Una composición de polietileno bimodal, que comprende: al menos un componente de polietileno de alto peso molecular que tiene una distribución de peso molecular (DPM) de aproximadamente 6 a aproximadamente 9,

un contenido de ramificación de cadena corta de menos de aproximadamente 2 ramificaciones por 1.000 carbonos en la cadena hbox{principal, y un Mz de aproximadamente 1.100.000 o mayor; y al menos un componente de polietileno de bajo peso molecular, en el que: una proporción de peso molecular promedio en peso del componente de polietileno de alto peso molecular al peso molecular promedio en peso del componente de polietileno de bajo peso molecular es de aproximadamente 20 o menor; y la composición tiene una densidad de aproximadamente 0,94 g/cm3 o mayor, una ESCR de aproximadamente 600 horas o mayor, y un porcentaje de dilatación de aproximadamente el 70% o mayor, en la que la ESCR se mide de acuerdo con ASTM D 1693 Procedimiento B, F50 horas, y en la que el porcentaje de dilatación se define mediante {D/Do-1}x 100, en la que Do es el diámetro del troquel (1 mm) y D es el diámetro medio de la varilla extruida, calculado como: D = 20 x [t x 0.075/(15.24 x π x 0.7693)]0.5

HDPE bimodal con ESCR mejorada para aplicaciones de moldeo por soplado.

Campo de la invención

Las realizaciones de la presente invención se refieren, en general, a composiciones que contienen polietileno, particularmente composiciones de polietileno de alta densidad, que preferentemente son composiciones de polietileno bimodal.

Antecedentes

Los esfuerzos en curso se han dirigido a la preparación de composiciones de moldeo por soplado, particularmente para botellas. El objetivo es que la composición se fabrique de forma económica y eficaz, pero también proporcionar una composición con el equilibrio correcto de propiedades, por ejemplo, resistencia, rigidez, así como buena procesabilidad.

Las composiciones de moldeo por soplado de polietileno de mayor densidad, típicamente, muestran una mala resistencia al agrietamiento por tensión medioambiental (ESCR). La ESCR es una medida de fallo mecánico. En consecuencia, las composiciones de polietileno de mayor densidad no se han usado para aplicaciones de moldeo por soplado, especialmente para botellas, donde se desea o requiere una alta resistencia al agrietamiento, es decir, una alta ESCR. Sin embargo, se prefieren composiciones de mayor densidad para obtener las propiedades mecánicas deseadas, tales como la rigidez de la botella.

Por lo tanto, hay una necesidad de composiciones de polietileno de mayor densidad que presenten una buena ESCH, así como buenas propiedades de resistencia mecánica, adecuadas para aplicaciones de moldeo por soplado, incluyendo botellas.

Sumario de la invención

Se proporcionan composiciones de polietileno bimodal y una botella moldeada por soplado, fabricada a partir de las mismas. En al menos una realización específica, la composición incluye, al menos, un componente de polietileno de alto peso molecular, que tiene una distribución de peso molecular (DPM) de aproximadamente 6 a aproximadamente 9, un contenido de ramificación de cadena corta de menos de aproximadamente 2 ramificaciones por 1.000 carbonos en la cadena principal y un Mz de aproximadamente 1.100.000 o mayor. La composición también incluye, al menos, un componente de polietileno de bajo peso molecular, en el que una proporción del peso molecular promedio en peso del componente de polietileno de alto peso molecular al peso molecular promedio en peso del componente de polietileno de bajo peso molecular es de aproximadamente 20 o menor. La composición tiene una densidad de aproximadamente 0,94 g/cm³ o mayor, una ESCR de aproximadamente 600 horas o mayor, y un porcentaje de dilatación de aproximadamente el 70% o mayor.

En al menos otra realización específica, el polietileno bimodal incluye, al menos, un componente de polietileno de alto peso molecular que tiene una distribución de peso molecular (DPM) de aproximadamente 6 a aproximadamente 9, un Mz de aproximadamente 1.100.000 o mayor, y un Mz+1 de aproximadamente 2.000.000 o mayor; y, al menos, un componente de polietileno de bajo peso molecular que tiene un peso molecular de aproximadamente 50.000 o menor. La composición tiene una densidad de aproximadamente 0,94 g/cm³ o mayor, una ESCR de aproximadamente 600 horas o mayor, y un porcentaje de dilatación de aproximadamente 70% o mayor.

