COMPOSICION DE POLIPROPILENO BETA-NUCLEADO.

Composición de polipropileno que comprende

(a) un homopolímero de propileno isotáctico (A) y

(b) un copolímero desordenado de propileno-buteno (B) con un contenido de 1-buteno de hasta un 8% en peso o un copolímero desordenado de propileno-etileno (B'') con un contenido de etileno de no más de un 3,

0% en peso,

donde la cantidad de ß-modificación de la composición de polipropileno es de al menos un 50%

Composición de polipropileno ß-nucleado.

La presente invención se refiere a una nueva composición de polipropileno, a su fabricación y a su uso, así como a tubos y cables que comprenden dicha nueva composición de polipropileno.

Los polímeros basados en polipropileno tienen muchas características que los hacen adecuados para muchas aplicaciones tales como cables, tubos, accesorios, artículos moldeados, espumas, etc. El polipropileno como material de tubos se usa principalmente en aplicaciones no de presión, como para la protección de cables, así como para conductos subterráneos (p. ej. de carreteras y ferrocarriles), accesorios y perfiles. El polipropileno es también usado para tubos de presión, principalmente para tuberías de agua caliente y tuberías industriales, es decir, para el transporte de líquido, como p. ej. agua, durante el cual el fluido puede estar presionizado. Además, el fluido transportado puede tener temperaturas variables, habitualmente situadas dentro de la gama de temperaturas que va desde aproximadamente 0 hasta aproximadamente 70ºC. Las buenas propiedades del polipropileno a alta temperatura en comparación con las de otras poliolefinas se utilizan a menudo para aplicaciones en tubos pero también para aplicaciones en cables. Se usan los tres tipos principales de polímeros de propileno, es decir, los homopolímeros, los copolímeros desordenados y los copolímeros en bloques (es decir, los copolímeros heterofásicos).

En general, los materiales basados en polipropileno a elegir para las aplicaciones en tubos y en cables deberían dar como resultado productos de excelente comportamiento en el ensayo de presión y de excelente comportamiento en condiciones de alto impacto, conservando aún al mismo tiempo una buena rigidez. Sin embargo, estas buenas propiedades están interrelacionadas entre sí y muy a menudo se comportan de manera conflictiva, es decir que puede lograrse mejorar una propiedad específica tan sólo a costa de otra propiedad.

La rigidez puede mejorarse incrementando la cantidad de homopolímero dentro de la composición.

Como consecuencia de ello, el material deviene más frágil, lo cual redunda en unas malas propiedades de impacto. Además, la alta fragilidad va habitualmente acompañada de una menor resistencia al crecimiento lento de las grietas, teniendo con ello un efecto perjudicial en la durabilidad.

Así, se han hecho muchos esfuerzos para aportar tubos y cables que se caractericen por un buen comportamiento en el ensayo de presión, es decir, por una mejorada resistencia a la fisuración bajo tensión y por consiguiente una mejorada resistencia a la rotura por fragilidad. Sin embargo, hasta la fecha era imposible mejorar el comportamiento en el ensayo de presión sin deteriorar otras importantes propiedades del tubo o cable, tales como la rigidez o la resistencia al impacto del tubo o cable.

Por ejemplo la WO 2003/037981 A1 está dirigida a sistemas de tubos que comprenden una composición polímera de copolímero de polipropileno con una a-olefina de C4-C10 como comonómero y un caucho de etileno-propileno. Tales composiciones tienen muy baja rigidez (véanse los ejemplos 2 y 3 de la solicitud internacional), y también es insatisfactorio su comportamiento en el ensayo de presión (véase la tabla 5 de la presente invención).

La EP 1 344 793 A1 y el artículo de Qiang Zheng et al. (Polymer 46 (22005) 3163 - 3174) dan a conocer un copolímero de propileno heterofásico ß-nucleado, pero no se ocupan de una composición ß-nucleada de un homopolímero de propileno y un copolímero de propileno desordenado.

A. Menyhárd (European Polymer Journal 41 (2005) 669-677) trata acerca de copolímeros de propileno ß-nucleados con alto contenido de etileno. Sin embargo, Menyhárd no aborda el mejoramiento de las propiedades de los tubos mediante copolímeros de propileno ß-nucleados con bajo contenido de etileno.

