ES2254696T3 - Tubos de polimeros propileno para tuberias. - Google Patents

Tubos de polimeros propileno para tuberias.

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ES2254696T3 ES02743059T ES02743059T ES2254696T3 ES 2254696 T3 ES2254696 T3 ES 2254696T3 ES 02743059 T ES02743059 T ES 02743059T ES 02743059 T ES02743059 T ES 02743059T ES 2254696 T3 ES2254696 T3 ES 2254696T3
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Abstract

Tubos multicapas o simples de polímero de propileno y componentes de tubería para tuberías con resistencia mejorada a la propagación rápida de grietas que comprende un homopolímero de propileno con un índice de fusión de

Description

Tubos de polímero propileno para tuberías.
Antecedentes de la invención
La invención se relaciona con el polímero propileno simple o con tubos multicapas para tuberías con resistencia mejorada a la propagación rápida de grietas como también con un proceso para producirlos.
Se sabe que los tubos de polímero de olefinas para tuberías consisten de polímeros de etileno (Conference Papers "Plastic Pipeline Systems for the Millenium" Göteborg 1998, p. 841-842) o de copolímeros de moldeo de propileno (Conference Papers "Plastic Pipeline Systems for the Millenium" Göteborg 1998, p. 611-620, 841-842).
La desventaja de las tuberías hechas de tubos convencionales de polipropileno es la resistencia insuficiente contra la propagación rápida de grietas en aplicaciones de presión a y bajo temperatura ambiente o aun bajo temperaturas hasta de 40ºC. Cualquier pequeña grieta formada puede propagarse muchos kilómetros causando destrucción completa de la tubería con peligros obvios para el público. Para una temperatura de servicio de por ejemplo 0ºC, las tuberías hechas de tubos convencionales de polipropileno tienen una presión crítica de aproximadamente 1 bar, que es considerablemente baja a la presión normal de servicio.
Objetivo de la invención
Es el objetivo de la presente invención suministrar tubos de polímero del propileno para tuberías y componentes de tuberías tales como acopladores, acopladores de electrofusión y válvulas incluyendo válvulas de electrofusión con resistencia mejorada a la propagación rápida de grietas para aplicaciones de presión a temperaturas bajo la temperatura ambiente y particularmente también bajo el punto de congelación.
Breve descripción de la invención
De acuerdo a la presente invención, este objetivo es logrado para tubos de polímero del propileno para tuberías con resistencia mejorada a la propagación rápida de grietas que comprende un homopolímero del propileno con un índice de fusión de 0.05 a 8 g/10 min a 230ºC/2.16 kg o copolímeros de moldeo del propileno de 90.0 a 99.9% en peso de propileno y 0.1 a 10% en peso de \alpha-olefinas con 2 o 4 a 18 átomos de carbono con un punto de fusión de 0.05 a 8 g/10 min a 230ºC/2.16 Kg o mezclas de ellos, en donde los homopolímeros del propileno o los copolímeros de moldeo del propileno son polímeros del propileno \beta-nucleados, en donde los homopolímeros del propileno \beta-nucleados o el homopolímero de moldeo de los copolímeros de moldeo del propileno \beta-nucleado tienen un IR\tau \geq 0.97, y los tubos de polímero de propileno para tuberías hechas de homopolímeros del propileno \beta-nucleados tienen una propagación de grietas rápida caracterizada por una temperatura crítica de -5 a +40ºC y una presión crítica \geq 3 bar bajo la temperatura crítica y los tubos de polímero del propileno hechos de copolímeros de moldeo del propileno \beta-nucleado tienen una propagación del stress rápida caracterizada por una temperatura crítica de -25 a 0ºC y una presión crítica \geq 3 bar bajo la temperatura crítica.
Descripción detallada de la invención
Los polímeros del propileno \beta-nucleado son polímeros del propileno isotáctico compuesto de cadenas en una conformación 3_{1} helicoidal que tiene una microestructura interna de esferulitas de forma- \beta estando compuestas de arreglos radiales de lamelas paralelas apiladas. Esta microestructura puede ser realizada por la adición de agentes \beta-nucleantes en la fusión y en la cristalización. La presencia de la forma- \beta puede ser detectada mediante el uso de difracción de rayos x de ángulo ancho (Moore, J., Polypropylene Handbook, p. 134-135, Hanser Publishers Munich 1996).
La temperatura crítica y la presión crítica son parámetros de seguridad importantes para las tuberías presurizadas.
La temperatura crítica es la temperatura, por encima de la cual no es posible producir propagación rápida de grietas en tuberías presurizadas. La temperatura crítica puede ser determinada de acuerdo al ensayo S4 (Small Scale Steady State) descrito en la norma ISO 13477, 1997.
La presión crítica es la presión, bajo la cual no es posible producir una propagación rápida de grietas (RCP) en tuberías presurizadas. La presión crítica es determinada a una temperatura bajo la temperatura crítica como es descrito en la norma ISO 13477, 1997.
