Composición para el moldeo de polietileno.

Una composición para el moldeo de polietileno que tiene una distribución multimodal de la masa molar,

de preferencia trimodal, la cual comprende:

desde un 30 hasta un 60%, de preferencia desde un 40 hasta un 50 % en peso, de un copolímero A de bajo peso molecular, el cual comprende etileno y 1-buteno y tiene un número de viscosidad VZA en el margen desde 50 hasta 250 cm3/gramo, determinado de acuerdo con la norma ISO-1191: 1975; desde un 20 hasta un 50%, de preferencia desde un 30 hasta un 40% en peso, de un copolímero B de alto peso molecular, el cual comprende etileno y 1-buteno; y desde un 5 hasta un 25 %, de preferencia desde un 10 hasta un 24 % en peso, de un copolímero C con un peso molecular ultra-alto, el cual comprende etileno y 1-buteno.

Composición para el moldeo de polietileno.

CAMPO DE LA INVENCION

La presente invención se refiere a una composición para el moldeo de polietileno que tiene una distribución del peso molecular multimodal, y a las láminas, la rafia o las cintas obtenidas mediante extrusión y estiramiento de la composición moldeada. La invención se refiere también a un procedimiento para la preparación de la composición para el moldeo de polietileno, empleando varias etapas de polimerización en líquido, en fase gaseosa o en suspensión, en presencia de un sistema catalítico que comprende por lo menos un catalizador Ziegler.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

El polietileno se emplea en grandes cantidades en la industria del embalaje para la fabricación de películas y láminas, dado que el material presenta un bajo peso mientras que al mismo tiempo presenta una resistencia mecánica particularmente alta, una resistencia a la corrosión en presencia de humedad/agua y oxígeno, y una durabilidad a largo plazo extremadamente segura. Además, el polietileno tiene una excelente resistencia química y es especialmente adecuado para las aplicaciones de rafia, como por ejemplo las mallas, cintas decorativas y películas estiradas mono-axialmente.

Es importante que las cintas de polietileno destinadas a aplicaciones de rafia posean una buena resistencia a la tracción y una buena elongación a la rotura, dado que las cintas están sometidas a altas deformaciones y tensiones, por ejemplo, durante la fabricación de mallas. Sin embargo, las composiciones de polietileno conocidas en la técnica actual presentan a menudo una escasa procesabilidad, y en particular una estrecha ventana de estiramiento cuando la lámina de polietileno se somete a un estiramiento. La "ventana de estiramiento" se define como el hueco entre el mínimo y el máximo ratio de estiramiento de una lámina o una banda de polietileno, en donde el ratio de estiramiento mínimo es el valor debajo del cual aparecen unos bultos indeseables en las láminas/bandas, y el ratio de estiramiento máximo es el valor por encima del cual la lámina o las bandas tienden a rasgarse durante el procesado. Cuanto más ancha es la ventana de estiramiento, tanto más procesable es una composición de polímeros para moldeo, con las consiguientes ventajas tanto en la fabricación como en el empleo de la composición.

Por lo tanto sería deseable proporcionar grados de polietileno para moldeo, que tuvieran junto a buenas propiedades mecánicas como por ejemplo, la resistencia a la tracción y el alargamiento a la rotura, también una ventana de estiramiento más amplia y una mayor procesabilidad, lo cual permitiría un alto rendimiento de la extrusionadora y un amplio margen de un posible ratio de estiramiento.

RESUMEN DE LA INVENCION

El solicitante ha descubierto unas composiciones para el moldeo de polietileno que tienen una distribución de masa molar multimodal, capaz de proporcionar láminas y cintas con excelentes propiedades mecánicas y una mayor procesabilidad; las composiciones para el moldeo de polietileno, de la invención, contienen:

desde un 30 hasta un 60 % en peso de un copolímero A de bajo peso molecular, que comprende etileno y 1buteno, con un número de viscosidad VZA que oscila desde 50 hasta 250 cm2/gramo; desde un 20 hasta un 50 % en peso de un copolímero B de alto peso molecular, que comprende etileno y 1buteno, y desde un 5 hasta un 25 % en peso de un copolímero C de peso molecular ultra-alto, que comprende etileno y 1-buteno.

El copolímero A es un copolímero de bajo peso molecular, que comprende etileno y 1-buteno, en donde el contenido de 1-buteno oscila de preferencia desde un 0, 5 hasta un 10 % en peso del copolímero, con mayor preferencia oscila dese un 0, 9 hasta un 8 % en peso, con mayor preferencia oscila desde un 1, 1 hasta un 5 % en peso. El copolímero A puede tener un peso medio de peso molecular Mw que oscila desde 50.000 hasta 150.000 gramos/mol, de preferencia desde 90.000 hasta 120.000 gramos/mol.

