ES2600739T3

ES2600739T3 - Espuma de polipropileno reforzada con fibra

Info

Publication number: ES2600739T3
Application number: ES05028435.5T
Authority: ES
Inventors: Martin Anker; Per-Ola Hagstrand; Manfred Stadlbauer
Original assignee: Borealis Technology Oy
Current assignee: Borealis Technology Oy
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2005-12-23
Publication date: 2017-02-10
Anticipated expiration: 2025-12-23
Also published as: EP1801146B1; WO2007073803A2; BRPI0620336A2; NO20082745L; WO2007073803A3; US20080283791A1; US8729144B2; EP1801146A1

Abstract

Composición de polipropileno espumado que comprende un homopolímero y/o copolímero de propileno y fibras vidrio, en la que (i) la composición tiene una densidad de 50 a 900 kg/m3, (ii) el módulo de tracción tm(dirección de la extrusión) medido conforme a la norma ISO 527 en la dirección de la extrusión y el valor k medido conforme a la norma ASTM C-177 satisfacen la relación: tm(dirección de la extrusión) [MPa]/k [W/mK] >= 9000 MPa·mK/W, (iii) las fibras de vidrio están presentes en una cantidad del 1 al 30% en peso de la composición total.

Description

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DESCRIPCION

Espuma de polipropileno reforzada con fibra

La presente invencion se refiere a una composicion de polipropileno espumado reforzado con fibra con propiedades mecanicas y aislantes del calor mejoradas, a la utilizacion de dicha composicion para la produccion de una capa aislante, en particular, una capa aislante de una tuberia de acero, y a un articulo, en particular una tuberia de acero, que comprende la composicion.

Para los sistemas de materiales de revestimiento de tuberias de acero utilizadas para aplicaciones en alta mar en aguas profundas, es esencial una combinacion de baja conductividad termica y buenas propiedades mecanicas. Para este fin, se conoce la utilizacion de polipropileno espumado tal como se describe en, por ejemplo, el documento WO 02/07969. Sin embargo, a fin de mantener la presion hidrostatica especialmente a altas profundidades, la espuma debe tener excelentes propiedades mecanicas y, por lo tanto, se necesitan espumas relativamente densas. Como resultado, la conductividad termica llega a ser relativamente alta y, en consecuencia, se necesitan capas aislantes gruesas.

Por lo tanto, es deseable dar a conocer una espuma que, al mismo tiempo, tenga propiedades mecanicas mejoradas y, tambien, una conductividad termica disminuida, de modo que se pueda reducir el grosor de una capa aislante o que el aislamiento se pueda utilizar a profundidades superiores.

El concepto de reforzar las espumas polimericas con fibras se conoce, por ejemplo, por el documento EP 432 997. En este documento, se describen materiales espumados, tales como poliestireno y polifenoles, que estan reforzados por fibras de material compuesto.

Sin embargo, hasta ahora se desconocia como la incorporacion de fibras afectaria especialmente al aislamiento termico y las propiedades espumantes de una composicion de polipropileno que esta especialmente disenada para su utilizacion como una capa aislante, en particular para una tuberia de acero.

La patente de EE.UU. N.° 4.205.583 da a conocer una espuma estructural que se utiliza en un teclado que tiene una densidad mayor que 320 kg/m3 y que contiene fibras de vidrio en una cantidad del 10 al 15% en peso.

Sorprendentemente, se ha descubierto ahora que la incorporacion de fibras de vidrio en una composicion de polipropileno espumado no solo conduce a propiedades mecanicas mejoradas de la espuma, sino que al mismo tiempo proporciona a la espuma mejores propiedades de aislamiento termico, tales como una disminucion de la conductividad termica.

En consecuencia, la presente invencion da a conocer una composicion de polipropileno espumado que comprende un homopolimero y/o copolimero de propileno y fibras vidrio, en la que

(i) la composicion tiene una densidad de 50 a 950 kg/m3.

(ii) El modulo de traccion tm(direccion de la extrusion) medido conforme a la norma ISO 527 en la direccion de la extrusion y el valor k medido conforme a la norma ASTM C-177 satisfacen la relacion:

tm(direccion de la extrusion) [MPa]/k [^V/mK] ^ 9.000 MPa^mK/^V, y

(iii) las fibras de vidrio estan presentes en una cantidad del 1 al 30% en peso de la composicion total.

