Composición tenaz para aplicaciones alimentarias.

Composición de polipropileno heterofásico que comprende

- de un 73 a un 98% en peso de una matriz de polipropileno (M) y

- de un 2 a un 27% en peso de un copolímero elastomérico (E) que está dispersado en la matriz (M),

sobre la base de la matriz de polipropileno (M) y del copolímero elastomérico (E), en donde el copolímero elastomérico (E) comprende unidades derivadas de

- propileno y

- etileno y/o α-olefina de C4 a C20, 10 y en donde además

- la relación Mz/Mn de la fracción soluble en frío en xileno (XCS) de la composición de polipropileno heterofásico es de menos de, 2, en donde Mz es el peso molecular medio z medido según ISO 16014-4:2003 y Mn es el peso molecular medio en número medido según ISO 16014-4:2003,

- el Mz de la fracción soluble en frío en xileno (XCS) de la composición de polipropileno heterofásico es de al 15 menos 950 kg/mol,

- la viscosidad intrínseca de la fracción soluble en frío en xileno (XCS) de la composición de polipropileno heterofásico es de más de 2, 1 dl/g medida según ISO 1628-1 (a 135º C en decalina), y

- el MFR2 (230º C) de la composición de polipropileno heterofásico medido según ISO 1133 es de más de 25 g/10 min. 20

Composición tenaz para aplicaciones alimentarias La presente invención está dirigida a una nueva composición de polipropileno heterofásico, a su fabricación y a su uso.

Los copolímeros de polipropileno heterofásico están totalmente establecidos en muchas aplicaciones, tales como aplicaciones de moldeo, películas, hilos y cables o tuberías, debido a su buena relación rigidez/resistencia al choque, junto con una buena fluidez. Por ejemplo se usan polímeros heterofásicos para la producción de las partes exteriores e interiores de los automóviles, y en particular de tableros de instrumentos, revestimientos de puertas, consolas y guarniciones, así como en el sector del envasado para comestibles y productos médicos.

Los copolímeros heterofásicos son polímeros que tienen una fase matriz y una fase dispersa. La fase matriz es habitualmente un homopolímero o copolímero de propileno y la fase dispersa es a menudo un material elastomérico, tal como un copolímero de propileno que comprenda etileno y/u otra (s) α-olefina (s) superior (es) .

Se han descrito muchos tipos distintos de sistemas heterofásicos, en dependencia de lo deseado en cada caso.

Por ejemplo se da a conocer en la WO 01/19915 A1 un polipropileno resistente al choque. Este producto está caracterizado por un razonable comportamiento en materia de rigidez y de resistencia al choque. Sin embargo, el material es difícil de obtener debido a los muy bajos índices de fusión, tanto si la medición de los mismos se efectúa en el producto final como si la misma se efectúa durante los distintos pasos de proceso.

La WO 03/106553 A1 está también dirigida a un polipropileno resistente al choque. Este polipropileno resistente al choque ha sido fabricado en presencia de un catalizador de metaloceno, que conduce a una estrecha distribución del peso molecular. Además, las buenas propiedades de resistencia al choque del producto se deben al hecho de haber sido añadidos agentes nucleantes.

Sin embargo, la tendencia en las industrias es hoy en día hacia materiales polímeros con buena fluidez, puesto que se desea una alta carga volumétrica del material en las líneas de proceso.

Es perfectamente sabido en la técnica que un índice de fusión (MFR) más alto mejora la procesabilidad. Desgraciadamente, los conocidos polipropilenos modificados para presentar resistencia al choque, con índice de fusión (MFR) bastante alto y respectivamente con bajo peso molecular, tienden a ser un material intrínsecamente muy frágil. A fin de mejorar su tenacidad tienen que añadirse grandes cantidades de polímero elastomérico. Esto tiene a su vez un efecto adverso en el flujo, la rigidez y los extraíbles en hexano (solubles en hexano) .

Además, un alto índice de fusión (MFR) significa normalmente también un más alto contenido de la fracción de bajo peso molecular (LMW) en el polímero. La cola de bajo peso molecular del polímero comprende oligómeros. En consecuencia, también el contenido de oligómeros en las composiciones polímeras aumenta al aumentar el MFR. Los oligómeros pertenecen así a un grupo de compuestos del dominio público, que son en concreto los volátiles. Tales volátiles contribuyen también al así llamado problema del "empañamiento", es decir que estos compuestos tienden a separarse, p. ej. evaporándose, del material polímero y a provocar empañamiento en las superficies circundantes, como p. ej. en las ventanillas de los automóviles.

Por estas razones, a pesar de que se ha hecho mucho trabajo de desarrollo en el terreno de los copolímeros de polipropileno heterofásico, sigue habiendo necesidad de copolímeros de polipropileno heterofásico alternativos o mejorados que satisfagan las diversas y estrictas exigencias de los clientes en muchos sectores de aplicación final de materiales polímeros, tales como los sectores del envasado, incluyendo el envasado de comestibles y productos médicos, y la industria de las fibras, de las tuberías y del automóvil.

