Copolímero de olefina que contiene grupo polar de tipo ramificado que comprende una unidad constitutiva representada mediante la siguiente fórmula (1) y una unidad constitutiva representada mediante la siguiente fórmula (4),

y opcionalmente una unidad constitutiva representada mediante la siguiente fórmula (5), que tiene una distribución de peso molecular (Mw/Mn) no superior a 3, y que tiene una razón de intensidad de Taß con respecto a Taa (Taß/Taa), tal como se determina a partir de un espectro de 13C-RMN de dicho copolímero, no superior a 1,0:

Copolímero de olefina que contiene grupo polar, procedimiento para preparar el mismo, composición de resina termoplástica que contiene el copolímero, y usos de los mismos.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un copolímero de olefina que contiene grupo polar, a un procedimiento para preparar el copolímero, a una composición de resina termoplástica que contiene el copolímero y a usos de los mismos. Más particularmente, la invención se refiere a un copolímero de olefina que contiene grupo polar que tiene excelentes propiedades de adhesión a metales o resinas polares y excelente flexibilidad, a un procedimiento para preparar el copolímero, a una composición de resina termoplástica que contiene el copolímero y a usos de los mismos.

Antecedentes de la invención

Las poliolefinas tienen generalmente ventajas tales como excelentes moldeabilidad, resistencia térmica, propiedades mecánicas, cualidades higiénicas, resistencia a la permeación por vapor de agua y aspecto de artículos moldeados de las mismas, y por tanto se usan ampliamente para artículos moldeados por extrusión, artículos moldeados por soplado y artículos moldeados por inyección.

Las poliolefinas, sin embargo, no contienen ningún grupo polar en la molécula, de modo que tienen una baja compatibilidad con resinas polares tales como nailon y EVOH y bajas propiedades de adhesión a resinas polares y metales. Por tanto, es difícil usar las poliolefinas combinándolas o laminándolas con estos materiales. Además, los productos moldeados de las poliolefinas tienen problemas de malas propiedades hidrófilas de superficie y malas propiedades antiestáticas.

Para solucionar tales problemas, hasta ahora se ha usado ampliamente un método para injertar monómeros que contienen grupo polar en las poliolefinas a través de polimerización por radicales para mejorar la afinidad por los materiales polares.

Los plásticos técnicos tales como nailon tienen una excelente fuerza y resistencia térmica, y por tanto se usan para componentes electrónicos/eléctricos. Los plásticos técnicos tales como nailon tienen generalmente una baja resistencia al impacto, de modo que algunas veces se combinan con copolímeros de olefinas para mejorar la resistencia al impacto.

Las poliolefinas, sin embargo, no contienen ningún grupo polar en la molécula y muestran una baja compatibilidad con resinas polares, y por tanto hasta ahora se ha usado ampliamente un método para injertar monómeros polares en las poliolefinas para mejorar la compatibilidad con las resinas polares.

En este método, sin embargo, la reticulación intermolecular de poliolefinas y la ruptura de cadenas moleculares tienen lugar con la reacción de injerto, y por tanto es difícil que coincidan la viscosidad del polímero de injerto y la resina polar, y en algunos casos no se obtiene una compatibilidad satisfactoria. Además, un componente de gel producido mediante reticulación intermolecular o una materia extraña (materia extraña unida a un borde de una boquilla) producida mediante la ruptura de cadenas moleculares puede producir un mal aspecto de los productos moldeados.

En las publicaciones de patente japonesa abiertas a consulta por el público n.º 259012/1989, n.º 259012/1989, n.º 51510/1990, n.º 51511/1990 y n.º 177403/1991, se describe un procedimiento que comprende copolimerizar una a-olefina y un monómero que contiene grupo polar usando un catalizador de Ti o un catalizador de V. Según este procedimiento, la reticulación intermolecular y la ruptura de cadenas moleculares tienen lugar difícilmente, pero en el uso de estos catalizadores de polimerización, el copolímero resultante tiene una estructura molecular no uniforme tal como una amplia distribución de peso molecular o un alto contenido de inversión. Debido a esto, la orientación de los grupos polares hacia la interfase entre el copolímero y el material polar puede no ser satisfactoria, y las propiedades de adhesión a los materiales polares y la compatibilidad con los mismos pueden ser insuficientes. En el uso como composición, los efectos en las propiedades de adhesión y la compatibilidad no se muestran a menos que se añada un copolímero de injerto en una gran cantidad.