El documento US 2006/0177632 A1 describe mezclas de polímeros ß-nucleados basadas en polietilenos, pero no se refiere específicamente a las mezclas de polipropileno.

La EP 1 006 149 A1 describe específicos homopolímeros y copolímeros desordenados de propileno pero no su combinación.

También la EP 1 448 631 B1 se ocupa de los copolímeros de propileno pero no de una mezcla de un homopolímero de propileno y un copolímero de propileno.

La EP 1 724 303 A1 describe un copolímero de propileno heterofásico que sin embargo no es ß-nucleado.

Así, el objeto de la presente invención es el de aportar una composición polímera que permita la fabricación de tubos que tengan un excelente comportamiento en el ensayo de presión, manteniendo asimismo a altos niveles la rigidez y la resistencia al impacto. Además, la presente invención está dirigida a tubos y cables con las susodichas propiedades.

El descubrimiento de la presente invención es el de aportar una composición de polipropileno ß-nucleado que consta de un componente homopolímero y un componente copolímero, donde preferiblemente la ß-nucleación tiene predominantemente lugar en la parte homopolímera.

La invención está dirigida a una composición de propileno que comprende

(a) un homopolímero de propileno (A) y

(b) un copolímero de propileno-buteno (B) o un copolímero de propileno-etileno (B'), donde la composición de polipropileno es cristalizada al menos parcialmente, y preferiblemente en al menos un 50%, en la ß-modificación.

Sorprendentemente se ha descubierto que con dichas composiciones polímeras pueden obtenerse tubos que tienen un superior comportamiento en el ensayo de presión en comparación con los tubos del estado de la técnica. Además, no tan sólo es notable el comportamiento en el ensayo de presión de los tubos basados en la composición polímera inventiva, sino que adicionalmente son también excelentes la rigidez y el comportamiento en condiciones de impacto del tubo y de la composición de polipropileno. En particular son superiores al promedio (tablas 6) la resistencia al impacto con probeta entallada a bajas temperaturas y el módulo de flexión.

La presente invención exige para la composición de propileno (homopolímero de propileno (A); copolímero (B) o (B'), ß-modificación) tres requisitos que se describen más detalladamente a continuación.

En primer lugar, la composición de polipropileno debe comprender un homopolímero de propileno (A). La expresión "homopolímero" que se usa en la presente invención se refiere a un polipropileno que consta en sustancia de unidades de propileno, es decir, de al menos un 97% en peso, preferiblemente de al menos un 98% en peso, más preferiblemente de al menos un 99% en peso, y aun más preferiblemente de al menos un 99,8% en peso de unidades de propileno. En una realización preferida tan sólo son detectables unidades de propileno en el homopolímero de propileno. El contenido de comonómero puede determinarse con espectroscopia de infrarrojos por transformada de Fourier, como se describe más adelante en los ejemplos.

Aun más preferiblemente, el homopolímero de propileno es un homopolímero de propileno isotáctico. Así, se prefiere que el homopolímero de propileno tenga una concentración de pentadas bastante alta, es decir, de más de un 90%, más preferiblemente de más de un 92%, aun más preferiblemente de más de un 93%, y todavía más preferiblemente de más de un 95%.

Además, el homopolímero de propileno (A) puede ser unimodal o multimodal, tal como bimodal. Sin embargo se prefiere que el homopolímero de propileno (A) sea unimodal.

La expresión "multimodal" o "bimodal" que aquí se usa se refiere a la modalidad del polímero, es decir, a la forma de su curva de distribución del peso molecular, que es el gráfico de la fracción de peso molecular en función de su peso molecular. Como se explicará a continuación, los componentes polímeros de la presente invención pueden ser producidos en un proceso por pasos secuenciales, usando reactores en configuración en serie y operando en distintas condiciones de reacción. Como consecuencia de ello, cada fracción preparada en un reactor específico tendrá su propia distribución del peso molecular. Cuando las curvas de distribución del peso molecular de estas fracciones se superponen para obtener la curva de distribución del peso molecular del polímero final, esa curva puede presentar dos o más máximos, o al menos puede estar claramente ensanchada en comparación con las curvas de las fracciones individuales. A un polímero...

