Polipropileno heterofásico altamente fluido.

Resina de polipropileno heterofásica que tiene un MFR (2,16 kg, 230°C) de más de 40 g/10 min, determinado según la norma ISO 1133 que comprende

una matriz homopolimérica o copolimérica de propileno

(A) y una fase de caucho de etileno-propileno (B) dispersada dentro de la matriz,

en la que la resina de polipropileno heterofásica tiene

una fracción insoluble en p-xileno a 25°C (XCU) con una viscosidad intrínseca de 1,2 dl/g o menos, determinada según la norma DIN EN ISO 1628-1 y 1628-3, estando la fracción insoluble en p-xileno a 25°C (XCU) compuesta por unidades monoméricas de propileno en una cantidad, como mínimo, del 95% en peso, y

una fracción soluble en p-xileno a 25°C (XCS),

que tiene una viscosidad intrínseca de 2,3 a 3,0 dl/g, determinada según la norma DIN EN ISO 1628-1 y 1628-3 y que está compuesta por unidades monoméricas de propileno en una cantidad del 50% en peso o más, y que tiene una temperatura de transición vítrea Tg según lo medido mediante DSC según la norma ISO 6721-7 en una muestra moldeada por compresión que está constituida por la fracción XCS en el intervalo de -42 a -30°C.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08017556.

Solicitante: BOREALIS AG.

Nacionalidad solicitante: Austria.

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

Inventor/es: BERNREITNER, KLAUS, GREIN,CHRISTELLE, DOSHEV,PETAR, KONA,BALAKANTHA RAO.

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... > C08L23/16 (Copolímeros de etileno-propileno o etileno-propileno-dieno)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones... > Composiciones de homopolímeros o copolímeros de... > C08L23/12 (Polipropileno)

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Fragmento de la descripción:

Polipropileno heterofásico altamente fluido La presente invención se refiere a una resina de polipropileno heterofásica altamente fluida que comprende una matriz homopolimérica o copolimérica de propileno y una fase de caucho de etileno-propileno dispersada dentro de la matriz.

Los polipropilenos comerciales bien conocidos son particularmente materiales poliméricos termoplásticos, semicristalinos, isotácticos. Una de las principales áreas de aplicación del polipropileno se encontrará en el moldeo por inyección de artículos de pared fina. Los ejemplos típicos incluyen tazas de plástico, vallas y pequeños recipientes principalmente destinados al envasado de alimentos. Para ser adecuado para aplicación en moldeo por inyección de pared fina, el polipropileno debe demostrar excelente capacidad de procesamiento/fluidez, normalmente expresadas mediante elevado índice de fluidez (MFR) , es decir, bajo peso molecular promedio. Sin embargo, esos polipropilenos muestran comportamiento quebradizo bajo carga de impacto especialmente a bajas temperaturas.

Ha sido sugerido por los documentos EP 1 354 901 y EP 1 659 151 añadir cantidades elevadas de modificadores de impacto, tales como copolímeros de etileno-propileno elastoméricos, a polipropilenos altamente fluidos para mejorar las propiedades de impacto. Sin embargo, esto tiene un efecto adverso sobre la fluidez, capacidad de procesamiento, rigidez y extraíbles en hexano. La extractabilidad en hexano se ha convertido en una importante preocupación en el sector del envasado de alimentos, particularmente cuando el contenido relativo de grasa está por encima del 1% en peso.

El documento EP 1659151 da a conocer una composición de polipropileno que tiene un MFR por encima de 8 g/10 min que comprende una matriz de propileno A) que tiene una viscosidad intrínseca IVA 1, 00 -2, 20 dl/g y un componente elastomérico que incluye dos componentes B) y C) , que difieren, como mínimo, en su viscosidad intrínseca.

El documento WO 2003/076510 da a conocer una composición de polipropileno que tiene una parte de caucho bimodal y baja fluidez. La bimodalidad se consigue mediante mezclado en fusión de los diferentes cauchos.

El documento EP-A-1935938 da a conocer una composición de alto índice de fluidez heterofásica de matriz homopolimérica de propileno y fase dispersada soluble de etileno propileno xileno.

El documento EP-A-790262 da a conocer una composición de polipropileno heterofásica de alto índice de fluidez con una parte homopolimérica y una fase de caucho.

El documento EP-A-2014714 da a conocer composiciones heterofásicas.

El documento EP-A-1452630 da a conocer una composición heterofásica con una parte copolimérica de etileno-propileno con una temperatura de transición vítrea de -42 a -30°C.

Numerosos documentos han sugerido aplicar reducción de viscosidad "vis-breaking". Sin embargo, la reducción de viscosidad "vis-breaking" no es una solución aceptable, dado que afecta negativamente a la rigidez, especialmente de artículos moldeados, y causa impurezas dentro de la película o artículo moldeado en forma de volátiles.

Es un objetivo de la presente invención dar a conocer una composición de polipropileno no modificado que muestra un excelente equilibrio de alta fluidez, propiedades de impacto y baja extractabilidad en hexano. Es un objetivo adicional dar a conocer una composición de polipropileno obtenible mediante un proceso de múltiples fases de reacción que tiene el equilibrio único mencionado anteriormente.

