BRPI0614075A2 - composição poliolefìnica, artigo moldado, método para preparar uma composição - Google Patents

Abstract

COMPOSIçAO POLIOLEFINICA, ARTIGO MOLDADO, METODO PARA PREPARAR UMA COMPOSIçAO. Composições compreendendo (i) um homopolímero de propileno isotático cristalino, (ii) um modificador de impacto elastomérico de etileno/cx-olefina, e (iii) uma categoria de carga de reforço, como por exemplo, talco. O homopolímero de propileno isotático cristalino possui um módulo de flexão maior que cerca de 1930 MPa e uma temperatura de distorção térmica (HDT) maior que cerca de 100 C; o interpolímero de etileno/cc-olefina possui uma Tg inferior a cerca de -30 C, e um tan delta medido em 0,1 radianos/s a 190 C ou inferior a cerca de 2; e a carga possui uma eficiência de reforço HDT de cerca de pelo menos 2. A composição possui uma HDT maior que cerca de 100 C e um módulo de flexão maior que cerca de 1930 MPa.

Description

"COMPOSIÇÃO POLIOLEFÍNICA, ARTIGO MOLDADO, MÉTODO PARAPREPARAR UMA COMPOSIÇÃO."

Campo da invenção

A presente invenção refere-se a composições depoliolefinas termoplásticas (TPO) carregadas. Numaspecto, a presente invenção refere-se a composições deTPO compreendendo um homopolímero de propileno isotáticoaltamente cristalino, um modificador de impactoelastomérico de etileno/a-olefina (EAO), um grau dereforço de uma carga lamelar ("platy"), por exemplo,talco. Em outro aspecto, a presente invenção refere-se atais composições de TPO carregadas que possuem baixobrilho, boa resistência a impacto a baixa temperatura, epropriedades superiores de módulo de flexão e detemperatura de distorção térmica (HDT).Em outro aspectoainda, a presente invenção refere-se a artigos moldadospreparados com essas composições de TPO.

Histórico da invenção

TPOs carregadas com talco podem ser usadas em aplicaçõesde moldagem por injeção, e outras aplicações querequeiram um balanço de rigidez, resistência a impacto atemperaturas abaixo de cerca de -30°C, resistência aorisco e abrasão, e resistência à deformação atemperaturas de cerca de 100°C. 0 módulo de flexão paraessas categorias de TPO está tipicamente entre cerca de100.000 e 200.000 psi, e a HDT está tipicamente abaixo decerca de 110°C.

Há um contínuo interesse em substituir resinasconvencionais, tais como as resinas à base depolicarbonato, e as resinas à base de poliestireno poralternativas de poliolefina. Diversas composições depolipropileno são descritas nas seguintes patentes epedidos. A patente americana No. 6.759.475 descreve umacomposição de resina baseada em polipropileno cristalinoque inclui: (a) de 3-65 por cento em peso de umcomponente solúvel em paraxileno de 23°C, (b) 35-97 porcento em peso de um componente solúvel em paraxileno de135°C e insolúvel em paraxileno de 23°C e (c) de 0-30 porcento em peso de um componente insolúvel em paraxileno de135°C(por exemplo, vide anexo). 0 componente (a) solúvelem paraxileno de 23°C, é composto substancialmente de umconstituinte elastomérico (al) com um teor de estireno,ou de seu derivado, na faixa de 0-35 por cento em peso euma viscosidade intrínseca (η) na faixa de 0,1-5 dl/g. 0componente (b), solúvel em paraxileno de 13 5°C einsolúvel em paraxileno de 23°C, é compostosubstancialmente de um constituinte de polipropilenocristalino (bl) tendo uma proporção pentavalenteisotática (mmmm) de 97 por cento ou superior, umadistribuição de peso molecular (Mw/Mn) de 6 ou superior,e uma distribuição de peso molecular (Mz/Mw) de 6 ousuperior. 0 componente (c), insolúvel em paraxileno de135°C é composto substancialmente de uma carga (cl).

0 pedido de patente americana No. 2004/0044107 descreveuma composição de resina de propileno que possui boacapacidade de moldagem e um bom balanço de propriedadesfísicas, bem como boa aparência, brilho mais baixo eresistência ao risco. Essas composições podem ser usadaspara peças internas de automóveis (por exemplo, videanexo). A composição de resina de polipropilenocompreende os seguintes componentes; um homopolipropilenocristalino tendo MFR de 500 a 3.000 g/10 min; umpolipropileno consistindo de um homopolipropilenocristalino e uma borracha de copolímero de etileno-propileno tendo de 4 5 a 8 0 por cento, em massa, de umteor de etileno; um polipropileno, consistindo de umhomopolipropileno cristalino e uma borracha de copolímerode etileno-propileno tendo 25 por cento, em massa, oumais, até menos de 45 por cento, em massa, de um teor deetileno; e uma borracha de copolímero de etileno-a-olefina (por exemplo, vide anexo).

A patente americana 6.660.797 descreve uma composição àbase de propileno para artigos moldados de resina depolipropileno, excelente na resistência ao risco emoldabi1idade, e com propriedades bem balanceadas entrealta rigidez e alta resistância ao impacto, e tambémprovê um método para moldar a composição à base depropileno acima citada, para prover peças industriais epeças automotivas de alto desempenho, e em especial,peças internas para automóveis (por exemplo, vide anexo).

Uma composição de resina à base de propilenorepresentativa contém os seguintes componentes (A) e (B) ,conforme abaixo descrito (por exemplo, vide coluna 2,linhas 14-49). 0 componente (A) é uma resina à base depropileno composta dos seguintes componentes (al), (a2) e(a3) ; de 90 a 4 0 por cento em peso: (al) copolímero embloco de propileno/etileno, composto de 60 a 83 por centoem peso de componente de homopolímero de propilenocristalino (al-1 unidade) e de 17 a 40 por cento em pesode componente de copolímero aleatório deetileno/propileno (al-2 unidades) contendo de 30 a 52 porcento em peso de etileno, e tendo um peso molecular médioponderai de 230.000 a 600.000; e tendo uma taxa de fluxode fundido (230°C, 2,16 kg), de 15 a 150 g/10 min enúmero de géis de 100 ou menos, para os que possuem umtamanho de 50 μπι ou mais, no artigo moldado de 25 cm2(área) e 0,5 mm (espessura); 100 partes em peso; (a2)talco tendo um tamanho médio de partícula de 0,5 a 15 μπι;de 0 a 200 partes em peso; (a3) borracha de copolímero deetileno/a-olefina, contendo de 20 a 50 por cento em pesode α-olefina de 3 a 8 átomos de carbono e tendo uma taxade fluxo de fundido (230°C, 2,16 kg) de 0,3 a 100 g/10min; de 0 a 20 partes em peso. 0 componente (B) é ummaterial resinoso à base de propileno, composto dosseguintes componentes (bl) e (b2); de 10 a 60 por centoem peso: (bl) homopolímero de propileno ou copolímero embloco de propileno/etileno, tendo um componente insolúvelem ortodiclorobenzeno, abaixo de 120°C, respondendo por 8por cento em peso ou mais do componente insolúvel abaixode 100°C, quando fracionado com ortodiclorobenzeno comosolvente, e onde o componente insolúvel, abaixo de 100°C,possui um peso molecular médio ponderai de 200.000 oumais, e uma taxa de fluxo de fundido (230°C, 2,16 kg) de0,3 a 70g/10 min; de 15 a 80 partes em peso; e (b2) talcoou wolastonita tendo um tamanho médio de partícula de 0,5a 15 μτη; de 20 a 80 partes em peso (por exemplo, videcoluna 2, linhas 14-49).

Composições de polipropileno adicionais são descritas napatente americana 5.286.776 e patente americana6.667.359. Outras composições poliolefínicas e artigosfabricados, tais como peças automotivas, preparadas comos mesmos, são descritas nas Publicações Americanas Nos.2005/0029692; 2004/0188885; e 2004/0094986. Polímeros ecomposições à base de propileno adicionais são descritosna Publicação Americana No. 2005/0272858 (vide tambémpublicação internacional No. 2004033509) e publicaçãoamericana No. 2004/0122196. Porém, as composiçõesdescritas nessas referências, e as discutidas acima, sãocomplexas e caras devido ao número de componentespoliméricos em cada composição e/ou por não satisfazeremuma ou mais das propriedades reológicas, mecânicas outérmicas desejadas das composições da invenção aquidescritas. Além disso, diversas composições descritasnessas referências requerem uma borracha heterofásica depolipropileno/(etileno/polipropileno) , o que não évantajoso para as propriedades de impacto a baixatemperatura.

Há uma necessidade contínua de composições poliolefínicasde baixo custo, simples em formulações poliméricas e quepossam ser usadas para formar peças manufaturadas, taiscomo peças moldadas por injeção, que possuam excelentespropriedades mecânicas e térmicas. Existe ainda uma outranecessidade de composições de TPO carregadas que possamser usadas para formar artigos de manufatura leves ereforçados, tais como peças moldadas por injeção leves.

Existe também a necessidade de que tais composiçõespossam ser usadas para formar artigos de manufatura compropriedades melhoradas de desempenho a alta temperaturae a baixa temperatura. Essas necessidades e outras foramatendidas pela invenção a seguir descrita.

Sumário da invenção

De acordo com a presente invenção, estruturas feitas decomposições de TPO compreendendo homopolímero depropileno isotático cristalino, um modificador de impactoelastomérico de EAOf e um tipo de reforço de cargalamelar, oferecem uma alternativa de baixo custo pararesinas de moldagem convencionais, tais como resinas àbase de policarbonato e resinas à base de poliestireno.

A invenção refere-se a composições de TPO tendo baixobrilho, boa resistência ao impacto a baixa temperaturaaté cerca de -30°C, conforme medido por um Teste deImpacto por Queda de Dardo Instrumentado (ASTM D3763) eImpacto sob Entalhe Izod (ASTM D256), um módulo de flexãomaior que cerca de 1930 MPa (ASTM D790-03, módulo secantede 1 por cento), e uma HDT (ASTM D648-04, 0,455 MPa))maior que cerca de 100°C.

Tais composições compreendem o seguinte: (a) umhomopolímero de propileno isotático altamente cristalino,com um módulo de flexão maior que cerca de 193 0 MPa (ASTMD790-03, módulo secante 1 por cento) e uma HDT maior quecerca de IOO0C (ASTM D648-04, 0,455 MPa)), (b) ummodificador de impacto elastomérico de etileno/a-olefina(ou interpolímero de et ileno/a-olef ina) com uma Tginferior a -30°C, medida através de CalorimetriaDiferencial Exploratória (DSC), um tan delta inferior acerca de 2, medido a 190°C e 0,1 radianos por freqüênciapor segundo com um reômetro ARES (Advanced RheometricExpansion Systems) e uma HDT medida através de ASTM D648-04, a 0,455 MPa, que é maior ou igual à temperatura defusão de pico do modificador de impacto medida por DSC, e(c) uma carga lamelar. Em tais composições, a relação dehomopolímero para modificador de impacto (A:B) é entrecerca de 9:1 e cerca de 6:4.

Tipicamente, o reômetro ARES é operado a uma deformaçãode 15 por cento. 0 procedimento DSC para medir atemperatura de transição vítrea (Tg) inclui um equilíbrioinicial de três minutos a 20 0°C, seguido de uma queda até-90°C, a 10°C/minuto, seguido de equilíbrio durante cincominutos, e finalmente, seguido de elevação até 200°C a10°C/minuto. A quantidade de carga lamelar na composiçãode TPO pode variar largamente, mas tipicamente, éutilizada carga suficiente, de forma que as composiçõesda presente invenção tenham um fator de eficiência demódulo de flexão de cerca de 3 ou mais, e um fator deeficiência de distorção térmica de cerca de 1,5 ou mais.

