Copolímero aleatorio de propileno con alta rigidez y baja turbidez.

Copolímero de propileno (R-PP) que comprende una fracción de copolímero de propileno (C-A) y una fracción de copolímero de propileno (B) que están en la relación en peso [ (C-A) / (B) ] de 30/70 a 70/30,

en donde dicho 5 copolímero de propileno (R-PP) tiene

(a) un contenido de comonómeros situado dentro de la gama de valores que va desde un porcentaje igual o superior a un 1, 5% en peso hasta un porcentaje igual o inferior a un 8, 0% en peso, siendo los comonómeros etileno y/o α-olefinas de C4 a C12,

y

(b) un índice de fusión MFR2 (a 230ºC) medido según la norma ISO 1133 que va desde un valor igual o superior a 65 hasta un valor igual o inferior a 200 g/10 min.,

y

(c) una distribución del peso molecular (MWD) medida mediante cromatografía de permeación en gel (GPC) situada dentro de la gama de valores que va desde un valor igual o superior a 4, 0 hasta un valor igual o inferior a 7, 0,

en donde además

(d) dicha fracción de copolímero de propileno (C-A) tiene un contenido de comonómeros situado dentro de la gama de valores que va desde un porcentaje igual o superior a un 0, 5% en peso hasta un porcentaje igual o inferior a 3, 0% en peso, siendo los comonómeros etileno y/o α-olefinas de C4 a C12, y

(e) dicha fracción de copolímero de propileno (B) tiene un contenido de comonómeros situado dentro de la gama de valores que va desde un porcentaje igual o superior a un 2, 5% en peso hasta un porcentaje igual o inferior a un 10, 0% en peso, siendo los comonómeros etileno y/o α-olefinas de C4 a C1

Copolímero aleatorio de propileno con alta rigidez y baja turbidez

La presente invención se refiere a un nuevo copolímero de propileno y a las aplicaciones que se hacen del mismo.

En el campo de los envases de pared delgada es de gran importancia contar con un material con buena fluidez y con buenas propiedades mecánicas, es decir, con un alto módulo de elasticidad a la tracción y una buena resistencia al impacto. La buena fluidez es necesaria para lograr una buena procesabilidad en varios métodos de fabricación de artículos, como son p. ej. los procesos de moldeo por inyección, permitiendo con ello la alta velocidad de producción que se requiere en este mercado de fabricación en serie. Las propiedades mecánicas son también decisivas en cuanto a los artículos de pared delgada. Particularmente en el campo de los envases hay la necesidad de que los mismos contengan el contenido tal como el comestible contenido en los mismos, y de que dichos recipientes tengan una rigidez suficiente como para ser apilados. Finalmente, los materiales deberían también ofrecer resistencia a ser dañados por compresión mecánica como la que frecuentemente se produce al caer los artículos.

Aun adicionalmente, también debería ser aceptable la turbidez. Es en particular deseable un buen equilibrio entre rigidez y turbidez.

Sin embargo, al menos algunos de estos objetos pueden alcanzarse tan sólo a costa de otros de estos objetos. Por ejemplo, con un incremento del índice de fusión puede mejorarse la rigidez, si bien se ven significativamente reducidas las propiedades en materia de resistencia al impacto. Así, el comportamiento en materia de la resistencia al impacto y el índice de fusión de un polímero se comportan de manera conflictiva.

Además, un alto grado de cristalinidad del polipropileno hace que el material sea bastante rígido, si bien también incrementa la turbidez. La cristalinidad se ve influenciada por la cantidad de comonómero contenida en el polímero y por el peso molecular de las cadenas de polímero, es decir, por la distribución del peso molecular. Una más alta cantidad de comonómero significa más interrupción de las unidades de polipropileno isotáctico y por consiguiente menos cristalinidad. Hasta cierto punto esto conlleva unas mejoradas propiedades ópticas, es decir, unos mejores valores de turbidez. Sin embargo, la rigidez se ve reducida por ello. Por consiguiente, es de gran importancia el equilibrio entre rigidez y turbidez.

Para resolver dichos conflictos de las finalidades que se persiguen, la EP 1 873 173 aporta un copolímero de polipropileno con un bastante alto valor del índice de fusión, y concretamente con un MFR2 de 70 g/10 min. o más. Esto significa un peso molecular bastante bajo que se logra por el conocido método de “visbreaking” (“visbreaking” = reducción de la viscosidad) . Durante la reducción de la viscosidad (“visbreaking”) las cadenas de polipropileno que se reciben del reactor de polimerización son sometidas a degradación aplicando compuestos peroxídicos. El resultado es el de que las cadenas de polímero son cortadas estadísticamente y se recibe un material con un MFR2 más alto.

Sin embargo, dichos materiales pueden ser aun mejorados con respecto a sus propiedades mecánicas. Aun adicionalmente, los materiales que son sometidos a reducción de la viscosidad generalmente adolecen de un mal sabor y olor, lo cual es una gran desventaja en el campo del envasado de comestibles.

La EP 2 281 851 aporta composiciones de polipropileno con índices de fusión de hasta 60 g/10 min. Sin embargo, las composiciones con tales altos índices de fusión MFR2 ya adolecen de unos valores de turbidez extremadamente altos y de bajos valores de resistencia al impacto. Además podría mejorarse adicionalmente con respecto a la productividad el proceso de polimerización para obtener tales composiciones.