La presente invención se basa en el concepto de la presente invención de que el equilibrio mencionado anteriormente de alta fluidez, propiedades de impacto y baja extractabilidad en hexano puede mejorar significativamente mediante una composición heterofásica que comprende una matriz y una fase dispersada, siendo la fase dispersada relativamente rica en propileno y teniendo una temperatura de transición vítrea relativamente alta según lo medido mediante DSC en el intervalo de -42 a -30°C.

La presente invención da a conocer, por lo tanto, una resina de polipropileno heterofásica que tiene un MFR (2, 16 kg, 230°C) de más de 40 g/10 min, determinado según la norma ISO 1133 que comprende una matriz homopolimérica o copolimérica de propileno (A) y una fase de caucho de etileno-propileno (B) dispersada dentro de la matriz, en la que la resina de polipropileno heterofásica tiene una fracción insoluble en p-xileno a 25°C (XCU) con una viscosidad intrínseca de 1, 2 dl/g o menos, determinada según la norma DIN EN ISO 1628-1 y 1628-3, estando la fracción insoluble en p-xileno a 25°C (XCU) compuesta por unidades monoméricas de propileno en una cantidad, como mínimo, del 95% en peso, y una fracción soluble en p-xileno a 25°C (XCS) ,

que tiene una viscosidad intrínseca de 2, 3 a 3, 5 dl/g, determinada según la norma DIN EN ISO 1628-1 y 1628-3 y que está compuesta por unidades monoméricas de propileno en una cantidad del 50% en peso o más, y que tiene una temperatura de transición vítrea Tg según lo medido mediante DSC según la norma ISO 11357-2:1999 en el intervalo de -42 a -30°C.

La presente invención da a conocer, además, una resina de polipropileno heterofásica como anteriormente, con lo que una muestra moldeada por inyección de 80 x 10 x 4 mm3 que está constituida por la resina de polipropileno heterofásica tiene una resistencia al impacto con entalla Charpy (Charpy NIS) a +23°C, como mínimo, de 5, 5 kJ/m2, determinada según la norma ISO 179 1 eA y con lo que una muestra de película colada que está constituida por la resina de polipropileno heterofásica y que tiene un grosor de 100 micrómetros y una dimensión de 2, 5 x 2, 5 cm tiene una extractabilidad en n-hexano según la norma FDA 117, 1520 de por debajo del 6% en peso.

Se ha descubierto sorprendentemente que las resinas de polipropileno heterofásicas de la presente invención muestran una buena fluidez, buenas propiedades de impacto especialmente a bajas temperaturas y, al mismo tiempo, extraíbles en hexano extremadamente bajos. Se ha descubierto sorprendentemente, además, que la resina de polipropileno heterofásica puede estar hecha en artículos de pared ultrafina mediante moldeo por inyección evitando adherencia al molde y superficie irregular del artículo resultante.

El término "polipropileno" designa un homopolímero o copolímero de propileno o una mezcla de dichos homopolímeros o copolímeros de propileno.

La expresión "matriz homopolimérica o copolimérica" designa el material que es insoluble en p-xileno en las condiciones descritas a continuación.

La expresión "fase de caucho de etileno-propileno" designa el material que está dispersado en la matriz y es soluble en p-xileno en las condiciones descritas a continuación.

La expresión composición de polipropileno heterofásica designa un material que está constituido por la resina de polipropileno heterofásica de la presente invención y, como mínimo, un agente nucleante y/o, como mínimo, un aditivo y/o, como mínimo, un modificante.

La expresión caucho de etileno-propileno designa un copolímero de etileno-propileno sustancialmente amorfo que es soluble en p-xileno frío y que tiene una temperatura de transición vítrea entre -10 y -70°C.

El componente (A) puede está constituido por un único homopolímero o copolímero de propileno, pero (A) también pueden comprender una mezcla de diferentes homopolímeros o copolímeros de propileno. Esto también se aplica para todas las realizaciones preferentes del componente (A) .

En una realización preferente, la resina está constituida por los componentes (A) y (B) . En una realización preferente adicional, la resina está constituida por... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Resina de polipropileno heterofásica que tiene un MFR (2, 16 kg, 230°C) de más de 40 g/10 min, determinado según la norma ISO 1133 que comprende una matriz homopolimérica o copolimérica de propileno (A) y una fase de caucho de etileno-propileno (B) dispersada dentro de la matriz, en la que la resina de polipropileno heterofásica tiene una fracción insoluble en p-xileno a 25°C (XCU) con una viscosidad intrínseca de 1, 2 dl/g o menos, determinada según la norma DIN EN ISO 1628-1 y 1628-3, estando la fracción insoluble en p-xileno a 25°C (XCU) compuesta por unidades monoméricas de propileno en una cantidad, como mínimo, del 95% en peso, y una fracción soluble en p-xileno a 25°C (XCS) , que tiene una viscosidad intrínseca de 2, 3 a 3, 0 dl/g, determinada según la norma DIN EN ISO 1628-1 y 1628-3 y que está compuesta por unidades monoméricas de propileno en una cantidad del 50% en peso o más, y que tiene una temperatura de transición vítrea Tg según lo medido mediante DSC según la norma ISO 6721-7 en una muestra moldeada por compresión que está constituida por la fracción XCS en el intervalo de -42 a -30°C.