En caso de que la prueba RCP sea difícil de realizar (dimensión de la tubería o diseño de sus componentes) la prueba de acuerdo a la ISO 13477 debe ser realizada con tubos de prueba con un diámetro de 110 mm y un grosor de pared de 10 mm fabricados del mismo material. Alternativamente, los tubos pueden ser fabricados moliendo la tubería o los componentes y extruyendo los tubos de prueba posteriormente con un diámetro de 110 mm y un grosor de pared de 10 mm como es descrito y probado en la norma ISO 13477, 1997.
Esto es, entre menor la temperatura crítica y mayor la presión crítica, más segura es la tubería.
Los homopolímeros y los copolímeros del propileno de acuerdo a la presente invención tienen índices de fusión de 0.05 a 8 g/10 min a 230ºC/2.16 Kg, preferiblemente 0.1 a 3 g/10 min a 230ºC/2.16 Kg, más preferiblemente 0.2 a 3 g/10 min a 230ºC/2.16 Kg.
Los tubos simples o multi-capa producidos usando los homopolímeros de propileno de la presente invención tienen una temperatura crítica de -5 a +40ºC, preferiblemente de -5 a +20ºC, más preferiblemente de -5 a +10ºC, mucho mas preferiblemente de -5 a 5ºC.
Los tubos simples o multi-capas producidos usando los copolímeros del propileno de la presente invención tienen una temperatura crítica de -25 a +0ºC, preferiblemente de -25 a -5ºC, más preferiblemente de -25 a -10ºC, mucho más preferiblemente de -5 a -15ºC.
Los tubos simples o multi-capas producidos usando los homopolímeros y/o copolímeros del propileno de la presente invención tienen una presión crítica de \geq 3 bar, preferiblemente \geq 4 bar, más preferiblemente \geq 5 bar bajo la temperatura crítica.
Preferiblemente la presión crítica es determinada 5ºC bajo la temperatura crítica.
De acuerdo a una modalidad ventajosa de la presente invención, los polímeros \beta-nucleados usados para la producción de tubos simples o multi-capas y componentes de tuberías son homopolímeros \beta-nucleados que tienen un IR\tau \geq 0.98, un módulo ténsil \geq 1500 MPa y una resistencia al impacto Charty, de \geq 3 kJ/m^{2} usando especimenes de prueba de muesca.
El IR\tau de los polímeros del propileno es medido y calculado como se describe en EP 0 277 514 A2 en la página 5 (columna 7, línea 53 a columna 8, línea 11).
De acuerdo a una modalidad preferida los homopolímeros \beta-nucleados o el homopolímero de moldeo del propileno de los copolímeros de moldeo del propileno \beta-nucleado tienen un IR\tau \geq 0.985. La diferencia de 0.005 en IR\tau, siendo IR\tau una medida para la isotacticidad, abarca un incremento significativo en las propiedades mecánicas del polímero, especialmente en la rigidez.
De acuerdo a la presente invención los homopolímeros del propileno muestran un módulo ténsil \geq 1500 MPa, preferiblemente \geq 1600 MPa y los copolímeros del propileno muestran un módulo ténsil \geq 1100 MPa, preferiblemente \geq 1300 MPa, y más preferiblemente \geq 1500 MPa.
Los homopolímeros del propileno de acuerdo a la presente invención tienen una resistencia al impacto Charpy, de \geq 3 kJ/m^{2} a -20ºC, preferiblemente \geq 4 a 10 kJ/m^{2} a -20ºC, más preferiblemente \geq 5 a10 kJ/m^{2} a -20ºC.
Los copolímeros del propileno de acuerdo a la presente invención tienen una resistencia al impacto Charpy, de \geq 6 kJ/m^{2} a -20ºC, preferiblemente \geq 9 kJ/m^{2} a -20ºC, más preferiblemente \geq 10 kJ/m^{2} a -20ºC. Resistencia al impacto Charpy, de hasta al menos 60 kJ/m^{2} es posible para los copolímeros de acuerdo con esta invención.
De acuerdo a un hecho ventajoso de la presente invención, los polímeros \beta-nucleados del propileno usado para tubos simples o multi-capas y para componentes de tuberías con un IR\tau \geq 0.98 son polímeros del propileno obtenidos por polimerización con un sistema de catalizador Ziegler-Natta que comprende componentes sólidos con titanio, una organoalúmina, compuestos de magnesio o titanio como co-catalizadores y un donante externo de acuerdo a la fórmula
R_{x}R'{}_{y}Si(MeO)_{4-x-y'}
En donde R y R' son idénticos o diferentes y son residuos de hidrocarburos aromáticos o alifáticos cíclicos o ramificados, "y" y "x" independientemente uno del otro son 0, 1, con la condición de que x + y son 1 o 2.
Ejemplos de polímero del propileno con alta estéreo especificidad (e.g. valores altos de IR\tau) obtenidos por polimerización con un sistema catalizador Ziegler-Natta son polímeros del propileno como son descritos en EP-A-0 790 262, WO 99/24478 y WO 99/16797.
Un donante externo preferido del sistema catalizador Ziegler-Natta para la producción de polímeros del propileno apropiados para el polímero de propileno inventivo a ser usado en la producción de tubos y componentes de tuberías es el diciclopentildimetiloxisilano.