Las espumas segun la presente invencion tienen una combinacion de propiedades mecanicas mejoradas, en particular un modulo de traccion mejorado tanto en la direccion de extrusion como transversal a la extrusion, y propiedades termicas mejoradas, en particular un valor k disminuido indicativo de una conductividad termica mas baja, en comparacion con una espuma sin fibras de vidrio con la misma densidad.

Por lo tanto, es posible construir tuberias de acero con una capa aislante que comprende la composicion espumada, segun la presente invencion, que puede instalarse a profundidades superiores, es decir, a una presion hidrostatica mayor, o reducir el grosor de la capa de aislamiento y, por lo tanto, ahorrar costes y peso.

El valor k indica una conductividad termica eficaz del material, es decir, lo bien que un material conducira (transferira) el calor y, por lo tanto, para las propiedades aislantes, se desean valores k lo mas bajos posibles.

Preferentemente, el modulo de traccion tm(direccion de la extrusion) medido conforme a la norma ISO 527 en la direccion de la extrusion y el valor k medido conforme a la norma ASTM C-177 satisfacen la relacion:

tm(direccion de la extrusion) [MPa]/k [W/mK] ^ 10.000 MPa'ITlK/W,

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mas preferentemente satisfacen la relacion:

tm(direccion de la extrusion) [MPa]/k [^V/mK] > 11.000 MPa-mK/^V, y, de la forma mas preferente, satisfacen la relacion:

tm(direccion de la extrusion) [MPa]/k [W/mK] > 13.000 MPa-mK/W,

Normalmente, para la relacion tm(direccion de la extrusion) [MPa]/k [W/mK] se pueden obtener valores de hasta 20.000 MPa-mK/W e incluso hasta 25.000 MPa-mK/W con la composicion de polipropileno, segun la presente invencion.

Adicionalmente, de forma preferente, el modulo de traccion tm(transversal) medido conforme a la norma ISO 527 en la direccion transversal a la extrusion y el valor k medido conforme a la norma ASTM C-177 satisfacen la relacion:

tm(transversal) [MPa]/k [W/mK] > 6.000 MPa-mK/W, mas preferentemente satisfacen la relacion:

tm(transversal) [MPa]/k [W/mK] > 6.500 MPa-mK/W,

y, de la forma mas preferente, satisfacen la relacion:

tm(transversal) [MPa]/k [W/mK] > 7.000 MPa-mK/W,

Normalmente, para la relacion tm(transversal) [MPa]/k [W/mK] se pueden obtener valores de hasta 15.000 MPa-mK/W e incluso hasta 20.000 MPa-mK/W con la composicion de polipropileno, segun la presente invencion.

Adicionalmente, de forma preferente, la composicion espumada tiene un valor k de menos de 0,25 W/mK. Normalmente, el valor k es 0,01 W/mK o mayor.

Adicionalmente, la composicion espumada tiene, preferentemente, un tm(direccion de la extrusion) en la direccion de la extrusion de, como minimo, 50 MPa. Normalmente, el tm(direccion de la extrusion) en la direccion de la extrusion es de 4.000 MPa o menor.

En la composicion de polipropileno espumado, segun la presente invencion, la longitud promedio de las fibras de vidrio es, preferentemente, de entre 0,2 y 50 mm, mas preferentemente es de entre 0,5 y 25 mm, todavia mas preferentemente esta entre 1,0 y 20 mm, y, de la forma mas preferente, es de 1,0 a 10 mm.

Las fibras de vidrio se pueden cortar a la longitud apropiada y despues anadirse a la composicion en una etapa de mezcla antes de espumar la composicion.

Como alternativa y preferentemente, las fibras de vidrio se pueden anadir a la composicion en forma de una mezcla maestra, en la que las fibras de vidrio estan presentes en una matriz polimerica, preferentemente de polipropileno, a una concentracion alta. En una mezcla maestra de este tipo, las fibras de vidrio pueden tener, inicialmente, una longitud mayor, segun sea necesario en la composicion final, y la longitud de las fibras de vidrio se puede ajustar cortando la mezcla maestra en trozos con las dimensiones apropiadas.

