COPOLÍMEROS DE POLIPROPILENO HETEROFÁSICOS DE ALTA FLUIDEZ DE FUSIÓN MEJORADA.

Un procedimiento para la preparación de un copolímero de polipropileno heterofásico,

que comprende las siguientes fases (i) y (ii) en cualquier secuencia: (i) preparación de la fase de matriz del copolímero heterofásico de la composición de polipropileno, en el que la fase (i) comprende las siguientes etapas: B2) polimerización de propileno para proporcionar un homopolímero de polipropileno, o la copolimerización de propileno con un comonómero de olefina para dar como resultado un copolímero de polipropileno, realizándose la etapa B2 en al menos un reactor de fase de suspensión, y B3) la polimerización de propileno para proporcionar un homopolímero de polipropileno, o la copolimerización propileno con un comonómero de olefina para dar como resultado un copolímero de polipropileno, realizándose la etapa B3 en al menos un reactor de fase gaseosa. (ii) preparación de la fase dispersa del copolímero heterofásico de la composición de polipropileno, en el que la fase (ii) comprende la siguiente etapa: B4) copolimerización de propileno con un comonómero de olefina para dar como resultado un copolímero de olefinapropileno, realizándose la etapa B4 en al menos un reactor de fase gaseosa, y en el que: a) la etapa de procedimiento B2 se realiza a una temperatura de reactor de entre 70 y 110 ºC y b) la etapa de procedimiento B3 se realiza a una temperatura de reactor mayor o igual a 90 ºC, y c) la etapa de procedimiento B4 se realiza a una temperatura de reactor mayor que 75 ºC, y d) la relación de comonómero CR entre la alimentación de etileno y de propileno en el reactor de la etapa de proceso B4 es mayor de 600 mol/kmol

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10005513.

Solicitante: BOREALIS TECHNOLOGY OY.

Nacionalidad solicitante: Finlandia.

Dirección: P.O. BOX 330 06101 PORVOO FINLANDIA.

Inventor/es: KORHONEN, ESA, TUOMINEN, OLLI, VESTBERG, TORVALD, MALM, BO.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 11 de Diciembre de 2007.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08F10/00 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08F COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES QUE IMPLICAN UNICAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de hidrocarburos de número reducido de átomos de carbono, p. ej. por oligomerización, C10G 50/00; Procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la síntesis de un compuesto químico dado o de una composición dada, o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P; polimerización por injerto de monómeros, que contienen uniones insaturadas carbono-carbono, sobre fibras, hilos, hilados, tejidos o artículos fibrosos hechos de estas materias D06M 14/00). › Homopolímeros y copolímeros de hidrocarburos alifáticos insaturados que tienen solamente un enlace doble carbono-carbono.
  • C08F210/06 C08F […] › C08F 210/00 Copolímeros de hidrocarburos alifáticos insaturados que tienen solamente un enlace doble carbono-carbono. › Propeno.
  • C08L23/10 C08 […] › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos C09; filamentos o fibras artificiales D01F; composiciones para el tratamiento de textiles D06). › C08L 23/00 Composiciones de homopolímeros o copolímeros de hidrocarburos alifáticos insaturados que tienen solamente un enlace doble carbono-carbono; Composiciones de derivados de tales polímeros. › Homopolímeros o copolímeros de propeno.
  • C08L23/12 C08L 23/00 […] › Polipropileno.
  • C08L23/14 C08L 23/00 […] › Copolímeros de propileno (C08L 23/16 tiene prioridad).
  • C08L23/14A
  • C08L23/16 C08L 23/00 […] › Copolímeros de etileno-propileno o etileno-propileno-dieno.

