COMPOSICION DE POLIETILENO PARA TUBERIAS DE PRESION CON FLEXIBILIDAD INCREMENTADA.

Composición de polietileno que comprende una resina de base que comprende

(a) una fracción de homopolímero o copolímero de etileno (A);

y

(b) una fracción de homopolímero o copolímero de etileno (B), en la que

(i) la fracción (A) tiene un peso molecular promedio en peso menor que la fracción (B);

(ii) la resina de base tiene una densidad de 932 a 938 Kg/m 3 , determinado según la norma ISO 1183- 2;

(iii) la composición de polietileno tiene un MFR5 de 0,1 a 0,6 g/10 min, determinado según la norma ISO 1133; y

(iv) la composición de polietileno tiene una resistencia a la cizalladura de 2,7 KPa (viscosidad para un esfuerzo de cizalladura de 2,7 KPa a 190ºC) de 85 a 230 KPa·s

Composición de polietileno para tuberías de presión con flexibilidad incrementada.

La presente invención se refiere a una composición de polietileno para tuberías que comprende una resina polimérica de base que comprende dos fracciones de polietileno con diferentes pesos moleculares. Además, la presente invención se refiere a un artículo, preferentemente una tubería, que comprende dicha composición y a la utilización de dicha composición para la producción de un artículo, preferentemente una tubería.

Habitualmente, las composiciones de polietileno que comprenden dos o más fracciones de polietileno con diferentes pesos moleculares se conocen como composiciones de polietileno bimodal o multimodal. Estas composiciones de polietileno se utilizan con frecuencia, por ejemplo, para la producción de tuberías, debido a sus propiedades físicas y químicas favorables tales como, por ejemplo, resistencia mecánica, resistencia a la corrosión y estabilidad a largo plazo. Si se considera que los fluidos, tales como agua o gas natural, transportados en una tubería están habitualmente a presión y tienen diferentes temperaturas, generalmente dentro de un intervalo de 0ºC a 50ºC, es evidente que la composición de polietileno utilizada para tuberías debe cumplir con requerimientos exigentes. Por otra parte, para facilitar la instalación de las tuberías, por ejemplo, en el suelo, es deseable una gran flexibilidad de las tuberías.

En particular, la composición de polietileno utilizada para una tubería debe tener resistencia mecánica elevada, buena estabilidad a largo plazo, resistencia a entalladuras/deformación lenta ("creep") y resistencia a la propagación de fisuras y, al mismo tiempo, gran flexibilidad. Sin embargo, como mínimo, algunas de estas propiedades son opuestas entre sí, de modo que es difícil proporcionar una composición para tuberías que destaque simultáneamente en todas estas propiedades. Por ejemplo, es conocido que la rigidez que proporciona resistencia mecánica a la tubería mejora con una mayor densidad pero, en contraste, es conocido que la flexibilidad y la resistencia a entalladuras/deformación lenta mejoran con una menor densidad.

Además, dado que las tuberías de polímero por lo general son fabricadas por extrusión o, en menor medida, por moldeo por inyección, la composición de polietileno debe tener además buena capacidad de procesamiento.

Es conocido que para cumplir con los requerimientos contrarios para un material de tubería, se pueden utilizar composiciones de polietileno bimodal. Estas composiciones se describen, por ejemplo, en los documentos EP 0739937 y WO 02/102891. Las composiciones de polietileno bimodal descritas en estos documentos comprenden generalmente dos fracciones de polietileno, en las que una de estas dos fracciones tiene un peso molecular inferior a la otra fracción y, preferentemente, es un homopolímero, y la otra fracción con peso molecular mayor es preferentemente un copolímero de etileno que comprende uno o más comonómeros de alfa-olefina.

Una gran desventaja de estas tuberías cuando se utilizan para infraestructuras de agua fría o gas es la falta de flexibilidad de las tuberías. Las tuberías son rígidas y fuertes. Estas propiedades mecánicas son el resultado de las elevadas exigencias en cuanto a la resistencia mecánica y la estabilidad a largo plazo.

En las tecnologías conocidas de colocación de tuberías de gas o agua fría tales como, por ejemplo, colocación de zanja abierta o tecnologías de colocación sin zanja tales como la colocación por excavación o hincado ("Plough-in-place") tienen lugar habitualmente problemas debido a la rigidez de las tuberías. Habitualmente es difícil alinear y maniobrar las tuberías en las zanjas. Además, habitualmente es un problema enderezar tuberías que se almacenan o se transportan como espirales. El mismo problema tiene lugar si tienen que pasarse codos, lo que es especialmente importante para tuberías de tamaño menor y mediano. Por supuesto, todos estos problemas son aún más relevantes cuando la rigidez de las tuberías aumenta debido a baja temperatura, por ejemplo en un clima frío.

De este modo, es particularmente deseable conseguir una tubería con mayor flexibilidad sin perder la resistencia mecánica ni la estabilidad a largo plazo.

Por consiguiente, es un objetivo de la presente invención dar a conocer una composición de polietileno para tuberías que tenga una combinación de propiedades mejorada, en particular que tenga una mayor flexibilidad y, simultáneamente, elevada resistencia mecánica y buena estabilidad a largo plazo.

La presente invención se basa en el descubrimiento sorprendente de que el objetivo anteriormente mencionado se puede lograr mediante una composición de polietileno que incluya, como mínimo, dos fracciones poliméricas con diferentes pesos moleculares, habiendo seleccionado cuidadosamente los valores de densidad y MFR₅ dentro de intervalos pequeños y teniendo la composición de polietileno una resistencia a la cizalladura en un intervalo determi- nado.

