Composición polimérica heterofásica, que comprende - una matriz que comprende un homopolímero de propileno y/o un copolímero de propileno que tienen una cantidad de unidades comonoméricas menor que el 1,

0 % en peso, - un polipropileno elastomérico que está dispersado dentro de la matriz y comprende unidades comonoméricas derivadas de etileno y/o una alfaolefina C4 a C12, presentando la composición polimérica heterofásica una fracción amorfa AM en una cantidad de entre el 2,0 y el 7,5 % en peso, y presentando la fracción amorfa AM una cantidad de unidades comonoméricas derivadas de etileno y/o de alfaolefina C4 a C12 de entre el 20 y el 45 % en peso

La presente invención se refiere a una composición polimérica heterofásica de rigidez mejorada que es útil para la preparación de tubos, y a un proceso para la preparación de dicha composición polimérica heterofásica.

Los tubos realizados con materiales poliméricos se usan frecuentemente con varios fines, tales como el transporte de fluido, es decir, el transporte de gases o líquidos. El fluido puede estar presurizado tal como cuando se transporta gas natural o agua corriente, o no presurizado tal como cuando se transportan aguas cloacales (aguas residuales), aguas de drenaje (drenaje de terrenos y carreteras), para aplicaciones de aguas pluviales o para tierras y residuos en interiores. Por otra parte, el fluido transportado puede tener temperaturas variables, habitualmente dentro del intervalo de temperaturas de entre aproximadamente 0 ºC y aproximadamente 50 ºC. Los tubos no sometidos a presión (sin presión) también se pueden usar para la protección de cables y tubos.

A dichos tubos sin presión se les hace referencia también en el presente documento como tubos de aguas residuales o tubos sin presión de agua residuales.

El término “tubo” tal como se usa en el presente documento está destinado a comprender tubos en un sentido más amplio, así como piezas suplementarias como accesorios de conexión, válvulas, cámaras y todas las piezas que son necesarias comúnmente para, por ejemplo, un sistema de conducción de aguas residuales. Comprende también tubos monocapa o multicapa, en los que, por ejemplo, una o más de las capas es una capa metálica y que puede incluir una capa adhesiva. El término “tubo” abarca también tubos de paredes estructurales, tales como tubos corrugados, tubos de doble pared con o sin secciones huecas.

Se imponen diferentes requisitos sobre los tubos para el transporte de fluidos presurizados (los denominados tubos de presión) y los tubos para el transporte de fluidos no presurizados, tal como aguas residuales (los denominados tubos sin presión). Mientras que los tubos de presión deben poder resistir una presión positiva interna, es decir, una presión en el interior del tubo que es mayor que la presión en el exterior del tubo, los tubos sin presión no tienen que resistir ninguna presión positiva interna, pero en cambio se requiere que resistan una presión positiva externa, es decir, la presión en el exterior del tubo es mayor que la presión en el interior del tubo. Esta presión mayor en el exterior puede ser debida a la carga de la tierra sobre el tubo cuando el mismo está enterrado en el suelo, la presión de aguas subterráneas, la carga de tráfico, o fuerzas de sujeción en aplicaciones interiores.

Los tubos sin presión, tales como los tubos de aguas residuales, se realizan en una variedad de dimensiones desde aproximadamente 0,1 hasta aproximadamente 3 m de diámetro y con una variedad de materiales, tales como cerámica (principalmente arcilla vitrificada), hormigón, cloruro de polivinilo (PVC), polietileno (PE), y polipropileno (PP). Aunque la cerámica y el hormigón son materiales de bajo coste, los mismos desafortunadamente son pesados y frágiles. Por ello, durante los últimos años ha existido una tendencia a sustituir los tubos de cerámica u hormigón para aguas residuales con tubos de materiales poliméricos tales como PVC, PE o PP. Aunque el PVC cuesta menos que el PP por unidad de peso, el PP tiene ventajas con respecto al PVC en otros aspectos al tener una menor densidad y por lo tanto un menor peso por metro de tubo, al presentar propiedades superiores en alta y baja temperatura, y al ser soldable.

Los tubos de PP para aguas residuales deben presentar la suficiente rigidez para resistir la carga de tierra sin ninguna ayuda de una presión interna. La rigidez del tubo se deriva principalmente a partir del material del tubo y, como medida de rigidez, se puede tomar el módulo de tracción del material del tubo. Cuanto mayor sea el módulo de tracción del material del tubo, más rígido será este último.

Además, los tubos sin presión se ven expuestos frecuentemente a temperaturas altas así como bajas. Por lo tanto, deben ser duraderos dentro de un intervalo amplio de temperaturas, lo cual significa que deberían presentar una alta resistencia a impactos, particularmente a baja temperatura.

