Un procedimiento para producir un polietileno que comprende: (a) proporcionar un polietileno que tiene un valor de I21 de 2 g/10 min a 100 g/10 min y una densidad de 0,

91 g/cm3 a 0,97 g/cm3; (b) formar un fundido de polietileno y hacer pasar el polietileno a través de uno o más filtros de tamiz activos que tienen un tamaño de malla de 75 μm a 200 μm, a un flujo másico de 3.500 kg/h/m2 (5 lb/h/pulgada cuadrada) a 70.000 kg/h/m2 (100 lb/h/pulgada cuadrada); (c) aislar el polietileno que ha pasado a través del filtro del tamiz

Procedimiento para reducir geles en poliolefinas.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a procedimientos para reducir el número de geles en polietilenos y, más particularmente, a un procedimiento de extrusión en estado fundido de composiciones de polietileno a través de uno o más tamiz o tamices activos para reducir el número de geles en el fundido y una película que tiene aspecto de película mejorado.

Antecedentes de la invención

La presencia de "geles" es un problema común en las poliolefinas. El término "geles" se refiere a imperfecciones altamente localizadas en la poliolefina, especialmente en una película hecha de poliolefina, que son visualmente distintas de la película circundante, principalmente debido a la presencia de grandes concentraciones de polímero no mezclado, catalizador y activador sin reaccionar, o ambos, aunque puede incluir otros tipos de imperfecciones visualmente distintas también. La presencia de los geles disminuye el valor de estas películas y, en algunos casos, hace a las películas no comercializables. Ha habido muchos enfoques en el pasado para resolver este problema. Un enfoque es retirar los geles antes de formar el producto final formado a partir de la poliolefina que tiene los geles. Un enfoque en particular es el de filtrar el fundido de poliolefina. Este se describe en general en FILTRATION OF POLYMER MELTS (D. Gneuss, ed., VDI-Verlag GmbH, Düsseldorf 1981). En particular, Gerhard Schönbauer describe el uso de una malla de tamiz para filtrar los fundidos poliméricos en esta publicación. Sin embargo, no existen soluciones específicas para retirar los geles comunes en fundidos de poliolefina, especialmente fundidos de polietileno y fundidos de polietileno bimodal o multimodal.

Otros han desvelado el uso de una malla de tamiz para filtrar fundidos de poliolefinas. En un enfoque para resolver el problema de los geles en productos de poliolefina, el documento US 5.730.885 desvela, como un enfoque preferido, el uso de múltiples tamices, aquellos de malla más gruesa de 250, evitando así una contrapresión no deseada y la rotura del tamiz. En un segundo enfoque, por otro lado, el documento US 6.485.662 desvela que es deseable un único tamiz de malla activo, que es una malla relativamente grande, aquellos con mallas más finas de 200 que tienen un intervalo de tamaño de retención micrométrico de 2 μm a 70 μm, en combinación con diversos tamices pasivos de malla pequeña. Estas soluciones son ambas un tanto inadecuadas debido a que la primera requiere múltiples tamices activos, mayor coste y complejidad así como está limitada a polipropileno en su utilidad, mientras que el segundo enfoque tiene el problema de una alta caída de la presión y propensión de los tamices a taponarse rápidamente.

Los presentes inventores han descubierto, sorprendentemente, que un tamiz activo único, de tamaño de malla relativamente grueso, puede filtrar adecuadamente fundidos de polietileno a niveles deseables comercialmente. Los inventores también han descubierto que uno, dos, tres o cuatro tamices activos son útiles en la producción de gel de polietilenos bimodales.

Sumario de la invención

La invención se refiere a un procedimiento para producir un polietileno, en una realización preferida, un polietileno bimodal que comprende un componente de alto peso molecular y un componente de bajo peso molecular, comprendiendo el procedimiento proporcionar un polietileno que tenga un valor I₂₁ de 2 g/10 min a 100 g/10 min y una densidad de 0,91 g/cm³ a 0,97 g/cm³; seguido de la formación de un fundido del polietileno y hacer pasar el polietileno a través de uno o más, preferentemente de uno a cuatro, filtro o filtros de tamiz activos que tienen un tamaño de malla de 75 μm a 200 μm a un flujo másico de 3500 kg/h/m² (5 lb/h/pulgada cuadrada) a 70.000 kg/h/m² (100 lb/h/pulgada cuadrada); y aislar el polietileno que ha pasado a través del filtro del tamiz. En una realización, el polietileno tiene un I₂₁ de 4 g/10 min a 20 g/10 min y una densidad de 0,93 g/cm³ a 0,96 g/cm³. En otra realización particular, el polietileno tiene un I₂₁ de 2 g/10 min a 80 g/10 min y una densidad de 0,91 g/cm³ a 0,93 g/cm³.

Esto puede combinarse con las diversas realizaciones desveladas en el presente documento, para describir la invención o invenciones.

Descripción detallada de la invención

Como se usa en el presente documento, en referencia a los "Grupos" de Elementos de la Tabla Periódica, se usa el "nuevo" esquema de numeración para los Grupos de la Tabla Periódica como en el CRC HANDBOOK OF CHEMISTRY AND PHYSICS (David R. Lide ed., CRC Press 81ª ed. 2000).

El procedimiento de la presente invención incluye mezclar en estado fundido un polietileno, más preferentemente un polvo de polietileno bimodal, hacer pasar el polímero mezclado fundido a través de un grupo de tamices de filtro, extruir los polímeros a través de una boquilla y después enfriar los polímeros.

