Composición de polietileno bimodal para artículos moldeados por inyección.

Composición de polietileno bimodal de alta densidad para producir artículos moldeados,

que comprende

a) entre un 92,6 y un 99,4% en peso de la composición de un polímero bimodal de alta densidad que comprende un homopolímero de etileno o un copolímero de etileno y alfa-olefina (COMPONENTE A) en combinación con

b) entre un 0,5 y un 2% en peso de la composición de un agente alfanucleante (COMPONENTE B), seleccionado del grupo compuesto por aditivos inorgánicos, sales de ácidos monocarboxílicos o policarboxílicos, dibencilidensorbitoles o sus derivados C1-C8-alquil-sustituidos, sales de diésteres de ácido fosfórico, derivados de nonitol, polímeros de vinilcicloalcano y polímeros de vinilalcano,

c) entre un 0,05 y un 0,4% en peso de la composición de un agente deslizante que es una amida primaria de ácido graso, (COMPONENTE C) seleccionada del grupo compuesto por amidas primarias de ácidos grasos saturados lineales que contienen entre 10 y 25 átomos de carbono y mezclas de las mismas y

d) entre un 0,05 y un 5% en peso de la composición de uno o más aditivos seleccionados de entre antioxidantes, eliminadores de ácido, pigmentos y estabilizadores de UV (COMPONENTE D).

Composición de polietileno bimodal para artículos moldeados por inyección [0001] La presente invención se refiere a una composición de polietileno para artículos moldeados por inyección, en particular para tapones y artículos de cierre.

El uso de polietileno bimodal en la fabricación de artículos moldeados por inyección, como tapones y cierres para botellas, es conocido. Para que resulte adecuado para su uso en estas aplicaciones, es necesario usar polietileno de alta densidad (HDPE) con el fin de proporcionar la suficiente rigidez en el tapón.

El documento EP 1 146 077 A describe una composición de HDPE bimodal para producir artículos moldeados con un módulo de elasticidad incrementado y una alta ESCR, que comprende un homopolímero de etileno o un copolímero de etileno y alfa-olefina el cual comprende i) un homopolímero o copolímero de etileno de bajo peso molecular y ii) un homopolímero o copolímero de etileno de alto peso molecular y un agente nucleante.

Según el documento EP 1 146 077 A, los agentes nucleantes más eficaces son aquellos que contienen un grupo orgánico y un grupo polar y que son insolubles en el HDPE, tales como ácidos aromáticos mono- o policarboxílicos o sales de los mismos, con lo cual un agente nucleante particularmente eficaz es benzoato sódico.

El documento EP 1 278 797 A describe una composición de poliolefina adecuada para producir tapones para botellas mediante moldeo por inyección, que comprende un polietileno con una densidad mayor que 940 kg/m3 y por lo menos una amida de ácido graso saturado que contiene entre 8 y 30 átomos de carbono. Preferentemente, esta amida de ácido graso saturado es behenamida.

Se sabe en el estado de la técnica que la adición de dichas amidas de ácido graso reduce el coeficiente de fricción, respectivamente la fricción entre un primer artículo fabricado a partir de una poliolefina y otro artículo que esté en contacto con el primero, en particular para evitar la fricción entre un tapón de poliolefina y una botella, con el fin de facilitar el desenroscado del tapón.

Tal como se ha mencionado anteriormente, se conoce el uso de polietileno multimodal en la fabricación de artículos moldeados por inyección.

El moldeo por inyección se puede usar para realizar una amplia variedad de artículos incluyendo artículos que tienen formas relativamente complejas y una variedad de tamaños. El moldeo por inyección es adecuado, por ejemplo, para la fabricación de artículos usados como tapones y cierres para aplicaciones alimenticias y de bebidas, tales como para botellas que contienen bebidas carbonatadas o no carbonatadas, o para aplicaciones no alimenticias como envases para cosméticos y productos farmacéuticos.

