Material polímero rígido y de alto flujo con buenas propiedades de transparencia e impacto.

Composición de polipropileno que tiene un índice de fusión MFR2 (a 230ºC) según medición efectuada de acuerdo con lo indicado en la norma ISO 1133 de un valor igual o superior a 15 g/10 min.

y que comprende

(a) una matriz de polipropileno cristalino (M-PP)

(b) una fase de copolímero de propileno elastomético (E) que tiene

(I) un contenido de propileno situado dentro de la gama de valores que va de un 40 a un 80% en peso, y

(II) una viscosidad intrínseca (IV) medida según la norma ISO 1628-1 (a 135ºC en decalina) situada dentro de la gama de valores que va desde más de 0,7 hasta un valor inferior o igual a 2,5 dl/g,

(c) un primer polietileno (PE1) que tiene

(I) una densidad medida según la norma ISO 1183-187 situada dentro de la gama de valores que va desde 905 hasta 925 kg/m3, y

(II) un índice de fusión MFR2 (a 190ºC) medido según la norma ISO 1133 igual o inferior a 30 g/10 min.,

(d) un segundo polietileno (PE2) que tiene

(I) una densidad medida según la norma ISO 1183-1187 de más de 915 kg/m3, y

(II) un índice de fusión MFR2 (a 190ºC) medido según la norma ISO 1133 igual o superior a 30 g/10 min.

Material polímero rígido y de alto flujo con buenas propiedades de transparencia e impacto [0001] La presente invención está dirigida a un nuevo sistema de polipropileno heterofásico que presenta un buen equilibrio entre las propiedades de rigidez y de resistencia al impacto a un bajo nivel de turbidez, así como a su uso para la fabricación de artículos moldeados por inyección.

Son perfectamente conocidos en la técnica copolímeros de propileno heterofásico. Tales copolímeros de propileno heterofásico comprenden una matriz que es un homopolimero de propileno o un copolímero de propileno aleatorio en el cual está dispersado un copolímero elastomérico. Así, la matriz de polipropileno contiene inclusiones (finamente) dispersadas que no son parte de la matriz y dichas inclusiones contienen el copolímero elastomérico. El

vocablo “inclusión” indica que la matriz y la inclusión forman fases distintas dentro del copolímero de propileno heterofásico, siendo dichas inclusiones por ejemplo visibles mediante microscopía de alta resolución, tal como microscopía electrónica o microscopía de fuerza de barrido.

Una aplicación de los copolímeros de propileno heterofásico es la de su uso como material de envasado. Constituye un reto el desarrollo de copolímeros de propileno heterofásico rígidos y de alto flujo que sean adecuados para aplicaciones en forma de material transparente de pared delgada para el envasado y que presenten una alta resistencia al impacto a bajas temperaturas (como se requiere para el envasado de helados) . El problema es que al mejorarse una de estas características relevantes, las otras son influenciadas negativamente. Por ejemplo, la buena transparencia requiere que las partículas dispersadas en la matriz sean lo suficientemente pequeñas (típicamente con diámetros < 400 nm) como para que no dispersen la luz. Sin embargo, las pequeñas partículas son perjudiciales para la resistencia al impacto a bajas temperaturas. Otra manera de obtener transparencia es la de adaptar los índices refractivos de la matriz y de la fase dispersada mediante adición de PE. Asimismo puede también ser influenciado negativamente el comportamiento en materia del índice de fusión.

En consecuencia, el objeto de la presente invención es el de encontrar una composición de polipropileno que sea adecuada como material transparente de pared delgada para el envasado. Por consiguiente es necesario desarrollar una composición de polipropileno de alto flujo que sea rígida y transparente y que además presente una buena resistencia al impacto a bajas temperaturas.

El descubrimiento de la presente invención el de que se ha hallado y se aporta un copolímero de propileno heterofásico con un índice de fusión bastante alto, comprendiendo dicho sistema, además de una matriz de polipropileno cristalino y de una fase de copolímero de propileno elastomérico, dos polietilenos que se diferencian en cuanto a la densidad y al índice de fusión.

