ES2355843T3 - Composición de resina de propileno para un miembro de tubería, miembro de tubería moldeado que la usa, y miembro de tubería multicapa. - Google Patents
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Abstract
Una composición de resina basada en propileno para un miembro de una tubería, que comprende (a) 65 a 90 partes en masa de un homopolímero de resina de propileno, (b) 10 a 25 partes en masa de talco que tiene un tamaño medio de partícula de 1 a 10 μm y (c) 1 a 10 partes en masa de al menos un componente de caucho seleccionado de un caucho basado en etileno-propileno, un caucho basado en etileno-buteno, un caucho basado en estireno-butadieno y un caucho basado en estireno-isopreno, como componentes principales, en la que el MFR de una mezcla de masa fundida-amasada obtenida amasando estos componentes (a) a (c) en forma de masa fundida, es de 0,01 a 2,00 g/10 minutos.
Description
Composición de resina de propileno para un
miembro de tubería, miembro de tubería moldeado que la usa, y
miembro de tubería multicapa.
La presente invención se refiere a una tubería
producida mediante un método de moldeo por extrusión que se usa,
preferiblemente, en tuberías por las que fluye un fluido a una alta
temperatura de 60ºC y más, a una composición de resina basada en
propileno que se usa en miembros de las tuberías, tales como juntas,
bridas, válvulas y cajas de mecanismos producidos mediante un
método de moldeo por inyección, y a un miembro de la tubería
formado usando la misma. Más específicamente, esta invención se
refiere a una composición de resina basada en propileno, para un
miembro de una tubería en el que se inhibe la elongación
longitudinal del miembro de la tubería asociada con la expansión
térmica, en particular durante el uso en tuberías por las que fluye
un fluido a alta temperatura, debido a un bajo coeficiente de
expansión lineal, además de a una superior esperanza de vida del
miembro de la tubería debido a una excelente característica de
fluencia a largo plazo, y a una mínima degradación a causa de la
radiación ultravioleta; así como a una parte de una conexión
construida por medio de fusión debido a unas excelentes propiedades
de fusión, y a un miembro de una tubería y a un miembro de una
tubería multicapas formados usando la
misma.
misma.
Las composiciones convencionales de resinas
basadas en propileno poseen excelentes características tales como
rigidez, resistencia térmica y química, mientras que los miembros de
tuberías formados usando las mismas se emplean ampliamente en
fábricas, en el campo de la medicina, y en el campo de la
arquitectura, etc. En particular, debido a la resistencia a los
ácidos y a los álcalis en la región de altas temperaturas, así como
a su bajo coste, una tubería de resina basada en propileno resulta
adecuada para sistemas de tuberías para el suministro de agua
caliente y de productos químicos a alta temperatura, en el terreno
industrial, y está anticipado su uso generalizado en el futuro.
Sin embargo, en el caso en el que la tubería de
resina basada en propileno se emplee en una tubería por la que
fluye un fluido a alta temperatura, como el coeficiente de expansión
lineal típico de la resina basada en propileno cae dentro del
intervalo de 12 \times 10^{-5} a 15 \times 10^{-5}/ºC, la
considerable elongación longitudinal de la tubería asociada con la
expansión térmica representa un problema. En consecuencia, a medida
que un fluido a una alta temperatura de 60ºC y más, fluye a través
de una tubería fija, se produce un fenómeno de serpenteo como
resultado de la elongación longitudinal de la tubería asociada con
la expansión térmica, originando por ello que surja en la tubería
una mayor tensión de distorsión que no solo perjudica a la
esperanza de vida de la tubería a largo plazo, sino que también
puede producirse una fuga de fluido originada por la distorsión que
tiene lugar en la parte de la conexión con la junta y con la
válvula. Como una contramedida a este problema, se puede colocar un
paso en forma de U (un tubo flexible doblado) a intervalos regulares
de la tubería para servir de amortiguador a la expansión de la
tubería, o emplear una tubería flexible. Sin embargo, estos
métodos, presentan ambos un inconveniente en el coste gastado en la
tubería, donde se requiere una enorme cantidad de espacio para la
puesta en marcha. Por eso, es deseable una reducción de la expansión
térmica de la propia tubería de resina basada en propileno.
Respecto al método para inhibir la expansión
térmica de la composición de resina basada en propileno, se ha
empleado tradicionalmente un método en el que se mezcla una resina
basada en propileno con un material inorgánico de carga, en el que
el material de resina de polipropileno modificado con caucho está
compuesto de un material inorgánico de carga compuesto por 100
partes de polipropileno y 20 a 50 partes de caucho de
etileno-propileno (Solicitud de Patente Japonesa
abierta al público 63-57653). Este material de
resina se usa principalmente en parachoques y otras partes del
automóvil en virtud de su excelente resistencia al impacto y a su
bajo coeficiente de expansión
lineal.
lineal.
Con el fin de mejorar la rigidez y la
resistencia térmica de las composiciones de resinas basadas en
propileno, se emplea una composición de resina basada en
polipropileno consistente en 100 partes en peso de resina de
polipropileno y 30 a 40 partes en peso de talco tratado
superficialmente como material de carga inorgánica que contiene el
talco tratado superficialmente. Esta composición de resina basada en
polipropileno se trata superficialmente mediante 0,1 a 5 partes en
peso de aceite de silicona y 0,1 a 5 partes en peso de una sal
metálica de un ácido graso superior, basadas en 100 partes en peso
del talco tratado superficialmente (Solicitud de Patente Japonesa
abierta al público 2000-256519). Esta composición de
resina se usa preferiblemente en diversos productos comerciales
tales como partes de automóviles en virtud de la excelente capacidad
de dispersión debido a la mínima generación de goma.
Se podría razonar que es posible inhibir la
expansión térmica si se mezclara la composición convencional de
resina basada en propileno con un material de carga inorgánica. Sin
embargo, para una composición de resina basada en propileno con un
material inorgánico de carga añadido, no se ha establecido todavía
la tecnología que tome en consideración las características
esenciales para funcionar como un miembro de una tubería. Incluso
si se emplea tecnología convencional en el miembro de una tubería
añadiendo simplemente el material inorgánico de carga, no es
posible satisfacer las características como miembro de la tubería y,
por lo tanto, esta tecnología, sin modificación, no se puede
aplicar en el miembro de una tubería. Además, tampoco se le ha dado
la consideración adecuada a una de las propiedades cruciales del
miembro de la tubería, la característica de fluencia. Además, como
no es posible observar la característica de fluencia mediante
ensayos a corto plazo, tales como los ensayos de resistencia a la
tracción y de resistencia al impacto Izod, una composición de resina
basada en propileno con pobres características de fluencia a largo
plazo no se puede aplicar como miembro de una tubería.