De acuerdo a una modalidad preferida el polímero \beta-nucleado de las tubos de polímero de propileno inventivo contiene 0.01 a 2.0% en peso, en cada caso basado sobre los polímeros de propileno usado, de
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Compuestos de diamida tipo derivado del ácido dicarboxílico de monoaminas C_{5}-C_{8}-cicloalquil o monoaminas C_{6}-C_{12}-aromáticas y C_{5}-C_{8}-alifáticas, C_{5}-C_{8}-cicloalifáticas o ácidos dicarboxílicos C_{6}-C_{12}-aromáticos, preferiblemente compuestos N,N'-di-C_{5}-C_{8}-cicloalquil-2,6-naftaleno dicarboxamida, compuestos N,N'-di-C_{5}-C_{8}-cicloalquil-4,4-bifenildicarboxamida, compuestos N,N'-di-C_{5}-C_{8}-cicloalquiltereftalamida, compuestos N,N'-di-C_{5}-C_{8}-cicloalquil-1,4-ciclohexandicarboxamida y/o compuestos N,N'-di-C_{6}-C_{12}-aril-C_{5}-C_{8}-diamida; y/o
2
Compuestos diamida tipo derivado de diamina de los ácidos C_{5}-C_{8}-cicloalquil monocarboxílicos o ácidos monocarboxílicos C_{6}-C_{12}-aromáticos y C_{5}-C_{8}-cicloalifáticos o diaminas C_{6}-C_{12}-aromáticas, preferiblemente compuestos N,N'-C_{6}-C_{12}-arilen-bis-benzamida, compuestos N,N'-C_{5}-C_{8}-cicloalquil-bis-benzamida, compuestos N,N'-p-C_{6}-C_{12}-arilen-bis- C_{5}-C_{8}-cicloalquilcarboxamida, y/o compuestos N,N'-C_{5}-C_{8}-cicloalquil-bis-ciclohexancarboxamida; y/o compuestos diamida tipo derivado de ácido amino de la reacción de amidación de C_{5}-_{C8}-alquil-, C_{5}-C_{8}-cicloalquil- o ácidos C_{6}-C_{12}-arilamino, C_{5}-C_{8}-alquil-, C_{5}-C_{8}-cicloalquil- o cloruros de ácido monocarboxílico C_{6}-C_{12}-aromático y C_{5}-C_{8}-alquil-, C_{5}-C_{8}-cicloalquil- o mono-aminas C_{6}-C_{12}-aromáticas, preferiblemente N-fenil-5-(N-benzoilamino)pentaneamida y/o N-ciclohexil-4-N-ciclohexilcarbonilamino) benzamida, como agentes \beta-nucleantes.
Ejemplos de compuestos N,N'-di-C_{5}-C_{8}-cicloalquil -2,6-naftaleno dicarboxamida son N,N'-diciclohexil-2,6-naftaleno dicarboxamida y N,N'-diciclooctil-2,6-naftaleno dicarboxamida.
Ejemplos de compuestos N,N'-di-C_{5}-C_{8}-cicloalquil-4,4-bifenildicarboxamida son N,N'-diciclohexil-4,4-bifenildicarboxamida y N,N'-diciclopentil-4,4-bifenildicarboxamida.
Ejemplos de compuestos N,N'-di-C_{5}-C_{8}-cicloalquil-tereftalamida son N,N'-diciclohexiltereftalamida y N,N'-diciclopentiltereftalamida.
Ejemplos de compuestos N,N'-di-C_{5}-C_{8}-cicloalquil-1,4-ciclohexanedicarboxamida son N,N'-diciclohexil-1,4-ciclohexanedicarboxamida y N,N'-diciclohexil-1,4-ciclopentanedicarboxamida.
Ejemplos de compuestos N,N'-di-C_{6}-C_{12}-aril-C_{5}-C_{8}-diamida son N,N'-bis(p-metilfenil)hexanodiamida, N,N'-bis(4-ciclohexilfenil)hexanodiamida, N,N'-difenilhexanodiamida, N,N'-difeniloctanediamida y N,N'-bis(p-etilfenil)hexanodiamida.
Ejemplos de compuestos N,N'-C_{6}-C_{12}-arilen-bis-benzamida son N,N'-p-fenilen-bis-benzamida y N,N'-1,5-naftalen-bis-benzamida.
Ejemplos de compuestos N,N'-C_{5}-C_{8}-cicloalquil-bis-benzamida son N,N'-1,4-ciclopentano-bis-benzamida y N,N'-1,4-ciclohexano-bis-benzamida.
Ejemplos de compuestos N,N'-p-C_{6}-C_{12}-arilen-bis-C_{5}-C_{8}-cicloalquilcarboxamida son N,N'-1,5-naftalen-bis-ciclohexancarboxamida y N,N'-1,4-fenilen-bis-ciclohexancarboxamida.
Ejemplos de compuestos N,N'-C_{5}-C_{8}-cicloalquil-bis-ciclohexancarboxamida son N,N'-1,4-ciclopentano-bis-ciclohexanocarboxamida y N,N'-1,4-ciclohexano-bis-ciclohexanocarboxamida.
