Polipropileno heterofásico con alta fluidez y propiedades mecánicas mejoradas.

Resina de polipropileno heterofásica que tiene un MFR2 según la norma ISO 1133 a 230°C/2,

16kg de 25 a 95 g/10 min que comprende una matriz homopolimérica de polipropileno cristalina (A) y una fase copolimérica de propileno/etileno o polipropileno/alfaolefina amorfa (B) dispersada dentro de la matriz, en la que la resina de polipropileno heterofásica tiene

• del 35 al 75% en peso de una fracción insoluble en p-xileno a 25°C (XCU) con una viscosidad intrínseca de menos de 1,1 dl/g, determinada según la norma DIN EN ISO 1628-1 y -3, y un punto de fusión de más de 150°C, y

• del 25 al 65% en peso de una fracción soluble en p-xileno a 25°C (XCS) con una viscosidad intrínseca de 2,0 a 5,0 dl/g, determinada según la norma DIN EN ISO 1628-1 y -3, un contenido de etileno y/o alfaolefina en el intervalo del 40 al 70% en peso, en base al peso total de la fracción XCS, y

ausencia de punto de fusión, en un análisis por DSC en el intervalo entre 0 y 300°C,

y la resina de polipropileno heterofásica tiene una resistencia al impacto con entalla Charpy a -20°C, como mínimo, de 12,5 kJ/m2, determinada según la norma ISO 179-1/1eA.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/004011.

Solicitante: BOREALIS AG.

Nacionalidad solicitante: Austria.

Dirección: IZD Tower Wagramerstrasse 17-19 1220 Vienna AUSTRIA.

Inventor/es: DOSHEV,PETAR, Kheirandish,Saeid, KNIESEL,CLAUDIA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08F10/06 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08F COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES QUE IMPLICAN UNICAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (producción de mezclas de hidrocarburos líquidos a partir de hidrocarburos de número reducido de átomos de carbono, p. ej. por oligomerización, C10G 50/00; Procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la síntesis de un compuesto químico dado o de una composición dada, o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P; polimerización por injerto de monómeros, que contienen uniones insaturadas carbono-carbono, sobre fibras, hilos, hilados, tejidos o artículos fibrosos hechos de estas materias D06M 14/00). › C08F 10/00 Homopolímeros y copolímeros de hidrocarburos alifáticos insaturados que tienen solamente un enlace doble carbono-carbono. › Propeno.
  • C08F297/08 C08F […] › C08F 297/00 Compuestos macromoleculares obtenidos por sucesiva polimerización de diferentes sistemas monoméricos utilizando un catalizador de tipo iónico o de coordinación sin desactivar el polímero intermedio. › polimerizando monoolefinas.
  • C08L23/10 C08 […] › C08L COMPOSICIONES DE COMPUESTOS MACROMOLECULARES (composiciones basadas en monómeros polimerizables C08F, C08G; pinturas, tintas, barnices, colorantes, pulimentos, adhesivos C09; filamentos o fibras artificiales D01F; composiciones para el tratamiento de textiles D06). › C08L 23/00 Composiciones de homopolímeros o copolímeros de hidrocarburos alifáticos insaturados que tienen solamente un enlace doble carbono-carbono; Composiciones de derivados de tales polímeros. › Homopolímeros o copolímeros de propeno.
  • C08L23/12 C08L 23/00 […] › Polipropileno.
  • C08L23/14 C08L 23/00 […] › Copolímeros de propileno (C08L 23/16 tiene prioridad).

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Fragmento de la descripción:

Polipropileno heterofásico con alta fluidez y propiedades mecánicas mejoradas

La presente Invención se refiere a una resina de polipropileno heterofásica que comprende una matriz homopolimérica de propileno cristalina (A) y una fase copolimérica de propileno amorfa (B) dispersada dentro de la matriz, que tiene excelentes propiedades mecánicas, en particular a bajas temperaturas, y al mismo tiempo alta fluidez. Además, la presente invención se refiere a un procedimiento de producción de la resina de polipropileno heterofásica, a la utilización de dicha resina en una composición de polipropileno y a artículos hechos de la resina de polipropileno heterofásica.

