 230 °C sob uma carga de 2,16 kg. Fração de solúvel frio em xileno (XCS % em peso):
[0159] A fração de solúvel frio em xileno (XCS) é determinada a 23 °C de acordo com ISO 6427. Medições de espectroscopia de RMN: Quantificação de microestrutura por espectroscopia de RMN
[0160] A espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) quantitativa foi usada para quantificar o teor de comonômero e distribuição de sequência de comonômero dos polímeros. 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 13C otimizado de 10 mm de extensão de cabeça de sonda de temperatura a 125 °C com o uso de gás nitrogênio para todos os pneumáticos.
[0161] Aproximadamente 200 mg de material foram dissolvidos em 3 ml de 1,2-tetracloroetano-d2 (TCE-d2) juntamente com acetilacetonato de cromo (III) (Cr(acac)3) resultando em uma solução a 65 mM de agente de relaxamento em solvente (Singh, G., Kothari, A., Gupta, V., Polymer Testing 28 5 (2009), 475). Para garantir uma solução homogênea, após a preparação de amostra inicial em um bloco quente, o tubo de RMN foi aquecido adicionalmente em uma fornalha giratória por pelo menos 1 hora. Mediante a inserção no ímã, o tubo foi girado a 10 Hz. Essa configuração foi escolhida primeiramente pela alta resolução e quantitativamente necessária para quantificação precisa de teor de etileno. A excitação de pulso único padrão foi empregada sem NOE, com o uso de um ângulo de ponta otimizado, 1 s de atraso de reciclo e um esquema de desacoplamento de nível duplo WALTZ16 (Zhou, Z., Kuemmerle, R., Qiu, X., Redwine, D., Cong, R., Taha, A., Baugh, D. Winniford, B., J. Mag. Reson. 187 (2007) 225; Busico, V., Carbonniere, P., Cipullo, R., Pellecchia, R., Severn, J., Talarico, G., Macromol. Rapid Commun. 2007, 28, 1128). Um total de 6144 (6k) transientes foi adquirido por espectros. 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. Todos os desvios químicos foram indiretamente referenciados em relação ao grupo metileno central do bloco de etileno (EEE) a 30,00 ppm com o uso do desvio químico do solvente. Essa abordagem permitiu referenciamento comparável mesmo quando essa unidade estrutural não estava presente. Os sinais característicos que correspondem à incorporação de etileno foram observados em Cheng, H. N., Macromolecules 17 (1984), 1950).
[0162] Com sinais característicos que se correspondem a regiodefeitos de 2,1 eritro observados (como descrito em L.
Resconi, L. Cavallo, A. Fait, F. Piemontesi, Chem. Rev. 2000, 100 (4), 1253, em Cheng, H. N., Macromolecules 1984, 17, 1950, e em W-J. Wang e S. Zhu, Macromolecules 2000, 33 1157) a correção para a influência dos defeitos de região em determinadas propriedades foi necessária. Os sinais característicos que correspondem a outros tipos de regiodefeitos não foram observados.
[0163] A fração de comonômero foi quantificada com o uso do método de Wang et al. (Wang, W-J., Zhu, S., Macromolecules 33 (2000), 1157) através de integração de múltiplos sinais por toda a região espectral nos espectros de 13C{1H}. Esse método foi escolhido por sua natureza robusta e capacidade de levar em consideração a presença de defeitos de região quando necessário. As regiões integrais foram ligeiramente ajustadas para aumentar a aplicabilidade por toda a faixa de teor de comonômero encontrado.
[0164] Para sistemas em que apenas etileno isolado em sequências de PPEPP foi observado, o método de Wang et. al. foi modificado para reduzir a influência de integrais diferentes de zero de sítios que são conhecidos por não estarem presentes. Essa abordagem reduziu a sobreavaliação de teor de etileno para tais sistemas e foi alcançada por redução do número de locais usados para determinar o teor absoluto de etileno para: E = 0,5(Sββ + Sβγ + Sβδ + 0,5(Sαβ + Sαγ))
[0165] Através do uso desse conjunto de locais, a inequação integral correspondente se torna: E = 0,5(IH+IG + 0,5(IC+ ID)) com o uso de notação igual usada no artigo de Wang et. al. (Wang, W-J., Zhu, S., Macromolecules 33 (2000), 1157).
As equações usadas para teor de propileno absoluto não foram modificadas.