Los miembros de tuberías de resina convencional
basada en propileno contienen una tubería de polipropileno
compuesto de un polipropileno cuyo caudal de masa fundida está en el
intervalo de 0,005 a 5 g/10 minutos, medido a 230ºC bajo una carga
de 2,16 kg, la región del pico máximo de la curva endotérmica,
medida mediante calorimetría diferencial de barrido, cae en el
intervalo de temperatura de 128 a 172ºC, la densidad es de 898 a
917 kg/m^{3}, el contenido de unidades consistentes en
\alpha-olefinas que tienen 4 a 20 átomos de
carbono está en el intervalo de 0 a 6% en moles, el módulo de
flexión de una muestra en forma de lámina, conformada a presión a
200ºC, está en el intervalo de 800 a 2600 MPa (Solicitud de Patente
Japonesa abierta al público 10-195264). La tubería,
exenta de material inorgánico de carga o de cualquier aditivo que
inhiba el coeficiente de expansión lineal, se forma a partir de un
polipropileno específico y, por lo tanto, posee una resistencia
mecánica superior.
Como se mencionó anteriormente, los miembros de
tuberías de resina convencional basada en propileno no contienen
ningún material inorgánico de carga o ningún aditivo que pueda
suprimir el coeficiente de expansión lineal. Mientras que el
coeficiente de expansión lineal sea, por estimación, de al menos 12
\times 10^{-5}/ºC, a medida que el fluido a alta temperatura
fluye a través de la tubería instalada, puede producirse un fenómeno
de serpenteo como resultado de la elongación longitudinal de la
tubería, asociada con la expansión térmica, originando por ello que
surja en la tubería una mayor tensión de distorsión que perjudica a
la esperanza de vida de la tubería.
Además, añadiendo simplemente un material
inorgánico de carga a la composición de resina basada en propileno,
anteriormente mencionada, la reducción de la sección por
estiramiento durante la formación de la tubería puede que no se
produzca adecuadamente o, que incluso si la tubería se forma
satisfactoriamente, la esperanza de vida de la tubería se puede
acortar debido a una resistencia térmica inadecuada, o puede que
surjan problemas tales como la posibilidad de que se deteriore el
miembro de la tubería debido a un insuficiente módulo de
elasticidad a la tracción.
La presente invención se ha realizado para
solventar los anteriores problemas de los miembros de la tubería de
resina convencional basada en propileno, y un objeto suyo es
proporcionar una composición de resina basada en propileno para un
miembro de una tubería cuya elongación longitudinal del miembro de
la tubería, asociada a la expansión térmica, en particular durante
el uso en instalaciones de tuberías por las que fluye un fluido a
alta temperatura, se inhiba debido a un bajo coeficiente de
expansión lineal térmica, además de una superior esperanza de vida
del miembro de la tubería a largo plazo debido a una excelente
característica de fluencia a largo plazo, y una mínima degradación
a causa de la radiación ultravioleta, así como proporcionar una
parte de conexión satisfactoria, construida por medio de fusión,
debido a unas excelentes propiedades de fusión, y un miembro de la
tubería y un miembro de la tubería multicapas formado usando la
misma.
Los presentes inventores han realizado estudios
intensivos sobre una composición de resina basada en propileno,
para un miembro de una tubería formado usando la misma, que posee
las deseables características anteriormente mencionadas. Como
resultado, se concibió un miembro de una tubería formado a partir de
una composición de resina consistente en una resina específica de
propileno, talco y un componente de caucho como componentes
necesarios, completando con ello la presente invención.
Concretamente, la presente invención tiene las
siguientes características.
Una composición de resina basada en propileno,
para un miembro de una tubería, que comprende (a) 65 a 90 partes en
masa de un homopolímero de resina de propileno, (b) 10 a 25 partes
en masa de talco que tiene un tamaño medio de partícula de 1 a 10
\mum, y (c) 1 a 10 partes en masa de al menos un componente de
caucho seleccionado de un caucho basado en
etileno-propileno, un caucho basado en
etileno-buteno, un caucho basado en
estireno-butadieno y un caucho basado en
estireno-isopreno como componentes principales, en
la que la primera característica es que el MFR de la mezcla de masa
fundida-amasada, obtenida amasando estos componentes
(a) a (c) en forma de masa fundida, es de 0,01 a 2,00 g/10 minutos.
Como la segunda característica, la composición de resina basada en
propileno, para un miembro de una tubería, comprende además al menos
uno seleccionado de un agente que absorbe la radiación ultravioleta
y un fotoestabilizador. Como tercera característica, la composición
de resina basada en propileno, para un miembro de una tubería, tiene
un coeficiente de expansión lineal dentro de un intervalo de 5
\times 10^{-5} a 8 \times 10^{-5}/ºC. Como cuarta
característica, la composición de resina basada en propileno, para
un miembro de una tubería, que tiene una distribución de pesos
moleculares (Mw/Mn) del homopolímero de resina de propileno que es
de 3 a 12. Como quinta característica, la composición de resina
basada en propileno, para un miembro de una tubería, tiene un tiempo
hasta que se produce la rotura de 1.000 horas, o más, en la
característica de fluencia, cuando la carga de tracción de 3,5 MPa
se aplica bajo una atmósfera de 95ºC. Como sexta característica, la
composición de resina basada en propileno, para un miembro de una
tubería, comprende además al menos uno seleccionado de un agente
para tratar la superficie del talco y un agente desactivador de
metales pesados. Como séptima característica, un miembro de una
tubería formado usando la composición de resina basada en propileno
para un miembro de una tubería. Como octava característica, un
miembro de una tubería multicapas que comprende capas hechas de la
composición basada en propileno para un miembro de una tubería.
La Figura 1 muestra una vista esquemática de un
ensayo real de flujo que usa un fluido a alta temperatura.
La Figura 2 muestra una fotografía de los
resultados del ensayo de flujo real que usa un fluido a alta
temperatura.
Explicaciones de las letras o los números
- 1:
- Tubería
- 2:
- Pieza de acero con forma de H
- 3:
- Miembro de fijación
- 4:
- Soporte de fijación
- 5:
- Controlador de la temperatura del molde.
El homopolímero (a) de resina de propileno usado
en la composición de resina basada en propileno, para un miembro de
una tubería de la presente invención, es un homopolímero de resina
de propileno que contiene etileno en menos del 1% en peso,
comúnmente conocida como una resina de propileno homotipo. En lo que
se refiere a la resina de propileno, hay una resina de propileno de
tipo aleatorio así como una resina de propileno de tipo bloque; sin
embargo una resina de propileno homotipo tiene un coeficiente de
expansión lineal más bajo, comparada con la resina de propileno de
tipo aleatorio, mientras tanto, la característica de fluencia
también supera la de la resina de propileno de tipo bloque, de ahí
que se inhiba la elongación longitudinal del miembro de la tubería
asociada a la expansión térmica, y sea deseable como miembro de la
tubería con una esperanza de vida a largo plazo. Además, aunque el
método de polimerización y el catalizador de la polimerización del
homopolímero de resina de propileno no estén específicamente
limitados, es preferible una distribución del peso molecular
(Mw/Mn) en el intervalo de 3 a 12, y es todavía más preferible en el
intervalo de 4 a 8. Es deseable 3, o más, debido a que se reduce la
rugosidad de la superficie interna de la tubería formada por moldeo
por extrusión, mientras que es deseable 12, o menos, debido a que se
potencia la característica de fluencia y la resistencia al
impacto.
La proporción en el compuesto de homopolímero
(a) de resina de propileno es de 65 a 90 partes en masa. Son
esenciales 65 partes en masa, o más, para mejorar la resistencia al
impacto, mientras que son esenciales 90 partes en masa, o menos,
para el aumento de la expansión térmica.