Así, el objeto de la presente invención es el de aportar una nueva composición de polipropileno heterofásico que tenga una baja temperatura de transición frágil-dúctil manteniendo las otras propiedades a un alto nivel, como por ejemplo la rigidez en términos del módulo de elasticidad a la tracción. Un deseo adicional es el de que la procesabilidad del material resistente al choque se vea mejorada en términos de una alta carga volumétrica del material en las líneas de proceso, puesto que esto ahorra costes. Se aprecia adicionalmente que la composición de polipropileno heterofásico esté caracterizada por una alta pureza, en particular en términos de unas bajas cantidades de solubles en hexano.

El descubrimiento de la presente invención es el de que la composición de polipropileno heterofásico debe comprender una fracción soluble en frío en xileno (XCS) caracterizada por una cola de alto peso molecular. Otro descubrimiento es el de que la fracción soluble en frío en xileno (XCS) debe tener adicionalmente o bien como alternativa una viscosidad intrínseca bastante alta.

La presente invención está dirigida a una composición de polipropileno heterofásico que comprende EP 2243803

- de un 73 a un 98% en peso de una matriz de polipropileno (M) y

- de un 2 a un 27% en peso de un copolímero elastomérico (E) que está dispersado en la matriz (M) , en donde el copolímero elastomérico (E) comprende unidades derivadas de

- propileno y

- etileno y/o α-olefina de C4 a C20, y en donde además

- la relación Mz/Mn de la fracción soluble en frío en xileno (XCS) de la composición de polipropileno heterofásico es de menos de 15, 2, en donde Mz es el peso molecular medio z medido según ISO 16014-4:2003 y Mn es el peso molecular medio en número medido según ISO 16014-4:2003,

- el Mz de la fracción soluble en frío en xileno (XCS) de la composición de polipropileno heterofásico es de al menos 950 kg/mol,

- la viscosidad intrínseca de la fracción soluble en frío en xileno (XCS) de la composición de polipropileno heterofásico es de más de 2, 1 dl/g medida según ISO 1628-1 (a 135º C en decalina) , y/o

- el MFR2 (230º C) de la composición de polipropileno heterofásico medido según ISO 1133 es de más de 25 g/10 min.

Adicionalmente se prefiere que la relación Mz/Mw de la fracción soluble en frío en xileno (XCS) de la composición de polipropileno heterofásico sea de más de 2, 6, en donde Mz es el peso molecular medio z medido según ISO 160144:2003 y Mw es el peso molecular medio en peso medido según ISO 16014-4:2003.

Se ha descubierto sorprendentemente que una composición de polipropileno heterofásico según esta invención posee una muy buena fluidez, manteniendo a un alto nivel las otras propiedades, tales como la rigidez y el comportamiento en materia de resistencia al choque. En particular es muy baja la temperatura de transición frágil-dúctil de la nueva composición de polipropileno heterofásico. Esta baja temperatura de transición frágil-dúctil se logra en particular sin la ayuda de adicionales aditivos, tales como agentes nucleantes.

Se define más detalladamente a continuación la invención, es decir, la primera y la segunda realización.

Como se ha manifestado anteriormente, la composición de polipropileno heterofásico está caracterizada por el hecho de que su fracción soluble en frío en xileno (XCS) tiene una cola de alto peso molecular. Esta cola de alto peso molecular se observa en particular en la cromatografía de permeación en gel. En la presente solicitud se ha aplicado la cromatografía de exclusión por tamaño (SEC) usando el aparato de medida GPCV 2000 de Waters Alliance con viscosímetro en línea. La temperatura del horno es de 145º C. Se usa como solvente triclorobenceno (ISO 16014) .

El peso molecular medio en número (Mn) es un peso molecular medio de un polímero expresado como el primer momento de un gráfico del número de moléculas en cada gama de pesos moleculares referido al peso molecular. En efecto, esto es el peso molecular total de todas las moléculas dividido por el número de moléculas. El peso molecular medio en número (Mn) es muy sensible a las variaciones de las fracciones de peso de las especies de bajo peso molecular. A su vez, el peso molecular medio en peso (Mw) es el primer momento de un gráfico del peso de polímero en cada gama de pesos moleculares referido al peso molecular. El peso molecular medio en peso (Mw) es muy sensible a las variaciones del número de moléculas grandes en... [Seguir leyendo]

1. Composición de polipropileno heterofásico que comprende

- de un 73 a un 98% en peso de una matriz de polipropileno (M) y

- de un 2 a un 27% en peso de un copolímero elastomérico (E) que está dispersado en la matriz (M) , sobre la base de la matriz de polipropileno (M) y del copolímero elastomérico (E) , en donde el copolímero elastomérico (E) comprende unidades derivadas de