El ciclo de moldeo por inyección se puede descomponer en tres fases: llenado, compactación-mantenimiento y enfriamiento. Con el fin de mejorar la eficiencia del proceso, se tiene como objetivo una reducción del tiempo del ciclo de producción. La reducción del tiempo del ciclo se puede lograr en parte induciendo en la resina una Tc (temperatura de cristalización) mayor, que permita que la resina fundida se endurezca a una temperatura más alta. Esto hace que disminuya el tiempo de enfriamiento necesario y facilita la expulsión del artículo del molde a una velocidad mayor.

A partir del documento WO 2005/103132 se sabe que el uso de talco como agente nucleante para polietileno lineal de baja densidad provoca un aumento de la temperatura de cristalización, lo cual conduce así adicionalmente a la reducción deseada del tiempo del ciclo.

Aunque se ha llevado a cabo mucho trabajo de desarrollo en el sector del polietileno, sigue existiendo una necesidad de composiciones mejoradas de polietileno adecuadas para su uso en el moldeo por inyección, en particular para tapones y cierres, que reduzca tanto el tiempo del ciclo del proceso de moldeo por inyección como el coeficiente de fricción todavía más en comparación con composiciones de polietileno conocidas a partir del estado de la técnica.

En actualidad se ha observado que usando HDPE bimodal en combinación con talco como agente nucleante y behenamida como agente deslizante, se puede obtener una composición de moldeo de HDPE con efectos inesperados y sinérgicos sobre la temperatura de cristalización y el coeficiente de fricción de la composición.

Por consiguiente, la descripción da a conocer, en una primera realización, una composición de polietileno bimodal de alta densidad para producir artículos moldeados, que comprende a) entre un 92, 6 y un 99, 4% en peso de la composición de un polímero bimodal de alta densidad que comprende un homopolímero de etileno o un copolímero de etileno y alfa-olefina (COMPONENTE A) en combinación con b) entre un 0, 5 y un 2% en peso de la composición de un agente alfanucleante (COMPONENTE B) ,

c) entre un 0, 05 y un 0, 4% en peso de la composición de un agente deslizante que es una amida primaria de ácido graso, (COMPONENTE C) y

d) entre un 0, 05 y un 5 % en peso de la composición de uno o más aditivos seleccionados de entre antioxidantes, eliminadores de ácido, pigmentos y estabilizadores de UV (COMPONENTE D)

La presente invención proporciona una composición de polietileno bimodal de alta densidad para producir artículos moldeados, que comprende a) entre un 92, 6 y un 99, 4% en peso de la composición de un polímero bimodal de alta densidad que comprende un homopolímero de etileno o un copolímero de etileno y alfa-olefina (COMPONENTE A) en combinación con b) entre un 0, 5 y un 2% en peso de la composición de un agente alfanucleante (COMPONENTE B) , seleccionado del grupo compuesto por aditivos inorgánicos, sales de ácidos monocarboxílicos o policarboxílicos, dibencilidensorbitoles o sus derivados C1-C8-alquilsustituidos, sales de diésteres de ácido fosfórico, derivados de nonitol, polímeros de vinilcicloalcano y polímeros de vinilalcano,

c) entre un 0, 05 y un 0, 4% en peso de la composición de un agente deslizante que es una amida primaria de ácido graso, (COMPONENTE C) seleccionada del grupo compuesto por amidas primarias de ácidos grasos saturados lineales que contienen entre 10 y 25 átomos de carbono y mezclas de las mismas y

d) entre un 0, 05 y un 5% en peso de la composición de uno o más aditivos seleccionados de entre antioxidantes, eliminadores de ácido, pigmentos y estabilizadores de UV (COMPONENTE D) .

Componente A:

La composición según la invención, que es un polímero bimodal de alta densidad, comprende por lo tanto, como primer COMPONENTE A, un homopolímero de etileno o un copolímero de etileno y alfa-olefina, que comprende i) un homopolímero o copolímero de etileno de bajo peso molecular y

ii) un homopolímero o copolímero de etileno de alto peso molecular.