Tales mezclas maestras estan, por ejemplo, disponibles en el mercado. Una mezcla maestra que se puede utilizar es Nepol GB415HP, disponible en Borealis A/S, Dinamarca. Contiene el 42% en peso de fibras de vidrio. El polipropileno se impregna con las fibras de vidrio, se conforma, se enfria y, posteriormente, se corta en varillas de, preferentemente, aproximadamente de 1 a 10 mm. Dicha mezcla maestra Nepol preparada se puede dosificar a traves de la tolva del extrusor de fabricacion de espuma. Sin embargo, cualquier otra fibra de vidrio o mezcla maestra de fibra de vidrio tambien se puede utilizar para este proposito.

En la composicion de polipropileno espumado, las fibras de vidrio estan presentes en una cantidad del 1 al 30% en peso, mas preferentemente del 2 al 25% en peso, todavia mas preferentemente del 5 al 20% en peso y, todavia mas preferentemente, del 6 al 15% en peso de la composicion total.

En una realizacion preferente, en la composicion de polipropileno espumado, el homopolimero y/o copolimero de propileno comprende un componente (A) que es un homopolimero o copolimero de polipropileno de resistencia en fundido alta, preferentemente un homopolimero de propileno de cadena larga y que muestra un comportamiento de endurecimiento por deformacion.

Un polimero de polipropileno que muestra un comportamiento de endurecimiento por deformacion se define como aquel que tiene una resistencia mejorada con una fuerza de arrastre > 15 cN y una capacidad de estiramiento mejorada con una velocidad de estiramiento vertical descendente > 150 mm/s.

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Tales polimeros de propileno se pueden obtener mediante la modificacion de un copolimero de propileno homopolimero y/o copolimero por una serie de procesos, tales como el tratamiento del polimero de propileno sin modificar con agentes formadores de radicales de descomposicion termica y/o por tratamiento con radiacion ionizante, en los que ambos tratamientos pueden, opcionalmente, estar acompanados o seguidos de un tratamiento con monomeros insaturados bifuncionalmente o multifuncionalmente, por ejemplo, butadieno, isopreno, dimetilbutadieno o divinilbenceno. En particular, se hace referencia a los documentos EP 787 750 y WO 02/07969 y las referencias citadas en los mismos, en las que se da a conocer la produccion de polimeros de propileno que muestran un comportamiento de endurecimiento por deformacion.

Adicionalmente, en la composicion de polipropileno espumado, preferentemente, el homopolimero y/o copolimero de propileno comprende un componente (B) que es un homopolimero y/o copolimero con una resistencia alta al impacto, en particular es un copolimero de bloque de etileno y propileno con un contenido de etileno de hasta el 10% en peso.

Los polimeros de propileno preferentes para el componente (B) se dan a conocer en, por ejemplo, el documento WO 02/38621.

En una realizacion particularmente preferente, en la composicion de polipropileno espumado, el homopolimero y/o copolimero de propileno comprende

(A) del 5 al 80% en peso de un homopolimero y/o copolimero de propileno que muestra comportamiento de endurecimiento por deformacion, y

(B) del 20 al 95% en peso de un homopolimero y/o copolimero de propileno que tiene una resistencia al impacto con entalla de Charpy a 23°C medida conforme a la norma ISO 179/1 eA de 25 kJ/m2 o superior.

Ademas, preferentemente, como minimo, uno de los componentes (A) y (B) tienen un modulo de traccion medido conforme a la norma ISO 527 de 1.500 MPa o superior.

Preferentemente, el componente (A) tiene un MFR2 de 0,05 a 10 g/10 min.

Adicionalmente, de forma preferente, el componente (A) tiene un MFR2 de 0,05 a 20 g/10 min.

El componente (B) tiene, preferentemente, una resistencia al impacto con entalla de Charpy a -20°C medida conforme a la norma ISO 179/1 eA de 1 kJ/m2 o superior.

