COPOLÍMEROS DE POLIPROPILENO HETEROFÁSICOS DE ALTA FLUIDEZ DEL FUNDIDO MEJORADOS.

Composición de polipropileno que comprende un copolímero de propileno heterofásico que comprende:

a) una fase de matriz (A) que comprende un homopolímero de propileno y/o un copolímero de propileno, y b) una fase dispersa (B) que comprende un caucho de copolímero de propileno dispersado en la fase de matriz (A), en la que (i) la composición de polipropileno tiene una velocidad de flujo del fundido MFR2 de 50 g/10 min o mayor, (ii) el caucho de copolímero de propileno de la fase dispersa (B) tiene un contenido en comonómero del 40% en peso o mayor, (iii) las viscosidades intrínsecas VI de la fase dispersa (B) y la MFR2 de la fase de matriz (A) cumplen la siguiente relación: **Fórmula** (iv) el homopolímero y/o copolímero de propileno de la fase de matriz comprende al menos el 75% en moles de unidades de propileno

La presente invención se refiere a una composición de polipropileno heterofásica con una combinación mejorada de procesabilidad, rigidez y rendimiento en el ensayo de caída. Estas composiciones pueden emplearse para la producción de artículos moldeados, en particular artículos moldeados por inyección tales como recipientes de plástico de pared delgada. Además, la invención se refiere a un procedimiento para preparar las composiciones de polímero.

Las piezas moldeadas por inyección para aplicaciones de envasado de pared delgada tales como envasado de alimentos y vasos de plástico plantean requisitos específicos con respecto a los materiales poliméricos empleados para producir estos artículos. Resulta de importancia primordial para estas aplicaciones de producción en masa una buena procesabilidad, que generalmente se manifiesta en una alta velocidad de flujo del fundido de las composiciones correspondientes. Por otro lado, los artículos deben proporcionar suficiente rigidez para sostener el contenido tal como productos alimenticios contenidos en los mismos así como tener suficiente rigidez para apilarse. Finalmente, los materiales también deben resistir daños de compresión mecánica, que se producen frecuentemente, por ejemplo, al dejar caer los artículos.

Los polímeros basados en polipropileno tienen muchas características, que los hacen adecuados para aplicaciones tales como artículos moldeados, pero también para tuberías, adaptadores y espumas.

Frecuentemente, los productos de polipropileno de alta rigidez se basan en materiales de alto peso molecular, que se nuclean a menudo añadiendo agentes de nucleación, es decir la cristalización comienza a una temperatura mayor y la velocidad de cristalización es alta.

Sin embargo, para aumentar la tasa de producción durante la extrusión, se prefiere generalmente un polímero de alta fluidez. Este requisito de procesabilidad puede lograrse mediante composiciones de bajo peso molecular con una baja viscosidad, es decir composiciones de alta velocidad de flujo del fundido (MFR), que no obstante habitualmente tienen menos rigidez.

Además, las composiciones que proporcionan rigidez son habitualmente frágiles y por tanto los productos generados a partir de estos materiales presentan una escasa resistencia al impacto y son susceptibles a daños estructurales cuando se dejan caer.

Por tanto, un problema general de las composiciones de polipropileno usadas en estas aplicaciones es reconciliar los requisitos opuestos de alta procesabilidad, rigidez e integridad de compresión.

Un aspecto de este problema, en el que se ha centrado el estado de la técnica es combinar un material de fase de matriz de polipropileno de alta fluidez del fundido con un material de fase dispersa de copolímero de polipropilenoetileno elastomérico de baja fluidez del fundido (caucho EPR). Estos materiales heterofásicos combinados a menudo presentan una mejor resistencia al impacto debido a las partículas de caucho dispersadas en la fase de matriz de PP. No obstante, la desventaja de estas composiciones es una velocidad de flujo del fundido total reducida. Tales copolímeros heterofásicos se dan a conocer en el documento US 2005/0038208. Sin embargo, los ejemplos presentados no cumplen con los requisitos de alta MFR para su procesabilidad. Lograr valores de MFR suficientemente altos de la fase de matriz como para proporcionar la fluidez del fundido objetivo de la composición total es un problema que se encuentra frecuentemente. Por otro lado, también se desea alcanzar un alto contenido en caucho. Además, aunque la invención de Dahn et al. se centra en la resistencia al impacto no considera el rendimiento de compresión de materiales producidos a partir de las composiciones.

