BRPI1005329B1 - Composição polimérica, composição de poliolefina termoplástica enchida e processo para a fabricação de um artigo moldado - Google Patents

Composição polimérica, composição de poliolefina termoplástica enchida e processo para a fabricação de um artigo moldado Download PDF

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Abstract

composição polimérica, composição de poliolefina termoplástica enchida e processo para a fabricação de um artigo moldado a presente invenção se relaciona com composições poliméricas enchidas, tais como composições de tpo enchidas, tendo estética melhorada, e com concentrados poliméricos que podem ser usadas para preparar as composições de tpo enchidas melhoradas. a presente invenção também se relaciona com processos para preparar as composições de tpo enchidas que eliminam uma etapa de mistura. as composições poliméricas da presente invenção incluem pelo menos cerca de 5 por cento em peso de carga inorgânica baseado no peso total da composição polimérica; um copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade tendo uma porção altamente cristalina, sendo que a porção altamente cristalina está presente de cerca de 20 por cento em peso a cerca de 90 por cento em peso do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade, e uma porção solúvel em xileno, sendo que a porção solúvel em xileno está presente de cerca de 10 por cento em peso a cerca de 80 por cento em peso do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade e tem um peso molecular médio-z maior que cerca de 1.500.000 da, um peso molecular médio numérico menor que cerca de 100.000 da, e um índice de polidispersividade maior que cerca de 5; e um polímero de etileno substancialmente linear de baixa viscosidade tendo um índice de polidispersividade que é menos que cerca de 3,5, e uma taxa de fluxo de fundido maior que cerca de 40 g/10 min como medida de acordo com a astm d-1238 a 190ºc/2,16 kg.

Description

COMPOSIÇÃO POLIMÉRICA, COMPOSIÇÃO DE POLIOLEFINA
TERMOPLÁSTICA ENCHIDA E PROCESSO PARA A FABRICAÇÃO DE UM
ARTIGO MOLDADO
Campo da invenção [0001]
A presente invenção se relaciona geralmente com composições de poliolefinas termoplásticas enchidas (daqui por diante referidas como TPO), e particularmente a fabricação de composições de TPO enchidas tendo estética melhorada com operações reduzidas de mistura.
Antecedentes da invenção [0002] O uso de composições de polipropileno enchidas está se expandindo nos campos de frisos automotivos externos e internos, em alojamentos e tampas de dispositivos de equipamentos elétricos, bem como para outras aplicações de produtos para o consumidor. Os materiais são populares, pelo menos em parte, porque eles frequentemente oferecem sensação tátil.
[0003] Composições de polipropileno enchidas são comumente preparadas misturando fundidos um polipropileno, uma carga, e componentes adicionais opcionais. Isto usualmente envolve uma ou mais operações de mistura pré-prensagem. As composições de polipropileno enchidas também podem ser preparadas por uma solução de processamento referida como mistura na prensa que inclui alimentar partículas separadas de uma composição de concentrado [masterbatch ou batelada mestra] contendo uma alta concentração de carga e partículas de um polipropileno em um equipamento de fabricação de peças (p.ex., uma máquina de moldagem) no qual as partículas são fundidas, misturadas, e então conformadas em uma peça. Descrições de mistura em prensa de termoplásticos enchidos
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2/86 são divulgadas por exemplo no pedido de patente U.S. ns 61/036.692, depositado em 14 de março de 2008 (agora publicação de pedido de patente internacional ns WO 2009/114761, publicada em 17 de setembro de 2009), publicação de pedido de patente U.S. n° US 2007/0246862 A1 (depositada em 17 de abril de 2007), e US 2008/00585455 A1 (depositada em 25 de junho de 2007), todas as quais são incorporadas por referência aqui.
[0004] Os artigos moldados a partir das composições de polipropileno enchidas estão propensos a exibir imperfeições superficiais, tais como marcas de fluxo e listas prateadas.
[0005] As marcas de fluxo podem se manifestar sobre a superfície de artigos moldados injetados como uma série de faixas ou tiras alternadas de alto e baixo brilho dando surgimento ao termo tigrado. A tendência geral de cada faixa é aproximadamente perpendicular à direção de fluxo de fundido durante a injeção. Estas marcas não afetam perceptivelmente as propriedades mecânicas do artigo moldado, nem elas são discerníveis pelo toque. Entretanto, sua presença é esteticamente inaceitável e frequentemente resulta em taxa de rejeição de controle de qualidade inaceitavelmente alta por causa do aparecimento de falta de homogeneidade dentro de peças moldadas. O efeito é pronunciado em artigos moldados grandes com uma alta razão de aspecto, tal como peças de automóveis, por exemplo, painéis de instrumentos e painel de parachoques.
[0006] A técnica tem tentado melhorar as propriedades de aparência superficial em artigos moldados diminuindo a viscosidade da resina de polímero de propileno. Esta técnica diminuiu o aparecimento das marcas de fluxo, entretanto a
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3/86 diminuição de viscosidade pode afetar prejudicialmente outras propriedades físicas tais como resistência ao impacto. As marcas de fluxo também podem ser reduzidas recozendo o artigo após o processo de moldagem. Esta etapa de recozimento entretanto requer dependência aumentada de energia para recozer o artigo, bem como tempo adicional para recozer e possíveis modificações de equipamentos necessárias para permitir o aparato de moldagem por injeção também servir como meio de recozimento. A técnica também tem descrito adicionar componentes de borracha de baixa viscosidade a polipropileno para melhorar a aparência dos artigos moldados por injeção resultantes, veja, por exemplo, a patente U.S. n° 5.468.808. Aditivos caros, tais como fluoropolímeros também têm sido usados para melhorar a aparência de composições TPO enchidas como descrito na publicação do pedido de patente PCT ns WO2007/024551A2, publicada em 1 de março de 2007, incorporada por referência aqui.
[0007] Não obstante muitos esforços com sucesso até a data, existe uma necessidade progressiva em prover técnicas adicionais de processamento para ajudar a reduzir as marcas de fluxo em artigos produzidos a partir de composições de polímero de propileno sem comprometer outras propriedades físicas, tais como, resistência ao impacto.
[0008] Também continua a haver uma necessidade de composições de TPO enchidas adicionais que possam ser usadas em aplicações requerendo peças moldadas tendo boa aparência (p.ex., interior automotivo). Por exemplo, continua a existir uma necessidade de composições que resultem em peças que sejam livres de ou tenham tigrado reduzido; que exibam um equilíbrio vantajoso de alta ductilidade, alta resistência ao
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4/86 impacto, e/ou baixa rigidez; que exibam boa aparência (p.ex., quando moldadas com um moldado colorido); e que sejam livres de, ou substancialmente livres de um fluoropolímero).
Sumário da invenção [0009] A presente invenção em seus vários aspectos atende uma ou todas as necessidades provendo uma composição de TPO e processamento na prensa melhorados. Um aspecto da invenção é dirigido a uma composição polimérica compreendendo cerca de 5 por cento em peso ou mais de carga inorgânica baseado no peso total da composição polimérica; um copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade tendo i) uma porção relativamente altamente cristalina onde a porção altamente cristalina está presente de cerca de 20 por cento em peso a cerca de 90 por cento em peso do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade, e ii) uma porção solúvel em xileno, sendo que a porção solúvel em xileno está presente de cerca de 10 por cento em peso a cerca de 80 por cento em peso do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade e tem um peso molecular médio-z de cerca de 1.500.000 Da ou maior, um peso molecular médio numérico de cerca de 100.000 Da ou menor, e um índice de polidispersividade de cerca de 5 ou maior (preferivelmente cerca de 7 ou maior, e mais preferivelmente cerca de 9 ou maior); e um polímero de etileno substancialmente linear de viscosidade relativamente baixa (PESL-BV) tendo um índice de polidispersividade de cerca de 3,5 ou menor, e uma taxa de fluxo de fundido de cerca de 40 ou mais g/10 min como medida de acordo com a ASTM D-1238 a 190°C/2,16 kg.
[0010] Um outro aspecto da invenção é dirigido a um concentrado polimérico (p.ex., um concentrado polimérico)
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5/86 compreendendo cerca de 35 por cento em peso ou mais de carga inorgânica baseado no peso total da composição polimérica; um copolímero de polipropileno de alta viscosidade tendo i) uma porção relativamente altamente cristalina, sendo que a porção altamente cristalina está presente de cerca de 20 por cento em peso a cerca de 90 por cento em peso do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade, e ii) uma porção solúvel em xileno, sendo que a porção solúvel em xileno está presente de cerca de 10 por cento em peso a cerca de 80 por cento em peso do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade e tem um peso molecular médio-z de cerca de 1.500.000 Da ou maior, um peso molecular médio numérico de cerca de 100.000 Da ou menor, e um índice de polidispersividade de cerca de 5 ou maior (preferivelmente cerca de 7 ou maior, e mais preferivelmente cerca de 9 ou maior); e um polímero de etileno substancialmente linear de viscosidade relativamente baixa (PESL-BV) tendo um índice de polidispersividade de cerca de 3,5 ou menor, e uma taxa de fluxo de fundido de cerca de 40 g/10 min ou maior como medida de acordo com a ASTM D-1238 a 190°C/2,16 kg; sendo que o concentrado polimérico é adequado para mistura em prensa com um diluente de poliolefina para conseguir uma superfície moldada tendo poucas imperfeições superficiais.
[0011] Um aspecto adicional da invenção é dirigido a um processo para fabricar um artigo moldado incluindo pelo menos uma parte tendo uma batelada contendo composição polimérica compreendendo as etapas de: misturar fundidos cerca de 10 por cento em peso ou mais de um concentrado polimérico descrito aqui, e cerca de 40 por cento em peso ou mais de um polipropileno diluente tendo uma taxa de fluxo de fundido de
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6/86 cerca de 2,5 ou mais g/10 min como medida de acordo com a
ASTM D-1238 a 230°C/2,16 kg para formar uma mistura fundida da composição polimérica contendo o concentrado; e moldar a composição polimérica contendo o concentrado.
[0012] Em um outro aspecto da invenção a composição polimérica é uma composição de poliolefina termoplástica enchida (isto é, uma composição de TPO enchida) para uso em aplicações de moldagem de interiores automotivos compreendendo de cerca de 5 por cento em peso a cerca de 30 por cento em peso de carga inorgânica baseado no peso total da composição polimérica; um copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade tendo i) uma porção altamente cristalina, sendo que a porção altamente cristalina está presente de cerca de 20 por cento em peso a cerca de 90 por cento em peso do copolímero de polipropileno de alta viscosidade, e ii) uma porção solúvel em xileno, sendo que a porção solúvel em xileno está presente de cerca de 10 por cento em peso a cerca de 80 por cento em peso do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade e tem um peso molecular médio-z de cerca de 1.500.000 Da ou maior, um peso molecular médio numérico de cerca de 100.000 Da ou menor, e um índice de polidispersividade de cerca de 5 ou maior (preferivelmente cerca de 7 ou maior, e mais preferivelmente cerca de 9 ou maior); um polímero de etileno substancialmente linear de baixa viscosidade (PESL-BV) tendo um índice de polidispersividade de 3,5 ou menor, e uma taxa de fluxo de fundido de cerca de 40 ou mais g/10 min como medida de acordo com a ASTM D-1238 a 190°C/2,16 kg; e um polipropileno de baixa viscosidade tendo uma taxa de fluxo de fundido de cerca de 4 ou mais g/10 min (preferivelmente de cerca de 5 a cerca
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7/86 de 100 g/10 min) como medida de acordo com a ASTM D-1238 a 230°C e uma temperatura de fusão de cerca de 130°C ou maior. Preferivelmente o polipropileno de baixa viscosidade é selecionado de um ou mais de um homopolímero de polipropileno, um copolímero de polipropileno de impacto, um copolímero randômico de polipropileno tendo uma concentração de etileno de cerca de 7 por cento em peso ou menor, ou qualquer combinação dos mesmos.
Descrição resumida dos desenhos [0013] A figura 1 ilustra o relacionamento entre a concentração de copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade e o peso molecular médio-z da fração solúvel de xileno do concentrado;
[0014] A figura 2 ilustra um exemplo de uma placa moldada por injeção preparada misturando em prensa um polipropileno e 10% de um talco MB que é livre de um copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade;
[0015] A figura 3 ilustra um exemplo de uma placa moldada por injeção preparada misturando em prensa um polipropileno e 10% de um talco MB que contém um copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade;
[0016] A figura 4 ilustra um exemplo de uma placa moldada por injeção preparada misturando em prensa um polipropileno e 20% de um talco MB que é livre de um copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade;
[0017] A figura 5 ilustra um exemplo de uma placa moldada por injeção preparada misturando em prensa um polipropileno e
20% de um talco MB que contém um copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade;
[0018] As figuras 6A, 6B, 6C, e 6D ilustram o
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8/86 relacionamento entre a resistência ao impacto, medida pelo teste de impacto Izod, testada a cerca de 23°C, cerca de 0°C, cerca de -20°C, e cerca de -20°C, respectivamente, e o módulo de flexão para composições de TPO enchidas ilustrativas produzidas com e sem um copolímero de polipropileno de alta viscosidade;
[0019] As figuras 7A e 7B ilustram o relacionamento entre falha dúctil porcentual, medida pelo teste de impacto de dardo a cerca de -30°C e cerca de -40°C respectivamente, e o módulo de flexão para composições de TPO enchidas ilustrativas produzidas com e sem um copolímero de polipropileno de alta viscosidade; e [0020] As figuras 7C e 7D ilustram o relacionamento entre energia de impacto total, medida pelo teste de impacto de dardo a cerca de -30°C e cerca de -40°C respectivamente, e o módulo de flexão para composições de TPO enchidas ilustrativas produzidas com e sem um copolímero de polipropileno de alta viscosidade.
Descrição detalhada da invenção [0021] A presente invenção é pregada em composições poliméricas incluindo a) 5 por cento em peso ou mais de carga mineral baseado no peso total da composição polimérica, b) um copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade tendo: i) uma porção altamente cristalina presente de cerca de 20 por cento em peso a cerca de 90 por cento em peso do copolímero de impacto de polipropileno, e ii) uma porção solúvel em xileno, onde a porção solúvel em xileno está presente de cerca de 10 por cento em peso a cerca de 80 por cento em peso do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade e tem um peso molecular médio-z de cerca de
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1.500.000 Da ou maior; e c) um polímero de etileno substancialmente linear de baixa viscosidade (PESL-BV) tendo um índice de polidispersividade de cerca de 3,5 ou menor, e uma taxa de fluxo de fundido de cerca de 40 ou mais g/10 min como medida de acordo com a ASTM D-1238 a 190°C/2,16 kg, que exibe estética surpreendentemente melhorada e um equilíbrio desejável de rigidez, resistência ao impacto, e moldabilidade; e que opcionalmente se presta bem para, ou pode ser usada como um concentrado (p.ex., uma batelada mestra) para fabricar, uma composição de TPO tendo tais características surpreendentes. Preferivelmente, a porção solúvel em xileno do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade tem um peso molecular médio numérico de cerca de 100.000 Da ou menor, e um índice de polidispersividade de cerca de 7 ou maior (mais preferivelmente cerca de 9 ou maior).
[0022] Como um exemplo, a composição polimérica pode ser uma composição de TPO enchida na qual a concentração de carga inorgânica varia de cerca de 5 a cerca de 30 por cento em peso baseado no peso total da composição de TPO; e a composição de TPO inclui adicionalmente um polipropileno de baixa viscosidade tendo uma taxa de fluxo de fundido de cerca de 4 ou mais g/10 min (p.ex., de cerca de 5 a cerca de 100 g/10 min) como medida de acordo com a ASTM D-1238 a 230°C e uma temperatura de fusão de cerca de 130°C ou maior, onde a composição de TPO tem estética melhorada e um equilíbrio desejável de rigidez, resistência ao impacto, e moldabilidade. Preferivelmente o polipropileno de baixa viscosidade é selecionado a partir de um ou mais de um homopolímero de polipropileno, um copolímero de polipropileno
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10/86 de impacto, um copolímero randômico de polipropileno tendo uma concentração de etileno de cerca de 7 por cento em peso ou menor, ou qualquer combinação dos mesmos.
[0023] Como um outro exemplo, a composição polimérica pode ser um concentrado polimérico (p.ex., concentrado) na qual a concentração de carga mineral seja pelo menos 30 por cento em peso. Preferivelmente o concentrado polimérico inclui de cerca de 30 a cerca de 75 por cento em peso de carga. O concentrado polimérico pode ter características novas que permitam o concentrado ser usado para preparar composições de TPO enchidas que surpreendentemente têm estética melhorada e um equilíbrio desejável de rigidez, resistência ao impacto, e moldabilidade. Inesperadamente, o concentrado polimérico pode até mesmo ser misturado com um ou mais materiais poliméricos adicionais em um processo de formação de peça polimérica (p.ex., um processo de moldagem), que inclui o uso de um aparelho que inclui um conjunto de fuso e tambor, sem uma etapa de misturar fundidos o concentrado polimérico com pelo menos um dos materiais poliméricos adicionais antes de introduzir os materiais no conjunto de fuso e tambor. Preferivelmente o um ou mais materiais poliméricos adicionais é uma ou mais poliolefinas tais como polipropileno, polietileno, e similares. Por exemplo, o concentrado e um ou mais materiais poliméricos adicionais podem entrar em um conjunto de fuso e tambor como partículas separadas (p.ex., pellets) e podem se tornar misturas fundidas enquanto avançando no conjunto de fuso e tambor. Será apreciado que o conjunto de fuso e tambor pode prover uma tensão de cisalhamento, calor, ou preferivelmente ambos para o concentrado e o um ou mais materiais poliméricos adicionais.
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Composição de TPO enchida [0024] A composição de TPO enchida inclui uma ou mais cargas minerais. A composição de TPO enchida deve incluir uma concentração suficiente de carga mineral tal que a composição de TPO tenha um coeficiente geralmente baixo de expansão térmica linear, um encolhimento geralmente baixo, ou ambos. As composições de TPO enchidas podem ter uma concentração de carga mineral (p.ex., carga mineral particulada) de cerca de 3 por cento em peso ou maior, preferivelmente 5 por cento em peso ou maior, mais preferivelmente cerca de 7 por cento em peso ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 9 por cento em peso ou maior baseada no peso total da composição de TPO. A concentração de carga deve ser suficientemente baixa tal que a composição de TPO tenha viscosidade geralmente baixa tal que ela possa ser extrudada, moldada, ou ambos. A concentração de carga pode ser cerca de 40 por cento em peso ou menor, preferivelmente cerca de 30 por cento em peso ou menor, mais preferivelmente cerca de 24 por cento em peso ou menor, e o mais preferivelmente cerca de 18 por cento em peso ou menor baseada no peso total da composição de TPO.