Adicionalmente preferente, en la composicion de polipropileno espumado que comprende los componentes (A) y (B), el componente (B) es un homopolimero con un indice de estereoespecificidad > 98% y un MFR2 de 0,05 a 10 g/10min y/o un copolimero del 99,9 al 80% en peso de propileno y del 0,1 al 20% en peso de etileno o una alfa- olefina con de 4 a 18 atomos de carbono con un indice de estereoespecifidad de > 96% y un MFR2 de 0,05 a 10 g/10 min.

Dichas composiciones de polipropileno que comprende los componentes (A) y (B) se dan a conocer en, por ejemplo, el documento WO 02/07969.

Preferentemente, la composicion espumada de la presente invencion tiene una resistencia al impacto con entalla de Charpy (23°C) de 5 kJ/m2 o mas, todavia de forma mas preferente de 7 kJ/m2 o mas y, de la forma mas preferente, de 10 kJ/m2 o mas.

Ademas, preferentemente, la composicion espumada tiene una resistencia al impacto con entalla de Charpy (-20°C) de 3 kJ/m2 o mas, mas preferentemente de 5 kJ/m2 o mas.

El propileno espumado ademas de los componentes (A) y (B), puede comprender, adicionalmente, aditivos en cantidades habituales, normalmente no mas del 30% en peso.

En particular, la composicion puede comprender del 0,01 al 2,5% en peso de un estabilizante, del 0,01 al 1% en peso de un agente de procesamiento, del 0,1 al 1% en peso de un antiestatico, del 0,2 al 0,3% en peso de un pigmento y hasta un 20% en peso de una carga.

En una realizacion preferente, la composicion de polipropileno espumado comprende del 0,1 al 5% en peso, de forma mas preferente del 0,1 al 2,5% en peso de un agente alfa-nucleante.

Preferentemente, como agente nucleante de celdas se utiliza una mezcla maestra comercial (por ejemplo, Hydrocerol CF40, fabricado por Clariant). Sin embargo, se puede utilizar cualquier agente nucleante de celdas de espuma conocido en la bibliografia (por ejemplo, talco, tiza, nanocargas, etc.) para tal fin.

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Preferentemente, la composicion espumada tiene una densidad de 20 a 900 kg/m3, mas preferentemente de 100 a 900 kg/m3, todavia mas preferentemente de 150 a 850 kg/m3.

Si la composicion de polipropileno espumado es para utilizar como capa aislante de una tuberia de multiples capas, tal como una tuberia de acero revestida con poliolefina con una capa interior de acero, una capa de polipropileno espumado intermedia y una capa sin espumar exterior, la densidad preferente de la composicion espumada es de 250 a 850 kg/m3, de forma mas preferente es de 300 a 850 kg/m3 y, de la forma mas preferente, es de 300 a 750 kg/m3.

La composicion de polipropileno espumado tambien se puede utilizar para, por ejemplo, tuberias de varias capas con una capa de polimero solida interior y exterior. Preferentemente, la densidad de la composicion de polipropileno espumado cuando se utiliza para la produccion de una tuberia de multiples capas con una capa de polimero solido interior y exterior es de 150 a 700 kg/m3, de forma mas preferente de 250 a 600 kg/m3.

Para espumar la composicion de polipropileno, segun la presente invencion, se puede utilizar cualquier agente espumante fisico o quimico.

Por ejemplo, como agente espumante fisico (PBA), se puede utilizar, preferentemente, dioxido de carbono. Sin embargo, tambien se pueden utilizar otros agentes espumantes, tales como, por ejemplo, nitrogeno, butano, pentano o agua.

Un agente espumante quimico se define como una sustancia quimica que se descompone o reacciona por la influencia de calor. En los procesos de formacion de espuma de gas directo tambien se pueden utilizar “agentes espumantes quimicos” como "agentes nucleantes" para producir estructuras celulares uniformes y finas.

Como agente espumante quimico (CBA) para el proposito de la presente invencion se pueden utilizar, por ejemplo, Hydrocerol CF70 disponible en el mercado, fabricado por Clariant, Alemania. Hydrocerol CF70 es una mezcla maestra con agente quimico espumante y nucleante para resinas termoplasticas, que contiene los componentes eficaces en una cantidad del 70% en peso. En condiciones de extrusion de polipropileno libera dioxido de carbono, que actua como agente espumante. Sin embargo, tambien para este fin se puede utilizar cualquier otro agente espumante quimico.

