Una composición de resina basada en propileno para un miembro de una tubería,

que comprende (a) 65 a 90 partes en masa de un homopolímero de resina de propileno, (b) 10 a 25 partes en masa de talco que tiene un tamaño medio de partícula de 1 a 10 μm y (c) 1 a 10 partes en masa de al menos un componente de caucho seleccionado de un caucho basado en etileno-propileno, un caucho basado en etileno-buteno, un caucho basado en estireno-butadieno y un caucho basado en estireno-isopreno, como componentes principales, en la que el MFR de una mezcla de masa fundida-amasada obtenida amasando estos componentes (a) a (c) en forma de masa fundida, es de 0,01 a 2,00 g/10 minutos

Composición de resina de propileno para un miembro de tubería, miembro de tubería moldeado que la usa, y miembro de tubería multicapa.

Campo técnico

La presente invención se refiere a una tubería producida mediante un método de moldeo por extrusión que se usa, preferiblemente, en tuberías por las que fluye un fluido a una alta temperatura de 60ºC y más, a una composición de resina basada en propileno que se usa en miembros de las tuberías, tales como juntas, bridas, válvulas y cajas de mecanismos producidos mediante un método de moldeo por inyección, y a un miembro de la tubería formado usando la misma. Más específicamente, esta invención se refiere a una composición de resina basada en propileno, para un miembro de una tubería en el que se inhibe la elongación longitudinal del miembro de la tubería asociada con la expansión térmica, en particular durante el uso en tuberías por las que fluye un fluido a alta temperatura, debido a un bajo coeficiente de expansión lineal, además de a una superior esperanza de vida del miembro de la tubería debido a una excelente característica de fluencia a largo plazo, y a una mínima degradación a causa de la radiación ultravioleta; así como a una parte de una conexión construida por medio de fusión debido a unas excelentes propiedades de fusión, y a un miembro de una tubería y a un miembro de una tubería multicapas formados usando la misma.

Técnica de base

Las composiciones convencionales de resinas basadas en propileno poseen excelentes características tales como rigidez, resistencia térmica y química, mientras que los miembros de tuberías formados usando las mismas se emplean ampliamente en fábricas, en el campo de la medicina, y en el campo de la arquitectura, etc. En particular, debido a la resistencia a los ácidos y a los álcalis en la región de altas temperaturas, así como a su bajo coste, una tubería de resina basada en propileno resulta adecuada para sistemas de tuberías para el suministro de agua caliente y de productos químicos a alta temperatura, en el terreno industrial, y está anticipado su uso generalizado en el futuro.

Sin embargo, en el caso en el que la tubería de resina basada en propileno se emplee en una tubería por la que fluye un fluido a alta temperatura, como el coeficiente de expansión lineal típico de la resina basada en propileno cae dentro del intervalo de 12 × 10^-5 a 15 × 10^-5/ºC, la considerable elongación longitudinal de la tubería asociada con la expansión térmica representa un problema. En consecuencia, a medida que un fluido a una alta temperatura de 60ºC y más, fluye a través de una tubería fija, se produce un fenómeno de serpenteo como resultado de la elongación longitudinal de la tubería asociada con la expansión térmica, originando por ello que surja en la tubería una mayor tensión de distorsión que no solo perjudica a la esperanza de vida de la tubería a largo plazo, sino que también puede producirse una fuga de fluido originada por la distorsión que tiene lugar en la parte de la conexión con la junta y con la válvula. Como una contramedida a este problema, se puede colocar un paso en forma de U (un tubo flexible doblado) a intervalos regulares de la tubería para servir de amortiguador a la expansión de la tubería, o emplear una tubería flexible. Sin embargo, estos métodos, presentan ambos un inconveniente en el coste gastado en la tubería, donde se requiere una enorme cantidad de espacio para la puesta en marcha. Por eso, es deseable una reducción de la expansión térmica de la propia tubería de resina basada en propileno.

Respecto al método para inhibir la expansión térmica de la composición de resina basada en propileno, se ha empleado tradicionalmente un método en el que se mezcla una resina basada en propileno con un material inorgánico de carga, en el que el material de resina de polipropileno modificado con caucho está compuesto de un material inorgánico de carga compuesto por 100 partes de polipropileno y 20 a 50 partes de caucho de etileno-propileno (Solicitud de Patente Japonesa abierta al público 63-57653). Este material de resina se usa principalmente en parachoques y otras partes del automóvil en virtud de su excelente resistencia al impacto y a su bajo coeficiente de expansión lineal.

Con el fin de mejorar la rigidez y la resistencia térmica de las composiciones de resinas basadas en propileno, se emplea una composición de resina basada en polipropileno consistente en 100 partes en peso de resina de polipropileno y 30 a 40 partes en peso de talco tratado superficialmente como material de carga inorgánica que contiene el talco tratado superficialmente. Esta composición de resina basada en polipropileno se trata superficialmente mediante 0,1 a 5 partes en peso de aceite de silicona y 0,1 a 5 partes en peso de una sal metálica de un ácido graso superior, basadas en 100 partes en peso del talco tratado superficialmente (Solicitud de Patente Japonesa abierta al público 2000-256519). Esta composición de resina se usa preferiblemente en diversos productos comerciales tales como partes de automóviles en virtud de la excelente capacidad de dispersión debido a la mínima generación de goma.