[0025] A composição de TPO enchida preferivelmente inclui uma quantidade suficiente de copolímero de impacto de
polipropileno de alta viscosidade tal que artigos possam ser
produzidos a partir da composição de TPO enchida tendo uma
aparência estética geralmente boa. A concentração do
copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade na
composição de TPO enchida pode ser tal que a composição de
TPO enchida possa ser facilmente moldada. A concentração do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade na composição de TPO enchida é preferivelmente cerca de 15 por
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12/86 cento em peso ou menor, mais preferivelmente cerca de 10 por cento em peso ou menor, ainda mais preferivelmente cerca de 8 por cento em peso ou menor e o mais preferivelmente cerca de 6 por cento em peso ou menor. A concentração do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade preferivelmente é cerca de 0,5 por cento em peso ou maior, mais preferivelmente cerca de 1 por cento em peso ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 2 por cento em peso ou maior e o mais preferivelmente cerca de 3 por cento em peso ou maior. [0026] A composição de TPO enchida vantajosamente pode compreender adicionalmente um modificador de impacto. Qualquer modificador de impacto conhecido por aqueles de experiência ordinária na técnica pode ser usado. Os modificadores de impacto preferidos são modificadores de impacto que são capazes de melhorar a tenacidade de impacto de homopolímero de polipropileno isotático. Sem limitações, os modificadores de impacto exemplares incluem polímeros de etileno lineares ou substancialmente lineares (daqui por diante referidos como PESL), elastômeros de polipropileno, copolímeros em blocos olefínicos, ou qualquer combinação dos mesmos. A composição de TPO enchida deve ter uma quantidade suficiente de modificador de impacto tal que a composição de TPO enchida seja geralmente resistente. A concentração do modificador de impacto, do PESL ou ambos preferivelmente é cerca de 0,5 por cento em peso ou maior, mais preferivelmente cerca de 1,0 por cento em peso ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 1,5 por cento em peso ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 2 por cento em peso ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 2,5 por cento em peso ou maior, baseado no peso total da composição de TPO
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13/86 enchida. A composição de TPO enchida deve ter uma concentração de modificador de impacto suficientemente baixa tal que o modificador de impacto seja uma fase discreta ou uma fase cocontínua, e preferivelmente uma fase discreta. A concentração do modificador de impacto, do PESL ou ambos preferivelmente é cerca de 15 por cento em peso ou menor, mais preferivelmente cerca de 9 por cento em peso ou menor, ainda mais preferivelmente cerca de 7 por cento em peso ou menor, e o mais preferivelmente cerca de 5 por cento em peso ou menor baseado no peso total da composição de TPO enchida. Por exemplo, o modificador de impacto, o PESL, ou ambos podem estar presentes em uma concentração de cerca de 0,5 por cento em peso a cerca de 15 por cento em peso ou até mesmo de cerca de 0,5 por cento em peso a cerca de 5 por cento em peso.
[0027] A composição de TPO enchida tipicamente incluirá um ou mais polímeros termoplásticos de baixa viscosidade tendo (sob condições de teste idênticas) uma viscosidade mais baixa que a viscosidade do copolímero de impacto de polipropileno de viscosidade relativamente alta. O um ou mais polímeros termoplásticos de baixa viscosidade podem ser polímeros que sejam capazes de serem extrudados, moldados por injeção, ou ambos. Preferivelmente o um ou mais polímeros termoplásticos de baixa viscosidade são selecionados a partir de um ou mais polímeros de polipropileno. O um ou mais polímeros de polipropileno de baixa viscosidade devem estar presentes em uma concentração suficiente tal que polipropileno (p.ex., polipropileno isotático) seja uma fase contínua ou cocontínua na composição. A concentração total do um ou mais polímeros de polipropileno de baixa viscosidade preferivelmente é cerca de 25 por cento em peso ou maior, mais preferivelmente cerca
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14/86 de 40 por cento em peso ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 50 por cento em peso ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 60 por cento em peso ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 65 por cento em peso ou maior, baseada no peso total da composição de
TPO enchida. A concentração total do um ou mais polímeros de de baixa viscosidade preferivelmente é cerca em peso ou menor, mais preferivelmente cerca em peso ou menor, ainda polipropileno mais preferivelmente
de 85 por cento
de 80 por cento
cerca de 75 por
cerca de cento em peso ou menor, ainda mais preferivelmente
2 por cento em peso ou menor, e o mais preferivelmente cerca de 70 por cento em peso ou menor, baseada no peso total da composição de TPO enchida. Sem limitações polímeros de polipropileno de baixa presentes em uma concentração total em peso até cerca de 80 por cento cerca de 50 por cento em peso a cerca de de cerca em peso viscosi
, o um ou mais
dade podem estar
de 40 por cento
ou até mesmo de
75 por cento em
peso.
composição de TPO enchida pode incluir opcionalmente um ou mais aditivos que podem incluir, sem limitações, um agente de acoplamento, um retardante de chama, um aditivo resistente à ignição um estabilizante, um corante, um antioxidante um agente de liberação de molde, um agente antiestática, um auxiliar de deslizamento (isto é, um auxiliar de resistência ao deslizamento), um intensificador de fluxo, um agente nucleador, um agente alvejante, ou combinações dos mesmos ou de outros.
Concentrado polimérico
Um aspecto da invenção é um concentrado polimérico que inclui uma alta concentração de uma carga mineral. A alta
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15/86 concentração de carga mineral no concentrado polimérico pode permitir a incorporação eficiente de carga em uma composição de TPO enchida.
[0030] O concentrado polimérico deve conter uma quantidade suficiente de carga mineral tal que uma quantidade menor de concentrado necessite ser usada na composição de TPO enchida. A concentração de carga mineral no concentrado polimérico preferivelmente é cerca de 30 por cento em peso ou maior, mais preferivelmente cerca de 35 por cento em peso ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 50 por cento em peso ou maior, e o mais preferivelmente maior que cerca de 60 por cento em peso ou maior, baseada no peso total do concentrado polimérico. O limite superior da quantidade de carga mineral é a maior concentração de carga na qual o concentrado pode ser facilmente extrudado, peletizado, ou ambos. A concentração de carga mineral no concentrado polimérico preferivelmente é cerca de 85 por cento em peso ou menor, mais preferivelmente cerca de 80 por cento em peso ou menor, ainda mais preferivelmente cerca de 75 por cento em peso ou menor, ainda mais preferivelmente cerca de 70 por cento em peso ou menor, e o mais preferivelmente cerca de 65 por cento em peso ou menor, baseado no peso total do concentrado polimérico. Por exemplo o concentrado polimérico pode conter de cerca de 30 por cento em peso a cerca de 75 por cento em peso de carga mineral, ou de cerca de 60 por cento em peso a cerca de 70 por cento em peso de carga mineral, baseado no peso total do concentrado polimérico.
[0031] O concentrado polimérico compreende adicionalmente um copolímero de impacto de polipropileno de baixa viscosidade. O copolímero de impacto de polipropileno de
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16/86 baixa viscosidade pode ser qualquer copolímero de impacto de polipropileno que seja capaz de melhorar a estética (p.ex., reduzir o tigrado) de uma peça moldada por injeção produzida a partir de uma composição de TPO enchida que inclui o concentrado polimérico. O copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade preferivelmente está presente em uma quantidade suficiente tal que quando o concentrado for usado em uma composição de TPO enchida que seja moldada por injeção, as peças moldadas por injeção tenham estética melhorada comparada com uma peça moldada idêntica produzida com uma composição de TPO enchida idêntica exceto que o copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade é substituído pelos outros polímeros (p.ex., os modificadores de impacto) do concentrado polimérico. A concentração do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade no concentrado polimérico preferivelmente é cerca de 60 por cento em peso ou menor, mais preferivelmente cerca de 45 por cento em peso ou menor, ainda mais preferivelmente cerca de 35 por cento em peso ou menor e o mais preferivelmente cerca de 30 por cento em peso ou menor baseada no peso total do concentrado polimérico. A concentração do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade preferivelmente é cerca de 10 por cento em peso ou maior, mais preferivelmente cerca de 15 por cento em peso ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 18 por cento em peso ou maior e o mais preferivelmente cerca de 20 por cento em peso ou maior baseada no peso total do concentrado polimérico.
[0032] O concentrado polimérico vantajosamente pode compreender adicionalmente um modificador de impacto.
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17/86
Qualquer modificador de impacto que seja capaz de melhorar a resistência ao impacto de polipropileno isotático pode ser usado. Os modificadores de impacto preferidos incluem PESLs, elastômeros de polipropileno, copolímeros em blocos olefínicos, ou qualquer combinação dos mesmos. A concentração do modificador de impacto (p.ex., o PESL) é suficiente tal que ele aumente a resistência ao impacto da composição de TPO. A concentração do modificador de impacto é cerca de 3 por cento em peso ou maior, mais preferivelmente cerca de 5 por cento em peso ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 7 por cento em peso ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 10 por cento em peso ou maior baseada no peso total do concentrado polimérico. A concentração do modificador de impacto (p.ex., o PESL) preferivelmente é cerca de 50 por cento em peso ou menor, mais preferivelmente cerca de 35 por cento em peso ou menor, ainda mais preferivelmente cerca de 30 por cento em peso ou menor, e o mais preferivelmente cerca de 25 por cento em peso ou menor baseada no peso total do concentrado polimérico. Por exemplo, o modificador de impacto, o PESL, ou ambos podem estar presentes em uma concentração de cerca de 5 por cento em peso a cerca de 50 por cento em peso, de cerca de 5 por cento em peso a cerca de 20 por cento em peso ou até mesmo de cerca de 10 por cento em peso a cerca de 20 por cento em peso baseada no peso total do concentrado polimérico.
[0033] A razão em peso do modificador de impacto (p.ex., o
PESL) para o polímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade no concentrado polimérico é escolhida tal que o modificador de impacto seja uma fase discreta ou uma fase cocontínua. A razão em peso do modificador de impacto (p.ex.,
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18/86 o PESL) para o polímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade no concentrado polimérico preferivelmente é cerca de 10:90 ou maior, mais preferivelmente cerca de 10:50 ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 10:30 ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 10:20 ou maior. A razão em peso do modificador de impacto (p.ex., o PESL) para o polímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade no concentrado polimérico preferivelmente é cerca de 10:5 ou menor, mais preferivelmente cerca de 10:8 ou menor, ainda mais preferivelmente 10:10 ou menor, e o mais preferivelmente cerca de 10:12 ou menor. Por exemplo, a razão em peso do modificador de impacto (p.ex., o PESL) para o polímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade no concentrado polimérico pode ser de cerca de 10:90 a cerca de 10:5.
[0034] O concentrado polimérico preferivelmente é substancialmente livre de, ou até mesmo totalmente livre do um ou mais polímeros de polipropileno de viscosidade relativamente baixa. Se empregado no concentrado polimérico, a concentração total do um ou mais polímeros de polipropileno de baixa viscosidade é preferivelmente cerca de 50 por cento em peso ou menor, mais preferivelmente cerca de 30 por cento em peso ou menor, ainda mais preferivelmente cerca de 20 por cento em peso ou menor, ainda mais preferivelmente cerca de 5 por cento em peso ou menor, ainda mais preferivelmente cerca de 1 por cento em peso ou menor, e o mais preferivelmente cerca de 0,2 por cento em peso ou menor, baseada no peso total dos polímeros no concentrado polimérico. O peso total dos polímeros no concentrado polimérico é o peso do concentrado polimérico menos o peso da carga e quaisquer outros constituintes não poliméricos. Similarmente, se
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19/86 empregado no concentrado polimérico, a concentração do um ou mais polímeros de polipropileno de baixa viscosidade é cerca de 20 por cento em peso ou menor, mais preferivelmente 10 por cento em peso ou menor, ainda mais preferivelmente cerca de 5 por cento em peso ou menor, ainda mais preferivelmente cerca de 2 por cento em peso ou menor, ainda mais preferivelmente cerca de 0,5 por cento em peso ou menor e o mais preferivelmente cerca de 0,1 por cento em peso ou menor, baseado no peso total do concentrado polimérico.
[0035] O concentrado pode ser preparado por qualquer processo de mistura fundida conveniente. O processo de mistura preferido inclui o processo que emprega um ou qualquer combinação de uma extrusora de fusos duplos, uma amassadeira, uma extrusora de fuso simples tendo capacidades de mistura dispersivas e/ou distributivas, um misturador interno tal como um misturador Banbury, e similares. Vantajosamente, o processo de mistura fundida e o modificador de impacto são selecionados para minimizar a degradação da porção solúvel em xileno de alto peso molecular do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade. Por exemplo, a porção solúvel em xileno do concentrado pode ter um peso
molecular médio-z (como expresso em unidades de 100% de
polietileno) de cerca de 700.000 Da ou maior, preferivelmente
cerca de 90. 000 Da ou maior, mais preferivelmente cerca de
1.000.000 Da ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de
1.100.000 ou mais, Da, e o mais preferivelmente cerca de
1.200.000 Da ou maior). O peso molecular médio-z pode ser
medido por cromatografia de permeação em gel como descrito aqui a seguir.
[0036] O concentrado é preferivelmente extrudado ou de
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20/86 outro modo formadoa em grânulos ou pellets, preferivelmente tendo uma dimensão maior de cerca de 50 ou menos mm, mais preferivelmente cerca de 25 ou menos mm, e o mais preferivelmente cerca de 10 ou menos mm.
Copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade (HVPIC) [0037] O copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade inclui uma porção altamente cristalina e uma porção solúvel em xileno e preferivelmente inclui: i) uma porção altamente cristalina que está presente de cerca de 20 por cento em peso a cerca de 90 por cento em peso do copolímero de impacto de polipropileno, e ii) uma porção solúvel em xileno que está presente de cerca de 10 por cento em peso a cerca de 80 por cento em peso baseado no peso total do copolímero de impacto. A concentração da porção solúvel em xileno preferivelmente é cerca de 10 por cento em peso ou maior, mais preferivelmente 10 por cento em peso ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 20 por cento em peso ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 22 por cento em peso ou maior baseada no peso total do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade. A concentração da porção solúvel em xileno preferivelmente é cerca de 80 por cento em peso ou menor, mais preferivelmente cerca de 60 por cento em peso ou menor, e mais preferivelmente cerca de 55 por cento em peso ou menor baseada no peso total do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade. O peso total da porção altamente cristalina e da porção solúvel em xileno preferivelmente é cerca de 50 por cento em peso ou maior, mais preferivelmente cerca de 75 por cento em peso ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 90 por cento em peso ou
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21/86 maior, ainda mais preferivelmente cerca de 95 por cento em peso ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 98 por cento em peso ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 99 por cento em peso ou maior, baseado no peso total do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade. Um copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade altamente preferido consiste de: i) um componente polimérico que inclui, ou consiste da porção altamente cristalina e da porção solúvel em xileno ii) um componente não polimérico que inclui um ou mais aditivos. A concentração dos aditivos não poliméricos, se presentes, preferivelmente é cerca de 17 por cento em peso ou menor, mais preferivelmente cerca de 6 por cento em peso ou menor e o mais preferivelmente cerca de 3 por cento em peso ou menor, baseada no peso total do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade.
[0038] A porção altamente cristalina preferivelmente inclui, consiste essencialmente de, ou consiste substancialmente inteiramente de polipropileno isotático. A quantidade de polipropileno isotático na porção altamente cristalina é preferivelmente cerca de 80 por cento em peso ou maior, mais preferivelmente cerca de 95 por cento em peso ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 99 por cento em peso ou maior, baseada no peso total da porção altamente cristalina. Os polipropilenos isotáticos preferidos incluem polipropileno isotático contendo 94 por cento em peso ou mais unidades de propileno, baseado no peso total do polipropileno isotático, no peso total da porção altamente cristalina, ou ambos. Por exemplo, o polipropileno isotático pode ser um homopolímero de polipropileno ou um copolímero de polipropileno tendo 98 por cento em peso ou mais,
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22/86 preferivelmente 99 por cento em peso ou mais unidades de propileno baseado no peso total da porção altamente cristalina. A porção altamente cristalina pode ser caracterizada por uma cristalinidade de cerca de 30 por cento em peso ou maior, preferivelmente cerca de 40 por cento em peso ou maior, mais preferivelmente cerca de 50 por cento em peso ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 60 por cento em peso ou maior baseada no peso total da porção altamente cristalina, como medida por exemplo por calorimetria diferencial de varredura como descrito depois na seção intitulada Métodos de teste.
[0039] A porção altamente cristalina é preferivelmente insolúvel em xileno. Por exemplo, quando colocada em xileno quente a porção altamente cristalina ou não se dissolve no xileno quente ou se precipita mediante o resfriamento do xileno quente para cerca de 20SC.
[0040] O copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade também inclui uma porção solúvel em xileno. A porção solúvel em xileno é solúvel em xileno (p.ex., em uma concentração de cerca de 1 por cento em peso de polímero e 99 por cento em peso de xileno) a cerca de 20SC. A porção solúvel em xileno é preferivelmente uma poliolefina e pode ser um copolímero incluindo etileno, propileno ou ambos. Os copolímeros exemplares para uso na porção solúvel em xileno incluem copolímeros de etileno (preferivelmente contendo de cerca de 20 a cerca de 80 mols% de etileno) , copolímeros de propileno (preferivelmente contendo de cerca de 20 a cerca de 80 mols% de propileno), ou qualquer combinação dos mesmos. Um copolímero particularmente preferido adequado para uso na porção solúvel em xileno é um copolímero incluindo pelo menos
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23/86 mols% de etileno e pelo menos 20 mols% de propileno, sendo que a concentração total de etileno e propileno é cerca de 80 por cento em peso ou maior, preferivelmente cerca de 95 por cento em peso ou maior, e mais preferivelmente cerca de 99 por cento em peso ou maior baseada no peso total do copolímero.
[0041] A porção solúvel em xileno preferivelmente tem uma cristalinidade menor que a cristalinidade da porção altamente cristalina. Preferivelmente a porção solúvel em xileno tem uma cristalinidade de cerca de 25 por cento ou menor, mais preferivelmente cerca de 15 por cento ou menor, e o mais preferivelmente cerca de 10 por cento ou menor como medida por calorimetria diferencial de varredura. Uma porção solúvel em xileno particularmente preferida é amorfa a temperatura ambiente.
[0042] A porção solúvel em xileno preferivelmente tem um peso molecular médio-z relativamente alto, uma distribuição de peso molecular relativamente ampla (p.ex., um índice de polidispersividade relativamente alto), ou ambos. O peso molecular médio-z da porção solúvel em xileno preferivelmente é cerca de 1.500.000 Da ou maior, mais preferivelmente cerca de 1.800.000 Da ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 2.000.000 Da ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 2.400.000 Da ou maior. O peso molecular médio-z da porção solúvel em xileno preferivelmente é cerca de 8.000.000 Da ou menor, preferivelmente cerca de 5.000.000 Da ou menor, mais preferivelmente cerca de 3.500.000 Da ou menor, e o mais preferivelmente cerca de 3.200.000 Da ou menor. O índice de polidispersividade (isto é, a razão do peso molecular médio ponderado e o peso molecular médio numérico) da porção
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24/86 solúvel em xileno preferivelmente é cerca de 5 ou maior, mais preferivelmente cerca de 7 ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 8 ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 9 ou maior. Preferivelmente, a porção solúvel em xileno tem um peso molecular médio numérico relativamente baixo. O peso molecular médio numérico da porção solúvel em
xileno preferivelmente é cerca de de 100.000 120.000 Da ou menor, menor, ainda mais mais
preferivelmente cerca Da ou
preferivelmente cerca de 80.000 Da ou menor , e o mais
preferivelmente cerca de 60.000 Da ou menor.
