Un interpolímero de etileno que tiene las siguientes propiedades:

i) un peso molecular promedio en número (Mn) de 1.000 a 9.000; y

ii) una viscosidad Brookfield (medida a 149ºC (300ºF) de 500 a 7.000 cP; y

donde el interpolímero comprende un componente polimérico de peso molecular medio ponderal elevado (MwH) y un componente polimérico de peso molecular medio ponderal bajo (MwL), y donde la razón, MwH/MwL, es de 1,5 a 20

Interpolímeros adecuados para usar en colas termoplásticas y procesos para prepararlos.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un producto interpolímero de etileno caracterizado en al menos un aspecto, por tener propiedades mejoradas cuando se utiliza en una formulación de cola termoplástica. Los productos interpolímeros son útiles, por ejemplo, en aplicaciones tales como colas termoplásticas y también para impactos, modificación de betún y asfalto, adhesivos, dispersiones o látexes y artículos fabricados tales como, pero sin limitarse a ellos, espumas, películas, hojas, molduras, termoformas, perfiles y fibras.

Antecedentes de la invención

Los copolímeros y homopolímeros de etileno son una clase de polímeros olefínicos bien conocidos a partir de los cuales se producen diversos productos plásticos. Tales productos incluyen colas termoplásticas. Los polímeros usados para obtener tales adhesivos se pueden preparar a partir de etileno, opcionalmente con uno o más monómeros copolimerizables. Un proceso usado para producir copolímeros y homopolímeros de etileno implica el uso de un catalizador de coordinación, tal como un catalizador Ziegler-Natta catalyst, a bajas presiones. Los catalizadores Ziegler-Natta convencionales están compuestos típicamente de muchos tipos de especies catalíticas, teniendo cada una diferentes estados de oxidación del metal y diferentes entornos de coordinación con los ligandos. Los ejemplos de tales sistemas heterogéneos son conocidos e incluyen haluros metálicos activados mediante un cocatalizador organometálico, tal como cloruro de titanio soportado sobre cloruro de magnesio, activado con compuestos de trialquilaluminio. Debido a que estos sistemas contienen más de una especie catalítica, tienen sitios de polimerización con diferentes actividades y distintas capacidades para incorporar comonómero en una cadena de polímero. La consecuencia de tal química con múltiples sitios es un producto con bajo control de la arquitectura de la cadena de polímero, cuando se compara con una cadena próxima. Además, las diferencias en el sitio del catalizador individual producen polímeros de peso molecular elevado en algunos sitios y peso molecular bajo en otros, dando como resultado un polímero con una composición heterogénea. La distribución de pesos moleculares (dada por M_w/M_n, denominado también índice de polidispersidad o "PDI" o "MWD") de tales polímeros puede ser bastante ancha. Para algunas combinaciones de heterogeneidad y MWD ancha, las propiedades mecánicas y otras de los polímeros, son en ocasiones menos deseables en ciertas aplicaciones que en otras.

Otra tecnología catalítica útil en la polimerización de olefinas se basa en la química de catalizadores homogéneos de sitio único, incluyendo metalocenos que son compuestos organometálicos que contienen uno o más ligandos ciclopentadienilo unidos a un metal, tal como hafnio, titanio, vanadio o zirconio. También se usa a menudo un cocatalizador, tal como metilaluminoxano oligomérico (denominado también metilalumoxano), para potenciar la actividad catalítica del catalizador.

La singularidad de catalizadores de sitio único, incluyendo metalocenos, reside en parte en la equivalencia estérica y electrónica de cada sitio activo del catalizador. Específicamente, estos catalizadores se caracterizan por tener un solo sitio químico, estable en lugar de una mezcla de sitios como se ha discutido anteriormente para los catalizadores Ziegler-Natta convencionales. El sistema resultante está compuesto de especies catalíticas que tienen una actividad y selectividad singular. Los polímeros producidos mediante tales catalizadores se denominan a menudo en la técnica resinas homogéneas o de sitio único.

Una consecuencia de tal reactividad singular es que por la variación en el componente metálico y/o en los ligandos y sustituyentes de ligandos del componente complejo de metal de transición del catalizador de sitio único, se puede obtener un millar de productos poliméricos. Estos incluyen oligómeros y polímeros con pesos moleculares (Mn) en el intervalo de 200 a más de 1.000.000. Además, variando el componente metálico y/o los ligandos y los sustituyentes de los ligandos del catalizador de sitio único, también es posible en interpolimerizaciones de etileno y alfa-olefina, variar la reactividad del comonómero del catalizador, tal que se incorporan niveles de comonómero muy diferentes a una concentración de comonómero dada. Por lo tanto, también es posible variar la densidad del producto a partir de productos con elevada incorporación de comonómero (dando como resultado densidades mayores que 0,900 g/cm³), a productos con apenas incorporación de comonómero (dando como resultado densidades mayores que 0,950 g/cm³), ambas con la misma concentración de comonómero en el reactor.