Os fatores são determinados pelos métodos de referênciadescritos abaixo. A relação de carga (C) na composição(A+B+C) ou (C:(A+B+C)) é ajustada, conforme necessário,para atingir o módulo de flexão composicional e HDTdesejados. As composições de TPO da presente invençãopodem compreender um ou mais de outros componentes, taiscomo um pigmento e/ou um aditivo resistente a risco eabrasão. 0 pigmento é tipicamente adicionado comoconcentrado colorido e os artigos moldados feitos comessas composições exibem boa cor, de forma que podem nãonecessitar de pintura.

Assim, a invenção provê uma composição poliolefínicatendo uma temperatura de distorção térmica (HDT) superiora cerca de 100°C e módulo de flexão superior a cerca de1930 MPa, a composição compreendendo:

A) . um homopolímero de propileno isotático cristalinotendo um módulo de flexão maior que cerca de 193 0 MPa eHDT superior a cerca de 100°C;

B) . um interpolímero de etileno/a-olefina tendo uma Tginferior a cerca de -30°C, um tan delta medido a 0,1radianos/s a 190°C inferior a cerca de 2, uma HDT que ésuperior ou igual à temperatura de pico de fusão dointerpolímero de etileno/a-olefina, medida através decalorimetria diferencial exploratória, e

c). uma carga lamelar, eonde a relação de peso de homopolímero:interpolímero(A:B) é entre cerca de 9:1 e cerca de 6:4.Num aspecto, a porcentagem em peso da carga, com base napeso da soma do homopolímero de propileno, dointerpolímero de etileno/a-olefina e da carga é maior quea porcentagem em peso do interpolímero de etileno/a-olefina, com base no peso da soma do homopolímero depropileno e do interpolímero de etileno/a-olefina.

Em outro aspecto, as composições da invenção compreendemainda pelo menos um aditivo selecionado de um pigmento,um retardante de chama, um aditivo resistente a risco eabrasão ou suas combinações.

Em outro aspecto da invenção, o homopolímero de propilenopossui um módulo de flexão maior que 2070 MPa, e uma HDTsuperior a IlO0C, e mais pref erivelmente um módulo deflexão superior a 2210 MPa, e uma HDT superior a 120°C.

Em outro aspecto da invenção, a α-olefina dointerpolímero de etileno/a-olefina é uma α-olefina C3-C2Oe mais pref erivelmente uma α-olefina C4-C2O- Num outroaspecto, a α-olefina do interpolímero de etileno/a-olefina é selecionada de propileno, 1-buteno, 1-hexeno ou1-octeno, e mais preferivelmente é selecionada de 1-buteno, 1-hexeno ou 1-octeno. Em outro aspecto dainvenção, o interpolímero de etileno/a-olefina possui umaTg inferior a -30°C, preferivelmente inferior a -40°C emais preferivelmente inferior a -50°C. Em outro aspecto,a diferença entre a "HDT" e o "ponto de fusão, Tmn dointerpolímero de etileno/a-olefina é de pelo menos 4,preferivelmente de pelo menos 6, e mais preferivelmentede pelo menos 8. Em outro aspecto, o tan delta, medido a190°C e 0,10 radianos/segundo do interpolímero deetileno/a-olefina é de 2 ou menos, e mais preferivelmentede 1,8 ou menos.

Em outro aspecto da invenção, a carga é talco lamelar.Num outro aspecto, a composição compreende uma quantidadesuficiente da carga, de forma que a composição possua umfator de eficiência de módulo de flexão de 3 ou mais, eum fator de eficiência de HDT de 1,5 ou mais. Em outroaspecto, a composição compreende 2 5 por cento em peso, emais preferivelmente 3 0 por cento em peso de talcobaseado no peso total da composição. Em outro aspecto, acomposição compreende preferivelmente uma quantidadeigual ou superior a 3 0 por cento em peso, e maispreferivelmente igual ou superior a 3 5 por cento em pesode talco, com base no peso total da composição. Em outroaspecto, a porcentagem em peso da carga, com base no"peso da soma do homopolímero de propileno, dointerpolímero de etileno/a-olefina e da carga", é maiordo que a porcentagem em peso do interpolímero deet ileno/a-olef ina, com base no "peso da soma dohomopolímero de propileno e do interpolímero deetileno/a-olefina."

Em outro aspecto, a composição compreende ainda um oumais de outros interpolímeros de etileno/a-olefinadiferentes. Num outro aspecto, a porcentagem em peso dacarga, com base no "peso da soma do homopolímero depropileno, do interpolímero de etileno/a-olefina", do umou mais de outros interpolímeros de etileno/a-olefinadiferentes, e de carga é maior do que a porcentagem empeso do interpolímero de et ileno/a-olef ina e do um oumais outros interpolímeros de etileno/a-olefinadiferentes, com base no "peso da soma do homopolímero depropileno, do interpolímero de etileno/a-olefina" e do umou mais de outros interpolímeros de etileno/a-olefinadiferentes.

A invenção também prove artigos compreendendo pelo menosum componente formado de uma composição inventiva.

A invenção provê ainda artigos moldados compreendendopelo menos um componente formado de uma composiçãoinventiva. Num outro aspecto, o artigo moldado é uma peçade computador, um material de construção, um utensíliodoméstico, um recipiente, um móvel, um componente paracalçado ou um brinquedo.

A invenção também provê métodos para preparar ascomposições da invenção. Num outro aspecto, um métodocompreende polimerizar o homopolímero de polipropileno eo interpolímero de etileno/a-olefina em reatoresseparados, e posteriormente misturar o homopolímero depolipropileno e o interpolímero de etileno/a-olefinajuntamente com uma carga lamelar. Num outro aspecto, ométodo compreende polimerizar o homopolímero depolipropileno e o interpolímero de etileno/a-olefina emreatores separados, e posteriormente misturar ohomopolímero de polipropileno e o interpolímero deetileno/a-olefina juntos com uma carga lamelar.

A invenção também prove composições compreendendo umacombinação de dois ou mais aspectos ou concretizaçõesaqui descritos. A invenção também provê métodos parapreparar as composições da invenção, ditos métodoscompreendendo uma combinação de dois ou mais aspectos ouconcretizações conforme aqui descritos.

A invenção também provê artigos compreendendo umacombinação de dois ou mais aspectos ou concretizaçõesconforme aqui descritos. A invenção também provê métodospara preparar os artigos da invenção, ditos métodoscompreendendo uma combinação de dois ou mais aspectos ouconcretizações, conforme aqui descritos.

Descrição detalhada da invenção

0 polipropileno é o principal componente polimérico daformulação e finalmente determina o módulo de flexãomáximo e a HDT que podem ser obtidos. 0 homopolímero depropileno convencional possui um módulo de flexão (1 porcento secante) inferior a cerca de 1520 MPa (220,4 kpsi),e uma HDT inferior a 90°C, não sendo suficientementerígido ou não tendo a capacidade de reter sua rigidez auma temperatura alta o suficiente para ser útil nessascomposições. Para obter as metas combinadas de baixobrilho, resistência a impacto a baixa temperatura, módulode flexão melhorado (por exemplo, superior a cerca de152 0 Mpa, secante 1 por cento) e HDT melhorada (porexemplo, superior a cerca de 90°C) , preferivelmente opolipropileno é um homopolímero isotático altamentecristalino com um módulo de flexão superior a cerca de1930 MPa (280 kpsi) e uma HDT superior a cerca de 100°C.Categorias mais preferidas de homopolímero isotáticoaltamente cristalino possuem módulo de flexão maior quecerca de 2070 MPa (300 kpsi) e uma HDT superior a cercade IlO0C. As categorias mais preferidas de polipropilenode homopolímero isotático altamente cristalino possuem ummódulo de flexão maior que cerca de 2210 MPa (32 0 kpsi) euma HDT maior que cerca de 120°C. Numa concretização, ohomopolímero de propileno possui uma HDT maior que cercade 90°C, preferivelmente maior que cerca de 100°C, maispreferivelmente maior que cerca de IlO0C, e ainda maispreferivelmente maior que cerca de 120°C e o maispreferivelmente maior que cerca de 13 0°C. Em outraconcretização, o homopolímero de propileno possui ummódulo de flexão maior que cerca de 1720 MPa (250 kpsi) ,pref erivelmente maior que cerca de 1930 MPa (280 kpsi) ,mais preferivelmente maior que cerca de 2210 MPa (320kpsi), e o mais preferivelmente maior que cerca de 2210MPa (320 kpsi).

A resistência superior a impacto sob baixa temperaturacontribui com a modificação do polipropileno dehomopolímero isotático altamente cristalino com ummodificador de impacto elastomérico de EAO (ou etileno/a-olefina). Para prover a resistência a impacto necessáriaa -3 0°C, o modificador de impacto elastomérico de EAOpossui uma temperatura de transição vítrea (Tg) inferiora -30°C, mais preferivelmente inferior a -40°C, e o maispreferivelmente inferior a -50°C.

Além disso, duas outras características do modificador deimpacto elastomérico afetam as propriedades dacomposição. Primeiramente, já que o modificador deimpacto elastomérico de EAO estará acima de seu ponto defusão antes que o homopolímero de propileno isotáticoaltamente cristalino comece a fundir, é desejávelselecionar uma categoria com uma HDT significativamentemaior do que seu ponto de fusão. A Tabela 1 abaixo mostrao delta obtido subtraindo-se a temperatura de pico defusão DSC (Tm) da HDT medida em diversos elastômeros deEAO. Versões preferidas de modificadores de impactoelastoméricos de EAO possuem um delta positivo, versõesmais preferidas possuem um delta de 4 ou mais, versõesainda mais preferidas possuem um delta de 6 ou mais, e asversões mais preferidas possuem um delta de 8 ou mais.

TABELA 1 - Parâmetros Tg e Delta (HDT - Tm) deModificadores de Impacto Selecionados.

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Os elastômeros Engage™ são copolímeros de etileno-octenoe os elastômeros ENR são copolímeros de etileno-buteno. AThe Dow Chemical Company fabrica os dois elastômeros deEAO.

Em segundo lugar, o tan delta do elastômero, medido em0,1 radiano por segundo (rad/seg) a 190°C, correlaciona-se com o brilho da peça acabada moldada por injeção.Quanto mais baixo o tan delta, mais reduzido o brilho. 0tan delta e a viscosidade em Poise medidos nessascondições, são mostrados na Tabela 1 acima. A correlaçãoentre o tan delta e o brilho a 2 0 graus (medidor debrilho Minolta, ASTM D523) , medida em formulações dereferência modificadas por impacto, utilizando diversosEAOs diferentes, é mostrada na Tabela 2 abaixo. Os dadosconstantes desta tabela baseiam-se em compostos contendouma mistura polimérica de 70 partes em peso de J707PT (umpolipropileno de copolímero de impacto com MFR de 35 daMitsui Chemicals com 30 partes em peso de diversos EAOsda The Dow Chemical Company). A mistura polimérica étestada sem carga e com a adição de 10 por cento em pesode talco lamelar ABT-2500 da Specialty Minerais. Nem ocopolímero de impacto nem o talco satisfazem aoscritérios da presente invenção, mas servem parademonstrar de que forma um EAO com um tan delta baixo a19O0C e 0,1 radianos/seg pode dramaticamente reduzir obrilho a 2 0 graus de um outro sistema brilhante. Essesdados mostram que a escolha do elastômero tem o maiorefeito sobre a redução do brilho do polipropilenomediante adição de carga (neste caso, um talco). 0polipropileno pode variar largamente, incluindo tanto ohomopolímero como o copolímero e ambos os polímerosnucleados e não-nucleados. 0 polipropileno com MFR (taxade fluxo de fundido) alta é tipicamente muito brilhante,e a adição de EAO tem algum efeito de reduzir o brilhoaté obter um acabamento sem brilho.

