BRPI0617403A2 - tubulaÇço multicamada para o transporte de Água ou de gÁs - Google Patents
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Abstract
TUBULAÇçO MULTICAMADA PARA O TRANSPORTE DE ÁGUA OU DE GÁS A invenção é relativa a uma tubulação multicamada compreendendo (na ordem do interior para o exterior da tubulação) eventualmente uma camada C~ 1~ compreendendo pelo menos um polímero fluorado; uma camada C~ 2~ compreendendo pelo menos um polímero fluorado enxertado por irradiação, eventualmente em mistura com pelo menos um polimero fluorado; eventualmente uma camada C~ 3~ de ligante de adesão; uma camada C~ 4~ que compreende pelo menos uma poliolefina ou uma mistura de pelo menos uma poliolefina com pelo menos uma poliolefina funcionalizada; uma camada barreira C~ 5~ que é um estojo de metal ou que compreende EVOH ou uma mistura à base de EVOH, PVD ou um PGA; eventualmente uma camada C~ 6~ compreendendo pelo menos uma poliolefina.
Description
TUBULAÇÃO MULTICAMADA PARA O TRANSPORTE DE ÁGUA OU DE GÁS[Domínio da invenção]
A presente invenção se refere a uma tubulaçãomulticamada que compreende uma camada de um polímerofluorado sobre o qual foi enxertado por irradiação ummonômero insaturado, uma camada de uma poliolefina e umacamada de barreira que é um estojo de metal. A poliolefinapode ser um polietileno, notadamente polietileno altadensidade (PEHD) ou um polietileno reticulado (anotadoPEX) . A tubulação pode ser utilizada para o transporte delíquidos, em particular da água quente, ou de gás. Ainvenção é também relativa às utilizações dessa tubulação.[Problema técnico]
As tubulações em aço ou em ferro fundido são cada vezmais substituídas por equivalentes em matéria plástica. Aspoliolefinas, notadamente os polietilenos, são
termoplásticos muito utilizados, pois apresentam boaspropriedades mecânicas, eles se transformam e permitemsoldar as tubulações entre si facilmente. As poliolefinassão amplamente utilizadas para a fabricação de tubulaçõespara o transporte da água ou do gás da cidade. Quando o gásestá sob uma pressão elevada (> 10 bárias, até mais) , énecessário que a poliolefina seja resistente mecanicamenteaos esforços exercidos pelo gás sob pressão.
Além disso, a poliolefina pode ser submetida a um meioquímico agressivo. Por exemplo, no caso do transporte daágua, esta pode conter aditivos ou produtos químicosagressivos (por exemplo o ozônio, derivados cloradosutilizados para a purificação da água como a água delixívia que são oxidante, sobretudo a quente) . Essesaditivos ou produtos químicos podem danificar a poliolefinano decorrer do tempo, sobre tudo quando a água transportadaestá a uma temperatura elevada (é o caso nos circuitos deaquecimento ou nas redes de águas para as quais a água élevada a uma temperatura para eliminar os germes, bactériasou microorganismos). Um problema que entende resolver ainvenção é, portanto, desenvolver uma tubulação resistentequimicamente.
Um outro problema que entende resolver a invenção éque a tubulação tenha propriedades barreiras. Entende-sepor barreira o fato de a tubulação travar a migração emdireção ao fluido transportado de contaminadores presentesno meio externo ou contaminadores (tais como os^antioxidantes ou resíduos de polimerização) presentes napoliolefina. Entende-se por barreira também o fato de atubulação travar a migração do oxigênio ou dos aditivospresentes no fluido transportado em direção a camada depoliolefina.
Também é necessário que a tubulação apresente boaspropriedades mecânicas em particular uma boa resistência aoimpacto e que as camadas sejam bem aderentes entre elas(sem deslaminação).
A requerente desenvolveu uma tubulação multicamada queresponde aos problemas apresentados. Essa tubulaçãoapresenta notadamente uma boa resistência química face aofluido transportado, assim como as propriedades barreirasmencionadas mais acima.
[Técnica anterior]
O documento EP 14 8434 6 publicado em 8 de dezembro de2004 descreve estruturas multicamadas que compreendem umpolímero fluorado enxertado por radiação. As estruturaspodem se apresentar sob a forma de garrafas, reservatórios,recipientes ou tubulações. A estrutura da tubulaçãomulticamadas, de acordo com a invenção, não aparece nesse documento.
O documento EP 1541343 publicado em 8 de junho de 2005descreve uma estrutura multicamada à base de um polímerofluorado modificado por enxerto por irradiação paraarmazenar ou transportar produtos químicos. Entende-se nesse pedido por produto químico dos produtos que sãocorrosivos ou perigosos, ou muitos produtos dos quais sequer manter a pureza. A estrutura da tubulação multicamada,de acordo com a invenção, não aparece nesse documento.
O documento US 6016849 publicado em 25 de julho de 1996 descreve uma tubulação plástica que apresenta umaaderência entre a camada interna e a camada protetoraexterna entre 0,2 e 0,5 N/mm. Não faz menção de polímerofluorado modificado por enxerto por irradiação.
Os documentos US 2004/0206413 e WO 2005/070671descrevem uma tubulação multicamada, compreendendo umestojo de metal. Não faz menção de polímero fluoradomodificado por enxerto de irradiação.
Nesses documentos da técnica anterior, são descritastubulações multicamadas, que compreendem uma camada de uma poliolefina, uma camada de um polímero fluorado enxertadopor irradiação e uma camada barreira que é um estojo demetal.
[Breve descrição da invenção]
A invenção é relativa a uma tubulação multicamada, tal como definido na reivindicação 1, 18 ou 19. Ela é tambémrelativa à utilização da tubulação no transporte da água oude um gás, ou de um combustível, assim como a um sistema deaquecimento por radiação que compreende pelo menos umatubulação multicamada da invenção.
A invenção poderá ser melhor compreendida com aleitura da descrição detalhada que vai ser feita a seguir,dos exemplos de aplicação não limitativos desta, e com oexame da figura anexada. 0 pedido Francês anterior FR05.10441, assim como o pedido provisional US 60/754687,cujas prioridades são reivindicadas, são incorporadas nocaso por referência.Figura
A figura 1 representa uma vista em corte de umatubulação multicamada 9, de acordo com uma das formas dainvenção. Trata-se de uma tubulação cilíndrica que temvárias camadas concêntricas, referenciadas de 1 a 8. Ascamadas são dispostas umas contra as outras na ordemindicada 1 -> 8:
Camada 1: camada Ci compreendendo um polímerofluorado;
Camada 2: camada C2 compreendendo um polímero fluoradomodificado por enxerto por irradiação;
Camada 3: camada C3 de um ligante de adesão;
Camada 4: camada C4 compreendendo uma poliolefina;
Camada 5: camada de ligante de adesão;
Camada 6: camadas barreira C5;
Camada 7: camada de ligante de adesão;
Camada 8: camada C6 compreendendo uma poliolefina.[Descrição detalhada da invenção]
Tratando-se do polímero fluorado enxertado porirradiação, este é obtido por um processo de enxerto porirradiação de pelo menos um monômero insaturado sobre umpolímero fluorado (o qual é descrito depois). Falar-se-ápara simplificar de polímero fluorado enxertado porirradiação.
a) 0 polímero fluorado é previamente misturado noestado fundido ao monômero insaturado. Aplicam-se para issotodas as técnicas de mistura em meio fundido conhecidas datécnica anterior. A etapa de mistura é feita em qualquerdispositivo de mistura, tal como extrudadoras oumalaxadores utilizados na industria dos termoplásticos. Depreferência, será utilizada uma extrudadora para colocar amistura sob a forma de granulados. O enxerto ocorreportanto sobre uma mistura (na massa) e não na superfíciede um pó conforme é, por exemplo, descrito no documento US5576106.
b) Depois, a mistura do polímero fluorado e domonômero insaturado é irradiada (irradiação β ou γ) noestado sólido com o auxílio de uma fonte eletrônica oufotônica sob uma dose de irradiação compreendida entre 10 e200 kGray, de preferência entre 10 e 150 kGray. A misturapode, por exemplo, se acondicionada em sacos depolietileno, o ar é expulso, depois os sacos são fechados.