2. Resina de polipropileno heterofásica, según la reivindicación 1, con lo que una muestra moldeada por inyección de 80 x 10 x 4 mm3 constituida por la resina de polipropileno heterofásica tiene una resistencia al impacto con entalla Charpy (Charpy NIS) a +23°C, como mínimo, de 5, 5 kJ/m2, determinada según la norma ISO 179 1eA y con lo que una muestra de película colada que está constituida por la resina de polipropileno heterofásica y que tiene un grosor de 100 micrómetros y una dimensión de 2, 5 x 2, 5 cm tiene una extractabilidad en n-hexano según la norma FDA 117, 1520 de por debajo del 6% en peso.

3. Resina de polipropileno heterofásica, según la reivindicación 1 ó 2, en la que la fracción XCU tiene un peso molecular promedio en peso Mw de 50 a 200 kg/mol, medido mediante GPC según la norma ISO 16014-1, y 16014-4.

4. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la fracción XCU está presente en una cantidad del 75 al 84% en peso de la resina de polipropileno heterofásica.

5. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la fracción XCS tiene un peso molecular promedio Mw de 150 a 250 kg/mol, medido mediante GPC según la norma ISO 16014-1, y 16014-4.

6. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la fracción XCS está presente en una cantidad del 16 al 25% en peso de la resina de polipropileno heterofásica.

7. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que una muestra moldeada por inyección que está constituida por la resina de polipropileno heterofásica tiene un impacto de peso en caída instrumentado a +23°C, como mínimo, de 12 J, determinado según la norma ISO 6603-2.

8. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que una muestra moldeada por inyección que está constituida por el polipropileno heterofásico tiene un impacto de peso en caída instrumentado a +0°C, como mínimo, de 11 J, determinado según la norma ISO 6603-2.

9. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que una muestra moldeada por inyección que está constituida por el polipropileno heterofásico tiene un impacto de peso en caída instrumentado a -20°C, como mínimo, de 7 J, determinado según la norma ISO 6603-2.

10. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el módulo de tracción medido según la norma IS.

52. 2 en muestras moldeadas por inyección de tipo F3/4 preparadas según la norma EN ISO 1873-2 es 1100 MPa o mayor.

11. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, obtenible mediante un proceso en reactor de fase triple, con lo que el primer reactor es un reactor de bucle que funciona en condiciones para producir un homopolímero o copolímero de propileno (A) que está compuesto por unidades monoméricas de propileno en una cantidad, como mínimo, del 95% en peso, y un MFR (2, 16 kg, 230°C) de más de 270 g/10 min, y una solubilidad en xileno del 3, 0% en peso o menos, el producto obtenido procedente del reactor de masa siendo alimentado a un primer reactor de fase gaseosa funcionando el primer reactor de fase gaseosa

a una temperatura de 70 a 80°C, una presión de 1500 a 2000 kPa, una relación H2/C3 de 80 a 120 mol/kmol, y 11

una relación C2/C3 de 300 a 400 mol/kmol el producto obtenido procedente del primer reactor de fase gaseosa siendo sometido a una etapa de desgasificación y, a continuación, siendo alimentado a un segundo reactor de fase gaseosa, 5 funcionando el segundo reactor de fase gaseosa a una temperatura que difiere de la temperatura en el primer reactor de fase gaseosa en +-10°C, a una presión de 1800 a 2300 kPa, una relación C2/C3 de 800 a 1200 mol/kmol, una relación H2/C2 de 40 a 80.

12. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que es producida en presencia de un sistema catalizador de Ziegler-Natta que comprende un donador externo y el sistema catalizador de Ziegler-Natta teniendo opcionalmente una relación Al/donador de por debajo de 55 y/o el sistema catalizador de Ziegler-Natta teniendo opcionalmente una relación Al/Ti de 200 o mayor.

13. Composición de polipropileno heterofásica que está constituida por la resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, y como mínimo, un agente nucleante en una cantidad de 0, 1 a 1000 ppm con respecto al peso de la composición de polipropileno heterofásica total, y/o como mínimo, un aditivo en una cantidad de hasta el 1% en peso con respecto a la composición de polipropileno heterofásica, y/o como mínimo, un modificador en una cantidad de hasta el 10% en peso con respecto a la composición de polipropileno heterofásica.

14. Composición de polipropileno heterofásica, según la reivindicación 13, en la que el agente nucleante es un polímero de vinilo, estando el polímero de vinilo opcionalmente compuesto por unidades de vinilo, según la fórmula (I)

** (Ver fórmula) **

en la que R1 y R2, forman un sistema de anillo condensado o anillo saturado, insaturado o aromático opcionalmente sustituido, o R1 y R2 representan independientemente un alcano C4-30 lineal o ramificado, un cicloalcano C4-20 o un anillo aromático de C4-20.

15. Artículo que comprende la resina de polipropileno heterofásica o composición de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.