[0166] A incorporação de comonômero em porcentagem em mol foi calculada a partir da fração em mol: E [% em mol] = 100 * fE
[0167] A incorporação de comonômero em porcentagem em peso foi calculada a partir da fração em mol: E [% em peso] = 100 * (fE * 28,06) / ((fE * 28,06) + ((1-fE) * 42,08))
[0168] A distribuição de sequência de comonômero no nível tríade foi determinada com o uso do método de análise de Kakugo et al. (Kakugo, M., Naito, Y., Mizunuma, K., Miyatake, T. Macromolecules 15 (1982) 1150). Esse método foi escolhido por sua natureza robusta e regiões de integração ligeiramente ajustadas para aumentar aplicabilidade a uma ampla faixa de teor de comonômero. Polímero - placa de punção - instrumentada:
[0169] A energia de punção é determinada no teste do tipo falling weight instrumentado de acordo com o ISO 6603-2 com o uso de placas moldadas por injeção de 60x60x1 mm e uma velocidade de teste de 2,2 m/s, percursor lubrificado, preso com diâmetro de 20 mm. A energia de punção relatada resulta de um integral da curva de energia de falha medida a (60x60x1 mm). Módulo Flexural:
[0170] O módulo flexural foi determinado em flexão de 3 pontos de acordo com ISO 178 em espécimes moldados por injeção de 80 x 10 x 4 mm preparados de acordo com ISO 294- 1:1996. VDA 270:
[0171] VDA 270 é uma determinação das características de odor de materiais trim em veículos a motor.
VDA 270 foi determinada de acordo com os padrões usados por “Verband der Deutsche industrie”, 1992. Em geral, o material é aquecido em um vaso selado (com ou sem água desionizada) por um período de tempo.
Os vasos são, então, removidos do ambiente aquecido e pelo menos 3 indivíduos humanos avaliam o odor de um material polimérico particular em uma escala de 1 a 6, de acordo com as categorias descritas abaixo: 1: imperceptível 2: perceptível, não perturbador 3: claramente perceptível, mas ainda não perturbador 4: perturbador 5: fortemente perturbador 6: insuportável Experimentos Tabela 1: Propriedades das resinas base usadas nas composições usadas no Exemplo 1. C2 (teor de MFR2 etileno) Resina (g/10 XS (% em (% em base Tipo min) peso) peso)2 Copolímero de polipropileno heterofásico Resina 1 (HECO) 100 13 6,5 Resina 2 RTPO1 (RAHECO) 5,5 25 6,5 Resina 3 RTPO1 (RAHECO) 18 31 20
C2 (teor de MFR2 etileno) Resina (g/10 XS (% em (% em base Tipo min) peso) peso)2 Homopolímero (polipropileno Resina 4 ) 75 Copolímero de polipropileno heterofásico Resina 5 (HECO) 20 18 8 1Olefina termoplástica aleatória determinada por espectroscopia por 13C-RMN Tabela 2: A composição de cada uma das composições de polipropileno usados no Exemplo 1
A B C D E Resina 1 46 29,5 - - 32,0 Resina 2 21 15 10 - 15 Resina base Resina 3 - 19,5 40,5 28 4,4 Resina 4 - - 48,5 - Resina 5 - 25,0 - HDPE 6 8 8 - 10 Elastômero1 7 4 - - 11 Carga de talco 10 17 7 - 20,5 Carga Carga de vidro - - - 20 - Negro de fumo/ 7,5 4,5 6 0,5 3 outro carbono
A B C D E Total 97,5 97,5 96,5 97 96 Agente de deslizamento Propriedades2 Tm (°C) 165 166 166 165 165 MFR (g/10 min) 20 17 13 12 14 Energia de punção 23 °C, 4,4 m/s, 42 39 39 6 38 3 mm (J) Módulo flexural 1700 1800 1400 4200 1900 (MPa)
[0172] Os valores são dados em porcentagem em peso e arredondados para o mais próximo de 0,5 %. 1Um elastômero de etileno-propileno.2 Propriedades das composições de polipropileno bruto antes da aeração. Exemplo 1 (Ex1)
[0173] Os lotes de composições de polipropileno peletizado, correspondendo aos materiais A, B, C, D e E como definido na Tabela 2 respectivamente, foram submetidos à aeração. A aeração foi executada em um silo em formato cilíndrico isolado com dimensões de 1,5 m3.