De acuerdo a otra modalidad preferida el polímero \beta-nucleado de propileno de las tubos del polímero de propileno de la inventiva contiene de 0.0001 a 2.0% en peso, en cada caso basado en los polímeros de propileno usados, de compuestos tipo quinacridona, preferiblemente quinacridona, dimetilquinacridona y/o dimetoxiquinacridona, preferiblemente quinacridonequinona, un cristal mezclado de 5,12-dihidro(2,3b)acridina-7,14-diona con compuestos tipo quino(2,3b)acridina-6,7,13,14-(5H,12H)-tetrona como se describe en EP-B 0 177 961 y/o dimetoxiquinacridonaquinona; y/o dihidroquinacridona, preferiblemente dihidroquinacridona, dimetoxidihidroquinacridona y/o dibenzodihidroquinacridona, como agente \beta-nucleante.
De acuerdo a otra modalidad preferida el polímero \beta-nucleado de la inventiva contiene de 0.01 a 2.0% en peso, en cada caso basado en los polímeros de propileno usados, de sales metálicas del grupo IIa de la tabla periódica del ácido dicarboxílico, preferiblemente sal de calcio del ácido pimélico y/o sal de calcio del ácido subérico; y/o mezclas de sales de ácidos dicarboxílicos y sales de metales del grupo IIa de la tabla periódica, como agente \beta-nucleante.
De acuerdo a otra modalidad preferida el polímero de propileno \beta-nucleado de la inventiva contiene 0.01 a 2.0% en peso, en cada caso basado en los polímeros de propileno usados, sales de metales del grupo IIa de la tabla periódica y ácidos imido de la fórmula
1
En donde x = 1 a 4; R = H, -COOH, alquil-C_{1}-C_{12}, cicloalquil-C_{5}-C_{8}, o aril-C_{6}-C_{12}, y Y = alquil-C_{1}-C_{12}, cicloalquil-C_{5}-C_{8}, o aril-C_{6}-C_{12} - residuos C_{6}-C_{12}-aromáticos bivalentes sustituidos, preferiblemente sales de calcio de ftaloiglicina, hexahidroftaloiglicina, N-ftaloilalanina y/o N-4-metilftaloilglicina, como agente \beta-nucleante.
Los polímeros de propileno de la inventiva usados en la producción de tubos para tuberías pueden además contener materiales auxiliares usuales como por ejemplo 0.01 a 2.5% en peso de estabilizantes y/o 0.01 a 1% en peso de ayudantes del proceso y/o 0.1 a 1% en peso de agentes antiestáticos y/o 0.2 a 3% en peso de pigmentos, en cada caso basado en los polímeros de propileno usados.
Como estabilizantes preferiblemente mezclas de 0.01 a 0.6% de antioxidantes fenólicos, 0.01 a 0.6% en peso de 3-arilbenzofuranonas, 0.1 a 0.6% en peso de estabilizantes del proceso basados en fosfitas, 0.01 a 0.6% de estabilizantes a temperaturas altas basados en disulfuros y tioéteres y/o 0.01 a 0.8% en peso de aminas estéricamente obstaculizadas (HALS) son apropiadas.
Aun otro objeto de la presente invención es un proceso para la producción de tubos de polímero de propileno y componentes de tuberías con resistencia mejorada a la propagación rápida de grietas de un homopolímero de propileno con un índice de fusión de 0.05 a 8 g/10 min a 230ºC/2.16 Kg o copolímeros de moldeo de propileno de 90.0 a 99.9% en peso de propileno y 0.1 a 10.0% en peso de \alpha-olefinas con 2 o 4 hasta 18 átomos de carbono con un índice de fusión de 0.05 a 8 g/10 min a 230ºC/2.16 Kg o mezclas de ellos, en donde los homopolímeros de propileno o los copolímeros de moldeo del propileno son polímeros del propileno \beta-nucleados, y las tubos de polímero de propileno para tubos y componentes de tubos hechas de homopolímeros \beta-nucleados del propileno tienen una propagación rápida de las grietas caracterizada por una temperatura crítica de -5 a +40ºC y una presión crítica \geq 3 bar bajo la temperatura crítica y los tubos de polímero de propileno y los componentes de tubería hechos de copolímeros de moldeo del propileno \beta-nucleado tienen una propagación rápida de las grietas caracterizada por una temperatura crítica de -25 a 0ºC y una presión crítica \geq 3 bar bajo la temperatura crítica.
