Una composición mejorada de polímero de etileno de baja densidad y método de fabricación de la misma.

Una composición que comprende:

un componente mayor, en donde dicho componente mayor que comprende una resina de LDPE que tiene un índice de fusión (I2) probado a 190° C según ISO 1133:

1997 o ASTM D1238 en el intervalo de 0,01 grados/min a 100 grados/min, una relación PM(abs)/PM(GPC) como se determina por cromatografía de permeabilidad de gel (GPC) de 2,6 o menos, y una resistencia del fundido como se determina usando un Göttfert Rheotens de menos de (14,0 e (-1,05 * log10(MI))) cN;

y un componente menor, en donde dicho componente menor que comprende una resina de LDPE que tiene un índice de fusión (I2) probado a 190° C según ISO 1133:1997 o ASTM D1238 menor de 5 grados/min, una distribución de peso molecular determinada por cromatografía de permeabilidad de gel (GPC) mayor de 7, y una relación PM(abs)/PM(GPC) como se determina por cromatografía de permeabilidad de gel (GPC) de al menos 2,7.

Una composición mejorada de polímero de etileno de baja densidad y método de fabricación de la misma Campo de la invención La presente invención se refiere a una composición mejorada de polímero de etileno de baja densidad y el método de fabricación de la misma.

Antecedentes de la Invención La producción de películas de resinas de polietileno ("PE") vía el proceso de formación de película por soplado del fundido (también conocido como proceso de burbuja) es generalmente conocida. En el proceso de soplado del fundido, la estabilidad de la burbuja es un factor importante ya que restringe la tasa de producción de la película. Además, la estabilidad de la burbuja está directamente relacionada con la resistencia del fundido ("MS") de la resina.

Es también generalmente conocido que el polímero de baja densidad y alta presión ("LDPE") inherentemente posee una mayor resistencia del fundido que el polímero lineal ("LPE") . Por lo tanto, LDPE es particularmente útil en el soplado de burbujas de gran diámetro de calibre grueso.

La producción de LDPE puede facilitarse a través de diferentes métodos incluyendo, pero no limitado a, el proceso de autoclave o el proceso tubular. Aunque las resinas de LDPE de autoclave pueden poseer una alta resistencia del fundido, las películas producidas a partir de tales resinas no exhiben el mismo nivel de dureza exhibido por las películas producidas a partir de resinas LDPE tubulares que tienen el mismo índice de fusión ("MI") que las resinas LDPE de autoclave. Además, aunque la producción de resina de LDPE a través de un proceso tubular, es decir , utilizando un reactor tubular, puede proporcionar una conversión de etileno superior en comparación con el proceso de autoclave; sin embargo, el índice de fusión de una resina tubular se debe bajar significativamente comparado con una resina de autoclave para lograr la misma resistencia del fundido que la resina de autoclave; por lo tanto, esto puede por consiguiente afectar la tasa de producción negativamente.

La publicación del documento de patente europea Nº 0 069 806 A1 revela un proceso para producir polietileno que tiene propiedades físicas y químicas constantes.

El documento de patente internacional WO-A-2006/049783 revela un proceso para producir composiciones de polietileno de baja densidad y polímeros producidos a partir de las mismas.

La solicitud del documento de patente de los Estados Unidos US-B-6.407.191 describe un homo o copolímero de etileno que tiene una densidad de entre 0, 923 y 0, 935 g/cm3, que tiene una distribución del peso molecular Pm/Nm de entre 3 y 10, y que comprende de 0, 10 a 0, 50 por ciento en peso de unidades derivadas de un compuesto que contiene un grupo carbonilo, basado en el peso total del homo o copolímero.

El documento de patente de los Estados Unidos US-B-5.582.923 describe una composición de extrusión de polímero de etileno que comprende de 80 a 95% en peso del total de la composición, de al menos una composición interpolimérica de etileno/α-olefina seleccionada del grupo que consiste en una composición de polímero de etileno lineal homogéneamente ramificado y una composición de polímero de etileno lineal heterogéneamente ramificado, en donde el polímero de etileno/α-olefina se caracteriza por tener una densidad en el intervalo de 0, 85 g/cc a 0, 940 g/cc y de 5 a 20%, en peso del total de la composición, de al menos un polímero de etileno de alta presión caracterizado porque tiene un índice de fusión I2, menor de 6, 0 g/10 minutos, una densidad de al menos 0, 916 g/cc, una resistencia del fundido de al menos 9 cN como se determina usando una unidad de Gottfert Rheotens a 190º C, una relación PM/NM de al menos 7, 0 y una distribución de peso molecular bimodal como se determina por cromatografía de permeabilidad de gel, en donde la composición de extrusión del polímero de etileno tiene un índice de fusión, I2, de al menos 1, 0 g/10 minutos.

