Interpolímeros adecuados para usar en colas termoplásticas.

Un interpolímero de etileno/α-olefina que tiene las siguientes propiedades:

i) Una densidad de 0,88 a 0,93 g/cm3;

ii) Un peso molecular promedio en número (Mn) de 1.000 a 9.000;

iii) Una viscosidad Brookfield (medida a 149ºC (300ºF)) de 0,5 Pa.s (500 cP) a 7 Pa.s (7.000 cP);

en el que el interpolímero comprende un componente polímero de alto peso molecular promedio en peso (MwH)y componente polímero de bajo peso molecular promedio en peso (MwL), y en el que la relación MwH/MwL es de1,5 a 20.

Interpolímeros adecuados para usar en colas termoplásticas Campo de la invención La presente invención se refiere a un producto tipo interpolímero de etileno/a-olefina que al menos comprende una a-olefina interpolimerizada con etileno y caracterizado en al menos un aspecto porque tiene mejores propiedades cuando se utiliza en una formulación de una cola termoplástica. La invención también se refiere a un procedimiento para fabricar el producto tipo interpolímero en la que el procedimiento comprende emplear dos o más sistemas catalíticos de sitio único en al menos un entorno de reacción (o reactor) y en el que al menos dos sistemas catalíticos tienen: (a) diferentes capacidades de incorporación de comonómeros o reactividades, y/o (b) diferentes cinéticas de terminación, ambas cuando se miden en las mismas condiciones de polimerización. Los productos tipo interpolímeros son útiles, por ejemplo, en aplicaciones tales como colas termoplásticas y también para la modificación de la resistencia al impacto, de bitúmenes y de asfaltos, adhesivos, dispersiones o látex y artículos fabricados tales como, pero no limitados a, espumas, películas, láminas, productos moldeados, productos termoconformados, perfiles y fibras.

Antecedentes de la invención Los homopolímeros y copolímeros de etileno son una clase bien conocida de polímeros de olefinas a partir de los cuales se producen varios productos plásticos. Tales productos incluyen colas termoplásticas. Los polímeros usados para fabricar tales adhesivos pueden prepararse a partir de etileno, opcionalmente con uno o más monómeros copolimerizables. Un procedimiento usado para producir homopolímeros y copolímeros de etileno implica el uso de un catalizador de coordinación, tal como un catalizador de Ziegler-Natta, a baja presión. Los catalizadores de Ziegler-Natta están típicamente compuestos de muchos tipos de especies catalíticas, teniendo cada una diferentes estados de oxidación de los metales y diferentes entornos de coordinación con los ligandos. Se conocen ejemplos de tales sistemas heterogéneos e incluyen haluros de metales activados por un co-catalizador organometálico, tal como cloruro de titanio soportado sobre cloruro de magnesio, activado con compuestos de trialquilaluminio. Debido a que estos sistemas contienen más de una especie catalítica, poseen sitios de polimerización con diferentes actividades y capacidades variables para incorporar un comonómero en una cadena de polímero. La consecuencia de tal química de múltiples sitios es un producto con mal control de la arquitectura de la cadena del polímero cuando se compara con una cadena vecina. Por otra parte, diferencias en el sitio catalítico individual producen polímeros de alto peso molecular en algunos sitios y de bajo peso molecular en otros, dando lugar a un polímero con una composición heterogénea. La distribución de pesos moleculares (indicada por Mw/Mn, también denominada índice de polidispersidad o “PDI” o “MWD”) de tales polímeros puede ser bastante ancha. Para algunas combinaciones de heterogeneidad y MWD ancha, las propiedades mecánicas y otras propiedades de los polímeros son algunas veces menos deseables en ciertas aplicaciones que en otras.

Otra tecnología catalítica útil en la polimerización de olefinas está basada en la química de los catalizadores homogéneos de sitio único, que incluyen metalocenos los cuales son compuestos organometálicos que contienen uno o más ligandos de ciclopentadienilo unidos a un metal, tal como hafnio, titanio, vanadio o zirconio. Con frecuencia se usa un co-catalizador, tal como un metilaluminoxano oligómero (también denominado metilalumoxano) para promover la actividad catalítica del catalizador.

La unicidad de los catalizadores de sitio único, incluyendo los metalocenos, reside en parte en la equivalencia estérica y electrónica de cada sitio catalítico activo. Específicamente, estos catalizadores se caracterizan por tener un único sitio químico estable más que una mezcla de sitios como se trató anteriormente para los catalizadores de Ziegler-Natta convencionales. El sistema resultante está compuesto de especies catalíticas que tienen una actividad y selectividad singulares. A los polímeros producidos por tales catalizadores con frecuencia se les denomina en la técnica resinas homogéneas o de sitio único.

Una consecuencia de tal reactividad singular es que mediante una variación en el componente metálico y/o en los ligandos y sustituyentes de los ligandos del componente complejo de metal de transición del catalizador de sitioúnico, pueden fabricarse a medida una miríada de productos polímeros. Éstos incluyen oligómeros y polímeros con pesos moleculares (Mn) que varían de 200 a más que 1.000.000. Además, variando el componente metálico y/o los ligandos y sustituyentes de los ligandos del catalizador de sitio único, también es posible variar en la interpolimerizaciones de etileno y a-olefinas la reactividad del catalizador para los comonómeros, tal que se incorporan muchos grados diferentes de comonómero a una concentración de comonómero dada. Así, es posible diseñar a medida la densidad del producto desde productos con alta incorporación de comonómero (que da lugar a densidades menores que 0, 900 g/cm3) , a través de productos con casi ninguna incorporación de comonómero (que da lugar a densidades mayores que 0, 950 g/cm3) , ambos a la misma concentración de comonómero en el reactor.