Para la producción de los tubos inventados de polímero de propileno simple o multi-capas y los componentes de tubería para las tuberías son apropiadas las máquinas de moldeo por inyección o las extrusoras convencionales. Por ejemplo, las extrusoras con tornillo de compresión corta o los tornillos de 3 zonas con L/D 20 a 40 son apropiadas para fundir el polímero de propileno según el método inventivo. Preferiblemente, tornillos de 5 zonas con una zona de alimentación, zona de compresión, zona de desgarre, zona de descompresión y zona de homogenización son preferidos. Tornillos con profundidades de desgarre de 1:2.5 a 1:3.5 son particularmente apropiados. Extrusoras equipadas con una sección de barril ranurada son también apropiadas. Opcionalmente, una bomba de fusión y/o un mezclador estático pueden ser usados adicionalmente entre la extrusora y la cabeza del anillo del troquel. Los troqueles en forma de anillo con diámetros en el rango entre 16 a 2000 mm y mayor son posibles. Las temperaturas de troquel ventajosas para el separado del fundido son 190 a 240ºC. Después de dejar el troquel en forma de anillo, los tubos de poliolefina son separados sobre una manga de calibración al vacío, y enfriados. Las tubos pueden ser fabricadas por otros procesos de extrusión tales como moldeo por inyección, extrusión de enrollamiento, moldeo rotor, y moldeo por soplado y otros procesos apropiados.
Las aplicaciones preferidas de las tubos de polímero del propileno son el vehículo de fluidos y de fluidos presurizados tal como gas natural y agua y el tipo a temperaturas de servicio debajo de la temperatura ambiente y particularmente también bajo el punto de congelación cuando es aplicable.
Ejemplos
Las siguientes pruebas fueron realizadas usando moldeo por inyección con especimenes de prueba preparados de acuerdo a la norma ISO 1873.
El módulo de tensión de acuerdo a la norma ISO 527 (velocidad de cabeza transversal de 1 mm/min) a +23ºC. Resistencia al impacto Charpy, desgarre, de acuerdo a la norma ISO 179/1eA a -20ºC. Test de propagación rápida de grietas en tubos extruidos de acuerdo a la norma ISO 13477.
Ejemplo 1 1.1 Preparación del polímero \beta-nucleado de propileno
Una mezcla de 90% en peso de un polímero de bloqueo del propileno, obtenido mediante combinación a granel y polimerización en fase gaseosa usando un sistema catalizador Ziegler-Natta con diclopentildimetoxisilano como donante externo, teniendo un contenido de etileno de 8.3% en peso, un IR\tau del homopolímero de moldeo del propileno de 0.985, y un índice de fusión de 0.30 g/10 min a 230ºC/2.16 Kg.,
10% en peso de un lote maestro que comprende 99 partes en peso de un copolímero de moldeo del propileno que tiene un contenido de etileno de 8.3% en peso, un IR\tau del homopolímero de moldeo del propileno de 0.985, y un índice de fusión de 0.30 g/10 min a 230ºC/2.16 Kg., y una parte en peso de sal de calcio del ácido pimélico, y 0.1% en peso de estearato de calcio, 0.1% en peso de tetrakis [metileno(3,5-di-t-butilhidroxihidrocinamato)]metano y 0.1% en peso de tris-(2,4-di-t-butilfenil)fosfita, basado en la suma de los polímeros de propileno usados, es fundido en una extrusora de tornillos mellizos con un perfil de temperatura de 100/145/185/210/220/225/225/225/220/200/185ºC, homogenizado, separado y peletizado.
El polímero resultante de polipropileno tiene un índice de fusión de 0.32 g/10 min a 230ºC/2.16 Kg., un módulo tén-
sil de 1290 MPa y una resistencia al impacto Charpy, usando especímenes de prueba de muesca, de 39 kJ/m^{2} a -20ºC.
1.2 Fabricación de la tubería de polímero de propileno para tuberías
Para la producción de las tubos de polímero de propileno para tuberías, el polímero \beta-nucleado de propileno de 1.1 es introducido en una extrusora de tornillo simple (UD = 30, D = 70 mm, perfil de temperatura 200/210/220/220/220/
220/200ºC, 40 rpm), fundido, extruido a través de un troquel en forma de anillo con un diámetro de 110 mm, descargado sobre una manga de calibración al vacío como una tubería de un diámetro de 110 mm y un grosor de pared de 10 mm, y enfriado en un baño de agua de 6 m a 20ºC, la velocidad de separado siendo 0.3 m/min.
La prueba de propagación rápida de grietas mostró una temperatura crítica de -21ºC y una presión crítica de 8 bar a -26ºC.
Ejemplo 2 2.1 Preparación de polímero \beta-nucleado de propileno
Una mezcla de 94% en peso de homopolímero de propileno, obtenido por polimerización a granel usando un sistema catalizador Ziegler-Natta con diciclopentildimetoxisilano como donante externo, teniendo un IR\tau de 0.985, y un índice de fusión de 1.1 g/10 min a 230ºC/2.16 Kg,
6% en peso de un lote maestro que comprende 99.8 partes en peso de un copolímero de moldeo del propileno que tiene un contenido de etileno de 8.3% en peso, un IR\tau del homopolímero de moldeo del propileno de 0.985 y un índice de fusión de 0.30 g/10 min a 230ºC/2.16 Kg, y 0.2 partes en peso de un cristal mezclado de 5,12-dihidro(2,3b)acridina-7,14-diona con quino(2,3b)acridina-6,7,13,14-(5H,12H)-tetrona, y 0.05% en peso de estearato de calcio, 0.1% en peso de tetrakis[metilen(3,5-di-t-butil-hidroxihidrocinamato)]metano y 0.1% en peso de tris-(2,4-di-t-butil-fenil)-fosfita, basado en la suma de los polímeros de propileno usados, es fundido en una extrusora de tornillos mellizos con un perfil de temperatura de 100/145/190/215/225/230/230/215/205/190ºC, homogenizado, separado y peleti-
zado.
