Composición de polipropileno que contiene talco con propiedades termomecánicas excelentes.

Composición de polipropileno, que comprende

- del 55% al 79% en peso de mezcla polimérica de base;

- del 18% al 44,5% en peso de talco; y

- del 0,5% al 3% en peso de aditivos

con respecto al peso total de la composición de polipropileno,

en la que la mezcla polimérica de base contiene una fracción XCU y una fracción XCS, estando presente la fracción XCU en una cantidad comprendida entre el 91% y el 98% en peso y la fracción XCS en una cantidad comprendida entre el 2% y el 9% en peso;

en la que la mezcla polimérica de base contiene una cantidad de comonómero menor del 5% en peso con respecto a la mezcla polimérica de base;

en la que el talco tiene un tamaño de partícula mediano d50 comprendido entre 1,0 μm y 3,0 μm, medido según la norma ISO 13317-3 15 mediante un equipo Sedigraph; y

en la que la composición tiene un MFR

(230ºC/2,16 kg; ISO 1133) comprendido entre 1 g/10 min y 10 g/10 min.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12000652.

Solicitante: BOREALIS AG.

Nacionalidad solicitante: Austria.

Dirección: IZD Tower Wagramerstrasse 17-19 1220 Vienna AUSTRIA.

Inventor/es: SCHIESSER, STEFAN, PRAMER,HANSJÖRG, RAO KONA,BALAKANTHA, HAUER,ANDREAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > Composiciones de homopolímeros o copolímeros de... > C08L23/10 (Homopolímeros o copolímeros de propeno)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS... > Utilización de ingredientes inorgánicos > C08K3/34 (Compuestos que contienen silicio)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > Composiciones de homopolímeros o copolímeros de... > C08L23/12 (Polipropileno)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > Composiciones de homopolímeros o copolímeros de... > C08L23/14 (Copolímeros de propileno (C08L 23/16 tiene prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS... > Utilización de mezclas de ingredientes no previstos... > C08K13/08 (Ingredientes de constitución desconocida e ingredientes previstos en los grupos principales C08K 3/00 - C08K 9/00)

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Fragmento de la descripción:

Composición de polipropileno que contiene talco con propiedades termomecánlcas excelentes

La presente invención se refiere a una composición de polipropileno que comprende una mezcla pollmérlca combinada con talco y que tiene excelentes propiedades termomecánicas, un comportamiento de pandeo reducido y un buen rendimiento en ensayo de caída, en particular a baja temperatura. Además, la presente Invención se refiere a un procedimiento de producción de la composición de polipropileno, a la utilización de dicha composición y a artículos preparados con la misma.

Las bases y bastidores de muchos electrodomésticos modernos se fabrican cada vez más con plástico. Sin embargo, los plásticos que se utilizan en dichas piezas se ven sometidos a condiciones exigentes, sobre todo cuando se ven expuestos con frecuencia a temperaturas elevadas, por ejemplo debidas al funcionamiento del propio aparato. Esto es particularmente cierto para electrodomésticos tales como lavadoras, secadoras, lavavajillas, etc., ya que, por ejemplo, en los lavavajillas, la temperatura puede superar los 50°C y, en las lavadoras, la temperatura del agua puede elevarse hasta 95°C. Estas temperaturas elevadas debilitan el plástico y provocan su deformación. En consecuencia, cuando el aparato está completamente cargado, las bases fabricadas con grados convencionales de polipropileno tienden a sufrir un pandeo de más de 5 mm. Por consiguiente, se requieren composiciones plásticas que no se deformen a lo largo de los años de uso. Por consiguiente, unas propiedades termomecánicas excelentes y un comportamiento de pandeo reducido, es decir, valores bajos de pandeo del plástico, son indispensables para obtener una base de buena calidad.