[0174] Os péletes tinham um tamanho de partícula médio d50 de 3,5 mm (ISO 3310, avaliação de acordo com ISO 9276- 2). Os péletes estavam à temperatura ambiente (aproximadamente 25 °C) antes de serem submetidos à aeração, isto é, uma etapa de pré-aquecimento não foi aplicada.
[0175] O processo de aeração foi executado por 7,5 horas a uma temperatura de 140 °C. Uma taxa de fluxo de gás de 260 m3/h foi usada. Os péletes não foram misturados ou agitados durante o processo e, em vez disso, simplesmente movidos verticalmente através do silo em uma velocidade de 100 kg/hora.
[0176] O processo foi executado em uma escala de 1000 kg. Em um silo cilíndrico de 1,5 m3. Uma taxa de fluxo relativa de péletes de composição de polipropileno de 100 kg/h foi mantida por todo o processo de aeração.
[0177] O processo de aeração foi executado continuamente por 7 horas.
[0178] VOC, FOG, VDA 277 e gravimétrica de embaçamento obtidos para cada grau antes e após a etapa de aeração ser determinada na Tabela 4. Tabela 3: Sumário das características de fluxo de ar usados nos presentes experimentos Unidades Valor nos experimentos atuais densidade do kg/m3 0,85 fluido (gás)/ viscosidade kg /m s 2,35 x 10-5 cinemática do fluido (gás) / µ velocidade m/s 0,16 superficial/vs Diâmetro das m 0,0035 partículas (método como descrito acima)
[0179] O número de Reynolds pode ser calculado usando a fórmula: Re = (p vs D)/µ em que: - : densidade do gás de aeração à temperatura usada (kg/m3) - µ: viscosidade cinemática do gás de aeração à temperatura usada (kg /m s) - vs: velocidade superficial, definida como Q/A em que Q é a taxa de fluxo de volume do gás de aeração, (m3/s) e A é a área em corte transversal (m2) - D: d50 diâmetro (m) das partículas (usando análise de peneira de acordo com ISO3310 e avaliação de acordo com ISO9276-2)
[0180] O número de Reynolds para o fluxo de gás usado no processo do exemplo 1 foi 20. Tabela 4: VOC, FOG, VDA 277, gravimétrica de embaçamento, VDA 270 e razão de FOG/VOC para polímeros A, B, C, D e E.
VDA 270 Gravimétrica - VDA278, VDA278, Polímero VDA277 de Odor FOG/VOC VOC* FOG* embaçamento 5 pax, médio Antes da 232 460 45 1,28 3 2 A aeração Após a 12 161 1 0,52 13 aeração
VDA 270 Gravimétrica - VDA278, VDA278, Polímero VDA277 de Odor FOG/VOC VOC* FOG* embaçamento 5 pax, médio Antes da 188 400 41 1,26 4 2 B aeração Após a 16 235 0 1,08 4 15 aeração Antes da 245 464 45 0,85 2 C aeração Após a 14 150 0 0,32 11 aeração Antes da 246 467 31 1,06 3 2 D aeração Após a 5 114 0 0,45 3 23 aeração Antes da 190 326 35 0,77 5 2 E aeração Após a 15 149 3 0,33 10 aeração
[0181] Os valores de VOC e FOG foram medidos após 7 dias de acordo com VDA 278, VDA277 e gravimétrica de embaçamento foram medidos imediatamente
[0182] Surpreendente, a quantidade total do agente de deslizamento após a aeração estava acima de 500 ppm para todos os polímeros A E.
Tabela 5: Propriedades de composições de polipropileno A, B e C em seguida à aeração Polímero Ponto de Energia de punção Alteração em fusão, 23 °C, 4,4 m/s, porcentagem em Tm (°C) 3 mm (J) energia de punção antes e após a aeração (%) A 165 42 0 B 166 40 2,5 C 166 39 0 D 166 6 0 E 165 39 3
Claims (12)
1. Composição de propileno caracterizada por compreender oligômeros condensáveis orgânicos semivoláteis (FOG, VDA 278 de outubro de 2011) em uma quantidade de 50 µg/g a cerca de 400 µg/g da composição de polipropileno total, e compostos orgânicos voláteis (VOC, VDA 278 de outubro de 2011) em uma quantidade menor que 80 µg/g da composição de polipropileno total, em que a razão de peso dos ditos oligômeros condensáveis orgânicos semivoláteis versus os ditos compostos orgânicos voláteis é maior que cerca de 5,0, em que a composição de polipropileno tem uma MFR2 (ISO 1133, 230 °C, 2,16 kg) de 10 g/10 min ou mais, em que a composição de polipropileno de um módulo flexural (ISO 178 em espécimes moldados por injeção de 80 x 10 x 4 mm preparados de acordo com ISO 294-1:1996) de 1000 a 6000 MPa, e em que a quantidade total de agente de deslizamento é pelo menos 500 ppm.