Se proporciona también una botella extruida a partir de la composición de polietileno bimodal. En al menos una realización específica, la botella incluye una composición de polietileno que tiene, al menos, un componente de polietileno de alto peso molecular, que tiene una distribución de peso molecular (DPM) de aproximadamente 6 a aproximadamente 9 y un contenido de ramificación de cadena corta de menos de aproximadamente 2 ramificaciones por 1.000 carbonos en la cadena principal. La composición de polietileno bimodal también incluye, al menos, un componente de bajo peso molecular. El componente de polietileno de alto peso molecular está presente en una cantidad de aproximadamente el 50% en peso o menor de la composición. La composición tiene una densidad de aproximadamente 0,94 g/cm³ o mayor; una ESCR de aproximadamente 600 horas o mayor; y un porcentaje de dilatación de aproximadamente el 70% o mayor. La botella se moldea por soplado para que tenga un espesor de pared de aproximadamente 0,03 cm (0,01 pulgadas) a aproximadamente 0,08 cm (0,03 pulgadas) y un peso de al menos 70 gramos.

Descripción detallada

Se proporcionan composiciones de polietileno de alta densidad (HDPE) bimodal, que tienen una combinación sorprendente de excelente dilatación y resistencia al agrietamiento por tensión medioambiental (ESCR). Las composiciones de polietileno bimodal son capaces de producir botellas moldeadas por soplado que tienen un espesor de pared medio entre aproximadamente 0,03 cm (0,01 pulgadas) y aproximadamente 0,08 cm (0,03 pulgadas) con un peso de aproximadamente 70 gramos o más, una ESCR de aproximadamente 600 horas o mayor, y una dilatación de aproximadamente 70% o mayor.

Las composiciones de polietileno bimodal pueden incluir, al menos, un componente de polietileno de alto peso molecular (CAPM) y, al menos, un componente de polietileno de bajo peso molecular (CBPM). Se cree que cuanto más ancha sea la DPM y la respuesta al comonómero del CAPM, se proporciona una composición de polietileno bimodal capaz de producir un producto de moldeo por soplado bimodal, con una ESCR mejorada y una dilatación preferida en el mercado. Preferentemente, la dilatación es mayor del 70%, y más preferentemente mayor del 75%.

El término "bimodal" se refiere a un polímero o composición polimérica, por ejemplo, polietileno, que tiene una "distribución de peso molecular bimodal". Los términos "bimodal" y "distribución de peso molecular bimodal" pretenden tener la definición más amplia que las personas en la técnica pertinente han dado a ese término, como se refleja en una o más de las publicaciones impresas o patentes expedidas, tales como la Patente de Estados Unidos Nº 6.579.922, por ejemplo. Una composición "bimodal" pueden incluir un componente de polietileno con al menos un peso molecular mayor identificable y un componente de polietileno con al menos un peso molecular menor identificable, por ejemplo, dos picos distintos en una curva CET. Un material con más de dos picos de distribución de peso molecular diferentes se considerará "bimodal", como se usa este término, aunque el material puede denominarse también composición "multimodal", por ejemplo, una composición trimodal o incluso tetramodal.

El término "polietileno" se refiere a un polímero preparado a partir de al menos un 50% de unidades derivadas etileno, preferentemente al menos un 70% de unidades derivadas etileno, más preferentemente al menos un 80% de unidades derivadas etileno, un 90% de unidades derivadas etileno, un 95% de unidades derivadas etileno, o incluso un 100% de unidades derivadas etileno. El polietileno, por lo tanto, puede ser un homopolímero o un copolímero, incluyendo un terpolímero, que tenga otras unidades monoméricas. Un polietileno descrito en el presente documento, por ejemplo, puede incluir al menos una o más olefina u olefinas y/o comonómero o comonómeros. Las olefinas, por ejemplo, pueden contener de 3 a 16 átomos de carbono en una realización; de 3 a 12 átomos de carbono en otra realización; de 4 a 10 átomos de carbono en otra realización; y de 4 a 8 átomos de carbono en otra realización más. Los comonómeros ilustrativos incluyen, aunque sin limitación, propileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno, 1-octeno, 4-metilpent-1-eno, 1-deceno, 1-dodeceno, 1-hexadeceno y similares. También pueden utilizarse en el presente documento los comonómeros de polieno, tales como 1,3-hexadieno, 1,4-hexadieno, ciclopentadieno, diciclopentadieno, 4-vinilciclohex-1-eno, 1,5-ciclooctadieno, 5-viniliden-2-norborneno y 5-vinil-2-norborneno. Otras realizaciones pueden incluir etacrilato o metacrilato.