[0043] Após misturar o copolímero de impacto de
polipropileno de alta viscosidade com uma carga e um ou mais
polímeros, a mistura pode ter um componente solúvel em xileno caracterizado por um peso molecular médio-z relativamente alto, mas pode ser reduzido a partir do peso molecular médioz da porção solúvel em xileno do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade antes de misturar. O peso molecular médio-z da porção solúvel em xileno após misturar com uma carga e um ou mais polímeros preferivelmente é cerca
de 1.000. 000 Da ou maior, mais preferivelmente cerca de
1.100.000 Da ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de
1.200.000 Da ou maior, e o mais preferivelmente cerca de
1.500.000 Da ou maior.
[0044] O copolímero de impacto de polipropileno de alta
viscosidade pode ser caracterizado por uma temperatura de fusão pico de cerca de 140sC ou maior, preferivelmente cerca de 150°C ou maior, mais preferivelmente cerca de 155°C ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 160°C ou maior, como medida por calorimetria diferencial de varredura como descrito depois na seção intitulada Métodos de teste.
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25/86 [0045] O copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade geralmente terá uma baixa taxa de fluxo de fundido, preferivelmente cerca de 3 ou menos g/10 min, mais preferivelmente cerca de 2,5 ou menos g/10 min, ainda mais preferivelmente cerca de 2 ou menos g/10 min, e o mais preferivelmente cerca de 1,5 ou menos g/10 min. O copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade tem uma taxa de fluxo de fundido que é preferivelmente cerca de 0,1 ou mais g/10 min, mais preferivelmente cerca de 0,5 ou mais g/10 min, ainda mais preferivelmente maior que cerca de 0,8 ou mais g/10 min, e o mais preferivelmente cerca de 1,0 ou mais g/10 min. A taxa de fluxo de fundido pode ser medida de acordo com a ISO 1133 em uma carga de 2,16 kg, como descrito aqui a seguir.
[0046] O copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade pode ser produzido em reator, por uma ou mais etapas de mistura, ou qualquer combinação dos mesmos. O copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade é preferivelmente produzido em reator usando uma única ou preferivelmente uma pluralidade de etapas de polimerização, e o mais preferivelmente usando uma pluralidade de etapas de polimerização.
[0047] O copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade preferido tem boas propriedades mecânicas, incluindo alto alongamento na ruptura, uma alta tensão de tração no escoamento ou ambos. Os copolímeros de impacto de polipropileno de alta viscosidade podem ser caracterizados por um alongamento de tração na ruptura de cerca de 100% ou maior, preferivelmente cerca de 250% ou maior, mais preferivelmente cerca de 350% ou maior, e o mais
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26/86 preferivelmente cerca de 400% ou maior, como medido de acordo com a ISO 527,-1,-2. O copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade preferido pode ter um alongamento por tração na ruptura de cerca de 2000% ou menor. Os copolímeros de impacto de polipropileno de alta viscosidade preferidos podem ser caracterizados por uma tensão de tração no escoamento de cerca de 5 ou mais MPa, mais preferivelmente cerca de 10 ou mais MPa, ainda mais preferivelmente cerca de 15 ou mais MPa, e o mais preferivelmente cerca de 20 ou mais MPa, como medida de acordo com a ISO 527,-1,-2. Os copolímeros de impacto de polipropileno de alta viscosidade preferidos podem ser caracterizados por
no escoamento de cerca de
preferivelmente cerca de 30
preferivelmente cerca de 27
preferivelmente cerca de 25 ou
uma tensão de tração
35 ou menos MPa, mais
ou menos MPa, ainda mais
ou menos MPa, e o mais
menos MPa, como medida de acordo com a ISO 527,-1,-2. Os copolímeros de impacto de polipropileno de alta viscosidade podem ser caracterizados por um módulo de flexão de cerca de
200 ou mais
MPa, preferivelmente cerca de
400 ou mais
MPa, mais preferivelmente cerca de
600 ou mais
MPa, e o mais preferivelmente cerca de ou mais MPa, como medido de acordo com a
ISO 178.
Os copolímeros de impacto de polipropileno de alta viscosidade podem ser caracterizados
por um módulo de flexão de cerca de 1.500 ou menos MPa,
preferivelmente cerca de 1.300 ou menos MPa, mais
preferivelmente cerca de 1. 100 ou menos MPa, e o mais
preferivelmente cerca de 950 ou menos MPa, como medido de acordo com a ISO 178.
Modificador de impacto
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27/86 [0048] O modificador de impacto que pode ser usado nas composições de TPO enchidas, no concentrado polimérico, ou ambos, pode incluir vantajosamente ou consistir essencialmente de materiais borrachosos tendo uma temperatura de transição vítrea Tg suficientemente baixa tal que a composição não se frature facilmente quando deformada a baixa temperatura. Os modificadores de impacto preferíveis têm uma Tg igual ou menor que 0°C, mais preferivelmente igual ou menor que -20°C, ainda mais preferivelmente igual ou menor que -40°C, e o mais preferivelmente igual ou menor que -46°C. Tg é a temperatura ou faixa de temperatura na qual um material polimérico mostra uma mudança abrupta em suas propriedades físicas, incluindo, por exemplo, resistência mecânica. A Tg do modificador de impacto pode ser determinada por calorimetria diferencial de varredura.
[0049] O modificador de impacto pode ser amorfo ou semicristalino a temperatura ambiente (cerca de 20°C). Preferivelmente, o modificador de impacto é um termoplástico semicristalino. Os modificadores de impacto preferidos podem ser formados em pellets (p.ex., sem o uso de um revestimento superficial tal como uma carga em pó ou um revestimento polimérico) que não grudem entre si a temperaturas de 30°C e abaixo, ou até mesmo 50°C e abaixo. Os modificadores de impacto preferíveis podem ter uma cristalinidade de cerca de 5 por cento em peso ou maior, preferivelmente cerca de 8 por cento em peso ou maior, mais preferivelmente cerca de 11 por cento em peso ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 13 por cento em peso ou maior baseado no peso total do modificador de impacto. Os modificadores de impacto preferíveis podem ter uma cristalinidade de cerca de 35 por
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28/86 cento em peso ou menor, preferivelmente cerca de 30 por cento em peso ou menor, mais preferivelmente cerca de 25 por cento em peso ou menor, e o mais preferivelmente cerca de 22 por cento em peso ou menor baseada no peso total do modificador de impacto. A cristalinidade do modificador de impacto pode ser medida por calorimetria diferencial de varredura.
[0050] O modificador de impacto preferivelmente tem uma baixa viscosidade, a qual pode ser caracterizada por uma alta taxa de fluxo de fundido. Por exemplo, o modificador de impacto pode ter uma taxa de fluxo de fundido de cerca de 35 ou mais g/10 min, preferivelmente cerca de 50 ou mais g/10 min, mais preferivelmente cerca de 100 ou mais g/10 min, ainda mais preferivelmente cerca de 300 ou mais g/10 min, e o mais preferivelmente cerca de 450 ou mais g/10 min. A medição das taxas de fluxo de fundido apresenta desafios práticos e pode requerer extrapolações e/ou aproximações. O modificador de impacto preferivelmente tem uma viscosidade Brookfield de cerca de 150.000 cps ou menor, mais preferivelmente cerca de 80.000 cps ou menor, mais preferivelmente cerca de 40.000 cps ou menor, e o mais preferivelmente cerca de 25.000 cps ou menor como medida a cerca de 177SC. Sem limitações, os modificadores de impacto exemplares podem ter uma viscosidade Brookfield de cerca de 6.000 a cerca de 10.000 cps (p.ex., cerca de 8.200 cps) ou de cerca de 14.000 a cerca de 20.000 cps (p.ex., cerca de 17.000 cps).
[0051] Em um aspecto da invenção, o modificador de impacto pode ter uma temperatura de fusão de cerca de 90°C ou menor, preferivelmente cerca de 80°C ou menor. Tal modificador de impacto pode estar disponível como pellets que podem grudar entre si quando aquecidos a uma temperatura elevada. Por
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29/86 exemplo, os pellets do modificador de impacto podem grudar entre si quando aquecidos a uma temperatura de cerca de 60°C ou maior, cerca de 70°C ou maior, cerca de 80°C ou maior, ou até mesmo 90°C ou maior, tal como quando tentando secar o modificador de impacto em uma estufa. Vantajosamente, as características (p.ex., cristalinidade e/ou a temperatura de fusão) e a concentração do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade são tais que os pellets do concentrado polimérico não grudem entre si em uma ou todas as temperaturas de secagem mencionadas anteriormente (p.ex., após secagem por cerca de 2, cerca de 4, cerca de 8 ou até mesmo cerca de 24 horas).
Polímeros de etileno substancialmente lineares ou lineares (PESLs) [0052] Os ingredientes aqui (p.ex., o modificador de impacto) podem incluir, consistir essencialmente de, ou até mesmo consistir de um ou mais elastômeros de alfa-olefina, tais como um ou mais copolímeros de etileno lineares (também conhecidos como PELs), um ou mais copolímeros de etileno substancialmente lineares (também conhecidos como PESLs), ou ambos. Como usado aqui, PESLs tipicamente incluem PELs e significam um copolímero de etileno e um ou mais comonômeros de alfa-olefina tendo uma cadeia principal linear, uma quantidade específica e limitada de ramificações de cadeia longa ou nenhuma ramificação de cadeia longa, uma distribuição de peso molecular estreita, uma distribuição de composição estreita (p.ex,. para copolímeros de alfa-olefina) ou uma combinação dos mesmos. Os copolímeros de etileno substancialmente lineares e copolímeros de etileno lineares e seu método de preparação são descritos completamente nas
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30/86 patentes U.S. nos 5.272.236; e 5.278.272, as quais são incorporadas totalmente aqui por referência para todos os propósitos.
[0053] As ramificações de cadeia curta em um copolímero linear surgem a partir do grupo alquila pendente resultante da polimerização de comonômeros de a-olefina
C3 a C20 adicionados intencionalmente.
A distribuição de composição estreita também é algumas vezes referida como ramificação de cadeia curta homogênea. A distribuição de composição estreita e ramificação de cadeia curta homogênea se referem ao fato que o comonômero de alfa-olefina está distribuído randomicamente dentro de um dado copolímero de etileno e um comonômero de alfa-olefina e virtualmente todas as moléculas de copolímero têm a mesma razão de etileno para comonômero. A estreiteza da distribuição de composição é indicada pelo valor do Índice de Ramificação de Distribuição de Composição (CDBI) ou algumas vezes referido como Índice de Distribuição de Ramificações de Cadeia Curta. O CDBI é definido como a porcentagem em peso das moléculas de polímero tendo um teor de comonômero dentro de 50 por cento do teor de comonômero molar médio. O CDBI é prontamente calculado, por exemplo, empregando fracionamento por eluição e elevação de temperatura, como descrito em Wild, Journal of Polymer
Science [Revista da Ciência do Polímero], Polymer Physics Edition [Edição da Física do Polímero], volume 20, página 441 (1982), ou patente U.S. n° 4.798.081. O CDBI para os PESLs na presente invenção é maior que cerca de 30 por cento, preferivelmente maior que cerca de 50 por cento, e mais preferivelmente maior que cerca de 90 por cento.
[0054] As ramificações de cadeia longa em PESLs são
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31/86 ramificações de polímero outras que ramificações de cadeia curta. Tipicamente, as ramificações de cadeia longa são formadas por geração in situ de uma a-olefina oligomérica via eliminação de hidreto-β em uma cadeia polimérica crescente. A espécie resultante é um hidrocarboneto terminado em vinila de peso molecular relativamente alto que com a polimerização produz um grupo alquila pendente grande. A ramificação de cadeia longa pode ser definida adicionalmente como ramificações de hidrocarbonetos para uma cadeia principal de polímero tendo um comprimento de cadeia maior que n menos 2 (“n
2) carbonos, onde n é o número de carbonos do comonômero de alfa-olefina maior adicionado intencionalmente ao reator. As ramificações de cadeia longa preferidas em homopolímeros de etileno ou copolímeros de etileno e um ou mais comonômeros de a-olefina C3 a C20 têm pelo menos de 20 carbonos até mais preferivelmente o número de carbonos na cadeia principal do polímero a partir do qual a ramificação está pendente. A ramificação de cadeia longa pode ser distinguida usando espectroscopia de ressonância magnético nuclear 13C sozinha, ou com cromatografia de permeação em gel-dispersão de luz de laser (GPC-LALLS) ou uma técnica analítica similar. Os polímeros de etileno substancialmente lineares contêm pelo menos o,o1 ramificação de cadeia longa/1000 carbonos e mais preferivelmente 0,05 ou mais ramificação de cadeia longa/1000 carbonos. Em geral, os polímeros de etileno substancialmente lineares preferivelmente contêm menos que ou igual a 3 ramificações de cadeia longa/1000 carbonos e mais preferivelmente menos que ou igual a 1 ramificação de cadeia longa/1000 carbonos.
[0055] Uma descrição geral de PESLs adequados, ou que
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32/86 foram referidos como polímeros de olefina substancialmente lineares na patente U.S. n° 5.278.272, são descritos na coluna 2, linhas 31-64, e da col. 3 linha 4 até a col. 5, linha 55, ambas seções incorporadas por referência aqui, e na patente U.S. n° 5.272.236 coluna 2, linhas 22-51, incorporada aqui por referência. Os métodos para caracterizar estes PESLs são descritos na patente U.S. n° 5.278.272 (veja, por exemplo, a coluna 5, linha 57 até a coluna 7, linha 15, incorporada aqui por referência).
[0056] Os PESLs preferíveis podem ser produzidos, por exemplo, usando um catalisador de geometria restringida ou um catalisador de metaloceno. O catalisador pode ser um catalisador suportado. Qualquer dos catalisadores divulgados na patente US n° 5.278.272, coluna 7, linha 16 até coluna 14, linha 48 e qualquer processo de polimerização descrito em 5.282.272 coluna 14, linha 50 até a coluna 16, linha 19 (ambas seções incorporadas por referência aqui) podem ser usados para preparar PESLs adequados. Outros catalisadores que podem ser usados incluem aqueles descritos na publicação de pedido de patente EP n° 0260999A1, página 3 linha 29 até página 5, linha 48, (depositado em 21 de setembro de 1987), publicação de pedido de patente EP n° 0129368A1, página 5, linha 4 até página 8, linha 29 (depositado em 5 de junho de 1987), patente U.S. n° 5.055.438 coluna 4, linha 18 até coluna 10, linha 28, patente U.S. n° 4.935.397 coluna 2, linha 35 até coluna 8, linha 3, patente U.S. n° 4.937.301 coluna 3, linhas 20-47, e patente U.S. n° 4.701.432 coluna 2, linha 2 até coluna 4, linha 17 e coluna 5, linha 61 até coluna 8, linha 18, todas as seções incorporadas por referência aqui. Os PESLs preferidos são preparados usando
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33/86 catalisadores baseados em metaloceno capazes de prontamente polimerizar copolímeros de alfa-olefina de peso molecular alto sob as condições do processo. Os PESLs podem ser preparados usando catalisador baseado em metaloceno ou vanádio sob condições que não permitam a polimerização de monômeros outros que aqueles adicionados intencionalmente ao reator. Os PESLs assim preparados, podem ser caracterizados por um baixo teor de resíduos (isto é, uma baixa concentração neles do catalisador usado para preparar o polímero, comonômeros não reagidos e oligômeros de baixo peso molecular produzidos durante o curso da polimerização), uma arquitetura molecular controlada que proveja boa processabilidade apesar da distribuição de peso molecular ser estreita em relação a polímeros de olefina convencionais, ou qualquer combinação dos mesmos.
[0057] Como usado aqui com relação a PESLs, copolímero significa um polímero de dois ou mais comonômeros adicionados intencionalmente, por exemplo, tal como pode ser preparado polimerizando etileno com pelo menos um comonômero C3 a C20 (p.ex., comonômero de a-olefina). Os comonômeros de aolefinas ilustrativos para PESLs adequados incluem propileno, 1-buteno, 1-hexeno, 4-metil-1-penteno, 1-hepteno, 1-octeno, 1-deceno, 1-dodeceno, 1-hexadodeceno, 4-metil-1-penteno, 2metil-1-buteno, 3-metil-1-buteno, 3,3-dimetil-1-buteno, dietil-1-buteno, trimetil-1-buteno, 3-metil-1-penteno, etil1-penteno, propil-1-penteno, dimetil-1-penteno, metiletil-1penteno, dietil-1-hexeno, trimetil-1-penteno, 3-metil-1hexeno, dimetil-1-hexeno, 3,5,5-trimetil-1-hexeno, metiletil1-hepteno, trimetil-1-hepteno, dimetilocteno, etil-1-octeno, metil-1-noneno, etileno-octeno, vinilciclopenteno,
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34/86 vinilciclohexeno e vinilnorborneno, onde a posição da ramificação alquila não é especificada ela está geralmente na posição 3 ou superior do alqueno e estireno. A a-olefina é desejavelmente uma a-olefina C3-C20, ou combinações das mesmas, e mais desejavelmente uma a-olefina C3-C10, ou combinações das mesmas. As a-olefinas preferidas incluem aolefinas monoinsaturadas tais como propileno, 1-buteno, 1hexeno, 1-octeno, e qualquer combinação das mesmas (p.ex., combinações de 1-buteno, 1-hexeno, e 1-octeno). Os copolímeros preferidos incluem polímeros de etileno-propileno (EP), etileno-buteno (E-B), etileno-1-hexeno (EH), e etileno1-octeno (EO). Os PESLs podem ter dois, três (p.ex., um terpolímero) ou mais monômeros. Terpolímeros ilustrativos incluem um terpolímero de etileno/propileno/octeno bem como terpolímeros de etileno, uma alfa-olefina C3-C20 e um tal como diciclopentadieno, 1,4-hexadieno, piperileno dieno ou 5etilideno-2-norborneno.
PESLs típicos podem ser substancialmente livres de monômeros de dieno (p.ex., uma concentração menor que por cento em peso de monômero de dieno, preferivelmente menor que 1 por cento em peso, mais preferivelmente menor que
0,1 por cento em peso e o mais preferivelmente menor que 0 ,05 por cento em peso, baseado no peso total dos
PESLs) ou até mesmo totalmente livres de monômeros de dieno (isto , monômeros tendo duas ou mais ligações duplas).