TABELA 2 : Efeito de EAO com Tan Delta Baixo a 190°C e0,1 rad/s no Brilho a 2 0 graus

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As categorias preferidas de modificadores de impactoelastoméricos de EAO possuem propriedades de Tg e deltaconforme descrito acima, e também possuem um tan deltamedido a 190°C e 0,1 radianos/seg de cerca de 2 ou menos,mais preferivelmente de cerca de 1,8 ou menos e o maispreferivelmente de cerca de 1,6 ou menos.

O baixo brilho obtido mediante uso de um modificador deimpacto elastomérico de EAO com o tal delta descritoacima, possibilita prover uma peça que é colorida duranteo processo de moldagem mediante o uso de um concentradocolorido. Esse processo de molde-em-cor evita uma etapade pintura quando o composto possui um brilhoaceitavelmente baixo. Uma vez que a pintura é bastanteconhecida por melhorar a resistência da peça a danoscausados por risco e abrasão, o concentrado colorido écom freqüência adicionalmente modificado com materiaisque diminuem o atrito superficial e reduzem o danosuperficial causado por risco e abrasão. Aditivos comunsconhecidos no estado da técnica são materiais à base desilício, tais como os polidimetil siloxanos de alto pesomolecular, materiais cerosos que afloram à superfície,tal como erucamida, e alguns materiais de especialidadeque contenham uma combinação de um plástico rígido, talcomo náilon, com agentes tensoativos.

Homopolímero de Propileno

0 homopolímero de propileno pode ser um homopolímerolinear ou nucleado, ou uma combinação dos mesmos.

0 homopolímero de propileno desejavelmente possui umataxa de fluxo de fundido (MFR) (230°C/2,16kg peso) de 0,1a 150, preferivelmente de 1 a 100 g/10 min,maispref erivelmente de 3 a 75 g/10 min, ainda maispreferivelmente de 5 a 50g/10 min. Todos os valores esubfaixas individuais de 0,1 a 150 g/10 min estãoincluídos e descritos na presente invenção.

Esse homopolímero de polipropileno também desejavelmentepossui um ponto de fusão superior a 145°C. Em outraconcretização, o componente de propileno possui um pontode fusão, Tm, de 130° C a 180°C, pref erivelmente de 140°Ca 170°C.

Em outra concretização, o homopolímero de polipropilenopossui uma temperatura de cristalização, Tg, igual ousuperior a 110°C, preferivelmente igual ou superior a120°C, e mais preferivelmente igual ou superior a 130°C eo mais preferivelmente, igual ou superior a 140°C.

Conforme aqui utilizado, "nucleado" refere-se a umpolímero que foi modificado através da adição de umagente nucleante tal como Millad®, um dibenzil sorbitolcomercializado pela Milliken. Outros agentes nucleantesconvencionais também podem ser usados. Observa-se que acarga lamelar, tal como um talco, pode atuar comonucleador, e pode tornar desnecessária a adição de outroagente nucleante.

Os processos de polimerização usados para produzirpolímero de alta fusão, incluem o processo em pasta que érealizado a cerca de 50-90°C e 0,5-1,5 MPa (5-15 atm) eambos os processos em fase gasosa e monômero líquido, noqual deve-se ter especial cautela na remoção de polímeroamorfo. 0 polipropileno também pode ser preparadoutilizando-se qualquer de uma variedade de catalisadoresde local único, de metaloceno e de geometria forçada,juntamente com seus processos associados. Aspolimerizações podem ocorrer num reator de tanqueagitado, num reator de fase gasosa, num reator simples detanque continuamente agitado e num reator simples depasta em laço, e outros reatores apropriados.

Numa concretização preferida, o homopolímero depolipropileno é preparado num reator simples agitado defase volumétrica contínua (propileno condensado)utilizando um catalisador Ziegler-Natta, que inclui umaespécie de metal ativo catalítico de titânio, apoiadasobre um suporte de cloreto de magnésio, e suspensa emóleo mineral. 0 catalisador suspenso pode ser bombadodiretamente ao reator. Pode-se utilizar hidrogênio comoagente de transferência de cadeia para controlar o pesomolecular. A polimerização pode ocorrer num reator detanque agitado, num reator de leito fluidifiçado em fasegasosa, num reator simples de tanque continuamenteagitado e num reator simples de pasta em laço. Taispolimerizações, e os homopolímeros de polipropilenoresultantes são descritos na publicação americana No.2005/0272858 (vide também Publicação Internacional No.2004033509 e Publicação Americana No. 2004/0122196. Cadaum desses três pedidos é aqui incorporado, em suatotalidade, por referência.

Numa concretização, o homopolímero de propileno possuiuma distribuição de peso molecular (Mw/Mn) de 2 a 6, maispreferivelmente de 2 a 5, e o mais preferivelmente de 3 a5. Todos os valores e subfaixas individuais de 2 a 6estão aqui incluídos e descritos. Em outra concretização,a distribuição de peso molecular é igual ou inferior a 6,e mais pref erivelmente igual ou inferior a 5,5 e o maispreferivelmente igual ou inferior a 5.

Em outra concretização, o homopolímero de propilenopossui uma densidade de 0,88 a 0,92 g/cc, epreferivelmente de 0,89 a 0,91 g/cc. Todos os valores esubfaixas individuais de 0,88 a 0,92 g/cc estão aquiincluídas e descritas.

Em outra concretização, o homopolímero de propilenopossui um peso molecular médio numérico (Mn) delO.OOOg/mol a 200.000 g/mol, mais preferivelmente de15.000 g/mol a 150.000 g/mol, e o mais preferivelmente de30.000 g/mol a 100.000 g/mol. Todos os valores esubfaixas individuais de 10.000 g/mol a 200.000 g/molestão aqui incluídas e descritas.

Em outra concretização, o homopolímero de propilenopossui um peso molecular médio ponderai (Mw) de 80.000g/mol a 400.000 g/mol, mais preferivelmente de 100.000g/mol a 300.000 g/mol, e o mais preferivelmente de120.000 g/mol a 200.000 g/mol. Todos os valores esubfaixas individuais de 80.000 g/mol a 400.000 g/molestão aqui incluídas e descritas.

Interpolímero de Etileno/a-olefina

As composições da invenção compreendem pelo menos uminterpolímero de etileno/a-olefina que opcionalmentecontém um dieno. "Interpolímero", conforme aquiutilizado, refere-se a um polímero que possui nelepolimerizado pelo menos dois monômeros. Inclui, porexemplo, copolímeros, terpolímeros e tetrapolímeros.

Inclui especialmente um polímero preparado polimerizando-se etileno com pelo menos um comonômero, tipicamente umaalfa-olefina (α-olefina) de 3 a 20 átomos de carbono (C3-C2o) / preferivelmente de 4 a 20 carbonos (C4-C2o) / maispref erivelmente de 4 a 12 átomos de carbono (C4-Ci2) eainda mais pref erivelmente de 4 a 8 átomos de carbono(C4-C8). As α-olefinas incluem, porém não se restringem a1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 4-metil-l-penteno, 1-hepteno, e 1-octeno. α-Olefinas preferidas incluem 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 4-metil-l-penteno, 1-heptenoe 1-octeno. A α-olefina é desejavelemente uma a-olefinaC4 -Cg.

Os interpolímeros incluem copolímeros de etileno/buteno(EB), copolímeros de etileno/hexeno-1(EH), copolímeros deetileno/octeno (EO) , interpolímeros modificados cometileno/alfa-olefina/dieno (EAODM) tais comointerpolímeros modificados com etileno/propileno/dieno(EPDM) e terpolímeros de etileno/propileno/octeno.Copolímeros preferidos incluem os copolímeros EB, EH e EO.

Monômeros de dieno apropriados incluem dienos conjugadose não conjugados. A diolefina não conjugada pode ser umdieno de hidrocarboneto C6-Ci5 de cadeia linear,ramificada ou cíclico. Dienos não conjugados ilustrativossão dienos acíclicos de cadeia linear, tais como 1,4-hexadieno e 1,5-heptadieno; dienos acíclicos de cadeiaramificada, tal como 5-metil-l,4-hexadieno, 2-metil-l,5-hexadieno, 6-metil-1,5-heptadieno, 7-metil-l,6-octadieno,3,7-dimetil-1,6-octadieno, 3,7-dimetil-1,7-octadieno,5,7-dimetil-l,7-octadieno, 1,9-decadieno e isômerosmistos de dihidromirceno; dienos alicíclicos de anelúnico, tais como 1,4-ciclohexadieno, 1,5-ciclooctadieno e1,5-ciclododecadieno; dienos fundidos alicíclicos de anelmúltiplo e dienos de anel em ponte, tais comotetrahidroindeno, metil tetrahidroindeno; alquenila,alquilideno, cicloalquenila e cicloalquilidenonorbornenos, tais como 5-metileno-2-norborneno (MNB), 5-etilideno-2-norborneno (ENB), 5-vinil-2-norborneno, 5-propenil-2-norborneno, 5 -isopropilideno-2-norborneno, 5-(4-ciclopentenil)-2-norborneno, e 5-ciclohexilideno-2-norborneno. Dienos não conjugados preferidos incluem ENB,1,4-hexadieno, 7-metil-l,6-octadieno e maispreferivelmente o dieno é ENB. Dienos conjugadosapropriados incluem 1,3-pentadieno, 1,3-butadieno, 2-metil-1,3-butadieno, 4-metil-1,3-pentadieno ou 1,3-ciclopentadieno.

Embora os interpolímeros preferidos sejamsubstancialmente livres de qualquer monômero de dieno quetipicamente induza LCB, pode-se incluir tal monômero seos custos forem aceitáveis, e se as propriedadesdesejáveis do interpolímero, tais como processabilidade,resistência à tração e alongamento não degradarem até umnível inaceitável. Tais monômeros de dieno incluem, porémnão se restringem a diciclopentadieno, NBD, metilnorbornadieno, vinil-norborneno, 1,6-octadieno, 1,7-octadieno e 1,9-decadieno. Quando adicionados, taismonômeros podem ser adicionados numa quantidade dentro deuma faixa de maior que zero a 3 por cento em peso, maispreferivelmente de maior que zero a 2 por cento em peso,com base no peso do interpolímero.

Os interpolímeros de etileno/a-olefina da invenção podemser interpolímeros ramificados e/ou não ramificados. Apresença ou ausência de ramificação nos interpolímeros deetileno/a-olefina, e se a ramificação estiver presente, aquantidade de ramificação pode variar amplamente, e podedepender das condições desejadas de processamento, e daspropriedades desejadadas do polímero.

A natureza de ramificação de etileno/a-olefina (EAO) nãoé crítica para a prática da presente invenção e, comotal, pode variar segundo a conveniência. Preferivelmente,a ramificação é uma ramificação de cadeia longa (LCB). Acapacidade de incorporar LCB nas cadeias poliméricasprincipais é conhecida e praticada há muitos anos. Napatente americana 3.821.143, um 1,4-hexadieno foi usadocomo monômero ramificador para preparar polímeros deetileno/propileno/dieno (EPDM) tendo LCB. Tais agentes deramificação são, às vezes, designados como agentes deramificação H. As patentes americanas 6.300.451 e6.372.847 também utilizam diversos agentes de ramificaçãotipo H para preparar polímeros tendo LCB. Na patenteamericana 5.278.272, descobriu-se que os catalisadores degeometria forçada (CGC) possuem a capacidade deincorporar macromonômeros com terminação vinila à cadeiapolimérica principal para formar polímeros de LCB.Talramificação é designada como ramificação do tipo T. Cadauma dessas patentes (patentes americanas 3.821.143;6.300.451; 6.372.847 e 5.278.272) é aqui incorporada porreferência em sua totalidade.

A patente '2 72 ensina que CGC são inéditos em suacapacidade de incorporar moléculas insaturadas numacadeia polimérica principal. A quantidade de LCB que podeser incorporada por esses CGC é tipicamente de 0,01LCB/100 0 átomos de carbono a LCB/1000 átomos de carbono(tanto átomos de carbono de cadeia principal como deramificada).