Un método para utilizar esta variación en la reactividad de catalizadores de sitio único, es emplear dos o más de tales catalizadores junto con una configuración de múltiples reactores, para producir las denominadas mezclas de resina en reactor, que son una combinación de productos obtenidos para cada catalizador. En este caso, existe la capacidad de: i) controlar las condiciones de polimerización en cada reactor independientemente, ii) controlar la contribución de cada producto del reactor a la composición polimérica final (la denominada razón de reparto en el reactor) y iii) proporcionar a cada reactor un catalizador de sitio único, permite a tal proceso producir un amplio intervalo de productos poliméricos que son combinaciones de cada producto del reactor. La capacidad de producir tales mezclas en el reactor en oposición a la mezcla posterior al reactor de los componentes preparados de manera separada tiene claras ventajas económicas, de flexibilidad del producto y del proceso en aplicaciones que buscan un producto que no se puede obtener en una configuración de un solo catalizador en un solo reactor o un solo catalizador en dos reactores.

Además, la compatibilidad mutua de mezclas de catalizadores de sitio único (en oposición a una mezcla de un catalizador de sitio único y uno Ziegler tradicional) también permite la posibilidad de producir un amplio intervalo de productos de mezcla en el reactor en un único reactor, incluso bajo las mismas condiciones de polimerización, introduciendo en el reactor catalizadores de sitio único con distintas reactividades del comonómero y/o cinéticas de terminación, y variando sus cantidades realtivas para dar las propiedades finales del polímero deseadas. De este modo, también se pueden preparar mezclas en el reactor, las cuales, de nuevo no se pueden obtener si no es por mezcla posterior al reactor de los componentes preparados por separado.

Hay una serie de ejemplos de ambos tipos de productos y procesos en la técnica anterior. Por ejemplo, la patente de EE.UU. nº 5.530.065 (Farley et al.) describe artículos termosoldados y películas termosoldables que comprenden una mezcla de polímero de un primer polímero que tiene una distribución de peso molecular y distribución de composición estrecha, y un segundo polímero que tienen una distribución de peso molecular y distribución de composición ancha.

Las patentes de EE.UU. nº. 5.382.630 y 5.382.631 (Stehling et al.) describen mezclas de interpolímeros de etileno lineal con propiedades mejoradas, obtenidas a partir de componentes que tienen una distribución de peso molecular estrecha (Mw/Mn =q 3) y una distribución de composición ancha (CDBI > 50%).

La patente de EE.UU. nº 6.545.088 B1 (Kolthammer et al.) describe un proceso para polimerizar etileno, una alfa-olefina y opcionalmente un dieno, catalizado por un catalizador metaloceno en un solo reactor o en múltiples reactores.

La patente de EE.UU. nº 6.566.446 B1 (Kolthammer et al.) describe un proceso que comprende interpolimerizar un primer interpolímero homogéneso de etileno/alfa-olefina y al menos un segundo interpolímero homogéneo de etileno/alfa-olefina, usando al menos dos catalizadores con geometría restringida. Los catalizadores tienen diferentes reactividades tal que el primer interpolímero tiene una distribución de peso molecular estrecha y un contenido de comonómero muy elevado y peso molecular relativamente elevado, y el segundo interpolímero de etileno/alfa-olefina tiene una distribución de peso molecular estrecha y un contenido de comonómero bajo y un peso molecular inferior al del primer interpolímero. Los interpolímeros se pueden polimerizar en un solo reactor o diferentes reactores que funcionan...

1. Un interpolímero de etileno que tiene las siguientes propiedades:

donde el interpolímero comprende un componente polimérico de peso molecular medio ponderal elevado (M_wH) y un componente polimérico de peso molecular medio ponderal bajo (M_wL), y donde la razón, M_wH/M_wL, es de 1,5 a 20.

2. El interpolímero de etileno de la reivindicación 1, en el que el interpolímero tiene un peso molecular promedio en número de1.500 a 9.000.

3. El interpolímero de etileno de la reivindicación 2, en el que el interpolímero tiene un peso molecular promedio en número de 2.000 a 7.000.

4. El interpolímero de etileno de la reivindicación 3, en el que el interpolímero tiene un peso molecular promedio en número de 2.000 a 6.000.

5. El interpolímero de etileno de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el interpolímero tiene una viscosidad Brookfield (medida a 149ºC (300ºF)) de 500 a 6.000 cP.

6. El interpolímero de etileno de la reivindicación 5, en el que el interpolímero tiene una viscosidad Brookfield (medida a 149ºC (300ºF)) de 500 a 5.000 cP.

7. El interpolímero de etileno de la reivindicación 5, en el que el interpolímero tiene una viscosidad Brookfield (medida a 149ºC (300ºF)) de 1,000 a 6.000 cP.

8. El interpolímero de etileno de la reivindicación 1, en el que la razón, M_WH/M_WL, es de 2 a 20.

9. El interpolímero de etileno de la reivindicación 5, en el que el interpolímero tiene una distribución de peso molecular (M_W/M_n) de 2 a 20.