El copolímero B es un copolímero de alto peso molecular de etileno y 1-buteno. El copolímero B de alto peso molecular contiene bajas proporciones de 1-buteno, de preferencia oscilando desde un 0, 6% hasta un 10% en peso y con mayor preferencia desde un 1 hasta un 5%. El copolímero B puede tener de preferencia un peso medio del peso molecular Mw que oscila desde 80.000 hasta 180.000 gramos/mol, con mayor preferencia desde 100.000 hasta

150.000 gramos/mol.

El copolímero C es un copolímero de un peso molecular ultra-alto de etileno y 1-buteno, el cual contiene de preferencia bajas proporciones de 1-buteno, que oscilan desde un 0, 3% hasta un 3% en peso y con mayor preferencia desde un 0, 5 hasta un 1, 5%. El copolímero C puede tener de preferencia un peso medio del peso molecular Mw que oscila desde 130.000 hasta 230.000 gramos/mol, con mayor preferencia desde 150.000 hasta

200.000 gramos/mol.

Las composiciones para el moldeo de polietileno de la invención, pueden prepararse mediante procesos ya conocidos en la técnica, como por ejemplo, en fase líquida, en fase gaseosa o en polimerización en suspensión, en uno o más reactores. La composición de la invención puede prepararse mediante polimerización en cascada de los copolímeros A – C (como una mezcla de reactores) , o mediante la preparación por separado de los tres copolímeros A, B y C , y mezclándolos posteriormente.

Los valores del número de viscosidad (VZ) se miden directamente de acuerdo con la norma ISO-1191: 1975, mediante un viscosímetro Ubelhohe; VZ es un nombre tradicional aceptado por la IUPAC (compendio IUPAC 1997) , empleado como sinónimo de "viscosidad reducida". En el caso de una mezcla de reactores, el VZ de los copolímeros B y C asignado in situ a las composiciones de polietileno de la invención y no permitiendo la medición directa, han de ser determinados indirectamente de acuerdo con la presente invención como se describe a continuación:

Después de la primera etapa de polimerización, el número de viscosidad VZ1 del producto obtenido en la primera etapa del reactor es igual al número de viscosidad aparente VZA, directamente medible, del copolímero A de bajo peso molecular y, de acuerdo con la invención, está en el margen desde 50 hasta 250 cm3/gramo, de preferencia en el margen desde 120 hasta 220 cm3/gramo.

El número de viscosidad VZB del copolímero B de alto peso molecular, formado durante la segunda etapa de polimerización de acuerdo con el proceso preferido de producción de la composición para moldeo de polietileno, de acuerdo con la invención, puede ser computado de acuerdo con la siguiente fórmula:

VZ2 – w1 · VZ1 VZB = ──────────── 1 – w1

en donde w1 [%] es la fracción de peso del copolímero A de bajo peso molecular, formado en la primera etapa de polimerización, comparada con el peso total de la composición de moldeo de polietileno con una distribución de la masa molar bimodal obtenida en la segundo etapa de polimerización, y en donde VZ2 es el número de viscosidad medido para la composición de moldeo de polietileno bimodal después de la segunda etapa de polimerización. El valor calculado para VZB está en el margen desde 100 hasta 300 cm3/gramo, de preferencia desde 150 hasta 250 cm3/gramo.

El número de viscosidad VZC del copolímero C de peso molecular ultra-alto, producido durante la tercera etapa de polimerización de acuerdo con el proceso preferido de la producción de la composición de moldeo de polietileno de acuerdo con la invención puede ser computada de acuerdo con la siguiente fórmula:

VZ3 – w2 · VZ2 VZC = ──────────── 1 – w2

en donde w2 [%] es la fracción en peso combinada del copolímero A de bajo peso molecular y del copolímero B de alto peso molecular, formados en la primera y segunda etapa de polimerización, basada sobre o en el peso total de la composición de moldeo de polietileno con una distribución trimodal de la masa molar obtenida desde la tercera etapa de polimerización, y en donde VZ3 es el número de viscosidad aparente directamente medible de acuerdo con la norma ISO-1191:1975 para el total de la composición de moldeo de polietileno trimodal, después de la tercera etapa de polimerización. El valor reducido calculado, o en el caso de una mezcla clásica, el valor medido paraVZC, está en el margen desde 200 hasta 890 cm3/gramos, de preferencia desde 230 hasta 870 cm3/gramos, de acuerdo con lo presente invención.