En consecuencia, la presente invención está dirigida a una composición de polipropileno que tiene un índice de fusión MFR2 (a 230ºC) según medición efectuada de acuerdo con lo indicado en la norma ISO 1133 de un valor igual o superior a 15 g/10 min. y que comprende

(a) una matriz de polipropileno cristalino (M-PP)

(b) una fase de copolímero de propileno elastomérico (E) que tiene

(I) un contenido de propileno situado dentro de la gama de valores que va de un 40 a un 80% en peso, y

(II) una viscosidad intrínseca (IV) medida según la norma ISO 1628-1 (a 135ºC en decalina) situada dentro de la gama de valores que va desde más de 0, 7 hasta un valor inferior o igual a 2, 5 dl/g,

(c) un primer polietileno (PE1) que tiene

(I) una densidad medida según la norma ISO 1183-187 situada dentro de la gama de valores que va desde 905 hasta 925 kg/m3, y

(II) un índice de fusión MFR2 (a 190ºC) medido según la norma ISO 1133 igual o inferior a 30 g/10 min.,

(d) un segundo polietileno (PE2) que tiene

(I) una densidad medida según la norma ISO 1183-1187 de más de 915 kg/m3, y

(II) un índice de fusión MFR2 (a 190ºC) medido según la norma ISO 1133 igual o superior a 30 g/10 min.

Se ha descubierto sorprendentemente que una composición de polipropileno de este tipo tiene una excelente transparencia, una alta rigidez, una buena resistencia al impacto a bajas temperaturas y una buena fluidez en comparación con los productos que son conocidos en la técnica.

A continuación se describe más en detalle la invención.

La presente invención es preferiblemente una composición de propileno que es un sistema heterofásico. La expresión “heterofásico” indica que está (finamente) dispersada en una matriz una fase elastomérica. En otras palabras,

la fase elastomérica forma inclusiones en la matriz. Así, la matriz contiene inclusiones (finamente) dispersadas que no son parte de la matriz, y dichas inclusiones contienen el material elastomérico. El vocablo “inclusión” según esta invención preferiblemente indicará que la matriz y la inclusión forman fases distintas dentro del copolímero de propileno heterofásico, siendo dichas inclusiones por ejemplo visibles mediante microscopía de alta resolución, tal como microscopía electrónica o microscopía de fuerza de barrido.

En consecuencia, la matriz de polipropileno cristalino (M-PP) constituye la matriz de la composición de propileno que es un sistema heterofásico. Mientras que la matriz de dicho sistema consta tan sólo de la matriz de polipropileno cristalino (M-PP) , la fase dispersa consta de la fase de copolímero de propileno elastomérico (E) , del primer polietileno (PE1) y del segundo polietileno (PE2) , preferiblemente en forma de partículas que constan de un “núcleo con revestimiento”, formando la fase de copolímero de propileno elastomérico (E) el “revestimiento” amorfo y formando el primer polietileno (PE1) y/o el segundo polietileno (PE2) el “núcleo” cristalino de dichas partículas.

La composición de propileno inventiva, es decir, la composición de propileno que es un sistema heterofásico, puede contener adicionales aditivos, tales como agentes α-nucleantes (véase lo indicado más adelante) , pero no otro polímero en una cantidad de más de un 7, 0% en peso, y más preferiblemente de más de un 6, 0% en peso, tal como de más de un 5, 5% en peso, sobre la base de la composición de propileno total. Un polímero adicional que puede estar presente en cantidades así de bajas es un polietileno cristalino insoluble en xileno frío que es un subproducto de reacción obtenido mediante la preparación del copolímero de propileno heterofásico (véase en detalle lo indicado más adelante) . En consecuencia, se aprecia en particular que la presente composición de polipropileno contenga tan sólo los componentes polímeros que se han indicado anteriormente y opcionalmente polietileno cristalino en cantidades como las mencionadas en este párrafo.

