RESINA DE POLIPROPILENO HETEROFÁSICA CON RAMIFICACIONES DE CADENA LARGA.

Resina de polipropileno heterofásica con ramificaciones de cadena larga La presente invención se refiere a una resina de polipropileno heterofásica que comprende una fase matriz de copolímero de propileno aleatorio y una fase de goma de copolímero de etileno-propileno dispersa en la fase matriz que muestra una estructura de ramificación homogénea. Además, se refiere a un proceso para producir una resina de polipropileno de este tipo y a la utilización de una resina de este tipo para la producción de un artículo. Además, la presente invención se refiere a la sustitución de polietileno por polipropileno. Hoy en día, el polietileno se utiliza en numerosas aplicaciones, tales como cables, películas, tubos, etc. El procesamiento relativamente fácil permite grandes escalas de producción, tal como es necesario, por ejemplo, cuando se produce el aislamiento y las capas semiconductoras de los cables de alimentación. Sin embargo, la utilización de polietileno tiene limitaciones cuando los productos finales deberán soportar temperaturas superiores a 90ºC. El polipropileno permite una mayor estabilidad a la temperatura. Sin embargo, la capacidad de procesamiento del polipropileno es a menudo desfavorable dado que resistencia a fusión del polipropileno es baja en comparación con la del polietileno. Además, la fragilidad en el procesamiento a elevada velocidad, así como la carga de impacto a baja temperatura limita la utilización de polipropileno en numerosas aplicaciones. Frecuentemente, el comportamiento al impacto se mejora con la incorporación de goma de etileno propileno. Para ampliar la aplicabilidad de polipropileno a menudo se modifica mediante diversas medidas, tales como el tratamiento después del reactor con peróxido para promover reacciones de ramificación. Desafortunadamente, la promoción de la ramificación mediante un tratamiento con peróxido va siempre acompañada de escisión en beta como reacción secundaria, es decir, una degradación significativa del polipropileno. Sin embargo, la reacción principal que conduce a un mayor grado de ramificación, es muy conveniente dado que la estructura resultante es responsable de la estabilización del flujo del polipropileno fundido con una mayor tensión. Este comportamiento es conocido como endurecimiento por tensión (strain hardening). Se describe, por ejemplo, polipropileno que tiene el comportamiento de endurecimiento por tensión, en el documento EP 1903070. El documento EP 1903070 describe el polipropileno con una resistencia a la fusión elevada debido a un gran número de cadenas laterales (polipropileno ramificado) que conduce además a una rigidez relativamente elevada. En lo que se refiere a polipropilenos heterofásicos, sólo se describe la utilización del polipropileno específico para la matriz. El documento EP 1847555 se refiere a homopolímeros y copolímeros de polipropileno con múltiples ramificaciones. El material muestra propiedades de extensión a fusión que conducen a una elevada estabilidad en los procesos de extrusión. De nuevo, la utilización del polipropileno específico sólo se describe para la matriz en un polipropileno heterofásico. Se dan a conocer en el documento EP 1903579 cables que comprenden un polipropileno multiramificado en forma monofásica. Objetivo Sin embargo, para diversas aplicaciones se desea un material blando con un índice de fluidez relativamente elevado. Además, la mayoría de estas aplicaciones requieren una temperatura de fusión relativamente elevada, en la medida en que se requiere una cantidad relativamente baja de la fracción soluble en xileno. Esta cantidad muy baja de la fracción soluble en xileno por lo general no da la blandura deseada, particularmente cuando el polipropileno se ha modificado para tener ramificaciones de cadena larga. Características de la invención La presente invención se basa en el descubrimiento de que el objetivo anterior se puede lograr si un copolímero de propileno aleatorio como una fase matriz se combina con una fase dispersa que comprende una goma de copolímero de etileno-propileno con una cantidad baja de unidades de monómero de etileno, para producir una resina de copolímero aleatorio de propileno heterofásico que tiene una estructura de ramificación homogénea que muestra factores moderados de endurecimiento por tensión. Reivindicación independiente 1 Por lo tanto, la presente invención da a conocer una resina de polipropileno heterofásica que tiene un MFR (2,16 Kg, 230ºC), como mínimo, de 1,0 g/10 min, determinado según la norma ISO 1133, y una fase matriz (A) de copolímero de propileno aleatorio, y una fase de goma (B) de copolímero