Con el fin de mejorar las propiedades hidrófilas de superficie y las propiedades antiestáticas, se ha usado un método de añadir una pequeña cantidad de un agente tensioactivo de bajo peso molecular a la poliolefina y moldear la mezcla. En este método, sin embargo, el agente tensioactivo añadido brota hacia la superficie, y tras moldear, la superficie de película tiene algunas veces un problema de blanqueado. El agente tensioactivo que ha brotado hacia la superficie discurre junto con gotas de agua adheridas a la misma, de modo que puede tener lugar el problema de que los efectos del agente tensioactivo no duren mucho tiempo.

Los presentes inventores han estudiado a la luz de los problemas anteriores. Como resultado, han encontrado que un copolímero que tiene una estructura molecular específica y una composición que contiene el copolímero son excelentes en compatibilidad con resinas polares y propiedades de adhesión a resinas polares y metales, y han encontrado también que el copolímero y la composición tienen excelentes propiedades hidrófilas de superficie y propiedades antiestáticas. Además, los presentes inventores han encontrado que el copolímero y la composición pueden aplicarse favorablemente a diversos usos.

Como procedimiento para preparar un polímero de olefina tal como un homopolímero de etileno, un copolímero de etileno/a-olefina, un homopolímero de propileno o un copolímero de propileno/a-olefina, hasta ahora se ha conocido un procedimiento que comprende polimerizar una olefina en presencia de un catalizador de titanio que comprende un componente de catalizador de titanio sólido que contiene magnesio, halógeno y un donador de electrones, y un compuesto de organoaluminio, o un catalizador de vanadio que comprende un compuesto de vanadio y un compuesto de organoaluminio. En la copolimerización de un monómero polar usando tal catalizador, hay problemas en que la distribución de peso molecular o la distribución de la composición es amplia y que la actividad de polimerización es baja. Tal como se da a conocer en las publicaciones de patente japonesa abiertas a consulta por el público n.º 259012/1989, n.º 51510/1990, n.º 51511/1990 y n.º 177403/1991, cuando una olefina y un monómero que contiene grupo polar se copolimerizan usando un catalizador Ziegler para preparar, por ejemplo, una poliolefina que contiene un grupo polar, la polimerización a bajas temperaturas se lleva sólo a cabo, de modo que se conoce que este procedimiento tiene un problema de baja actividad. Generalmente se conoce que una olefina se polimeriza en presencia de un catalizador de metaloceno que comprende un compuesto de metal de transición tal como zirconoceno y un oxi-compuesto de organoaluminio (aluminoxano). También se conoce que si se usa el catalizador de metaloceno, se obtiene un polímero de olefina que tiene un alto peso molecular con alta actividad y el polímero de olefina resultante tiene una estrecha distribución de peso molecular y estrecha distribución de composición.

Como procedimiento para preparar una poliolefina que contiene un grupo polar, se conoce también un procedimiento que usa un catalizador de metaloceno. Por ejemplo, se conoce públicamente que la polimerización de una olefina que contiene grupo OH se realiza usando un compuesto de metaloceno que tiene un ligando de grupo de grupo ciclopentadienilo no reticulado, grupo bisindenilo reticulado o no reticulado, o grupo indenilo/grupo fluorenilo no sustituido reticulado con etileno, tal como se describe en Macromolecules, 28, 5351 (1995), Macromolecules, 29, 5255 (1966), y Polymer Preprints, Japón, 49(2), 215 (2000).

Si se conoce públicamente que la polimerización de una olefina que tiene NR₂ (R: grupo alquilo) como grupo polar se realiza usando un compuesto de metaloceno que tiene un ligando de grupo ciclopentadienilo no reticulado, grupo bisindenilo reticulado o no reticulado, o grupo indenilo/grupo ciclopentadienilo no sustituido reticulado, tal como se describe en Macromolecules, 31, 2019 (1998) y Macromolecules, 32, 14(1999).

