POLIPROPILENO HETEROFASICO CON ELEVADAS PROPIEDADES DE IMPACTO.
Resina de polipropileno heterofásica
que comprende un fase matriz (A) de homopolímero o copolímero de polipropileno y una fase (B) de copolímero de etileno-propileno dispersada dentro de la matriz,
en la que la resina de polipropileno heterofásica tiene
una fracción insoluble en p-xileno (XCU) a 25ºC con una viscosidad intrínseca de 2,0 dl/g o inferior, determinada según la norma DIN EN ISO 1628-1 y -3, y
una fracción soluble en p-xileno (XCS) a 25ºC que tiene una viscosidad intrínseca de 2,0 a 4,5 dl/g, determinada según la norma DIN EN ISO 1628-1 y -3, y una cantidad de unidades de monómero de etileno del 60 al 85% molar
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07024556.
Solicitante: BOREALIS TECHNOLOGY OY.
Nacionalidad solicitante: Finlandia.
Dirección: P.O. BOX 330,06101 PORVOO.
Inventor/es: NENSETH,SVEIN, DOSHEV,PETAR.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 18 de Diciembre de 2007.
Fecha Concesión Europea: 10 de Febrero de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C08F210/16 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08F COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES QUE IMPLICAN UNICAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de hidrocarburos de número reducido de átomos de carbono, p. ej. por oligomerización, C10G 50/00; Procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la síntesis de un compuesto químico dado o de una composición dada, o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P; polimerización por injerto de monómeros, que contienen uniones insaturadas carbono-carbono, sobre fibras, hilos, hilados, tejidos o artículos fibrosos hechos de estas materias D06M 14/00). › C08F 210/00 Copolímeros de hidrocarburos alifáticos insaturados que tienen solamente un enlace doble carbono-carbono. › Copolímeros de eteno con alfa-alquenos, p. ej. cauchos EP.
- C08F297/08 C08F […] › C08F 297/00 Compuestos macromoleculares obtenidos por sucesiva polimerización de diferentes sistemas monoméricos utilizando un catalizador de tipo iónico o de coordinación sin desactivar el polímero intermedio. › polimerizando monoolefinas.
- C08F297/08B
- C08L23/10 C08 […] › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos D01F; filamentos o fibras artificiales D06). › C08L 23/00 Composiciones de homopolímeros o copolímeros de hidrocarburos alifáticos insaturados que tienen solamente un enlace doble carbono-carbono; Composiciones de derivados de tales polímeros. › Homopolímeros o copolímeros de propeno.
Clasificación PCT:
- C08F2/00 C08F […] › Procesos de polimerización.
- C08F297/08 C08F 297/00 […] › polimerizando monoolefinas.
- C08L23/10 C08L 23/00 […] › Homopolímeros o copolímeros de propeno.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
Polipropileno heterofásico con elevadas propiedades de impacto.
La presente invención se refiere a una resina de polipropileno heterofásica que comprende una matriz de homopolímero o copolímero de propileno y una fase de copolímero de etileno-propileno dispersa dentro de la matriz con excelentes propiedades de impacto. Además, se refiere a un proceso para fabricar dicha resina de polipropileno y a la utilización de dicha resina para la fabricación de un artículo.
Los bien conocidos polipropilenos comerciales son materiales poliméricos particularmente isotácticos, semicristalinos, termoplásticos con una excelente proporción coste- desempeño. Sin embargo, su fragilidad a alta velocidad y especialmente su carga de impacto a baja temperatura limita su utilización como termoplásticos de ingeniería.
Un enfoque bien conocido para mejorar la dureza de un polipropileno isotáctico es la incorporación de copolímero de etileno-propileno como fase dispersa en la matriz de polipropileno.
Sin embargo, en Doshev, P. y otros, Fracture characteristics and deformation behaviour of heterophasic ethylene-propylene copolymers as function of the dispersed phase composition ("Características de fractura y comportamiento de deformación de copolímeros de etileno-propileno heterofásicos como función de la composición de la fase dispersa"), Polymer, 46 (2005), 9411-9422, y Grein, C. y otros, Impact Modified Isotactic Polypropylene with Controlled Rubber Instrinsic Viscosities: Some New Aspects About Morphology and Fracture ("Polipropileno Isotáctico Modificado por Impacto con Viscosidades Intrínsecas de Goma Controladas: Algunos Aspectos Novedosos Acerca de la Morfología y Fractura") J Appl Polymer Sci, 87 (2003), 1702-1712, se ha encontrado que cuando se utilizan catalizadores Ziegler-Natta convencionales de cuarta clase, el aumento del contenido de etileno en la fase dispersa de copolímero de etileno-propileno conlleva a un aumento de la tensión interfacial. Por consiguiente, el tamaño de las partículas de copolímero de etileno-propileno aumenta, lo que tiene un efecto negativo en la transición frágil-dúctil y la resistencia al impacto Charpy.
Es un objetivo de la presente invención superar las desventajas anteriores y dar a conocer una composición de polipropileno que muestre excelentes propiedades de impacto, especialmente a bajas temperaturas.