- propileno y

- etileno y/o α-olefina de C4 a C20, 10 y en donde además

- la relación Mz/Mn de la fracción soluble en frío en xileno (XCS) de la composición de polipropileno heterofásico es de menos de 15, 2, en donde Mz es el peso molecular medio z medido según ISO 16014-4:2003 y Mn es el peso molecular medio en número medido según ISO 16014-4:2003,

- el Mz de la fracción soluble en frío en xileno (XCS) de la composición de polipropileno heterofásico es de al 15 menos 950 kg/mol,

- la viscosidad intrínseca de la fracción soluble en frío en xileno (XCS) de la composición de polipropileno heterofásico es de más de 2, 1 dl/g medida según ISO 1628-1 (a 135º C en decalina) , y

- el MFR2 (230º C) de la composición de polipropileno heterofásico medido según ISO 1133 es de más de 25 g/10

min. 20

2. Composición de polipropileno heterofásico según la reivindicación 1, en donde la relación Mz/Mw de la fracción soluble en frío en xileno (XCS) de la composición de polipropileno heterofásico sea de más de 2, 6, en donde Mz es el peso molecular medio z medido según ISO 16014-4:2003 y Mw es el peso molecular medio en peso medido según ISO 16014-4:2003.

3. Composición de polipropileno heterofásico según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el peso molecular medio en peso (Mw) medido según la norma ISO 16014-4:2003 de la fracción soluble en frío en xileno (XCS) de la composición de polipropileno heterofásico es de al menos 250 kg/mol.

30 4. Composición de polipropileno heterofásico según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la relación Mw/Mn (MWD) de la fracción soluble en frío en xileno (XCS) de la composición de polipropileno heterofásico es de 3, 5 a 6, 0, en donde Mn es el peso molecular medio en número medido según la norma ISO 16014-4:2003 y Mw es el peso molecular medio en peso medido según la norma ISO 16014-4:2003.

35 5. Composición de polipropileno heterofásico según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la cantidad de unidades de monómero derivadas de propileno en la fracción soluble en frío en xileno (XCS) de la composición de polipropileno heterofásico es de al menos un 58% en peso.

6. Composición de polipropileno heterofásico según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la 40 matriz de polipropileno (M) cumple con la ecuación MFR/XS > 25 en donde "MFR" es el MFR2 (230º C) [g/10 min.] de la matriz de polipropileno (M) medido según la norma ISO 1133, y "XS" es la cantidad de la fracción soluble en frío en xileno [% en peso] de la matriz de polipropileno (M) medida 45 según la norma ISO 6427 (23º C) , y preferiblemente la fracción soluble en frío en xileno (XCS) de la matriz de polipropileno (M) está presente en una cantidad de al menos un 1, 0% en peso.

7. Composición de polipropileno heterofásico según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la matriz de polipropileno (M) tiene un MFR2 (230º C) medido según la norma ISO 1133 de más de 50 g/10 min. 50

8. Composición de polipropileno heterofásico según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la matriz de polipropileno (M) tiene una fracción soluble en frío en xileno (XCS) medida según la norma ISO 6427 (23º C) de no más de un 3, 5% en peso.

55 9. Composición de polipropileno heterofásico según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde (a) la matriz de polipropileno (M) es un homopolímero de propileno isotáctico o un copolímero aleatorio de propileno isotáctico y/o (b) el copolímero elastomérico (E) comprende unidades de monómero derivadas de propileno y etileno solamente. 60

10. Composición de polipropileno heterofásico según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la matriz de polipropileno (M) y el copolímero elastomérico (E) contribuyen juntamente en hasta al menos un 85% en peso a la composición de polipropileno heterofásico.

EP 2243803

11. Artículos, y en particular artículos moldeados, que comprenden una composición de polipropileno heterofásico según cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

12. Procedimiento que es para la preparación de una composición de polipropileno heterofásico según cualquiera de 5 las anteriores reivindicaciones 1 a 10 y comprende los pasos de:

- producir en un primer reactor de lechada y opcionalmente en un segundo reactor de lechada, usando ambos reactores de lechada las mismas condiciones de polimerización, una matriz de polipropileno (M) usando un sistema catalizador que comprende

(I) un procatalizador de Ziegler-Natta que contiene un producto de transesterificación de un alcohol inferior y un 10 éster ftálico, (II) opcionalmente un cocatalizador organometálico y (III) un dador externo representado por la fórmula (III) Si (OCH3) 2R25 (III)

en donde R5 representa a un grupo alquilo ramificado que tiene de 3 a 12 átomos de carbono o a un cicloalquilo 15 que tiene de 4 a 12 átomos de carbono,

- transferir el producto del reactor de lechada al interior de al menos un primer reactor de fase gaseosa,

- producir un copolímero elastomérico (E) en presencia de la matriz de polipropileno (M) y en presencia del sistema catalizador en al menos dicho primer reactor de fase gaseosa,

- recuperar el producto polímero para su adicional procesamiento. 20