[0058] O PESL pode incluir uma ou mais a-olefinas superiores contendo pelo menos 3, preferivelmente pelo menos
4, mais preferivelmente pelo menos 6, e o mais preferivelmente pelo menos 8 átomos de carbono. Por exemplo, alfa-olefinas superiores adequadas podem incluir uma ou mais
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35/86 a-olefinas contendo de 4 a cerca de 20 átomos de carbono, mais preferivelmente uma ou mais a-olefinas contendo de cerca de 4 a cerca de 12 átomos de carbono, e o mais preferivelmente uma ou mais a-olefinas contendo de cerca de 8 a cerca de 12 átomos de carbono. A a-olefina superior pode incluir ou consistir essencialmente de 1-buteno, 1-hexeno, ou 1-octeno. Os PESLs preferidos podem conter monômero de etileno em uma concentração de cerca de 50 por cento em peso ou mais de monômero de etileno, e mais preferivelmente cerca de 55 por cento em peso ou mais, baseado no peso total do PESL. Os PESLs preferidos podem conter monômero de etileno em uma concentração de cerca de 85 por cento em peso ou menor, mais preferivelmente cerca de 80 por cento em peso ou menor, ainda mais preferivelmente, cerca de 70 por cento em peso ou menor, e o mais preferivelmente cerca de 65 por cento em peso ou menor, baseada no peso total do PESL. A concentração da alfa-olefina superior no PESL preferivelmente é cerca de 12 por cento em peso ou maior, mais preferivelmente cerca de 20 por cento em peso ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 30 por cento em peso ou maior e o mais preferivelmente cerca de 35 por cento em peso ou maior baseada no peso total do PESL. Por exemplo, o PESL pode ser um copolímero que contenha monômero de etileno em uma concentração de cerca de 50 por cento em peso ou maior e monômero de 1-octeno em uma concentração de cerca de 12 por cento em peso ou maior (p.ex., cerca de 30 por cento em peso ou maior) baseado no peso total do PESL. Os PESLs preferidos podem ser caracterizados por uma concentração molar de etileno de cerca de 65 por cento ou maior, mais preferivelmente cerca de 70 por cento ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 75
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36/86 por cento ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 80 por cento ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 85 por cento ou maior. Tal PESL pode ser caracterizado adicionalmente por uma concentração molar da a-olefina superior de cerca de 5 por cento ou maior, preferivelmente cerca de 8 por cento ou maior, mais preferivelmente cerca de 10 por cento ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 12 por cento ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 15 por cento ou maior. O teor de comonômero nos PESLs é geralmente calculado baseado na quantidade de monômeros consumidos durante a reação de polimerização. Alternativamente, o teor de comonômero pode ser medido usando espectroscopia por infravermelho de acordo com a ASM D-2238, Método B. Os PESLs adequados estão comercialmente disponíveis de THE DOW CHEMICAL COMPANY sob a designação de ENGATE® e de EXXONMOBIL CHEMICAL COMPANY sob a designação de EXACT®.
[0059] Os PESLs preferidos podem ter uma densidade de cerca de 0,855 ou mais g/cm3, preferivelmente cerca de 0,860 ou mais g/cm3, mais preferivelmente cerca de 0,865 ou mais g/cm3, e o mais preferivelmente cerca de 0,867 ou mais g/cm3.
A densidade dos P ’ESLs preferivelmente é cerca de 0,908 ou
menos g/cm3, mais preferivelmente cerca de 0,895 ou menos
g/cm3, ainda mais preferivelmente cerca de 0,890 ou menos
g/cm3, e o mais preferivelmente cerca de 0,880 ou menos
g/cm3. Um PESL preferido para uso no modificador de impacto é caracterizado por uma densidade entre cerca de 0,860 a cerca de 0,885 g/cm3 (p.ex., de cerca de 0,868 a cerca de 0,878 g/cm3) como medida de acordo com a ASTM D792-00.
[0060] Os PESLs preferidos que podem ser usados como o modificador de impacto podem ter uma temperatura de fusão
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37/86 pico, como medida por exemplo por calorimetria diferencial de varredura de cerca de 100sC ou menor, preferivelmente cerca de 85°C ou menor, mais preferivelmente cerca de 80°C ou menor, ainda mais preferivelmente cerca de 75°C ou menor, e o mais preferivelmente cerca de 65°C ou menor. O PESL preferido pode ser caracterizado por uma temperatura de fusão pico de cerca de 35 ou mais °C, preferivelmente cerca de 40 ou mais SC, mais preferivelmente cerca de 45 ou mais °C, e o mais preferivelmente cerca de 50 ou mais °C. Um PESL preferido para uso no modificador de impacto é caracterizado por uma temperatura de fusão pico de cerca de 45°C a 70°C, e mais especificamente de cerca de 53°C a cerca de 62°C.
[0061] Os PESLs têm uma dureza menor que a dureza de polipropileno isotático, maior que a dureza de elastômeros estendidos altamente oleosos (p.ex., contendo pelo menos 60% em peso de óleo) . A dureza do PESL pode ser medida com um durômetro sobre uma placa feita do PESL puro em unidades
Shore A, como descrito aqui a seguir. Os PESLs preferidos para o modificador de impacto podem exibir uma dureza, em
unidades de Shore A, de cerca de 45 ou maior, mais
preferivelmente cerca de 55 ou maior, ainda mais
preferivelmente cerca de 60 ou maior, e o mais
preferivelmente cerca de 65 ou maior. A dureza de PESL
preferido, em unidades de Shore A, pode ser cerca de 95 ou menor, mais preferivelmente cerca de 90 ou menor, ainda mais preferivelmente cerca de 85 ou menor, e o mais preferivelmente cerca de 80 ou menor. Por exemplo, o PESL pode ter uma dureza preferivelmente de cerca de 65 a cerca de
Shore A, mais preferivelmente de cerca de 65 a cerca de 85
Shore A, e o mais preferivelmente de cerca de 65 a cerca de
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Shore A. Um PESL preferido é caracterizado por uma dureza de cerca de 68 a cerca de 75 Shore A.
[0062] Os PESLs preferidos tipicamente têm uma Tg de cerca de -46°C ou menor, e mais preferivelmente cerca de -50°C ou menor. Os PESLs preferidos tipicamente têm uma Tg de cerca de -60 ou mais °C, e mais preferivelmente cerca de -55 ou mais °C. Um PESL particularmente preferido tem uma Tg de cerca de -47SC a cerca de -57SC e mais preferivelmente de cerca de 51°C a cerca de -54SC.
[0063] O índice de polidispersividade (Mw/Mn) para PESLs é o peso molecular médio ponderado (Mw) dividido pelo peso molecular médio numérico (Mn) . Mw e Mn são medidos por cromatografia de permeação em gel (GPC). Para PESLs, a razão I10/I2 pode indicar o grau de ramificações de cadeia longa, isto é, quanto maior a razão I10/I2, mais ramificações de cadeia longa existem no polímero. Em PESLs preferidos a Mw/Mn é relacionada com I10/I2 pela equação: Mw/Mn < (I10/I2)-4,63. A Mw/Mn para PESLs adequados pode ser pelo menos cerca de 1,5, preferivelmente pelo menos cerca de 2,0 e pode ser menor ou igual a cerca de 3,5, mais preferivelmente menor ou igual a cerca de 3,0.
[0064] Os PESLs preferidos podem ter uma razão de fluxo de fundido, medida como I10/I2, maior ou igual a cerca de 5,63, mais preferivelmente cerca de 6,5 ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 7 ou maior. A razão de fluxo de fundido de PESLs preferidos pode ser cerca de 20 ou menor, mais preferivelmente cerca de 15 ou menor, e o mais preferivelmente cerca de 10 ou menor. Sem limitações, a razão de fluxo de fundido do PESL pode ser cerca de 5,63 ou maior, de cerca de 6,5 a cerca de 15, ou de cerca de 7 a cerca de
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10. A razão de fluxo de fundido dos PESLs pode ser medida a
190°C.
[0065] Sem limitações, PESLs exemplares que podem ser empregados no modificador de impacto incluem os que são descritos na patente U.S. n° 5.272.236 (p.ex., coluna 2, linhas 41-51 e coluna 3, linhas 25-30) como polímeros de olefina substancialmente lineares tendo as seguintes características:
a) uma razão de fluxo de fundido, I10/I2 < 5,63,
b) uma distribuição de peso molecular, Mw/Mn, definida pela equação Mw/Mn < I10/I2 - 4,63, e
c) uma tensão de cisalhamento crítica no início de fratura grosseira de fundido maior que cerca de 4 x 106 dina/cm2.
[0066] A tensão de cisalhamento crítica no início de fratura grosseira de fundido é medida por reômetro de extrusão de gás (GER) como descrito na patente U.S. ns 5.272.236 (p.ex., coluna 4, linhas 10-45). O reômetro de extrusão de gás é descrito por M.Shida, R.N. Shroff e L.V. Cancio em Polymer Engineering Science [Ciência da engenharia de polímeros], vol. 17, ns 11, pág. 770 (1977), e em “Rheometers for Molten Plastics [Reômetros para plásticos fundidos] por John Dealy, publicado por Van Nostrand Reinhold Co. (1982) na página 97, ambas as publicações dos quais são incorporadas por referência aqui em sua totalidade. Todos os experimentos GER são executados a uma temperatura de cerca de 190°C e uma razão do comprimento para o diâmetro da matriz de
cerca de 20:1. Uma plotagem de tensão de cisalhamento
aparente vs . taxa de cisalhamento aparente é usada para
identificar o fenômeno da fratura de fundido. De acordo com
Ramamurthy em Journal of Rheology {Revista da reologia],
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30(2), 337-357, 1986, acima de uma certa taxa de fluxo crítica, as irregularidades de extrudado observadas podem ser amplamente classificadas em dois tipos principais: fratura de superfície de fundido e fratura grosseira de fundido. A fratura de superfície de fundido ocorre sob condições de fluxo aparentemente estáveis e varia em detalhes de perda de brilho especular até a forma mais severa de “pele de tubarão. A fratura grosseira de fundido ocorre em condições de fluxo não estáveis e varia em detalhes de regular (alternando grosseira e lisa, helicoidal, etc.) a distorções randômicas. Para aceitabilidade comercial (p.ex., em produtos de película soprada), os defeitos superficiais devem ser mínimos, se não ausentes. A taxa de cisalhamento crítica no início de fratura de superfície de fundido (OSMF) e início de fratura grosseira de fundido (OGMF) será usada aqui baseada nas mudanças de rugosidade superficial e configurações dos extrudados extrudados por um GER. Preferivelmente, a tensão crítica de cisalhamento no OGMF e a tensão crítica de cisalhamento no OSM para os polímeros de etileno substancialmente lineares descritos aqui é maior que cerca de 4 x 106 dina/cm2 e maior que cerca de 2,8 x 106 dina/cm2, respectivamente.
[0067] Sem limitações, PESLs adicionais que podem ser adequados para o modificador de impacto podem incluir aqueles descritos na patente EP ns 0495099, depositada em 12 de dezembro de 1989, incorporada por referência aqui. Por exemplo, a patente EP ns 0495099 descreve PESLs tendo (a) unidades estruturais derivadas de etileno e (b) unidades estruturais derivadas de a-olefina de 3-20 átomos de carbono, que são caracterizados pelo fato de terem
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(i) uma densidade de 0,85-0, 92 g/cm3,
(ii) uma viscosidade intrínseca [η] de 0,1-10 dl/g como
medida em decalina a 135°C,
(iii: ) uma razão (Mw/Mn) de um peso molecular médio
ponderado (Mw) para um peso molecular médio numérico (Mn ) de
1,2 a 4 como medida por GPC, e
(iv) uma razão de fluxo de fundido I10/I2 de 8 a 50 como
medida a 190°C.
Elastômeros de polipropileno [0068] Modificadores de impacto adicionais, que podem ser usados sozinhos ou em combinação com os outros modificadores de impacto descritos aqui, na composição de TPO enchida e/ou no concentrado polimérico incluem elastômeros de polipropileno. Qualquer elastômero de polipropileno contendo cerca de 50 por cento em peso ou mais de monômero de propileno baseado no peso total do elastômero de polipropileno pode ser usado. Os elastômeros de polipropileno preferidos podem conter monômero de propileno em uma concentração de cerca de 70 por cento em peso ou maior, mais preferivelmente cerca de 80 por cento em peso ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 85 por cento em peso ou maior, baseada no peso do elastômero de polipropileno. Os elastômeros de polipropileno também podem conter um ou mais comonômeros de a-olefina C2-12 adicionais. Os elastômeros de polipropileno preferidos contêm um ou mais comonômeros de aolefina C2-12 em uma concentração de cerca de 5 por cento em peso ou maior, mais preferivelmente cerca de 7 por cento em peso ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 9 por cento em peso ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 12 por cento em peso ou maior baseada no peso total do
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42/86 elastômero de polipropileno. Por exemplo, o teor de comonômero pode variar de cerca de 5 a cerca de 40 por cento em peso da composição de elastômero de polipropileno, mais preferivelmente de cerca de 7 a cerca de 30 por cento em peso da composição de elastômero de polipropileno, e o mais preferivelmente de cerca de 9 a cerca de 15 por cento em peso da composição de elastômero de polipropileno. O um ou mais comonômeros de a-olefina C2-12 adicionais preferivelmente incluem etileno, butano ou ambos, e o mais preferivelmente consistem de etileno, butano, ou ambos. O elastômero de polipropileno pode ter alguma cristalinidade ou pode ser substancialmente inteiramente se não completamente amorfo (p.ex., a cerca de 25°C). Os elastômeros de polipropileno preferidos podem ter uma temperatura de fusão pico de cerca de 130°C ou menor, mais preferivelmente cerca de 115°C ou menor, e o mais preferivelmente cerca de 100 ou menos °C, como medida por calorimetria diferencial de varredura.
[0069] O elastômero de propileno preferivelmente contém uma a-olefina selecionada de etileno, buteno, hexeno, e octeno. Mais preferivelmente o elastômero de propileno contém uma a-olefina selecionada de etileno, buteno, e octeno. O mais preferivelmente o elastômero de propileno contém uma aolefina selecionada de etileno e buteno.
[0070] Os elastômeros de polipropileno preferidos podem exibir uma dureza Shore A (isto é, dureza) como medida de acordo com a ASTM D2240-05 de cerca de 40 ou maior, mais preferivelmente cerca de 50 ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 65 ou maior. Os elastômeros de polipropileno preferidos podem ter uma dureza Shore A de cerca de 97 ou menor, preferivelmente cerca de 95 ou menor,
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43/86 mais preferivelmente cerca de 92 ou menor, ainda mais preferivelmente cerca de 85 ou menor, e o mais preferivelmente cerca de 80 ou menor. Por exemplo, o elastômero de polipropileno pode ter uma dureza Shore A de cerca de 40 a cerca de 97, mais preferivelmente de cerca de 50 a cerca de 95, e ainda mais preferivelmente de cerca de 65 a cerca de 95 Shore A.
[0071] Os elastômeros de polipropileno preferidos podem ter uma taxa de fluxo de fundido como medida de acordo com a
ASTM D1238 a 230°C/2,16 kg de cerca de 1 ou mais g/10 min, mais preferivelmente cerca de 4 ou mais g/10 min, ainda mais preferivelmente cerca de 7 ou mais g/10 min, e o mais preferivelmente cerca de 10 ou mais g/10 min. Os elastômeros de propileno adequados para a composição polimérica podem ter uma taxa de fluxo de fundido de cerca de 1.500 ou menos g/10 min, mais preferivelmente 150 ou menos g/10 min, ainda mais preferivelmente cerca de 100 ou menos g/10 min, e o mais preferivelmente cerca de 60 ou menos g/10 min.
[0072] É preferido que os elastômeros de polipropileno exibam pelo menos alguma cristalinidade. A cristalinidade (em porcentagem em peso do material) pode ser cerca de 2 por cento ou maior, mais preferivelmente cerca de 5 por cento ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 7 por cento ou maior, em peso do material de elastômero de polipropileno.
Os elastômeros de polipropileno preferidos podem ter uma cristalinidade (em porcentagem em peso do material) de cerca
de 50 ou menos por cento, mais preferivelmente cerca de 40
por cento ou menos, ainda mais preferivelmente cerca de 35
por cento ou menos, ainda mais preferivelmente cerca de 28
por cento ou menos, ainda mais preferivelmente cerca de 20
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44/86 por cento ou menos, e o mais preferivelmente cerca de 14 por cento ou menos, baseada no peso total do material de elastômero de polipropileno. Por exemplo, o elastômero de propileno pode ter uma cristaliniidade de cerca de 2 por cento em peso a cerca de 50 por cento em peso, mais preferivelmente de cerca de 2 por cento em peso a cerca de 40 por cento em peso, ainda mais preferivelmente de cerca de 5 por cento em peso a cerca de 35 por cento em peso, e o mais preferivelmente de cerca de 7 por cento em peso a cerca de 20 por cento em peso, baseada no peso total do material de elastômero de polipropileno.
[0073] Elastômeros de propileno exemplares que podem ser usados incluem polímeros elastoméricos contendo mais que cerca de 50 por cento em peso (p.ex., mais que 60 por cento em peso) de monômero de propileno e mais que cerca de 5 por cento em peso de monômero de etileno e podem ser caracterizados por uma temperatura de fusão pico de cerca de 35°C a cerca de 130°C (p.ex., de cerca de 40SC a cerca de 110°C) como medida por calorimetria diferencial de varredura. Tais elastômeros estão comercialmente disponíveis de THE DOW CHEMICAL COMPANY sob a designação de VERSIFY® (p.ex., incluindo 2400, 3000, 3200, 3300, 3401, e 4301) e de EXXONMOBIL CHEMICAL COMPANY sob a designação VISTAMAXX®.
[0074] Exemplos específicos adicionais de elastômeros de propileno que podem ser empregados de acordo com os presentes ensinamentos incluem aqueles divulgados em WO 02/040201 A1 depositado em 6 de maio de 2002, pedido de patente US publicado ns 2003-0204017 depositado em 5 de maio de 2002, e patente U.S. ns 6.525.157 emitida em 25 de fevereiro de 2003, todas as quais são incorporadas em sua totalidade por
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45/86 referência .
[0075] Por exemplo, o elastômero de propileno pode incluir um copolímero de etileno-propileno de baixa elasticidade (Copolímero LEEP) como descrito na patente U.S. ns 6.525.157. O copolímero LEEP adequado pode conter a partir de um limite inferior de 5% ou 6% ou 8% ou 10% em peso até um limite superior de 20% ou 25% em peso de unidades derivadas de etileno, e a partir de um limite inferior de 75% ou 80% em peso até um limite superior de 95% ou 94% ou 92% ou 90% em peso de unidades derivadas de propileno, as porcentagens em peso baseadas no peso total de unidades derivadas de propileno e etileno. O copolímero é substancialmente livre de unidades derivadas de dieno.