Para satisfacer estas exigencias, habitualmente se utilizan plásticos rígidos. Es bien conocida en la técnica la producción de plásticos con una rigidez elevada, por ejemplo, mediante la combinación de homopolipropileno con una gran cantidad de talco, es decir, de más del 40% en peso. Sin embargo, el polímero resultante no es dúctil. Es muy frágil y poco elástico, y se agrieta fácilmente como consecuencia de la tensión mecánica. En consecuencia, las bases fabricadas con plásticos convencionales se agrietan fácilmente cuando el electrodoméstico sufre golpes o caídas. Además, estas propiedades no deseadas incluso empeoran a temperaturas más bajas.

Sin embargo, un buen comportamiento en caída tiene cada vez más importancia, dado que los procedimientos de transporte y la longitud de las vías de comunicación por artículo han aumentado enormemente en los últimos años debido a las compras por internet, así como a las entregas y devoluciones asociadas a las mismas. Por consiguiente, resulta muy deseable una resistencia sin ningún perjuicio cuando el electrodoméstico embalado se deja caer desde una altura de 1 metro. Por su parte, los daños que se producen en los aparatos por culpa de las caídas durante el transporte constituyen un factor de encarecimiento para las empresas, los intermediarios y los servicios de entrega que no puede ignorarse por más tiempo. Las caídas de los aparatos se producen casi exclusivamente en los almacenes y en el exterior, durante la carga y descarga de los vehículos de transporte. Por consiguiente, el comportamiento en caída tiene que ser particularmente bueno a bajas temperaturas de entre aproximadamente 0°C y 10°C.

En consecuencia, además de las propiedades que se exigen habitualmente, como unas buenas propiedades termomecánicas, rigidez y un comportamiento de pandeo reducido a temperatura elevada, también se requiere un buen comportamiento del material en los ensayos de punción por impacto y de caída.

Se conoce la utilización de polipropileno heterofásico en combinación con una cantidad menor de talco, preferentemente talco muy fino, con el fin de obtener una ductilidad elevada. Una primera limitación se produce a partir del grado de finura del talco, ya que el talco fino produce aglomerados y, por consiguiente, la distribución del talco en el plástico empeora con el aumento de la finura, dando lugar, en último término, a unas malas propiedades de impacto. Sin embargo, el aumento de las propiedades de impacto comporta, a su vez, la reducción del módulo de elasticidad. Además, el plástico tiene una rigidez reducida a temperatura elevada, lo que empeora concomitantemente los valores de pandeo hada los valores más elevados. Persiste la necesidad de dar con una composición que reúna estos requisitos contradictorios, ya que un comportamiento de pandeo reducido, es decir, valores bajos de pandeo a temperatura elevada, y una buena ductilidad a temperatura baja, se han considerado como casi mutuamente excluyentes. El documento US2001/0006990-A1 se refiere a una resina compuesta a base de poliolefina, que comprende entre el 40% y el 80% en peso de un comonómero de etileno-propileno cristalino, entre el 5% y el 40% en peso de un copolímero de etileno-a-olefina, entre el 5% y el 30% en peso de wollastonita a base de metasilicato de calcio y entre el 5% y el 40% en peso de un agente de refuerzo inorgánico.

El documento US2002/0123572-A1 da a conocer una resina compuesta a base de poliolefina que comprende entre el 30% y el 80% en peso de un comonómero de etileno-propileno cristalino, entre el 5% y el 40% en peso de un copolímero de etileno-a-olefina y entre el 5% y el 40% en peso de una sustancia de relleno inorgánica.

El documento JP01271451-A da a conocer la preparación de una composición por mezclado de un copolímero de bloques de propileno/etileno de alta rigidez en el que la estereorregularidad de la parte de homopolímero de propileno es alta, con dos copolímeros de etileno-propileno amorfos y partículas de carbonato de calcio y partículas de talco con un tamaño medio de partícula de 3 mm o menor.

Sin embargo, persiste la necesidad de disponer de materiales con un mejor comportamiento en caída y una buena ductilidad a temperatura baja, y que proporcione a la vez un comportamiento de pandeo reducido a temperaturas más elevadas.