Habitualmente, a una composición de polietileno que comprende por lo menos dos fracciones de polietileno, que se han producido bajo diferentes condiciones de polimerización que dan como resultado diferentes pesos moleculares (medios en peso) y distribuciones de pesos moleculares para las fracciones, se le hace referencia como “multimodal”. Por consiguiente, en este sentido las composiciones de la invención son polietilenos multimodales. El prefijo “multi” se refiere al número de diferentes fracciones poliméricas por las que está compuesta la composición. Por lo tanto, a una composición compuesta por solamente dos fracciones se le denomina “bimodal”.

La forma de la curva de distribución del peso molecular, es decir, el aspecto de la gráfica de la fracción en peso de polímero en función de su peso molecular, de dicho polietileno multimodal, presentará dos o más máximos o por lo menos se ensanchará de forma diferenciada en comparación con las curvas correspondientes a las fracciones individuales.

Por ejemplo, si un polímero se produce en un proceso secuencial de múltiples fases, utilizando reactores acoplados en serie y usando condiciones diferentes en cada reactor, las fracciones poliméricas producidas en los diferentes reactores tendrán, cada una de ellas, su distribución de peso molecular y su peso molecular medio en peso propios. Cuando se registra la curva de distribución de peso molecular de un polímero de este tipo, las curvas individuales de estas fracciones se superponen en la curva de distribución de peso molecular para el producto polimérico resultante total, generando habitualmente una curva con dos o más máximos diferenciados.

La alfa-olefina del copolímero antes mencionado de etileno y alfa-olefina se selecciona adecuadamente de entre propileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 4-metil-1-penteno, 1-octeno,... [Seguir leyendo]

1. Composición de polietileno bimodal de alta densidad para producir artículos moldeados, que comprende a) entre un 92, 6 y un 99, 4% en peso de la composición de un polímero bimodal de alta densidad que comprende un homopolímero de etileno o un copolímero de etileno y alfa-olefina (COMPONENTE A) en combinación con b) entre un 0, 5 y un 2% en peso de la composición de un agente alfanucleante (COMPONENTE B) , seleccionado del grupo compuesto por aditivos inorgánicos, sales de ácidos monocarboxílicos o policarboxílicos, dibencilidensorbitoles o sus derivados C1-C8-alquil-sustituidos, sales de diésteres de ácido fosfórico, derivados de nonitol, polímeros de vinilcicloalcano y polímeros de vinilalcano,

c) entre un 0, 05 y un 0, 4% en peso de la composición de un agente deslizante que es una amida primaria de ácido graso, (COMPONENTE C) seleccionada del grupo compuesto por amidas primarias de ácidos grasos saturados lineales que contienen entre 10 y 25 átomos de carbono y mezclas de las mismas y

d) entre un 0, 05 y un 5% en peso de la composición de uno o más aditivos seleccionados de entre antioxidantes, eliminadores de ácido, pigmentos y estabilizadores de UV (COMPONENTE D) .

2. Composición de polietileno de alta densidad según la reivindicación 1, en el Componente A comprende

(i) un homopolímero o copolímero de etileno de bajo peso molecular y

(ii) un homopolímero o copolímero de etileno de alto peso molecular.

3. Composición de polietileno de alta densidad según la reivindicación 2, en la que la fracción de bajo peso molecular

(i) del Componente (A) es un homopolímero de etileno con un MFR2 en el intervalo de entre 300 y 500 g/10 minutos y una densidad mayor que entre 960 y 980 kg/m3 y la fracción de alto peso molecular (ii) del Componente

(A) es un copolímero de etileno con un comonómero de alfa-olefina seleccionado de entre 1-buteno ó 1-hexeno, y en donde la relación de pesos de la fracción (i) con respecto a la fracción (ii) está en el intervalo de entre 40:60 y

60:40.