En los últimos años la demanda de plásticos a base de propileno de alto rendimiento con propiedades mecánicas y procesabilidad mejoradas ha crecido, principalmente debido a la tendencia en diversos sectores industriales (por ejemplo, industrias automovilística o de electrodomésticos) de que las piezas metálicas sean sustituidas por piezas de plástico.

El polipropileno isotáctico ofrece las características potenciales de un material de dicho tipo, y puede combinarse con diferentes polímeros elastoméricos para proporcionar un equilibrio ideal de flexibilidad y tenacidad. Una estrategia bien conocida para mejorar la tenacidad de un polipropileno isotáctico es la incorporación de un copolímero de etileno-propileno como fase dispersada en la matriz de polipropileno. La manera más sencilla de proporcionar un producto heterofásico es la combinación post-reactor. Sin embargo, esto da como resultado costes de combinación relativamente altos, cambios no deseados en las propiedades de la matriz y del caucho durante el procedimiento de combinación y mezclado parcialmente no homogéneo de la matriz y la fase de caucho. La producción en reactor de dichos materiales puede tanto reducir el coste de producción como mejorar la homogeneidad de la estructura de la fase, dando como resultado una mayor tenacidad a idéntico contenido de elastómero. Para conseguir esta homogeneidad, se requiere una elevada viscosidad de la matriz, que limita la fluidez de los materiales resultantes.

En aplicaciones habituales, se desea una elevada fluidez del material heterofásico.

El documento WO 25/113672 da a conocer una composición de poliolefina heterofásica producida en presencia de un catalizador de Ziegler-Natta que tiene un contenido de caucho bimodal del 2 al 45% en peso, un índice de fluidez en el intervalo de 1 a 15 g/1m¡n y un módulo de flexión en el intervalo de 8 a 11 MPa.

El documento WO 1/5897 se refiere a composiciones de copolímero de impacto de propileno que comprenden una baja cantidad de copolímero de polipropileno amorfo.

El documento WO 5/1494 da a conocer una composición de alta fluidez de homopolimeros de propileno y copolímeros de propileno y etileno, en la que la fracción soluble en p-xileno a 2512 (XCS) se utiliza e n una cantidad no mayor del 15,% en peso.

El documento EP 272546 A1 se refiere a un polipropileno heterofásico con buenas propiedades de impacto, en el que el polipropileno heterofásico preferentemente comprende una fracción soluble en p-xileno a 25`C (XCS) en una cantidad del 15 al 22% en peso.

El documento EP 275284 A1 se refiere a una resina de polipropileno heterofásica que tiene un MFR (2,16 kg, 23) de más de 1 g/1 min. La composición muestra una elevada fluidez y buenas propiedades de impacto a bajas temperaturas.

En el sector automovilístico se desean específicamente materiales heterofásicos de alta fluidez. Se desea particularmente sustituir piezas de automóviles que pueden estar sometidas a temperaturas extremadamente bajas tales como -3 o -412, que se siguen fabricando de aleaciones metálicas, por plásticos más ligeros.

En términos generales, la fluidez de la resina de polipropileno heterofásica puede incrementarse incrementando el índice de fluidez de la fase matriz. Sin embargo, existen ciertas limitaciones. Una viscosidad demasiado baja de la matriz con respecto a la viscosidad del caucho dará como resultado una morfología grosera y, a su vez, mal comportamiento en caso de impacto, especialmente a bajas temperaturas.

Por lo tanto, sigue existiendo la necesidad de materiales que tengan un equilibrio aún mejor de fluidez y propiedades de impacto a baja temperatura, que puedan moldearse fácilmente por inyección.