La presente invencion se refiere, ademas, a la utilizacion de la composicion de polipropileno espumado tal como se ha descrito anteriormente para la produccion de una capa aislante termica, en particular para la produccion de una capa aislante termica de una tuberia, especialmente una tuberia de acero revestida.

Aun mas, la presente invencion se refiere a un articulo que comprende la composicion de polipropileno espumado tal como se ha descrito anteriormente, en particular a una tuberia de acero revestida de multiples capas.

Las tuberias de acero revestidas de multiples capas normalmente comprenden una capa interior de acero, una capa intermedia de una composicion de poliolefina espumada, en particular, que comprende la composicion de polipropileno espumado, segun la presente invencion, una capa de polimero sin espumar exterior.

Preferentemente, para una buena adherencia interlaminar entre la tuberia de acero y la capa de polipropileno espumado, se utiliza una tuberia de acero revestida con resina epoxi y se aplica una capa compatibilizante entre la tuberia de acero revestida con resina epoxi y la capa de polipropileno espumado, por lo que la capa compatibilizante comprende copolimeros de propileno o copolimeros de injerto de propileno, ambos con acidos carbonicos y/o anhidridos carbonicos insaturados etilenicamente unidos quimicamente, en particular acido acrilico, acido metacrilico, y/o anhidrido maleico.

Por ejemplo, una tuberia de acero revestida de multiples capas de este tipo se puede producir mediante tecnologia de tuberias de acero con extrusion/rotacion o por tecnologia de revestimiento de tuberias con matriz de calibre.

Preferentemente, en la produccion de una tuberia de acero revestida, la composicion antes de la espumacion contiene hasta 12% en peso de un agente espumante quimico.

En la produccion de la tuberia de acero revestida de espuma de poliolefina mediante tecnologia de tuberia de acero por extrusion/rotacion, la tuberia de acero precalentada que esta opcionalmente revestida con una capa de resina epoxi, se mantiene en rotacion y se recubre por fusion sucesivamente mediante extrusoras de revestimiento independientes que tienen moldes de pelicula planos con capas de, opcionalmente, un agente compatibilizante, la mezcla de polimero de propileno espumante y la capa de cobertura de polimero sin espumar.

En la produccion de la tuberia de acero revestida de espuma de poliolefina mediante tecnologia de revestimiento de tuberias con matriz de calibre, es preferente utilizar una cruceta alimentada por dos extrusoras, una para la capa de espuma de poliolefina y la segunda para la capa de polimero sin espumar exterior. La tuberia de acero se trata previamente mediante revestimiento opcional con una capa epoxi, una capa adhesiva y, por ultimo, una capa solida.

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A continuation, se ilustra la presente invention adicionalmente mediante referenda a las figuras.

La figura 1 muestra un esquema para la medicion del aumento de la fuerza de arrastre frente al aumento de la velocidad de estiramiento vertical descendente.

La figura 2 muestra la configuration de tornillo utilizada en la extrusora para la extrusion de las composiciones. Section experimental y ejemplos 1. Definiciones y metodos de medicion

a) Densidad

La densidad ha sido medida de acuerdo con el principio de Arqufmedes a traves de la determination de la masa (m) y el volumen (V) de la muestra y el calculo de su densidad (d) en consecuencia (d = m/V).

V

b) Indice de fluidez

El indice de fluidez (MFR) se determina segun la norma ISO 1133 y se indica en g/10 min. El MFR es una indication de la fluidez y, por lo tanto, de la procesabilidad, del polfmero. Cuanto mayor es el indice de fluidez menor es la viscosidad del polfmero. El MFR se determina a 230°C y una carga de 2,16 kg (MFR2).

c) Conductividad termica

La medicion de la conductividad termica se ha llevado a cabo conforme a la norma ASTM C-518, Metodo de ensayo estandar para las propiedades de transmision termica en el equilibrio por medio de un aparato medidor del flujo de calor.