[0076] Em várias configurações, as características dos copolímeros LEEP incluem uma ou qualquer combinação (ou até mesmo todas) as seguintes características, onde faixas a partir de qualquer limite superior citado até qualquer limite inferior citado são contempladas:
(i) um ponto de fusão variando de um limite superior menor que 110°C, ou menor que 90°C, ou menor que 80°C, ou menor que 70°C, até um limite inferior maior que 25°C, ou maior que 35°C, ou maior que 40°C, ou maior que 45°C;
(ii) um relacionamento de elasticidade para módulo de tração de 500% tal que Elasticidade <0,935M + 12 ou Elasticidade <0,935M, onde elasticidade está em porcentagem e M é o módulo de tração 500% em mega Pascal (MPa);
(iii) um relacionamento de módulo de flexão para módulo de tração de 500% tal que Módulo de Flexão <4,2e0,27M + 50, ou Módulo de Flexão <4,2e0,27M + 30, ou Módulo de Flexão <4,2e0,27M + 10, ou Módulo de Flexão <4,2e0,27M + 2, onde o módulo de
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6/86 flexão é em MPa e M é o módulo de tração a 500% em MPa;
(iv) um calor de fusão variando de um limite inferior maior que 1,0 joule por grama (J/g), ou maior que 1,5 J/g, ou maior que 4,0 J/g, ou maior que 6,0 J/g, ou maior que 7,0 J/g, até um limite superior menor que 125 J/g, ou menor que 100 J/g, ou menor que 75 J/g, ou menor que 60 J/g, ou menor que 50 J/g, ou menor que 40 J/g, ou menor que 30 J/g;
(v) uma taticidade de tríade como determinada por ressonância magnética nuclear de carbono-13 (RMN 13C) maior que 75%, ou maior que 80%, ou maior que 85%, ou maior que 90%;
(vi) um índice de taticidade m/r variando de um limite inferior de 4 ou 6 até um limite superior de 8 ou 10 ou 12;
(vii) uma proporção de unidades de propileno inseridas inversamente baseada em inserção 2,1 de monômero de propileno em todas as inserções de propileno, como medida por RMN 13C, maior que 0,5% ou maior que 0,6%;
(viii) uma proporção de unidades de propileno inseridas inversamente baseada em inserção 1,3 de monômero de propileno em todas as inserções de propileno, como medida por RMN 13C, maior que 0,05%, ou maior que 0,06%, ou maior que 0,07%, ou maior que 0,08%, ou maior que 0,085%;
(ix) uma taticidade intermolecular tal que pelo menos X por cento em peso do copolímero seja solúvel em duas frações de temperatura adjacentes de um fracionamento térmico executado em hexano em incrementos de 8°C, onde X é 75, ou 80, ou 85, ou 90, ou 95, ou 97, ou 99;
(x) um produto de razão de reatividade r2r2 menor que 1,5, ou menor que 1,3, ou menor que 1,0, ou menor que 0,8;
(xi) uma distribuição de peso molecular Mw/Mn variando de um
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47/86 limite inferior de 1,5 ou 1,8 até um limite superior de 40 ou ou 10 ou 5 ou 3;
(xii) um peso molecular de 15.000-5.000.000;
(xiii) um tempo de relaxamento por ressonância magnética nuclear de próton de estado sólido (RMN 1H) menor que 18 milissegundos (ms), ou menor que 16 ms, ou menor que 14 ms, ou menos que 12 ms, ou menor que 10 ms;
(xiv) uma elasticidade como definida aqui menor que 30%, ou menor que 20%, ou menor que 10%, ou menor que 8%, ou menor que 5%; ou (xv) um módulo de tração a 500% maior que 0,5 MPa, ou maior que 0,8 MPa, ou maior que 1,0 MPa, ou maior que 2,0 MPa.
[0077] O copolímero LEEP pode ser produzido na presença de um catalisador de metaloceno em ponte, em um reator de estado estável único.
[0078] Os métodos de teste para o copolímero LEEP são descritos na patente U.S. ns 6.525.157, emitida em 25 de fevereiro de 2003, incorporada por referência aqui. As medições do ponto de fusão, calor de fusão e cristalinidade são descritas na patente U.S. ns 6.525.157, coluna 5, linha 58 até a coluna 6, linha 21 e coluna 19 linhas 12-30, incorporada aqui por referência. As medições do módulo de flexão, módulo de tração, e elasticidade são descritas na patente U.S. ns 6.525.157, coluna 17, linha 1 até a coluna 18, linha 58. As medições da taticidade de tríade, do índice de taticidade, da proporção de unidades de propileno inseridas inversamente, e da distribuição composicional intermolecular e intramolecular são descritas na patente U.S. ns 6.525.157, coluna 6, linha 22 até a coluna 9, linha 28, coluna 10, linhas 16-53, e coluna 19, linhas 30-60,
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48/86 incorporada aqui por referência. As medições do produto da distribuição da sequência monomérica e razão de reatividade são descritas na patente U.S. ns 6.525.157, coluna 11, linha 9 até a coluna 12, linha 9, incorporada aqui por referência. As medições de tempo de relaxamento de RMN 1H são descritas na patente U.S. ns 6.525.157, coluna 12, linhas 10-45, incorporada aqui por referência. As medições de peso molecular e distribuição de peso molecular são descritas na patente U.S. ns 6.525.157, coluna 5, linha 58 até a coluna 6, linha 21, incorporada aqui por referência.
[0079] Um outro exemplo de um elastômero de propileno que pode ser usado é um copolímero de propileno-etileno contendo régio-erro (isto é, um copolímero R-EPE) como descrito na publicação do pedido de patente U.S. n° 2003/0204017 (publicado em 30 de outubro de 2003), incorporada aqui por referência.
[0080] Como divulgado na publicação do pedido de patente U.S. n° 2003/0204017 (publicada em 30 de outubro de 2003) parágrafo [0006], os copolímeros R-EPE podem ser caracterizados como compreendendo pelo menos cerca de 60 por cento em peso (porcentagem em peso) e unidades derivadas de propileno, cerca de 0,1-35 por cento em peso de unidades derivadas de etileno, e 0 a 35 por cento em peso de unidades derivadas de um ou mais comonômeros instaurados, com a ressalva que a porcentagem em peso combinado de unidades derivadas de etileno e do comonômero insaturado não exceda cerca de 40. Estes copolímeros também são caracterizados como tendo pelo menos uma das seguintes propriedades: (i) picos de RMN 13C correspondendo a um régio erro em cerca de 14,6 e cerca de 15,7 ppm, os picos de intensidades aproximadamente
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49/86 iguais, (ii) um valor-B maior que cerca de 1,4 quando o teor de comonômero, isto é, as unidades derivadas de etileno do(s) comonômero(s) insaturado(s), do copolímero for e/ou pelo menos cerca de por cento em peso, (iii) um índice de obliquidade,
Six, maior que cerca de -1,20, (iv) uma curva de
DSC com uma
Tme que permanece essencialmente a mesma e uma
Tmáx que diminui à medida que a quantidade de comonômero, isto é, as unidades derivadas de etileno e/ou do(s) comonômero(s) insaturado(s), no copolímero é aumentada, ou (v) um padrão de difração de raios-X que relata mais cristais na forma gama que um copolímero comparável preparado com um catalisador
Ziegler-Natta (Z-N). Tipicamente os copolímeros desta configuração são caracterizados por pelo menos duas, preferivelmente pelo menos três, mais preferivelmente pelo menos quatro, e ainda mais preferivelmente todas as cinco, destas propriedades.
Os métodos de teste para o R-EPE são divulgados na publicação do pedido de patente U.S. n°
2003/0204017, depositado em 5 de maio de
2002, incorporada por referência aqui. O método de teste para as medições de
RMN 13C é descrito na publicação de pedido de patente
U.S.
n° incorporada por [0125] a
2003/0204017, parágrafos
referência aqui. A medição de valor-B é descrita na
publicação do pedido de patente U.S. n° 2003/0204017,
parágrafos [0101] a 0106] e parágrafos [0445] a [0454],
incorporada aqui por referência. O método de teste para a
comonômero é descrito na publicação de pedido concentração de de patente U.S.
incorporada por ns 2003/0204017, parágrafos [0117] a referência aqui. O índice de obliquidade é descrito na publicação do pedido de patente U.S. ns
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50/86
2003/0204017, parágrafos [0111] a incorporada por referência aqui. As medições de Tme e Tmáx são descritas na publicação do pedido de patente
U.S.
n° 2003/0204017, parágrafos [0097] a [0100], e [0111] a [0116] incorporada por referência aqui. O método de teste para os padrões de difração de raios-X é descrito na publicação de pedido de patente U.S. n° 2003/0204017, parágrafos [0125] incorporada por referência aqui.
Copolímero em blocos olefínicos/Interpolímero de LOA/aolefina [0082] Modificadores de impacto adicionais, que podem ser usados sozinhos ou em combinação com os outros modificadores de impacto descritos aqui, na composição de TPO enchida e/ou no concentrado polimérico incluem polímeros multibloco tendo uma pluralidade de blocos, incluindo um bloco duro tendo uma cristalinidade relativamente alta e um bloco macio tendo uma cristalinidade mais baixa que o bloco duro. Os polímeros multibloco preferíveis (p.ex., polímero olefínico multibloco) incluem homopolímero tendo essencialmente um (p.ex., um) monômero de a-olefina, copolímeros tendo dois monômeros de a-olefina, terpolímeros tendo três ou mais monômeros (os quais tipicamente contêm pelo dois monômeros que são aolefinas e podem até mesmo conter três a-olefinas) ou podem conter quatro ou mais monômeros de a-olefinas, ou qualquer combinação dos mesmos. Um homopolímero multibloco pode conter blocos relativamente duros e macios tendo o mesmo monômero, as diferenças nos blocos sendo a regularidade dos monômeros (p.ex., o bloco duro pode ter monômeros que sejam mais regularmente orientados que o bloco macio, tal que o bloco duro tenha uma cristalinidade maior). Um copolímero em blocos
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51/86 olefínico pode conter blocos tendo diferentes concentrações de monômeros. Por exemplo, um copolímero em blocos olefínico pode ter um ou mais blocos relativamente duros que contenham uma alta concentração (p.ex., maior que cerca de por cento em peso, preferivelmente maior que cerca de por cento em peso, mais preferivelmente maior que cerca de por cento em peso, mais preferivelmente maior que cerca de 99 por cento em peso, ou até mesmo
100 por cento em peso do copolímero em blocos olefínico) de um primeiro monômero aolefínico e uma baixa concentração de um segundo monômero de a-olefina e um ou mais blocos macios que contenham uma concentração da primeira a-olefina que seja mais baixa que a no um ou mais blocos duros. Preferivelmente a primeira aolefina é uma a-olefina inferior (LOA) que é etileno ou propileno, tal que o copolímero em blocos olefínico seja um interpolímero de LOA/a-olefina.
Sem limitações, o copolímero em blocos olefínico pode ser um interpolímero de etileno/aolefina ou um interpolímero de propileno/a-olefina. Exemplos de interpolímero de LOA/a-olefina que pode ser usado no segundo componente polimérico são descritos nas publicações internacionais PCT nos
WO2006/102155A2 de patentes
(depositada em
(depositada em
(depositada em
expressamente de março de março de 2006), de março de 2006), e incorporadas totalidade.
Uma classe interpolímero de etileno/a-olefina.
Os para uso no
WO2006/101966A1
WO2006101932A2 de 2006), todas as quais aqui por referência em particularmente preferida
LOA/ a-olefina interpolímeros de são sua de são os interpolímeros etileno/a-olefina de adequados segundo componente polimérico incluem etileno
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52/86 um ou mais comonômeros de a-olefina copolimerizáveis em forma polimerizada, caracterizados por múltiplos blocos ou segmentos de duas ou mais unidades de monômero polimerizado diferindo de propriedades químicas ou físicas (interpolímero em blocos), preferivelmente um copolímero multibloco.
[0084] Sem limitações, interpolímeros de etileno/a-olefina exemplares são divulgados, por exemplo, na publicação de pedido de patente Internacional ns WO2006/102155A2, veja, por exemplo, os parágrafos [0037] a [0060], incorporada por referência aqui. Os interpolímeros preferidos adequados para uso nas enchidas, no concentrado polimérico, de etileno/a-olefina composições de TPO ou ambos, podem ser caracterizados por um ponto de fusão, Tm, que é mais alto que o ponto de fusão de um copolímero randômico tendo a mesma densidade, d. Tais polímeros, por exemplo, os interpolímeros de etileno/a-olefina podem ter pelo menos um ponto de fusão, Tm, em graus Celsius e densidade, d, em gramas/centímetros cúbicos, sendo que os valores numéricos das variáveis correspondem ao relacionamento: Tm > 1000(d) - 800, e preferivelmente Tm > 2002,9 + 4538,5(d) -2422,2(d)2, e mais preferivelmente Tm >6288,1 + 13141(d) - 6720,3(d)2, e o mais preferivelmente Tm > 858,91 - 1825,3(d) + 1112,8(d)2.
[0085] Preferivelmente, os interpolímeros de etileno/aolefina adequados para uso na composição de TPO enchida, no concentrado polimérico, ou ambas, podem ser caracterizadas adicionalmente por um índice de polidispersividadde, Mw/Mn (medido p.ex., por cromatografia de permeação em gel), de cerca de 1,7 a cerca de 3,5 e pelo menos um ponto de fusão. Polímero termoplástico de baixa viscosidade [0086] Como descrito acima, a composição de TPO enchida
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53/86 pode incluir um ou mais polímeros termoplásticos de baixa viscosidade (p.ex., tendo uma viscosidade mais baixa que o copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade). Uma as funções do polímero de polipropileno de baixa viscosidade pode ser diminuir a concentração da carga, tal que a composição de TPO enchida tenha uma concentração de carga mais baixa que o concentrado polimérico. Como tal, o um ou mais polímeros de polipropileno de baixa viscosidade podem ser referidos como um polímero de diluição. O um ou mais polímeros termoplásticos de baixa viscosidade podem ser polímeros que sejam capazes de serem extrudados, moldados por injeção, ou ambos. O polímero termoplástico de baixa viscosidade preferivelmente inclui ou consiste substancialmente de um ou mais homopolímeros de polipropileno, um ou mais copolímeros de polipropileno, um ou mais homopolímeros de polietileno, ou qualquer combinação dos mesmos. Preferivelmente o polímero termoplástico de baixa viscosidade é um termoplástico semicristalino. O polímero termoplástico de baixa viscosidade preferivelmente tem uma cristalinidade de cerca de 10 por cento em peso ou maior, mais preferivelmente cerca de 20 por cento em peso ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 30 por cento em peso ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 40 por cento em peso ou maior. O polímero termoplástico de baixa viscosidade preferivelmente tem uma cristalinidade maior que a cristalinidade do modificador de impacto. Preferivelmente o um ou mais polímeros termoplásticos de baixa viscosidade são selecionados a partir de um ou mais polímeros de polipropileno. O polipropileno de baixa viscosidade, os polímeros termoplásticos de baixa viscosidade, ou ambos,
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54/86 podem ser livres de polipropileno atático ou conter somente pequenas concentrações de polipropileno atático. Por exemplo, a concentração de polipropileno atático pode ser cerca de 10 por cento em peso ou menor, preferivelmente cerca de 5 por cento em peso ou menor, mais preferivelmente cerca de 1 por cento em peso ou menor, e o mais preferivelmente cerca de 0,2 por cento em peso ou menor, baseada no peso total do polímero termoplástico de baixa viscosidade, baseada no peso total da composição de TPO enchida, ou ambos.
[0087] Os polipropilenos incluem homopolímeros de polipropileno contendo mais unidades de propileno, e polipropilenos de baixa de baixa viscosidade preferidos polipropileno, copolímeros de que 50 por cento em peso de combinações dos mesmos. Os viscosidade particularmente preferidos incluem polipropileno isotático, e misturas de reator de polipropileno isotático com um elastômero (p.ex., um TPO de reator). Copolímeros de polipropileno randômicos também podem ser usados. Os polipropilenos preferidos têm uma temperatura de fusão pico de cerca de 145 ou mais °C, mais preferivelmente cerca de 155 ou mais °C, e o mais preferivelmente cerca de 160 ou mais °C, como medida por calorimetria diferencial de varredura. A temperatura de fusão pico do polipropileno de baixa viscosidade é preferivelmente menor que cerca de 170SC. Os polipropilenos preferidos podem ter uma taxa de fluxo de fundido de cerca de 2 ou mais g/10 min, mais preferivelmente cerca de 4 ou mais g/10 min, ainda mais preferivelmente cerca de 6 ou mais, e o mais preferivelmente cerca de 8 ou mais g/10 min. O polipropileno de baixa viscosidade preferivelmente tem uma taxa de fluxo de fundido menor que cerca de 1.000 g/10 min, e mais
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55/86 preferivelmente menor que cerca de 125 g/10 min. Os polímeros termoplásticos de baixa viscosidade particularmente preferidos incluem copolímeros de impacto de polipropileno (p.ex., TPO de reator) que são dúcteis a cerca de -40°C (como determinado por exemplo por Teste de Impacto Izod Com entalhe).
Carga [0088] A carga é preferivelmente uma carga inorgânica, e mais preferivelmente uma carga mineral. Sem limitações, a carga inorgânica exemplar que pode ser usada na presente invenção inclui cargas conhecidas por aqueles experientes na técnica úteis para composições termoplásticas e incluem, por exemplo, alumina, sulfato de bário, bentonita, carbonato de cálcio, hidróxido de cálcio, sulfato de cálcio, sulfito de cálcio, negro de fumo, fibras de carbono, argila, terra diatomácea, grafite, carbonato de magnésio, hidróxido de magnésio, mica, microbalões, molibdênio, sericita, sílica, areia de sílica, sulfato de sódio, talco, óxido de titânio, areia branca, wolastonita, e zeólito. Entre eles, fibras de vidro, mica, talco, e wolastonita e similares são preferidos para melhorar propriedades tais como resistência ao impacto a baixa temperatura e moldabilidade. Uma carga mineral particularmente útil é talco (p.ex., um que consista essencialmente de 3MgO-4SiO2-H2O) .
As cargas são preferivelmente particuladas e podem ter qualquer tamanho médio de partícula adequado. Preferivelmente, o tamanho de
partícula é da ordem de cerca de 10 mm ou menor, mais
preferivelmente cerca de 7 gm ou menor, ainda mais
preferivelmente cerca de 5 mm ou menor, ainda mais
preferivelmente cerca de 3 gm ou menor, e o mais
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56/86 preferivelmente cerca de 2 mm ou menor. As cargas podem ter qualquer tamanho de partícula de tamanho superior adequado para permitir o fluxo da composição de TPO enchida através de uma placa britadora, pacote de peneira, ou ambos. Preferivelmente o tamanho de partícula de tamanho superior da carga é da ordem de 50 mm ou menor, mais preferivelmente cerca de 30 mm ou menor, e o mais preferivelmente cerca de 15 mm ou menor. A carga particulada pode incluir carga em uma forma laminar, em uma forma granular, ou em uma forma fibrosa. Preferivelmente a carga está em uma forma laminar, uma forma granular ou ambas. Mais preferivelmente pelo menos por cento em peso (p.ex., pelo menos 90 por cento em peso, ou até mesmo pelo menos 98 por cento em peso) da carga estão em uma forma laminar. Em um aspecto da invenção, a carga é substancialmente livre, ou até mesmo completamente livre de carga em uma forma fibrosa. A quantidade da carga que está uma forma fibrosa preferivelmente é cerca peso ou menor, mais preferivelmente cerca peso ou menor, o mais preferivelmente cento em peso ou menor. Para fins limitações, cargas exemplares tendo em de uma
de 10 por cento em
de 1 por cento em
cerca de 0,1 por
ilustração e sem
estrutura laminar
tendo uma incluem talco e clorita, cargas exemplares estrutura granular incluem dolomita quartzo e cargas exemplares tendo uma estrutura fibrosa incluem asbestos e tremolita.