El talco (b) empleado en la composición de
resina basada en propileno, para un miembro de una tubería de la
presente invención, tiene un tamaño medio de partícula de 1 a 10
\mum. Un tamaño medio de partícula de 1 \mum, o más, es
esencial para impedir el deterioro de la capacidad de moldeo en el
moldeo por extrusión o en el moldeo por inyección, mientras que un
tamaño medio de partícula de 10 \mum, o menos, es esencial para
el aumento de la expansión térmica y de la resistencia al
impacto.
La proporción en el compuesto de talco (b) es de
10 a 25 partes en masa. Son esenciales 10 partes en masa, o más,
para la reducción del coeficiente de expansión lineal que, a su vez,
evita la tensión de distorsión en el miembro de la tubería que
inhibe la elongación longitudinal del miembro de la tubería asociada
con la elongación debida a la expansión térmica del miembro de la
tubería (en particular la tubería), mientras que 25 partes en masa,
o menos, son esenciales para el aumento de la resistencia química,
la resistencia al impacto y la expansión térmica, así como asegura
una construcción satisfactoria del miembro de la tubería sin reducir
la resistencia a la fusión.
El componente de caucho (c) empleado en la
composición de resina de propileno, para un miembro de una tubería
de la presente invención es, al menos, uno seleccionado de un caucho
basado en etileno-propileno, un caucho basado en
etileno-buteno, un caucho basado en
estireno-butadieno y un caucho basado en
estireno-isopreno, o un compuesto formado mediante
una combinación de ellos. En lo que respecta al caucho basado en
estireno-butadieno y al caucho basado en
estireno-isopreno, se incluyen sus compuestos
hidrogenados, y es preferible una proporción de adición de
hidrógeno próxima al 100% en consideración al aumento de la
resistencia química y a la capacidad de resistencia a la intemperie
en la medida en que la composición de resina basada en propileno se
convierte en un miembro de una tubería. Además, estos tipos de
componentes de caucho son muy compatibles con el homopolímero de
resina de propileno, formando gotitas microdispersas en la matriz
homopoliméra de resina de propileno, exhibiendo por ello un
superior potencial de absorción del impacto, y de ahí que sean
deseables. De estos materiales, el caucho de
estireno-butadieno, en particular, solamente con una
pequeña cantidad, demuestra un alto potencial de absorción del
impacto comparado con los otros componentes de caucho. Por eso, se
requiere una pequeña cantidad, ya que es posible minimizar el
deterioro de la característica de fluencia de la composición de
resina basada en propileno para un miembro de una tubería
perjudicada por la mezcla con el componente de caucho. Además, es
todavía más preferible considerar el hecho de que en el caso de un
tipo de polímero superior, que tenga un peso molecular medio
ponderado de caucho basado en estireno-butadieno, de
200.000 o más, equivalente al poliestireno, el deterioro de la
característica de fluencia de la
\hbox{composición de resina
basada en propileno, para un miembro de una tubería, se puede
reducir casi completamente.}
La proporción del componente de caucho (c) en el
compuesto es de 1 a 10 partes en masa. Es esencial 1 parte en masa,
o más, para el aumento de la resistencia al impacto, mientras que 10
partes en masa, o menos, son esenciales para el aumento de la
característica de fluencia a largo plazo.
También, es preferible mezclar la composición de
resina basada en propileno, para un miembro de una tubería de la
presente invención, con un agente que absorba la radiación
ultravioleta o con un fotoestabilizador como agente resistente a la
intemperie, o una combinación de ellos. Hay una tendencia a la
degradación por la radiación ultravioleta cuando la resina de
propileno se mezcla con un material inorgánico de carga, como por
ejemplo el talco. Por lo tanto, en una aplicación al aire libre del
miembro de la tubería formado por la composición de resina basada
en propileno, para un miembro de una tubería de la presente
invención, se evita la degradación por la radiación ultravioleta
haciendo una mezcla con un agente resistente a la intemperie.
Ejemplos de agentes que absorben la radiación ultravioleta incluyen
derivados de la benzofenona, derivados del benzotriazol y derivados
de benzoatos, mientras que los ejemplos de fotoestabilizadores
incluyen derivados de amina impedidos. Los derivados de la
benzofenona, en particular, se usan preferiblemente como agentes
resistentes a la intemperie debido a la ausencia de un efecto que
sea contrario al de un agente antioxidante, y a la mínima disolución
de la resina de propileno durante el contacto con un fluido a alta
temperatura. Además, el homopolímero (a) de la resina de propileno
se mezcla con 0,2 a 1,0 partes en masa del agente resistente a la
intemperie.
Además, es preferible combinar la resina basada
en propileno, para un miembro de una tubería de la presente
invención, con un agente para tratar la superficie del calcio o con
un agente desactivador de metales pesados, o mezclado con una
combinación de ellos. Se sabe que el agente resistente a la
intemperie deja de funcionar adecuadamente a medida que el talco
absorbe el agente resistente a la intemperie. En consideración a
esto, la absorción del agente resistente a la intemperie por parte
del talco se evita mezclándolo con un agente para tratar la
superficie del talco o con un agente desactivador de metales
pesados. Como resultado, se inhibe de forma eficaz la degradación
por radiación ultravioleta, mejorando con ello la capacidad de
resistir a la intemperie. Los ejemplos de agentes que tratan la
superficie del talco incluyen un compuesto orgánico de silano, un
éster de ácido graso y una dietanol-amida de un
ácido graso, mientras de los ejemplos de desactivadores de metales
pesados incluyen derivados de la hidracina, derivados de aminas de
ácido y derivados de benzotriazol. Es particularmente preferible el
uso de un éster de ácido graso, teniendo en cuenta los efectos
significativos con sólo una pequeña cantidad y su bajo coste.
La composición de resina basada en propileno,
para un miembro de una tubería de la presente invención, se puede
mezclar con un agente antioxidante, un lubricante, un agente
nuclear, un pigmento, etc., según las necesidades.
Después de hacer la composición como se
describió anteriormente, el método de amasado de la masa fundida no
está específicamente limitado; se puede obtener la composición de
resina basada en propileno para un miembro de una tubería, en la
que todos y cada uno de los componentes están uniformemente
dispersos, usando un extrusor de un solo eje, un extrusor de doble
eje o un amasador.
La composición de resina basada en propileno,
para un miembro de una tubería así producida, requiere un caudal de
la masa fundida (de aquí en adelante abreviado como MFR) (del
inglés, melt flow rate) de 0,01 a 2,00 g/10 minutos, y más
preferiblemente de 0,10 a 0,60 g/10 minutos. Es deseable un MFR de
0,01 g/10 minutos, o más, con el fin de obtener una productividad
satisfactoria de la composición de resina basada en propileno para
un miembro de una tubería, mientras que es deseable un MFR de 2,00
g/10 minutos, o menos, para obtener un satisfactoria propiedad de
fisuración por tensión suprimiendo la reducción de la sección por
estiramiento durante la formación de la tubería. Además, el MFR se
midió de acuerdo con el documento JIS K7210, a una temperatura de
ensayo de 230ºC, y bajo una carga de ensayo de 2,16 kg.
