Polietileno para la producción de grandes recipientes para mercancías a granel.

Un copolímero de etileno que tiene:

* un índice de fusión de alta carga (HLMI) ³ 3 g/10 min y £ 10 g/10 min (de acuerdo con la norma ISO 1133),

* Mw / Mn ³ 14 y £ 25 (de acuerdo con la medida de la cromatografía de exclusión molecular (SEC)),

* una densidad ³ 945 kg/m3 y £ 955 kg/m3 (de acuerdo con la norma ISO 1183), y

* una resistencia al impacto Izod (-30ºC) ³ 10 kJ/m2 y £ 50 kJ/m2 (de acuerdo con la norma ISO 180/A).

Polietileno para la producción de grandes recipientes para mercancías a granel

La presente invención se refiere a un polietileno adecuado para la producción de grandes recipientes para mercancías a granel.

Los procedimientos de producción de los polietilenos LDPE, HDPE y LLDPE se resumen en el “Handbook of Polyethylene” de Andrew Peacock (2000; Dekker; ISBN 0824795466) en las páginas 43-66. Los catalizadores se 10 pueden dividir en tres diferentes subtipos que incluyen los catalizadores de Ziegler Natta, catalizadores de Phillips y catalizadores de un solo sitio,

El documento EP 1204523B da a conocer la producción de recipientes mediante moldeo por soplado de por ejemplo polietileno de alta densidad (HDPE) . En la producción de recipientes que utiliza materiales poliméricos, se pueden 15 utilizar una variedad de técnicas de moldeo, en particular moldeo por soplado, moldeo por inyección y moldeo por rotación. El moldeo por soplado se usa comúnmente para recipientes de tamaño medio a grande entre por ejemplo 1 y 1000 litros de volumen, y para recipientes muy grandes, por ejemplo para uso como depósitos de aceite o agua, se puede utilizar también el moldeo por rotación. Generalmente, en el moldeo por soplado de recipientes, un tubo hueco calentado o extrudido se expande hasta ponerse en contacto la superficie interior de un molde mediante la 20 acción de un gas presurizado en el interior del tubo extrudido y/o mediante la aplicación de un vacío parcial en el interior del molde, por ejemplo, mediante el uso de un molde que tiene en el interior de su superficie venteos de salida de gases a través de los cuales se puede aplicar un vacío parcial. Para que el moldeo por soplado sea satisfactorio, el polímero calentado debe ser capaz de estirarse suavemente para producir una piel satisfactoriamente uniforme en contacto con la superficie moldeada. En la producción mediante moldeo por soplado 25 de recipientes mayores de 5 litros y previstos para su uso con mercancías peligrosas, generalmente se utiliza un HDPE de alto peso molecular con un caudal del fundido (MFR21) en el intervalo de hasta 12 g/10 min. La elección de dichos materiales representa esencialmente un compromiso entre las propiedades del polímero, en particular, las propiedades de procesabilidad requeridas para que el moldeo por soplado se lleve a cabo eficaz y satisfactoriamente y las propiedades mecánicas y químicas requeridas para los usos finales de los recipientes moldeados por soplado tales como por ejemplo, la resistencia al impacto, la rigidez y resistencia al agrietamiento por estrés ambiental (ESCR) .

El HDPE se usa para fabricar diferentes tipos de envases de tránsito industrial, tales como tambores industriales grandes de cabeza abierta, tambores de cabeza hermética, bidones, depósitos de combustible y grandes recipientes para mercancías a granel (GRG) . Los diferentes tipos de recipientes de almacenamiento y de tránsito requieren diferentes tipos de HDPE como polímero básico debido a que cada tipo de recipiente de almacenamiento industrial requiere un balance único entre propiedades de resistencia al impacto y ESCR y buenas propiedades de procesabilidad.

En el desarrollo y la selección del polímero se realiza existe normalmente una compensación entre características tales como resistencia a la progresión lenta del agrietamiento (medida por ejemplo mediante la ESCR) , rigidez (medida por ejemplo mediante la densidad) , resistencia al impacto (medida por ejemplo mediante Izod) , resistencia y procesabilidad químicas o más específicamente facilidad de extrusión (medida por ejemplo mediante el índice de fusión) . Normalmente, cuanto mayor sea el peso molecular del polietileno, mayor será la resistencia al impacto y la 45 ESCR. Sin embargo, el aumento del peso molecular disminuirá la procesabilidad y hará que la extrusión sea más difícil.