De acuerdo con lo anterior, la presente invención da a conocer una composición de polietileno que comprende una resina de base que comprende

        (a)        una fracción de homopolímero o copolímero de etileno (A); y

        (b)        una fracción de homopolímero o copolímero de etileno (B),

en la que

(i)        la fracción (A) tiene un peso molecular menor que la fracción (B);

(ii)        la resina de base tiene una densidad de 932 a 938 Kg/m³;

(iii)        la composición de polietileno tiene un MFR₅ de 0,1 a 0,6 g/10 min; y

(iv)        la composición de polietileno tiene una resistencia a la cizalladura ?_{2.7 KPa} de 85 a 230 KPa•s.

Se ha descubierto que con estas composiciones de polietileno se pueden producir tuberías que tienen una mayor flexibilidad. Por lo tanto, las tuberías de la composición de polietileno de la presente invención se pueden enderezar más fácilmente, ser alineadas en las zanjas y pasar alrededor de esquinas. Sin embargo, dichas tuberías tienen además una resistencia mecánica elevada, lo que por ejemplo permite que la tubería se utilice para el transporte de fluidos a presión, una excelente estabilidad a largo plazo y una buena resistencia a la propagación rápida de fisuras. Además, las composiciones de polietileno tienen además una buena capacidad de procesamiento.

Cabe señalar que la composición de la presente invención se caracteriza no sólo por una sola de las características definidas anteriormente, sino por su combinación. Mediante esta combinación única de características es posible obtener tuberías de rendimiento superior, en particular, con respecto a la flexibilidad y a la propagación rápida de fisuras (RCP), mientras se mantienen la resistencia mínima requerida (MRS), capacidad de procesamiento, resistencia al impacto y resistencia a la propagación lenta de fisuras.

En la presente memoria descriptiva, donde se utilice el término peso molecular, éste indica el peso molecular promedio en peso M_w.

El término "resina de base" indica la totalidad de los componentes poliméricos en la composición de polietileno según la presente invención, que generalmente componen, como mínimo, el 90% en peso del total de la composición. Preferentemente, la resina de base está formada por las fracciones (A) y (B), comprendiendo además, opcionalmente, una fracción de prepolímero en una cantidad de hasta el 20% en peso, preferentemente hasta el 10% en peso, más preferentemente hasta el 5% en peso de la resina de base total.

Además de la resina de base, pueden estar presentes en la composición de polietileno aditivos habituales para su utilización con poliolefinas, tales como pigmentos, estabilizantes (agentes antioxidantes), antiácidos y/o anti-UVs, agentes antiestáticos y agentes de utilización (tales...

1. Composición de polietileno que comprende una resina de base que comprende

(a) una fracción de homopolímero o copolímero de etileno (A); y

(b) una fracción de homopolímero o copolímero de etileno (B),

       en la que

(i)        la fracción (A) tiene un peso molecular promedio en peso menor que la fracción (B);

(ii)        la resina de base tiene una densidad de 932 a 938 Kg/m³, determinado según la norma ISO 1183-2;

(iii)        la composición de polietileno tiene un MFR₅ de 0,1 a 0,6 g/10 min, determinado según la norma ISO 1133; y

(iv)        la composición de polietileno tiene una resistencia a la cizalladura ?_{2.7 KPa} (viscosidad para un esfuerzo de cizalladura de 2,7 KPa a 190ºC) de 85 a 230 KPa•s.

2. Composición de polietileno, según la reivindicación 1, que comprende además un agente de nucleación.

3. Composición de polietileno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la fracción (A) tiene un MFR₂ de 10 a 400 g/10 min, determinado, según la norma ISO 1133.

4. Composición de polietileno, según la reivindicación 3, en la que la fracción (A) tiene un MFR₂ de 25 a 100 g/10 min, determinado, según la norma ISO 1133.

5. Composición de polietileno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la fracción (A) tiene una densidad de 960 a 980 Kg/m³, determinado según la norma ISO 1183-2.

6. Composición de polietileno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el SHI_(2,7/210) (proporción de viscosidades, medida a una resistencia a la cizalladura de 2,7 KPa y 210 KPa a 190ºC) de la composición de polietileno es de 10 a 49.

7. Composición de polietileno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el módulo de flexión de la composición de polietileno es de 300 a 700 MPa, determinado según la norma ISO 178.

8. Composición de polietileno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la división de pesos entre la fracción (A) y la fracción (B) es de (30-47) : (70-53).

9. Composición de polietileno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la resistencia a la propagación rápida de fisuras de una tubería hecha de la composición de polietileno, tal como se mide en la prueba S4, según la norma ISO 13477:1997, da como resultado una T_crit de < -6ºC.

10. Composición de polietileno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la resistencia a la propagación lenta de fisuras de una tubería hecha con la composición de polietileno, medida, según la norma ISO 13479:1997 es > 500 h.

11. Composición de polietileno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la resina de base comprende de 0,2 a 3,0% molar de, como mínimo, un comonómero de alfa-olefina.

12. Composición de polietileno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la fracción (B) comprende de 0,4 a 6,0% molar de, como mínimo, un comonómero de alfa-olefina.

13. Artículo que comprende una composición de polietileno, según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 12.

14. Artículo, según la reivindicación 13, en el que el artículo es una tubería.

15. Tubería, según la reivindicación 14, que cumple el requisito de MRS 8,0, según la norma ISO 9080.

16. Utilización de una composición de polietileno, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, para la producción de un artículo.

17. Utilización, según la reivindicación 16, en la que el artículo es una tubería.