Vantajosamente, a dose está compreendida entre 2 e 6Mrad e, de preferência, entre 3 e 5 Mrad. A irradiaçãograças a uma bomba de cobalto 60 é particularmentepreferida.
O teor em monômero insaturado que é enxertado estácompreendido, em peso, entre 0,1 a 5 % (isto é, o monômeroinsaturado enxertado corresponde a 0,1 a 5 partes para 99,9a 95 partes de polímero fluorado), vantajosamente de 0,5 a%, de preferência de 0,9 a 5 %. 0 teor em monômeroinsaturado enxertado depende do teor inicial do monômeroinsaturado na mistura polímero fluorado / monômero5 insaturado a irradiar. Ela depende também da eficácia doenxerto, portanto da duração e da energia da irradiação.
c) 0 monômero insaturado que não foi enxertado, assimcomo os resíduos liberados pelo enxerto notadamente o HFpodem em seguida ser eventualmente eliminados.
Esta última etapa pode ser tornada necessária, caso omonômero insaturado não enxertado seja capaz de prejudicara adesão ou para problemas de toxicologia. Essa operaçãopode ser realizada segundo as técnicas conhecidas dotécnico. Uma desgaseificação sob vácuo pode ser aplicada,eventualmente, aplicando-se ao mesmo tempo uma aquecimento.Também é possível dissolver o polímero fluorado modificadoem um solvente adequado, tal como, por exemplo, a N-metilpirrolidona, depois de precipitar o polímero em um nãosolvente, por exemplo, na água, ou em um álcool, ou lavar opolímero fluorado modificado com o auxílio de um solventeinerte face ao polímero fluorado e funções enxertadas. Porexemplo, quando se enxerta o anidrido maléico, pode-selavar com cloro benzeno.
Está aí uma das vantagens desse processo de enxertopor irradiação que de poder obter teores em monômeroinsaturado enxertado mais elevados do que com os processosde enxerto clássicos, utilizando um atraente radicalar.Assim, tipicamente, com o processo de enxerto porirradiação, é possível obter teores superiores a 1 % (umaparte de monômero insaturado para 99 partes de polímerofluorado), até mesmo superior a 1,5 %, o que não é possívelcom um processo de enxerto clássico em extrudadora.
Por outro lado, o enxerto por irradiação ocorre a"frio", tipicamente a temperaturas inferiores a 100 °C, atémesmo 50 °C, de modo que a mistura do polímero fluorado edo monômero insaturado não está no estado fundido como paraum processo de enxerto clássico em extrudadora, mas noestado sólido. Uma diferença essencial é, portanto, que, nocaso de um polímero fluorado semi cristalino (como é o casocom o PVDF por exemplo) , o enxerto ocorre na fase amorfa enão na fase cristalina, enquanto que ocorre um enxertohomogêneo no caso de um enxerto em extrudadora no estadofundido. O monômero insaturado não se reparte, portanto, demodo idêntico sobre as cadeias do polímero fluorado no casodo enxerto por irradiação e no caso do enxerto emextrudadora. O produto fluorado modificado apresenta,portanto, uma repartição diferente do monômero insaturadosobre as cadeias de polímero fluorado em relação a umproduto que seria obtido por enxerto em extrudadora.
Durante essa etapa de enxerto evitar a presença deoxigênio. Uma varredura ao nitrogênio ou ao argônio damistura polímero fluorado / monômero insaturado é, portantopossível para eliminar o oxigênio.
O polímero fluorado modificado por enxerto porirradiação apresenta a resistência química muito boa e àoxidação, assim como a boa manutenção termomecânica, dopolímero fluorado, antes da sua modificação.
Tratando-se do polímero fluorado, designa-se assimqualquer polímero que tem em sua cadeia pelo menos ummonômero escolhido dentre os compostos contendo um grupovinila capaz de se abrir para se polimerizar e que contém,diretamente ligado a esse grupo vinila, pelo menos um átomode flúor, um grupo fluoro alquila ou um grupo fluoroalcóxi.
A título de exemplo de monômero, podem-se citar ofluoreto de vinila; o fluoreto de vinilideno (VDF, CH2 =CF2) ; o trifluoro etileno (VF3) ; o cloro trifluoro etileno(CTFE); o 1,2-difluoro etileno; o tetra fluoro etileno(TFE); o hexa fluoro propileno (HFP); os per fluoro (alquilvinil) éteres, tais como o per fluoro (metil vinil) éter(PMVE) ; o per fluoro (etil vinil) éter (PEVE) e o perfluoro (propil vinil) éter (PPVE) ; o per fluoro (1,3-dioxol); o per fluoro (2,2-dimetil- 1,3-dioxol) (PDD); oproduto de fórmula CF2 = CFOCF2CF (CF3)OCF2X, na qual X éSO2F, CO2H, CH2OH, CH2OCN ou CH2OPO3H; o produto de fórmulaCF2 = CFoCF2CF2So2F; o produto de fórmula F(CF2)nCH2OCF2 naqual η é 1, 2, 3, 4 ou 5; o produto de fórmula R1CH2OCF =CF2, na qual Ri é o hidrogênio no qual F(CF2)Z e ζ vale 1,2, 3, ou 4; o produto de fórmula R3OCF=CH2 na qual R3 éF(CF2)z- e ζ é 1, 2, 3 ou; o perfluoro butil etileno (PFBE);o 3,3,3-trifluoro propeno e 2-trifluoro metil - 3,3,3-trifluoro -1- propeno.
0 polímero fluorado pode ser um homopolímero ou umcopolímero, pode também compreender monômeros nãofluorados, tais como o etileno.
A título de exemplo, o polímero fluorado é escolhidodentre:
- os homo- e copolímeros do fluoreto de vinilideno(PVDF) contendo, de preferência, pelo menos 50 % em peso deVDF, o copolímero sendo escolhido dentre o cloro trifluoroetileno (CTFE), ο hexa-fluoro propileno (HFP), ο trifIuoroetileno (VF3) e o tetrafluoro etileno (TFE);
- os copolímeros do TFE e do etileno (ETFE);
- os homo- e copolímeros do trifluoro etileno (VF3) ;
- os copolímeros, e notadamente ter polímeros,associando os restos dos motivos cloro trifluoro etileno(CTFE), tetra fluoro etileno (TFE), hexa-fluoro propileno(HFP) e/ou etileno e eventualmente motivos VDF e/ou VF3.
Vantajosamente, o polímero fluorado é um PVDF homo- oucopolímero. Esse polímero fluorado apresenta com efeito umaboa resistência química, notadamente aos UV e aos produtosquímicos, e se transforma facilmente (mais facilmente que oPTFE ou os copolímeros de tipo ETFE) . De preferência, oPVDF contido, em peso, pelo menos 5 0 % de VDF, maispreferencialmente pelo menos 75 % e melhor ainda 85 %. Ocomonômero é vantajosamente HFP.
Vantajosamente, o PVDF com uma viscosidade que vai de100 Pa. s a 3000 Pa.s, a viscosidade sendo medida a 230 °C,a um gradiente de cisalhamento de 100 s"1 com o auxílio deum reômetro capilar. Com efeito, esses PVDF são bemadaptados à extrusão e ã injeção. De preferência, o PVDFtem uma viscosidade que vai de 300 Pa.s a 1200 Pa.s, aviscosidade sendo medida a 23 0 °C, a um gradiente decisalhamento de 100 s"1 com o auxílio de um reômetrocapilar.