La presente invención se basa en el descubrimiento de que el objetivo anterior puede alcanzarse si se combina un homopolímero o copolímero de polipropileno con una baja viscosidad intrínseca como fase matriz con una fase dispersa que comprende un copolímero de etileno-propileno con una gran cantidad de unidades de monómero de etileno y una alta viscosidad intrínseca. La resina de propileno heterofásica resultante muestra excelentes propiedades de impacto, especialmente a bajas temperaturas.
Por lo tanto, la presente invención da a conocer una resina de polipropileno heterofásica que comprende una fase matriz de homopolímero o copolímero de polipropileno (A) y una fase de copolímero de etileno-propileno (B) dispersa en la matriz,
en la que la resina de polipropileno heterofásica tiene
una fracción insoluble en p-xileno (XCU) a 25ºC con una viscosidad intrínseca de 2,0 dl/g o menor, determinada según la norma DIN EN ISO 1628-1 y -3, y
una fracción soluble en p-xileno (XCS) a 25ºC que tiene una viscosidad intrínseca de 2,0 a 4,5 dl/g, determinada según la norma DIN EN ISO 1628-1 y -3, y una cantidad de unidades de monómero de etileno del 60 al 85% molar.
Se ha encontrado sorprendentemente que una resina de polipropileno hererofásica con esas características muestra excelentes propiedades de impacto, especialmente a bajas temperaturas.
El término "polipropileno" se refiere a un homopolímero o copolímero de propileno o una mezcla de dichos homopolímeros o copolímeros de propileno.
El componente (A) puede consistir en un homopolímero o copolímero de propileno único, pero (A) también puede comprender una mezcla de diferentes homopolímeros o copolímeros de propileno. Esto se aplica también a todas las realizaciones preferentes del componente (A).
Lo mismo se aplica para el componente (B), es decir, puede consistir en un compuesto único, pero puede también comprender una mezcla de diversos compuestos. Esto se aplica también a todas las realizaciones preferentes del componente (B).
En una realización preferente, la resina consiste en los componentes (A) y (B).
La fracción insoluble en p-xileno a 25ºC (XCU) significa la fracción de resina de polipropileno que no es soluble en p-xileno a 25ºC, que representa la mayor parte del homopolímero o copolímero de propileno isotáctico. La fracción soluble en p-xileno (XCS) significa la fracción de resina de polipropileno que es soluble en p-xileno a 25ºC que representa la mayor parte del copolímero de etileno-propileno amorfo.
La fracción XCU de la presente invención tiene una viscosidad intrínseca de 2,0 dl/g o menor, preferentemente de 0,2 a 1,8 dl/g, más preferentemente de 0,4 a 1,6 dl/g, más preferentemente de 0,6 a 1,4 dl/g, determinada según la norma DIN EN ISO 1628-1 y -3.
En una realización preferente, la fracción XCU tiene una cantidad de unidades de monómero de propileno, como mínimo, del 90% molar, más preferentemente, como mínimo, el 91% molar, aún más preferente el 92% molar, lo más preferente el 93% molar.
La cantidad de unidades de monómero de propileno en la fracción XCU se determina preferentemente mediante medición por RMN, preferentemente mostrando además una distribución estadística, como mínimo, del 40%, más preferentemente, como mínimo, del 50% de unidades de monómero de etileno en la fracción XCU.
Además, es preferente que la fracción XCU tenga un peso molecular promedio en peso Mw de 100 a 500 kg/mol, más preferentemente de 150 a 400 kg/mol, lo más preferente de 200 a 300 kg/mol y un peso molecular promedio en número Mn de 30 a 180 kg/mol, más preferentemente de 50 a 140 kg/mol, lo más preferente de 65 a 100 kg/mol, determinado mediante GPC según la norma ISO 16014-1 y 4.
Preferentemente, la fracción XCU tiene una distribución de peso molecular MWD de 1,5 a 4,5, más preferentemente de 2,0 a 4,0, lo más preferente de 2,2 a 3,5.
En una realización preferente, la fracción XCU esta presente en una cantidad del 60 al 95% en peso, más preferentemente del 70 al 90% en peso, aún más preferentemente del 75 al 88% en peso, lo más preferente del 78 al 85% en peso de la resina de polipropileno heterofásica.
La fracción XCS según la presente invención tiene una cantidad de unidades de monómero de etileno del 60 al 85% molar, preferentemente del 65 al 82% molar, más preferentemente del 70 al 80% molar, lo más preferente del 72 al 78% molar.
Además, la fracción XCS de la presente invención tiene una viscosidad intrínseca de 2,0 a 4,5 dl/g, preferentemente de 2,5 a 4,0 dl/g, más preferentemente de 2,8 a 3,8 dl/g, lo más preferente de 3,0 a 3,6 dl/g, determinada según la norma DIN EN ISO 1628-1 y -3.
Es preferente que la viscosidad intrínseca de la fracción XCS sea mayor que la viscosidad intrínseca de la fracción XCU.