El usuario final y las normativas gubernamentales requieren que el recipiente cumpla algunos requisitos mínimos, tales como por ejemplo la resistencia al impacto, la carga de la parte superior, la ESCR, la resistencia química, la 50 aprobación para alimentos y la aprobación de la ONU. Además, el productor de los recipientes espera facilidad de procesamiento y la consistencia del material. Dependiendo del uso final, pueden existir requisitos del material incluso más específicos. Por ejemplo, en el caso de grandes tambores y GRG fabricados mediante moldeo por soplado, se desea por lo general una elevada resistencia al fundido, ya que el tubo hueco producido normalmente en el moldeo por soplado debe mantener su integridad durante periodos más largos de tiempo a medida que el objeto se va 55 haciendo más grande. Cada aplicación de moldeo por soplado requiere propiedades específicas para las calidades del HDPE. Por ejemplo, en el caso de envasado de alimentos son importantes unas buenas propiedades organolépticas mientras que la resistencia al agrietamiento por estrés ambiental y la rigidez son importantes para las aplicaciones con detergentes y productos limpiadores. Los recipientes industriales requieren resistencia química y resistencia al impacto, especialmente cuando los recipientes se rellenan con productos clasificados como 60 mercancías peligrosas según las recomendaciones de la ONU. Estas recomendaciones reconocen algunos tipos de envasados que se pueden utilizar para el transporte de las mercancías peligrosas:

• Envases de hasta 400 kg o 450 l: por ejemplo, bidones, tambores y depósitos de combustible,

• GRG de hasta 3 m3: por ejemplo GRG flexible totalmente de plástico con jaula exterior de acero de material compuesto con receptáculo interior de plástico.

• Gran envase; entre 400 kg o 450 l hasta 3 m3, por ejemplo cajas-palé.

• Envases de material compuesto, accesorios de envase internos y externos juntos; por ejemplo, tipo bolsa en caja,

Los GRG de plástico moldeado mediante soplado o GRG de material compuesto tienen diferentes propósitos, se utilizan tanto para transportar como para almacenar productos. Se usan ampliamente para transportar líquidos y productos viscosos, pero también para pastas y polvos Los GRG están disponibles en una gama de tamaños desde 500 a 1.500 litros, en el que el tamaño de 1.000 litros representa la mayoría de la demanda. Un GRG comprende en general cuatro elementos –recipiente, jaula (bastidor de acero) , piezas (cubiertas, válvulas, tapones de rosca, juntas, cierres herméticos, inserciones en las esquinas) y palés (de plástico, acero o madera) Un GRG se utiliza para transportar y almacenar fluidos y materiales a granel. La construcción del GRG y los materiales utilizados se escogen dependiendo de la aplicación, es decir, existen diversos tipos disponibles en el mercado tales como por ejemplo el GRG plegable, el GRG de material plástico compuesto y el GRG de acero (inoxidable) . Existen muchas ventajas en el concepto de GRG debido a que tienen por lo general forma cúbica y pueden por tanto transportar más material sobre la misma área que los recipientes con forma cilíndrica y se puede enviar mucho más en el mismo espacio si se envasa en cantidades para el consumo. Cuentan con revestimientos plásticos que se pueden rellenar y descargar con una variedad de sistemas. El fabricante de un producto puede envasarlo a granel en un país y enviarlo a un coste razonablemente bajo a otros muchos países en donde se envasa posteriormente en una forma de consumo final de acuerdo con las normativas de ese país y en una forma e idioma adecuados para ese país. La longitud y anchura de un GRG depende normalmente del patrón estatal de dimensiones del palé. Los GRG pueden tener bases de tipo palé de tal forma que las carretillas autoelevadoras puedan moverlas. En casi todos los casos, los GRG pueden apilarse verticalmente.

El objetivo de desarrollo del polímero dentro de este mercado del GRG es obtener una excelente procesabilidad y una reducción del espesor manteniendo a la vez un buen balance entre las propiedades de impacto y ESCR.