Pref erivelmente, o tipo de LCB nos interpolímerosutilizados na prática da presente invenção é aramificação do tipo T, ao contrário da ramificação dotipo Η. A ramificação do tipo T é tipicamente obtida porcopolimerização de etileno ou de outras alfa olefinas commacromonômeros insaturados em terminação de cadeia napresença de um catalisador de geometria forçada sobcondições apropriadas de reator, tais como as descritasem WO 00/26268 (equivalente americano, patente americana6.680.361, aqui incorporada por referência em suatotalidade). Se forem desejados níveis de LCBextremamente altos, a ramificação do tipo H é o métodopreferido, já que a ramificação do tipo T possui umlimite superior prático para o grau de LCB. Conformediscutido em WO 00/26268, à medida que o nível deramificação do tipo T aumenta, a eficiência ouprodutividade do processo de fabricação diminuisignificativamente, até atingir o ponto em que a produçãotorna-se economicamente inviável.Os polímeros LCB do tipoT podem ser produzidos através de catalisadores degeometria forçada, sem géis mensuráveis, porém com níveismuito altos de LCB do tipo T. Uma vez que o macromonômeroincorporado à cadeia polimérica crescente possui apenasum local de insaturação reativa, o polímero resultantecontém apenas cadeias laterais de extensões variáveis, eem diferentes intervalos ao longo da cadeia poliméricaprincipal.

A ramificação do tipo H é tipicamente obtida através dacopolimerização de etileno ou de outras alfa olefinas comum dieno tendo duas ligações duplas reativas com um tipode catalisador não de metaloceno no processo depolimerização. Como o nome implica, o dieno liga umamolécula de polímero a outra molécula de polímero atravésde uma ponte de dieno; a molécula de polímero resultantelembra um H que poderia ser descrito como mais umareticulação ao invés de uma ramificação de cadeia longa.

A ramificação do tipo H é tipicamente usada quando níveisextremamente altos de ramificação são desejados. Se forutilizado dieno em demasia, a molécula de polímero podeformar tanta ramificação ou reticulação a ponto de nãoser mais solúvel no solvente de reação (num processo emsolução) e conseqüentemente precipita-se da solução,resultando na formação de partículas de gel no polímero.

Adicionalmente, o uso de agentes de ramificação do tipo Hpodem desativar catalisadores de metaloceno, e reduzir aeficiência do catalisador. Assim, quando os agentes deramificação do tipo H são usados, os catalisadores usadossão tipicamente catalisadores não de metaloceno. Oscatalisadores utilizados para preparar os polímerosramificados do tipo H na patente americana US 6.372.847(aqui incorporada por referência em sua totalidade) sãoos catalisadores do tipo vanádio.

Interpolímeros de etileno apropriados incluem polímerosENGAGE™, AFFINITY™, e NORDEL da The Dow ChemicalCompany e polímeros VISTALON™, , e EXACT™ da ExxonMobilChemical Company e polímeros TAFMER™ da Mitsui Chemical.Interpolímeros de etileno preferidos incluem ENGAGE™ eAFFINITY™ da The Dow Chemical Company, e polímerosVISTALON™ e EXACT™ da ExxonMobil Chemical Company, epolímeros TAFMER™ da Mitsui Chemical.

Em outra concretização, o interpolímero de etileno/a-olefina possui uma distribuição de peso molecular (Mw/Mn)de 1 a 5, mais pref erivelmente de 1,5 a 4 e o maispreferivelmente de 2 a 3. Todos os valores e subfaixasindividuais de 1 a 5 estão incluídos e descritos napresente invenção.

Em outra concretização, o interpolímero de etileno/a-olefina possui uma densidade de 0,80 a 0,90 g/cc,preferivelmente de 0,82 a 0,88 g/cc e maispreferivelmente de 0,83 a 0,87 g/cc. Todos os valores esubfaixas individuais de 0,80 a 0,90 g/cc estão incluídase descritas na presente invenção. Em outraconcretização, o interpolímero de etileno/a-olefinapossui uma densidade igual ou inferior a 0,875 g/cc,preferivelmente igual ou inferior a 0,86 g/cc, e maispreferivelmente igual ou inferior a 0,85 g/cc.

Em outra concretização, o interpolímero de etileno/a-olefina possui um índice de fusão 12 (190°C/2,16 kg) de0,05 a 10 g/10 min, preferivelmente de 0,1 a 5 g/10 min emais pref erivelmente de 0,2 a 2g/10 min, ou 0,5 a lg/10min. Todos os valores e subfaixas individuais de 0,05 a10 g/10 min estão incluídos e descritos na presenteinvenção. Em outra concretização, o componenteelastomérico possui um índice de fusão, 12, de lg/10 minou menos, preferivelmente de 0,5g/10 min ou menos, e maispreferivelmente de 0,3g/10 min ou menos.Em outra concretização, o interpolímero de etileno/a-olefina possui um peso molecular médio numérico (mn) de40.000 g/mol a 200.000 g/mol, mais preferivelmente de50.000 g/mol a 150.000 g/mol, e o mais preferivelmente de60.000 g/mol a 100.000 g/mol. Todos os valores esubfaixas individuais de 40.000 g/mol a 200.000 g/molestão incluídos e descritos na presente invenção.

Em outra concretização, o interpolímero de etileno/a-olefina possui um peso molecular médio ponderai (Mw) de80.000 g/mol a 400.000 g/mol, mais preferivelmente de100.000 g/mol a 300.000 g/mol, e o mais preferivelmentede 120.000 g/mol a 200.000 g/mol. Todos os valores esubfaixas de 80.000 g/mol a 400.000 g/mol estão incluídose descritos na presente invenção.

Em outra concretização, o interpolímero de etileno/a-olefina possui uma Tg inferior a -30° C, preferivelmenteinferior a -40° C, e mais preferivelmente inferior a-50° C.

Em outra concretização, o interpolímero de etileno/a-olefina é um interpolímero de etileno/a-olefina linearhomogeneamente ramificado ou substancialmente linearhomogeneamente ramificado. Processos para prepararpolímeros homogêneos são descritos na patente americana5.206.075; patente americana 5.241.031; e Pedido PCTInternacional WO 93/03093; cada um sendo aqui incorporadopor referência em sua totalidade. Outros detalhesrelativos à produção de copolímeros de etileno/a-olerfinahomogêneos são descritos nas patentes americanas5.206.075; 5.241.031; Publicação PCT Internacional No. WO93/03093; Publicação PCT Internacional No. WO 90/03414;todos os quatro sendo aqui incorporados por referência emsua totalidade.

Os termos "homogêneo" e "homogeneamente ramificado" sãousados em referência a um polímero (ou interpolímero)deetileno/a-olefina , onde o comonômero(s) é aleatoriamentedistribuído numa dada molécula de polímero, esubstancialmente todas as moléculas de polímero possuem amesma relação de etileno-comonômero(s). Os interpolímerosde etileno homogeneamente ramificados inclueminterpolímeros de etileno lineares e interpolímeros deetileno substancialmente lineares.

Incluídos entre os interpolímeros de etileno lineareshomogeneamente ramificados estão os interpolímeros deetileno, nos quais falta ramificação de cadeia longa, masque possuem ramificações de cadeia curta, derivados docomonômero polimerizado no interpolímero, e que sãohomogeneamente distribuídos, ambos na mesma cadeiapolimérica, e entre diferentes cadeias poliméricas. Ouseja, interpolímeros de etileno lineares homogeneamenteramificados não possuem ramificação de cadeia longa, comoé o caso de polímeros de polietileno lineares de baixadensidade ou dos polímeros de polietileno lineares dealta densidade, preparados utilizando processos depolimerização com distribuição de ramificação uniforme,conforme descritos, por exemplo, por Elston na patenteamericana 3.645.992. Exemplos comerciais deinterpolímeros de etileno/a-olefina lineareshomogeneamente ramificados incluem os polímeros TAFMER™fornecidos pela Mitsui Chemical Company e polímerosEXACT™ fornecidos pela ExxonMobil Chemical Company.Interpolímeros de etileno substancialmente linearesutilizados na presente invenção estão descritos naspatentes americanas 5.272.236 e 5.278.272; todas aquiincorporadas por referência. Conforme discutido acima, osinterpolímeros de etileno substancialmente lineares sãoaqueles nos quais o comonômero é aleatoriamentedistribuído numa dada molécula de interpolímero e nosquais substancialmente todas as moléculas deinterpolímero possuem a mesma relação etileno/comonômeronaquele interpolímero. Interpolímeros de etilenosubstancialmente lineares são preparados utilizando umcatalisador de geometria forçada. Exemplos decatalisadores de geometria forçada e tais preparações sãodescritos nas patentes americanas Nos. 5.272.236 e5.278.272.

Além disso, os interpolímeros de etileno substancialmentelineares são polímeros de etileno homogeneamenteramificados que possuem ramificação de cadeia longa. Asramificações de cadeia longa possuem cerca da mesmadistribuição de comonômero da cadeia poliméricaprincipal, e podem ter cerca da mesma extensão da cadeiapolimérica principal. Conforme acima discutido,"substancialmente linear", tipicamente, refere-se a umpolímero que é substituído, em média, com 0,01ramificações de cadeia longa por 1000 carbonos totais(incluindo tanto os carbonos de cadeia principal como daramificação) a 3 ramificações de cadeia longa por 1000carbonos totais.

Exemplos comerciais de polímeros substancialmentelineares incluem os polímeros ENGAGE ™ (The Dow ChemicalCompany) e o os polímeros AFFINITY ™ (The Dow ChemicalCompany).

Os interpolímeros de etileno substancialmente linearesformam uma classe inédita de polímeros de etilenohomogeneamente ramificados. Eles diferem substancialmenteda classe bastante conhecida de interpolímeros de etilenolineares convencionais homogeneamente ramificados,descritos por Elston na patente americana No. 3.645.992,e, além disso, não estão incluídos na mesma classe dospolímeros convencionais e heterogêneos de etilenolineares polimerizados com catalisador Ziegler-Natta(por exemplo, o polietileno de ultra baixa densidade(ULDPE), o polietileno linear de baixa densidade (LLDPE)ou o polietileno de alta densidade (HDPE) preparados, porexemplo, utilizando a técnica descrita por Anderson etal., na patente americana 4.076.698); também não estãoincluídos na mesma classe dos polietilenos de altapressão, iniciados com radical livre e altamenteramificados, tais como, por exemplo, o polietileno debaixa densidade (LDPE), os copolímeros de etileno-ácidoacrílico (EAA) e os copolímeros de etileno vinil acetato(EVA).

Carga lamelar

Qualquer material inerte com formato geralmente discaipode ser usado como carga lamelar nas composições de TPOda presente invenção. Típica e preferivelmente, a cargalamelar é um pó mineral inerte, como por exemplo, talco,argila de caolim ou mica e mais pref erivelmente é umtalco lamelar. Talcos e argilas de caolim lamelares sãoidentificados nas Tabelas 3 e 4, respectivamente. 0 tipoespecífico de talco lamelar é selecionado para terresistência de reforço suficiente para conferir ou mantero módulo de flexão e HDT desejados da composição final,sem exceder a densidade da resina polimérica que acomposição pretende substituir. Tipicamente, a densidadede uma resina de grau comercial é de cerca de 1,13 g/ml.

Para composições preparadas com os homopolímeros depropileno de alta cristalinidade e os elastômeros de EAOda presente invenção, um carregamento de cerca de 3 0 porcento em peso é típico, embora uma quantidade maior oumenor possa ser usada, se necessário.

