Composición de polímero de polietileno multimodal de densidad media.

Un procedimiento para la fabricación de una película que comprende un polímero de polietileno multimodal de densidad media,

comprendiendo dicho procedimiento:

polimerizar etileno en presencia de un catalizador de sitio único con la finalidad de formar: (A) un componente de homopolímero de polietileno de peso molecular inferior (LMW); y

polimerizar etileno y al menos una alfa-olefina C3-C12 en presencia de un catalizador de sitio único y en presencia del componente (A) con la finalidad de formar:

(B) un componente de copolímero de polietileno de peso molecular superior (HMW) que es un copolímero de etileno con al menos una alfa-olefina C3-C12;

para así formar un polímero de polietileno multimodal de densidad media con una densidad de 925 a 940 kg/m3 y un contenido de comonómero de 0,5% en moles a menos de 2,5% en moles y con una distribución de pesos moleculares Mn/Mw de 3 a 8;

y formar con dicho polímero de polietileno multimodal de densidad media una película con una resistencia al impacto por caída de dardo (F50 ISO 7765/1 método A) superior a 800 g y una relación de dispersión de luz a espesor inferior a 1,5%/μm.

Composición de polímero de polietileno multimodal de densidad media

Esta invención se refiere a un polímero de polietileno multimodal de densidad media (denominado en la presente invención MDPE multimodal) y a películas que comprenden dicho MDPE multimodal.

Es conocido que un polímero bimodal ofrece ciertas ventajas con respecto a un polímero multimodal, en particular en lo que se refiere a su procesabilidad. Los polímeros bimodales tienden a tener amplias distribuciones de pesos moleculares lo que permite que las condiciones de procesamiento sean más rigurosas que las normalmente empleadas cuando se emplean polímeros unimodales.

Desgraciadamente, el aumento de la procesabilidad se asocia con una reducción de las propiedades ópticas de las películas formadas a partir del polímero. Asimismo, el aumento de densidad necesario para lograr una alta rigidez de un polímero bimodal causa una reducción de las propiedades ópticas y algunas propiedades mecánicas, por ejemplo, la resistencia al impacto.

Por eso, el problema al que se enfrentan los fabricantes de películas es que al tratar de mejorar una propiedad, otra propiedad igualmente importante tiende a verse afectada perjudicialmente.

En el documento WO02/055569, los autores tratan de maximizar las propiedades ópticas y mecánicas usando polímeros lineales de baja densidad (LLDPE, del inglés linear low density polyethylene) formados mediante el uso de catalizadores de metaloceno. Sin embargo, los polímeros de LLDPE usados son unimodales y tienen, por tanto, una estrecha distribución de pesos moleculares, de ahí su mala procesabilidad.

El documento WO94/26816 trata de resolver el problema de la mala procesabilidad de polímeros de LLDPE de metaloceno, proponiendo su fabricación en fase gaseosa usando soportes. De nuevo, sin embargo, no se hace ninguna sugerencia en cuanto al uso de polietileno multimodal.

El documento WO99/14271 se describen interpolímeros de etileno con estrecha Mw/Mn y con determinadas propiedades de fraccionamiento por aumento de la temperatura de elusión (TREF, del inglés temperature rising elution fractionation) para usar como, por ejemplo, en bolsas para cubo de basura.

El documento WO2006/037603 describe películas multicapa en las que la capa central comprende LLDPE multimodal de tipo Ziegler-Natta.

El documento WO2004/011546 describe una película retráctil fabricada a partir de una mezcla de homopolímero/copolímero de tipo Ziegler-Natta.

El documento US2003/088021 describe composiciones de mezcla de etileno de alta densidad, basadas en una combinación de homopolímero y copolímero para una amplia variedad de aplicaciones.

El documento EP1655339 describe polietilenos multimodales de tipo Ziegler-Natta obtenibles a alta actividad catalítica.

El documento EP1375584 describe películas transpirables formadas a partir de polietileno bimodal con carga.

El documento EP1555292 describe revestimientos de extrusión que se forman usando polietileno multimodal de alta densidad.