El polímero de polipropileno resultante tiene un índice de fusión de 1.0 g/10 min a 230ºC/2.16 Kg, un módulo de tensión de 1500 MPa y una resistencia al impacto Charpy, usando especimenes de prueba con muesca, de 11 kJ/m^{2} a -20ºC.
2.2 Fabricación de la tubería de polímero del propileno para tuberías
Para la producción de las tubos de polímero de propileno para tuberías, el polímero \beta-nucleado de propileno de 2.1 es introducido en una extrusora de tornillo simple (UD = 30, D = 70 mm, perfil de temperatura 200/210/225/225/225/
225/205ºC, 40 rpm), fundido, extruido a través de un troquel en forma de anillo con un diámetro de 110 mm, separado sobre una manga de calibración al vacío como una tubería de un diámetro de 110 mm y un grosor de pared de 10 mm, y enfriado en un baño de agua de 6 m a 20ºC, la velocidad de separado siendo de 0.35 m/min.
Las pruebas de propagación rápida de las grietas dan una temperatura crítica de -5ºC y una presión crítica de 5 bar a -10ºC.
Ejemplo 3 3.1 Preparación de polímero \beta-nucleado de propileno
Una mezcla de 75% en peso de un copolímero de moldeo del propileno obtenido mediante polimerización en fase gaseosa y a granel combinada usando un sistema catalizador Ziegler Natta con diciclopentildimetoxisilano como donante externo, teniendo un contenido de etileno de 8.3% en peso, un IR\tau del homopolímero de moldeo del propileno de 0.985, y un índice de fusión de 0.30 g/10 min a 230ºC/2.16 Kg.,
25% en peso de un lote maestro que comprende 99.5 partes en peso de un copolímero de moldeo del propileno que tiene un contenido de etileno de 8.3% en peso, un IR\tau del homopolímero de moldeo del propileno de 0.985, y un índice de fusión de 0.30 g/10 min a 230ºC/2.16 Kg., y 0.5 partes en peso de sal de calcio del hexahidroftaloilglicina, y 0.1% en peso de estearato de calcio, 0.1% en peso de tetrakis[metilen(3,5-di-t-butilhidroxihidrocinamato)]metano y 0.1% en peso de tris-(2,4-di-t-butilfenil)fosfita, basado en la suma de los polímeros de propileno usado, es fundido en una extrusora de tornillos mellizos con un perfil de temperatura de 100/145/185/210/220/225/225/200/185ºC, homogenizado, separado y peletizado.
El polímero de propileno resultante tiene un índice de fusión de 0.32 g/10 min a 230ºC/2,16 Kg, un módulo ténsil de 1310 MPa y una resistencia al impacto Charpy, desgarre, de 37 kJ/m^{2} a -20ºC.
3.2 Fabricación de tubería de polímero de propileno para tuberías
Para la producción de las tubos de polímero de propileno para tuberías, el polímero \beta-nucleado de propileno de 3.1 es introducido en una extrusora de tornillo simple (L/D = 30, D = 70 mm, perfil de temperatura 200/210/220/220/220/
220/200ºC, 40 rpm), fundido, extruido a través de un troquel en forma de anillo con un diámetro de 110 mm, separado sobre una manga de calibración al vacío como una tubería de un diámetro de 110 mm y un grosor de pared de 10 mm, y enfriado en un baño de agua de 6 m a 20ºC, la velocidad de separado siendo 0.3 m/min.
La prueba de propagación rápida de grietas dio una temperatura crítica de -19ºC y una presión crítica de 7 bar a -24ºC.
Ejemplo 4 4.1 Preparación de polímero \beta-nucleado del propileno
Una mezcla de 95% en peso de un homopolímero de propileno, obtenido por polimerización en fase gaseosa usando un catalizador Ziegler-Natta con diciclopentildimetoxisilano como donante externo, teniendo un IR\tau de 0.987, y un índice de fusión de 1.1 g/10 min a 230ºC/2.16 Kg, 5% en peso de un lote maestro que comprende 97.5 partes en peso de un homopolímero de propileno que tiene un IR\tau de 0.987, y un índice de fusión de 4.2 g/10 min a 230ºC/2.16 Kg, y 2.5 partes en peso de N,N'-diciclohexil-2,6-naftaleno dicarboxamida, y 0.05% en peso de estearato de calcio, 0.1% en peso de tetrakis[metilen(3,5-di-t-butilhidroxihidrocinamato)]-metano y 0.1% en peso de tris-(2,4-di-t-butilfenil)fosfita, basado en la suma de polímeros de propileno usados, es fundido en una extrusora de tornillos mellizos con un perfil de temperatura de 100/145/190/215/225/225/225/205/190ºC, homogenizado, separado y peletizado.
El polímero de polipropileno resultante tiene un índice de fusión de 1.2 g/10 min a 230ºC/2.16 Kg, un módulo ténsil de 1765 MPa y una resistencia al impacto Charpy, usando especimenes de prueba de muesca, de 5.5 kJ/m^{2} a -20ºC.