Con respecto a la característica de fluencia de
la composición de resina basada en propileno para un miembro de una
tubería así producida, el tiempo hasta que tiene lugar la rotura es,
preferiblemente, de 1.000 horas o más, cuando se aplica una carga
de tracción de 3,5 MPa bajo una atmósfera de 95ºC. Por eso, es
posible, y por lo tanto deseable, el uso a largo plazo de un
miembro de una tubería de resina basada en propileno, como por
ejemplo una válvula y una tubería con un flujo continuo de un fluido
a alta temperatura bajo una situación de una presión interna.
Además, es una condición del ensayo, para la pieza sometida a
ensayo, que el tiempo hasta que se produce la rotura sea de 1.000
horas, o más, cuando se aplica una carga de tracción de 3,5 MPa
bajo una atmósfera de 95ºC. En el caso en el que se realice un
ensayo sobre un miembro de una tubería, en particular sobre la
tubería, el ensayo se puede llevar a cabo aplicando una presión
interna a la tubería que sea equivalente a aplicar una carga de
tracción de 3,5 MPa. La presión interna de la tubería se puede
obtener a partir del diámetro exterior y del espesor de la pared de
la tubería y una carga de tracción de 3,5 MPa, usando la ecuación
de Naday, como se muestra en la ecuación (1).
(1).\text{Presión interna de la
tubería} = (2\ \times \text{espesor de pared de la tubería} \times
\text{carga de tracción})/ (\text{diámetro exterior de la
tubería} - \text{espesor de pared de la
tubería})
Por ejemplo, una presión interna de tubería,
para una tubería que tiene un espesor de 3,0 mm y un diámetro
exterior de 32 mm, se calcula que es de 0,7 MPa.
El coeficiente de expansión lineal de la
composición de resina basada en propileno, para un miembro de una
tubería de la presente invención es, preferiblemente, de 5 \times
10^{-5} a 8 \times 10^{-5}/ºC. Esto es preferible en términos
de la prevención de la merma de la esperanza de vida del miembro de
la tubería, debido al fenómeno de serpenteo que resulta de la
elongación longitudinal del miembro de la tubería asociada con la
expansión térmica, mientras que fluye un fluido a alta temperatura a
través del miembro de la tubería (en particular la tubería),
formado a partir de la composición de resina basada en propileno
para un miembro de una tubería de la presente invención que, a su
vez, origina una mayor tensión de distorsión que se produce en la
tubería y que da lugar al deterioro de la tubería; también, en la
prevención de fugas de fluido que resulta de la distorsión que se
produce donde la tubería ha sido conectada a una junta o a una
válvula.
Además, también puede ser un miembro de una
tubería multicapas que comprende capas hechas de la composición de
resina basada en propileno, para un miembro de una tubería de la
presente invención. Ni el número de capas ni el material de cada
capa están específicamente limitados. Sin embargo, aparte de las de
la composición de la resina basada en propileno, para un miembro de
una tubería de la presente invención, las capas comprenden,
preferiblemente, una resina con un coeficiente de expansión lineal
de 8 \times 10^{-5}/ºC, o más, para que funcione de forma más
eficaz. Por ejemplo, en el caso de un miembro de una tubería
multicapas consistente en una tubería de dos capas, de las que la
capa interna (la capa mojada es una resina de base olefínica que
tiene un coeficiente de expansión lineal de 15 \times 10^{-5}/ºC
y la capa externa está compuesta de capas hechas de la composición
de resina basada en propileno, para un miembro de una tubería de la
presente invención, es posible disminuir el coeficiente de
expansión lineal de la tubería de dos capas teniendo una capa
externa compuesta de la composición de resina basada en propileno,
para un miembro de una tubería de la presente invención, con un
bajo coeficiente de expansión lineal, al mismo tiempo que se
consigue sobre la capa interna una resistencia química debido a la
resina de base olefínica, y de ahí que sea deseable. Además de la
resistencia química, en el caso en el que la resina de la capa
interna tenga un excelente potencial de disolución, la tubería
también se puede usar, preferiblemente, en una aplicación que
desfavorezca la disolución de iones metálicos, en particular en las
conducciones de plantas de fabricación de semiconductores. Además,
la capa de la composición de la resina basada en propileno, para un
miembro de una tubería, se puede incorporar en la capa interna, en
la capa externa o en la capa intermedia, o incorporarse en
múltiples capas. Tampoco está específicamente limitado el material
para las otras capas distintas a las hechas de la composición de
resina basada en propileno, para un miembro de una tubería de la
presente invención; sin embargo, preferiblemente, es una resina de
base olefínica, como por ejemplo una resina de polipropileno, de
polietileno o de polibuteno, o una resina ABS, una resina de
poliamida o una fluororresina tal como un poli(fluoruro de
vinilideno).
El miembro de la tubería formado por la
composición de resina de propileno, para un miembro de una tubería
de la presente invención, no está específicamente limitado, y los
ejemplos incluyen tuberías y tuberías multicapas producidas
mediante moldeo por extrusión; juntas, bridas, válvulas y cajas de
mecanismos producidos mediante moldeo por inyección; y juntas,
bridas, válvulas y cajas de mecanismos producidos mediante moldeo
multicapas.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención se describirá ahora, con
más detalle, por medio de ejemplos, pero la presente invención no
se limita a ellos.
Se formó una tubería usando la composición de
resina de propileno, para un miembro de una tubería de la presente
invención, y se evaluó el comportamiento mediante los siguientes
métodos de ensayo. Se evaluó el comportamiento de la tubería de dos
capas, de las cuales la capa externa estaba compuesta de capas
hechas de la composición de resina de propileno de la presente
invención, mediante la siguiente medida del coeficiente de expansión
lineal (1) y el método de ensayo de disolución (8).
De acuerdo con el documento JIS K7197, se retiró
de la tubería de resina basada en propileno una muestra para el
ensayo de expansión lineal, con un espesor de 5,0 mm, una anchura de
5,0 mm y una longitud de 10,0 mm, y se realizó el ensayo de medida
del coeficiente de expansión lineal bajo una atmósfera de 23 a
100ºC.
De acuerdo con el documento JIS K7113, se
retiró de la tubería de resina basada en propileno una muestra para
el ensayo de tracción, con un espesor de 3,1 mm, una anchura de 10,0
mm y una longitud de 175,0 mm, equivalente a una muestra de ensayo
de tipo 1, y se realizó el ensayo de tracción bajo una atmósfera de
23 \pm 1ºC. Se midió la resistencia a la tracción y el módulo de
elasticidad a la tracción.
De acuerdo con el documento JIS K7110, se
retiró de la tubería de resina basada en propileno una muestra para
el ensayo de impacto Izod con probeta entallada, con un espesor de
3,1 mm, una anchura de 12,5 mm y una longitud de 635,0 mm,
equivalente a una muestra de ensayo de tipo 4, y se midió la
resistencia al impacto Izod bajo una atmósfera de 23 \pm 1ºC.
\newpage
\global\parskip0.970000\baselineskip
De acuerdo con el documento DIN 8780, se aplicó
a 1.000 mm de una tubería de resina basada en propileno una presión
interna de 0,7 MPa (una presión interna de la tubería equivalente a
3,0 mm de espesor de tubería, 32 mm de diámetro exterior y una
carga de tracción de 3,5 MPa obtenida a partir de la ecuación de
Naday, mostrada en la ecuación (1)) a 95 \pm 1ºC, y se midió el
tiempo hasta que tuvo lugar la rotura.