Es por consiguiente un objeto de la presente invención el de aportar un polipropileno que esté perfectamente diseñado a medida para el mercado de los envases de pared delgada y que pueda ser obtenido económicamente. En consecuencia, es en particular un objeto de la presente invención el de aportar un polipropileno que esté caracterizado por una extremadamente alta fluidez y que al mismo tiempo mantenga a alto nivel las propiedades de resistencia al impacto y las propiedades ópticas.

Esta finalidad es alcanzada por un copolímero de propileno según la reivindicación 1. En particular, el copolímero de propileno (R-PP) comprende una fracción de copolímero de propileno (C-A) y una fracción de copolímero de propileno (B) que están en la relación en peso [ (C-A) / (B) ] de 30/70 a 70/30, en donde dicho copolímero de propileno (R-PP) tiene (a) un contenido de comonómeros situado dentro de la gama de valores que va desde un porcentaje igual o superior a un 1, 5% en peso hasta un porcentaje igual o inferior a un 8, 0% en peso, siendo los comonómeros etileno y/o α-olefinas de C4 a C12, y

(b) un índice de fusión MFR2 (a 230ºC) medido según la norma ISO 1133 que va desde un valor igual o superior a 65 hasta un valor igual o inferior a 200 g/10 min., y

(c) una distribución del peso molecular (MWD) medida mediante cromatografía de permeación en gel (GPC) situada dentro de la gama de valores que va desde un valor igual o superior a 4, 0 hasta un valor igual o inferior a 7, 0, en donde además

(d) dicha fracción de copolímero de propileno (C-A) tiene un contenido de comonómeros situado dentro de la gama de valores que va desde un porcentaje igual o superior a un 0, 5% en peso hasta un porcentaje igual o inferior a 3, 0% en peso, siendo los comonómeros etileno y/o α-olefinas de C4 a C12, y

(e) dicha fracción de copolímero de propileno (B) tiene un contenido de comonómeros situado dentro de la gama de valores que va desde un porcentaje igual o superior a un 2, 5% en peso hasta un porcentaje igual o inferior a un 10, 0% en peso, siendo los comonómeros etileno y/o α-olefinas de C4 a C12.

El descubrimiento de la presente invención es el de aportar un proceso de polimerización secuencial en donde al menos en el primer reactor la temperatura es bastante alta, es decir, igual o superior a 70ºC, y la polimerización se hace en presencia de un sistema catalizador sólido con muy baja porosidad, es decir, con un volumen de poros medido según la norma ASTM 4641 de menos de 1, 0 ml/g, obteniendo con ello el copolímero de propileno anteriormente descrito.

En consecuencia, un proceso de preparación de un copolímero de propileno (R-PP) que comprende una fracción de polipropileno (A) y una fracción de copolímero de propileno (B) es un proceso de polimerización secuencial que comprende al menos dos reactores conectados en serie, en donde dicho proceso comprende los pasos de

(A) polimerizar en un primer reactor (R-1) (A1) propileno y (A2) opcionalmente etileno y/o una α-olefina de C4 a C12, obteniendo así dicha fracción de polipropileno (A) ,

(B) transferir dicha fracción de polipropileno (A) y los comonómeros que no han reaccionado del primer reactor a un segundo reactor (R-2) ,

(C) aportar a dicho segundo reactor (R-2) (C1) propileno y (C2) etileno y/o una α-olefina de C4 a C12,

(D) polimerizar en dicho segundo reactor (R-2) y en presencia de dicha fracción de polipropileno (A) (D1) propileno y (D2) etileno y/o una α-olefina de C4 a C12, obteniendo así dicha fracción de copolímero de propileno (B) , es decir, dicho copolímero de propileno (R-PP) que comprende la fracción de polipropileno (A) y la fracción de copolímero de propileno (B) , en donde además

(I) la temperatura en el primer reactor (R-1) va desde más de 65ºC hasta una temperatura igual o inferior a 95ºC, y preferiblemente desde más de 70ºC hasta una temperatura igual o inferior a 90ºC,

(II) la temperatura en el segundo reactor (R-2) va desde una temperatura igual o superior a 75ºC hasta una temperatura igual o inferior a 100ºC, y preferiblemente desde una temperatura igual o superior a 80ºC hasta una temperatura igual o inferior a 95ºC,

(III) en el primer reactor (R-1) y en el segundo reactor (R-2) la polimerización tiene lugar en presencia de un sistema catalizador sólido (SCS) que tiene una superficie específica medida según la norma ASTM D 3662 de menos de 30 m2/g y/o un volumen de poros medido según la norma ASTM 4641 de menos de 1, 0 ml/g, en donde además

(I) dicho sistema catalizador sólido (SCS) comprende (Ia) un metal de transición seleccionado de entre los miembros de uno de los grupos 4 a 6 de la tabla periódica (IUPAC) , (Ib)... [Seguir leyendo]

1. Copolímero de propileno (R-PP) que comprende una fracción de copolímero de propileno (C-A) y una fracción de copolímero de propileno (B) que están en la relación en peso