Es objeto de la presente invención proporcionar calidades de polietileno de alta densidad que se van a usar en la producción de grandes recipientes para mercancías a granel, especialmente GRG de material compuesto plástico 30 que tengan una combinación excelente y equilibrada entre propiedades de procesamiento, calidad superficial, calidad de moldeo, rigidez, ESCR y propiedades de impacto manteniendo a la vez las otras propiedades deseadas.

El polímero de etileno de acuerdo con la presente invención es un HDPE que tiene:

• un índice de fusión de alta carga (HLMI) ≥ 3 g/10 min y ≤ 10 g/10 min (de acuerdo con la norma ISO 1133)

• Mw / Mn ≥ 14 y ≤ 25 (de acuerdo con la... [Seguir leyendo]

1. Un copolímero de etileno que tiene:

• un índice de fusión de alta carga (HLMI) ≥ 3 g/10 min y ≤ 10 g/10 min (de acuerdo con la norma ISO 1133) ,

• Mw / Mn ≥ 14 y ≤ 25 (de acuerdo con la medida de la cromatografía de exclusión molecular (SEC) ) ,

• una densidad ≥ 945 kg/m3 y ≤ 955 kg/m3 (de acuerdo con la norma ISO 1183) , y 10

• una resistencia al impacto Izod (-30ºC) ≥ 10 kJ/m2 y ≤ 50 kJ/m2 (de acuerdo con la norma ISO 180/A) .

2. Un copolímero de etileno de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el índice de fusión de alta carga es ≥ 4 g/10 min y ≤ 9 g/10 min. 15

3. Un copolímero de etileno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizado porque Mw/Mn ≥ 15.

4. Un copolímero de etileno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque la 20 densidad es ≥ 947 kg/m3 y ≤ 954 kg/m3

5. Un copolímero de etileno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque el módulo de endurecimiento por tensión es ≥ 20 y ≤ 40 (de acuerdo con el procedimiento tal como se describe en Elsevier, Polymer 46 (2005) 6369-6379) .

6. Un copolímero de etileno de acuerdo con una cualquiera de la reivindicaciones 1-5, caracterizado porque la resistencia al impacto Izod (-30ºC) es ≥ 14 kJ/m2

7. Un copolímero de etileno de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque la 30 hinchazón del troquel a 1600 s-1 ≤ 5 (de acuerdo con la norma ISO 11443) .

8. Un proceso de polimerización para la preparación de un polímero de etileno de acuerdo con una cualquiera de la reivindicaciones 1-7 caracterizado porque la polimerización del etileno y a menos un comonómero de olefina que tiene entre tres y diez átomos de carbono por molécula tiene lugar en presencia de un catalizador que contiene cromo soportado en sílice que no contiene titanio y un compuesto de alquil boro en el que la concentración de boro es menor de 0, 20 ppm con respecto al diluyente.

9. Un proceso de polimerización de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el comonómero es 1

hexeno. 40

10. Un proceso de polimerización de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque el compuesto de alquil boro es trietil boro.

11. Un proceso de polimerización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8-10, caracterizado porque 45 la polimerización tiene lugar en un reactor con bucle de suspensión.

12. Un proceso de polimerización de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8-11, caracterizado porque la polimerización tiene lugar polimerizando etileno y 1-hexeno e un reactor con bucle de suspensión en presencia de un catalizador de cromo soportado en sílice y trietil boro, en el que el catalizador que contiene cromo soportado en 50 sílice es un catalizador de cromo soportado en sílice que tiene un volumen de poro más grande de 2, 0 cm3/g y una superficie específica de al menos 450 m2/gramo y en el que la cantidad de cromo en el catalizador es al menos de 0, 5% en peso y en el que la concentración de boro es menor de 0, 20 ppm.

13. Un gran recipiente para mercancías a granel obtenido con un polímero de etileno de acuerdo con una cualquiera 55 de las reivindicaciones 1-7 u obtenido con un polímero de etileno producido con el proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8-12.

14. Un depósito de combustible obtenido con un polímero de etileno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7 u obtenido con un polímero de etileno producido con el proceso de acuerdo con una cualquiera 60 de las reivindicaciones 8-12.