TABELA 3 : Talcos Lamelares Comuns

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TABELA 4: ARGILAS DE CAOLIM LAMELARES COMUNS

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Durante o processamento das composições da invenção,observa-se que sob tensão de fluxo, a carga em forma deplaca geralmente se alinhará paralelamente ao sentido dofluxo da composição. Esse padrão de fluxo ajuda a reduzira contração da composição no sentido do fluxo, epossibilita que a carga reforce o produto poliméricoresultante, aumentanto tanto a temperatura de distorçãotérmica como o módulo de flexão. A eficácia de cargaespecífica pode ser determinada ajustando-se uma linhaaos dados colhidos em vários níveis de adição de carga. 0declive da linha, em unidades de "aumento percentual empropriedade" dividido pela "porcentagem em peso da adiçãode carga" é uma medição da eficiência específica da cargaaumentando a temperatura de distorção térmica ou o módulode flexão.

A eficiência de reforço da carga na composição é avaliadamedindo-se o efeito de uma adição de 20 por cento em pesode carga sobre o módulo de flexão e HDT da mistura depolipropileno e EAO. Um fator de eficiência de módulo deflexão, com unidades de aumento percentual no módulo paracarregamento percentual de carga, pode então sercalculado. Esse fator é relativamente linear numa faixade carregamento de carga de cerca de 10 a 4 0 por cento empeso. Um fator relacionado de eficiência de distorçãotérmica pode ser, similarmente, calculado para cada tipode carga combinando-se o homopolímero de propilenoisotático de alta cristalinidade e o modificador deimpacto elastomérico de EAO com a carga de reforço a 2 0por cento em peso e sem a carga. 0 fator de eficiência dedistorção térmica é menos linear do que o fator deeficiência de módulo de flexão, e mais sensível ao grauespecífico de polipropileno e EAO. Como resultado, cargasde interesse são tipicamente consideradas como referêncianum carregamento de 2 0 por cento em peso com ohomopolímero isotático altamente cristalino e modificadorde impacto elastomérico de EAO da presente invenção.

Tipos de carga de reforço preferidos, por exemplo, talcolamelar, da presente invenção possuem um fator deeficiência de distorção térmica igual ou superior a cercade 1,5, mais preferivelmente superior a cerca de 1,7, e omais preferivelmente superior a cerca de 1,9, quandoformulados em carregamentos de 2 0 por cento em peso nohomopolímero de propileno isotático altamente cristalinoe no modificador de impacto elastomérico de EAO.

Simultaneamente, os tipos de carga de reforço preferidosda presente invenção possuem um fator de eficiência demódulo de flexão maior que cerca de 3, maispref erivelmente maior que cerca de 3,5 e o maispreferivelmente maior que cerca de 4.

Numa concretização, o tamanho médio de partícula é de 0,1mícron a 50 mícrons, preferivelmente de 0,5 mícron a 25mícrons, e mais preferivelmente de 1 mícron a 10 mícrons.Todos os valores e subfaixas individuais de 0,1 mícron a50 mícrons estão incluídos e descritos na presenteinvenção.

Preparação de Composições

Conforme discutido acima, as composições de TPO dapresente invenção contém pelo menos um homopolímero depropileno, pelo menos um interpolímero de etileno/a-olefina e pelo menos uma carga lamelar. Embora taiscomposições possam ser preparadas através de qualquer umde diversos processos diferentes, geralmente essesprocessos enquadram-se em uma de duas categorias, ouseja, mistura pós-reator, mistura em-reator, ou umacombinação dos mesmos. Exemplos ilustrativos dosanteriormente citados incluem extrusoras de fusão nasquais dois ou mais polímeros sólidos são alimentados efisicamente misturados numa composição substancialmentehomogênea, e reatores de solução múltiplos, de pasta deou fase gasosa, dispostos em ordem paralela e nos quais asaída de cada é misturada com outra para formar umacomposição substancialmente homogênea que é finalmenterecuperada em forma sólida. Exemplos ilustrativos dessesúltimos incluem reatores múltiplos conectados em série, ereatores simples carregados com dois ou maiscatalisadores. Preferivelmente, as composições sãopreparadas através de mistura pós-reator.Tipicamente, o homopolímero de propileno e ointerpolímero de etileno/a-olefina são misturados entresi, antes da adição da carga, embora a carga possa serprimeiramente misturada com um ou outro dos polímerosantes da adição do outro polímero. A carga pode seradicionada pura ou na forma de lote padrão, com base emcada polímero. Todos os componentes da composição sãomisturados entre si, até que uma composiçãosubstancialmente homogênea seja obtida. Misturadores eextrusoras padrão podem ser usados para a mistura. Ascomposições da presente invenção podem também conteroutros componentes, como por exemplo, pigmentos, anti-oxidantes, auxiliares de processamento.

As composições de TPO da presente invenção são usadas damesma forma que as bases de policarbonato e ascomposições à base de poliestireno convencionais. Emespecial, as composições da presente invenção sãobastante apropriadas para a fabricação de estruturasusadas na preparação de painéis de instrumentos macios eartigos similares.

Composição

A composição da invenção preferivelmente contém de 60 a90 por cento em peso, pref erivelmente de 65 a 85 porcento em peso, e mais pref erivelmente de 70 a 75 porcento em peso do homopolímero de propileno, com base nopeso de soma do homopolímero de propileno e dointerpolímero de etileno/a-olefina. Todos os valores esubfaixas individuais de 60 a 90 por cento em peso(homopolímero de polipropileno) estão incluídas edescritas na presente invenção. A composição da invençãopreferivelmente contém de 10 a 40 por cento em peso,preferivelmente de 15 a 37 por cento em peso, e maispreferivelmente de 2 0 a 3 5 por cento em peso dointerpolímero de et ileno/a-olef ina, com base no peso dasoma do homopolímero de propileno e do interpolímero deetileno/a-olefina. Todos os valores e subfaixas de 10 a40 por cento em peso (interpolímero de etileno/a-olefina)estão incluídos e descritos na presente invenção.Numa concretização, a composição contém de 25 a 50 porcento em peso, preferivelmente de 3 0 a 4 5 por. cento empeso, e mais preferivelmente de 35 a 40 por cento em pesode carga lamelar, com base no peso total da composição.Todos os valores e subfaixas de 25 a 50 por cento em peso(carga lamelar) estão incluídos e descritos na presenteinvenção.

Em outra concretização, a composição possui umatemperatura de cristalização, Tc, igual ou maior queIlO0C, pref erivelmente igual ou maior que 120°C e maispref erivelmente igual ou maior que 13 0°C, e o maispreferivelmente igual ou maior que 140°C.

Em outra concretização, a composição possui uma HDT,medida através de ASTM D648, igual ou maior que IlO0C,pref erivelmente igual ou maior que 12 0°C, e maispref erivelmente igual ou maior que 13 0°C, e o maispreferivelmente igual ou maior que 140° C.

Em outra concretização, a composição não contém outropolímero à base de propileno, que não o componente dehomopolímero de propileno.

Em outra concretização, a composição contém umaquantidade igual ou maior que 50 por cento em peso,preferivelmente igual ou maior que 60 por cento em peso,e mais preferivelmente igual ou maior que 70 por cento empeso do homopolímero de propileno, com base no peso totalda composição.

Em outra concretização, a composição contém umaquantidade igual ou menor que 4 0 por cento em peso,preferivelmente igual ou menor que 35 por cento em peso,e mais preferivelmente igual ou menor que 3 0 por cento empeso do interpolímero de etileno/a-olefina com base nopeso total da composição.

Em outra concretização, a composição não contémcopolímeros que possuam apenas unidades de monômero deetileno e propileno.

Em outra concretização, a composição não contémcopolímeros em bloco de estireno.

Em outra concretização, a composição contém apenas uminterpolímero de etileno/a-olefina.

Em outra concretização, a composição não contém umpolímero de EPDM.

Em outra concretização, a composição não contém umpolímero de EPR.

Em outra concretização, a composição não contém umcopolímero em bloco.

Em outra concretização, a composição contém umintumescente não halogênico conforme descrito na patenteamericana 6.73 7.131, aqui incorporada por referência.

Conforme descrito nesta patente, "intumescência" édefinida como um processo de formação de carbonização queocorre através da reação de aditivos intumescentes numplástico, quando submetidos à chama ou alto calor. Osaditivos reagem produzindo uma barreira isolante decarbono que elimina a combustão. Aditivos intumescentesnão halogênicos preferidos incluem o Exolit®MR, umproduto da Hoechst Chemical Company (um composto defosfato); produtos Char Guard 32911 ou NH-1511 da GreatLakes Chemical Company (compostos de fosfato); Spin Fiam,um produto da Monsanto Chemical Company (composto defosfato); Amgard EDAP, produto da Albright & Wilson (umfosfato de etileno diamina); Budit 311, produto daBudauheim (melamina - pirofosfato) ; NCENDX™ P-30,produto (em branco); e FRX44, produto da Unitex Corp (umfosfato de etileno diamina).

Em outra concretização, a composição contém retardante dechama sendo um hidrato metálico, tal como trihidróxido dealumínio, dihidróxido de magnésio, ou suas combinações.

Numa outra concretização, o retardante de chama é umhidrato metálico e está presente numa quantidade entre 25por cento em peso e 75 por cento em peso, com base nopeso total da composição. Em outra concretização, asuperfície do hidróxido metálico pode ser revestida comum ou mais materiais, incluindo os silanos, titanatos,zirconatos, ácidos carboxílicos e polímeros enxertadoscom anidrido maleico I. Em outra concretização, o tamanhomédio de partícula do hidrato metálico pode variar demenos de 0,1 micrômetro a 50 micrômetros. Em algunscasos, pode ser desejável utilizar um hidróxido metálicotendo um tamanho de partícula em nanoescala. O hidróxidometálico pode ser natural ou sintético. A composiçãoretardante de chama pode conter outros aditivosretardantes de chama. Outros aditivos retardantes dechama não halogenados apropriados incluem cálciocarbonatado, fósforo vermelho I, sílica, alumina, óxidosde titânio, talco, argila, argila organo-modifiçada,borato de zinco, trióxido de antimônio, wolastonita,mica, magadiita, magadiita organo-modifiçada, polímerosde silicone, ésteres de fosfato, estabilizantes de aminaimpedida, octamolibdato de amônio, compostosintumescentes, e grafite expansível. Aditivos retardantesde chama halogenados apropriados incluem óxido dedecabromodifenila, decabromodifenil etano, etileno-bis(tetrabromoftalimida) e 1,4:7, 10dimetanodibenzo(a,e)cicloocteno, 1,2,3,4,7,8,9,10,13,13,14,14-dodecacloro1,4,4a,5,6,7,10,10a,11,12,12a-dodecahidro. Uma outradescrição de tais retardantes de chama é encontrada napublicação internacional No. WO 2005/023924, aquiincorporada por referência em sua totalidade.

Em outra concretização, as composições da invenção contémuma quantidade compatibilizante de um pacote deretardante de chama, que inclui um retardante de chama dealcano halogenado, um retardante de chama halogenadoaromático, e opcionalmente um sinergista de retardante dechama. Numa outra concretização, um retardante de chamade alcano é selecionado de hexahalociclododecano;tetrabromociclooctano; pentabromoclorociclohexano; 1,2-dibromo-4-(1,2-dibromoetil)ciclohexano; 1,1,1,3-tetrabromononano; ou uma combinação dos mesmos. Em outraconcretização, o retardante de chama halogenado aromáticocompreende um ou mais de hexahalodifenil éteres;octahalodifenil éteres; decahalodifenil éteres;

decahalobifenil etanos; 1,2-bis(trihalofenoxi)etanos;1, 2-bis(pentahalofenoxi)etanos; um tetrahalobisfenol-A;

etileno(N,N')-bis-tetrahaloftlialimidas;

tetrabromobisfenol-A bis (2,3-dibromopropil éter;

anidridos tetrahaloftálicos; hexahalobenzenos; indanoshalogenados; ésteres de fosfato halogenados;

poliestirenos halogenados; polímeros de bisfenol-Ahalogenado e epicloridrina; ou uma combinação dos mesmos.