Assim, os PVDF comercializados sob a marca KINAR® 710ou 720 são perfeitamente adaptados para essa formulação.
Tratando-se do monômero insaturado, este possui umadupla ligação C = C, assim como pelo menos uma função polarque pode ser uma função:- ácido carboxílico;
- sal de ácido carboxílico;
- anidrido de ácido carboxílico;
- epóxido;
- éster de ácido carboxílico;
- silila;
- alcoxi-silano;
- amida carboxílico;
- hidróxi,
- isocianato.
Misturas de vários monômeros insaturados são tambémconsideráveis.
Ácidos carboxílicos insaturados tendo de 4 a 10 átomosde carbono e seus derivados funcionais, particularmenteseus anidridos, são monômeros insaturados particularmentepreferidos. Citemos a título de exemplos de monômerosinsaturados o ácido metacrílico, o ácido acrílico, o ácidomaléico, o ácido fumárico, o ácido itacônico, o ácidocitacrônico, o ácido undecilênico, o ácido alquilsuccínico,o ácido ciclo-hex-4-eno-l,2-dicarboxílico, o ácido 4-metil-ciclo-hex-4-eno-1,2-dicarboxílico, o ácidobiciclo(2,2,1)hept-5-eno-2,3-dicarboxílico, o ácido x-metilbicicIo(2,2,l-hept-5-eno-2,3-dicarboxílico, o
undecilenato de zinco, de cálcio ou de sódio, o anidridomaléico, o anidrido itacônico, o anidrido citracônico, oanidrido dicloro maléico, o anidrido difluoro maleíco, oanidrido itacônico, o anidrido crotônico, o acrilato ou ometacrilato de glicidila, o alil glicidil éter, os vinilassilanos, tal como o vinil triacetoxi-silano, o γ-metacriloxi propil trimetoxi silano.Outros exemplos de monômeros insaturados compreendemésteres alquílicos em Ci-C8 ou dos derivados ésteresglicidílicos dos ácidos carboxílicos insaturados, tais comoo acrilato de metila, o metacrilato de metila, o acrilatode etila, o metacrilato de etila, o acrilato de butila, ometacrilato de butila, o acrilato de glicidila, ometacrilato de glicidila, o maleato de mono-etila, omaleato de dietila, o fumarato de mono metila, o fumaratode dimetila, o itaconato de mono metila, o itaconato dedietila; os derivados amidas dos ácidos carboxílicosinsaturados, tais como acrilamida, metacrilamida, monoamida maléico, diamida maléico, o N-mono etil amidamaléico, Ν,Ν-dietil amida maléico, N-monobutilamidamaléico, Ν,Ν-dibutil amida maléico, mono amida furâmico; odiamida furâmico, o N-mono etilamida fumárico, o N,N-dietilamida fumárico, o N-mono butil amida fumárico e oΝ,Ν-dibutil amida furâmico; derivados imidas dos ácidoscarboxílicos insaturados, tais como maleimida, o N-butilmaleimida e o N-fenil maleimida; os sais maléicos de ácidoscarboxílicos insaturados, tais como o acrilato de sódio, ometacrilato de sódio, o acrilato de potássio, o metacrilatode potássio e os undecilenato de zinco, cálcio ou sódio.
São excluídos dos monômeros insaturados aqueles queapresentam duplas ligações C=C que poderiam levar a umareticulação do polímero fluorado, como, por exemplo, os di-ou triacrilatos. Desse ponto de vista, o anidrido maléicocomo os undecilenatos de zinco, cálcio e sódio constituembons compostos enxertáveis, pois eles têm pouco tendência ase homopolimerizarem, nem mesmo a darem lugar a umareticulação.Vantajosamente, utiliza-se o anidrido maléico. Essemonôraero oferece, com efeito, as seguintes vantagens:
- ele é sólido e pode ser facilmente introduzido comos granulados de polímero fluorado para preparar a misturaque deve ser fundida;
- ele permite obter boas propriedades de adesão;
- é particularmente reagente face as funções epóxidoou hidróxi;
- com a diferença de outros monômeros insaturados como o ácido (met) acrílico ou os ésteres acrílicos, ele não sehomopolimeriza e não deve ser estabilizado.
Na mistura que deve ser irradiada, a proporção depolímero fluorado está compreendida, em peso, entre 80 a99,9 % para respectivamente 0,1 a 20 % de monômeroinsaturado. De preferência, a proporção de polímerofluorado é de 90 a 99 % para respectivamente 1 a 10 % demonômero insaturado.
Tratando-se da poliolefina, designa-se por esse termoum polímero que compreende majoritariamente motivos etilenoe / ou propileno. Pode tratar-se de um polietileno, homo-ou copolímero, o comonômero sendo escolhido dentre opropileno, o buteno, o hexeno ou octeno. Pode-se tambémtratar de um poli propileno, homo- ou copolímero, ocomonômero sendo escolhido dentre o etileno, o buteno, ohexeno ou octeno.
0 polietileno pode ser notadamente o polietileno altadensidade (PEHD), baixa densidade (PEBD), o polietilenobaixa densidade linear (LLDPE), o polietileno muito baixadensidade (VLDPE). 0 polietileno pode ser obtido com oauxílio de um catalisador Ziegler-Natta, Phillips ou detipo metaloceno ou ainda pelo processo alta pressão. 0polipropileno é um polipropileno iso- ou sindiotáctico.
Pode tratar-se também de um polietileno reticulado(anotado PEX) . O PEX presente em relação a um PE nãoreticulado de melhores propriedades mecânicas (notadamenteuma boa resistência à fissura) e melhor resistênciaquímica. O polietileno reticulado pode ser, por exemplo, umpolietileno compreendendo grupamentos silanos hidrolizáveis(conforme descrito nos pedidos WO 01/53367 ou US20040127641 Al) que foi em seguida reticulado após reaçãoentre eles dos grupamentos silanos. A reação dosgrupamentos silanos Si-OR entre eles leva a ligações Si-O-Si que ligam as cadeias de polietileno entre elas. 0 teorem grupamentos silanos hidrolisáveis pode ser pelo menos de0,1 grupamentos silanos hidrolisáveis para 100 unidades -CH2 (determinado por análise infravermelha). 0 polietilenopode também ser reticulado com o auxílio de radiações, porexemplo, de radiações gama. Pode tratar-se também de umpolietileno reticulado com o auxílio de atraente radicalarde tipo peróxido. Poder-se-á também utilizar um PEX de tipo
A (reticulação com o auxílio de um atraente radicalar) , detipo B (reticulação com o auxílio de grupamentos silanos)ou de tipo C (reticulação por irradiação).
Pode-se tratar também de um polietileno bimodal, istoé, composto de uma mistura de polietilenos que apresentamassas moleculares médias diferentes conforme ensinado nodocumento WO 00/60001. O polietileno bomodal permite, porexemplo, obter um compromisso muito interessante deresistência aos choques e ao "stress-cracking", assim comouma boa rigidez e uma boa manutenção à pressão.Para as tubulações que devera resistir à pressão,notadamente as tubulações de transporte de gás sob pressãoou de transporte de água, poder-se-á utilizarvantajosamente um polietileno que apresenta uma boaresistência à propagação lenta de fissura (SCG) e ãpropagação rápida de fissura (RCP). O grau HDPE XS 10 Bcomercializado por TOTAL PETROCHEMICALS apresenta uma boaresistência à fissura (lenta ou rápida). Trata-se de umPEHD contendo hexeno como comonômero, tendo uma densidadede 0,959 g/cm3 (ISO 1183), um MI-5 de 0,3 dg/min (ISO1133) , um HLMI de 8 dg/min (ISO 1133) , uma resistênciahidrostática longa duração de 11,2 MPa segundo ISO/DIS9080, uma resistência à propagação lenta de fissuras sobretubulações entalhadas superior a 1000 horas segundo ISO/DIS13479.