En documento EP1598378 describe un procedimiento para la fabricación de un polietileno multimodal usando un catalizador de sitio único.

El documento WO99/51649 describe composiciones de polietileno multimodal de alta densidad para fabricar películas, ejemplificando polímeros de tipo Ziegler-Natta.

Muchos inventores han buscado, por tanto, maximizar las propiedades de las películas que obtienen mezclando componentes. Por ejemplo, el polietileno de baja densidad (LDPE) da lugar a películas con excelentes propiedades ópticas (baja dispersión de luz, alto brillo) y se puede procesar a bajas temperaturas y presiones, aunque, las películas fabricadas a partir de LDPE poseen baja rigidez.

Las propiedades ópticas se han mejorado mediante el uso de polietilenos lineales de baja densidad producidos usando metalocenos (mLDPE) , pero a expensas de la procesabilidad. También, se compromete la estabilidad de burbuja durante el soplado de películas.

Por tanto, se han propuesto en la técnica diversas mezclas de estos materiales, para tratar de maximizar el rendimiento de las películas combinando las ventajosas propiedades de ciertos polímeros. Así, por ejemplo, LDPE y mLDPE se han mezclado para formar películas. Sin embargo, cuando se emplean mezclas de polímeros, existe un problema potencial de compatibilidad polimérica, por ejemplo, de si se forma o no, una mezcla homogénea entre los componentes.

Asimismo, existe una creciente tendencia en la industria de que los usuarios finales sean los que dicten las propiedades de los polímeros. En aplicaciones de películas, los usuarios finales quieren habitualmente mayor rigidez. Una mayor rigidez se logra normalmente aumentado la densidad. Es bien conocido, sin embargo, que al aumentar la densidad del polímero se reducen, tanto las propiedades mecánicas como las propiedades ópticas.

Existe, por tanto, la necesidad de encontrar un polímero que pueda proporcionar el necesario equilibrio de propiedades, sin tener que recurrir automáticamente a mezclas de polímeros mecánicas.

El objeto de la presente invención, es proporcionar materiales poliméricos con una inesperadamente mejor combinación de propiedades, que ofrezcan una alternativa deseable para muchas aplicaciones de películas.

Los autores de la presente invención han descubierto sorprendentemente, que un polímero de polietileno multimodal de densidad media (MDPE multimodal) con determinado contenido y distribución de comonómeros según se define a continuación, proporciona películas con excelentes propiedades mecánicas. Ventajosamente, el polímero de polietileno de la invención tiene una densidad aumentada, es decir, una rigidez aumentada, al mismo tiempo que se mantienen, o incluso se mejoran, las propiedades mecánicas en comparación con las de LLDPE.

Preferiblemente también, las propiedades ópticas del MDPE multimodal de la invención, están al mismo nivel o incluso aumentadas, en comparación con las propiedades ópticas del LLDPE. Asimismo, las propiedades ópticas del MDPE multimodal de la invención, también puede ser mejor en comparación con materiales de de MDPE unimodal de la técnica anterior.

Por tanto, la invención proporciona un procedimiento para la fabricación de una película que comprende un polímero de polietileno multimodal de densidad media, comprendiendo dicho procedimiento:

polimerizar etileno en presencia de un catalizador de sitio único con la finalidad de formar:

(A) un componente de homopolímero de polietileno de peso molecular inferior (LMW) ; y

polimerizar etileno y al menos una alfa-olefina C3-C12 en presencia de un catalizador de sitio único y en presencia del componente (A) con la finalidad de formar:

(B) un componente de copolímero de polietileno de peso molecular superior (HMW) que es un copolímero de etileno con al menos una alfa-olefina C3-C12;

para así formar un polímero de polietileno multimodal de densidad media con una densidad de 925 a 940 kg/m3 y un contenido de comonómero de 0, 5% en moles a menos de 2, 5% en moles y con una distribución de pesos moleculares Mn/Mw de 3 a 8;

y formar con dicho polímero de polietileno multimodal de densidad media una película con una resistencia al impacto por caída de dardo (F50 ISO 7765/1 método A) superior a 800 g y una relación de dispersión de luz a espesor inferior a 1, 5%/μm.