de etileno-propileno dispersa en la fase matriz, en la que la resina de polipropileno heterofásica tiene una fracción soluble en p-xileno a 25ºC (fracción XCS) que 2   está presente en la resina en una cantidad del 15 al 45% en peso, en la que dicha fracción soluble en p-xileno a 25ºC (fracción XCS) tiene un contenido de etileno del 25% en peso o menor y una fracción insoluble en p-xileno a 25ºC (fracción XCU), caracterizándose dicha resina de polipropileno heterofásica por un factor de endurecimiento por tensión (SHF) de 1,7 a 4,0 cuando se mide a una velocidad de tensión de 3,0 s -1 y una tensión Hencky de 3,0. Reivindicación independiente 2 La presente invención da a conocer además una resina de polipropileno heterofásica que tiene un MFR (2,16 Kg, 230ºC), como mínimo, de 1,0 g/10 min, determinado según la norma ISO 1133, y que tiene un módulo de tracción de 450 MPa o menor cuando se mide según la norma ISO 527-2 en una probeta moldeada por inyección de tipo 1A preparada según la norma ISO 1872-2 a una temperatura de 23ºC y una velocidad de alargamiento de 1 mm/min, y una fase matriz (A) de copolímero de propileno aleatorio, y una fase de goma (B) de copolímero de etileno-propileno dispersa en la fase matriz, en la que la resina de polipropileno heterofásica tiene una fracción soluble en p-xileno a 25ºC (fracción XCS) que está presente en la resina en una cantidad del 15 al 45% en peso, en la que dicha fracción soluble en p-xileno a 25ºC (fracción XCS) tiene un contenido de etileno del 25% en peso o menor y una distribución de pesos moleculares Mw/Mn de 1,0 a 4,0, y una fracción insoluble en p-xileno a 25ºC (fracción XCU). La resina de polipropileno heterofásica según la presente invención muestra sorprendentemente un equilibrio único de blandura elevada y, al mismo tiempo, propiedades moderadas de endurecimiento por tensión acompañada por un índice de fluidez relativamente elevado y propiedades mecánicas excelentes ya en cantidades relativamente pequeñas de fracción soluble en xileno (fracción XCS). En particular, se ha descubierto que las resinas de polipropileno heterofásico según la presente invención tienen un grado y estructura de ramificación específicos, no habiéndose observado antes. El grado moderado y carácter homogéneo de la ramificación de cadena larga se refleja en los factores moderados de endurecimiento por tensión a todas las tensiones Hencky. Esta estructura específica abre nuevas aplicaciones en los sectores del soplado-relleno-sellado (blow-fill-seal (BFS)), moldeo por soplado de extrusión (EBM) y aplicaciones de soplado de película (BF). Definiciones En la presente memoria descriptiva, el término "resina de polipropileno heterofásica" se utiliza para describir una fase matriz de polipropileno isotáctico cristalino en la que se dispersa una fase amorfa. La fase de matriz cristalina se refiere a una fase en la que una cantidad, como mínimo, del 90% en peso, más preferentemente, como mínimo, del 93% en peso y, lo más preferente, como mínimo, del 95% en peso es insoluble en p-xileno a 25ºC. La fase amorfa se refiere a una fase en la que una cantidad, como mínimo, del 90% en peso, más preferentemente, como mínimo, del 93% en peso y, lo más preferente, como mínimo, del 95% en peso es soluble en p-xileno a 25ºC. La fracción soluble en p-xileno (fracción XCS) se refiere a la fracción de la resina de polipropileno heterofásica que es soluble en p-xileno a 25ºC que representa la mayor parte copolímero amorfo de etileno-propileno. La fracción insoluble en p-xileno a 25ºC (fracción XCU) se refiere a la fracción de la resina de polipropileno heterofásica que no es soluble en p-xileno a 25ºC que representa la mayor parte el copolímero de propileno aleatorio isotáctico de la fase matriz. El catalizador se refiere al compuesto organometálico que contiene el centro de reacción de la polimerización. El sistema catalítico se refiere a la mezcla del catalizador, el cocatalizador opcional y un soporte opcional. El factor de endurecimiento por tensión se define como 3 en el que ( , ) + t E   es la viscosidad extensional uniaxial, y + (t) es tres veces la viscosidad de cizalladura + (t) dependiente... [Seguir leyendo]