Polímeros adicionais [0089] A composição de TPO enchida pode incluir opcionalmente um ou mais polímeros adicionais conhecidos por aqueles experientes na técnica como usados em composições de
TPO. Os polímeros adicionais preferidos incluem um ou mais
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57/86 polipropilenos adicionais (p.ex., um ou mais polipropilenos de baixa viscosidade adicionais), um ou mais PESLs adicionais, um ou mais elastômeros de propileno adicionais, um ou mais polietilenos de alta densidade, um ou mais polietilenos de baixa densidade, um ou mais polietilenos de baixa densidade lineares, um ou mais polietilenos de muito baixa densidade, um ou mais copolímeros de etileno acetato de vinila, um ou mais copolímeros de metacrilato de etileno, um ou mais copolímeros de etileno acrilato de butila, e qualquer combinação dos mesmos.
Aditivos [0090] A composição de TPO enchida pode incluir aditivos comumente conhecidos pelo técnico experiente como usados em composições de TPO enchidas. A composição de TPO enchida, o concentrado polimérico, ou ambos, podem incluir um composto antiestática. Sem limitações, compostos antiestática exemplares incluem monoestearato de glicerol, uma amina de ácido graxo etoxilada, dietanolamidas, ou qualquer combinação dos mesmos. Um composto antiestática pode ser usado vantajosamente para minimizar a segregação de misturas de pellets, por exemplo em uma tremonha ou enquanto sendo transportados ou carregados. A descrição adicional de compostos antiestática que podem ser usados na presente invenção é divulgada no pedido de patente dos Estados Unidos ns 61/036.692, depositado em 14 de março de 2008, parágrafos [0137] a [0143], incorporado aqui por referência, agora publicação de pedido de patente PCT ns WO2009/114761, publicado em 17 de setembro de 2009, incorporada aqui por referência.
[0091] A composição de TPO enchida, o concentrado
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58/86 polimérico ou ambas podem incluir adicionalmente um fluoropolímero, tal como um fluoropolímero formador de fibrilas como divulgado na publicação de pedido de patente PCT ns WO2007/024541A2, publicada em 1 de março de 2007, página 12, linha 18 até a página 13, linha 13, incorporada aqui por referência. Os fluoropolímeros adequados incluem politetrafluoroetileno (PTFE) e modificações do mesmo (tais como um PTFE modificado com acrílico); polímero de fluoreto de etileno-propileno (FEP); e um polímero perfluoroalcóxi (PFA) . Destes PTFE é preferido. Especialmente preferido é PTFE formador de fibrilas que pode ser produzido por processo de polimerização em dispersão ou emulsão, no qual as partículas permanecem dispersadas na mistura da reação durante a polimerização.
As partículas fibrilam sob a influência de forças de cisalhamento enquanto sendo misturadas com os componentes polímero de propileno e elastômero de poliolefina da composição de polímero de propileno da presente invenção. Os fluoropolímeros formadores de fibrilas são bem conhecidos na técnica e estão comercialmente disponíveis. Tais composições são descritas nos números de patentes dos Estados Unidos 3.005.795;
3.142.665; 3.671.487; 4.016.345; e 4.463.130. Os ensinamentos destas patentes são incorporados aqui por referência para propósitos de descrever estes fluoropolímeros. Os tipos comercialmente disponíveis de PTFE incluem resina de fluorocarboneto PTFE TEFLON® graus 6, 6C, 6CN, 60, 62, 64, 65, 67, e similares disponíveis de E.I. Du Pont de Nemours & Co. e PTFE modificado com acrílico inclui METABLEN® A3000 e A3800 de Mitsubishi Rayon Co. Ltd.
[0092] Se empregado na composição de TPO enchida, a
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59/86 concentração do fluoropolímero preferivelmente é cerca de 0,01 por cento em peso ou maior, mais preferivelmente cerca de 0,1 por cento em peso ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 0,5 por cento em peso ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 0,7 por cento em peso ou maior, baseada no peso total do peso da composição de TPO enchida. Se empregado na composição de TPO enchida, a concentração do fluoropolímero preferivelmente é cerca de 5 por cento em peso ou menor, mais preferivelmente cerca de 3 por cento em peso ou menor, ainda mais preferivelmente cerca de 2 por cento em peso ou menor, e o mais preferivelmente cerca de 1,0 por cento em peso ou menor, baseada no peso total da composição de TPO enchida. Quando o nível de fluoropolímero está dentro destas faixas, marcas de fluxo das composições de TPO
enchidas podem ser melhoradas adicionalmente e a tenacidade,
especialmente impacto a baixa temperatura é excelente. É
preferível que o fluoropolímero formador de fibrilas seja
dispersado na composição de TPO enchida de uma maneira
substancialmente uniforme.
[0093] Se empregado no concentrado polimérico, a
concentração do fluoropolímero preferivelmente é cerca de 0,01 por cento em peso ou maior, mais preferivelmente cerca de 0,1 por cento em peso ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 1,0 por cento em peso ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 2,0 por cento em peso ou maior, baseada no peso total do peso do concentrado polimérico. Se empregado no concentrado polimérico, a concentração do fluoropolímero preferivelmente é cerca de 7 por cento em peso ou menor, mais preferivelmente cerca de 5 por cento em peso ou menor, ainda mais preferivelmente cerca de 4 por cento em
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60/86 peso ou menor, e o mais preferivelmente cerca de 3 por cento em peso ou menor, baseada no peso total do concentrado polimérico.
[0094] Em um aspecto da invenção, o concentrado polimérico é substancialmente livre, ou até mesmo completamente livre do fluoropolímero. Como tal, as melhorias na aparência e/ou propriedades mecânicas podem ser conseguidas sem o uso de um fluoropolímero.
Processo para mistura em prensa [0095] Um aspecto da presente invenção é direcionado a processos melhorados para produzir artigos plásticos, e artigos produzidos a partir deles. Em um aspecto amplo, a invenção é direcionada a processos melhorados e artigos produzidos a partir deles, os quais incluem as etapas de:
a) prover como materiais separados:
um material termoplástico de baixa viscosidade (p.ex., um polímero de polipropileno tal como um copolímero de polipropileno semicristalino, um homopolímero de polipropileno semicristalino, ou ambos), e um concentrado polimérico compreendendo uma mistura de cerca de 35 por cento em peso ou mais de carga inorgânica baseado no peso total do concentrado polimérico, um copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade tendo uma porção altamente cristalina, sendo que a porção altamente cristalina está presente de cerca de 20 por cento em peso a cerca de 90 por cento em peso do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade, e uma porção solúvel em xileno, sendo que a porção solúvel em xileno está presente de cerca de 10 por cento em peso a cerca de 80 por cento em peso do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade e
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61/86 tem um peso molecular médio-z de cerca de 1.500.000 Da ou maior, um peso molecular médio numérico de cerca de 100.000 Da ou menor, e um índice de polidispersividade de cerca de 5 ou maior (preferivelmente cerca de 7 ou maior, e mais preferivelmente cerca de 9 ou maior), e um polímero de etileno substancialmente linear (PESL) tendo um índice de polidispersividade de cerca de 3,5 ou menor, e uma taxa de fluxo de fundido de cerca de 40 ou mais g/10 min como medida de acordo com a ASTM D1238 a 190°C/2,16 kg.
b) aplicar uma força de cisalhamento aos materiais, enquanto os materiais estão a uma temperatura elevada para misturar os materiais para formar uma mistura fundida;
c) conformar a mistura fundida; e
d) solidificar a mistura fundida.
[0096] Desejavelmente, o processo está livre de uma etapa de misturar juntos o material termoplástico de baixa viscosidade e o concentrado polimérico antes da etapa de mistura, e especificamente está livre de uma etapa de mistura prévia que inclui uma etapa de mistura fundida.
[0097] O processo pode incluir uma etapa para prover um ou mais materiais adicionais, tais como um ou mais modificadores de impacto adicionais descritos anteriormente.
[0098] Embora as concentrações do material termoplástico de baixa viscosidade e do concentrado polimérico possam variar muito, a concentração do concentrado polimérico preferivelmente é cerca de 70 por cento em peso ou menor, mais preferivelmente cerca de 50 por cento em peso ou menor, e o mais preferivelmente cerca de 30 por cento em peso ou menor, baseada no peso total da mistura fundida. O material termoplástico de baixa viscosidade está presente
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62/86 preferivelmente em uma concentração de cerca de 30 por cento em peso ou maior, mais preferivelmente cerca de 50 por cento em peso ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 70 por cento em peso ou maior, baseada no peso total da mistura fundida.
[0099] Qualquer dos concentrados descritos aqui pode ser usado no processo, e o processo pode resultar em uma mistura fundida tendo qualquer das composições como descritas aqui para as composições de TPO enchidas. Como tal, a mistura fundida preferivelmente contém cerca de 35 por cento em peso ou menos de carga (p.ex., talco), preferivelmente cerca de 525 por cento em peso de carga, e o mais preferivelmente cerca de 10-20 por cento em peso de carga baseado no peso total da mistura fundida. Adicionalmente, os artigos conformados usando o processo presentemente divulgado podem ter uma ou mais seções tendo uma composição como descrita aqui para as composições de TPO enchidas.
[0100] A partir do acima, pode ser visto que a etapa de conformar a mistura fundida pode ser executada usando qualquer uma ou uma combinação de um número de técnicas divulgadas na arte para produzir artigos conformados. Para fins de exemplo, a conformação pode ser feita por moldagem por sopro, moldagem por injeção, ou qualquer combinação das mesmas. Em geral, tal etapa emprega vantajosamente um aparelho adequado para impor uma força de cisalhamento à matéria-prima, particularmente a uma temperatura elevada, tal que uma mistura fundida seja obtida. Para fins de exemplo, uma solução típica emprega um aparelho tendo um conjunto de fuso e tambor, dentro do qual a matéria-prima (p.ex., pellets de cada um de o material termoplástico de baixa viscosidade e
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63/86 o concentrado polimérico) é alimentada, tal como por introdução diretamente a partir de um recipiente ou de recipientes de armazenagem e via uma tremonha (p.ex., uma tremonha de mistura) , será misturada por mistura dispersiva, por mistura distributiva ou ambas. Um braço de mistura pode ser empregado para misturar a seco pellets do primeiro e segundo materiais. Alimentadores adequados podem ser usados tais como um alimentador gravimétrico, com ou sem balança (p.ex., disponível de Maguire).
[0101] Os pellets do material termoplástico de baixa viscosidade e do concentrado polimérico são dimensionados geralmente similares entre si. Por exemplo, é desejável que pelo menos 50% (e mais especificamente pelo menos cerca de 65%) em peso dos pellets de tanto o material termoplástico de baixa viscosidade quanto os pellets do concentrado polimérico sejam substancialmente do mesmo tamanho. Do mesmo tamanho como usado neste parágrafo significa que a média de suas respectivas dimensões mais longas estão dentro de cerca de 30%, ou até mesmo dentro de 15% de variação entre si.
[0102] Como desejado, o material pode se submetido a uma palheta de mistura que inclua pelo menos um corte por baixo para prover mistura dispersiva, pelo menos um canal de desvio para prover mistura distributiva ou ambos. Após formar uma mistura desejada, o material misturado é expelido do aparelho, tal como através de um bico de mistura opcional, e trazido em contato com uma parede de ferramenta para definir o formato do artigo desejado.
[0103] Exemplos de condições de processamento úteis de acordo com a presente invenção são divulgados, sem limitações, no pedido de patente provisória U.S. série ns
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60/745.116 (documento de procurador ns 1062-058P1), incorporada aqui por referência, agora publicação de pedido de patente U.S. ns US 2007/0246862 A1, incorporada aqui por referência. Por meio de ilustração, e sem pretender ser limitado desta forma, um conjunto de fuso e tambor como usado aqui pode ser de quaisquer dimensões adequadas para concretizar os resultados desejados. Em uma solução, onde a etapa de mistura ocorre dentro do conjunto de fuso e tambor, o conjunto de fuso e tambor preferivelmente tem uma razão de
comprimento para diâmetro de cerca de 5:1 ou maior, mais
preferivelmente cerca de 10:1 ou maior, ainda mais
preferivelmente cerca de 15:1 ou maior, e o mais
preferivelmente de cerca de 15:1 a cerca de 25:1.
[0104] Uma outra consideração que pode ser empregada durante a mistura dentro de um conjunto de fuso e tambor, de acordo com os ensinamentos aqui, é a seleção de uma contrapressão apropriada (nominalmente a pressão aplicada ao plástico durante a recuperação do fuso), a razão de compressão do fuso, ou ambas. Para fins de exemplo, em um aspecto ilustrativo, uma contrapressão de cerca de 6 bar ou mais é aplicada ao primeiro, segundo e terceiro materiais durante a etapa de mistura, uma razão de compressão do fuso maior que cerca de 1:1 é empregada, ou uma combinação de ambas. A contrapressão é mais preferivelmente cerca de 10 bar ou maior, ainda mais preferivelmente cerca de 35 bar ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 70 bar ou maior. Valores mais altos e mais baixos da contrapressão também são possíveis. A razão de compressão preferivelmente é cerca de 2:1 ou maior, mais preferivelmente cerca de 2:1 ou maior, e o mais preferivelmente cerca de 2,4:1 ou maior. A razão de
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65/86 compressão é cerca de 3,5:1 ou menor. Valores mais altos e mais baixos da razão de compressão também são possíveis.
[0105] Pode ser desejável empregar uma velocidade de fuso de cerca de 20 a 400 rpm, mais especificamente cerca de 50 a cerca de 250 rpm, e ainda mais especificamente cerca de 100 a cerca de 200 rpm (p.ex., cerca de 160 rpm), durante a etapa de mistura.
[0106] A etapa de mistura pode ocorrer em qualquer temperatura prescrita de fusão adequada para a particular máquina empregada. Por exemplo, ela pode ocorrer a uma temperatura prescrita de fusão para a máquina de cerca de 160 a cerca de 300°C, e mais especificamente de cerca de 210 a cerca de 255°C, e ainda mais especificamente de cerca de 220 a cerca de 240°C.
[0107] Opcionalmente, a etapa de injeção inclui passar a mistura através de um misturador estático, tal como um bico de mistura (p.ex., um bico de mistura gerando superfície interfacial).
[0108] Uma variedade de designs de fuso divulgados na arte podem ser empregados para conseguir boa mistura, com designs de alta performance sendo particularmente atrativos. Uma característica de designs de alta performance é a presença de dois ou mais canais com dimensões de canal variando ao longo do comprimento do fuso. Esta variação em dimensão do canal força o material a escoar entre canais, resultando em uma mistura melhorada. Por exemplo, mistura distributiva pode ser concretizada cortando e dobrando uma corrente de fundido polimérico enquanto mistura dispersiva pode ser concretizada forçando uma corrente de fundido polimérico através de um canal de restrição. Alguns exemplos de fusos de alta
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66/86 performance consistem de mas não estão limitados a fusos de Transferência de Energia (TE), fusos de ondas duplos, fusos Stratablen®, e fusos UniMix®. Dispositivos de mistura secundários também podem ser empregados para melhorar a mistura. Estes dispositivos de mistura secundários podem ser incorporados no design do fuso (misturador dinâmico) ou eles podem ser incorporados a jusante do fuso (misturador estático). Alguns exemplos de misturadores dinâmicos consistem de, mas não estão limitados a, um ou mais de misturadores estilo Maddock, misturadores de bolhas, misturadores de poço espiral, misturadores de pinos, e anéis misturadores. Alguns exemplos de misturadores estáticos consistem de, mas não estão limitados a, misturadores Kenics®, misturadores geradores de superfície interfacial (ISG), e misturadores Koch®. No caso de moldagem por injeção, tais designs de misturador estático podem ser incorporados no bico e eles são referidos como bicos de mistura.
[0109] Como pode ser visto a partir do acima, embora um processo de mistura que inclua a mistura fundida dos materiais iniciais possa opcionalmente ser empregado antecipadamente à alimentação dos materiais para dentro do aparelho, uma solução particularmente desejada é omitir tal etapa. Assim, o processo pode ser substancialmente livre de uma etapa de misturar entre si o material termoplástico de baixa viscosidade e o concentrado polimérico antes da etapa de mistura. Por exemplo, o processo pode ser substancialmente livre de uma etapa de misturar entre si o material termoplástico de baixa viscosidade e o concentrado polimérico antes de uma etapa de transportar o material termoplástico de baixa viscosidade e o concentrado polimérico para um fuso e
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67/86 tambor aquecidos (p.ex., aquecidos acima da temperatura de fusão do material termoplástico de baixa viscosidade e/ou do concentrado polimérico) de uma máquina de moldagem, uma máquina de extrusão de perfil, uma máquina de extrusão de folha, ou uma máquina de moldagem por sopro.
[0110] Os artigos de acordo com a presente invenção encontram uso em um número de aplicações. Dentre estas, estão aplicações nas quais materiais poliolefínicos, e particularmente poliolefinas termoplásticas, são empregados. Por exemplo, os materiais produzidos de acordo com os ensinamentos aqui encontram aplicação atrativa em veículos de transporte como um componente interno ou externo, tais como parachoques, frisos externos, grades, saias laterais, aerofólios, barreiras de ar, revestimentos, painéis de frisos internos, bolsas para joelhos, painéis de instrumentos, alças, ou similares.
Os artigos podem ser conformados e consistirão essencialmente dos materiais de acordo com os ensinamentos aqui. Eles podem ser parte de um conjunto também. É possível, por exemplo, que um artigo conformado produzido de acordo com os ensinamentos aqui seja laminado para uma outra estrutura, tal como por solda, ligação adesiva, fixador ou qualquer combinação dos mesmos.
Também é possível que os artigos possam ser parte de um conjunto sobremoldado ou moldado por coinjeção.
Exemplos de sistemas de agente de colagem adequados para uso aqui incluem, sem limitações, cianacrilatos, (met)acrílicos, poliuretanos, silicones, epóxis, ou similares. Um adesivo particularmente atrativo inclui um complexo de organoborano/amina, tal como divulgado nas patentes U.S. nos 6.710.145; 6.713.579; 6.713.578; 6.730.759;
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6.949.603; 6.806.330; e pedidos de patentes U.S. publicados nos 2005-0004332, 2005-0137370; 2008-0090981; 2008-0045680, e
2008-0045681, todos os quais são expressamente aqui incorporados por referência.