La presente invención se basa en el descubrimiento de que el objetivo anterior se puede alcanzar mediante la combinación de una mezcla polimérica de base con talco de finura media.

Así, la presente invención da a conocer una composición de polipropileno que comprende

- del 55% al 79% en peso de mezcla polimérica de base;

- del 18% al 44,5% en peso de talco; y

- del 0,5% al 3% en peso de aditivos

con respecto al peso total de la composición de polipropileno,

en la que la mezcla polimérica de base contiene una fracción XCU y una fracción XCS, estando presente la fracción XCU en una cantidad comprendida entre el 91% y el 98% en peso y la fracción XCS en una cantidad comprendida entre el 2% y el 9% en peso;

en la que la mezcla polimérica de base contiene una cantidad de comonómero menor del 5% en peso con respecto a la mezcla polimérica de base;

en la que el talco tiene un tamaño de partícula mediano d50 comprendido entre 1,0 pm y 3,0 pm, medido según la norma ISO 13317-3 15 mediante un equipo Sedigraph;

y en la que la composición tiene un MFR (230°C/2,16 kg; ISO 1133) comprendido entre 1 g/10 min y 10 g/10 min.

El término "polipropileno" se refiere a un homopolímero o copolímero de propileno, o a una mezcla de dichos homopolímeros o copolímeros de propileno.

La composición de polipropileno, según la presente invención, tiene un MFR (230°C/2,16 kg; ISO 1133) comprendido entre 1 g/10 min y 10 g/10 min, preferentemente entre 1,9 g/10 min y 8 g/10 min, más preferentemente entre 2,0 g/10 min y 6 g/10 min, aún más preferentemente entre 2,2 g/10 min y 5 g/10 min, y de la forma más preferente entre 2,3 g/10 min y 4 g/10 min.

Según... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Composición de polipropileno, que comprende

- del 55% al 79% en peso de mezcla polimérica de base;

- del 18% al 44,5% en peso de talco; y

- del 0,5% al 3% en peso de aditivos

con respecto al peso total de la composición de polipropileno,

en la que la mezcla polimérica de base contiene una fracción XCU y una fracción XCS, estando presente la fracción XCU en una cantidad comprendida entre el 91% y el 98% en peso y la fracción XCS en una cantidad comprendida entre el 2% y el 9% en peso;

en la que la mezcla polimérica de base contiene una cantidad de comonómero menor del 5% en peso con respecto a la mezcla polimérica de base;

en la que el talco tiene un tamaño de partícula mediano d50 comprendido entre 1,0 pm y 3,0 pm, medido según la norma ISO 13317-3 15 mediante un equipo Sedigraph; y

en la que la composición tiene un MFR (230°C/2,16 kg; ISO 1133) comprendido entre 1 g/10 min y 10 g/10 min.

2. Composición de polipropileno, según la reivindicación 1, en la que el talco tiene un tamaño de partícula de corte d95 comprendido entre 4,5 pm y 7,5 pm, medido según la norma ISO 13317-3 mediante un equipo Sedigraph.

3. Composición de polipropileno, según la reivindicación 1 o 2, en la que el talco tiene una superficie específica comprendida entre 7,5 m2/g y 9 m2/g, determinada como superficie BET según la norma DIN 66131/2.

4. Composición de polipropileno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la mezcla polimérica de base se puede obtener mezclando

- del 50% al 65% en peso de homopolímero (A), con un MFR (230°C/2,16 kg; ISO 1133) comprendido entre 0,3 g/10 min y 2 g/10 min;

- del 20% al 32% en peso de polipropileno heterofásico (B), con un MFR (230°C/2,16 kg; ISO 1133) comprendido entre 5 g/10 min y 20 g/10 min y un módulo de flexión mayor de 850 MPa, medido según la norma ISO 178; y

- del 10% al 20% en peso de homopolímero (C), con un MFR (230°C/2,16 kg; ISO 1133) mayor o igual a 10 g/10 min,

con respecto al peso total de la mezcla polimérica de base.