2. Composição de polipropileno, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por ser obtenível pela mesclagem de - polipropileno - carga - agente de deslizamento - HDPE opcional - plastômero opcional
- pigmento opcional na presença de aditivos para obter uma mescla, e submeter adicionalmente a mescla a um processo que compreende as etapas de a) fornecer um vaso de aeração que tem - pelo menos uma entrada para gás de aeração, - pelo menos uma saída para gás de exaustão, - uma entrada para uma composição de polipropileno bruto no topo do vaso de aeração, - uma saída para a composição de polipropileno no fundo do vaso de aeração, em que a composição de polipropileno está presente como um leito compactado, b) iniciar um fluxo de contracorrente da composição de polipropileno e gás de aeração c) pela/pelo - alimentação da composição de polipropileno bruto que tem um teor de composto volátil (VOC, VDA 278 de outubro de 2011) de mais de cerca de 150 µg/g e um teor de condensável orgânico semivolátil de mais de cerca de 350 µg/g (FOG, VDA 278 de outubro de 2011), no dito vaso de aeração a partir do topo, - alimentação do gás de aeração no dito vaso de aeração através de pelo menos uma entrada no fundo; - retirada do gás de exaustão através da saída para o gás de exaustão; - retirada da composição de polipropileno aerado através da saída no fundo do vaso de aeração,
d) manter o dito fluxo de gás de aeração por um tempo de aeração de 3 a 96 horas, em que, a temperatura do gás é de 100 °C a 140 °C, e em que, o número de Reynolds do fluxo de gás é de 5 a 150, através disso, o número de Reynolds para o fluxo de gás de aeração através do leito compactado é definido pela fórmula (I) Re = (ρ vs D)/µ (I) em que: - ρ é a densidade do gás de aeração à temperatura usada (kg/m3) - µ é a viscosidade cinemática do gás de aeração à temperatura usada (kg /m s) - vs é a velocidade superficial, definida como Q/A em que Q é a taxa de fluxo de volume do gás de aeração, (m3/s) e A é a área em corte transversal (m2) - D é o diâmetro (m) das partículas.
3. Composição de polipropileno, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a etapa de mesclagem envolve mesclar um polipropileno heterofásico com um homopolímero e/ou copolímero de polipropileno adicional.
4. Composição de polipropileno, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o agente de deslizamento é uma amida de ácido graxo.
5. Composição de polipropileno, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a amida de ácido graxo é erucamida ou oleamida, em que a amida de ácido graxo é preferencialmente erucamida.
6. Composição de polipropileno, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a VDA 277 é menor que 3, preferencialmente menor que
1.
7. Composição de polipropileno, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a gravimétrica de embaçamento é menor que 1,1, preferencialmente menor que 1 e/ou em que a VDA 270 é 4 ou menos, preferencialmente 3 ou menos.
8. Composição de polipropileno, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo a composição de polipropileno caracterizada por ter uma MFR2 (ISO 1133, 230 °C, 2,16 kg) de 10 a 160 g/10 min, preferencialmente de 10 a 50 g/10 min, com máxima preferência, de 10 a 25 g/10 min.
9. Composição de polipropileno, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo a composição de polipropileno caracterizada por ter um módulo flexural (ISO 178 em espécimes moldados por injeção de 80 x 10 x 4 mm preparados de acordo com ISO 294-1:1996) de 1200 a 5500 MPa.
10. Composição de polipropileno, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo a composição de polipropileno caracterizada por ter uma energia de punção de 20 a 60 J, preferencialmente de 30 a 50 J, com máxima preferência, de 35 a 45 J.
11. Composição de componente de polipropileno, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 10, caracterizada pelo fato de que a carga é selecionada a partir do grupo que consiste em talco, vidro e misturas dos mesmos.
12. Composição de polipropileno, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 11, caracterizada pelo fato de que o dito processo é um processo integrado e em que nenhum agente de deslizamento adicional é adicionado à composição após a etapa d), a etapa de aeração.
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