Preferiblemente, al menos 6% en peso de dicho polímero de polietileno multimodal de densidad media se eluye según análisis TREF a una temperatura de 60º C o inferior, calculado en base al peso total de las fracciones poliméricas cristalizables, según se determina usando análisis TREF en el intervalo de 20º C a 135º C.

Inesperadamente, el polímero de MDPE multimodal con un bajo contenido de comonómero (por ejemplo, medido según análisis TREF o a través del contenido real de comonómero) que está presente en el componente de HMW, proporciona excelentes propiedades mecánicas expresadas, entre otras, como resistencia al impacto. Preferiblemente, las películas de MDPE multimodal de la invención tienen un ventajoso equilibrio de propiedades entre resistencia al impacto y propiedades ópticas expresadas en términos de dispersión de luz y/o brillo.

Más preferiblemente, también la procesabilidad de dicho MDPE es excelente. Estas... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para la fabricación de una película que comprende un polímero de polietileno multimodal de densidad media, comprendiendo dicho procedimiento:

polimerizar etileno en presencia de un catalizador de sitio único con la finalidad de formar:

(A) un componente de homopolímero de polietileno de peso molecular inferior (LMW) ; y

polimerizar etileno y al menos una alfa-olefina C3-C12 en presencia de un catalizador de sitio único y en presencia del componente (A) con la finalidad de formar:

(B) un componente de copolímero de polietileno de peso molecular superior (HMW) que es un copolímero de etileno con al menos una alfa-olefina C3-C12;

para así formar un polímero de polietileno multimodal de densidad media con una densidad de 925 a 940 kg/m3 y un contenido de comonómero de 0, 5% en moles a menos de 2, 5% en moles y con una distribución de pesos moleculares Mn/Mw de 3 a 8;

y formar con dicho polímero de polietileno multimodal de densidad media una película con una resistencia al impacto por caída de dardo (F50 ISO 7765/1 método A) superior a 800 g y una relación de dispersión de luz a espesor inferior a 1, 5%/μm.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que al menos 6% en peso, preferiblemente al menos 10% en peso, de dicho polímero de polietileno multimodal de densidad media se eluye según análisis TREF a una temperatura de 60º C o inferior, calculado en base al peso total de fracciones poliméricas cristalizables, cuando se determina usando análisis TREF en el intervalo de 20º C a 135º C.

3. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el polímero de polietileno multimodal de densidad media tiene un MFR2 de 0, 01 a 5 g/10 min (determinado según ISO 1133, a 190º C, con cargas de 2, 16 kg) .

4. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el polímero de polietileno multimodal de densidad media tiene un MFR2 de 0, 1 a 2, 5 g/10 min.

5. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el polímero de polietileno multimodal de densidad media tiene un contenido de comonómero de 0, 5 a 2, 3% en moles, una densidad de 929 a 936 kg/m3 y un MFR2 de 0, 01 a 2, 5 g/10 min.

6. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el polímero de polietileno multimodal de densidad media tiene un contenido de comonómero de 0, 5 a 2, 3% en moles, una densidad de 929 a 936 kg/m3 y un MFR2 de 0, 5 a 1, 5 g/10 min, una Mw/Mn de 3 a 8, al menos 10% en peso, preferiblemente al menos 15% en peso de dicho polietileno multimodal de densidad media se eluye según análisis TREF a una temperatura de 60º C o inferior, y en el que dicho componente de copolímero de polietileno de peso molecular superior (HMW) es un copolímero de etileno y buteno o hexeno.

7. Un procedimiento para la preparación de una película según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende en una primera etapa en fase líquida, polimerizar etileno en presencia de un catalizador de polimerización de sitio único para formar dicho componente de LMW y, a continuación, polimerizar etileno y al menos una alfa-olefina C3-C12 en la fase gaseosa usando el mismo catalizador de polimerización, en presencia del producto de reacción obtenido a partir de la primera etapa en fase líquida, para formar un componente de HMW.