4.2 Fabricación de tubería de polímero de propileno para tuberías
Para la producción de las tubos de polímero de propileno para tuberías, el polímero \beta-nucleado de propileno de 4.1 es introducido en una extrusora de tornillo simple (L/D = 30, D = 70 mm, perfil de temperatura 200/210/225/225/225/
225/205ºC, 40 rpm),fundido, extruido a través de un troquel en forma de anillo con un diámetro de 110 mm, separado sobre una manga de calibración al vacío como una tubería de un diámetro de 110 mm y un grosor de pared de 10 mm, y enfriado en un baño de agua de 6 m a 20ºC, la velocidad de separado siendo de 0.35 m/min.
La prueba de propagación rápida de grietas dio una temperatura crítica de +2.5ºC y una presión crítica de 5 bar a -2.5ºC.

Claims (10)

1. Tubos multicapas o simples de polímero de propileno y componentes de tubería para tuberías con resistencia mejorada a la propagación rápida de grietas que comprende un homopolímero de propileno con un índice de fusión de 0.05 a 8 g/10 min a 230ºC/2.16 kg o copolímeros de moldeo del propileno de 90.0 a 99.9% en peso de propileno y 0.1 a 10.0% en peso de \alpha-olefinas con 2 o 4 a 18 átomos de carbono con un índice de fusión de 0.05 a 8 g/10 min a 230ºC/2.16 kg o mezclas de ellos, en donde los homopolímeros del propileno o los copolímeros de moldeo del propileno son polímeros \beta-nucleados del propileno, en donde los homopolímeros \beta-nucleados del propileno o el homopolímero de moldeo de los copolímeros de moldeo \beta-nucleados del propileno tiene un IR\tau \geq 0.97 y los tubos de polímero del propileno hechas de homopolímeros \beta-nucleados del propileno tienen una propagación rápida de las grietas caracterizada por una temperatura crítica de -5 a +40ºC y una presión crítica \geq 3 bar bajo la temperatura crítica y las tubos de polímero del propileno hechos de copolímeros \beta -nucleados del propileno que tienen una propagación rápida de grietas caracterizada por una temperatura crítica de -25 a 0ºC y una presión crítica \geq 3 bar bajo la temperatura crítica.
2. Tubos de polímero de propileno y componentes de tubos de acuerdo a la reivindicación 1, en donde los polímeros \beta -nucleados del propileno de las tubos de polímero de propileno son homopolímeros \beta -nucleados del propileno que tienen un IR\tau \geq 0.98, un módulo ténsil \geq 1500 MPa a +23ºC y una resistencia al impacto Charpy, de \geq 3 kJ/m^{2} a -20ºC usando especimenes de prueba con muesca o de copolímeros de moldeo \beta -nucleados del propileno que tienen un IR\tau del homopolímero de moldeo del propileno de \geq 0.98, un módulo ténsil \geq 1100 MPa a +23ºC y una resistencia al impacto Charpy, de \geq 6 kJ/m^{2} a -20ºC usando especimenes de prueba con muesca.
3. Tubos de polímero de propileno de acuerdo a la reivindicación 2, en donde los polímeros de moldeo \beta -nucleados del propileno con un IR\tau \geq 0.98 siendo los polímeros de propileno obtenidos mediante polimerización con un sistema catalizador Ziegler-Natta que comprende componentes sólidos que contienen titanio, una organoalúmina, compuestos de magnesio o titanio como cocatalizadores y un donante externo de acuerdo a la fórmula
R_{x},R'{}_{y}Si(MeO)_{4-x-y'}
En donde R y R' son idénticos o diferentes y son residuos de hidrocarburos aromáticos o alifáticos cíclicos o ramificados, y "y" y "x" independientemente uno del otro son 0 o 1, con la condición de que x + y es 1 o 2.
4. Tubos de polímero de propileno de acuerdo a la reivindicación 3, en donde el donante externo es diciclopentildimetoxisilano.