1. Composición de polipropileno que comprende

(a) un homopolímero de propileno isotáctico (A) y

(b) un copolímero desordenado de propileno-buteno (B) con un contenido de 1-buteno de hasta un 8% en peso o un copolímero desordenado de propileno-etileno (B') con un contenido de etileno de no más de un 3,0% en peso,

donde la cantidad de ß-modificación de la composición de polipropileno es de al menos un 50%.

2. Composición de polipropileno según la reivindicación 1, donde el homopolímero de propileno isotáctico (A) tiene un MRF₂ (230ºC) de no más de 5,0 g/10 min. medido según ISO 1133.

3. Composición de polipropileno según la reivindicación 1 o 2, donde la composición de polipropileno comprende

(a)

(I) de un 30 a un 70% en peso de homopolímero de propileno (A) sobre la base del homopolímero (A) y del copolímero desordenado (B) (homopolímero (A) / (homopolímero (A) + copolímero (B)) y

(II) de un 70 a un 30% en peso de copolímero desordenado de propileno-buteno (B) sobre la base del homopolímero (A) y del copolímero desordenado (B) [homopolímero (A) / (homopolímero (A) + copolímero (B))]

o bien

(b)

(I) de un 30 a un 70% en peso de homopolímero de propileno (A) sobre la base del homopolímero (A) y del copolímero desordenado (B') (homopolímero (A) / (homopolímero (A) + copolímero (B')) y

(II) de un 70 a un 30% en peso de copolímero desordenado de propileno-etileno (B') sobre la base del homopolímero (A) y del copolímero desordenado (B') [homopolímero (A) / (homopolímero (A) + copolímero (B'))].

4. Composición de polipropileno según cualquiera de las reivindicaciones precedentes,

donde la composición de polipropileno comprende hasta un 5,0% en peso de 1-buteno.

5. Composición de polipropileno según cualquiera de las reivindicaciones precedentes,

donde la composición de polipropileno tiene una fracción soluble en xileno según ISO 6427 de menos de un 5% en peso.

6. Composición de polipropileno según cualquiera de las reivindicaciones precedentes,

donde la composición de polipropileno tiene un MFR₂ (230ºC) de no más de 0,8 g/10 min. medido según ISO 1133.

7. Composición de polipropileno según cualquiera de las reivindicaciones precedentes,

donde la composición de polipropileno en un estado en el que ha sido moldeada por compresión tiene un módulo de flexión medido según ISO 178 de al menos 1300 MPa.

8. Composición de polipropileno según cualquiera de las reivindicaciones precedentes,

donde la composición de polipropileno en un estado en el que ha sido moldeada por compresión tiene una resistencia al impacto medida según el ensayo de impacto Charpy (ISO 179 (1eA)) a 23ºC de al menos 9,5 kJ/m² y/o una resistencia al impacto medida según el ensayo de impacto Charpy (ISO 179 (1eA)) a -20ºC de al menos 2,5 kJ/m².

9. Procedimiento de fabricación de la composición de polipropileno según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la composición de polipropileno es producida en un proceso multietápico y es a continuación tratada con un agente ß-nucleante.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, donde el homopolímero de propileno (A) es producido en un reactor de circuito y a continuación el copolímero (B) o el copolímero (B') es producido en un reactor de fase gaseosa.

11. Uso de una composición de polipropileno según cualquiera de las anteriores reivindicaciones 1 a 8 para la fabricación de tubos o cables.

12. Uso de una composición de polipropileno según cualquiera de las anteriores reivindicaciones 1 a 8 como parte de un tubo o un cable.

13. Tubo o cable que comprende una composición de polipropileno según cualquiera de las anteriores reivindicaciones 1 a 8.

14. Tubo según la reivindicación 13, donde el tubo es un tubo de presión.

15. Procedimiento de fabricación de un tubo o cable según la reivindicación 13 o 14, donde una masa fundida de la composición de polipropileno según cualquiera de las anteriores reivindicaciones 1 a 8 es extrusionada y se le da a continuación forma de tubo, o rodea a un conductor o a varios conductores.