El índice de fusión depende principalmente del peso molecular medio. Esto es debido al hecho de que las moléculas largas le dan al material una menor tendencia a fluir en comparación con las moléculas cortas. Un incremento del peso molecular significa un decremento del valor del índice de fusión (MFR) . El índice de fusión (MFR) se mide en g/10 min. del polímero que son descargados a través de una matriz definida bajo especificadas condiciones de temperatura y presión y constituye la medida de la viscosidad del polímero, la cual a su vez y para cada tipo de polímero se ve principalmente influenciada por su peso molecular, pero también por su grado de ramificación. El índice de fusión medido bajo una carga de 2, 16 kg a 230ºC (ISO 1133) se indica con las siglas MFR2 (a 230ºC) . En consecuencia, se prefiere que la composición de polipropileno inventiva tenga un índice de fusión MFR2 (a 230ºC) igual o superior a 15 g/10 min., más preferiblemente de al menos 20 g/10 min., aún más preferiblemente situado dentro de la gama de valores que va desde 15 hasta 100 g/10 min., todavía más preferiblemente de 20 a 80 g/10 min., y todavía aún más preferiblemente situado dentro de la gama de valores que va desde 30 hasta 70 g/10 min.

Preferiblemente la composición de polipropileno total tiene una fracción soluble en frío en xileno (XCS) medida según la norma ISO 6427 situada dentro de la gama de valores que va desde un 15 hasta un 30% en peso, y más preferiblemente situada dentro de la gama de valores que va desde un 18 hasta un 25% en peso.

Además no deberá ser demasiado alto el contenido de solubles... [Seguir leyendo]

1. Composición de polipropileno que tiene un índice de fusión MFR2 (a 230ºC) según medición efectuada de acuerdo con lo indicado en la norma ISO 1133 de un valor igual o superior a 15 g/10 min. y que comprende

(a) una matriz de polipropileno cristalino (M-PP)

(b) una fase de copolímero de propileno elastomético (E) que tiene

(I) un contenido de propileno situado dentro de la gama de valores que va de un 40 a un 80% en peso, y

(II) una viscosidad intrínseca (IV) medida según la norma ISO 1628-1 (a 135ºC en decalina) situada dentro de la gama de valores que va desde más de 0, 7 hasta un valor inferior o igual a 2, 5 dl/g,

(c) un primer polietileno (PE1) que tiene

(I) una densidad medida según la norma ISO 1183-187 situada dentro de la gama de valores que va desde 905 hasta 925 kg/m3, y

(II) un índice de fusión MFR2 (a 190ºC) medido según la norma ISO 1133 igual o inferior a 30 g/10 min.,

(d) un segundo polietileno (PE2) que tiene

(I) una densidad medida según la norma ISO 1183-1187 de más de 915 kg/m3, y

(II) un índice de fusión MFR2 (a 190ºC) medido según la norma ISO 1133 igual o superior a 30 g/10 min.

2. Composición de polipropileno según la reivindicación 1, en donde la matriz de polipropileno cristalino (M-PP) tiene

(a) un índice de fusión MFR2 (a 230ºC) medido según la norma ISO 1133 situado dentro de la gama de valores que va desde 30 hasta 100 g/10 min., y/o

(b) un contenido de solubles en frío en xileno (XCS) de un valor igual o inferior a un 4, 0% en peso, y/o

(c) una temperatura de fusión Tm determinada mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) de al menos 145ºC.

3. Composición de polipropileno según la reivindicación 1 o 2, en donde la matriz de polipropileno cristalino (M-PP)

(a) tiene un contenido de comonómeros de un valor igual o inferior al de un 4, 0% en peso, y/o

(b) comprende al menos dos distintas fracciones de polipropileno cristalino, diferenciándose dichas fracciones en el contenido de comonómeros.

4. Composición de polipropileno según la reivindicación 3, en donde la matriz de polipropileno cristalino (M-PP) comprende

(a) al menos una fracción de homopolímero de propileno y/o al menos una fracción de copolímero de propileno aleatorio, y/o

(b) un homopolímero de propileno (H-PP) y un copolímero de propileno aleatorio (R-PP) , en donde adicionalmente la relación en peso (H-PP/R-PP) entre el homopolímero de propileno (H-PP) y el copolímero de propileno aleatorio (R-PP) es preferiblemente de 70/30 a 30/70.

5. Composición de polipropileno según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la fase de copolímero de propileno elastomérico (E) comprende un primer copolímero de propileno elastomérico (E1) y un segundo copolímero de propileno elastomérico (E2) , diferenciándose el primer copolímero de propileno elastomérico (E1) y el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2) en su viscosidad intrínseca medida según la norma ISO 1628-1 (a 135ºC en decalina) .

6. Composición de polipropileno según la reivindicación 5, en donde la relación en peso (E1/E2) entre el primer copolímero de propileno elastomérico (E1) y el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2) es de 80/20 a 20/80.