El documento de patente de los Estados Unidos US-B-5.721.025 revela una composición polimérica que comprende (A) de 10 a 100%, basado en el peso total de dicha composición, de una mezcla de (1) de 5 a 95% en peso, basado en 100 partes en peso de dicha mezcla, de al menos un polietileno de densidad ultra baja que es un copolímero de etileno lineal interpolimerizado de etileno y al menos una alfa-olefina en el intervalo de C3-C18 y que tiene (a) una densidad de 0, 98 g/cc a menos de 0, 916 g/cc, (b) un índice de fusión (I2) de menos de 10 g/10 minutos, (c) una relación de flujo de fusión, I10/I2 mayor de 0, 1 (d) una distribución de peso molecular, PM/NM mayor de 3 (e) un pico de punto de fusión mayor de 100º C como se mide por calorímetro de escaneado diferencial; y (2) de 5 a 95% en peso, basado en 100 partes en peso de dicha mezcla, de al menos un polietileno de baja densidad de alta presión que tiene (a) una densidad de 0, 916 g/cc a 0, 93 g/cc, (b) un índice de fusión (I2) de menos de 1 g/10 minutos y (c) una resistencia del fundido mayor de 10 cN como se determina usando una unidad Gottfert Rheotens a190º C; y (B) de 0 a 90%, basado en el peso total de dicha composición, de al menos un polímero seleccionado del grupo que consiste en un polietileno de baja densidad lineal, un polietileno de baja densidad de alta presión, y un copolímero de etileno-acetato de vinilo.

A pesar de los esfuerzos de investigación para desarrollar y mejorar resinas de alta resistencia del fundido todavía hay necesidad de una resina de alta resistencia del fundido adecuada para la producción de alto rendimiento de películas.

Compendio de la invención La presente invención es una composición mejorada de polímero de etileno de baja densidad y el método de fabricación de la misma. La composición de polímero según la presente invención incluye un componente mayor, y un componente menor. El componente mayor es una resina LDPE que tiene un índice de fusión (I2) en el intervalo de 0, 01 grados/minuto a 100 grados/minuto, una relación PM (abs) /PM (GPC) de 2, 6 o menor, y una resistencia del fundido de menos de (14, 0 e (-1, 05 * log10 (MI) ) ) cN. El componente menor es una resina LDPE que tiene un índice de fusión (I2) de menos de 5 grados/minuto, una distribución de peso molecular mayor de 7, y una relación PM (abs) /PM (GPC) de al menos 2, 7. La composición de polímero de la presente invención puede incluir además componentes adicionales. Además, la iniciación por radicales libres del proceso de polimerización según la presente invención incluye las etapas siguientes: proporcionar etileno; y hacer reaccionar el etileno en un sistema de reactor, que incluye al menos un reactor tubular y al menos un reactor de autoclave, a un intervalo de presión alta de medida de126 MPa a medida de 385 MPa (18.000 psig a 55.000 psig) , a una temperatura del reactor de 190º C a 400º C, en donde la alimentación del etileno a los reactores se divide en múltiples corrientes de alimentación de etileno, y al menos una de las corrientes de alimentación de etileno al reactor tubular consiste esencialmente de etileno sin reaccionar. Adicionalmente, el proceso de iniciación de la polimerización por radicales libres según la presente invención puede incluir además etapas de proporcionar al menos uno o más comonómeros; y hacer reaccionar el etileno y el comonómero (s) en el sistema reactor a una gama de presión alta de medida de 126 MPa a medida de 385 MPa (18, 000 psig a 55, 000 psig) , a una temperatura de reacción de 190º C a 400º C.

Descripción detallada de la invención La presente invención se refiere a una composición de polímero de etileno de baja densidad según las reivindicaciones 1 a 14 y el método de fabricación de la misma, según las reivindicaciones 15 a 24, y los artículos formados con ella según las reivindicaciones 25 y 26.

Los siguientes términos tendrán los significados dados para los fines de esta invención:

La resistencia del fundido, como se usa en este documento, se refiere a la resistencia o fuerza (aplicada por un tambor de enrollado provisto de una celda de deformación) requerida para sacar un extruido fundido a una velocidad de arrastre a la cual la resistencia del fundido se estabiliza antes de la tasa de ruptura por encima de su punto de fusión a medida que pasa a través de un troquel de un plastómetro estándar tal como el descrito en la norma ASTM D1238-E.