La composición para moldeo de polietileno de la invención tiene de preferencia una densidad a 23 °C... [Seguir leyendo]

1. Una composición para el moldeo de polietileno que tiene una distribución multimodal de la masa molar, de preferencia trimodal, la cual comprende:

desde un 30 hasta un 60%, de preferencia desde un 40 hasta un 50 % en peso, de un copolímero A de bajo peso molecular, el cual comprende etileno y 1-buteno y tiene un número de viscosidad VZA en el margen desde 50 hasta 250 cm3/gramo, determinado de acuerdo con la norma ISO-1191: 1975; desde un 20 hasta un 50%, de preferencia desde un 30 hasta un 40% en peso, de un copolímero B de alto peso molecular, el cual comprende etileno y 1-buteno; y desde un 5 hasta un 25 %, de preferencia desde un 10 hasta un 24 % en peso, de un copolímero C con un peso molecular ultra-alto, el cual comprende etileno y 1-buteno.

2. La composición para el moldeo de polietileno, de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el copolímero B tiene un número de viscosidad VZB que oscila desde 100 hasta 300 cm3/gramo.

3. La composición para el moldeo de polietileno, de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en donde el copolímero C tiene un número de viscosidad VZC que oscila desde 200 hasta 890 cm3/gramo, de preferencia desde 230 hasta 870 cm3/gramo, con la mayor preferencia desde 250 hasta 600 cm3 /gramo, o desde 650 hasta 870 cm3/gramo.

4. La composición para el moldeo de polietileno, de acuerdo con una cualquiera de las precedentes reivindicaciones la cual tiene una densidad que oscila desde 0, 945 hasta 0, 955 gramos/cm3, medida de acuerdo con la norma ISO 1183.

5. La composición para el moldeo de polietileno de acuerdo con la reivindicación 4, en donde la densidad oscila desde 0, 947 hasta 0, 950 gramos/cm3.

6. La composición para el moldeo de polietileno de acuerdo con una cualquiera de las precedentes reivindicaciones, la cual tiene un ratio de flujo fundido (190 °C/5 kg, medido de acuerdo con la norma ISO 1133) , que oscila desde 0, 01 hasta 10 gramos/10 minutos.

7. La composición para el moldeo de polietileno de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el ratio de flujo fundido oscila desde 1 hasta 2 gramos/10 minutos.

8. La composición para el moldeo de polietileno de acuerdo con una cualquiera de las precedentes reivindicaciones, la cual tiene una resistencia a la tracción que oscila desde 400 hasta 800 mN/tex, medidos de acuerdo con la norma ISO 527.

9. Un procedimiento para la preparación de una composición para el moldeo de polietileno como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, el cual comprende el paso de polimerización del etileno y del 1buteno a una temperatura que oscila desde 55 hasta 90 °C, bajo una presión de 0, 2 a 0, 6 MPa, en presencia de un catalizador Ziegler, y de preferencia un cocatalizador alumorgánico, en donde la polimerización se efectúa en tres etapas de polimerización, en donde la masa molar del polietileno formado en cada etapa se controla ajustando la concentración de hidrógeno en el reactor.

10. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en donde por lo menos una etapa de la polimerización se efectúa en suspensión.

11. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, en donde todas las etapas de polimerización se efectúan en suspensión o en donde por lo menos la primera y la segunda etapa del reactor se efectúan en suspensión mientras que la última etapa del reactor que produce el copolímero C de peso molecular ultra-alto, se efectúa en fase gaseosa.

12. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en donde el cocatalizador es un compuesto organoaluminio.

13. Empleo de una composición para el moldeo de polietileno como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la producción de láminas, rafia, cintas o bandas, comprendiendo dicha producción de preferencia, una etapa de estiramiento mono- o biaxial a una temperatura > 100 ºC, pero inferior a la temperatura de fusión, y después de moldear o extrusionar dicha composición de moldeo en una etapa precedente.

14. El empleo de acuerdo con la reivindicación 13, para la producción de mallas para pájaros, mallas para sombra, mallas para árboles de Navidad, mallas tubulares, cintas decorativas y mallas para pacas redondas.

15. El empleo de acuerdo con la reivindicación 14, en donde las láminas, la rafia, las cintas o las bandas tienen una resistencia a la tracción que oscila desde 400 hasta 800 mN/tex, medida de acuerdo con la norma ISO 527.

16. Una lámina, rafia, cinta o banda, la cual comprende una composición para el moldeo de polietileno como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 hasta la 8.