La presente invención se basa en el descubrimiento de que el objetivo anterior puede conseguirse mediante una resina de polipropileno heterofásica que comprende una matriz homopolimérica de polipropileno cristalina (A) y una fase copolimérica de propileno/etileno o polipropileno/alfaolefina amorfa (B) dispersada dentro de la matriz, en la que la resina de polipropileno heterofásica tiene un índice de fluidez MFR2 según 1133 a 2312/2,16kg de 25 a por debajo de 1 g/1min y una fracción insoluble en p-xileno a 2512 (XCU) con una viscosidad intrínseca de menos de

1,1 dl/g, determinada según la norma DIN EN ISO 1628-1 y -3, y un punto de fusión de más de 1513, y una fracción soluble en p-xileno a 2513 (XCS) que tiene un conte nido de etileno y/o alfaolefina del 4 al 7% en peso y que no muestra punto de fusión en un análisis por DSC en el intervalo entre y 313.

La resina de polipropileno heterofásica resultante tiene propiedades de impacto mejoradas, en particular a bajas temperaturas y, al mismo tiempo, alta fluidez.

Por lo tanto, la presente invención da a conocer una resina de polipropileno heterofásica que tiene un MFR2, según la norma IS1133, a 237216 kg de 25 a un valor por debajo de 1 g/1 min que comprende una matriz homopolimérica de polipropileno cristalina (A) y una fase copolimérica de propileno/etileno o polipropileno/alfaolefina amorfa (B) dispersada dentro de la matriz, en la que la resina de polipropileno heterofásica tiene

del 35 al 75% en peso de una fracción insoluble en p-xileno a 2513 (XCU) con

una viscosidad intrínseca de menos de 1,1 dl/g, determinada según la norma DIN EN ISO 1628-1 y -3, y

un punto de fusión de más de 15, y

del 25 al 65% en peso de una fracción soluble en p-xileno a 25 (XCS) con

una viscosidad intrínseca de 2, a 5, dl/g, determinada según DIN EN ISO 1628-1 y -3,

un contenido de etileno y/o alfaolefina en el intervalo del 4 al 7% en peso, en base al peso total de la fracción XCS, y

que no muestra punto de fusión en un análisis por DSC en el intervalo entre y 3.

El término polipropileno indica un homopolímero o copolímero de propileno o una mezcla de dichos homopolímeros o copolímeros de propileno.

La expresión que no muestra punto de fusión indica que la fracción es, esencialmente, completamente amorfa.

La fracción insoluble en p-xileno (XCU) preferentemente comprende un homopolímero de propileno cristalino y muestra una cristalinidad, como mínimo, del 5%, más preferentemente, como mínimo, del 55% con respecto al análisis mediante difracción de rayos X en ángulo amplio.

La fracción soluble en p-xileno (XCS) preferentemente comprende un copolímero de propileno/etileno o propileno/alfaolefina que es, en gran medida, amorfo, es decir la cristalinidad de la fase es menor del 5%, preferentemente menor del 3% con respecto al análisis por difracción de rayos X en ángulo amplio. Es particularmente preferente que la fracción XCS no muestre fracciones de PP a-, |3- o y-cristalinas cuando se analizan mediante difracción de rayos X en ángulo amplio. Es preferente, además, que el polipropileno heterofásico no muestre un punto de fusión atribuido a poliolefina cristalina en DSC por debajo de 14513.

Es preferente que las alfaolefinas utilizadas en la fase dispersa (B) se seleccionen entre el grupo de alfaolefinas de C4 a C12 que pueden ser lineales o ramificadas.

Además, es preferente que la fase dispersa (B) esté constituida por un copolímero de caucho de propileno-etileno.

En una realización preferente, la resina comprende la fase matriz (A) y la fase dispersa (B).

La fracción insoluble en p-xileno a 2513 (XCU) está destinada a ser la fracción de la resina de polipropileno que no es soluble en p-xileno a 2513, que representa en su mayor parte homopolímero o copolímero de propileno isotáctlco.

La fracción soluble en p-xileno (XCS) es designada la fracción de la resina de polipropileno que es soluble en p- xileno a 2513, que representa en su mayor parte copolímero de etileno-propileno amorfo.

La fracción XCU de la presente invención tiene una cantidad de unidades monoméricas de propileno, como mínimo, del 97% molar, más preferentemente, como mínimo, el 99% molar.