El coeficiente de conductividad termica (valor k) se define como:

imagen1

en la que:

A Conductividad termica aparente (valor k) [W/mK]

Q Flujo de calor medido a traves de la muestra de ensayo [W]

d Grosor medido de la muestra de ensayo [m]

AT Diferencia de temperaturas medida entre el lado caliente y el lado frfo de la muestra de ensayo [K]

F Area medida de la muestra de ensayo [m2]

Las mediciones del valor k se realizaron en 24 hojas colocadas entre dos placas calientes con una temperatura del lado caliente de 82°C y una temperatura del lado frfo de 76°C. Las muestras se cortaron en forma circular con un diametro de 50 mm y una altura de aproximadamente 30 mm. Las hojas se unieron entre si con una presion de 0,69 kg/cm2 durante la medicion para asegurar un contacto optimo entre las hojas. La medicion del valor k se llevo a cabo en condiciones de equilibrio con un tiempo de equilibrio de 6-8 horas.

d) Propiedades de traction

Las propiedades de traccion, tales como el modulo de traccion, la tension de traccion en el lfmite elastico, la resistencia a la traccion, la deformation por traccion en la resistencia a la traccion y la resistencia a la traccion a la rotura se han medido conforme a la norma ISO 527, en las direcciones de extrusion y transversal a la extrusion.

e) Resistencia al impacto de Charpy

La resistencia al impacto de Charpy se determino segun la norma ISO 179/1eA en muestras con entalla en V a 23°C (resistencia de impacto de Charpy (23°C)) y -20°C (resistencia al impacto de Charpy (-20°C)).

f) Comportamiento de endurecimiento por deformacion

El comportamiento de endurecimiento por deformacion se mide segun un procedimiento experimental ilustrado en la figura 1. El comportamiento de endurecimiento por deformacion se analiza con el aparato Rheotens -1- (producto de Gottfert, Buchen, Alemania) en el que una hebra de masa fundida -2- se alarga mediante estiramiento vertical con

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una aceleracion definida. Se registra la fuerza de arrastre F en dependencia de la velocidad de estiramiento vertical descendente.

El procedimiento de ensayo se lleva a cabo en una habitacion climatizada estandar con una temperatura ambiente controlada de 23°C. El aparato Rheotens -1- se combina con una bomba extrusora/de masa fundida -3- para la alimentacion continua de la hebra de masa fundida -2-. La temperatura de extrusion es 200°C; se usa una matriz capilar con un diametro de 2 mm y una longitud de 6 mm y la aceleracion del estiramiento vertical descendente de la hebra de masa fundida -2- es 120 mm/s2. La velocidad de extrusion de la hebra es de 5 mm/s. La longitud de la hebra (es decir, la distancia entre la matriz y los rollos enrollados) es de 100 mm.

El diagrama esquematico en la figura 1 muestra a modo de ejemplo el incremento medido de la fuerza de arrastre F (es decir, "la resistencia en fundido") frente al incremento de la velocidad del estiramiento vertical descendente (es decir "capacidad de estiramiento”).

2. Preparacion de composiciones espumadas

2.1 Composiciones

Como componente (A). se ha utilizado Daploy™ WB 130HMS de calidad comercial (en lo sucesivo indicado como "HMS-PP"). Tiene una densidad de 915 kg/m3 (ISO 1183). Otras propiedades de este material se indican en la tabla 1.

Como componente (B). se ha utilizado BorECO™ BA222E de calidad comercial (en lo sucesivo indicado como "PP- impacto"). Tiene una densidad de 915 kg/m3 (ISO 1183). Otras propiedades de este material se indican en la tabla 1.

Tabla 1: Propiedades fisicas de los polipropilenos utilizados

Propiedad: Unidad Metodo Componente (B) Componente (A)

