ES2254696T3 - Tubos de polimeros propileno para tuberias. - Google Patents
Tubos de polimeros propileno para tuberias.Info
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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.
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.
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.
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.
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
- 1
- 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
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.
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.
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.
sil de 1290 MPa y una resistencia al impacto Charpy, usando especímenes de prueba de muesca, de 39 kJ/m^{2} a -20ºC.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
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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