La cantidad de unidades monoméricas de propileno en... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Resina de polipropileno heterofásica que tiene un MFR2 según la norma ISO 1133 a 23cO/2,16kg de 25 a 95 g/1 min que comprende una matriz homopolimérica de polipropileno cristalina (A) y una fase copolimérica de propileno/etileno o polipropileno/alfaolefina amorfa (B) dispersada dentro de la matriz, en la que la resina de polipropileno heterofásica tiene

del 35 al 75% en peso de una fracción insoluble en p-xileno a 25 (XCU) con

una viscosidad intrínseca de menos de 1,1 dl/g, determinada según la norma DIN EN ISO 1628-1 y-3, y un punto de fusión de más de 15, y

del 25 al 65% en peso de una fracción soluble en p-xileno a 25 (XCS) con

una viscosidad intrínseca de 2, a 5, dl/g, determinada según la norma DIN EN ISO 1628-1 y -3,

un contenido de etileno y/o alfaolefina en el intervalo del 4 al 7% en peso, en base al peso total de la fracción

XCS, y

ausencia de punto de fusión, en un análisis por DSC en el intervalo entre y 3,

y la resina de polipropileno heterofásica tiene una resistencia al impacto con entalla Charpy a -2, como mínimo, de 12,5 kJ/m2, determinada según la norma ISO 179-1/1eA.

2. Resina de polipropileno heterofásica, según la reivindicación 1, en la que la fracción XCU tiene un índice de fluidez, como mínimo, de 2 g/1 min determinado según la norma ISO 1133 a 23/2,16 kg.

3. Resina de polipropileno heterofásica, según la reivindicación 1 ó 2, en la que la fracción XCS tiene un peso molecular promedio en peso Mw de 25 a 9 kg/mol medido mediante GPC según la norma ISO 1614-1 y 4.

4. Resina de polipropileno heterofásica, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la fracción XCS tiene una distribución de peso molecular (MWD) de 1, a 4, medida mediante GPC según la norma ISO 1614-1 y 4.

5. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la resina tiene una resistencia al impacto con entalla Charpy a +23, como mínimo, de 3 kJ/m2, determinada según la norma ISO 179-1/1 eA.

6. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la resina tiene una resistencia al impacto con entalla Charpy a -4, como mínimo, de 11 kJ/m2, determinada según la norma ISO

179-1/1 eA.

7. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la resina se ha producido en un procedimiento de fases múltiples.

8. Resina de polipropileno heterofásica, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la resina de polipropileno tiene un módulo de tracción, como mínimo, de 6 MPa, cuando se determina según la norma ISO 527-2 sobre muestras moldeadas por compresión de tipo 1A producidas según la norma ISO 1872-2.

9. Resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la resina se ha producido en presencia de un sistema catalizador que comprende un catalizador asimétrico.

1. Resina de polipropileno heterofásica, según la reivindicación 9, en la que el catalizador asimétrico es dicloruro de dlmetilsilil [(2-metil-(4-tert.butil)-4-fenil-indenil)(2-isopropil-(4,-tert.butil)-4-fenil-indenil)]-circonio.

11. Utilización de la resina de polipropileno heterofásica, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1, para producir un artículo.

12. Composición heterofásica que comprende una resina de polipropileno heterofásica, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1, y aditivos en una cantidad de hasta el 1% en peso.

13. Procedimiento para producir una resina de polipropileno heterofásica, en el que el procedimiento comprende

(I) como mínimo una etapa de homopolimerización de polipropileno en masa líquido llevada a cabo a una temperatura de 8 a 913, y

(¡I) como mínimo una etapa de copolimerización de propileno/etileno y/o proplleno alfaolefina en fase gaseosa llevada a cabo a una temperatura de 55 a 9^, y

en el que la etapa de homopolimerización de polipropileno en masa líquido (I) se lleva a cabo antes de la etapa de copolimerización en fase gaseosa (ii), el sistema catalizador utilizado comprende un catalizador de sitio único asimétrico, y la proporción molar entre alimentación de comonómero y propileno en la etapa de copolimerización (ii) es de ,6 a 2,6.


 

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