Polímero, como se usa en este documento, se refiere a un compuesto polimérico preparado por polimerización de monómeros, ya sean del mismo tipo o de un tipo diferente. El término genérico polímero, por lo tanto, incluye el término "homopolímero", que se refiere a polímeros preparados solamente con un tipo de monómero, así como "copolímero",... [Seguir leyendo]

1. Una composición que comprende:

un componente mayor, en donde dicho componente mayor que comprende una resina de LDPE que tiene un índice de fusión (I2) probado a 190º C según ISO 1133:1997 o ASTM D1238 en el intervalo de 0, 01

grados/min a 100 grados/min, una relación PM (abs) /PM (GPC) como se determina por cromatografía de permeabilidad de gel (GPC) de 2, 6 o menos, y una resistencia del fundido como se determina usando un Göttfert Rheotens de menos de (14, 0 e (-1, 05 * log10 (MI) ) ) cN;

y un componente menor, en donde dicho componente menor que comprende una resina de LDPE que tiene un índice de fusión (I2) probado a 190º C según ISO 1133:1997 o ASTM D1238 menor de 5 grados/min, una distribución de peso molecular determinada por cromatografía de permeabilidad de gel (GPC) mayor de 7, y una relación PM (abs) /PM (GPC) como se determina por cromatografía de permeabilidad de gel (GPC) de al menos 2, 7.

2. La composición según la reivindicación 1, en donde dicho componente menor tiene un índice de fusión (I2) en el intervalo de 0, 1 grados/min a 2, 5 grados/min, y una relación PM (abs) /PM (GPC) mayor de 3, 0.

3. La composición según la reivindicación 1, en donde dicho componente menor tiene un índice de fusión I2 en el intervalo de 0, 2 grados/min a 1, 0 grados/min, y una relación PM (abs) /PM (GPC) mayor de 3, 5.

4. La composición según la reivindicación 1, en donde dicha composición comprende de 1 a 49 por ciento en peso del componente menor, basado en el peso total de dichos componentes mayor y menor.

5. La composición según la reivindicación 4, en donde dicha composición comprende de 5 a 30 por ciento en 20 peso del componente menor, basado en el peso total de dichos componentes mayor y menor.

6. La composición según la reivindicación 4, en donde dicha composición comprende de 10 a 25 por ciento en peso del componente menor, basado en el peso total de dichos componentes mayor y menor.

7. La composición según la reivindicación 1, en donde dicha composición comprende de al menos 1 a 100 por ciento en peso de ambos dichos componente mayor y menor, basado en el peso total de dicha composición.

8. La composición según la reivindicación 1, en donde la resistencia del fundido de dicha composición es mayor de (1, 1) (14, 0 e (-1, 05 * log10 (MI) ) ) cN.

9. La composición según la reivindicación 1, en donde la resistencia del fundido de dicha composición es mayor de (1, 2) (14, 0 e (-1, 05 * log10 (MI) ) ) cN.

10. La composición según la reivindicación 1, en donde dicha composición comprende además un polietileno 30 lineal.

11. La composición según la reivindicación 1, en donde dicha composición tiene un índice de fusión (I2) en el intervalo de aproximadamente 0, 01 grados/min a 100 grados/min, una resistencia del fundido mayor de (14, 0 e (-1, 05 * log10 (MI) ) ) cN, y una relación PM (abs) /PM (GPC) mayor de 1, 2 + (7*PM/106) .

12. La composición según la reivindicación 11, en donde el índice de fusión (I2) de dicha composición está en el 35 intervalo de 0, 1 grados/min a 10 grados/min.

13. La composición según la reivindicación 11, en donde la resistencia del fundido de dicha composición es mayor de (1, 1) (14, 0 e (-1, 05 * log10 (MI) ) ) cN.

14. La composición según la reivindicación 11, en donde la resistencia del fundido de dicha composición es mayor de (1, 2) (14, 0 e (-1, 05 * log10 (MI) ) ) cN.