Se conoce públicamente un procedimiento que usa un compuesto organometálico distinto del compuesto de metaloceno, tal como se describe en Science, 287, 460 (2000), OCOP2000 en Oslo, y Books of Abstracts (C.W. Chien). Estos procedimientos, sin embargo, tienen la desventaja de una actividad de polimerización extremadamente baja.

 

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Reivindicaciones:

1. Copolímero de olefina que contiene grupo polar de tipo ramificado que comprende una unidad constitutiva representada mediante la siguiente fórmula (1) y una unidad constitutiva representada mediante la siguiente fórmula (4), y opcionalmente una unidad constitutiva representada mediante la siguiente fórmula (5), que tiene una distribución de peso molecular (Mw/Mn) no superior a 3, y que tiene una razón de intensidad de Taß con respecto a Taa (Taß/Taa), tal como se determina a partir de un espectro de ¹³C-RMN de dicho copolímero, no superior a 1,0:

en las que R¹ es un átomo de hidrógeno o un grupo hidrocarbonado alifático de cadena lineal o ramificado de 1 a 18 átomos de carbono; R⁵ es un grupo hidrocarbonado; R⁶ es un heteroátomo o un grupo que contiene un heteroátomo; r es 0 ó 1; Z es un segmento polimérico obtenido mediante una cualquiera de polimerización aniónica, polimerización por apertura de anillo y policondensación; W es un grupo hidroxilo o un grupo epoxi; p es un número entero de 1 a 3, q es 0, 1 ó 2, y p+q =q 3; cuando p es 2 ó 3, cada -O-Z puede ser igual o diferente, y en este caso, si r es 0, -O-Z puede estar unido al mismo átomo o a un átomo diferente de R⁵, y si r es 1, -O-Z puede estar unido al mismo átomo o a un átomo diferente de R⁶; cuando q es 2, cada W puede ser igual o diferente, y en este caso, si r es 0, W puede estar unido al mismo átomo o a un átomo diferente de R⁵, y si r es 1, W puede estar unido al mismo átomo o a un átomo diferente de R⁶; en el caso de p=q1 y q=q1, si r es 0, W y -O-Z pueden estar unidos al mismo átomo o a un átomo diferente de R⁵, y si r es 1, W y -O-Z pueden estar unidos al mismo átomo o a un átomo diferente de R⁶; m es 0 ó 1; n es un número entero de 1 a 3; y cuando n es 2 ó 3, cada W puede ser igual o diferente, y en este caso, si m es 0, W puede estar unido al mismo átomo o a un átomo diferente de R⁵, y si m es 1, W puede estar unido al mismo átomo o a un átomo diferente de R⁶.

2. Copolímero de olefina que contiene grupo polar de tipo ramificado según la reivindicación 1, en el que, en la fórmula (4), r es 0 y Z es un segmento polimérico obtenido mediante polimerización aniónica.

3. Copolímero de olefina que contiene grupo polar de tipo ramificado según la reivindicación 1, en el que, en la fórmula (4), Z es un segmento polimérico obtenido mediante polimerización por apertura de anillo o policondensación.

4. Composición de resina termoplástica que contiene el copolímero de olefina que contiene grupo polar según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.

5. Resina adhesiva que comprende el copolímero de olefina que contiene grupo polar según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.

6. Agente compatibilizante que comprende el copolímero de olefina que contiene grupo polar según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.

7. Modificador de resina que comprende el copolímero de olefina que contiene grupo polar según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.

8. Agente dispersante de carga que comprende el copolímero de olefina que contiene grupo polar según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.

9. Dispersión que comprende el copolímero de olefina que contiene grupo polar según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.

10. Película o lámina que comprende el copolímero de olefina que contiene grupo polar según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.

11. Resina adhesiva que comprende la composición de resina termoplástica según la reivindicación 4.

12. Agente compatibilizante que comprende la composición de resina termoplástica según la reivindicación 4.

13. Modificador de resina que comprende la composición de resina termoplástica según la reivindicación 4.

14. Agente dispersante de carga que comprende la composición de resina termoplástica según la reivindicación 4.

15. Dispersión que comprende la composición de resina termoplástica según la reivindicación 4.

16. Película o lámina que comprende la composición de resina termoplástica según la reivindicación 4.

 

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