(1).\text{Presión interna de la
tubería} = (2\ \times \text{espesor de pared de la tubería} \times
\text{carga de tracción})/ (\text{diámetro exterior de la
tubería} - \text{espesor de pared de la
tubería})
Se llevaron a cabo uniones a tope de tuberías de
500 mm, de resina de propileno, usando una máquina para hacer
juntas a tope, y se hizo una muestra de ensayo de forma que la parte
de la junta a tope estuviera en el centro, seguido de un ensayo de
tracción. Con respecto a la aceptabilidad del ensayo de fusión, se
comparó el resultado del ensayo de tracción con la resistencia a la
tracción producida durante el ensayo de tracción (2) cuando la
distorsión era del 2%; se aceptó la resistencia a la fusión si
estaba por encima de la resistencia a la tracción cuando la
distorsión era del 2% (marcado como A en la Tabla 1), y se rechazó
la resistencia a la fusión si estaba por debajo de la resistencia a
la tracción cuando la distorsión era del 2% (marcado como B en la
Tabla 1). Además, el anterior criterio de aceptabilidad estaba
basado en la condición prescrita de que la tasa de distorsión
permisible durante la construcción de la tubería de PP, según el
documento DVS 2205, no fuera de más del 2%.
Haciendo uso de la muestra del ensayo de
tracción, se llevó a cabo un ensayo de degradación acelerada bajo
una fuente de luz de arco de xenón de un equipo para ensayos de
exposición al aire libre (aparato medidor de las condiciones
atmosféricas), para un tiempo de irradiación de 600 horas (energía
de irradiación de 135.000 kJ/m^{2}, equivalente a 6 meses de
exposición al aire libre). Luego se midió la tasa de elongación a la
tracción y se calculó como una tasa de retención frente a la tasa
de elongación a la tracción, para un tiempo de irradiación de 0
horas (500%). Cuanto más alta sea la tasa de retención, mejor será
la capacidad de resistir a la intemperie.
Haciendo uso del equipo mostrado en la Figura 1,
se colocó la tubería 1 de resina basada en propileno con un
diámetro exterior de 63 mm, un espesor de 6 mm y una longitud de
4.000 mm, sobre una pieza de acero 2 con forma de H, de 4.500 mm,
con ambos extremos fijados con un miembro 3 de fijación, y se fijó
la posición, en la cual la longitud era un tercio de la tubería
desde uno de los extremos de la tubería, con un soporte 4 de
fijación. Después de llenar la tubería con agua, se hizo fluir agua
caliente, a 90ºC, a través de la tubería usando un controlador 5 de
la temperatura del molde (MCJ,
\hbox{fabricado por Matsui
Ltd.). Al cabo de una hora, se inspeccionó visualmente el estado de
la tubería.}
Se unió por fusión un tapón de resina de
propileno a un extremo de una tubería de 1.000 mm, seguido de un
tratamiento de eliminación de aceite. A continuación, se llenó la
tubería con agua ultrapura y el espacio restante se llenó con gas
nitrógeno. Después de cerrar herméticamente el otro extremo con una
lámina de Saran, se puso en un baño de agua a una temperatura
constante de 80ºC, durante 24 horas. Luego, se retiró la tubería y
se midió la concentración de iones Mg del agua
\hbox{ultrapura
cargada en la tubería usando un equipo de espectrometría de
absorción atómica.}
La tubería se formó a partir de diferentes
combinaciones de la composición de resina basada en propileno, y se
evaluaron las propiedades mecánicas de la tubería.
Ejemplo
1
Se mezclaron 75 partes en masa de una resina de
propileno homotipo (Mw/Mn = 5, MFR = 0,5) como un homopolímero de
propileno, 20 partes en masa de talco (tamaño medio de partícula de
4,6 \mum, P-4, fabricado por Japan Talc
Corporation) y 5 partes en masa de un caucho de
estireno-butadieno hidrogenado (de aquí en adelante
abreviado como SBR) (H1062, fabricado por Asahi Kasei Chemicals),
se amasó mediante un extrusor de doble eje, se formaron pelets, y
se produjo una composición de resina basada en propileno con un MFR
de 0,5 g/10 minutos. La composición de resina así obtenida, se
convirtió en una tubería de resina basada en propileno que tenía un
espesor de 3,0 mm y un diámetro exterior de 32 mm, a una
temperatura del cilindro de 220ºC, usando un extrusor de un solo
eje, y a partir de la tubería se produjeron las muestras para los
diversos ensayos. Posteriormente, se llevó a cabo el ensayo de
medida del coeficiente de expansión lineal, el ensayo de tracción,
el ensayo de impacto Izod con probeta entallada, el ensayo de
fluencia y el ensayo de fusión. Los resultados se muestran en la
Tabla 1.
Ejemplo
2
Se mezclaron 70 partes de en masa una resina de
propileno homotipo (Mw/Mn = 5, MFR = 0,5), 20 partes en masa de
talco (tamaño medio de partícula de 4,6 \mum, P-4,
fabricado por Japan Talc Corporation) y 10 partes en masa de un
caucho de etileno-propileno (de aquí en adelante
abreviado como EPR), y se formó una tubería de la misma manera que
en el Ejemplo 1, seguido de los diversos ensayos de evaluación. Los
resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo
3
Se mezclaron 75 partes en masa de una resina de
propileno homotipo (Mw/Mn = 5, MFR = 0,5), 20 partes en masa de
talco (tamaño medio de partícula de 4,6 \mum, P-4,
fabricado por Japan Talc Corporation) y 5 partes en masa de un SBR
hidrogenado (H1062, fabricado por Asahi Kasei Chemicals), y se formó
una tubería de la misma manera que en el Ejemplo 1, seguido de los
diversos ensayos de evaluación. Los resultados se muestran en la
Tabla 1.
Ejemplo comparativo
1
Se mezclaron 90 partes en masa de una resina de
propileno homotipo (Mw/Mn = 5, MFR = 0,5), 5 partes en masa de
talco (tamaño medio de partícula de 4,6 \mum, P-4,
fabricado por Japan Talc Corporation) y 5 partes en masa de un SBR
hidrogenado (H1062, fabricado por Asahi Kasei Chemicals), y se formó
una tubería de la misma manera que en el Ejemplo 1, seguido de los
diversos ensayos de evaluación. Los resultados se muestran en la
Tabla 1.
Ejemplo comparativo
2
Se mezclaron 80 partes en masa de una resina de
propileno homotipo (Mw/Mn = 5, MFR = 0,5) y 20 partes en masa de
talco (tamaño medio de partícula de 4,6 \mum, P-4,
fabricado por Japan Talc Corporation), y se formó una tubería de la
misma manera que en el Ejemplo 1, seguido de los diversos ensayos de
evaluación. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo
3
Se mezclaron 65 partes en masa de una resina de
propileno homotipo (Mw/Mn = 5, MFR = 0,5), 30 partes en masa de
talco (tamaño medio de partícula de 4,6 \mum, P-4,
fabricado por Japan Talc Corporation) y 5 partes en masa de un SBR
hidrogenado (H1062, fabricado por Asahi Kasei Chemicals), y se formó
una tubería de la misma manera que en el Ejemplo 1, seguido de los
diversos ensayos de evaluación. Los resultados se muestran en la
Tabla 1.