15. Un procedimiento de polimerización con iniciación de radicales libres para la preparación de la composición como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende las etapas de:

proporcionar etileno;

hacer reaccionar dicho etileno en un sistema de reactor que incluye al menos un reactor tubular y al menos un reactor de autoclave a un intervalo de presión alta de medida de 126 MPa a medida de 385 MPa (18, 000

psig a 55, 000 psig) , a una temperatura del reactor de 190º C a 400º C;

en donde la alimentación de etileno en los reactores se divide en múltiples corrientes de alimentación de etileno, y al menos una de dichas corrientes de alimentación de etileno en dicho reactor tubular consiste esencialmente en etileno sin reaccionar.

16. El procedimiento de polimerización con iniciación de radicales libres según la reivindicación 15, en donde dicho proceso comprende además las etapas de:

proporcionar al menos uno o más comonómeros; y hacer reaccionar dicho etileno y dicho comonómero (s) en dicho sistema reactor a un intervalo de presión 5 alta de aproximadamente medida de 126 MPa a medida de 385 MPa (18, 000 psig a 55, 000 psig) , a una temperatura de reacción de 190º C a 400º C

17. El procedimiento de polimerización con iniciación de radicales libres según cualquiera de las reivindicacione.

15. 16, en donde dicha temperatura del reactor está en el intervalo de 200º C a 350º C.

18. El procedimiento de polimerización con iniciación de radicales libres según cualquiera de las 10 reivindicacione.

15. 16, en donde dicha temperatura del reactor está en el intervalo de 210º C a 320º C.

19. El procedimiento de polimerización con iniciación de radicales libres según cualquiera de las reivindicacione.

15. 16, en donde dicha temperatura del reactor está en el intervalo de 220º C a 300º C.

20. El procedimiento de polimerización con iniciación de radicales libres según cualquiera de las reivindicacione.

17. 19, en donde los reactores de autoclave y tubular operan en serie en ese orden secuencial, la

corriente dividida de alimentación de etileno máxima al reactor tubular se define por y=1- (0, 35) x, en donde y representa el máximo de alimentación fraccionada para el reactor tubular, y x representa el número total de flujos de alimentación de etileno al reactor tubular.

21. El procedimiento de polimerización con iniciación de radicales libres según la reivindicación 20, en donde dicha corriente de alimentación de etileno está a una temperatura más baja que la temperatura del reactor.

22. El procedimiento de polimerización con iniciación de radicales libres según cualquiera de las reivindicacione.

15. 21, en donde la temperatura media del reactor de autoclave sigue mínimamente la función Y = ( (0, 006) (P) ) + 85, donde Y es la temperatura media del autoclave en grados Celsius y P es la presión del reactor de autoclave en medida MPa (psig) .

23. El procedimiento de polimerización con iniciación de radicales libres según la reivindicación 22, en donde la temperatura del reactor tubular después de cada inyección de iniciador de radicales libres tiene una temperatura máxima de al menos 250º C.

24. El procedimiento de polimerización con iniciación de radicales libres según la reivindicación 23, en donde F ⥠(0, 021*Y2) - (9, 48*Y) + (1318) , donde F= (X*Z) + ( (1-X) *Y) ) , donde X representa la fracción de la cantidad total de polímero convertido en el tubo, y Z representa la temperatura máxima del reactor conseguida en el reactor tubular en grados Celsius.

25. Un artículo que comprende:

una composición de polímero que comprende;

un componente mayor, en donde dicho primer componente es una resina de LDPE que tiene un índice de fusión (I2) probado a 190º C según ISO 1133:1997 o ASTM D1238 en el intervalo de 0, 01 grados/min a 100 35 grados/min, una relación PM (abs) /PM (GPC) como se determina por cromatografía de permeabilidad de gel (GPC) de 2, 6 o menos, y una resistencia del fundido como se determina usando un Göttfert Rheotens de menos de (14, 0 e (-1, 05 * log10 (MI) ) ) cN; y un componente menor, en donde dicho segundo componente es una resina de LDPE que tiene un índice de fusión (I2) probado a 190º C según ISO 1133:1997 o ASTM D1238 menor de 5 grados/min, una distribución de peso molecular determinada por cromatografía de permeabilidad de gel GPC mayor de 7, y una relación PM (abs) /PM (GPC) como se determina por cromatografía de permeabilidad de gel (GPC) de al menos 2, 7.

26. Un artículo según la reivindicación 25, en donde la composición de polímero tiene un índice de fusión (I2) en el intervalo de 0, 01 grados/min a 100 grados/min, una resistencia del fundido mayor de (14, 0 e (-1, 05 * log10 (MI) ) ) cN, una relación PM (abs) /PM (GPC) mayor de 1, 2+ (7*PM/106) ; y una PMD menor de 3, 0+ (4*PM/105) .