[0112] Os artigos podem ser tratados adequadamente em uma operação secundária para também melhorar suas propriedades. Para fins de exemplo, sem limitações, eles podem ser revestidos ou de outra forma tratados superficialmente. Por exemplo, em uma configuração, as superfícies de um corpo podem opcionalmente passar por um tratamento preliminar antes de ligação a um outro corpo. Este tratamento opcional pode incluir limpar e desengraxar, revestir com plasma, tratamento com descarga corona, revestimento com um outro tratamento superficial, revestir com um agente de colagem, ou qualquer combinação dos mesmos. Em uma configuração, um corpo pode ser submetido a um revestimento depositado com plasma baseado em carbono-sílica, p.ex., como descrito na patente U.S. n° 5.298.587; patente U.S. n° 5.320.875; patente U.S. n° 5.433.786 e patente U.S. n° 5.494.712, todas incorporadas aqui por referência. Outros tratamentos superficiais também podem ser empregados tais como tratamento superficial com plasma de acordo com ensinamentos divulgados da técnica como encontrados na patente U.S. n° 5.837.958, incorporada aqui por referência. Decoração em molde também pode ser empregada. Métodos de teste [0113] As medições de Energia de Impacto de Dardo
Instrumentado (IDI) ou Multiaxial são de acordo com a ASTM
D3763. Para fins de ilustração, o teste de impacto de dardo multiaxial (Impacto de Dardo Instrumentado) é executado em um instrumento MTS 810 de Alta Taxa usando uma célula de carga
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69/86 de 2.000 lb. Todos os espécimes são discos de aproximadamente quatro polegadas de diâmetro que têm cerca de 0,125 polegada de espessura. Estes discos são impactados a cerca de 6,7 metros/segundo usando uma ponta de aproximadamente 13 mm. A 0,5 polegada externa é presa por parafuso, deixando cerca de 3 de área de teste. Uma ruptura dúctil (denotada aqui por uma designação “D) deixa um furo limpo perfurado através do centro da peça com plástico extraído para cima em relação àquele furo, e nenhuma trinca se estendendo radialmente para fora visível ao olho nu. O teste é repetido em dez espécimes para obter a porcentagem de falhas que são dúteis. As temperaturas de teste típicas incluem 20°C, 0°C, -15°C, 030°C, e -40°C. Os resultados relatados são geralmente uma média de 10 amostras.
[0114] A cristalinidade porcentual aqui pode ser medida por calorimetria diferencial de varredura, de acordo com a ASTM D 3418.03 ou ISO 11357-3. Para fins de exemplo, uma amostra de tamanho de miligrama de polímero é selada em uma panela de DSC de alumínio. A amostra é colocada em uma célula de DSC com uma purga de nitrogênio de 25 centímetros cúbicos por minuto e resfriada para -100°C. Uma história térmica standard é estabelecida para a amostra aquecendo a 10°C/minuto até 225°C. A amostra é então resfriada (a 10°C/minuto) para -100°C e reaquecida a 10°C/minuto para 225°C. O calor de fusão observado para a segunda varredura é registrado (AHobservado) . O calor de fusão observado está relacionado com o grau de cristalinidade em porcentagem em peso baseado no peso da amostra pela seguinte equação:
ah
CristalinidadeV =----oBservado a-|()(), ah 1 conhecido
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70/86 onde o valor para ÁHconhecido é um valor de referência estabelecida relatado na literatura para o polímero. Por exemplo, o calor de fusão para polipropileno isotático foi relatado em B. Wunderlich, Macromolecular Physics [Física macromolecular], volume 3, Crystal Melting [Fusão de cristais], Academic Press, Nova Iorque, 1980, pág. 48, sendo DHconhecido = 165 Joules por grama de polímero de polipropileno; e o calor de fusão para polietileno foi relatado em F. Rodriguez, Principles of Polymer Systems [Princípios de sistemas de polímeros], 2a Edição, Hemisphere Publishing Corporation, Washigton, 1982, pág. 54, sendo DHconhecido = 287 Joules por grama de polímero de polietileno. O valor de DHconhecido = 165 J/g pode ser usado para polímeros contendo mais que cerca de 50 mols por cento de monômeros de propileno e o valor de ÁHconhecido = 287 J/g pode ser usado para polímeros contendo mais que cerca de 50 mols por cento de monômeros de etileno.
[0115] A temperatura de fusão também pode ser medida usando calorimetria diferencial de varredura usando as condições acima. A menos que definido de outra forma, a temperatura de fusão se refere à temperatura de fusão pico.
[0116] As medições de Impacto Izod com Entalhe são de acordo com a ISO 180 (método 1A) . As temperaturas de teste típicas incluem cerca de 20°C, 0°C, -15°C, e -30°C. Os resultados relatados são geralmente uma média de 5 amostras.
[0117] A temperatura de transição vítrea (Tg) é medida moldando por compressão amostras de elastômero e executando uma rampa de temperatura usando um Espectômetro Mecânico
Dinâmico Rheometrics. A temperatura de transição vítrea é definida como a temperatura no pico de tangente de delta. O
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Teste de Estado Sólido é feito sob ambiente de nitrogênio líquido, com gabaritos de torção, em modo dinâmico. Uma taxa de rampa de temperatura de 3°C/min é usada, com uma frequência de 1 rad/s, e uma solicitação inicial de 0,1%. As dimensões médias de amostra têm um comprimento de 45,0 mm, largura de 12,6 mm, e espessura de 3,2 mm.
[0118] A menos que anotado de outra forma, o módulo de flexão é medido de acordo com a ISO 178 (a uma taxa de cerca de 2,0 mm/min com uma alcance de cerca de 10 cm a 20°C e os resultados relatados são geralmente uma média de 5 amostras, a resistência à tração máxima, resistência à tração no escoamento, alongamento máximo, módulo de tração, e alongamento no escoamento são medidos de acordo com a ISO 527-1,-2 (a uma taxa de solicitação de cerca de 50 mm/min e os resultados relatados são geralmente uma média de 6 amostras) e a viscosidade Brookfield é medida de acordo com a ISO 2555.
[0119] A menos que especificado de outra forma, a densidade pode ser medida de acordo com a ASTM D 792-00.
[0120] A menos que especificado de outro modo, os teores de etileno e/ou comonômero podem ser medidos usando espectroscopia com infravermelho de acordo com a ASTM D-2238, Método B.
[0121] A dureza é medida de acordo com a ASTM D 2240-05 (usando p.ex., a escala de dureza Shore A).
[0122] A Temperatura de Distorção Térmica (HDT) é medida de acordo com a ISO 75 usando uma carga de cerca de 66 psi. Os resultados relatados são geralmente uma média de 4 amostras.
[0123] A taxa de fluxo de fundido (isto é, índice de
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72/86 fundido), I2, pode ser medida de acordo com a ISO 1133 em uma carga de 2,16 kg. A menos que especificado de outra forma, a temperatura de medição é 230°C quando testando polipropileno (incluindo copolímeros de polipropileno contendo pelo menos cerca de 55 por cento em peso de monômero de propileno) , as composições de TPO enchidas, e o concentrado polimérico, e a temperatura de medição é 190°C quando testando polietilenos incluindo copolímeros de etileno (p.ex., PESLs) contendo pelo menos cerca de 45 por cento em peso de monômero de etileno. Para polímeros contendo polietileno, a taxa de fluxo de fundido pode ser referida como índice de fundido.
[0124] A taxa de fluxo de fundido pode ser medida de acordo com a ISO 1133 e é calculada como a razão da taxa de fluxo de fundido em uma carga de 10,0 kg (I10) e a taxa de fluxo de fundido em uma carga de 2,16 kg (I2). Assim, a taxa de fluxo de fundido é calculada como o quociente de I10/I2. A menos que especificado de outro modo, a temperatura de medição é
230°C quando testando polipropilenos, as composições de TPO enchidas, e o concentrado polimérico, e a temperatura de medição é 190°C quando testando polietilenos incluindo copolímeros de etileno (p.ex., PESLs) contendo pelo menos cerca de 40 por cento em peso de monômero de etileno.
[0125] O Teste do Tigre pode ser observado visualmente em placas moldadas. O número de listras de tigre, se alguma, pode ser contado visualmente e a facilidade para observar as listras de tigre podem ser descritas qualitativamente.
EXEMPLOS [0126] Os exemplos seguintes ilustram vários aspectos da presente invenção. Os valores mostrados são aproximados e não devem ser vistos como limitantes das invenções. Variações nos
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73/86 parâmetros de processamento são possíveis como divulgado através de toda a especificação. Em adição, os resultados mostrados podem variar também (p.ex., por ± 10% dos valores declarados ou até mais alto).
Exemplo comparativo (E.C.) MB-1 e Exemplos (EX.) MB-2 a MB-7 [0127] Concentrados E.C. MB-1 e EX. MB-2 a MB-7 são preparados usando as composições dadas na TABELA 1. O HVPIC-1 é um copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade tendo uma densidade de cerca de 0,89 g/cm3 (como medida de acordo com a ISO 1183), uma resistência à tração no escoamento de cerca de 23 MPa e um alongamento máximo >500% ambos (ambos) medidos de acordo com a ISO 577,-1,-2, um módulo de flexão de cerca de 850 MPa (como medido de acordo com a ISO 178) e uma taxa de fluxo de fundido de cerca de 1,2. HVPIC-1 está comercialmente disponível de LyondelBassel Industries como HIFAX® X1956A. O PESL-1 é um copolímero de etileno-octeno tendo, uma densidade de cerca de 0,870 g/cm3 (como medida de acordo com a ASTM D792), uma resistência à tração de cerca de 1,55 MPa e um alongamento máximo de cerca de 106% (ambos medidos de acordo com a ASTM D638), uma taxa de fluxo de fundido estimada em cerca de 500 g/10 min, uma temperatura de transição vítrea de cerca de -58°C, uma temperatura de fusão final de cerca de 68°C (como medida por calorimetria diferencial de varredura) e uma viscosidade Brookfield de cerca de 8.200 cps (como medida de acordo com a ASTM D1084) . PESL-1 está comercialmente disponível de Dow Chemical Company como Affinity® GA1900. Talc-1 é um talco particulado (99-100 por cento em peso das partículas são de estrutura laminar, menos que 1% são de estrutura granular, e não existem partículas fibrosas detectáveis), tendo um
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74/86 tamanho médio de partícula de cerca de 1,9 mm, e 98 por cento em peso das partículas são menores que cerca de 10 mm. O Talc-1 está comercialmente disponível de Imifabi S.p.A. como http 1c. Os concentrados também contêm menos que 3 por cento em peso de CC-1, um concentrado de cor em um portador de polipropileno.
[0128] Os concentrados são preparados em uma extrusora de fusos duplos ZSK-25 tendo um comprimento de fuso de 1.152 mm,
uma velocidade de fuso de 275 rpm, e uma taxa de produção de
cerca de 8 kg/h. Metade da carga (talco) é adicionada na
garganta de alimentação e a outra metade da carga é
adicionada a um alimentador lateral. A pressão na matriz varia de 46 a 89 bar, e as temperaturas de fundido foram cerca de 210SC. A energia específica aumenta de cerca de 1080 J/g para cerca de 1420 J/g à medida que a concentração de talco aumentou de 0% para 70 por cento em peso.
[0129] O peso molecular da fração solúvel em xileno é medido para cada concentrado usando cromatografia de permeação em gel. A fração solúvel em xileno é obtida primeiro colocando os concentrados poliméricos em xileno e aquecendo para dissolver o polímero. A solução de xileno é então resfriada para temperatura ambiente. Com o resfriamento, a porção insolúvel em xileno se precipita. Esta porção insolúvel em xileno é removida por filtração e a solução solúvel em xileno restante é analisada. Os pesos moleculares médio numérico (Mn), médio ponderado (Mw) e médio-z (Mz) da porção solúvel em xileno são medidos por cromatografía de permeação em gel (GPC) usando um Waters GPCV2000. Os pesos moleculares são calculados baseado em 100% de polietileno. A GPC é calibrada usando padrões e os desvios
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75/86 padrões relativos para Mn e Mw são calculados como 2,9% e 0,57% respectivamente. Os pesos moleculares médio numérico, médio ponderado, médio-z (expressos em Daltons, baseado em 100% de polietileno) estão listados na Tabela 1. Por exemplo, a fração solúvel em xileno do EX. MB-3 tem um peso molecular médio numérico (Mn) de cerca de 17.300 Da, um peso molecular médio ponderado (Mw) de cerca de 363.000 Da, e um peso molecular médio-z (Mz) de cerca de 1.768.000 Da.
[0130] A fração solúvel em xileno do HVPIC-1 é medida a ter Mn de cerca de 65.800 Da, Mw de cerca de 620.000 Da, e Mz de cerca de 2.183.000 Da. O PESL-1 é medido a ter uma distribuição de peso molecular significativamente mais baixa e uma distribuição de peso molecular mais estreita. O PESL-1 tem Mn de cerca de 12.100 DA, Mw de cerca de 24.000 Da, e Mz de cerca de 38.000 Da.
[0131] O Exemplo Comparativo MB-8 é preparado similarmente aos concentrados acima. MB-8 é preparado sem o HVPIC, e inclui PESL-1 em uma concentração de cerca de 29 por cento em peso como dada na TABELA 1.
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Tabela 1. Composições de amostras de concentrados poliméricos
E.C. MB-1 EX. MB-2 EX. MB-3 EX. MB-4 EX. MB-5 EX. MB-6 EX. MB-7 E.C. MB-8
Talc-1 0,0% 20,0% 30,0% 40,0% 50,0% 60,0% 70,0% 70,0%
HVPIC-1 66, 0% 50,7% 44,3% 38,0% 31,7% 25,3% 19, 0%
PESL-1 33, 0% 26, 6% 23, 4% 20,0% 16, 6% 13, 4% 10,0% 29, 0%
CC-1 1,0% 2,7% 2,3% 2,0% 1,7% 1,3% 1,0% 1,0%
Total 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%
Pesos moleculares em milhares
Mn 24, 6 24, 9 17,3 21, 6 18,5 21, 4 21,2
Mw 414 387 363 339 305 264 182
Mz 1.455 1.266 1.236 1.126 964 687 365
EXEMPLOS MB-9 a MB-12 [0132] Amostras de concentrados EX. MB-9 a EX. MB-12 são preparadas usando as composições dadas na TABELA 2. Talc-2 é um talco particulado disponível sob a designação JETFIL® 7C. O pacote de aditivos Aditivos-1 inclui CHIMASORB® 119, IRGANOX® B225, e erucamida, em uma razão de 1:2:3. LVPP-1 é um copolímero de impacto de polipropileno de viscosidade relativamente baixa. LVPP-1 é caracterizado por uma taxa de fluxo de fundido de cerca de 44 g/10 min (medida de acordo com a ISO 1133), uma densidade de cerca de 0,9 g/cm3 (como medida de acordo com a ISO 1183), um módulo de flexão de cerca de 1.450 MPa (como medido de acordo com a ISO 178), uma resistência à tração no escoamento de cerca de 28 MPa e um alongamento em tração no escoamento de cerca de 7% (ambos medidos de acordo com a ISO 527,-2), um
Ponto de Amolecimento de acordo com a ISO impacto com entalhe
Vicat de cerca de 152SC (<
306/A a 10 N), e uma res
CHARPY de cerca de 4 kJ/m2
179-1//1eA a -20 °C) . LVPP-1
como medido istência ao (como medida de acordo com a ISO está comercialmente disponível de
DOW CHEMICAL CO. como Polipropileno C705-44.
[0133] Amostras de concentrados EX. MB-9 a EX. MB-12 são preparadas usando o mesmo processo que o E.C. MB-1. As
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77/86 distribuições de peso molecular da MB-9 a MB=12 são medidas usando cromatografia de permeação em gel. O peso molecular médio-z é plotado como uma função da concentração de PESL-1 na figura 1. À medida que a concentração do PESL-1 aumenta, o peso molecular médio-z geralmente aumenta. Isto pode ser devido à degradação reduzida durante o processamento do concentrado quando o PESL-1 de baixa viscosidade é empregado. Tabela 2. Composições de amostras de concentrados poliméricos
EX. MB-9 EX. MB-10 EX. MB-11 EX. MB-12
Talc-2 60,0% 60,0% 60,0% 60,0%
Aditivos-1 1, 9% 1, 9% 1, 9% 1, 9%
LVPP-1 14,42% 9, 42% 4, 42%
HVPIC-1 23,68% 23,68% 23,68% 23,68%
PESL-1 5, 0% 10,0% 14,42%
Total 100% 100% 100% 100%
EXEMPLOS TPO-1 a TPO-8 [0134] Composições de TPO enchidas são preparadas misturando a seco um polipropileno (LVPP-2) com concentrado EX. MB-7, ou concentrado E.C. MB-8 usando as concentrações listadas na TABELA 3A. LVPP-2 é um polipropileno em desenvolvimento caracterizado por uma taxa de fluxo de fundido de cerca de 9,7 g/10 min (medida de acordo com a ASTM D1238), uma gravidade específica de cerca de 0,89 g/cm3 (como medida de acordo com a ASTM D792), um módulo de flexão (secante 1%) de cerca de 950 MPa (como medido de acordo com a ASTM D790A), uma resistência à tração máxima de cerca de 927 MPa e um alongamento máximo de cerca de 106% (ambos medidos de acordo com a ASTM D638). LVPP-2 é um polipropileno de TPO de reator tendo ductilidade a -40sC como determinada por Teste de Impacto de Dardo Instrumentado e foi fornecido por DOW CHEMICAL CO. sob a designação de produto em desenvolvimento Polipropileno D143.00.