Tratando-se da poliolefina funcionalizada, designa-sepor esse termo ura copolímero do etileno e/ou do propileno ede pelo menos um monômero polar insaturado. Este pode ser,por exemplo, escolhido dentre:
- os (met)acrilatos de alquila em C1-C8, notadamente o(met)acrilato de metila, etila, propila, butila, 2-etil-hexila, isobutila, ciclo-hexila;
- os ácidos carboxílicos insaturados, seus sais e seusanidridos, notadamente o ácido acrílico, o ácidometacrilico, o anidrido maléico, o anidrido itacônico, oanidrido citracônico;
- os epóxidos insaturados, notadamente os ésteres eéteres de glicidila alifáticos, tais como oalilglicidiléter, o vinilglicidiléter, o maleato eitacinato de glicidila, o acrilato e o metacrilato deglicidila, assim como os ésteres e ésteres de glicidilaalicíclicos;
os ésteres vinílicos de ácidos carboxílicossaturados, notadamente o acetato de vinila ou o propionatode vinila.
A poliolefina funcionalizada pode ser obtida porcopolimerização do etileno e de pelo menos um monômeropolar insaturado escolhido na lista precedente. Apoliolefina funcionalizada pode ser um copolimero doetileno e de um monômero polar da lista precedente ou umterpolimero do etileno e de dois monômeros polaresinsaturados escolhidos na lista precedente. Acopolimerização é operada a pressões elevadas superiores a1000 bárias, segundo o processo dito alta pressão. Apoliolefina funcional obtida por copolimerização compreendeem peso de 50 a 99,9 % de etileno, de preferência de 60 a99,9 %, ainda mais preferencialmente de 65 a 99 % e de 0,1a 50 %, de preferência de 0,1 a 40 %, ainda maispreferencialmente de 1 a 35 % de pelo menos um monômeropolar da lista precedente.
Por exemplo, a poliolefina funcionalizada é umcopolimero do etileno e de um epóxido insaturado, depreferência (met)acrilato de glicidila, e eventualmente deum (met) acrilato de alquila em Ci-C8 ou de um éstervinilico de ácido carboxílico saturado. O teor em epóxidoinsaturado, notadamente em (met)acrilato de glicidila, estácompreendido entre 0,1 e 50 %, vantajosamente entre 0,1 e40 %, de preferência entre 1 a 35 %, ainda maispreferencialmente entre 1 e 20 %. Poder-se-á tratar-se, porexemplo, das poliolefinas funcionalizadas comercializadaspela sociedade ARKEMA sob as referências LOTADER AX8840 (8% de metacrilato de glicidila, 92 % de etileno, melt-indexsegundo ASTM D1238), LOTADER AX8900 (8 % de metacrilatode gl icidila, 25 % de acrilato de metila, 67 % de etileno,melt-index 6 segundo ASTM D1238), LOTADER AX8950 (9 % demetacrilato de glicidila, 15 % de acrilato de metila, 76 %de etileno, melt-index 85 segundo ASTM D1238).
A poliolefina funcionalizada pode também ser umcopolímero de etileno e de um anidrido de ácido carboxílicoinsaturado, de preferência o anidrido maléico, eeventualmente de um (met)acrilato de alquila em Ci-C8 ou deum éster vinílico de ácido carboxílico saturado. O teor emanidrido maléico, notadamente o anidrido maléico, estácompreendido entre 0,1 e 50 %, vantajosamente entre 0,1 e40%, de preferência entre 1 a 35 %, ou ainda maispreferencialmente entre 1 e 10 %. Poder-se-á tratar-se, porexemplo, das poliolefinas funcionalizadas comercializadaspela sociedade ARKEMA sob as referências LOTADER 2210 (2,6% de anidrido maléico, 6 % de acrilato de butila e 91,4 %de etileno, melt-index 3 segundo ASTM D1238), LOTADER 3340(3 % de anidrido maléico, 16 % de acrilato de butila e 81 %de etileno, melt-index 5 segundo ASTM D1238), LOTADER 4720(0,3 % de anidrido maléico, 30 % de acrilato de etila e69,7 % de etileno, melt-index 7 segundo ASTM D1238),LOTADER 7500 (2,8 % de anidrido maléico, 20 % de acrilatode butila e 77,2 % de etileno, melt-index 70 segundo ASTMD1238), OREVAC 9309, OREVAC 9314, OREVAC 9307Y, OREVAC9318, OREVAC 9304 ou OREVAC 9305.
Designa-se também por poliolefina funcionalizada umapoliolefina sobre a qual é enxertado por via radicalar ummonômero polar insaturado da lista precedente. Um enxertoocorre em extrudadora ou em solução em presença de umatraente radicalar. A título do exemplo de atraentesradicalares, poder-se-á utilizar o t-butil-hidroperóxido, ocumeno-hidroperóxido, o di-iso-propil-benzeno-hidroperóxido, di-butil-peróxido, o t-butil-cumil-peróxido,o dicumil-peróxido, o 1,3-bis-(t-butilperóxi-isopropil) benzeno, o benzoil-peróxido, o iso-butiril-peróxido, o bis-3,5,5-trimetil-hexanoil-peróxido ou ometil-etil-cetona-peróxido. O enxerto de um monômero polarinsaturado sobre uma poliolefina é conhecido do técnico,para maiores detalhes, poderá ser feita referência porexemplo aos documentos EP 689505, US 5235149, EP 658139, US6750288 B2, US6528587 B2. A poliolefina sobre a qual éenxertado o monômero polar insaturado pode ser umpolietileno, notadamente o polietileno alta densidade(PEHD) ou baixa densidade (PEBD), o polietileno baixadensidade linear (LLDPE), o polietileno muito baixadensidade (VLDPE). 0 polietileno pode ser obtido com oauxílio de um catalisador Ziegler-Natta, Phillips ou detipo metaloceno, ou ainda pelo processo alta pressão. Apoliolefina pode ser também um polipropileno, notadamenteum propileno iso- ou sindiotáctico. Pode tratar-se tambémde um copolímero do etileno e do propileno de tipo EPR, outerpolímero do etileno, de um propileno e de um dieno detipo EPDM. Poderá tratar-se, por exemplo, das poliolefinasfuncionalizadas comercializadas pela sociedade ARKEMA sobas referências OREVAC 18302, 18334, 18350, 18360, 18365,18370, 18380, 18707, 18729, 18732, 18750, PP-C, CA100.
0 polímero sobre o qual é enxertado o monômero polarinsaturado pode também ser um copolímero do etileno e depelo menos um monômero polar insaturado escolhido dentre:
- os (met)acrilatos de alquila em C1-C8, notadamente o(met)acrilato de metila, de etila, de propila, de butila,de 2-etil-hexila, de isobutila, de ciclo-hexila;os ésteres vinílicos de ácidos carboxílicossaturados, notadamente o acetato de vinila ou o propionatode vinila.
Poder-se-á tratar-se, por exemplo, das poliolefinasfuncionalizadas comercializadas pela sociedade ARKEMA sobas referências OREVAC 18211, 18216 ou 18630.
De preferência, escolhe-se a poliolefinafuncional izada, de tal como que as funções do monômeroinsaturado que é enxertado sobre o polímero fluorado reagemcom aquelas do monômero polar da poliolefinafuncionalizada. Por exemplo, caso se enxerte sobre opolímero fluorado, um anidrido de ácido carboxílico, porexemplo, o anidrido maléico, a camada de poliolefinafuncionalizada pode ser constituída de um copolímero de umetileno, de um epóxido insaturado, por exemplo, ometacrilato de glicidila, e eventualmente de um acrilato dealquila, o copolímero do etileno sendo eventualmentemisturado com uma poliolefina.