Clasificación PCT:

  • C08F10/06 C08F […] › C08F 10/00 Homopolímeros y copolímeros de hidrocarburos alifáticos insaturados que tienen solamente un enlace doble carbono-carbono. › Propeno.
  • C08F210/06 C08F 210/00 […] › Propeno.
  • C08F297/08 C08F […] › C08F 297/00 Compuestos macromoleculares obtenidos por sucesiva polimerización de diferentes sistemas monoméricos utilizando un catalizador de tipo iónico o de coordinación sin desactivar el polímero intermedio. › polimerizando monoolefinas.
  • C08K5/00 C08 […] › C08K UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS NO MACROMOLECULARES COMO INGREDIENTES DE LA COMPOSICION (colorantes, pinturas, pulimentos, resinas naturales, adhesivos C09). › Utilización de ingredientes orgánicos.
  • C08L23/10 C08L 23/00 […] › Homopolímeros o copolímeros de propeno.
  • C08L23/12 C08L 23/00 […] › Polipropileno.
  • C08L23/14 C08L 23/00 […] › Copolímeros de propileno (C08L 23/16 tiene prioridad).
  • C08L23/16 C08L 23/00 […] › Copolímeros de etileno-propileno o etileno-propileno-dieno.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia.

PDF original: ES-2373212_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Copolímeros de polipropileno heterofásicos de alta fluidez de fusión mejorada 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 de fusión con un material de fase dispersa de copolímero de polipropilenoetileno elastomérico de baja fluidez de fusión (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. Sin embargo, la desventaja de estas composiciones es una velocidad de flujo del fundido total reducida. Dichos copolímeros heterofásicos se describen 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 de fusión 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 y col. se centra en la resistencia al impacto no considera el rendimiento de compresión de materiales producidos a partir de las composiciones.

Otro procedimiento para aumentar la fluidez de fusión de polipropileno heterofásico, que se denomina "reducción de la viscosidad", se describe 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 lo 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 que se han analizado anteriormente, un objeto de la presente invención es proporcionar una composición basada en polipropileno que pueda procesarse a temperaturas de fusión y/o presión de fusión inferiores, pero que todavía dé 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.

La presente invención proporciona un procedimiento para la preparación de un copolímero de polipropileno heterofásico.

Este procedimiento comprende las siguientes fases (i) y (ii) en cualquier secuencia:

(i) preparación de la fase de matriz del copolímero heterofásico de la composición de polipropileno, en el que la fase

(i) comprende las siguientes etapas:

B2) polimerización de propileno para proporcionar un homopolímero de polipropileno, o la copolimerización de propileno con un comonómero de olefina para dar como resultado un copolímero de polipropileno, realizándose la etapa B2 en al menos un reactor de fase de suspensión, y B3) la polimerización de propileno para proporcionar un homopolímero de polipropileno, o la copolimerización propileno con un comonómero de olefina para dar como resultado un copolímero de polipropileno, realizándose la etapa B3 en al menos un reactor de fase gaseosa.

(ii) preparación de la fase dispersa del copolímero heterofásico de la composición de polipropileno, en el que la fase

(ii) comprende la siguiente etapa:

B4) copolimerización de propileno con un comonómero de olefina para dar como resultado un copolímero de olefinapropileno, realizándose la etapa B4 en al menos un reactor de fase gaseosa, y en el que:

a) la etapa de procedimiento B2 se realiza a una temperatura de reactor de entre 70 y 110 ºC y b) la etapa de procedimiento B3 se realiza a una temperatura de reactor mayor o igual a 90 ºC, y c) la etapa de procedimiento B4 se realiza a una temperatura de reactor mayor que 75 ºC.

En una realización preferida del procedimiento, se produce un polipropileno heterofásico contenido en la composición de polipropileno de la invención en cualquiera de las realizaciones como se ha descrito antes en este documento.

Preferiblemente, las etapas de reacción se realizan en una cascada de reactores conectados en serie entre sí. Opcionalmente, la cascada puede comprender recipientes intermedios, tales como tanques cilíndricos, recipientes de agitación o ciclones entre la descarga y transferencia de los materiales de polimerización desde cualquiera de los reactores.