Tipo: PP de impacto PP de resistencia en fundido alta

MFR2: g/ 10 IS01133 0,25 2,0

MODULO DE TRACCION: MPa ISO527 1960 1860

TENSION DE TRACCION EN EL LIMITE elAstico: MPa ISO527 33 41

DEFORMACION POR TRACCION EN EL limite elAstico: % ISO527 8 6,5

RESISTENCIA A LA TRACCION: MPa ISO527 33 41

DEFORMACION POR TRACCION EN LA RESISTENCIA A LA TRACCION: % ISO527 8 6,5

TENSION DE TRACCION A LA ROTURA: MPa ISO527 29 32

DEFORMACION POR TRACCION A LA ROTURA: % ISO527 200 13

Resistencia al impacto con entalla de Charpy (+232C): kJ/m2 IS0179/1eA 50 3

Resistencia al impacto con entalla de Charpy (-20°C): kJ/m2 IS0179/1eA 4 1

Las fibras de vidrio se han dosificado a traves de una mezcla maestra comercial Nepol GB415HP (Borealis A/S, Dinamarca). A la que se hace referencia en adelante como PP-GF. Contiene el 42% en peso de fibras de vidrio. El PP se impregna con las fibras de vidrio, se conforma, se enfria y, posteriormente, se corta en varillas de aproximadamente de 1 a 10 mm. Dicha mezcla maestra Nepol preparada se ha dosificado a traves de la tolva del extrusor de fabricacion de espuma.

Como agente nucleante (NA) de las celdas se ha usado una mezcla maestra comercial (Hydrocerol CF40, fabricado en Clariant), que es una mezcla maestra con agente quimico espumante y nucleante para la espumacion de resinas termoplasticas. Componentes efectivos: 40%.

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Las cantidades de los diferentes componentes utilizados para las composiciones de espuma se dan en la tabla 2.

2.2 Lfnea de espumacion

Para el presente fin se ha utilizado una lfnea de espumacion de doble tornillo. La extrusora es una extrusora de doble tornillo de co-rotacion Berstorff ZE25, con un diametro del tornillo de 25 mm, una relacion longitud/diametro de 40 y una configuracion del tornillo como se da a conocer en la figura 2. La velocidad del tornillo se ajusto a 250 rpm. Los parametros de la temperatura de la extrusora se han ajustado de acuerdo con el siguiente esquema:

Zona: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Temp. /°C: 30 240 220 180 180 180 180 170 170 170 165 165

La alimentacion se realizo con un alimentador gravimetrico Schenk Multifeeder. El agente de soplado ffsico se dosifica en su estado gaseoso en una relacion L/D de 10. La dosificacion del agente espumante se controlo con un medidor de flujo Bronkhorst (F-201AC-FB-22-V).

La extrusora se fija a una matriz plana, 300 mm de ancho, 0,2 mm de hueco y ajustada a una temperatura de 170°C. Ejemplo 1 (Comparativo)

Como ejemplo comparativo, una espuma con agente de soplado ffsico (PBA) y sin fibras de vidrio se preparo con la lfnea de espumacion como se ha descrito anteriormente, utilizando una receta de PP de impacto al 69,3% en peso, HMS-PP al 30% en peso, sin fibras de vidrio, agente nucleante al 0,5% en peso (todo a traves de la tolva) y dosificacion del 0,2% en peso del agente de soplado ffsico en la masa fundida (tabla 2). La espuma posterior tiene una densidad de 580 kg/m3, un contenido de fibra de vidrio del 0% en peso, una rigidez en la direccion de la extrusion de 895 MPa y un valor k de 0,12 W/mK (tabla 3).

Ejemplo 2

A modo de ejemplo, segun la presente invencion, se ha preparado una espuma con agente de soplado ffsico y con fibras de vidrio con la lfnea de espumacion como se ha descrito anteriormente, utilizando una receta del 40,7% en peso de PP de impacto, el 30% en peso de HMS-PP, el 28,6% en peso de PP-GF, el 0,5% en peso de NA (todos a traves de la tolva) y dosificacion del 0,2% en peso del agente de soplado ffsico en la masa fundida. La espuma posterior subsiguiente tiene una densidad de 560 kg/m3, un contenido de fibra de vidrio del 12% en peso, una rigidez en la direccion de la extrusion de 1381 MPa y un valor k de 0,091 W/mK.

Tabte 2: Composiciones de los ejemplos

Propiedad: Unidad Ejemplo 1 (Comparativo) Ejemplo 2

PP-B: % en peso 69,3 40,7

PP-HMS: % en peso 30,0 30,0

Mezcla maestra de PP-GF: % en peso 0,0 28,6

PBA: % en peso 0,2 0,2

NA: % en peso 0,5 0,5

2.3 Resultados

Los resultados de la medicion de las propiedades ffsicas de las composiciones espumadas del ejemplo comparativo 1 y el ejemplo 2 se dan en la tabla 3.