No obstante, puesto que la rigidez y la resistencia a impactos son propiedades en conflicto, resulta difícil aumentar el módulo de tracción del material de un tubo de PP al mismo tiempo que manteniendo la resistencia a impactos en un nivel aceptable.

El documento WO 99/24479 da a conocer una composición de polipropileno nucleado que contiene un compuesto vinílico polimerizado. La composición puede comprender una matriz homopolimérica de propileno y un copolímero de propileno/etileno elastomérico dispersado en la misma. El contenido de etileno de la parte amorfa puede estar en el intervalo de entre el 30 y el 50 % en peso. Además, la cantidad de la fase dispersa de caucho puede variar en un intervalo amplio tal como entre el 5 y el 30 % en peso, o entre el 10 y el 20 % en peso. Según los ejemplos, con composiciones poliméricas heterofásicas no se podría obtener un módulo de tracción de por lo menos 2.000 MPa.

**(Ver fórmula)**

El documento EP 1 026 184 A1 da a conocer una composición polimérica heterofásica que comprende una matriz realizada con un componente de PP de alto peso molecular y de bajo peso molecular, y una fase elastomérica dispersa realizada con un copolímero de etileno/alfaolefina. La composición polimérica heterofásica puede tener una fracción soluble en xileno en frío en una cantidad de entre el 4 y el 30 % en peso. La cantidad de unidades monoméricas derivadas de etileno en el copolímero elastomérico de etileno/alfaolefina puede estar en el intervalo de entre el 22 y el 38 % en peso. Según los ejemplos, todas las composiciones poliméricas heterofásicas tienen un módulo de flexión por debajo de 2.000 MPa.

El documento EP 1 632 529 A1 da a conocer una composición polimérica heterofásica que comprende un homopolímero de propileno y un copolímero de propileno elastomérico dispersado en el primero. La composición polimérica heterofásica tiene una cantidad total de unidades comonoméricas, por ejemplo, unidades comonoméricas derivadas de etileno, de por lo menos el 2 % en peso.

Considerando las afirmaciones ofrecidas anteriormente, es un objetivo de la presente invención proporcionar una composición polimérica que resulte útil para la preparación de un tubo de alta rigidez al mismo tiempo que manteniendo simultáneamente en un nivel aceptable la resistencia a impactos a baja temperatura.

Según un primer aspecto de la presente invención, el objetivo expuesto anterior en líneas generales se logra proporcionando una composición polimérica heterofásica, que comprende

- una matriz que comprende un homopolímero de propileno y/o un copolímero de propileno que tiene una cantidad de unidades comonoméricas menor que el 1,0 % en peso,

- un polipropileno elastomérico que está dispersado dentro de la matriz y comprende unidades comonoméricas derivadas de etileno y/o una alfaolefina C4 a C12,

presentando la composición polimérica heterofásica una fracción amorfa AM en una cantidad de entre el 2,0 y el 7,5 % en peso, y presentando la fracción amorfa AM una cantidad de unidades comonoméricas derivadas de etileno y/o de alfaolefina C4 a C 12 de entre el 20 y el 45 % en peso.

Como primera aproximación, se puede decir que la cantidad de la fracción amorfa AM se corresponde con la cantidad de polímero(s) elastomérico(s) (es decir, caucho) que está presente en la composición polimérica heterofásica. La cantidad de la fracción amorfa resulta sencilla de medir tal como se describe de forma adicional posteriormente en los Ejemplos bajo el encabezamiento “Métodos de Medición” y la misma se usa frecuentemente como parámetro que indica la cantidad de componentes elastoméricos dentro de composiciones modificadas para impacto, heterofásicas. Otro parámetro usado frecuentemente para determinar la cantidad de componentes elastoméricos y/o amorfos dentro de una composición polimérica es la fracción soluble en xileno en frío XCS (a la que se hace referencia también en ocasiones como solubles en xileno XS). El método de medición se describe de forma más detallada posteriormente bajo el encabezamiento “Métodos de Medición”. Como primera aproximación, la cantidad de la... [Seguir leyendo]

1. Composición polimérica heterofásica, que comprende

- una matriz que comprende un homopolímero de propileno y/o un copolímero de propileno que tienen una cantidad de unidades comonoméricas menor que el 1,0 % en peso,

- un polipropileno elastomérico que está dispersado dentro de la matriz y comprende unidades comonoméricas derivadas de etileno y/o una alfaolefina C4 a C12,

presentando la composición polimérica heterofásica una fracción amorfa AM en una cantidad de entre el 2,0 y el 7,5 % en peso, y presentando la fracción amorfa AM una cantidad de unidades comonoméricas derivadas de etileno y/o de alfaolefina C4 a C12 de entre el 20 y el 45 % en peso.