De acuerdo con una realización preferida, la fase de reacción (i) se realiza en al menos un reactor de fase de suspensión. Preferiblemente, la fase (i) también comprende al menos un reactor de fase gaseosa al que puede transferirse el producto de un primer reactor para continuar la polimerización. La suspensión de la etapa de reacción B2 puede retirarse del reactor... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento para la preparación de un copolímero de polipropileno heterofásico, que comprende las siguientes fases (i) y (ii) en cualquier secuencia: 5

(i) preparación de la fase de matriz del copolímero heterofásico de la composición de polipropileno, en el que la fase

(i) comprende las siguientes etapas:

B2) polimerización de propileno para proporcionar un homopolímero de polipropileno, o la copolimerización de propileno con un comonómero de olefina para dar como resultado un copolímero de polipropileno, realizándose la etapa B2 en al menos un reactor de fase de suspensión, y B3) la polimerización de propileno para proporcionar un homopolímero de polipropileno, o la copolimerización propileno con un comonómero de olefina para dar como resultado un copolímero de polipropileno, realizándose la etapa B3 en al menos un reactor de fase gaseosa.

(ii) preparación de la fase dispersa del copolímero heterofásico de la composición de polipropileno, en el que la fase

(ii) comprende la siguiente etapa:

B4) copolimerización de propileno con un comonómero de olefina para dar como resultado un copolímero de olefina20 propileno, realizándose la etapa B4 en al menos un reactor de fase gaseosa, y en el que:

a) la etapa de procedimiento B2 se realiza a una temperatura de reactor de entre 70 y 110 ºC y b) la etapa de procedimiento B3 se realiza a una temperatura de reactor mayor o igual a 90 ºC, y c) la etapa de procedimiento B4 se realiza a una temperatura de reactor mayor que 75 ºC, y d) la relación de comonómero CR entre la alimentación de etileno y de propileno en el reactor de la etapa de proceso B4 es mayor de 600 mol/kmol.

2. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa B4, la fase (ii) comprende adicionalmente la etapa:

B5) copolimerización de propileno con un comonómero de olefina para dar como resultado un copolímero de olefinapropileno.

3. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el procedimiento usa 35 un catalizador Ziegler-Natta que comprende un componente de procatalizador (a) , un componente de cocatalizador (b) y un donante de electrones externo (c) .

4. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el procedimiento usa un catalizador nucleado. 40

5. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el procedimiento usa un catalizador, que está nucleado con vinil ciclohexano polimérico (VCH) .

6. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la proporción de 45 hidrógeno con respecto al comonómero en el reactor de la etapa de proceso B4 es menor o igual a 300 mol/kmol.

7. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende adicionalmente, anterior a las otras etapas, 50 una etapa de polimerización previa B1) que comprende la polimerización de propileno para proporcionar un homopolímero de polipropileno o la copolimerización de propileno con un comonómero de olefina para dar como resultado un copolímero de polipropileno.

8. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la temperatura en la etapa de proceso B1 está 55 entre 10 ºC y 50 ºC.

9. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la división entre la etapa de proceso B2 y la etapa de proceso B3, independiente de su secuencia, es de 95:5 a 30:70.

60 10. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el homopolímero de polipropileno o copolímero aleatorio de la etapa (i) se prepara en primer lugar, y el copolímero elastomérico se prepara en una fase final (ii) .

11. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las etapas de proceso se realizan en el siguiente orden:

- opcionalmente B1.

5. B2,

- B3,

- B4, - opcionalmente B5.

12. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la suspensión de la etapa de reacción B2 se retira de manera continua del reactor y se transfiere directamente al interior del reactor de fase gaseosa de la etapa de reacción B3 sin eliminar componentes volátiles de la mezcla de reacción.

13. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos un 15 reactor de fase de suspensión en la etapa de proceso B2 se hace funcionar en condiciones supercríticas.

14. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el reactor o reactores de fase de suspensión es/son reactores de bucle.


 

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