Otro método para aumentar la fluidez del fundido de polipropileno heterofásico, que se denomina “reducción de la viscosidad”, se da a conocer en el documento EP 1 354 901. En el mismo, las composiciones de poliolefina se funden y se tratan con peróxidos orgánicos, que rompen moléculas de polímeros de cadenas largas, reduciendo así la longitud de cadena y aumentando la MFR. Sin embargo, la reducción de la viscosidad tiene varias desventajas, tales como la inducción de un olor desagradable, así como sacrificios en la rigidez y termoestabilidad. Naturalmente, sería ventajoso lograr estas propiedades en una composición preparada en reactor, sin una fase de tratamiento adicional. Además, esta descripción de patente no menciona propiedades de ensayo de caída ni el aspecto de estabilidad a la compresión de los artículos de copolímero de propileno producidos en general.

En el documento EP 0 790 262 se han logrado copolímeros de propileno-etileno de alta MFR. Sin embargo, en este caso tampoco hay ninguna descripción de valores de carga superior o ensayo de caída de las composiciones. No se ha considerado la cuestión de las propiedades de compresión. Además, se encuentran problemas en la dispersión del caucho en la fase de matriz.

Por tanto, existe la necesidad de composiciones basadas en polipropileno para artículos moldeados por inyección que tengan una buena procesabilidad, mientras que al mismo tiempo se logre una resistencia a la compresión superior. Considerando los problemas tratados anteriormente, un objeto de la presente invención es proporcionar una composición basada en polipropileno que puede procesarse a temperaturas de fusión y/o presión de fusión inferiores, pero que todavía da como resultado un material de alta rigidez, y una excelente estabilidad a la compresión, en particular a bajas temperaturas.

La presente invención se basa en el hallazgo de que los objetos anteriores pueden lograrse en una composición de polipropileno con una alta velocidad de flujo del fundido y una absorción de energía de compresión aumentada en la fase de caucho de la composición de polipropileno.

Por tanto, la invención proporciona una composición de polipropileno que comprende un copolímero de propileno heterofásico que comprende:

a) una fase de matriz (A) que comprende un homopolímero de propileno y/o un copolímero de propileno, y

b) una fase dispersa (B) que comprende un caucho de copolímero de propileno dispersado en la fase de matriz (A),

en la que

(i) la composición de polipropileno tiene una velocidad de flujo del fundido MFR2 de 50 g/10 min o mayor,

(ii) el caucho de copolímero de propileno de la fase dispersa (B) tiene un contenido en comonómero del 40% en peso o mayor, y

(iii) la viscosidad intrínseca VI de la fase dispersa (B) y la MFR2 de la fase de matriz (A) cumplen la siguiente relación:

log (MFR (A))

.

10 2  0,60

VI (B )

Con respecto a la razón entre la velocidad de flujo del fundido de la matriz y la viscosidad intrínseca de la fase dispersa, tal como se expresa en la característica (iii), aunque se desea una razón alta para optimizar las propiedades mecánicas, se encontró que esta diferencia no debe ser demasiado grande, porque esto puede provocar dificultades al dispersar el caucho en la fase de matriz. Además, preferiblemente la razón de la MFR2 de la fase de matriz con respecto a la VI de la fase dispersa debe ser mayor o igual a 0,66, más preferiblemente mayor o igual a 0,75, incluso más preferiblemente mayor o igual a 1,00 y lo más preferiblemente mayor o igual a 1,20.

Una característica esencial de la composición de la presente invención es la presencia de una fase dispersa en el copolímero de propileno heterofásico que comprende un caucho de copolímero elastomérico de propileno y al menos un comonómero de olefina en una cantidad comparablemente alta del 40% en peso o más. La presencia de tal copolímero de propileno elastomérico mejora el rendimiento al impacto del polímero final.

En el contexto de la invención, los términos “caucho” y “copolímero elastomérico” se usan como sinónimos. Las condiciones para la copolimerización están dentro de los límites de las condiciones convencionales para la producción de caucho de etileno-propileno (EPR). Se dan a conocer condiciones típicas, por ejemplo, en Encyclopaedia of Polymer Science and Engineering, segunda edición, vol. 6, págs. 545 a 558. Se obtiene un producto elastomérico cuando el contenido en comonómero del polímero está dentro de un intervalo determinado.

