Uso de composiciones de polietileno.

Una composición de polietileno que comprende 20 a 50% en peso de un copolímero de etileno y un comonómero de alfa-olefina C3-20 y 50 a 80% en peso de un polímero de etileno de peso molecular medio ponderado inferior, teniendo los polietilenos de dicha composición, juntos, una densidad de 935 a 965 kg/m3

(ISO 1183), un peso molecular medio ponderado de 60000 a 300000 g/mol, un MFR2.16 a 190ºC de 0,1 a 10 g/10 minutos (ISO 1133), y una distribución de peso molecular (MWD) de 2,5 a 10 (SEC), teniendo dicho copolímero un contenido de comonómero de 0,006 a 9% en moles y un grado de ramificación de 0,03 a 45 ramificaciones por cada 1000 carbonos, y teniendo dicho polímero una densidad de 939 a 975 kg/m3 (ISO 1183) y un peso molecular medio ponderado de 20000 a 200000 g/mol (SEC).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2003/005149.

Solicitante: BOREALIS TECHNOLOGY OY.

Nacionalidad solicitante: Finlandia.

Dirección: 06101 Porvoo FINLANDIA.

Inventor/es: JOHANSSON, SOLVEIG, SULTAN, BERNT-AKE, BAANN, HEGE VALE, HELLAND, IRENE, EKLIND, HANS, EGGEN, SVEIN, STAAL, NORD-VARHAUG,KATRIN, WALTER,PHILIPP, MALMBERG,ANNELI.

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... > C08L23/08 (Copolímeros de etileno (C08L 23/16 tiene prioridad))

PDF original: ES-2505693_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Uso de composiciones de polietileno La invención se refiere a mejoras en, y relacionadas con, composiciones de polietileno (PE) y productos de PE.

Los productos de polietileno, por ejemplo recipientes, películas, tubos, revestimientos de cables, se pueden usar con frecuencia durante prolongados periodos de tiempo, en ambientes rigurosos y, con frecuencia, ser sometidos a tensiones y choques mecánicos. Una medida de la capacidad de un polímero para producir artículos moldeados por soplado con la durabilidad deseada es el parámetro conocido como resistencia al agrietamiento por tensiones ambientales (ESCR) . Además de la ESCR, son importantes otras propiedades del polímero, en particular la capacidad de tratamiento, la rigidez, resistencia a la presión, transparencia, flexibilidad, densidad, contracción, resistencia mecánica, acabado superficial, resistencia al impacto y otras propiedades relacionadas.

Aunque los copolímeros de etileno producidos usando catalizadores de un único sitio (por ejemplo, metalocenos) muestran, en general, excelentes propiedades mecánicas (que incluyen ESCR e impacto de un dardo en caída libre) debido a la incorporación de sus comonómeros homogéneos, tienen una distribución de peso molecular relativamente estrecha que da como resultado una capacidad de tratamiento relativamente pobre (por ejemplo, una baja reducción de la viscosidad por cizalladura, una baja tasa de cizalladura crítica, defectos de flujo, hinchamiento) en aplicaciones donde se va a producir un producto con paredes delgadas.

Este problema ha sido abordado (por ejemplo por DOW) introduciendo ramificaciones de cadena larga en el polímero, por ejemplo mediante el uso de catalizadores de metaloceno con bis-indenilo puenteado, mediante el uso de metalocenos sin puentear en los que uno de los anillos ligantes η es heterocíclico (por ejemplo un anillo C3NB) , o mediante el uso de metalocenos en los que el metal forma un complejo con un ligando bifuncional que comprende un resto ligante η acoplado a un resto ligante Ï.

El documento US 4.547.551 describe mezclas de polímeros de etileno con bajos niveles de ramificaciones de cadena larga. El documento WO 01/14122 muestra métodos de producción de polietileno bimodal de alta densidad. El documento EP 1041090 describe métodos de producción de polietileno de alta densidad que tiene una amplia distribución de peso molecular.

Se ha descubierto que el problema se aborda mejor produciendo en su lugar un polietileno bimodal con una cantidad relativamente pequeña de un componente de alto peso molecular que tiene un grado relativamente alto de ramificaciones de cadena larga. Como se conoce en la técnica, se pueden producir polímeros bimodales mediante reacciones de polimerización en múltiples etapas usando el mismo o diferentes catalizadores, mediante reacción de polimerización en una única etapa usando, opcionalmente sobre el mismo soporte, dos o más catalizadores diferentes, mediante el uso de un catalizador de un único sitio (por ejemplo metaloceno) en combinación con otro catalizador (por ejemplo, un catalizador de Ziegler Natta o un catalizador de tipo cromo) , o mezclando dos o más polímeros producidos por separado. El componente de alto peso molecular con altas ramificaciones de cadena corta se puede producir, por ejemplo, mediante el uso de un catalizador de metaloceno con bis-ciclopentadienilo sin puentear, por ejemplo complejos de bis- (n-butilciclopentadienil) -hafnio. El polietileno bimodal resultante tiene, a la vez, buenas propiedades mecánicas (por ejemplo, resistencia al agrietamiento por tensiones ambientales) y buena capacidad de tratamiento (por ejemplo, en términos de reducción de la viscosidad por cizalladura, elasticidad, e hinchamiento) haciéndolo ideal para usarlo en la producción de productos con paredes relativamente delgadas, así como productos que son sometidos a un uso prolongado o a un uso en ambientes rigurosos.