5. Tubos de polímero de propileno de una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el polímero \beta -nucleado del propileno contiene 0.01 a 2.0% en peso en cada caso basado en el polímero de propileno usado, de
-
Compuestos tipo diamida derivados del ácido carboxílico de C_{5}-C_{8}-cicloalquil monoaminas o monoaminas C_{6}-C_{12}-aromáticas y C_{5}-C_{8}-alifático, C_{5}-C_{8}-cicloalifático o ácidos dicarboxílicos C_{6}-C_{12}-aromáticos, preferiblemente compuestos N,N'-di-C_{5}-C_{8}-cicloalquil-2,6-naftaleno dicarboxamida, compuestos N,N'-di-C_{5}-C_{8}-cicloalquil-4,4-bifenildicarboxamida, compuestos N,N'-di-C_{5}-C_{8}-cicloalquiltereftalamida, compuestos N,N'-di-C_{5}-C_{8}-cicloalquil-1,4-ciclohexanedicarbox-amida, y/o compuestos N,N'-di-C_{6}-C_{12}-aril-C_{5}-C_{8}-diamida; y/o compuestos tipo diamida derivado diamina de ácidos C_{5}-C_{8}-cicloalquil monocarboxílico, o ácidos monocarboxílicos C_{6}-C_{12}-aromáticos y diaminas C_{5}-C_{8}-cicloalifáticas o C_{6}-C_{12}-aromáticas, preferiblemente compuestos N,N'-C_{6}-C_{12}-arilenbis-benzamida, compuestos N,N'-C_{5}-C_{8}-cicloalquil-bis-benzamida, compuestos N,N'-p-C_{6}-C_{6}-arilenbis-C_{5}-C_{8}-cicloalquilcarboxamida, y/o compuestos N,N'-C_{5}-C_{8}-cicloalquil-bis-ciclohexanocarboxamida; y/o
-
Compuestos tipo diamida derivados ácido amino de la reacción de amidación de ácidos C_{5}-C_{8}-alquil-, C_{5}-C_{8}-cicloalquil- o C_{6}-C_{12}-arilamino, cloruros del ácido monocarboxílico C_{5}-C_{8}-alquil-, C_{5}-C_{8}-cicloalquil- o C_{6}-C_{12}-aromático y mono-aminas C_{5}-C_{8}-alquil-, C_{5}-C_{8}-cicloalquil- o C_{6}-C_{12}-aromática, preferiblemente N-fenil-5-(N-benzoilamino)pentanoamida y/o N-ciclohexil-4-N-ciclohexilcarbonilamino) benzamida, como agente \beta-nucleante.
6. Tubos de polímero de propileno de una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el polímero \beta-nucleado del propileno contiene 0.0001 a 2.0% en peso, basado en el polipropileno usado, de compuestos tipo quinacridona, preferiblemente quinacridona, dimetilquinacridona y/o dimetoxiquinacridona; compuestos tipo quinacridonaquinona, preferiblemente quinacridonaquinona, una mezcla cristal de 5,12-dihidro(2,3b)acridina-7,14-diona con quino(2,3b)acridina-6,7,13,14-(5H,12H)-tetrona y/o dimetoxiquinacridonaquinona; y/o compuestos tipo dihidroquinacrinona, preferiblemente dihidroquinacrinona, dimetoxidihidroquinacridona y/o dibenzodihidroquinacridona, como agente \beta-nucleante.
7. Tubos de polímero propileno de una de las reivindicaciones 1 a 4 en donde el polímero \beta-nucleado del propileno contiene 0.01 a 2.0% en peso, basado en el polipropileno usado, de sales de metales del ácido dicarboxílico del grupo IIa de la tabla periódica, preferiblemente sales de calcio del ácido pimélico y/o sales de calcio del ácido subérico; y/o mezclas de ácidos dicarboxílicos y sales de metales del grupo IIa de la tabla periódica, como agente \beta-nucleante.
8. Tubos de polímero de propileno de una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el polímero \beta-nucleado del propileno contiene 0.01 a 2.0% en peso, basado en el polipropileno usado, de sales de metales del grupo IIa de la tabla periódica y ácidos imido de la fórmula
2
En donde x = 1 a 4; R = H, -COOH, alquil-C_{1}-C_{12}, cicloalquil-C_{5}-C_{8}, o aril-C_{6}-C_{12}, y Y = alquil-C_{1}-C_{12}, cicloalquil-C_{5}-C_{8}, o residuos C_{6}-C_{12}-aromáticos sustituido bivalente aril-C_{6}-C_{12}, preferiblemente sales de calcio de la ftaloilglicina, hexahidroftaloilglicina, N-ftaloilalanina y/o N-4-metilftaloilglicina, como agente \beta-nucleante.
9. Un proceso para la producción de tubos de polímero del propileno simples o multicapas y componentes de tubos para tuberías con resistencia mejorada a la propagación rápida de grietas de un homopolímero del propileno con un índice de fusión de 0.05 a 8 g/10 min a 230ºC/2.16 kg o copolímeros de moldeo del propileno de 90.0 a 99.9% en peso de propileno y 0.1 a 10.0% en peso de \alpha-olefinas con 2 o 4 a 18 átomos de carbono con un índice de fusión de 0.05 a 8 g/10 min a 230ºC/2.16 kg o mezclas de ellos, en donde los homopolímeros de propileno o los copolímeros de moldeo del propileno son polímeros \beta-nucleados del propileno, y las tubos de polímero de propileno para tuberías hechas de homopolímeros \beta-nucleados del propileno tienen propiedades de propagación rápida de grietas caracterizada por una temperatura crítica de -5 a +40ºC y una presión crítica \geq 3 bar bajo la temperatura crítica y las tubos de polímero de propileno hechas de copolímeros de moldeo \beta-nucleados del propileno tienen propiedades de propagación rápida de grietas caracterizada por una temperatura crítica de -25 a 0ºC y una presión crítica \geq 3 bar bajo la temperatura crítica.
10. Uso de tubos de polímero de propileno para tuberías de las reivindicaciones 1 a 8 para el transporte de fluidos y fluidos presurizados tal como gas natural y agua y similares.
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