Tabla 3: Resultados

Propiedad: Unidad Ejemplo comparativo 1 Ejemplo 2

DENSIDAD de la espuma: kg/m3 580 560

Densidad del compuesto sin espumar: kg/m3 905 981

Fibras de vidrio: % en peso 0 12

VALOR K: W/mK 0,117 0,091

Direccion de la extrusion

MODULO DE TRACCION: MPa 895 1381

TENSION DE TRACCION EN EL LIMITE ELASTICO: MPa 19,3 18,9

RESISTENCIA A LA TRACCION: MPa 19,3 18,1

TENSION DE TRACCION A LA ROTURA: MPa 18,5 17,8

Direccion transversal a la extrusion

MODULO DE TRACCION: MPa 684 703

TENSION DE TRACCION EN EL LIMITE ELASTICO: MPa 13,9 10,7

RESISTENCIA A LA TRACCION: MPa 13,9 10,7

TENSION DE TRACCION A LA ROTURA: MPa 13,7 10,5

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

REIVINDICACIONES

1. Composicion de polipropileno espumado que comprende un homopolimero y/o copolimero de propileno y fibras vidrio, en la que

(i) la composicion tiene una densidad de 50 a 900 kg/m3,

(ii) el modulo de traccion tm(direccion de la extrusion) medido conforme a la norma ISO 527 en la direccion de la extrusion y el valor k medido conforme a la norma ASTM C-177 satisfacen la relacion:

tm(direccion de la extrusion) [MPa]/k [^V/mK] > 9000 MPa^mK/^V,

(iii) las fibras de vidrio estan presentes en una cantidad del 1 al 30% en peso de la composicion total.
2. Composicion de polipropileno espumado, segun la reivindicacion 1, en la que

el modulo de traccion tm(transversal) medido conforme a la norma ISO 527 en la direccion transversal a la extrusion y el valor k medido conforme a la norma ASTM C-177 satisfacen la relacion:

tm(transversal) [MPa]/k [W/mK] > 6.000 MPa-mK/W,
3. Composicion de polipropileno espumado, segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, en la que la longitud promedio de las fibras de vidrio es de entre 0,2 y 50 mm.
4. Composicion de polipropileno espumado, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el homopolimero y/o copolimero comprende

(A) del 5 al 80% en peso de un homopolimero y/o copolimero de propileno que muestra comportamiento de endurecimiento por deformacion, y

(B) del 20 al 95% en peso de un homopolimero y/o copolimero de propileno que tiene una resistencia al impacto con entalla de Charpy a 23°C medida conforme a la norma ISO 179/1 eA de 25 kJ/m2 o superior.
5. Composicion de polipropileno espumado, segun la reivindicacion 5, en la que el componente (B) es un homopolimero con un indice de estereoespecificidad > 98% y un MFR2 de 0,05 a 10 g/10min y/o un copolimero del 99,9 al 80% en peso de propileno y del 0,1 al 20% en peso de etileno o una alfa-olefina con de 4 a 18 atomos de carbono con un indice de estereoespecifidad de > 96% y un MFR2 de 0,05 a 10 g/10 min.
6. Composicion de polipropileno espumado, segun la reivindicacion 5 o 6, en la que, como minimo, uno de los componentes (A) y (B) tienen un modulo de traccion medido conforme a la norma ISO 527 de 1.500 MPa o superior.
7. Composicion de polipropileno espumado, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la composicion comprende del 0,1 al 5% en peso de un agente alfa-nucleante.
8. Composicion de polipropileno espumado, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se ha producido utilizando un agente espumante fisico o quimico.
9. Utilizacion de una composicion de polipropileno espumado, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, para la produccion de una capa aislante termica.
10. Utilizacion, segun la reivindicacion 9, en la que la composicion se utiliza para la produccion de una capa de aislamiento termico de una tuberia de acero.
11. Articulo que comprende la composicion de polipropileno espumado, segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
12. Articulo, segun la reivindicacion 11, en el que el articulo es una tuberia de acero.