Ejemplo comparativo
4
Se mezclaron 90 partes en masa de una resina de
propileno homotipo (Mw/Mn = 5, MFR = 0,5), 20 partes en masa de
talco (tamaño medio de partícula de 4,6 \mum, P-4,
fabricado por Japan Talc Corporation) y 15 partes en masa de un SBR
hidrogenado (H1062, fabricado por Asahi Kasei Chemicals), y se formó
una tubería de la misma manera que en el Ejemplo 1, seguido de los
diversos ensayos de evaluación. Los resultados se muestran en la
Tabla 1.
Ejemplo comparativo
5
Se mezclaron 75 partes en masa de una resina de
propileno homotipo (Mw/Mn = 5, MFR = 0,5), 20 partes en masa de
mica que tiene tamaño medio de partícula de 80 \mum, y 5 partes en
masa de un SBR hidrogenado (H1062, fabricado por Asahi Kasei
Chemicals), y se formó una tubería de la misma manera que en el
Ejemplo 1, seguido de los diversos ensayos de evaluación. Los
resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo
6
Se mezclaron 75 partes en masa de una resina de
propileno homotipo (Mw/Mn = 5, MFR = 0,5), 20 partes en masa de
carbonato de calcio que tiene un tamaño medio de partícula de 3
\mum, y 5 partes en masa de un SBR hidrogenado (H1062, fabricado
por Asahi Kasei Chemicals), y se formó una tubería de la misma
manera que en el Ejemplo 1, seguido de los diversos ensayos de
evaluación. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo
7
Se mezclaron 75 partes en masa de una resina de
propileno de tipo bloque (MFR = 0,5, B701WB, fabricada por Mitsui
Chemical Corporation), 20 partes en masa de talco (tamaño medio de
partícula de 4,6 \mum, P-4, fabricado por Japan
Talc Corporation) y 5 partes en masa de un SBR hidrogenado (H1062,
fabricado por Asahi Kasei Chemicals), y se formó una tubería de la
misma manera que en el Ejemplo 1, seguido de los diversos ensayos de
evaluación. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo
8
Se mezclaron 75 partes en masa de una resina de
propileno de tipo aleatorio (MFR = 0,5, B221WB, fabricada por
Mitsui Chemical Corporation), 20 partes en masa de talco (tamaño
medio de partícula de 4,6 \mum, P-4, fabricado
por Japan Talc Corporation) y 5 partes en masa de un SBR hidrogenado
(H1062, fabricado por Asahi Kasei Chemicals), y se formó una
tubería de la misma manera que en el Ejemplo 1, seguido de los
diversos ensayos de evaluación. Los resultados se muestran en la
Tabla 1.
\newpage
\global\parskip1.000000\baselineskip
Como se muestra en la Tabla 1, los Ejemplos 1 a
3 demostraban que combinando una resina de propileno homotipo, que
es un homopolímero de resina de propileno, con talco y un componente
de caucho, el coeficiente de expansión lineal de la tubería llega a
ser de 8 \times 10^{-5}/ºC, o menos. Por eso, mientras que
fluye un fluido a alta temperatura a través de la tubería que tiene
un coeficiente de expansión lineal de 8 \times 10^{-5}/ºC o
menos, el fenómeno de serpenteo que resulta de la tubería asociado
con la expansión térmica, se inhibe reduciendo por ello la tensión
de distorsión que se produce en la tubería, de ahí que sea posible
evitar el deterioro de la tubería y la fuga de fluido debida a la
distorsión. Además, en lo que respecta a la característica de
fluencia, las 700 horas del Ejemplo 3 son ligeramente cortas
comparadas con las del Ejemplo 1 y las del Ejemplo 2; sin embargo,
es posible usar sin problemas un miembro de una tubería con fines
que no impliquen ninguna presión interna. En el caso del Ejemplo 1
y el Ejemplo 2, es posible su uso a largo plazo con un flujo
continuo de un fluido a alta temperatura, bajo el estado de una
presión interna, debido a la característica de fluencia de 1000
horas o más. Además, la característica de fluencia del Ejemplo 1
supera la del Ejemplo 3 debido a la diferencia en la distribución
del peso molecular (Mw/Mn). Por eso, es preferible una distribución
del peso molecular (Mw/Mn) en el intervalo de 3 a 12, y todavía más
preferible en el intervalo de 4 a 8. También, en virtud de las
excelentes propiedades de fusión, la calidad de la sección de
conexión, construida por medio de la fusión, es casi la misma que
la de la sección de la tubería. A partir de lo anterior, se entiende
que los ejemplos exhibían excelentes propiedades como una tubería
de resina.
Además, el coeficiente de expansión lineal del
Ejemplo comparativo 1 es casi un 60% superior al del Ejemplo 1,
debido a la pequeña cantidad de talco. Mientras tanto, en el Ejemplo
comparativo 3, las propiedades de fusión estaban perjudicadas por
la excesiva cantidad de talco, de ahí que a la hora de tener que
conseguirse, fallaba la resistencia a la fusión requerida. En el
Ejemplo comparativo 2, en el que la composición carece del
componente de caucho, la resistencia al impacto Izod disminuía en
casi un 40% respecto a la del Ejemplo 1, y también fallaba la
resistencia a la fusión que se tenía que conseguir. Mientras tanto,
en el Ejemplo comparativo 4, las características de fluencia se
vieron perjudicadas por la excesiva cantidad del componente de
caucho y, como resultado, el tiempo hasta que tenía lugar la rotura
se redujo en aproximadamente un 20% respecto a la del Ejemplo 1.
Por lo tanto, con el fin de obtener un coeficiente de expansión
bajo, una superior característica de fluencia a largo plazo, y
resistencia a la fusión, es vital emplear talco y el componente de
caucho como componentes esenciales del homopolímero de resina de
propileno. También, la resistencia al impacto Izod del Ejemplo
comparativo 2, en el que la composición carece del componente de
caucho, había mejorado casi tanto como la del Ejemplo 1 y la del
Ejemplo 2. Sin embargo, con respecto a la cantidad de componente de
caucho, comparado con las 10 partes en masa de EPR usadas en el
Ejemplo 2, únicamente la mitad de eso, es decir 5 partes en masa
del SBR hidrogenado se usó en el Ejemplo 1, mostrando que el SBR
hidrogenado exhibe un potencial de absorción del impacto superior
incluso cuando se usa en una cantidad inferior a la de otros tipos
de componentes de caucho. Debido al componente de caucho usado
únicamente en una pequeña cantidad, es así posible minimizar el
deterioro de la característica de fluencia de la composición de
resina basada en propileno para un miembro de una tubería,
perjudicada por el componente de caucho. Además, respecto al talco
y al componente de caucho, no se pueden obtener resultados
satisfactorios si se usa de forma inadecuada o excesiva, por eso es
crucial mantener el uso del talco dentro del intervalo de 10 a 25
partes en masa, y de 1 a 10 partes en masa del componente de caucho
basado en cada una de las 65 a 90 partes en masa del homopolímero
de resina de propileno.