Un método de utilizar esta variación de reactividad del catalizador de sitio único es emplear dos o más catalizadores en unión con una configuración de múltiples reactores, para producir las denominadas mezclas de resinas en el reactor las cuales son una combinación de productos fabricados por cada catalizador. En este caso, existe la capacidad de: i) controlar las condiciones de polimerización en cada reactor independientemente, ii) controlar la

contribución de cada producto en cada reactor en la composición final del polímero (la denominada relación de reparto de los reactores) y iii) suministrar a cada reactor un catalizador de sitio único, permite que tal procedimiento produzca una amplia gama de productos polímeros que son combinaciones de cada producto de cada reactor. La capacidad de producir tales mezclas en el reactor en oposición al mezclado posterior al reactor de los componentes preparados separadamente tiene ventajas definidas de procedimiento, economía y flexibilidad del producto en aplicaciones que piden un producto que no puede fabricarse en una configuración única de catalizador de sitio único o en una configuración dual de catalizadores de sitio único Además, la compatibilidad mutua de mezclas de catalizadores de sitio único (en oposición a una mezcla de un catalizador de Ziegler tradicional y de sitio único) también permite la posibilidad de producir una amplia gama de productos tipo mezclas en reactor en un único reactor, incluso en las mismas condiciones de polimerización introduciendo catalizadores de sitio único de diferentes reactividades con los comonómeros y/o cinéticas de terminación en el reactor, y variando sus cantidades relativas para dar las propiedades finales deseadas del polímero. En este modo, también pueden prepararse mezclas en el reactor las cuales no están de nuevo y por lo demás disponibles excepto mediante el mezclado posterior al reactor de los componentes preparados separadamente.

Hay varios ejemplos de ambos tipos de productos y procedimientos en la técnica anterior. Por ejemplo, la patente de EE.UU. Nº 5.530.065 (Farley et al.) describe artículos sellados térmicamente y películas sellables térmicamente que comprenden una mezcla de polímeros de un primer polímero que tiene una distribución estrecha de pesos moleculares y una distribución estrecha de la composición, y un segundo polímero que tiene una distribución ancha de pesos moleculares y una distribución ancha de la composición.

Las patentes de EE.UU. Nos 5.382.630 y 5.382.631 (Stehling et al.) describen mezclas de interpolímeros lineales de etileno con mejores propiedades fabricados a partir de componentes que tienen una distribución estrecha de pesos moleculares (Mw/Mn : 3) y una distribución estrecha de la composición (CDBI > 50%) .

La patente de EE.UU. Nº 6.545.088 B1 (Kolthammer et al.) describe un procedimiento para polimerizar etileno, una alfa-olefina y opcionalmente un dieno, catalizado por un catalizador tipo metaloceno en un único reactor o en múltiples reactores.

La patente de EE.UU. Nº 6.566.446 B1 (Kolthammer et al.) describe un procedimiento que comprende interpolimerizar un primer interpolímero homogéneo de etileno/alfa-olefina y al menos un segundo interpolímero homogéneo de etileno/alfa-olefina... [Seguir leyendo]

1. Un interpolímero de etileno/a-olefina que tiene las siguientes propiedades: i) Una densidad de 0, 88 a 0, 93 g/cm3; ii) Un peso molecular promedio en número (Mn) de 1.000 a 9.000;

iii) Una viscosidad Brookfield (medida a 149ºC (300ºF) ) de 0, 5 Pa.s (500 cP) a 7 Pa.s (7.000 cP) ; en el que el interpolímero comprende un componente polímero de alto peso molecular promedio en peso (MwH) y componente polímero de bajo peso molecular promedio en peso (MwL) , y en el que la relación MwH/MwL es de 1, 5 a 20.

2. El interpolímero de etileno según la reivindicación 1, en la que el interpolímero tiene un peso molecular 10 promedio en número de1.250 a 9.000.

3. El interpolímero de etileno según la reivindicación 2, en la que el interpolímero tiene un peso molecular promedio en número de 1.500 a 9.000.

4. El interpolímero de etileno según la reivindicación 1, en la que el interpolímero tiene una viscosidad Brookfield (medida a 149ºC (300ºF) ) de 1 Pa.s (1000 cP) a 7 Pa.s (7.000 cP) .

5. El interpolímero de etileno según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en las que que el interpolímero tiene una viscosidad Brookfield (medida a 149ºC (300ºF) ) de 0, 5 Pa.s (500 cP) a 6 Pa.s (6.000 cP) .

6. El interpolímero de etileno según la reivindicación 5, en la que el interpolímero tiene una viscosidad Brookfield (medida a 149ºC (300ºF) ) de 0, 5 Pa.s (500 cP) a 5 Pa.s (5.000 cP) .

7. El interpolímero de etileno según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en las que la relación 20 MWH/MWL es de 2 a 20.

8. El interpolímero de etileno según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en las que el interpolímero tiene una distribución de pesos moleculares (Mw/Mn) de 2 a 20.