Por eso, visto desde un aspecto, la invención proporciona una composición de polietileno según las reivindicaciones 1 a 4, que comprende 20 a 50% en peso de un copolímero de etileno y un comonómero de alfa-olefina C3-20 y 50 a 80% en peso de un polímero de etileno de peso molecular medio ponderado inferior, teniendo los polietilenos de dicha composición, juntos, una densidad de 935 a 965 kg/m3, un peso molecular medio ponderado de 60000 a 300000 g/mol, un MFR2.16 a 190º C de 0, 1 a 10 g/10 minutos, preferiblemente un MFR5 a 190º C de al menos 0, 5 g/10 minutos (especialmente al menos 0, 7 g/10 minutos, por ejemplo hasta 1, 0 g/10 minutos) , y una distribución de peso molecular (MWD) de 2, 5 a 10 (preferiblemente 3, 5 a 10) , teniendo dicho copolímero un contenido de comonómero de 0, 006 a 9% en moles, y un grado de ramificación de 0, 03 a 45 ramificaciones por cada 1000 carbonos, y teniendo dicho polímero de etileno una densidad de 939 a 975 kg/m3 y un peso molecular medio ponderado de 20000 a 200000 g/mol, y que es preferiblemente un homopolímero.

Se seleccionará el peso molecular medio ponderado del copolímero para asegurar que el polímero global cumple los requisitos de peso molecular especificados. Habitualmente, el Mw del copolímero medido usando una regla de mezcla será inferior, o igual, a z donde z = 10 ( ( (x/ ( (1/df) â?" ( (1-x) /dl) ) ) -a) /b)

(donde a ⥠1106, 5, preferiblemente 1106, 5 â?" 1126, 5; especialmente aproximadamente 1116, 5;

b ⥠-31, 86, preferiblemente -28, 86 a -31, 86, en especial aproximadamente -29, 86;

x = wh/ (wl + wh) , wh = el tanto por ciento en peso de dicho copolímero como un porcentaje del peso total de dicho polímero y dicho copolímero en la composición, wl = el tanto por ciento en peso de dicho polímero como un porcentaje del peso total de dicho polímero y dicho copolímero en la composición, df = la densidad en kg/m3 de la composición, donde contiene únicamente dicho copolímero y dicho polímero, y dl = la densidad en kg/m3 de dicho polímero) .

Aunque en algunos casos puede ser posible medir directamente el peso molecular del copolímero, por ejemplo donde la composición se prepara mezclando polímeros de etileno previamente preparados, en ciertas circunstancias esto no será posible. En este caso, por ejemplo donde el copolímero se produce en la segunda etapa de polimerización de una reacción de polimerización en dos etapas, el peso molecular se puede calcular a partir de la bien conocida regla de mezcla.

Mwf = x·Mwh + (1 â?" x) ·Mwl donde Mwf, Mwh y Mwl son los pesos moleculares medios ponderados de la composición, del copolímero y del polímero de etileno, y x es como se definió anteriormente.

En la práctica, el peso molecular (Mw) del copolímero estará generalmente en el intervalo de 150000 a 800000 g/mol, especialmente de 250000 a 450000 g/mol.

El copolímero en la composición de la invención tiene un valor del grado de ramificación (DB) (como se define en la ecuación (5) en Macromolecules 33:1254 (2000) ) , de 0, 03 a 45 ramificaciones por mil carbonos, preferiblemente 0, 05 a 40, más preferiblemente 0, 07 a 30, especialmente 0, 1 a 15.

Visto desde otro aspecto, la invención proporciona una composición de polietileno como se describió anteriormente en la presente memoria descriptiva, producida por la polimerización de etileno y un copolímero de alfa-olefina C3-20 catalizada por un catalizador de metaloceno con bis-ciclopentadienilo sin puentear, teniendo el polímero de etileno y el copolímero de dicha composición, juntos, una distribución de peso molecular de 2, 5 a 10, y una densidad de 935 a 965 kg/m3.

Las composiciones de polietileno se pueden preparar mezclando polímeros de etileno preparados por separado; sin embargo, preferiblemente, se preparan en una polimerización... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una composición de polietileno que comprende 20 a 50% en peso de un copolímero de etileno y un comonómero de alfa-olefina C3-20 y 50 a 80% en peso de un polímero de etileno de peso molecular medio ponderado 5 inferior, teniendo los polietilenos de dicha composición, juntos, una densidad de 935 a 965 kg/m3 (ISO 1183) , un peso molecular medio ponderado de 60000 a 300000 g/mol, un MFR2.16 a 190º C de 0, 1 a 10 g/10 minutos (ISO 1133) , y una distribución de peso molecular (MWD) de 2, 5 a 10 (SEC) , teniendo dicho copolímero un contenido de comonómero de 0, 006 a 9% en moles y un grado de ramificación de 0, 03 a 45 ramificaciones por cada 1000 carbonos, y teniendo dicho polímero una densidad de 939 a 975 kg/m3 (ISO 1183) y un peso molecular medio ponderado de 20000 a 200000 g/mol (SEC) .

2. Una composición de polietileno según la reivindicación 1, en la que dicho copolímero se produce usando un catalizador de metaloceno con bis-ciclopentadienilo sin puentear.

3. Una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, que tiene un valor de eta 300 de 500 a 1500 Pa·s, y un valor de eta 0, 05 de 1300 a 80000 Pa·s.

4. Una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2 que tiene un valor de eta 300 inferior a 1000 Pa·s, y un valor de eta 0, 05 inferior a 130000 Pa·s.

5. Un procedimiento para la producción de un artículo de polietileno que comprende extruir, colar o moldear una composición de polietileno según la reivindicación 1 ó 2.

6. Un procedimiento según la reivindicación 5, que comprende moldear por soplado dicha composición.

7. Un artículo de polietileno de una composición de polietileno según la reivindicación 1.

8. Un artículo según la reivindicación 7, que es un artículo moldeado por soplado.

9. Un artículo según la reivindicación 7, que es un tubo, un revestimiento de cables, un artículo moldeado por inyección, un artículo moldeado por rotación o una lámina.