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78/86 [0135] As misturas secas são alimentadas na tremonha de uma máquina de moldagem por injeção e placas moldadas por injeção de tamanho A4 (tendo dimensões de cerca de 3 mm x cerca de 300 mm x cerca de 200 mm) são preparadas sem uma etapa de misturar fundidos o concentrado polimérico e o polipropileno LVPP-2 antes de alimentar no conjunto de fuso e tambor da máquina de moldagem por injeção. O conjunto de fuso e tambor da máquina de moldagem por injeção são aquecidos e provêem cisalhamento para a mistura fundida. Uma máquina de moldagem por injeção Krauss Maffei 300-140C2 tendo um diâmetro de fuso de cerca de 45 mm é usada para moldar as placas usando as seguintes condições de moldagem:
Temperaturas do tambor (a partir do bico para a garganta de alimentação):
190 - 250°C (p.ex. , 225
200 - 260°C (p.ex. , 230
200 - 240°C (p.ex. , 220
170 - 230°C (p.ex. , 215
170 - 230°C (p.ex. , 205
40 - 95°C (p .ex., 55 )
Temperatura da ferramenta: 35 - 50°C (p.ex., 40°)
Temperatura do Corredor Quente:
190 - 230°C (p.ex., 210°C)
Velocidade de dosagem: 50 - 150 rpm (p.ex., 100 rpm)
Contrapressão: 4 - 80 bar (p.ex., 7 bar)
Curso de dosagem: 120 - 1880 mm (p.ex., 150 mm)
Ponto de desvio: 15 - 25 mm (p.ex., 17 mm)
Pressão de retenção: 20 - 25 bar (p.ex., 22 bar)
Tempo de retenção: 7 - 20 s (p.ex., 12 s)
Velocidade de injeção: 20 - 50 mm/s (p.ex., 35 mm/s)
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Tempo de resfriamento: 30 - 40 s (p.ex., 35 s)
Tempo total do ciclo: ±60 s (de acordo com a norma ISO) [0136] As placas produzidas usando MB-7 (p.ex., EX. TPO-1, 3, 5, e 7), e incluindo o copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade têm estética superficial melhorada, incluindo tigrado reduzido, em relação a placas moldadas por injeção preparadas similarmente produzidas
usando MB-8 (p.ex., E.C. TPO -2, 4, 6, e 8) . Por exemplo, as
superfícies das placas de EX. TPO-3 e E.C. TPO-4 estão
ilustradas na figura 2 e figura 3, respectivamente.
Similarmente , as superfícies das placas de EX. TPO-7 e E.C.
TPO-8 estão ilustradas na figura 4 e figura 5, respectivamente.
[0137] As propriedades mecânicas das composições de TPO enchidas (TPO-1 a TPO-8) são dadas na TABELA 3B. As figuras 6A, 6B, 6C e 6D ilustram o relacionamento entre a resistência ao impacto, medida usando teste de Impacto Izod com Entalhe a 20°C, 0°C, -20°C, e -30°C, respectivamente, e o módulo de flexão para estas composições. Os EXEMPLOS TPO-1, 3, 5, e 7 produzidos usando um concentrado incluindo o copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade são designados pelo símbolo quadrado e os EXEMPLOS COMPARATIVOS TPO-2, 4, 6, e 8 produzidos usando um concentrado sem o copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade são designados pelo símbolo losango. As figuras 7A e 7B ilustram o relacionamento entre a porcentagem de amostras que são dúcteis, como medido por Teste de IMPACTO DE DARDO a -30°C e -40°C respectivamente e o módulo de flexão para estas composições. As figuras 7C e 7D ilustram o relacionamento entre a energia total, como medida por teste de IMPACTO DE
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DARDO a -30°C e -40°C respectivamente e o módulo de flexão para estas composições. Nas figuras 7A, 7B, 7C, e 7D, os
EXEMPLOS TPO-1, 3, 5 e 7 produzidos usando um concentrado incluindo o copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade são designados pelo símbolo quadrado e os EXEMPLOS COMPARATIVOS TPO-2, 4, 6, e 8 produzidos usando um concentrado sem o copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade são designados pelo símbolo losango. A figura 7C ilustra que a falha dúctil porcentual (FD) para as amostras incluindo o concentrado contendo o HVPIC e testados a -30°C é dada pela equação FD > 95 - (0,1 x (MF - 1100)), onde Mf é o módulo de flexão em MPa e onde MF varia de cerca de 1.100 e 1600 MPa. Para estas amostras, também é descoberto que DF > 95 - (0,05 x (MF - 1100)). Os exemplos comparativos não atendem o critério acima.
Tabela 3a. Composições de composições de tpo enchidas
EX. TPO-1 E.C. TPO-2 EX. TPO-3 E.C. TPO-4 EX. TPO-5 E.C. TPO-6 EX. TPO-7 E.C. TPO-8
LVPP-2, % em peso 95% 95% 90% 90% 85% 85% 80% 80%
EX. MB-7, % em peso 5% 10% 15% 20%
E.C. MB-8, % em peso 5% 10% 5 15% 20%
Total (% em peso) 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%
Módulo de flexão, MPa 1113 1123 1234 1300 1407 1496 1553 1624
Taxa de fluxo de fundido (g/10 min) 8,9 9,7 8,3 10,0 7,8 9,9 7,5 10,0
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Tabela 3b. Composições de composições de tipo enchidas
EX. TPO-1 E.C. TPO-2 EX. TPO-3 E.C. TPO-4 EX. TPO-5 E.C. TPO-6 EX. TPO-7 E.C. TPO-8
Impacto de Dardo Instrumentado
Ductilidade a -40sC, % 90 80 70 20 10 0 10 0
Energia de impacto, in-lb a - 40°C 412 404 402 350 390 201 342 106
Ductilidade a -30°C, % 100 90 90 40 90 10 70 0
Energia de impacto, in-lb a - 30°C 443 410 404 399 428 286 422 156
Resistência ao Impacto Izod com Entalhe
a 23°C, ft.lbs/in 6,64 6,28 6,51 5,54 6,34 4,72 6,22 3, 95
a 0°C, Ft. lbs/in 5,51 4, 67 5, 04 3, 14 4,59 2, 67 2,80 1,55
a -15°C, ft.lbs/in 2,01 1,71 1, 60 1, 63 1,46 0, 90 1,33 0, 90
a -30°C, ft.lbs/in 0,86 0,82 0,82 0, 66 0,79 0, 64 0,75 0,57
N° de listras de tigre p/placa moldada 0 0 0 8 6 9 7 11
Notas Sem tigrado visível Sem tigrado visível Sem tigrado visível Leve tigrado Muito leve tigrado Tigrado visível Leve tigrado Listras de tigrado muito visíveis
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EXEMPLOS TPO-9 e 11, E EXEMPLOS COMPARATIVOS 10 e 12 [0138] O EX. TPO-9 e -11 e E.C. TPO-10 e -12 são composições de TPO enchidas preparadas usando as composições dadas na TABELA 4. O concentrado é secado a cerca de 80°C por 2 horas para remover umidade. Os ingredientes são misturados a seco para formar uma mistura de pellets e moldados por injeção de acordo com o processo descrito acima para EX. TPO1. O PESL-2 é um copolímero de etileno-octeno tendo uma taxa de fluxo de fundido de cerca de 5 g/10 min e uma densidade de cerca de 0,87 g/cm3. O PESL-2 está comercialmente disponível de DOW CHEMICAL CO. sob a designação ENGAGE® 8200.
Tabela 4. Formulações de composições de tpo enchidas
EX. TPO-9 E.C. TPO-10 EX. TPO-11 E.C. TPO-12
LVPP-1 47,3% 47,3% 47,3% 47,3%
PESL-2 21,0% 21,0% 21,0% 21,0%
MB-9 31,7%
MB-10 31,7%
MB-11 31,7%
MB-12 31,7%
[0139] Os concentrados e o polipropileno são misturados a seco a temperatura ambiente (isto é, a uma temperatura abaixo das temperaturas de fusão do concentrado e do polipropileno). EXEMPLOS COMPARATIVOS E.C. TPO-13 e E.C. TPO-14 [0140] O E.C. TPO-13 é preparado adicionando pellets de um polipropileno de impacto LVPP-2 (que tem 100% de ductilidade a -30°C e -40°C) e pellets de um concentrado de talco que é livre de HVPIC em uma razão de 88:12 a uma máquina de moldagem por injeção. Os pellets são fundidos e misturados no fuso e tambor da máquina de moldagem por injeção e então o E.C. TPO-13 é moldado em placas. As placas moldadas têm uma classificação de tigrado de cerca de 4,0 a cerca de 4,5. Quando testadas quanto à ductilidade a baixa temperatura
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83/86 usando o teste de dardo caindo, 0% das amostras foram dúcteis a -40°C e 10% das amostras foram dúcteis a -30°C.
[0141] O E.C. TPO-14 é preparado usando o mesmo processo que o E.C. TPO-13, exceto que 6 por cento em peso de pellets de HVPIC são adicionados à alimentação para a máquina de moldagem por injeção. O E.C. TPO-14 é moldado em placas. As placas moldadas têm uma classificação de tigrado de cerca de 2,5. Quando testadas quanto à ductilidade a baixa temperatura usando o teste de dardo caindo, 0% das amostras foram dúcteis a -40°C e 50% das amostras foram dúcteis a -30°C. O E.C. TPO14 tem melhoria mínima de ductilidade. Em comparação, o EX. TPO-13 não tem tigrado visível e quando testado quanto à ductilidade a baixa temperatura usando o teste de dardo caindo, 70% das amostras foram dúcteis a -40°C e 90% das amostras foram dúcteis a -30°C.
[0142] Como discutido anteriormente, desejavelmente, o processo da presente invenção é substancialmente livre de uma etapa de combinar juntos o concentrado polimérico, o polipropileno de baixa viscosidade e qualquer terceiro ou outros materiais antes da etapa de fabricação de peça, e especificamente uma etapa de mistura que inclui uma etapa de mistura fundida dos materiais. Será apreciado que tal requisito pode ainda ser atendido empregando etapas de mistura a seco a temperatura abaixo dos pontos de fusão dos materiais. Por exemplo, é possível que antes da introdução dos materiais iniciais em um conjunto de fuso e tambor aqui, pellets dos materiais possam ser misturados a seco (p.ex., por um braço misturador em uma tremonha) . Um alimentador adequado, tal como um alimentador gravimétrico (como discutido) pode opcionalmente ser empregado.
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Como pode ser visto, os ensinamentos aqui permitem a produção de artigos termoplásticos conformados que apresentam características de performance comparáveis ou melhores em relação a materiais existentes que são misturados antes de sua introdução em um aparelho de conformação (p.ex antes da introdução a uma tremonha de uma máquina de moldagem por injeção). Vantajosamente, os materiais são processados nos artigos resultantes com um histórico térmico que é substancialmente minimizado se comparado com artigos produzidos com misturas misturadas previamente.
Embora uma característica da presente invenção possa ter sido descrita no contexto de somente um dos aspectos ou configurações ilustrados, tal ser combinada com uma ou mais outras característica pode características de outros aspectos ou configurações, para qualquer dada aplicação. A menos que registrado de outra forma, as dimensões e geometrias das várias configurações representadas aqui não são intencionadas a serem restritivas da invenção, e outras dimensões e geometrias são possíveis. Várias etapas podem ser providas por uma etapa integrada única. Alternativamente, uma única etapa pode ser dividida em várias separadas. Além disso, a divulgação de “um ou o elemento ou etapa não é intencionada a excluir elementos ou etapas adicionais.
[0145] Fica entendido que a descrição acima é intencionada a ser ilustrativa e não restritiva. Muitas configurações ou aspectos bem como várias aplicações além dos exemplos fornecidos serão aparentes àqueles experientes na técnica mediante a leitura da descrição acima. O escopo da invenção deve, portanto, ser determinado não com referência à
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85/86 descrição acima, mas pelo contrário deve ser determinado com referência às reivindicações anexas, junto com o escopo completo de equivalentes às quais tais reivindicações têm direito. As divulgações de todos os artigos e referências, incluindo pedidos e publicações de patentes, são incorporadas por referência para todos os propósitos. A omissão nas reivindicações seguintes de qualquer aspecto da matéria em questão que é divulgada aqui não é uma exoneração de responsabilidade de tal matéria em questão, nem deve ser vista como se os inventores não considerassem tal matéria em questão a ser parte da matéria em questão inventiva divulgada.
[0146] Quaisquer valores numéricos citados aqui incluem todos os valores do valor inferior ao valor superior em incrementos de uma unidade com a ressalva que exista uma separação de pelo menos 2 unidades entre qualquer valor inferior e qualquer valor superior. Como um exemplo, se estiver registrado que a quantidade de um componente ou um valor de uma variável de processo tal como, por exemplo, temperatura, pressão, tempo e similares é, por exemplo, de 1 a 90, preferivelmente de 20 a 80, mais preferivelmente de 30 a 70, é intencionado que valores tais como 15 a 85, 22 a 68, 43 a 51, 30 a 32 etc. estejam expressamente enumerados nesta especificação. Para valores que são menores que um, uma unidade é considerada a ser 0,0001, 0,001 ou 0,1 como apropriado. Estes são somente exemplos do que é especificamente intencionado e todas as possíveis combinações de valores numéricos entre o valor mais baixo e o valor mais alto enumerados devem ser consideradas a estarem expressamente registradas neste pedido de patente de uma
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86/86 maneira similar. A menos que registrado de outra forma, todas as faixas incluem ambos os pontos extremos e todos os números entre os pontos extremos. O uso de “cerca de ou “aproximadamente em conexão com uma faixa se aplica a ambas as extremidades da faixa. Portanto, “cerca de 2 0 a 3 0 é intencionado a cobrir “cerca de 20 a cerca de
30, inclusive de pelo menos os pontos extremos especificados. A menos que registrado de outra forma, o termo “essencialmente livre de em conexão com um potencial ingrediente em um componente ou composição é intencionado a representar valores <5 por cento em peso, <1 por cento em peso, <0,1 por cento em peso, <0,01 por cento em peso e <0,001 por cento em peso baseado no peso total do componente ou composição.
As divulgações de todos os artigos e referências, incluindo pedidos e publicações de patentes, são incorporadas por referência para todos os propósitos. O termo “consistindo essencialmente de para descrever uma combinação deve incluir os elementos ingredientes, componentes ou etapas identificadas, tais outros elementos, ingredientes, componentes ou etapas que não afetem materialmente as novas e básicas características da combinação. O uso dos termos “compreendendo ou “incluindo para descrever combinações de elementos, ingredientes, componentes ou etapas aqui também contempla configurações que consistem essencialmente dos elementos ingredientes, componentes ou etapas.
Como usado aqui os termos “polímero “polimerização são genéricos, e podem incluir qualquer um ou ambos dos casos mais específicos de “homo- e copolímero “homo- e copolimerização, respectivamente.

Claims (12)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Composição polimérica, caracterizada pelo fato de compreender:
    a. pelo menos 5 por cento em peso de carga inorgânica baseado no peso total da composição polimérica;
    b. um copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade tendo:
    1. uma porção altamente cristalina tendo uma cristalinidade de 30 por cento ou mais conforme medida usando calorimetria diferencial de varredura, sendo que a porção altamente cristalina está presente de 20 por cento em peso a 90 por cento em peso do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade, e ii. uma porção solúvel em xileno, sendo que porção solúvel em xileno está presente de 10 por cento em peso a 80 por cento em peso do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade, tem um peso molecular médio-z maior que 1.500.000 Da, um peso molecular médio numérico menor que 100.000 Da, e um índice de polidispersividade maior que 5; e
    c. um polímero de etileno substancialmente linear (PESL) de baixa viscosidade tendo um índice de polidispersividade menor que 3,5, e uma taxa de fluxo de fundido maior que 40 g/10 min como medida de acordo com a ASTM D-1238 a 190°C/2,16 kg.
  2. 2. Composição polimérica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a carga compreender talco e pelo menos 90 por cento em peso da carga ter um tamanho médio de partícula de 0,1 a 20 mm.
  3. 3. Composição polimérica, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de o copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade ter uma taxa de fluxo de
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    2/4 fundido de 0,4 a 2,5 g/10 min como medida de acordo com a
    ASTM D-1238 a 230°C/2,16 kg.
  4. 4. Composição polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizada pelo fato de a porção solúvel em xileno do copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade ter um peso molecular médio-z de 1.800.000 Da a 3.500.000 Da.
  5. 5. Composição polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizada pelo fato de o PESL ser selecionado do grupo consistindo de um copolímero de etileno-propileno, um copolímero de etileno-buteno, um copolímero de etileno-hexeno, um copolímero de etilenoocteno, e qualquer combinação dos mesmos, e o PESL ter uma taxa de fluxo de fundido maior que 150 g/10 min como medida de acordo com a ASTM D-1238 a 190°C/2,16 kg.
  6. 6. Composição polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizada pelo fato de o copolímero de impacto de polipropileno de alta viscosidade ter uma temperatura de fusão maior que cerca de 140°C, e a porção solúvel em xileno estar presente em uma concentração de 22 a 55 por cento em peso baseada no peso total do copolímero de impacto de polipropileno, e a porção solúvel em xileno do copolímero de impacto de alta viscosidade ter um índice de polidispersividade maior que cerca de 7.
  7. 7. Composição polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizada pelo fato de a composição polimérica ser uma composição de poliolefina termoplástica enchida, onde:
    - a carga inorgânica está presente em uma concentração de 5 a 30 por cento em peso baseada no peso total da composição
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    3/4 de poliolefina termoplástica enchida; e
    - a composição polimérica incluir um polipropileno de baixa viscosidade tendo uma taxa de fluxo de fundido maior que 4 g/10 min como medida de acordo com a ASTM D-1238 a 230°C e uma temperatura de fusão maior que 130°C.
  8. 8. Composição de poliolefina termoplástica enchida, conforme definida na reivindicação 7, caracterizada pelo fato de:
    - o copolímero de impacto de propileno de alta viscosidade estar presente em uma concentração de 1 a 8 por cento em peso baseada no peso total da composição de poliolefina termoplástica, e o polipropileno de baixa viscosidade estar presente em uma concentração maior que 30 por cento em peso baseada no peso total da composição de poliolefina termoplástica enchida, sendo que o PESL estar presente em uma concentração maior que 1 por cento em peso baseada no peso total da composição de poliolefina termoplástica enchida.
  9. 9. Composição de poliolefina termoplástica enchida, conforme definida em qualquer uma das reivindicações de 7 ou 8, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente um segundo PESL tendo uma taxa de fluxo de fundido menor que 35 g/10 min, sendo que o segundo PESL está presente em uma concentração de 3 a 30 por cento em peso baseada no peso total da composição de poliolefina termoplástica enchida.
  10. 10. Composição polimérica, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizada pelo fato de a composição polimérica ser um concentrado adequado para mistura em prensa com um diluente de poliolefina para conseguir uma superfície moldada tendo poucas imperfeições superficiais, sendo que a concentração da carga inorgânica é de 35 por cento em peso a 85 por cento em peso baseada no
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    4/4 peso total do concentrado polimérico, e o concentrado polimérico estar na forma de pellets ou grânulos.
  11. 11. Processo para a fabricação de um artigo moldado, incluindo pelo menos uma parte tendo uma composição polimérica contendo concentrado, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:
    a. misturar fundido pelo menos 10 por cento em peso de um concentrado polimérico conforme definido na reivindicação 10, e pelo menos 40 por cento em peso de um polipropileno diluente tendo uma taxa de fluxo de fundido maior que 2,5 g/10 min como medida de acordo com a ASTM D-1238 a 230°C/2,16 kg para formar uma mistura fundida da composição polimérica contendo concentrado; e
    b. moldar a composição polimérica contendo concentrado.
  12. 12. Processo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a etapa de misturar fundidos ocorrer no fuso de uma máquina de moldagem por injeção; a etapa de moldar a composição polimérica contendo concentrado incluir uma etapa de moldar a mistura fundida; e o processo não incluir uma etapa de misturar fundidos o concentrado polimérico e o polipropileno diluente antes da etapa de misturar fundidos.
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