De acordo com um outro exemplo, caso se enxerte sobreo polímero fluorado um epóxido insaturado, por exemplo ometacrilato de glicidila, a camada de poliolefinafuncionalizada pode ser constituído de um copolímero doetileno, de um anidrido de ácido carboxílico, por exemplo oanidrido maléico, e eventualmente de um acrilato dealquila, o copolímero do etileno sendo eventualmentemisturado com uma poliolefina.
Descrevem-se a seguir mais detalhadamente a tubulaçãomulticamada, assim como todas as variantes possíveis.
A tubulação multicamada compreende (na ordem dointerior para o exterior da tubulação):
- eventualmente uma camada Ci compreendendo pelo menosum polímero fluorado;
- uma camada C2 compreendendo pelo menos um polímerofluorado enxertado por irradiação, eventualmente em misturacom pelo menos um polímero fluorado;
- eventualmente uma camada C3 de ligante de adesão;
- uma camada C4 que compreende pelo menos umapoliolefina;
- uma camada barreira C5 que é um estojo de metal ouque compreende EVOH ou uma mistura à base de EVOH, PVD ouPGA;
- eventualmente uma camada C6 compreendendo pelo menosuma poliolefina.
De acordo com uma variante, a camada C3 é diretamenteligada à camada C2. De acordo com uma outra variante, acamada C4 é diretamente ligada à camada C3 eventual ou àcamada C2. De acordo com uma outra variante, a tubulaçãocompreende uma camada Ci, uma camada C2, uma camada C3diretamente ligada à camada C2, uma camada C4 diretamente àcamada C3, uma camada C5 e uma camada C6.
A camada interna que fica em contato com o fluido é acamada C1, ou a camada C2. Todas as camadas da tubulaçãosão, de preferência, concêntricas. A tubulação é, depreferência, cilíndrica. De preferência, as camadas aderementre si em sua zona de contato respectivas (isto é, duascamadas sucessivas são diretamente ligadas uma a outra).Vantagens da tubulação multicamada
A tubulação multicamada:
- apresenta uma resistência química face ao fluidotransportado (via a camada Ci e/ou C2) ;
- trava a migração dos contaminadores do meio externopara o fluido transportado;
trava a migração dos contaminadores presentes napoliolefina da camada C4 e/ou da camada C6 em direção aofluido transportado;
trava a migração do oxigênio ou dos aditivospresentes no fluido transportado para a camada C4.A camada Ci eventual
Essa camada compreende pelo menos um polímero fluorado(esse polímero fluorado não é modificado por enxerto porirradiação). De preferência, o polímero fluorado é um PVDFhomo- ou copolímero ou um copolímero à base de VDF e de TFEdo tipo EFEP.
A camada C2
Essa camada compreende pelo menos um polímero fluoradoenxertado por irradiação. Ela tem uma função de proteçãoquímica e apresenta a adesão com a camada C3 ou C4. Ela temtambém uma função de ligante de adesão entre a camada depoliolefina e a camada de polímero fluorado, quando estaestá presente.
0 polímero fluorado modificado por enxerto porirradiação da camada C2 pode ser utilizado sozinho oueventualmente misturado com um polímero fluorado. A misturacompreende nesse caso em peso de 1 a 9 9 %, vantajosamentede 10 a 90 %, de preferência de 10 a 50 %, de polímerofluorado enxertado por irradiação para respectivamente de99 a 1 %, vantajosamente de 90 a 10 %, de preferência de 50a 90 %, de polímero fluorado (não modificado por enxerto).
Vantajosamente, o polímero fluorado modificado porenxerto utilizado na camada C2 e o polímero não modificadopor enxerto por irradiação utilizado em Ci e/ou em C2 sãode mesma natureza. Por exemplo, pode tratar-se de um PVDFmodificado por enxerto por irradiação e de um PVDF nãomodificado.
A camada C3 eventual
A camada C3 que é disposta entre a camada C2 e acamada C4 tem por função reforçar a adesão entre essasduas camadas. Ela compreende um ligante de adesão, isto é,um polímero que tem por função melhorar a adesão entreessas duas camadas.
O ligante de adesão pode, por exemplo, compreenderpelo menos uma poliolefina funcionalizada eventualmentemisturada com uma poliolefina. No caso em que se utilizauma mistura, esta compreende em peso de 1 a 99 %,vantajosamente de 10 a 90 %, de preferência de 50 a 90 %,de poliolefina funcionalizada para respectivamente de 99 a1 %, vantajosamente de 90 a 10 %, de preferência de 10 a 50% de poliolefina. A poliolefina que é utilizada para amistura com a poliolefina funcionalizada é, de preferência,um polietileno, pois esses dois polímeros apresentam umaboa compatibilidade. A camada C3 pode também compreenderuma mistura de duas ou várias funcionalizadas. Por exemplo,pode tratar-se de uma mistura de um copolímero do etileno ede um epóxido insaturado e eventualmente de um (met)acrilato de alquila e de um copolímero de etileno e de um(met)acrilato de alquila.A camada C4
A camada C4 compreende pelo menos uma poliolefina. Elapode também compreender pelo menos uma poliolefina emmistura com pelo menos uma poliolefina funcionalizada.Nesse caso, a mistura compreende em peso de 1 a 99 %,vantajosamente de 10 a 90 %, de preferência de 10 a 50 %,de poliolefina funcionalizada para respectivamente de 99 a1 %, vantajosamente de 90 a 10 %, de preferência de 50 a 90%, de poliolefina. A poliolefina que é utilizada para amistura com a poliolefina funcionalizada é, de preferência,um polietileno pois esses dois polímeros apresentam uma boacompatibilidade.
No caso dessa mistura, a camada C3 pode ser suprimida,caso se utilize uma poliolefina funcionalizada que possuifunções capazes de reagir com as funções enxertadas sobre opolímero fluorado. Assim, por exemplo, caso se enxertemfunções anidrido sobre o polímero fluorado, a poliolefinafuncionalizada compreenderá vantajosamente as funções asfunções epóxido ou hidróxi. Por exemplo, ainda, caso seenxertem funções epõxida ou hidróxi sobre o polímerofluorado, a poliolefina funcionalizada compreenderávantajosamente funções anidrido. De forma similar, isto érealmente também para a poliolefina funcionalizada dacamada C3. A tubulação multicamada compreende, portanto,(na ordem do interior para o exterior da tubulação):
- eventualmente uma camada C1 de pelo menos umpolímero fluorado;
- uma camada C2 de pelo menos um polímero fluoradosobre o qual é enxertado por irradiação um monômeroinsaturado, eventualmente em mistura com pelo menos umpolímero fluorado;
- uma camada C4 de pelo menos uma mistura de umapoliolefina e de pelo menos uma poliolefina funcionalizadaque possui funções capazes de reagir com as funçõesenxertadas sobre o polímero fluorado;
- uma camada barreira C5 que é um estojo de metal ouque compreende EVOH ou uma mistura à base EVOH, PVDF ouPGA;
- eventualmente uma camada C6 de uma poliolefina.
A camada barreira C5
A função da camada barreira é de evitar a contaminaçãodo fluido, que circula notadamente a água ou o gástransportado, por contaminadores. Sua função é, portanto,de travar a migração desses contaminadores. O oxigênio e osprodutos químicos como os hidrocarbonetos, por exemplo, sãocontaminadores. No caso mais específico dos gases, aumidade pode ser um contaminador.