La fusión puede realizarse mediante calentadores, como los convencionales en la técnica, o en el propio dispositivo de mezcla. El polietileno puede mezclarse adicionalmente y se mezcla, preferentemente, así como se funde en un procedimiento secuencial o simultáneo en el mismo instrumento. La fusión, mezcla o "mezcla en estado fundido" puede tener lugar con extrusoras y procedimientos para la extrusión como se describen en los documentos US 4.814.135; US 5.076.988; US 5.154.382 y la publicación de Estados Unidos 2005/0012235. Por ejemplo, pueden usarse extrusoras de tornillo, tanto de tipo de un solo tornillo como doble, por ejemplo una extrusora de doble tornillo co-rotatorio ZSK o una extrusora de un solo tornillo Killion. La porción del tornillo de la extrusora puede estar dividida hasta en tres secciones, la sección de alimentación, la sección de comprensión y la sección de medición y puede tener múltiples zonas de calentamiento desde la zona de calentamiento posterior a la zona de calentamiento anterior, funcionando las múltiples secciones y zonas de corriente arriba a corriente abajo. Si la extrusora tiene más de un cilindro, los cilindros deberían estar conectados en serie. La relación de longitud a diámetro de cada cilindro está en el intervalo de 16:1 a 40:1 en una realización. La mezcla de los polímeros componentes también puede realizarse, por ejemplo, en una mezcladora de tipo discontinuo, tal como una mezcladora BANBURY^TM o una mezcladora BRABENDER^TM, aunque también pueden usarse mezcladoras tangenciales y de acoplamiento contra-rotatorio y de acoplamiento co-rotatorios, mezcladoras de dos etapas y mezcladoras multietapa de larga longitud/diámetro. Además, los sistemas de mezclado en los documentos US 4.334.783 y US 5.458.474 son útiles en otra realización. La mezcla puede tener lugar a temperaturas en el intervalo de 160º a 270ºC y, preferentemente, se realiza a temperaturas en el intervalo de 180ºC a 240ºC.

La etapa de mezcla va seguida de hacer pasar el fundido de polietileno a través de una malla de filtro activo único, que puede estar alojado en una placa de ruptura. El filtro de tamiz puede comprender un paquete con uno o más tamices pasivos de tamaño de malla 20 a malla 60. El uno o más tamices activos, sólo uno en una realización preferida, se caracteriza por el número de alambres por unidad de la longitud en cada dirección, es decir, su "malla". Una malla de tamiz mayor, para un filtro dado, dará como resultado un tamaño de poro más pequeño; por ejemplo, el tamiz de malla 325 tiene aberturas de 42 μm. Los inventores han descubierto que la malla 60 (250 μm) y aberturas más gruesas son pasivas, mientras que la malla 80 (177 μm) y aberturas más finas son activas, pero sin tener que llegar a tamaños tan finos que las contrapresiones del procedimiento de fusión sean indeseablemente altas.

Más particularmente, los inventores han descubierto que el uso de uno o más tamices activos, preferentemente de uno a cuatro, incluso más preferentemente de uno a tres y más preferentemente un tamiz activo que tiene una malla tal que las aberturas son 75 μm a 210 μm, más preferentemente de 75 μm a 180 μm y más preferentemente 75 μm a 150 μm, es tanto económico como suficiente para producir poliolefinas que tienen un aspecto comercialmente atractivo debido a la ausencia de geles, especialmente cuando se forman en películas. Adicionalmente, los inventores han descubierto...

1. Un procedimiento para producir un polietileno que comprende:

(a) proporcionar un polietileno que tiene un valor de I₂₁ de 2 g/10 min a 100 g/10 min y una densidad de 0,91 g/cm³ a 0,97 g/cm³;

(b) formar un fundido de polietileno y hacer pasar el polietileno a través de uno o más filtros de tamiz activos que tienen un tamaño de malla de 75 μm a 200 μm, a un flujo másico de 3.500 kg/h/m² (5 lb/h/pulgada cuadrada) a 70.000 kg/h/m² (100 lb/h/pulgada cuadrada);

(c) aislar el polietileno que ha pasado a través del filtro del tamiz.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el polietileno tiene un I₂₁ de 4 g/10 min a 20 g/10 min y una densidad de 0,93 g/cm³ a 0,96 g/cm³.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el polietileno tiene un I₂ de 2 g/10 min a 80 g/10 min y una densidad de 0,91 g/cm³ a 0,93 g/cm³.

4. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que el polietileno tiene una distribución del peso molecular (Mw/Mn) que varía de 20 a 100.

5. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que el polietileno tiene una distribución del peso molecular (Mw/Mn) que varía de 2 a 5.

6. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que el polietileno se moldea en forma de una película que posee un recuento de gel compuesto de menos de 50.

7. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que el flujo másico varía de 7.000 kg/h/m² (10 lb/h/pulgada cuadrada) a 35.000 kg/h/m² (50 lb/h/pulgada cuadrada).

8. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que el filtro de tamiz activo posee un tamaño de malla de 75 μm a 150 μm.

9. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1-8 en el que la formación del fundido de polietileno y el paso del polietileno a través de uno o más filtro o filtros de tamiz se lleva a cabo mediante una extrusora que tiene una bomba de engranajes, y en el que la presión de descarga de la bomba de engranajes aumenta en menos de un 25% desde la presión inicial por cada 24 horas de producción continua.

10. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que hay uno o más tamices pasivos para reforzar los tamices activos.

11. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en el que el fundido también se mezcla antes de pasar a través del tamiz.

12. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en el que el polietileno es un polietileno bimodal producido en un reactor de lecho fluidizado en fase gaseosa, continuo, único.

13. El procedimiento de la reivindicación 1 que comprende adicionalmente el procesamiento del polietileno en forma de película.