7. Composición de polipropileno según la anterior reivindicación 5 o 6, en donde el primer copolímero de propileno elastomérico (E1) tiene

(I) un contenido de propileno situado dentro de la gama de valores que va desde un 25 hasta un 60% en peso, y

(II) una viscosidad intrínseca (IV) medida según la norma ISO 1628-1 (a 135ºC en decalina) situada dentro de la gama de valores que va desde el igual o superior al de 0, 5 hasta 2, 5 dl/g.

8. Composición de polipropileno según cualquiera de las anteriores reivindicaciones 5 a 7, en donde el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2) tiene

(I) un contenido de propileno situado dentro de la gama de valores que va desde un 50 hasta un 85% en peso, y

(II) una viscosidad intrínseca (IV) medida según la norma ISO 1628-1 (a 135ºC en decalina) situada dentro de la gama de valores que va desde el igual o superior al de 1, 0 hasta el de menos de 3, 0 dl/g.

9. Composición de polipropileno según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el primer polietileno (PE1) tiene

(a) un contenido de etileno de al menos un 80% en peso,

y/o

(b) una distribución del peso molecular según determinación efectuada mediante cromatografía de permeación en gel (GPC) de al menos 10.

10. Composición de polipropileno según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el segundo polietileno (PE2) tiene

(a) un contenido de etileno de al menos un 80% en peso, y/o

(b) una distribución del peso molecular según determinación efectuada mediante cromatografía de permeación en gel (GPC) de menos de 10.

11. Composición de polipropileno según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la fase de copolímero de propileno elastomético (E) es preferiblemente el primer copolímero de propileno elastomérico (E1) y el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2) , dispersados dentro de la matriz de polipropileno cristalino (M-PP) .

12. Composición de polipropileno según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la composición de polipropileno comprende adicionalmente un agente α-nucleante (NA) .

13. Composición de polipropileno según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la composición comprende (a1) de un 55 a un 80% en peso de la matriz de polipropileno cristalino (M-PP) (b1) de un 7, 5 a un 30% en peso de la fase de copolímero de propileno elastomérico (E) , (c1) de un 2, 5 a un 15% en peso del primer polietileno (PE1) , (d1) de un 2, 5 a un 15% en peso del segundo polietileno (PE2) , y (e1) de un 0, 0005 a un 1, 0% en peso del agente α-nucleante (NA) ,

o bien (a2) de un 55 a un 80% en peso de la matriz de polipropileno cristalino (M-PP) (b2) de un 2, 5 a un 20% en peso del primer copolímero de propileno elastomérico (E1) , (c2) de un 2, 5 a un 20% en peso del segundo copolímero de propileno elastomérico (E2) , (d2) de un 2, 5 a un 15% en peso del primer polietileno (PE1) , (e2) de un 2, 5 a un 15% en peso del segundo polietileno (PE2) , y (f2) de un 0, 0005 a un 1, 0% en peso del agente α-nucleante (NA) ,

o bien (a3) de un 15 a un 55% en peso de una primera fracción de polipropileno cristalino que es parte de la matriz de polipropileno cristalino (M-PP) , (b3) de un 15 a un 55% en peso de una segunda fracción de polipropileno cristalino que es parte de la matriz polipropileno cristalino (M-PP) , (c3) de un 2, 5 a un 20% en peso del primer copolímero de propileno elastomérico (E1) , (d3) de un 2, 5 a un 20% en peso del segundo copolímero de propileno elastomérico (E2) , (e3) de un 2, 5 a un 15% en peso del primer polietileno (PE1) , (f3) de un 2, 5 a un 15% en peso del segundo polietileno (PE2) , y (g3) de un 0, 0005 a un 1, 0% en peso del agente α-nucleante (NA) .

14. Artículo moldeado por inyección que comprende una composición de polipropileno según cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

15. Proceso que es para la preparación de una composición de polipropileno según cualquiera de las reivindicaciones precedentes y comprende los pasos de mezclar en una extrusionadora una composición que comprende la matriz de polipropileno (M-PP) y la fase de copolímero de propileno elastomérico (E) , el primer polietileno (PE1) , el segundo polietileno (PE2) y opcionalmente el agente α-nucleante (NA) .