Además, en el Ejemplo comparativo 5, en vez de
mezclar talco, el uso de mica como carga inorgánica daba como
resultado un excesivo módulo de elasticidad a la tracción, en
consecuencia se generaba una tensión de distorsión excesiva en la
tubería durante el flujo de un fluido a alta temperatura, y se veía
perjudicada la esperanza de vida de la tubería a largo plazo. En el
Ejemplo comparativo 6, en vez de mezclar talco, el uso de carbonato
de calcio como carga inorgánica dio como resultado un aumento del
coeficiente de expansión lineal del 40%, comparado con el del
Ejemplo 1, perjudicando por ello la característica de fluencia. Por
eso, se requiere talco como un componente principal considerando el
hecho de que el uso de cualquier carga inorgánica que no sea el
talco puede conducir a que se vea perjudicada la esperanza de vida a
largo plazo.
También, debido al uso de una resina de
propileno de tipo bloque en el Ejemplo comparativo 7, se vio
perjudicada la característica de fluencia, se redujo el tiempo en
que se producía la rotura a menos del 10% (aproximadamente el 2%)
del tiempo del Ejemplo 1, y se vio perjudicada la esperanza de vida
de la tubería a largo plazo. En el Ejemplo comparativo 8, el
coeficiente de expansión lineal aumentó en un 30%, comparado con el
del Ejemplo 1, debido al uso de una resina de propileno de tipo
aleatorio. Por eso, la resina de propileno usada en la presente
invención debe ser una resina de propileno homotipo, concretamente
el homopolímero de resina de propileno, con el fin de que funcione
como un material para tuberías con excelente característica de
fluencia para inhibir la elongación longitudinal del miembro de la
tubería asociada a la expansión térmica.
A continuación, se forma la tubería mezclando el
agente que trata la superficie del talco y un desactivador de
metales pesados del Ejemplo 1, seguido de la evaluación del ensayo
de capacidad de resistencia de la tubería a la intemperie.
Ejemplo
4
Se mezclaron 74,6 partes en masa de una resina
de propileno homotipo (Mw/Mn = 5, MFR = 0,5), 20 partes en masa de
talco (tamaño medio de partícula de 4,6 \mum, P-4,
fabricado por Japan Talc Corporation), 5 partes en masa de un SBR
hidrogenado (H1062, fabricado por Asahi Kasei Chemicals), y 0,4
partes en masa de un agente que absorbe la radiación ultravioleta
(AM-340, fabricado por Nissan Fero Chemical), y se
formó una tubería de la misma manera que en el Ejemplo 1, seguido
del
\hbox{ensayos de capacidad de resistencia a la intemperie.
Los resultados se muestran en la Tabla 2.}
Ejemplo
5
Se mezclaron 74,3 partes en masa de una resina
de propileno homotipo (Mw/Mn = 5, MFR = 0,5), 20 partes en masa de
talco (tamaño medio de partícula de 4,6 \mum, P-4,
fabricado por Japan Talc Corporation), 5 partes en masa de un SBR
hidrogenado (H1062, fabricado por Asahi Kasei Chemicals), y 0,4
partes en masa de un agente que absorbe la radiación ultravioleta
(AM-340, fabricado por Nissan Fero Chemical) y 0,3
partes en masa de un desactivador de metales pesados
(ZS-91, fabricado por Asahi Denka Industry), y se
formó una tubería de la misma manera que en el Ejemplo 1, seguido
del ensayo de capacidad de resistencia a la intemperie. Los
resultados se muestran en la
Tabla 2.
Tabla 2.
Ejemplo
6
Se mezclaron 74,5 partes en masa de una resina
de propileno homotipo (Mw/Mn = 5, MFR = 0,5), 20 partes en masa de
talco (tamaño medio de partícula de 4,6 \mum, P-4,
fabricado por Japan Talc Corporation), 5 partes en masa de un SBR
hidrogenado (H1062, fabricado por Asahi Kasei Chemicals), y 0,4
partes en masa de un agente que absorbe la radiación ultravioleta
(AM-340, fabricado por Nissan Fero Chemical) y 0,1
partes en masa de un agente para tratar la superficie del talco
(MK-6010, fabricado por Ajinomoto (marca comercial
registrada) Finetechno), y se formó una tubería de la misma manera
que en el Ejemplo 1, seguido del ensayo de capacidad de resistencia
a la intemperie. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
Según la Tabla 2, en comparación con el Ejemplo
1, los Ejemplos 4, 5 y 6 demostraron una capacidad de resistencia a
la intemperie mejorada mediante la mezcla de un agente que absorbe
la radiación ultravioleta, un desactivador de metales pesados y un
agente para tratar la superficie del talco. La combinación de un
agente que absorbe la radiación ultravioleta, un desactivador de
metales pesados y un agente para tratar la superficie del talco, en
particular potencia más la capacidad de resistencia a la intemperie.
Además, se puede obtener un resultado similar empleando un
fotoestabilizador en lugar de un agente que absorba la radiación
ultravioleta. De esta manera, es posible mejorar la capacidad de
resistencia a la intemperie mezclando un agente que absorba la
radiación ultravioleta y un fotoestabilizador, mientras que
mezclando el agente que absorbe la radiación ultravioleta y un
fotoestabilizador con una combinación de un desactivador de metales
pesados y un agente para tratar la superficie del talco, se podrá
potenciar más la capacidad de resistencia a la intemperie. Con una
mejorada capacidad de resistencia a la intemperie, la degradación
por radiación ultravioleta se puede inhibir incluso en aplicaciones
al aire libre del miembro de la tubería, asegurando por ello una
esperanza de vida de la tubería a largo plazo.
A continuación, se formó la tubería alterando la
cantidad de talco mezclado en el homopolímero de resina de
propileno, y se comparó el estado de la tubería, a medida que un
fluido a alta temperatura fluía por ella, con Ejemplo 1 y con el
Ejemplo comparativo 1, realizando el ensayo de flujo real usando un
fluido a alta temperatura. Los resultados se muestran en la Tabla
2.
El coeficiente de expansión lineal del Ejemplo 1
es de 6,5 \times 10^{-5}/ºC, mientras que el coeficiente de
expansión lineal del Ejemplo comparativo 1 es de 10,2 \times
10^{-5}/ºC. Según la Tabla 2, a diferencia del estado severamente
serpenteante de la tubería del Ejemplo comparativo 1, la tubería del
Ejemplo 1 estaba solamente ligeramente doblada, y estaba inhibida
la elongación longitudinal de la tubería. También se producía una
tensión de distorsión masiva en el miembro de la tubería como
resultado del severo fenómeno de serpenteo observado en el Ejemplo
comparativo 1. Por ejemplo, una tensión de distorsión que se
produzca en el soporte de fijación instalado en algún lugar sobre
el sistema de tuberías, puede conducir a la degradación de la
tubería, mientras que una distorsión que tuviera lugar donde la
tubería estaba conectada a una junta o a una válvula, puede dar
lugar a la fuga del fluido, y dar como resultado una merma de la
esperanza de vida del miembro de la tubería a largo plazo. Por
tanto, el coeficiente de expansión lineal para una aplicación como
miembro de una tubería está, preferiblemente, en el intervalo de 5
\times 10^{-5}/ºC a 8 \times 10^{-5}/ºC.