Em outra concretização ainda, o sinergista de retardantede chama compreende um ou mais de um óxido metálico,parafina halogenada, trifenilfosfato,dimetildifenilbutano, policumila, ou uma combinação dosmesmos.

Em outra concretização, a composição contém de cerca de0,5 a cerca de 8 partes em peso de retardante de chamahalogenado; de cerca de 0,5 a cerca de 8 partes em pesode retardante de chama halogenado aromático; de 0 a cercade 6 partes em peso de sinergista de retardante de chama,todos com base no peso total da composição.

Uma outra descrição de tais retardantes de chama éencontrada na publicação internacional No. WO 2002/12377,aqui incorporada por referência em sua totalidade.

A composição vantajosamente pode ainda compreender pelomenos um aditivo do tipo convencionalmente adicionado apolímeros ou a composições poliméricas. Esses aditivosincluem, por exemplo, óleos de processo; antioxidantes;modificadores de tensão superficial (tensoativos);estabilizantes UV; aditivos contra risco/abrasão, taiscomo polidimetil siloxano (PDMS) ou polidimetil siloxanofuncionalizado ou IRGASURF®SR 100 (da Ciba SpecialtyChemicals) ou formulações contra risco/abrasão contendoerucamida; agentes anti-blocagem; dispersantes; agentesde sopro; EAOs lineares ou substancialmente lineares;LDPE; LLDPE; lubrificantes; agentes reticuladores taiscomo peróxidos, agentes antimicrobianos tais comoorganometálicos, isotiazolonas, organoenxofres, emercaptanos; antioxidantes tais como fenólicos, aminassecundárias, fosfitos e tioésteres; agentes antiestáticostais como compostos de amônio quaternário, aminas, ecompostos etoxilados, propoxilados ou de glicerol.

Polidimetil siloxanos funcionalizados incluem, porém nãose restringem a polidimetil siloxano funcionalizados dehidroxila, polidimetil siloxano funcionalizados de amina,polidimetil siloxano funcionalizados de vinila,polidimetil siloxano funcionalizado de arila, polidimetilsiloxano funcionalizado de alquila, polidimetil siloxanofuncionalizado de carboxila, polidimetil siloxanofuncionalizado de mercaptano e derivados dos mesmos.

As composições da invenção podem também conter um aditivoadicional. Aditivos adicionais incluem, porém não serestringem a estabilizantes hidrolíticos; lubrificantestais como ácidos graxos, álcoóis graxos, amidas graxas,estearatos metálicos, ceras parafínicas emicrocristalinas, silicones e ésteres de ácidoortofosfórico; agentes de liberação de molde, tais comosólidos em pó ou de partícula fina, sabões, ceras,silicones, poliglicóis e ésteres complexos, tais comotriestearato de trimetilolpropano ou tetraestearato depentaeritritol; pigmentos; tinturas e corantes;plastificantes tais como ésteres de ácidos dibásicos (ouseus anidridos) com álcoóis monohídricos tais como o-ftalatos, adipatos e benzoatos; estabilizantes térmicostais como mercaptídeos de organoestanho, um octil ésterde ácido tioglicólico e um carboxilato de bário oucádmio; estabilizantes de luz ultravioleta usados comoamina impedida, um o-hidroxi-fenilbenzotriazol, um 2-hidroxi, 4-alcoxibenzofenona, um salicilato, umcianoacrilato, um quelato de níquel e um malonato debenzilideno e oxalanilida; e zeólitos, crivosmoleculares, agentes antiestáticos e outrosdesodorizantes conhecidos.

Um antioxidante fenólico impedido preferido é oantioxidante Irganox® 1076 da Ciba Specialty Chemicals.Os habilitados na técnica podem prontamente selecionarqualquer combinação apropriada de aditivos e quantidadesde aditivo, bem como o método de incorporar o(s)aditivo(s) à composição, sem experimentação indevida.Tipicamente, cada um dos aditivos acima, se utilizados,não excede 45 por cento em peso, com base no peso totalda composição, e são vantajosamente de cerca de 0,001 acerca de 20 por cento em peso, preferivelmente de 0,01 a15 por cento em peso e mais pref erivelmente de 0,1 a 10por cento em peso.

Numa concretização da invenção, uma composição dainvenção inclui pelo menos um polidimetilsiloxano (PDMS)para melhorar a resistência à abrasão e risco do produtoresultante. O polidimetilsiloxano está tipicamentepresente de 0,1 a 10 por cento em peso, com base no pesoda composição de polímero. Polidimetilsiloxanosapropriados incluem os que possuem uma viscosidade a 25°Cmaior que 100.000 centistokes, e mais preferivelmente deIxlO6 a 2,5xl06 centistokes. Numa outra concretização, acomposição também inclui um homopolímero de etileno ouinterpolímero de etileno enxertado com grupos anidridomaleico ou anidrido succínico e preferivelmente ohomopolímero ou interpolímero de etileno enxertadocompreende menos de 2 0 por cento de dita composição. Numaoutra concretização, a composição também inclui pelomenos um aditivo, tal como um plastificante, um pigmentoou corante, um estabilizante de UV, ou uma carga. Cargaspodem incluir cargas calcinadas ou não calcinadas. Cargasapropriadas incluem, porém não se restringem a carbonatode cálcio e wolastonita. Componentes apropriados paraformulações resistentes à abrasão e risco são descritascom mais detalhes na USP 5.902.854, cujo conteúdocompleto foi aqui incorporado por referência.

Formulações adicionais resistentes à abrasão e riscoúteis nas composições da invenção contém IRGASURF®SR 100com um ou mais aditivos, conforme aqui descrito. Umaformulação especialmente apropriada contém uma amidaalifática num portador de polietileno, tal comoIRGASURF®SR 10 0, com uma ou mais cargas, tal comowolastonita, e um homopolímero ou interpolímero deetileno enxertado com grupos anidrido maleico ou anidridosuccínico. Outras formulações de poliolefina resistentesa riscos são descritas na Publicação Americana No.2006009554 (equivalente a WO 2006/003127) aquiincorporada por referência em sua totalidade.

Numa concretização especialmente preferida, ascomposições contém concentrado resistente a risco eabrasão que, por sua vez, contém de 10 a 30 por cento empeso de pelo menos um corante e/ou estabilizante UV, de 5a 15 por cento em peso de pelo menos umpolidimetilsiloxano, de 30 a 50 por cento em peso de pelomenos uma carga, e de 10 a 3 5 por cento em peso de pelomenos um homopolímero ou interpolímero de etilenoenxertado com grupos anidrido maleico ou anidridosuccínico. As porcentagens em peso são baseadas no pesototal do concentrado resistente à abrasão e risco.

Artigos da Invenção

Os artigos podem ser preparados através de moldagem porinjeção, extrusão, extrusão seguida de termoformação emmolde macho ou fêmea, moldagem a baixa pressão, moldagempor compressão.

Uma lista parcial, não exaustiva de artigos que podem serfabricados com as composições da invenção incluem filmesde polímero, folhas revestidas com tecido, folhas depolímero, espumas, tubulação, fibras, revestimentos,peças de computador, materiais de construção, útensíliosdomésticos, alojamentos para fornecimento de energiaelétrica, latas de lixo, recipientes para armazenamentoou embalagem, tiras ou cadarços para aparadores de grama,ceifadeiras de grama, mangueira para jardim, e outraspeças de utensílios para jardinagem, gaxetas pararefrigerador, sistemas acústicos, peças para utilitários,frisos para mesa, brinquedos e peças para embarcações. Ascomposições também podem ser usadas em aplicações detelhados, tais como membranas para telhados. Ascomposições podem ainda ser usadas na fabricação decomponentes de calçados tais como canos para bota,especialmente uma bota para trabalho industrial. Umhabilitado na técnica poderá prontamente incrementar essalista sem experimentação indevida. Artigos adicionaisincluem perfis de extrusão e perfis de base de parede.

As peças produzidas moldando-se uma composição inventivasão excelentes quanto à moldabilidade e resistênciamecânica, incluindo excelente módulo de flexão deelasticidade e alongamento na ruptura por tração, altarigidez, e resistência a impacto a alta e baixatemperatura.

As peças preparadas com as composições da invençãopossuem leveza e oferecem liberdade de projeto devido àfacilidade de processamento. Tais composições produzempeças que apresentam rigidez, fluidez e resistência aimpacto aumentadas, enquanto mantém redução no fator decontração de moldagem, e alteração dimensional no momentodo tratamento térmico num molde. Assim, tais composiçõespossibilitam produzir peças moldadas por injeção, com umaespessura de parede reduzida e propriedades térmicas emecânicas melhoradas, bem como aparência externamelhorada.

As composições da invenção são suficientemente fluidas atemperaturas de moldagem para encher um molde. Sobretudo,as composições da invenção possuem excelentemoldabilidade e alta rigidez, e podem ser usadas paraformar peças com resistência mecânica, resistência aimpacto, ductilidade, e resistência à deformação térmicaexcelentes. Tais peças apresentam aparência excelente, epossuem alterações dimensionais reduzidas, no momento damoldagem, bem como coeficientes reduzidos de expansãolinear térmica. As composições são capazes de produzirpeças moldadas por injeção com uma espessura de paredemenor do que a das peças preparadas com resinas PC/ABSconvencionais. Além disso, tais peças são mais leves, secomparadas com peças preparadas com uma mistura depolicarbonato/ABS. Tipicamente, peças preparadas com ascomposições da invenção são na ordem de sete por cento empeso mais leves se comparadas com uma mistura depolicarbonato/ABS.

DEFINIÇÕES

Qualquer faixa numérica aqui citada inclui todos osvalores desde o valor mais baixo até o valor mais alto,em incrementos de uma unidade, contanto que exista umaseparação de pelo menos duas unidades entre qualquervalor mais baixo e qualquer valor mais alto. Comoexemplo, se for declarado que uma propriedadecomposicional, física ou outra, tal como, por exemplo,peso molecular, índice de fusão, etc., é de 100 a 1.000,fica entendido que todos os valores individuais, taiscomo 100, 101, 102, etc. e as subfaixas, tais como 100 a144, 155 a 170, 197 a 200, etc. são expressamentenumeradas nesta especificação. Para faixas contendovalores que são menores que um, ou contendo númerosfracionários maiores que um (por exemplo, 1,1, 1,5,etc.), uma unidade é considerada como sendo 0,0001,0,001, 0,01 ou 0,1, conforme apropriado. Para faixascontendo números de um dígito menores que dez (porexemplo, de 1 a 5), uma unidade é tipicamente consideradacomo 0,1. Esses são apenas exemplos do que se pretendeespecificar, e todas as possíveis combinações de valoresnuméricos entre o valor mais baixo e o valor mais altoenumerados, devem ser considerados como expressamentecitados no presente pedido. Faixas numéricas foramcitadas, conforme discutido na presente invenção comreferência à densidade, porcentagem em peso docomponente, tan delta, pesos moleculares e outraspropriedades.

O termo "composição", conforme aqui utilizado, inclui umamistura de materiais que compreendem a composição, bemcomo os produtos de reação e produtos de decomposiçãoformados a partir dos materiais da composição.0 termo "polímero", conforme aqui utilizado, refere-se aum composto polimérico preparado polimerizando-semonômeros, seja de tipo igual ou diferente. 0 termogenérico polímero abrange desta forma o termohomopolímero, geralmente empregado para se referir apolímeros preparados de apenas um tipo de monômero, e otermo interpolímero conforme adiante definido.

Conforme acima discutido, o termo "interpolímero",conforme aqui utilizado, refere-se a polímeros preparadosatravés da polimerização de pelo menos dois tiposdiferentes de monômeros. O termo genérico interpolímeroinclui assim copolímeros, geralmente empregados para sereferir a polímeros preparados de dois tipos diferentesde monômeros, e polímeros preparados de mais de doistipos diferentes de monômeros.