Se podría razonar que es posible inhibir la expansión térmica si se mezclara la composición convencional de resina basada en propileno con un material de carga inorgánica. Sin embargo, para una composición de resina basada en propileno con un material inorgánico de carga añadido, no se ha establecido todavía la tecnología que tome en consideración las características esenciales para funcionar como un miembro de una tubería. Incluso si se emplea tecnología convencional en el miembro de una tubería añadiendo simplemente el material inorgánico de carga, no es posible satisfacer las características como miembro de la tubería y, por lo tanto, esta tecnología, sin modificación, no se puede aplicar en el miembro de una tubería. Además, tampoco se le ha dado la consideración adecuada a una de las propiedades cruciales del miembro de la tubería, la característica de fluencia. Además, como no es posible observar la característica de fluencia mediante ensayos a corto plazo, tales como los ensayos de resistencia a la tracción y de resistencia al impacto Izod, una composición de resina basada en propileno con pobres características de fluencia a largo plazo no se puede aplicar como miembro de una tubería.

Los miembros de tuberías de resina convencional basada en propileno contienen una tubería de polipropileno compuesto de un polipropileno cuyo caudal de masa fundida está en el intervalo de 0,005 a 5 g/10 minutos, medido a 230ºC bajo una carga de 2,16 kg, la región del pico máximo de la curva endotérmica, medida mediante calorimetría diferencial de barrido, cae en el intervalo de temperatura de 128 a 172ºC, la densidad es de 898 a 917 kg/m³, el contenido de unidades consistentes en α-olefinas que tienen 4 a 20 átomos de carbono está en el intervalo de 0 a 6% en moles, el módulo de flexión de una muestra en forma de lámina, conformada a presión a 200ºC, está en el intervalo de 800 a 2600 MPa (Solicitud de Patente Japonesa abierta al público 10-195264). La tubería, exenta de material inorgánico de carga o de cualquier aditivo que inhiba el coeficiente de expansión lineal, se forma a partir de un polipropileno específico y, por lo tanto, posee una resistencia mecánica superior.

Descripción de la invención

Como se mencionó anteriormente, los miembros de tuberías de resina convencional basada en propileno no contienen ningún material inorgánico de carga o ningún aditivo que pueda suprimir el coeficiente de expansión lineal. Mientras que el coeficiente de expansión lineal sea, por estimación, de al menos 12 × 10^-5/ºC, a medida que el fluido a alta temperatura fluye a través de la tubería instalada, puede producirse un fenómeno de serpenteo como resultado de la elongación longitudinal de la tubería, asociada con la expansión térmica, originando por ello que surja en la tubería una mayor tensión de distorsión que perjudica a la esperanza de vida de la tubería.

Además, añadiendo simplemente un material inorgánico de carga a la composición de resina basada en propileno, anteriormente mencionada, la reducción de la sección por estiramiento durante la formación de la tubería puede que no se produzca adecuadamente o, que incluso si la tubería se forma satisfactoriamente, la esperanza de vida de la tubería se puede acortar debido a una resistencia térmica...

1. Una composición de resina basada en propileno para un miembro de una tubería, que comprende (a) 65 a 90 partes en masa de un homopolímero de resina de propileno, (b) 10 a 25 partes en masa de talco que tiene un tamaño medio de partícula de 1 a 10 μm y (c) 1 a 10 partes en masa de al menos un componente de caucho seleccionado de un caucho basado en etileno-propileno, un caucho basado en etileno-buteno, un caucho basado en estireno-butadieno y un caucho basado en estireno-isopreno, como componentes principales, en la que el MFR de una mezcla de masa fundida-amasada obtenida amasando estos componentes (a) a (c) en forma de masa fundida, es de 0,01 a 2,00 g/10 minutos.

2. La composición de resina basada en propileno para un miembro de una tubería según la reivindicación 1, que comprende además al menos uno seleccionado de un agente que absorbe la radiación ultravioleta y un fotoestabilizador.

3. La composición de resina basada en propileno para un miembro de una tubería según la reivindicación 1 ó 2, que tiene un coeficiente de expansión lineal dentro del intervalo de 5 × 10^-5/ºC a 8 × 10^-5/ºC.

4. La composición de resina basada en propileno para un miembro de una tubería según la reivindicación 1 ó 2, en la que la distribución del peso molecular (Mw/Mn) del homopolímero de resina de propileno es de 3 a 12.

5. La composición de resina basada en propileno para un miembro de una tubería según la reivindicación 1 ó 2, en la que el tiempo hasta que se produce la rotura es de 1.000 horas, o más, en la característica de fluencia cuando se aplica una carga de tracción de 3,5 MPa, bajo una atmósfera de 95ºC.

6. La composición de resina basada en propileno para un miembro de una tubería según la reivindicación 1 ó 2, que comprende además al menos uno seleccionado de un agente para tratar la superficie del talco y un desactivador de metales pesados.

7. Un miembro de una tubería formado usando la composición de resina basada en propileno para un miembro de una tubería según la reivindicación 1 ó 2.

8. Un miembro de una tubería multicapas que comprende capas hechas de la composición basada en propileno para un miembro de una tubería según la reivindicación 1 ó 2.