2. Composición polimérica heterofásica según la reivindicación 1, que tiene una fracción soluble en xileno en frío XCStotal en una cantidad de entre el 3,0 y el 8,5 % en peso, y/o una cantidad de unidades comonoméricas derivadas de etileno y/o de alfaolefina C4 a C12 menor que el 2,0 % en peso.

3. Composición polimérica heterofásica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que por lo menos el 80 % en peso, más preferentemente por lo menos el 90 % en peso de la matriz está realizado con el homopolímero de propileno.

4. Composición polimérica heterofásica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la matriz tiene un MFR (230 ºC, 2,16 kg) dentro del intervalo de entre 0,1 g/10 minuto y 1,5 g/10 minuto.

5. Composición polimérica heterofásica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la matriz tiene una fracción soluble en xileno en frío XCSmatriz en una cantidad menor que el 3,0 % en peso, más preferentemente menor que el 2,0 % en peso, aún más preferentemente menor que el 1,5 % en peso.

6. Composición polimérica heterofásica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la cantidad de la fracción amorfa AM en la composición polimérica heterofásica está entre el 3,0 % en peso y el 7,5 % en peso, más preferentemente entre el 3,0 % en peso y el 6,0 % en peso.

7. Composición polimérica heterofásica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la cantidad de unidades comonoméricas derivadas de etileno en la fracción amorfa AM de la composición polimérica heterofásica está entre el 22 % en peso y el 35 % en peso, más preferentemente entre el 23 % en peso y el 32 % en peso.

8. Composición polimérica heterofásica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el polipropileno elastomérico representa por lo menos el 60 % en peso, más preferentemente por lo menos el 65 % en peso de la fracción amorfa AM de la composición polimérica heterofásica.

9. Composición polimérica heterofásica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la cantidad de la fracción soluble en xileno en frío XCStotal en la composición polimérica heterofásica está entre el 3,0 % en peso y el 7,0 % en peso, más preferentemente entre el 4,0 % en peso y el 7,0 % en peso.

10. Composición polimérica heterofásica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el polipropileno elastomérico representa por lo menos el 60 % en peso, más preferentemente por lo menos el 65 % en peso de la fracción soluble en xileno en frío XCStotal de la composición polimérica heterofásica.

11. Composición polimérica heterofásica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la cantidad de unidades comonoméricas derivadas de etileno en la composición polimérica heterofásica está entre el 0,8 % en peso y menos que el 2,0 % en peso, más preferentemente entre el 1,0 % en peso y el 1,8 % en peso.

12. Composición polimérica heterofásica según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la fracción amorfa AM de la composición polimérica heterofásica tiene una viscosidad intrínseca dentro del intervalo de entre 2,0 dl/g y 5,0 dl/g, más preferentemente entre 2,5 dl/g y 5,0 dl/g, aún más preferentemente entre 3,0 dl/g y 4,5 dl/g.

13. Tubo, que comprende la composición polimérica heterofásica según una de las reivindicaciones 1 a 12.

14. Tubo según la reivindicación 13, que tiene un módulo de tracción mayor que 1.900 MPa, más preferentemente mayor que 2.000 MPa, determinándose el módulo de tracción mediante la siguiente fórmula:

módulo de tracción = RS x 12 x [(D-t)/t]3

**(Ver fórmula)**

en donde RS es la rigidez anular, determinada según la EN ISO 9969, D es el diámetro externo del tubo en mm, y t es el grosor de la pared del tubo en mm.

15. Tubo según la reivindicación 13 ó 14, que tiene un valor de H50, determinado según la EN 1411 a -10 ºC, de por lo menos 1.100 mm, más preferentemente por lo menos 1.500 mm, aún más preferentemente por lo menos

2.000 mm.

10 16. Proceso para la preparación de la composición polimérica heterofásica según una de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende las siguientes etapas:

(i) preparar el homo- o copolímero de propileno en por lo menos un reactor de bucle y opcionalmente en por lo menos un reactor de fase gaseosa, y (ii) transferir el homo- o copolímero de propileno a por lo menos un reactor de fase gaseosa y preparar el polipropileno elastomérico en presencia del homo- o copolímero de propileno.

17. Proceso según la reivindicación 15, en el que las etapas (i) y (ii) se llevan a cabo en presencia de un catalizador

Ziegler-Natta. 20

18. Proceso según la reivindicación 15 ó 16, en el que la etapa (ii) se lleva a cabo en presencia de un compuesto seleccionado de entre un éster de glicerol, una amina etoxilada, una amida etoxilada, monóxido de carbono, o cualquier combinación de los mismos.