La expresión "componente de polietileno de alto peso molecular" se refiere al componente de polietileno en la composición bimodal que tiene un mayor peso molecular que el peso molecular de al menos uno del otro componente de polietileno en la misma composición. Preferentemente, este componente de polietileno tiene un pico identificable. Cuando la composición incluye más de dos componentes, por ejemplo, una composición trimodal, entonces el componente de alto peso molecular tiene que definirse como el componente con el peso molecular promedio en peso más alto.

En una o más realizaciones, un componente de alto peso molecular...

1. Una composición de polietileno bimodal, que comprende:

al menos un componente de polietileno de alto peso molecular que tiene una distribución de peso molecular (DPM) de aproximadamente 6 a aproximadamente 9, un contenido de ramificación de cadena corta de menos de aproximadamente 2 ramificaciones por 1.000 carbonos en la cadena hbox{principal, y un Mz de aproximadamente 1.100.000 o mayor; y}

al menos un componente de polietileno de bajo peso molecular, en el que:

una proporción de peso molecular promedio en peso del componente de polietileno de alto peso molecular al peso molecular promedio en peso del componente de polietileno de bajo peso molecular es de aproximadamente 20 o menor; y la composición tiene una densidad de aproximadamente 0,94 g/cm³ o mayor, una ESCR de aproximadamente 600 horas o mayor, y un porcentaje de dilatación de aproximadamente el 70% o mayor, en la que la ESCR se mide de acuerdo con ASTM D 1693 Procedimiento B, F50 horas, y en la que el porcentaje de dilatación se define mediante {D/Do-1} x 100, en la que Do es el diámetro del troquel (1 mm) y D es el diámetro medio de la varilla extruida, calculado como:

D = 20 x [t x 0.075/(15.24 x π x 0.7693)]^0.5

2. La composición de la reivindicación 1, en la que el componente de polietileno de alto peso molecular tiene un Mz+1 de aproximadamente 2.000.000 o mayor.

3. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el componente de polietileno de alto peso molecular tiene un contenido de comonómero de aproximadamente el 0,3% en moles a aproximadamente el 1% en moles.

4. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición tiene una densidad de aproximadamente 0,96 g/cm³ o mayor.

5. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el componente de polietileno de alto peso molecular está presente en una cantidad de aproximadamente el 60% en peso o menor de la composición.

6. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el componente de polietileno de alto peso molecular está presente en una cantidad de aproximadamente el 50% en peso o menor de la composición.

7. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la proporción del peso molecular promedio en peso del componente de polietileno de alto peso molecular a peso molecular promedio en peso del componente de polietileno de bajo peso molecular es de aproximadamente 15 o menor.

8. Una composición de polietileno bimodal, que comprende:

al menos un componente de polietileno de alto peso molecular que tiene una distribución de peso molecular (DPM) de aproximadamente 6 a aproximadamente 9, un Mz de aproximadamente 1.100.000 o mayor, y un Mz+1 de aproximadamente 2.000.000 o mayor; y

al menos un componente de polietileno de bajo peso molecular que tiene peso molecular de aproximadamente 50.000 o menor,

en la que:

la composición tiene una densidad de aproximadamente 0,94 g/cm³ o mayor, una ESCR de aproximadamente 600 horas o mayor, y un porcentaje de dilatación de aproximadamente el 70% o mayor, en la que la ESCR se mide de acuerdo con ASTM D 1693 Procedimiento B, F50 horas, y en la que el porcentaje de dilatación se define mediante {D/Do-1} x 100, donde Do es el diámetro del troquel (1 mm) y D es el diámetro medio de la varilla extruida calculado de la siguiente manera:

D = 20 x [t x 0.075/(15.24 x π x 0.7693)]^0.5

9. La composición de la reivindicación 8, en la que el componente de polietileno de alto peso molecular tiene un contenido de ramificación de cadena corta de aproximadamente 1,0 a aproximadamente 2,0 ramificaciones por 1.000 carbonos en la cadena principal.