O termo "interpolímero de etileno/a-olefina", "polímerode etileno", ou termos similares, conforme aquiutilizados, refere-se a um polímero formado de unidadesmonoméricas predominantemente de etileno (mais de 50moles por cento). A porcentagem molar é baseada nos molestotais de monômeros polimerizáveis.

Os termos "mistura" ou "mistura polimérica", conformeaqui utilizado, significam uma composição de dois ou maispolímeros. Tal mistura pode ou não ser miscível. Talmistura pode ou não de fase separada. Tal mistura pode ounão conter uma ou mais configurações de domínio, conformedeterminado com espectroscopia eletrônica de transmissão.

MEDIÇÕES

Pelo termo "MI" entende-se índice de fusão, 12 ou I2, emg/10 min, medido utilizando ASTM D-1238-04, Condição190°C/2,16 kg para polímeros à base de polietileno, e230°C/2,16 kg para polímeros à base de polipropileno.

A densidade é medida de acordo com ASTM D-792-00. Adensidade medida era uma "densidade rápida" significandoque a densidade era determinada após 1 hora desde omomento da moldagem.Cromatografia de Permeação de Gel

Os pesos moleculares médios e as distribuições de pesomolecular para os polímeros à base de etileno foramdeterminados com um sistema cromatográfico de permeaçãode gel, consistindo de um cromatógrafo de altatemperatura modelo 200 da Polymer Laboratories. A columae os compartimentos de carrossel foram operados a 140° Cpara polímeros à base de polietileno. As colunasutilizadas foram três colunas B mistas de 10 mícrons daPolymer Laboratories. 0 solvente foi o 1,2,4-triclorobenzeno. As amostras foram preparadas a umaconcentração de 0,1 grama de polímero em 50 mililitros desolvente. 0 solvente, utilizado como fase móvel, e parapreparar as amostras, continha 2 00 ppm de hidroxitoluenobutilado (BHT) . Os polímeros à base de etileno forampreparados agitando-se levemente durante 2 horas a 160°C, e os polímeros à base de propileno foram dissolvidosdurante 2,5 horas. 0 volume de injeção foi de 100microlitros, e a taxa de escoamento foi de 1,0mililitros/minuto. A calibração do conjunto de coluna GPCfoi realizada com padrões de poliestireno comdistribuição de peso molecular estreita, adquiridos daPolymer Laboratories (UK), com pesos moleculares variandode 580 a 8.400.000. Os pesos moleculares de pico dopadrão de poliestireno foram convertidos em pesosmoleculares de polietileno utilizando a seguinte equação(conforme descrita por Williams e Ward,J.Polym.Sci.,Polym.Let., 6,621(1968)):

Mpolietileno =Ax (Mpoliestireno)B,

onde M é o peso molecular, A possui um valor de 0,4315 eB é igual a 1,0.

Os cálculos de peso molecular equivalente de polietilenoforam efetuados utilizando-se software Viscotek TriSECversão 3.0. Os pesos moleculares para polímeros à base depolipropileno podem ser determinados utilizando relaçõesMark-Houwink de acordo com ASTM D6474.9714-1, onde, parapoliestireno a = 0,702 e Iog K = -3,9, e parapolipropileno, a = 0,725 e Iog K = -3,721. Para amostrasà base de polipropileno, a coluna e os compartimentos decarrossel foram operados a 160°C.

Calorimetria Diferencial Exploratória

A Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC) pode serusada para medir a cristalinidade em amostras à base depolietileno (PE) e amostras à base de polipropileno (PP).

Uma amostra é comprimida até formar uma película fina auma temperatura de 190°C. Cerca de cinco a oitomiligramas de amostra de película são pesados e colocadosnum recipiente de DSC. A tampa é fechada por compressãono recipiente para garantir uma atmosfera fechada. 0recipiente de amostra é colocado numa célula do DSC eentão aquecido a uma taxa de aproximadamente 10°C/min auma temperatura em torno de 180-200°C para PE (23O0C paraPP). A amostra é mantida nessa temperatura durante trêsminutos. Então a amostra é resfriada a uma taxa de10°C/min até -90°C para PE (-90°C para PP) e mantidaisotermicamente naquela temperatura por três a cincominutos. Em seguida, a amostra é aquecida a uma taxa de10°C/min até completa fusão (segundo aquecimento; emtorno de 180°C para PE e 230°C para PP) . Salvo seindicado de outra forma, o(s) ponto(s) de fusão (Tm) decada amostra de polímero é determinado a partir dasegunda curva de aquecimento obtida de DSC, conformedescrito acima. A temperatura de cristalização (Tc) émedida a partir da primeira curva de resfriamento.

Os exemplos seguintes ilustram, porém não restringem deforma alguma a invenção.Salvo se indicado de outra forma,todas as partes e porcentagens são em peso.

EXPERIMENTAL

Cinco categorias de polipropileno são descritas na Tabela5 abaixo.

Profax PD 702 é um homopolímero de propileno convencionalvendido pela Basell.

JP 707 é um copolímero convencional de impacto depropileno e etileno heterofásico preparado in-situvendido pela Mitsui Chemicals, Inc.

Accpro 9934X, agora identificado como Innovene H35Z-02, éum homopolímero de propileno isotático altamentecristalino nucleado com MFR de 35.

Dl 18 é um versão em fase de desenvolvimento dehomopolímero de propileno nucleado altamente cristalinoda The Dow Chemical Company. Esse polímero possui um Mnde cerca de 41.000 g/mol, um Mw de cerca de 183.000 g/mole um Mw/Mn de cerca de 4,5.

CDC-I é uma versão do homopolímero de propileno D118 semo nucleador que foi parcialmente degradado ("visbroken")com cisalhamento e peróxido até um índice de fusão de 35.CDC-2 é outra versão de homopolímero de propileno D118,mas essa versão foi preparada com um agente nucleante eentão parcialmente degradado até MFR de 35.

TABELA 5 : Propriedades do Polipropileno

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0 efeito de nucleação pode ser claramente observadoexaminando-se as propriedades físicas das versões CDC.Muitos modificadores de impacto elastoméricos de EAOestão disponíveis para uso na prática da invenção,incluindo os copolímeros de etileno/octeno,etileno/buteno e etileno/propeno.

ENR 73 80 é um elastômero de EAO preferido paramodificação por impacto devido ao seu balanço de baixaTg, baixo tan delta medido a 190°C e 0,1 radiano porsegundo, e um diferencial entre seu ponto de fusão e HDTde 10,3o C.

Nas composições descritas abaixo, o homopolímero depolipropileno e o etileno/a-olefiria foram misturados numaextrusora de dupla rosca, sem carga lamelar. Os polímerosforam alimentados a uma taxa de alimentação combinada de30 libras por hora. As roscas foram giradas a 300 rpm. Astemperaturas foram ajustadas em 200°C para as zonas decilindro após a zona de alimentação inicial e para atransição e matriz. As pelotas foram preparadas com umpeletizador submerso Gala.

A modificação por impacto resulta numa queda tanto domódulo de flexão como de HDT do polipropileno, conformemostrado nas Tabelas 6 e 7 abaixo. Todas as formulaçõesforam preparadas utilizando-se 70 por cento em peso dopolipropileno selecionado e 3 0 por cento em peso do EAOselecionado; cada porcentagem em peso baseia-se no pesoda soma do polipropileno e do EAO. Os elastômerosENGAGE™ série 8000 são copolímeros de etileno e 1-buteno. Os elastômeros ENGAGE™ da série 700 0 sãocopolímeros de etileno e de 1-buteno. Engage™ 8100possui um Mn de cerca de 75.000 g/mol, um Mw de cerca de150.000 g/mol e um Mw/Mn de 2,0. ENGAGE™ série 8150possui um Mn de cerca de 87.000 g/mol, um Mw de cerca de176.000 g/mol e um Mw/Mn de 2,0. ENR™ 7380 possui um Mnde cerca de 82.000 g/mol, um Mw de cerca de 174.000 g/mole um Mw/Mn de 2,1.

TABELA 6 : Efeito de Modificação por Impacto sobre oMódulo de Flexão, Módulo Secante 1 por cento, MPa_

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Os dados da Tabela 6 mostram que a perda percentual nomódulo de flexão (módulo secante 1 por cento) não variasignificativamente neste grupo de elastômeros. Umcomportamento similar é observado com a perda percentualem HDT, conforme mostra a Tabela 7 abaixo (cerca de 25por cento da HDT, independentemente do polipropileno e doelastômero). Novamente, as propriedades mostradas sãomisturas poliméricas puras de 70 por cento em peso dopolipropileno selecionado e de 30 por cento em peso doelastômero selecionado.

TABELA 7: Efeito de Modificação por Impacto sobre aTemperatura de Distorção Térmica

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A importância das cargas lamelares deve-se à sua naturezareforçadora. A Tabela 8 abaixo mostra o efeito de adiçãode talco, a um nível de 10 por cento em peso, sobre omódulo de flexão de cada uma das versões de polipropilenoconvencionais. A segunda parte da Tabela mostra de queforma os níveis de 10 e 2 0 por cento em peso de trêstalcos diferentes aumentam o módulo de flexão de umpolipropileno de copolímero aleatório, modificado porimpacto com diversas versões de EAO a 3 0 por cento empeso numa base de polímero. Em cada caso, a porcentagemem peso de talco baseia-se no peso da soma dopolipropileno, do EAO e do talco.Um habilitado na técnica saberá como formular composições(porcentagens de polipropileno, EAO e componentes decarga) para compensar aditivos adicionais, tais comoconcentrados coloridos e outros concentrados aditivos.

Para estudo dos efeitos de categorias individuais detalco, duas categorias de polipropileno (um homopolimeroe um copolímero de impacto) foram modificados por impactocom 8 diferentes categorias de EAO e diferentescategorias de talco. As categorias de polipropileno foramum homopolimero com MFR de 35, Basell Profax PD702 e umcopolímero de impacto com MFR de 35, J7 07T (EPRheterofásico ou polipropileno de impacto PER, preparadono reator e vendido pela Grand Polymers).

Os compostos foram preparados alimentando o polipropilenoselecionado, o elastômero selecionado e o talcoselecionado numa extrusora de dupla rosca sob ascondições usadas no estudo anterior. A relação depolipropileno para elastômero foi fixada em 70 por centoem peso de polipropileno para 30 por cento em peso deelastômero; cada porcentagem em peso é baseada no peso dasoma do polipropileno e do EAO. Quando os compostos forampreparados com J707PT, essa prática efetivamente resultouem dois elastômeros presentes no composto final, oprimeiro do copolímero de polipropileno bifásico e osegundo da combinação.

A relação de polipropileno para elastômero de etileno,alimentados na extrusora, foi mantida constante em 70para 30 partes em peso. A alimentação de polímero foiajustada e o talco foi aumentado, de forma que o teor detalco atingiu uma quantidade meta. Assim, uma formulaçãocontendo um total de 10 por cento em peso de talco foipreparada com 63 por cento em peso de polipropileno, e 27por cento em peso de elastômero, e 10 por cento em pesode talco. De forma similar, uma formulação de talco de 2 0por cento em peso continha 56 por cento em peso dacategoria de polipropileno selecionado, 24 por cento empeso do elastômero selecionado, e 20 por cento em peso dotalco selecionado.

TABELA 8: Aumento Percentual em Módulo Secante 1 porcento com Adição de carregamentos de 10 e 2 0 por cento detalco a Misturas de Polipropileno Não-Nucleado e Etileno-Alfa-olefinas.

