COMPOSICION DE POLIETILENO PARA TUBOS DE PRESION CON FLEXIBILIDAD MEJORADA.

Composición de polietileno que comprende una resina base que comprende:

(a)una fracción (A) de homopolímero o copolímero de etileno con un CMF2 de 10 a 300 g/10 min, determinado según la norma ISO 1.133 y

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

en la que:

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

(ii)la resina base presenta una densidad de 940 a 947 kg/m3, determinada según la norma ISO 1.183-2;

(iii)la composición de polietileno presenta un CMF5 de 0,1 a 0,5 g/10 min, determinado según la norma ISO 1.133;

(iv)la composición de polietileno presenta un SHI(

Composición de polietileno para tubos de presión con flexibilidad mejorada.

La presente invención se refiere a una composición de polietileno para tubos que comprende una resina base polimérica que comprende dos fracciones de polietileno con diferente peso molecular. Además, la presente invención se refiere a un artículo, preferentemente un tubo, que comprende dicha composición y al uso de dicha composición para la producción de un artículo, preferentemente de un tubo.

Las composiciones de polietileno que comprenden dos o más fracciones de polietileno con diferente peso molecular se refieren con frecuencia como composiciones de polietileno bimodales o multimodales. Dichas composiciones de polietileno se usan con frecuencia, por ejemplo, para la producción de tubos debido a sus propiedades físicas y químicas favorables como, por ejemplo, resistencia mecánica, resistencia a la corrosión y estabilidad a largo plazo. Cuando se tiene en cuenta que los fluidos, tales como el agua o el gas natural, transportados en una tubería, con frecuencia están presurizados y presentan temperaturas variables, normalmente en un intervalo de 0ºC a 50ºC, es obvio que la composición de polietileno usada para tubos debe satisfacer los requerimientos que se demandan. Por otra parte, para facilitar la instalación de las tuberías, por ejemplo, en el suelo, se desea una alta flexibilidad de los tubos.

En particular, la composición de polietileno usada para un tubo debería tener alta resistencia mecánica, buena estabilidad a largo plazo, resistencia a la entalla/fluencia y resistencia a la propagación de grietas y, al mismo tiempo alta flexibilidad. Sin embargo, como mínimo algunas de estas propiedades son opuestas entre sí de manera que es difícil proporcionar una composición para tubos que destaque en todas estas propiedades simultáneamente. Por ejemplo, se conoce que la rigidez que imparte resistencia mecánica al tubo mejora con una densidad mayor pero, por otra parte, se conoce que la flexibilidad y la resistencia a la entalla/fluencia mejora con una densidad reducida.

Además, como los tubos de polímeros generalmente se fabrican por extrusión o, en menor medida, por moldeo por inyección, la composición de polietileno también debe presentar buena procesabilidad.

Se conoce que para satisfacer los requerimientos opuestos para un material de tubos se pueden usar composiciones de polietileno bimodales. Dichas composiciones se describen, por ejemplo, en la patente europea EP 0 739 937 y en la patente internacional WO 02/102891. Las composiciones de polietileno bimodales descritas en estas memorias descriptivas normalmente comprenden dos fracciones de polietileno, en las que una de estas dos fracciones presenta un peso molecular menor que la otra fracción y es preferentemente un homopolímero, siendo preferentemente la otra fracción de peso molecular mayor, un copolímero de etileno que comprende uno o más comonómeros de alfa-olefina.

Una gran desventaja de dichos tubos cuando se usan para infraestructura para gas o agua fría es la falta de flexibilidad de los tubos. Los tubos son rígidos y fuertes. Estas propiedades mecánicas son el resultado de los altos requerimientos en relación con la resistencia mecánica y la estabilidad a largo plazo.

En el tendido conocido de tuberías de gas o agua fría, por ejemplo en tecnologías de tendido en zanja abierta o de tendido sin zanja, como el tendido enterrado, con frecuencia se producen problemas debido a la rigidez de los tubos. Con frecuencia es difícil alinear y maniobrar con los tubos en las zanjas. Incluso además, con frecuencia es un problema enderezar los tubos que se almacenan o transportan como enrollados. El mismo problema tiene lugar si se tienen que pasar curvas, que es particularmente importante para tubos de tamaño más pequeño y medio. Todos estos problemas son, por supuesto, incluso más importantes cuando la rigidez de los tubos aumenta debido a menor temperatura, por ejemplo en tiempo frío.

Es particularmente deseable, por lo tanto, proporcionar un tubo con flexibilidad mejorada sin que pierda la resistencia mecánica y la estabilidad a largo plazo.