A camada barreira pode ser um estojo de metal. Além desua função barreira, o estojo de metal tem também porfunção reforçar a manutenção mecânica da tubulação. Umoutro interesse em utilizar um estojo de metal é de poderarquear ou deformar a tubulação, sem que esta retome suaposição inicial sob o efeito dos esforços mecânicos geradospelas camadas de polímeros termoplásticos. O metal pode sero aço, o cobre ou o alumínio ou uma liga de alumínio.Trata-se, de preferência, do alumínio ou de uma liga doalumínio por razões de manutenção à corrosão e deflexibilidade. Fabrica-se o estojo de metal, segundo um dosprocessos conhecidos do técnico. Poderá ser feitareferência notadamente aos documentos seguintes quedescrevera que permitem realizar tubulações compósitasplástico/metal: US 6822205, EP 0581208 Alf EP 0639411 BlfEP 0823867 Blf EP 0920972 Al. De preferência, aplica-se oprocesso que consiste em:
conformar em torno das camadas de polímerostermoplásticos já coextrudados (isto é, as camadas Ci a C4)um estojo de metal que apresenta bordas longitudinaisarqueadas em direção a um lado comum e colocadas apoiadas
umas sobre as outras, estendendo-se sensivelmenteparalelamente ao eixo longitudinal da tubulação emplástico;
- depois as bordas longitudinais são soldadas juntas.Elas formam, portanto uma junta de soldadura longitudinal.
Após ter soldado as bordas longitudinais da cinta demetal, obtém-se, portanto, um estojo metálico tubular.
Para melhorar a adesão da camada barreira C5, umacamada de ligante de adesão é vantajosamente disposta entrea camada barreira C5 e a camada de poliolefina C4 e/ouentre a camada barreira C5 e a eventual camada depoliolefina C6. O ligante de adesão é, por exemplo, umapoliolefina funcionalizada. Trata-se vantajosamente de umapoliolefina sobre a qual é enxertado um ácido carboxílicoou ura anidrido de ácido carboxílico, por exemplo, o ácido(met)acrílico ou anidrido maléico. Pode, portanto tratar-sede ura polietileno sobre o qual é enxertado o ácido (met)acrílico ou o anidrido maléico ou de um polipropileno sobreo qual é enxertado o ácido (met) acrílico ou anidridomaléico. Podem-se citar a título de exemplo as poliolefinasfuncionalizadas comercializadas pela sociedade ARKEMA sobas referências OREVAC 18302, 18334, 18350, 18360, 18365,18370, 18380, 18707, 18729, 18732, 18750, 18760, PP-C,CA10 0 OU pela sociedade UNIROYAL CHEMICAL sob a referênciaPOLYBOND 1002 ou 1009 (polietileno sobre o qual é enxertadoo ácido acrílico).
A camada barreira C5 pode também compreender umpolímero barreira, por exemplo:
- EVOH ou uma mistura à base de EVOH;
- um PVDF;
-o poli(ácido glicólico) (PGA).
0 EVOH é também denominado copolímero etilenoacetato de vinila saponifiçado. Trata-se de um copolímeroque tem um teor em etileno de 2 0 a 7 0 % em moles, depreferência, de 25 a 70 % em moles, o grau de saponificaçãode seu componente acetato de vinila não sendo inferior a 95% em moles. 0 EVOH constitue uma boa barreira ao oxigênio.Vantajosamente, o EVOH tem um índice de fluidez no estadofundido entre 0,5 e 100 g/10 min (230 °C, 2,26 kg), depreferência entre 5 e 30. Naturalmente que o EVOH pode conter pequenas proporções de outros ingredientescomonômeros, aí compreendidas alfa-olefinas como opropileno, o isobuteno, o alfa-octeno, ácidos carboxílicosinsaturados ou seus sais, ésteres alquílicos parciais,ésteres alquílicos completos.
Para as misturas à base de EVOH, o EVOH forma amatriz, isto é, representa pelo menos 4 0 % em peso damistura e, de preferência, pelo menos 50 %.
O PGA designa o poli(ácido glicólico), isto é, umpolímero contendo em peso pelo menos 60 %, vantajosamente70 %, de preferência 8 0 % dos motivos (1) a seguir:(-O-CH2-Ci=O)-) (1)
Esse polímero pode ser fabricado, aquecendo-se a umatemperatura compreendida entre 120 e 250 °C, o 1,4-dioxano-2,5-diona em presença de um catalisador, tal como um sal deestanho, como por exemplo SnCl4. A polimerização é feita emmassa ou em um solvente. 0 PGA pode conter os seguintesoutros motivos (2 a 6).
(-0- (CH2)n-0-C(=0) - (CH2)m-C(=0) ) (2)
com η inteiro compreendido de 1 a 10 e m inteirocompreendido entre 0 e 10;
<formula>formula see original document page 27</formula> com j inteiro compreendido entre 1 e 10;
<formula>formula see original document page 27</formula> na qual K é um inteiro compreendido entre 2 e 10 e Ri e R2designam, cada um, independentemente um do outro H ou umgrupo alquila em Ci-C10;
(-OCH2CH2CH2-O-C (=0) -) (5)
ou (-O-CH2-O-CH2CH2) (6)
0 PGA é descrito na patente Européia EP 925915 BI.A camada C6 eventual.
O tubo pode eventualmente compreender uma camada Ceque compreende pelo menos uma poliolefina. As poliolefinasdas camadas C4 e C6 podem ser idênticos ou diferentes. Acamada C6 permite proteger mecanicamente a tubulação (porexemplo contra os choques sofridos pelo tubo no momento dainstalação), e em particular proteger a camada C4 ou acamada barreira C5, quando esta está presente. Ela permitetambém reforçar mecanicamente a tubulação por completo, oque pode permitir reduzir as espessuras das outras camadas.Para isto, a camada C6 pode compreender pelo menos umagente de reforço, como, por exemplo, uma carga mineral.
Graças às suas boas propriedades termomecânicas, o PEXé utilizado vantajosamente para a camada C4 e/ou para acamada C6.
Cada uma das camadas da tubulação multicamada,notadamente, a(s) camada(s) de poliolefina, pode conteraditivos habitualmente utilizados em mistura comtermoplásticos, por exemplo, antioxidantes, agenteslubrificantes, corantes, agentes ignifugantes, cargasminerais ou orgânicas, agentes antiestáticos, como, porexemplo, do negro de carbono, ou nanotubulações de carbono.A tubulação pode também compreender outras camadas, como,por exemplo, uma camada externa isolante.
Tubulação multicamada segundo uma variante preferida (bestmode)
A tubulação multicamada compreende (na ordem dointerior para o exterior da tubulação):
- eventualmente uma camada Ci compreendendo pelo menosum PVDF homo- ou copolímero;
- uma camada C2 compreendendo pelo menos um PVDF homo-ou copolimero sobre o qual se enxertou por irradiação doanidrido maléico;- uma camada C3 de ligante de adesão;
uma camada C4 compreendendo pelo menos umpolietileno, de preferência de tipo PEX;
- uma camada barreira C5 que é um estojo de metal;
- eventualmente uma camada C6 de polietileno, depreferência de tipo PEX.
0 ligante de adesão compreende de preferência pelomenos uma poliolefina funcionalizada que possui funçõescapazes de reagir com o anidrido maléico, eventualmentemisturada com uma poliolefina. Vantajosamente, trata-se deuma poliolefina funcionalizada que possui funções epóxidaou hidróxi. Ela deve também vantajosamente aderir aopolietileno da camada C4. Por exemplo, pode tratar-se de umcopolímero do etileno, de um epóxido insaturado, porexemplo o metacrilato de glicidila, e eventualmente de umacrilato de alquila.Espessura das camadas
De preferência, as camadas Ci, C2, C3 e C5 apresentam,cada uma, uma espessura compreendida entre 0,01 e 30 mm,vantajosamente entre 0,05 e 20 mm, de preferência entre0,05 e 10 mm. As camadas de poliolefina C4 e C6 apresentam,de preferência, cada uma, uma espessura compreendida entre0,1 e 10000 mm, vantajosamente entre 0,5 e 2 000 mm, depreferência entre 0,5 e 1000 mm.Obtenção das tubulações
As tubulações sem estojo de metal são fabricadas porcoextrusão. Quando a poliolefina da camada C4 e/ou daeventual camada C6 é um PEX de tipo B (reticulação porgrupamentos silanos), começa-se por extrudar a poliolefinanão reticulada. A reticulação é feita depois que acoextrusão das camadas C2 e C4 e eventualmente das camadasCi e C3, é concluída, aquecendo-se as tubulaçõesextrudadas, por exemplo, mergulhando-as em uma piscina deágua quente. Quando a poliolefina camada C4 e/ou daeventual camada C6 é um PEX de tipo A (reticulação com oauxílio de um atraente radicalar, a reticulação é feita como auxílio de um atraente radicalar que se ativatermicamente, quando da extrusão.