1. Resina de polipropileno heterofásica que tiene un MFR (2,16 Kg, 230ºC), como mínimo, de 1,0 g/10 min, determinado según la norma ISO 1133, que comprende una fase matriz (A) de copolímero de propileno aleatorio, y una fase de goma (B) de copolímero de etileno-propileno dispersa en la fase matriz, en la que la resina de polipropileno heterofásica tiene una fracción soluble en p-xileno a 25ºC (fracción XCS) que está presente en la resina en una cantidad del 15 al 45% en peso, en la que dicha fracción soluble en p-xileno a 25ºC (fracción XCS) tiene un contenido de etileno del 25% en peso o menor, y una fracción insoluble en p-xileno a 25ºC (fracción XCU), caracterizándose dicha resina de polipropileno heterofásica por un factor de endurecimiento por tensión (SHF) de 1,7 a 4,0 cuando se mide a una velocidad de tensión de 3,0 s -1 y una tensión Hencky de 3,0. 2. Resina de polipropileno heterofásica que tiene un MFR (2,16 Kg, 230ºC), como mínimo, de 1,0 g/10 min, determinado según la norma ISO 1133, y que tiene un módulo de tracción de 450 MPa o menor cuando se mide según la norma ISO 527-2 en una probeta de ensayo moldeada por inyección de tipo 1A preparada según la norma ISO 1872-2 a una temperatura de 23ºC y a una velocidad de alargamiento de 1 mm/min, que comprende una fase matriz (A) de copolímero de propileno aleatorio, y una fase de goma (B) de copolímero de etileno-propileno dispersa en la fase matriz, en la que la resina de polipropileno heterofásica tiene una fracción soluble en p-xileno a 25ºC (fracción XCS) que está presente en la resina en una cantidad del 15 al 45% en peso, en la que dicha fracción soluble en p-xileno a 25ºC (fracción XCS) tiene un contenido de etileno del 25% en peso o menor y una distribución de pesos moleculares Mw/Mn de 1,0 a 4,0, y una fracción insoluble en p-xileno a 25ºC (fracción XCU). 3. Resina de polipropileno heterofásica, según la reivindicación 1, en la que la fracción soluble en p-xileno a 25ºC (fracción XCS) tiene una distribución de pesos moleculares Mw/Mn de 1,0 a 4,0. 4. Resina de polipropileno heterofásica, según la reivindicación 1, que tiene un módulo de tracción de 450 MPa o menor cuando se mide según la norma ISO 527-2 en una probeta de tipo 1A moldeada por compresión preparada según la norma ISO 1872-2 a una temperatura de 23ºC y una velocidad de alargamiento de 1 mm/min. 5. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la fracción soluble en p-xileno a 25ºC (fracción XCS) tiene un peso molecular medio en peso (Mw) de 180 a 250 Kg/mol, medido por GPC según la norma ISO 16014-1 y -4. 6. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la fracción insoluble en xileno (fracción XCU) incluye un material formado a partir de propileno y, como mínimo, un comonómero seleccionado de etileno y/o olefinas alfa C4 a C12. 7. Resina de polipropileno heterofásica, según la reivindicación 6, en la que la cantidad de unidades derivadas de comonómeros seleccionados a partir de etileno y/o olefinas alfa C4 a C12 en la fracción insoluble en xileno (fracción XCU) es del 1,5 al 5,0% en peso con respecto al peso total de la fracción que es insoluble en p-xileno (fracción XCU). 8. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que tiene una temperatura de fusión (Tm) de 133 a 150ºC. 9. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que tiene una resistencia al impacto Charpy con muesca a 23ºC, como mínimo, de 90 KJ/m 2 y/o una resistencia al impacto Charpy con muesca a -20ºC, como mínimo, de 10 KJ/m 2 , determinado según la norma ISO 179-1/1eA. 10. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que soporta una fuerza máxima de peso que cae instrumentado a -20ºC, como mínimo, de 250 N, determinada según la norma ISO 6603-2. 11. Artículo que comprende la resina de polipropileno heterofásica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores. 12. Procedimiento para producir la resina de polipropileno heterofásica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el catalizador es el mismo para la producción de la matriz y la fase dispersa. 13. Procedimiento según la reivindicación 12, el que el catalizador es capaz de producir una fracción que es soluble en p-xileno a 25ºC con una distribución de pesos moleculares Mw/Mn de 1,0 a 4,0. 19   14. Procedimiento según las reivindicaciones 12 ó 13, el que el catalizador es un catalizador de sitio único de fórmula (I) (L)mRnMXq (I) en la que M es un metal de transición del grupo 3 a 10 o de la tabla periódica (IUPAC), o de un actínido o lantánido, cada X es independientemente un ligando aniónico monovalente, tal como un ligando , cada L es independientemente un ligando orgánico que se coordina a M, R es un grupo puente que une dos ligandos L, m es 2 ó 3, n es 0 ó 1, q es 1, 2 ó 3, m + q es igual a la valencia del metal, y con la condición de que, como mínimo, dos ligandos "L" son de estructura química diferente. 15. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, en el que la resina de polipropileno heterofásica se produce en un proceso multietapas en el que participan, como mínimo, dos reactores, en el que un reactor se hace funcionar con una relación de peso C3/C2 de 68/32 a 90/10.   21   22   23