Preferiblemente, el copolímero de propileno heterofásico consiste en fase... [Seguir leyendo]

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Composición de polipropileno que comprende

un copolímero de propileno heterofásico que comprende:

a) una fase de matriz (A) que comprende un homopolímero de propileno y/o un copolímero de propileno, y

b) una fase dispersa (B) que comprende un caucho de copolímero de propileno dispersado en la fase de matriz (A),

en la que

(i) la composición de polipropileno tiene una velocidad de flujo del fundido MFR2 de 50 g/10 min o mayor,

(ii) el caucho de copolímero de propileno de la fase dispersa (B) tiene un contenido en comonómero del 40% en peso o mayor,

(iii) las viscosidades intrínsecas VI de la fase dispersa (B) y la MFR2 de la fase de matriz (A) cumplen la siguiente relación:

log 10 (MFR 2(A))

 0,60 , y

VI (B )

(iv) el homopolímero y/o copolímero de propileno de la fase de matriz comprende al menos el 75% en moles de unidades de propileno.

Composición de polipropileno según la reivindicación 1, en la que el comonómero del copolímero de propileno de la fase dispersa (B) es etileno o una alfa-olefina C4 a C10 o cualquier combinación de éstos.

Composición de polipropileno según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el contenido total en comonómero del copolímero de propileno heterofásico, tal como se mide mediante FTIR, es de al menos el 6,5% en peso.

Composición de polipropileno según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la viscosidad intrínseca de la fase dispersa (B) es de desde 1,8 hasta 3 dl/g.

Composición de polipropileno según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el polímero se nuclea con un agente de nucleación que es vinilciclohexano polimérico (VCH) o un agente de nucleación similar.

Composición de polipropileno según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la fuerza de carga superior en el valor de colapso, según la norma ASTM 2659-95, de un vaso de pared delgada de la composición de polipropileno es de al menos 235 N.

Composición de polipropileno según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el valor del ensayo de altura de caída F50 a 0ºC de un vaso de pared delgada de 850 ml lleno con 200 ml de agua, según la norma ASTM-D 2463-95, es de al menos 4,0 m.

Procedimiento para preparar el copolímero de polipropileno heterofásico contenido en la composición de polipropileno según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende las siguientes fases

(i) y (ii) en cualquier secuencia:

(i) preparar la fase de matriz del copolímero heterofásico de la composición de polipropileno, en el que la fase (i) comprende las siguientes etapas:

B2) polimerizar propileno para proporcionar un homopolímero de polipropileno, o copolimerizar propileno con un comonómero de olefina para dar como resultado un copolímero de polipropileno, llevándose a cabo la etapa B2 en al menos un reactor de fase de suspensión, y

B3) polimerizar propileno para proporcionar un homopolímero de polipropileno, o copolimerizar propileno con un comonómero de olefina para dar como resultado un copolímero de polipropileno, llevándose a cabo la etapa B3 en al menos un reactor de fase gaseosa.

(ii) preparar la fase dispersa del copolímero heterofásico de la composición de polipropileno, en el que la fase (ii) comprende la siguiente etapa:

B4) copolimerizar propileno con un comonómero de olefina para dar como resultado un copolímero de olefina-propileno, llevándose a cabo la etapa B4 en al menos un reactor de fase gaseosa, y en el que:

a) el procedimiento B2 se realiza a una temperatura de reactor de entre 70 y 110ºC y b) el procedimiento B3 se realiza a una temperatura de reactor mayor o igual a 90ºC, c) el procedimiento B4 se realiza a una temperatura de reactor mayor que 75ºC, y d) la razón de comonómeros CR entre la alimentación de etileno y de propileno en el reactor de la etapa

de procedimiento B4 es mayor que 500 mol/kmol.

9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 7 y 8, en el que después de la etapa B4, la 10 fase (ii) comprende además la etapa:

B5) copolimerizar propileno con un comonómero de olefina para dar como resultado un copolímero de olefina-propileno.

10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9, usando el procedimiento un catalizador, que se nuclea con vinilciclohexano polimérico (VCH).

11. Uso de una composición de polipropileno según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, para la producción de artículos moldeados, preferiblemente artículos moldeados por inyección.

12. Uso de una composición de polipropileno según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, para la producción de artículos de envasado de pared delgada, preferiblemente vasos de plástico.

13. Artículo que comprende una composición de polipropileno según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a

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14. Artículo según la reivindicación 13, habiéndose producido el artículo mediante moldeo por inyección.