As tubulações com estojo de metal são fabricadas apóscoextrusão das camadas C1 a C4, e da eventual camada deligante de adesão entre a camada C5 e a camada C4, depoisuma cinta de metal é enrolada em torno das camadas assimobtidas. As bordas longitudinais podem ser soldadas juntaspara formar uma junta e soldadura longitudinal. Pode-se emseguida extrudar a camada C6 e eventualmente uma camada deligante de adesão entre a camada C5 e a camada C6. Quando apoliolefina da camada C4 e/ou da eventual camada C6 é umPEX de tipo B, a reticulação ocorre, aquecendo-se astubulações, por exemplo, mergulhando-as em uma piscina deágua quente.
Utilizações da tubulação
A tubulação multicamada pode ser utilizada para otransporte de diferentes fluidos. A tubulação é apropriadapara o transporte da água, notadamente da água quente, emparticular o transporte da água quente em rede. A tubulaçãopode ser utilizada para o transporte de água quente(temperatura superior a 60 °C, até mesmo 90°C) . Um exemplode aplicação interessante é aquele do aquecimento radiantepelo solo (piso radiante), no qual a tubulação utilizadapara veicular a água quente é disposta sob o solo ou opiso. A água é aquecida por uma caldeira e veiculadaatravés da tubulação. Um outro exemplo é aquele no qual atubulação serve para veicular a água quente para umradiador. A tubulação pode, portanto, ser utilizada para ossistemas de aquecimento de água por radiação. A invenção étambém relativa a um sistema de aquecimento em rede,compreendendo a tubulação da invenção.
A resistência química da tubulação é adaptada a umaágua que contém aditivos químicos (geralmente em pequenasquantidades inferiores a 1 %) que podem alterar aspoliolefinas, notadamente o polietileno, sobretudo aquente. Esses aditivos podem ser agentes oxidantes, taiscomo o cloro e o ácido hipocloroso, derivados clorados,água de lixívia, ozônio ...
Para aplicações nas quais a água que circula é umaágua potável, uma água destinada a aplicações médicas oufarmacêuticas ou um líquido biológico, é preferível ter umacamada de polímero fluorado não modificado como camada emcontato com a água (camada Ci) . Os microorganismos(bactérias, germes, mofos, ...) têm pouca tendência a sedesenvolverem sobre um polímero fluorado, notadamente sobreo PVDF. Além disso, é preferível que a camada em contatocom a água ou o líquido biológico seja uma camada depolímero fluorado não modificado que uma camada de polímerofluorado modificado para evitar a migração de monômeroinsaturado não enxertado (livre) na água ou no líquidobiológico.
As propriedades barreiras da tubulação a tornautilizável para o transporte de água nos terrenos poluídos,travando a migração dos contaminadores em direção ao fluidotransportado. As propriedades barreiras são também úteispara evitar a migração do oxigênio na água (DIN 4726) , oque pode ser nefasto no caso em que a tubulação é utilizadapara transportar a água quente de aquecimento (a presençade oxigênio é fonte de corrosão das peças em aço ou emferro da instalação de aquecimento). Deseja-se tambémtravar a migração dos contaminadores presentes na camada depoliolefina (antioxidantes, resíduos de polimerização, ...)em direção ao fluido transportado.
Mais geralmente, a tubulação multicamada é utilizávelpara o transporte de produtos químicos, notadamente aquelescapazes de degradar quimicamente as poliolefinas.
A tubulação multicamada pode também ser utilizada parao transporte de um gás, notadamente de um gás sob pressão.Quando a poliolefina é um polietileno de tipo PE8 0 ou umPElOO, é notadamente adaptado para uma manutenção apressões superiores a 10 bárias, até mesmo superiores a 20bárias, até mesmo ainda superiores a 3 0 bárias. O gás podeser de diferente natureza. Pode tratar-se, por exemplo:
- de um hidrocarboneto gasoso (por exemplo, o gás derua, um alcano gasoso, notadamente o etano, o propano, obutano, um alceno gasoso, notadamente o etileno, opropileno, o buteno).
- o nitrogênio;
- o hélio;
- o hidrogênio;
- o oxigênio;
- de um gás corrosivo ou capaz de degradar opolietileno ou o polipropileno. Por exemplo, pode tratar-seum gás ácido ou corrosivo, tal como H2S ou HCl ou HF.Será mencionado também ao interesse dessa tubulaçõespara as aplicações ligadas à climatização nas quais o gásque circula é um criogênio. Pode tratar-se de CO2,notadamente de CO2, supercrítico, de gás HFC ou HCFC. Acurva Ci eventual ou bem acamada C2 resistem bem a essesgases, pois se trata de polímeros fluorados. Depreferência, o polímero fluorado das camadas Ci e C2 é oPVDF, pois resiste particularmente bem. É possível que ocriogênio condensa em certos pontos do circuito declimatização e seja líquido. A tubulação multicamada podeportanto também se aplicar ao caso em que o gás criogêniose condensou sob a forma líquida.
O fluido pode ser também um combustível, por exemplo,uma gasolina.
A tubulação multicamada pode também ser utilizada parao transporte de um combustível, por exemplo, uma gasolina,notadamente gasolina contendo um álcool. A gasolina podeser, por exemplo, a gasolina M15 (15 % metanol, 42,5 % emtolueno e 42,5 % de iso octano) , o combustível C (50 % emtolueno, 50 % isooctano) , o CEIO (10 % de etanol e 90 % deuma mistura contendo 4 5 % de tolueno e 45 % de isooctano) .Pode tratar-se também de MTBE.
Claims (31)
1. Tubulação multicamada caracterizada pelo fato decompreender (na ordem do interior para o exterior datubulação): - eventualmente uma camada Ci compreendendo pelo menosum polímero fluorado;- uma camada C2 compreendendo pelo menos um polímerofluorado enxertado por irradiação, eventualmente em misturacom pelo menos um polímero fluorado; - eventualmente uma camada C3 de ligante de adesão;uma camada C4 que compreende pelo menos umapoliolefina ou uma mistura de pelo menos uma poliolefinacom pelo menos uma poliolefina funcionalizada;- uma camada barreira C5 que é um estojo de metal ouque compreende EVOH ou uma mistura à base de EVOH, PVD ouum PGA;- eventualmente uma camada C6 compreendendo pelo menosuma poliolefina.
2. Tubulação multicamada, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de a camada C3 serdiretamente ligada à camada C2.
3. Tubulação multicamada, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de acamada C4 ser diretamente ligada à camada C3 eventual ou àcamada C2.
4. Tubulação multicamada, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender (naordem interior para o exterior da tubulação) uma camada Ciiuma camada C2, uma camada C3 diretamente ligada à camada C2,uma camada C4 diretamente ligada à camada C3, uma camada C5e uma camada C6.
5. Tubulação multicamada, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizada pelo fato deas camadas aderirem entre si em sua zona de contatorespectivas.
6. Tubulação multicamada, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizada pelo fatode o polímero fluorado da camada C1 e/ou da camada C2 serum polímero que tem em sua cadeia pelo menos um monômeroescolhido dentre os compostos contendo um grupo vinilacapaz de se abrir para se polimerizar e que contém,diretamente ligado a esse grupo vinila, pelo menos um átomode flúor, um grupo fluoro alquila ou um grupo fluoroalcóxi.