10. La composición de la reivindicación 8, en la que el componente de polietileno de alto peso molecular tiene un contenido de ramificación de cadena corta de menos de aproximadamente 2 ramificaciones por 1.000 carbonos en la cadena principal.

11. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 8-10, en la que el componente de polietileno de alto peso molecular tiene un contenido de comonómero de aproximadamente el 0,3% en moles a aproximadamente el 1% en moles.

12. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 8-11, en la que el componente de polietileno de alto peso molecular está presente en una cantidad de aproximadamente el 50% en peso o menor de la composición.

13. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 8-12, en la que una proporción del peso molecular promedio en peso del componente de polietileno de alto peso molecular al peso molecular promedio en peso del componente de polietileno de bajo peso molecular es de aproximadamente 20 o menor.

14. La composición de cualquiera de las reivindicaciones 8-12, en la que una proporción de peso molecular promedio en peso del componente de polietileno de alto peso molecular al peso molecular promedio en peso del componente de polietileno de bajo peso molecular es de aproximadamente 15 o menor.

15. Una botella extruida que comprende:

una composición de polietileno bimodal que tiene, al menos, un componente de polietileno de alto peso molecular, que tiene una distribución de peso molecular (DPM) de aproximadamente 6 a aproximadamente 9 y un contenido de ramificación de cadena corta de menos de aproximadamente 2 ramificaciones por 1.000 carbonos en la cadena principal, en la que:

el componente de polietileno de alto peso molecular está presente en una cantidad de aproximadamente el 50% en peso o menor de la composición; y

la composición tiene una densidad de aproximadamente 0,94 g/cm³ o mayor; una ESCR de aproximadamente 600 horas o mayor; y un porcentaje de dilatación de aproximadamente el 70% o mayor, en la que la ESCR se mide de acuerdo con ASTM D 1693 Procedimiento B, F50 horas, y en la que el porcentaje de dilatación se define mediante {D/Do-1} x 100, en la que Do es el diámetro del troquel (1 mm) y D es el diámetro medio de la varilla extruida calculado de la siguiente manera:

D = 20 x [t x 0.075/(15.24 x π x 0.7693)]^0.5

y

la botella se moldea por soplado para que tenga un espesor de pared de aproximadamente 0,03 cm a aproximadamente 0,08 cm y un peso de al menos 70 gramos.

16. La botella de la reivindicación 15, en la que el componente de polietileno de alto peso molecular tiene un Mz+1 de aproximadamente 2.000.000 o mayor.

17. La botella de cualquiera de las reivindicaciones 15-16, en la que el contenido de ramificación de cadena corta es de aproximadamente 1,0 a aproximadamente 2,0 ramificaciones por 1.000 carbonos en la cadena principal.

18. La botella de cualquiera de las reivindicaciones 15-17, en la que el componente de polietileno de alto peso molecular tiene un contenido de comonómero de aproximadamente el 0,3% en moles a aproximadamente el 1% en moles.

19. La botella de cualquiera de las reivindicaciones 15-18, que comprende adicionalmente, al menos, un componente de polietileno de bajo peso molecular que tiene un peso molecular de aproximadamente 50.000 o menor.

20. La botella de cualquiera de las reivindicaciones 15-19, en la que el componente de polietileno de alto peso molecular está presente en una cantidad de aproximadamente el 60% en peso o menor de la composición.

21. La botella de cualquiera de las reivindicaciones 15-20, en la que una proporción del peso molecular promedio en peso del componente de polietileno de alto peso molecular al peso molecular promedio en peso del componente de polietileno de bajo peso molecular es de aproximadamente 20 o menor.

22. La botella de cualquiera de las reivindicaciones 15-21, en la que el espesor de la pared es de aproximadamente 0,043 cm a aproximadamente 0,066 cm y la botella pesa al menos 75 gramos.