4. Composición de polietileno de alta densidad según la reivindicación 2 a 3, en la que el Componente (A) se prepara en un proceso de dos etapas que comprende una primera etapa de polimerización en suspensión (slurr y ) para producir la fracción de bajo peso molecular (i) y una segunda etapa de polimerización de fase gaseosa para producir la fracción de alto peso molecular (ii) , en donde la segunda etapa de polimerización se lleva a cabo en presencia del producto de polimerización de la primera etapa y en donde la primera etapa de polimerización puede venir precedida por una etapa de prepolimerización.

5. Composición de polietileno de alta densidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 4, en la que el Componente B es talco.

6. Composición de polietileno de alta densidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 5, en la que el Componente C es behenamida.

7. Composición de polietileno de alta densidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 6, en la que como Componente D se usa un antioxidante y/o un eliminador de ácido.

8. Composición de polietileno de alta densidad según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 7, que comprende como Componente (A) un polímero de alta densidad bimodal compuesto por un homopolímero de etileno de bajo peso molecular y un copolímero de etileno/1-buteno de alto peso molecular, como Componente (B) talco, como Componente (C) behenamida y como Componente D un antioxidante y/o un eliminador de ácido.

9. Uso de una composición de HDPE según la reivindicación 1 y 2, que comprende Componente A que es un HDPE bimodal que comprende

i) un homopolímero o copolímero de etileno de bajo peso molecular;

ii) un homopolímero o copolímero de etileno de alto peso molecular; y Componente B, un agente nucleante; Componente C, un agente deslizante y Componente D, que comprende uno o más aditivos seleccionados de entre antioxidantes, eliminadores de ácido, pigmentos y estabilizadores de UV, para producir artículos moldeados por inyección.

10. Uso de una composición de HDPE según la reivindicación 8, para producir artículos moldeados por inyección.

11. Artículos moldeados por inyección que comprenden la composición de HDPE según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 8.

12. Artículo moldeado por inyección según la reivindicación 11, en el que el artículo es un tapón o cierre.

13. Uso de la combinación de un agente alfanucleante seleccionado del grupo compuesto por aditivos inorgánicos, sales de ácidos monocarboxílicos o policarboxílicos, dibencilidensorbitoles o sus derivados C1-C8-alquilsustituidos, sales de diésteres de ácido fosfórico, derivados de nonitol, polímeros de vinilcicloalcano y polímeros de vinilalcano, preferentemente talco y un agente deslizante seleccionado del grupo compuesto por amidas primarias de ácidos grasos saturados lineales que contienen entre 10 y 25 átomos de carbono y mezclas de los mismos, preferentemente behenamida para incrementar la temperatura de cristalización de una composición de HDPE bimodal que comprende i) un homopolímero o copolímero de etileno de bajo peso molecular y ii) un homopolímero

o copolímero de etileno de alto peso molecular, en por lo menos 2ºC, preferentemente por lo menos 2, 5ºC.

14. Uso de la combinación de un agente alfanucleante seleccionado del grupo compuesto por aditivos inorgánicos, sales de ácidos monocarboxílicos o policarboxílicos, dibencilidensorbitoles o sus derivados C1-C8-alquilsustituidos, sales de diésteres de ácido fosfórico, derivados de nonitol, polímeros de vinilcicloalcano y polímeros de vinilalcano, preferentemente talco y un agente deslizante seleccionado del grupo compuesto por amidas primarias de ácidos grasos saturados lineales que contienen entre 10 y 25 átomos de carbono y mezclas de los mismos, preferentemente behenamida para preparar una composición de HDPE bimodal que comprende i) un homopolímero o copolímero de etileno de bajo peso molecular y ii) un homopolímero o copolímero de etileno de alto peso molecular, con un coeficiente de fricción reducido en comparación con una composición de HDPE bimodal preparada con el mero uso de agente nucleante y en comparación con el mero uso de un agente deslizante.