5. Composición de polipropileno, según la reivindicación 4, en la que el polipropileno heterofásico (B) tiene un contenido de XCS comprendido entre el 25% y el 39% en peso.

6. Composición de polipropileno, según la reivindicación 4, en la que la fracción XCS de polipropileno heterofásico (B) tiene una viscosidad intrínseca comprendida entre 2,1 dl/g y 2,9 dl/g, medida en decalina a 135°C, según las normas DIN EN ISO 1628-1 y 1628-3.

7. Composición de polipropileno, según la reivindicación 4, en la que el homopolímero (C) es un homopolímero nucleado.

8. Composición de polipropileno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la relación módulo de tracción/talco es mayor de 110 MPa/% en peso, midiéndose el módulo de tracción según la norma ISO 527-2 y expresándose el peso del talco con respecto al peso total de la composición de polipropileno.

9. Composición de polipropileno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la relación módulo de flexión/talco es mayor de 113 MPa/% en peso, midiéndose el módulo de flexión según la norma ISO 178 y expresándose el peso del talco con respecto al peso total de la composición de polipropileno.

10. Composición de polipropileno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la fuerza máxima en el ensayo de perforación con instrumentos a 0°C es mayor de 800 N, medida según la norma ISO 6603-2.

11. Composición de polipropileno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición tiene un MFR (230°C/2,16 kg; ISO 1133) comprendido entre 2,1 g/10 min y 3,5 g/10 min.

12. Procedimiento para la producción de una composición de polipropileno, mediante el mezclado de entre el 55% y el 79% en peso de mezcla polimérlca de base, entre el 18% y el 44,5% en peso de talco y entre el 0,5% y el 3% en peso de aditivos, con respecto al peso total de la composición de polipropileno, en el que la mezcla polimérica de base comprende

- del 50% al 65% en peso de homopolímero (A), con un MFR (230°C/2,16 kg; ISO 1133) comprendido entre 0,3 g/10 min y 2 g/10 min;

- del 20% al 32% en peso de polipropileno heterofásico (B), con un MFR (230°C/2,16 kg; ISO 1133) comprendido entre 5 g/10 min y 20 g/10 min y un módulo de flexión mayor de 850 MPa, medido según la norma ISO 178; y

- del 10% al 20% en peso de homopolímero (C), con un MFR (230°C/2,16 kg; ISO 1133) mayor de 10 g/10 min,

con respecto al peso total de la mezcla polimérica de base.

13. Composición de polipropileno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el polipropileno heterofásico (B) se produce en 4 reactores secuenciales.

14. Composición de polipropileno, según la reivindicación 13, en la que los 4 reactores secuenciales son una combinación de un reactor de bucle y tres reactores de fase gaseosa acoplados en serie.

15. Composición de polipropileno, según la reivindicación 14, en la que la producción del polipropileno heterofásico (B) comprende

- la preparación de un primer polímero, en un reactor de bucle, con un MFR (230°C/2,16 kg; ISO 1133) comprendido entre 50 g/10 min y 60 g/10 min;

- la transferencia del producto a un primer reactor de fase gaseosa para la preparación de un segundo polímero, con un MFR (230°C/2,16 kg; ISO 1133) comprendido entre 50 g/10 min y 60 g/10 min;

- la transferencia del producto a un segundo reactor de fase gaseosa para la preparación de un tercer polímero, con un MFR (230°C/2,16 kg; ISO 1133) comprendido entre 10 g/10 min y 25 g/10 min; y

- la transferencia del producto a un tercer reactor de fase gaseosa para la preparación del polipropileno heterofásico (B), con un MFR (230°C/2,16 kg; ISO 1133) comprendido entre 5 g/10 min y 20 g/10 min, y un módulo de flexión mayor de 850 MPa, medido según la norma ISO 178.

16. Artículo preparado con la composición de polipropileno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

17. Artículo, según la reivindicación 16, en el que el artículo es una base para electrodomésticos.