Por consiguiente, es el objeto de la presente invención dar a conocer una composición de polietileno para tubos con una combinación mejorada de propiedades, en particular con flexibilidad mejorada y, simultáneamente, alta resistencia mecánica y buena estabilidad a largo plazo.

La presente invención está basada en el descubrimiento sorprendente de que se puede conseguir el objeto mencionado anteriormente mediante una composición de polietileno que comprende, como mínimo, dos fracciones poliméricas con diferentes pesos moleculares, que presentan valores cuidadosamente seleccionados de densidad y CMF₅ en pequeños intervalos y teniendo la composición de polietileno un SHI (índice de fluidificación por cizalla, por sus siglas en inglés) bastante bajo.

Por consiguiente, la presente invención da a conocer una composición de polietileno que comprende una resina base que comprende

en la que:

Se ha encontrado que con dichas composiciones de polietileno se pueden producir tubos que presentan una flexibilidad mejorada. Por lo tanto, los tubos hechos de la composición de polietileno de la presente invención se pueden enderezar, alinear en las zanjas y hacerse pasar por esquinas más fácilmente. Sin embargo, dichos tubos también presentan alta resistencia mecánica que, por ejemplo, proporciona al tubo que se usa para el transporte de fluidos presurizados, una excelente estabilidad a largo plazo y una buena resistencia a la propagación rápida de grietas. Además, las composiciones de polietileno también presentan buena procesabilidad.

Se debería observar que la composición de la presente invención no se caracteriza por una sola de cualquiera de las características definidas anteriormente, sino por su combinación. Por esta combinación única de características es posible obtener tubos de rendimiento superior, en particular con respecto a la flexibilidad y a la rápida propagación de las grietas (RCP, por sus siglas en inglés), al tiempo que se mantienen una resistencia mínima requerida (MRS, por sus siglas en inglés), procesabilidad, resistencia al impacto y resistencia a la propagación lenta de las grietas.

El término peso molecular en el caso de que se use en la presente memoria, indica el peso molecular promedio en peso M_p.

El término "resina base" indica la totalidad de componentes poliméricos en la composición de polietileno según la presente invención, que constituye normalmente, como mínimo, el 90% en peso de la composición total. Preferentemente, la resina base consiste en las fracciones (A) y (B), que comprende además opcionalmente una fracción de prepolímero en una cantidad de hasta el 20% en peso, preferentemente hasta 10% en peso, más preferentemente hasta 5% en peso, de la resina base total.

Además de la resina base, pueden estar presentes en la composición de polietileno aditivos normales para la utilización con poliolefinas tales como pigmentos, estabilizantes (agentes antioxidantes), antiácidos y/o anti-UV, agentes antiestáticos y agentes de utilización (tales como agentes auxiliares de elaboración). Preferentemente, la cantidad de estos aditivos es 10% en peso o menos, más preferente 8% en peso o menos, incluso más preferente 4% en peso o menos de la composición total.

Preferentemente, la composición comprende negro de carbón en una cantidad de 8% en peso...

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

2. Composición de polietileno, según la reivindicación 1, en la que la fracción (A) tiene un CMF₂ de 30 a 100 g/10 min, determinado según la norma ISO 1.133.

3. Composición de polietileno, según la reivindicación 1, en la que la fracción (A) tiene una densidad de 955 a 980 kg/m³, determinada según la norma ISO 1.183-2.

4. Composición de polietileno, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la tensión de cizallamiento de la composición de polietileno ?_{2.7 kPa} es de 80 a 230 kPas.

5. Composición de polietileno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el módulo flexural de la composición de polietileno es de 500 a 900 MPa, determinado según la norma ISO 178.

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

7. Composición de polietileno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la resistencia a la propagación rápida de grietas de un tubo hecho de la composición de polietileno cuando se mide en el ensayo S4 da como resultado una T_text{crít} de < -12ºC, determinada según la norma ISO 13.477: 1.997 (E).

8. Composición de polietileno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la resistencia a la propagación lenta de grietas de un tubo hecho de la composición de polietileno cuando se mide según la norma ISO 6.252 (CTC)con una entalla según la norma ASTM 1.473 es > 500 h.

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

10. Composición de polietileno, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la fracción (B) comprende de 0,3 a 6,0% en moles, como mínimo, de un comonómero de alfa-olefina.

11. Artículo que comprende una composición de polietileno, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

12. Artículo, según la reivindicación 11, en el que el artículo es un tubo.

13. Tubo, según la reivindicación 12, que satisface el requerimiento de MRS 10,0 según la norma ISO 9.080.

14. Uso de una composición de polietileno, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, para la producción de un artículo.

15. Uso, según la reivindicación 14, en el que el artículo es un tubo.