La cantidad de unidades de monómero de etileno en la fracción XCS se determina preferentemente mediante medición por RMN preferentemente mostrando además una distribución estadística, cómo mínimo, del 40%, más preferentemente, como mínimo, del 45%, lo más preferente, como mínimo, del 50% de unidades de monómero de etileno en la fracción XCS.
Es además preferente, que la fracción XCS tenga un peso molecular promedio en peso Mw de 200 a 650 kg/mol, más preferentemente de 300 a 550 kg/mol, lo más preferente de 350 a 500 kg/mol, y un peso molecular promedio en número Mn de 60 a 250 kg/mol, más preferentemente de 100 a 200 kg/mol, lo más preferente de 110 a 180 kg/mol, determinado mediante GPC según la norma ISO 16014-1 y 4.
Preferentemente, la fracción XCS tiene una distribución de peso molecular MWD de 2,0 a 5,0, más preferentemente de 2,5 a 4,5, lo más preferente de 2,8 a 4,3.
En una realización preferente, la fracción XCS está presente en una cantidad de 5 a 40% en peso, más preferentemente de 10 a 30% en peso, aún más preferentemente de 12 a 25% en peso, lo más preferente de 15 a 22% en peso de la resina de polipropileno heterofásica.
Reivindicaciones:
1. Resina de polipropileno heterofásica
que comprende un fase matriz (A) de homopolímero o copolímero de polipropileno y una fase (B) de copolímero de etileno-propileno dispersada dentro de la matriz,
en la que la resina de polipropileno heterofásica tiene
una fracción insoluble en p-xileno (XCU) a 25ºC con una viscosidad intrínseca de 2,0 dl/g o inferior, determinada según la norma DIN EN ISO 1628-1 y -3, y
una fracción soluble en p-xileno (XCS) a 25ºC que tiene una viscosidad intrínseca de 2,0 a 4,5 dl/g, determinada según la norma DIN EN ISO 1628-1 y -3, y una cantidad de unidades de monómero de etileno del 60 al 85% molar.
2. Resina de polipropileno heterofásica, según la reivindicación 1, en la que la fracción XCU tiene una cantidad de unidades de comonómero de propileno, como mínimo, del 90% molar.
3. Resina de polipropileno heterofásica, según la reivindicación 1 ó 2, en la que la fracción XCU tiene un peso molecular promedio en peso Mw de 100 a 500 kg/mol, medido por GPC según la norma ISO 16014-1 y 4.
4. Resina base de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la fracción XCU tiene una distribución de peso molecular MWD de 1,5 a 4,5.
5. Resina base de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la fracción XCU está presente en una cantidad del 60 al 95% en peso de la resina de polipropileno.
6. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la fracción XCS tiene un peso molecular promedio en peso Mw de 200 a 650 kg/mol, medido por GPC según la norma ISO 16014-1 y 4.
7. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la fracción XCS está presente en una cantidad del 5 al 40% en peso de la resina base.
8. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la resina tiene un MFR (2,16 kg, 230ºC), como mínimo, de 10 g/10min, determinado según la norma ISO 1133.
9. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la resina tiene un MFR (2,16 kg, 230ºC), como mínimo, de 100 g/10min, determinado según la norma ISO 1133.
10. Resina base de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la resina base tiene una resistencia al impacto Charpy con muesca a +23ºC, como mínimo, de 25,0 kJ/m2, determinada según la norma ISO 179-1/1eA.
11. Resina base de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la resina base tiene una resistencia al impacto Charpy con muesca a -20ºC de, como mínimo, 5,0 kJ/m2, determinada según la norma ISO 179-1/1eA.
12. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la resina tiene una transición frágil-dúctil a una temperatura de 10ºC o inferior, determinada a partir de la resistencia al impacto Charpy instrumentada según la norma ISO 179-2:2000.
13. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la resina tiene un impacto por caída de peso instrumentado a +23ºC, como mínimo, de 15 J, determinado según la norma ISO 6603-2.
14. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la resina tiene un impacto por caída de peso instrumentado a -20ºC, como mínimo, de 15 J, determinado según la norma ISO 6603-2.
15. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la resina se produce en un proceso multietapas.
16. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la resina se prepara en presencia de un sistema catalítico que comprende un catalizador asimétrico en el que el sistema catalítico tiene una porosidad de menos de 1,40 ml/g.
17. Resina de polipropileno heterofásica, según la reivindicación 13, en la que el catalizador asimétrico es dicloruro de dimetilsilil[2-metil-4'-terbutil)-4-fenil-indenil)(2-isopropil-(4'-terbutil)-4-fenil-indenil)]-circonio.
18. Proceso para la preparación de una resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la fase (A) de matriz de homopolímero o copolímero de propileno se prepara en una primera etapa, y la fase (B) de copolímero de etileno-propileno se prepara en una segunda etapa en presencia del producto de la primera etapa.
19. Composición de polipropileno heterofásica que comprende una resina de polipropileno heterofásica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17 y aditivos en una cantidad de hasta el 10% en peso.
20. Artículo que comprende la resina de polipropileno heterofásica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17 o una composición de polipropileno heterofásica según la reivindicación 19.
21. Uso de la resina de polipropileno heterofásica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17 para preparar un artículo.
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