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Outra forma de expressar essa mesma informação quenormaliza a resposta a categorias individuais de talco emvários níveis, consiste em expressar as mesmasinformações como aumento percentual no módulo de flexãopor carga percentual de talco. Essa descrição é definidacomo o fator de eficiência de módulo de flexão nãonucleado, sendo sem dimensão e reportado na Tabela 9abaixo.

TABELA 9: Fator de Eficiência de Módulo de Flexão Não-Nucleado

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Um estudo similar pode ser conduzido sobre o efeito dacarga de reforço sobre a HDT. Uma vez que a diferençaentre a HDT das categorias convencionais de polipropilenoe EAO é relativamente pequena, o efeito da modificaçãopor impacto é menor do que o esperado para as categoriasde polipropileno de homopolimero isotático altamentecristalino, conforme reportado na Tabela 10 abaixo.

TABELA 10: Fator de Eficiência de HDT Não-Nucleado

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Conforme pode ser observado nas Tabelas 9 e 10 acima, acarga de reforço pode ser considerada como referência porsua eficiência ao aumentar a HDT (ASTM D648, 0,455 MPa) eo Módulo de Flexão secante 1 por cento (ASTM D7 90). Combase nesses fatores de eficiência, pode-se comparar asescolhas de carga para preparar a composição TPO compropriedades equivalentes às resinas convencionais, taiscomo PC/ABS. Das categorias de talco lamelar reportadasnas tabelas acima, Cimpact 710 oferece o melhor balançode propriedades.

As categorias de polipropileno reportadas acima eram nãonucleadas. A combinação de uma composição TPO com talco éconhecida por resultar em nucleação do polipropilenodevido à grande área superficial e formato irregular dotalco. Portanto, um dos benefícios da adição de talco é oefeito de nucleação do talco. Uma vez que a maioria dascategorias de polipropileno de homopolímero isotáticoaltamente cristalino à venda são nucleados para acentuarsua rigidez (módulo de flexão) e a HDT, avaliou-se odesempenho tanto das categorias nucleadas como das nãonucleadas. Os resultados constam da Tabela 11 abaixo.

Para o presente estudo optamos pelo uso de umpolipropileno de homopolímero altamente cristalino comuma MFR de 35. No primeiro caso, essa categoria foiproduzida sem agente nucleante e foi identificada comoCDC0501. Esse material foi preparado novamente, só quedesta vez o agente nucleante foi adicionado antes dadegradação parcial ("visbreaking") do polímero. Essacategoria nucleada foi identificada como CDC0505. Emambos os casos, as misturas modificadas por impacto forampreparadas utilizando-se 70 por cento em peso dorespectivo polipropileno altamente cristalino e 30 porcento em peso do copolímero de etileno/l-buteno, ENR7380, porém sem alimentação de talco na extrusora. Emoperações posteriores, cada polipropileno altamentecristalino foi transformado num composto carregado comtalco e modificado por impacto, alimentando-se opolipropileno, o elastômero e o talco na extrusora dedupla rosca, nas relações apropriadas. As composiçõescontendo 2 0 por cento em peso de talco receberamalimentações de 56 por cento em peso de polipropileno, 24por cento em peso de ENR 7380, e 20 por cento em peso detalco. As composições contendo 3 0 por cento em peso detalco, receberam alimentações de 49 por cento em peso depolipropileno, 21 por cento em peso de ENR 7380 e 30 porcento em peso de talco. Finalmente, as composiçõescontendo 4 0 por cento em peso de talco receberamalimentações de 42 por cento em peso de polipropileno, 18por cento em peso de ENR 7380, e 40 por cento em peso detalco. As propriedades foram medidas e reportadas naTabela 11.TABELA 11 - Conseqüências de Modificação Por Impacto eCarga de Talco para Polipropileno de HomopolímeroIsotático de Alta Cristalinidade Nucleado e Não-Nucleado

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*adição 35% talco

Os benefícios da nucleação são claramente visíveis nohomopolímero de propileno puro resultando numa HDT que éde 25,9 graus maior e um módulo secante de 1 por centoque é quase 85.000 psi maior. Os benefícios diminuem apósa modificação por impacto com 3 0% em peso da adição totaldo polímero (polipropileno e EAO) de ENR 7380 parapreparar uma composição TPO. A diferença do módulo deflexão é inferior a 30.000 psi, e a diferença de HDT éinferior a 11°C. Quando as composições de TPO sãocarregadas com talco, perde-se a vantagem da nucleação.

Esses dados permitem criar um padrão de referência paraum módulo de flexão de 142057 psi e uma HDT de 85,6° Cpara avaliar os efeitos reforçadores de cargas dereforço. Isso é útil já que as categorias comerciais maiscomuns de homopolímero de propileno isotático altamentecristalino são todas nucleadas para o reforço no módulode flexão e HDT.

Com a correlação desenvolvida acima, as cargas lamelaresde reforço alternativas podem ser identificadas numaformulação padrão com base num homopolímero de propilenoisotático altamente cristalino nucleado mais largamentedisponível. A formulação polimérica é de 70 por cento empeso do homopolímero de propileno isotático altamentecristalino nucleado para 3 0 por cento em peso domodificador de impacto elastomérico de EAO. Para aseguinte comparação de eficiência de carga, polipropilenoAccpro 9934X e EAO ENR 7380 foram utilizados. As diversascategorias de cargas lamelares examinadas incluíramargila de caolim deslaminada e talco lamelar procedentede fontes canadenses, conforme descrito na tabela 12.

TABELA 12 : Efeitos de Cargas Lamelares sobre oHomopolímero de PP modificado com EAO

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Utilizando 142057 psi como o módulo de flexão para aformulação modificada por impacto não nucleada e semcarga, e um fator de eficiência de módulo de flexão nãonucleado de 3, um carregamento de carga de 2 0 por centoem peso pode trazer um módulo de flexão para 227.291 psi.

De forma similar, uma carga de reforço que atenda àexigência da presente invenção de um fator de eficiênciade HDT de 1,5, poderia simultaneamente ter uma HDT de111,3° C. As categorias de talco lamelar JetFil atendemesses requisitos, o que não acontece com as categorias decaolim.

Embora a invenção tenha sido descrita em certos detalhesnas concretizações específicas precedentes, tais detalhestem a finalidade única de ilustração. Muitas variações emodificações podem ser feitas pelo habilitado na técnica,sem fugir do escopo e espírito da invenção, conformedescrito nas reivindicações em anexo.

Claims (22)

1. Composição poliolefínica, tendo uma temperatura dedistorção térmica (HDT, ASTM D648, 0,455 MPa) maior que-IOO0C e módulo de flexão (ASTM D790, módulo secante 1%)maior que 1930 MPa, caracterizada pelo fato decompreender:A) um homopolímero de propileno isotático cristalinotendo um módulo de flexão (ASTM D790, módulo secante 1%)maior que 1930 MPa e uma HDT (ASTM D648, 0,455 MPa) maiorque 10 0°C;B) um interpolímero de etileno/a-olefina tendo uma Tginferior a cerca de -30°C, um tan delta medido em 0,1radianos/s a 190°C inferior a cerca de 2, uma HDT (ASTMD648, 0,455 MPa) que é maior ou igual à temperatura defusão de pico do interpolímero de etileno/a-olefina,medida através de calorimetria diferencial exploratória,eC) uma carga lamelar, esendo que a relação de peso de homopolímero:interpolímero(A:B) é entre cerca de 9:1 e cerca de 6:4.

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de o homopolímero de propilenoter um módulo de flexão maior que 2 070 MPa, e uma HDTmaior que 110°C.

3. Composição, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de o homopolímero de propilenoter um módulo de flexão maior que 2210 MPa, e uma HDTmaior que 120°C.

4. Composição, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de a α-olefina do interpolímerode etileno/a-olef ina ser uma α-olefina C3-C2O-

5. Composição, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de a α-olefina do interpolímerode etileno/a-olefina ser selecionada do grupo consistindode propileno, 1-buteno, 1-hexeno e 1-octeno.

6. Composição, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de a carga ser um talco lamelar.

7. Composição, de acordo com a reivindicação 6,caracterizada pelo fato de compreender uma quantidadesuficiente da carga, de forma que a composição possui umfator de eficiência de módulo de flexão de 3 ou mais, eum fator de eficiência de HDT de 1,5 ou mais, esendo que o fator de eficiência de módulo de flexão é umaumento percentual no módulo de flexão por carregamentopercentual de carga, esendo que o fator de eficiência de HDT é o aumentopercentual em HDT por carregamento percentual de carga.

8. Composição, de acordo com a reivindicação 4,caracterizada pelo fato de o interpolímero de etileno/a-olefina ter uma Tg inferior a -40°C.

9. Composição, de acordo com a reivindicação 8,caracterizada pelo fato de a diferença entre a HDT e oponto de fusão Tm do interpolímero de etileno/a-olefinaser de pelo menos 4.

10. Composição, de acordo com a reivindicação 8,caracterizada pelo fato de a diferença entre a HDT e oponto de fusão Tm do interpolímero de etileno/a-olefinaser de pelo menos 8.

11. Composição, de acordo com a reivindicação 8,caracterizada pelo fato de o tan delta, medido a 190°C e-0,10 radianos/segundo, do interpolímero de etileno/a-olefina ser de 2 ou menos.

12. Composição, de acordo com a reivindicação 8,caracterizada pelo fato de o tan delta, medido a 190°C e-0,10 radianos/segundo do modificador de impacto ser de-1,8 ou menos.

13. Composição, de acordo com a reivindicação 8,caracterizada pelo fato de compreender 3 0 por cento empeso de talco com base no peso total da composição.

14. Artigo moldado, caracterizado pelo fato decompreender pelo menos um componente formado dacomposição, conforme definida na reivindicação 1, e sendoque o artigo é selecionado do grupo consistindo de umapeça de computador, um material de construção, umutensílio doméstico, um recipiente, um móvel, umcomponente de calçado e um brinquedo.

15. Artigo, de acordo com a reivindicação 14,caracterizado pelo fato de o artigo estar numa peça decomputador.

16. Artigo, de acordo com a reivindicação 14,caracterizado pelo fato de o artigo ser um material deconstrução.

17. Composição, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de compreender ainda pelo menosum aditivo selecionado do grupo consistindo de umpigmento, um retardante de chama, um aditivo resistente arisco e abrasão, e combinações dos mesmos.

18. Artigo, de acordo com a reivindicação 14,caracterizado pelo fato de a composição compreender aindapelo menos um aditivo selecionado do grupo consistindo deum pigmento, um retardante de chama, um aditivoresistente a abrasão e risco, e suas combinações.

19. Método para preparar uma composição, conformedefinida na reivindicação 1, caracterizado pelo fato decompreender polimerizar o homopolímero de polipropileno eo interpolímero de etileno/a-olefina em reatoresseparados, e posteriormente misturar o homopolímero depolipropileno e o interpolímero de etileno/a-olefinajuntamente com uma carga lamelar.

20. Composição, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de a porcentagem em peso dacarga, com base no "peso da soma do homopolímero depropileno, do interpolímero de etileno/a-olefina e dacarga", ser maior que a porcentagem em peso dointerpolímero de etileno/a-olefina, com base no "peso dasoma do homopolímero de propileno e do interpolímero deetileno/a-olefina."

21. Composição, de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de compreender ainda um ou maisde outros interpolímeros diferentes de etileno/a-olefina.

22. Composição, de acordo com a reivindicação 21,caracterizada pelo fato de a porcentagem em peso decarga, com base no "peso da soma do homopolímero depropileno, do interpolímero de etileno/a-olefina, do umou mais interpolímeros diferentes de etileno/a-olefina, eda carga", ser maior que a porcentagem em peso dointerpolímero de etileno/a-olefina e do um ou mais outrosinterpolímeros diferentes de etileno/a-olefina, com baseno "peso da soma do homopolímero de propileno, dointerpolímero de etileno/a-olefina e do um ou mais outrosinterpolímeros diferentes de etileno/a-olefina."