A continuación, se realizó la evaluación del
ensayo de disolución de la tubería en el Ejemplo 1 y en el Ejemplo
7, como se muestra más adelante.
Ejemplo
7
Se formó una tubería de dos capas con un espesor
interno de 1,0 mm, un espesor de 3,0 mm y un diámetro exterior de
32 mm, a una temperatura del cilindro de 220ºC, usando un extrusor
de un solo eje para dos capas, de forma que la capa interna es una
composición de resina compuesta por 100 partes en masa de una resina
de propileno homotipo (Mw/mn = 5, MFR = 0,5), mientras que la capa
externa está compuesta por 75 partes en masa de una resina de
propileno homotipo (Mw/mn = 5, MFR = 0,5), 20 partes en masa de
talco (tamaño medio de partícula de 4,6 \mum,
P-4, fabricado por Japan Talc Corporation) y 5
partes en masa de un SBR hidrogenado (H1062, fabricado por Asahi
Kasei Chemicals). A continuación se realizó el ensayo de expansión
lineal y el ensayo de disolución. Los resultados se muestran en la
Tabla 3.
Según la Tabla 3, la disolución de los iones Mg
en el Ejemplo 7, comparada con el Ejemplo 1, fue menor debido a que
se empleó una capa de resina de propileno exenta de talco en la capa
interna de la tubería que estaba en contacto con los reactivos
químicos. También, con respecto al coeficiente de expansión lineal,
aunque el coeficiente de expansión lineal de la composición de
resina usada en la capa interna del Ejemplo 7 era de 12 \times
10^{-5}/ºC, debido al hecho de que la capa externa estaba
compuesta de resina de propileno mezclada con talco y con el
componente de caucho, el coeficiente de expansión lineal de la
tubería permanecía comparable al del Ejemplo 1. De manera que, en
el caso de la tubería del Ejemplo 7, la baja disolución de la capa
interna, así como el bajo coeficiente de expansión lineal de la
capa externa, llegaron a hacerse mutuamente posibles, por eso, la
tubería se puede usar preferiblemente en aplicaciones que
desfavorezcan la disolución de iones metálicos, en particular en
las tuberías de plantas de fabricación de semiconductores.
Además, aunque los presentes ejemplos emplearon
la tubería de resina basada en propileno, producida usando moldeo
por extrusión, se pueden obtener resultados similares usando
miembros de tuberías tales como juntas, bridas, válvulas y cajas de
mecanismos producidos por moldeo por inyección.
El miembro de una tubería producido usando la
composición de resina basada en propileno para un miembro de una
tubería de la presente invención posee las excelentes
características siguientes.
(1) Usando la composición de resina basada en
propileno para un miembro de una tubería de la presente invención,
es posible obtener un miembro de una tubería con un coeficiente de
expansión lineal reducido, una superior característica de fluencia
a largo plazo, y unas excelentes propiedades de fusión.
(2) Como el coeficiente de expansión lineal está
en el intervalo de 5 \times 10^{-5}/ºC a 8 \times
10^{-5}/ºC, se inhibe el fenómeno de serpenteo que resulta de la
elongación del miembro de la tubería (en particular la tubería)
asociada con la expansión térmica mientras que un fluido a alta
temperatura fluye a través suya, y ya no se requiere la colocación
de una tubería doblada flexible o una tubería flexible en la
tubería.
(3) Debido al bajo coeficiente de expansión
lineal, la tensión de distorsión que tiene lugar en el miembro de
la tubería a medida que fluye el fluido a alta temperatura a través
suya es mínima, por lo que se evita el deterioro de la tubería y la
fuga de fluido debida a la distorsión, asegurando por ello una
esperanza de vida de la tubería a largo plazo.
(4) La capacidad de resistir a la intemperie
mejoró mezclando un agente que absorbe la radiación ultravioleta y
un fotoestabilizador, por lo que la degradación debida a la
radiación ultravioleta se puede inhibir incluso en una aplicación
al aire libre del miembro de la tubería.
(5) capacidad de resistir a la intemperie se
mejoró más mezclando el agente que absorbe la radiación ultravioleta
y un fotoestabilizador con la combinación de un agente para tratar
la superficie del talco y un desactivador de metales pesados, por
lo que la degradación debida a la radiación ultravioleta se puede
inhibir incluso en una aplicación al aire libre del miembro de la
tubería, asegurando por ello una esperanza de vida de la tubería a
largo plazo.
(6) Respecto a la característica de fluencia
cuando se aplica una carga de tracción de 3,5 MPa bajo una atmósfera
de 95ºC, el tiempo hasta que se produce la rotura es de 1.000 horas
y más, por lo tanto es posible un uso a largo plazo con un flujo
continuo de un fluido a alta temperatura bajo el estado de una
presión interna.
(7) En virtud de las capas de la composición de
resina basada en propileno de la presente invención, no solo se
reduce el coeficiente de expansión lineal, sino que también se puede
obtener un miembro de una tubería multicapas con resistencia
química y baja disolución debido a la composición de la resina de
las otras capas.
Claims (8)
1. Una composición de resina basada en propileno
para un miembro de una tubería, que comprende (a) 65 a 90 partes en
masa de un homopolímero de resina de propileno, (b) 10 a 25 partes
en masa de talco que tiene un tamaño medio de partícula de 1 a 10
\mum y (c) 1 a 10 partes en masa de al menos un componente de
caucho seleccionado de un caucho basado en
etileno-propileno, un caucho basado en
etileno-buteno, un caucho basado en
estireno-butadieno y un caucho basado en
estireno-isopreno, como componentes principales, en
la que el MFR de una mezcla de masa fundida-amasada
obtenida amasando estos componentes (a) a (c) en forma de masa
fundida, es de 0,01 a 2,00 g/10 minutos.
2. La composición de resina basada en propileno
para un miembro de una tubería según la reivindicación 1, que
comprende además al menos uno seleccionado de un agente que absorbe
la radiación ultravioleta y un fotoestabilizador.
3. La composición de resina basada en propileno
para un miembro de una tubería según la reivindicación 1 ó 2, que
tiene un coeficiente de expansión lineal dentro del intervalo de 5
\times 10^{-5}/ºC a 8 \times 10^{-5}/ºC.
4. La composición de resina basada en propileno
para un miembro de una tubería según la reivindicación 1 ó 2, en la
que la distribución del peso molecular (Mw/Mn) del homopolímero de
resina de propileno es de 3 a 12.
5. La composición de resina basada en propileno
para un miembro de una tubería según la reivindicación 1 ó 2, en la
que el tiempo hasta que se produce la rotura es de 1.000 horas, o
más, en la característica de fluencia cuando se aplica una carga de
tracción de 3,5 MPa, bajo una atmósfera de 95ºC.
6. La composición de resina basada en propileno
para un miembro de una tubería según la reivindicación 1 ó 2, que
comprende además al menos uno seleccionado de un agente para tratar
la superficie del talco y un desactivador de metales pesados.
7. Un miembro de una tubería formado usando la
composición de resina basada en propileno para un miembro de una
tubería según la reivindicación 1 ó 2.
8. Un miembro de una tubería multicapas que
comprende capas hechas de la composición basada en propileno para
un miembro de una tubería según la reivindicación 1 ó 2.
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Cited By (3)
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