7. Tubulação multicamada, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizada pelofato de o polímero fluorado da camada C1 e/ou da camada C2ser um homo- ou copolímero do VDF contendo pelo menos 5 0 %em peso de VDF ou bem um EFEP.
8. Tubulação multicamada, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caracterizadapelo fato de o polímero fluorado sobre o qual é enxertado omonômero insaturado ser um homo- ou copolímero do VDF,contendo pelo menos 50 % em peso de VDF ou bem um EFEP.
9. Tubulação multicamada, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, caracterizadapelo fato de o monômero insaturado enxertado sobre opolímero fluorado possuir uma dupla ligação C= C, assimcomo pelo menos uma função polar que pode ser uma funçãoácido carboxílico, sal de ácido carboxílico, anidrido deácido carboxílico, epóxido, éster de ácido carboxílico,silila, alcóxi-silano, amida carboxílico, hidróxi ouisocianato.
10. Tubulação multicamada, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9,caracterizada pelo fato de o monômero insaturado enxertadosobre o polímero fluorado ser um ácido carboxílicoinsaturado, tendo de 4 a 10 átomos de carbono e seusderivados funcionais, de preferência um anidrido.
11. Tubulação multicamada, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9,caracterizada pelo fato de o monômero insaturado que éenxertado ser o ácido metacrílico, o ácido acrílico, oácido maléico, o ácido fumárico, o ácido itacônico, o ácidocitacrônico, o ácido undecilênico, o ácido alquilsuccínico,o ácido ciclo-hex-4-eno-1,2-dicarboxílico, o ácido 4-metil-ciclo-hex-4-eno-1,2-dicarboxílico, o ácidobiciclo(2,2,1)hept-5-eno-2 , 3-dicarboxílico, o ácido x-metilbiciclo(2,2,l-hept-5-eno-2,3-dicarboxílico, oundecilenato de zinco, de cálcio ou de sódio, o anidridomaléico, o anidrido itacônico, o anidrido citracônico, oanidrido dicloro maléico, o anidrido difluoro maleíco, oanidrido itacônico, o anidrido crotônico, o acrilato ou ometacrilato de glicidila, o alil glicidil éter, os vinilassilanos, de preferência o vinil trimetóxi silano, o viniltrietóxi silano, o vinil triacetóxi silano, o y-metacriloxipropil trimetóxi silano.
12. Tubulação multicamada, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou 11,caracterizada pelo fato de o ligante de adesão compreenderpelo menos uma poliolefina funcionalizada eventualmentemisturada com uma poliolefina.
13. Tubulação multicamada, de acordo com areivindicação 12, caracterizada pelo fato de a poliolefinafuncionalizada do ligante de adesão ter funções, capazes dereagir com as funções enxertadas sobre o polímero fluorado.
14. Tubulação multicamada, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou 11,caracterizada pelo fato de a camada C3 estar ausente, acamada C4 estar em contato direto com a camada C2 ecompreender uma mistura de pelo menos uma poliolefina e depelo menos uma poliolefina funcionalizada que possuifunções capazes de reagir com as funções enxertadas sobre opolímero fluorado.
15. Tubulação multicamada, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12,-13 ou 14, caracterizada pelo fato de a poliolefina dacamada C4 e/ou da camada C6 ser um polímero que compreendemajoritariamente motivos etileno e/ou propileno.
16. Tubulação multicamada, de acordo com areivindicação 15, caracterizada pelo fato de a poliolefinaser um polietileno, homo- ou copolímero, um polipropileno,homo- ou copo1ímero.
17. Tubulação multicamada, de acordo com areivindicação 16, caracterizada pelo fato de a poliolefinaser um PEX.
18. Tubulação multicamada, caracterizada pelo fato decompreender (na ordem do interior para o exterior datubulação):- eventualmente uma camada Ci que compreende pelomenos um polímero fluorado;- uma camada C2 que compreende pelo menos um polímerofluorado sobre o qual é enxertado por irradiação pelo menosum monômero insaturado, eventualmente em mistura com pelomenos um polímero fluorado;- uma camada C4 que compreende pelo menos uma misturade pelo menos uma poliolefina e de pelo menos umapoliolefina funcionalizada que possui funções capazes dereagir com as funções enxertadas sobre o polímero fluorado;- uma camada barreira C5 que é um estojo de metal ouque compreende EVOH ou uma mistura à base EVOH, PVDF ouPGA;- eventualmente uma C6 que compreende pelo menos umapoliolefina.
19. Tubulação multicamada caracterizada pelo fato decompreender (na ordem do interior para o exterior datubulação):- eventualmente uma camada Ci compreendendo pelo menosum PVDF homo- ou copolímero;- uma camada C2 compreendendo pelo menos um PVDF homo-ou copolímero sobre o qual se enxertou por irradiação oanidrido maléico;- uma camada C3 de ligante de adesão;uma camada C4 compreendendo pelo menos umpolietileno, de preferência de tipo PEX;- uma camada barreira C5 que é um estojo de metal;eventualmente uma camada C6 de polietileno, depreferência de tipo PEX.
20. Tubulação multicamada, de acordo com qualquer umadas reivindicações 18 ou 19, caracterizada pelo fato de ascamadas aderirem entre si em sua zona de contatorespectivo.
21. Tubulação multicamada, de acordo com qualquer umadas reivindicações 18, 19 ou 20, caracterizada pelo fato deo ligante de adesão compreender pelo menos uma poliolefinafuncionalizada que possui funções capazes de reagir com oanidrido maléico, eventualmente misturada com umapoliolefina.
22. Tubulação multicamada, de acordo com areivindicação 21, caracterizada pelo fato de a poliolefinafuncionalizada ter funções epóxido ou hidróxi.
23. Tubulação multicamada, de acordo com qualquer umadas reivindicações 21 ou 22, caracterizada pelo fato de apoliolefina funcionalizada ser um copolímero de um etileno,de um epóxido insaturado, de preferência o metacrilato deglicidila, e eventualmente de um acrilato de alquila.
24. Tubulação multicamada, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12,-13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 ou 23, caracterizadapelo fato de uma camada de um ligante de adesão serdisposta entre C5 e C4 e/ou entre C5 e C6.
25. Uso de uma tubulação de qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,-14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 ou 24, caracterizadopor ser para o transporte da água, notadamente a águaquente, de produtos químicos, de um gás.
26. Uso de uma tubulação de qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,-14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 ou 24, caracterizadopor ser para veicular um combustível.
27. Uso de uma tubulação de qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,-14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 ou 24, caracterizadopor ser para veicular água quente em um aquecimentoradiante pelo solo (piso radiante) ou para veicular a águaquente em direção a um elemento radiante.
28. Uso de uma tubulação de qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,-14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 ou 24, caracterizadopor ser nos sistema de aquecimento por radiação.
29. Uso, de acordo com a reivindicação 25,caracterizado pelo fato de o gás ser um hidrocarbonetogasoso, o nitrogênio, o hélio, o hidrogênio, o oxigênio, umgás corrosivo ou capaz de degradar o polietileno ou opolipropileno, um criogênio.
30. Processo de fabricação de uma tubulaçãomulticamada de qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4,-5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20,-21, 22, 23 ou 24, caracterizado pelo fato de ter pelo menosuma camada de PEX de tipo C no qual:- se co-extrudam as diferentes camadas da tubulaçãomulticamada;depois, se expõe a tubulação multicamada assimformada a uma irradiação para reticular a(s) camada(s) depolietileno.
31. Sistema de aquecimento por radiação, caracterizadopelo fato de compreender pelo menos uma tubulaçãomulticamada de qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4,-5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20,-21, 22, 23 OU 24.
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