Copolímero de propileno heterofásico con un equilibrio excelente de comportamiento ante impactos/rigidez.

Copolímero de propileno heterofásico (HECO) que comprende~

(a) una matriz (M) que es un polipropileno (PP),

comprendiendo dicho polipropileno (PP) por lo menos tres fracciones de polipropileno (PP1), (PP2) y (PP3), diferenciándose entre sí las tres fracciones de polipropileno (PP1), (PP2) y (PP3) por el índice de fluidez MFR2 (230 ºC), medido de acuerdo con la ISO 1133, y presentando por lo menos una de las tres fracciones de polipropileno (PP1), (PP2) y (PP3) un índice de fluidez MFR2 (230 ºC), medido de acuerdo con la ISO 1133, en el intervalo de entre 1,0 y 15,0 g/10 min, 10 y

(b) un copolímero de propileno elastomérico (EC) dispersado en dicha matriz (M), en donde

(i) dicho copolímero de propileno heterofásico (HECO) tiene un índice de fluidez MFR2 (230 ºC), medido de acuerdo con la ISO 1133, igual o superior a 20,0 g/10 min, y

(ii) la fase amorfa (AM) de la fracción de solubles en xileno en frío (XCS) del copolímero de propileno heterofásico (HECO) tiene una viscosidad intrínseca (IV), medida de acuerdo con la ISO 1628-1 (a 135ºC en decalina), igual o superior a 2,0 dl/g.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/063250.

Solicitante: BOREALIS AG.

Nacionalidad solicitante: Austria.

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

Inventor/es: LESKINEN, PAULI, DOSHEV,PETAR, POTTER,ELISABETH, TRANNINGER,CORNELIA, GSELLMANN,GUENTER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08F297/08 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 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.

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Fragmento de la descripción:

Copolímero de propileno heterofásico con un equilibrio excelente de comportamiento ante impactos/rigidez

[1] La presente invención se refiere a un nuevo copolímero de propileno heterofásico (HECO), a su fabricación y a su uso.

[2] Los copolímeros de propileno heterofásicos son bien conocidos en la técnica. Dichos copolímeros de propileno heterofásicos comprenden una matriz que es o bien un homopolímero de propileno o bien un copolímero de propileno aleatorio en el cual se dispersa un copolímero elastomérico. Así, la matriz de polipropileno contiene inclusiones dispersadas (finamente) que no forman parte de la matriz y dichas inclusiones contienen el copolímero elastomérico. El término inclusión indica que la matriz y la inclusión forman fases diferentes dentro del copolímero de propileno heterofásico, siendo visibles dichas inclusiones, por ejemplo, mediante microscopía de alta resolución, tal como microscopía electrónica o microscopía de fuerzas de barrido.

[3] Una de las aplicaciones de los copolímeros de propileno heterofásicos es su uso como material de envasado. En este segmento del mercado, la reducción del espesor y el aligeramiento del peso son una necesidad comercial recurrente, ya que permiten ahorros de energía y de material. Para proporcionar un material dotado de estas características, es necesario desarrollar un material de alta rigidez con buenas propiedades ante impactos. La rigidez elevada permite grosores menores de las paredes. Además, es posible una reducción del tiempo de los ciclos ya que se alcanza una cierta rigidez necesaria para desmoldear la muestra con tiempos de enfriamiento más cortos. No obstante, es necesario que el comportamiento ante impactos, el cual determina el rendimiento de la aplicación, tal como la altura de caída, permanezca en un nivel alto. Adicionalmente, los materiales deberían presentar una alta fluxibilidad ya que, de lo contrario, no es posible un moldeo por inyección de la muestra con un grosor delgado de la pared. Los materiales de alta fluidez presentan generalmente una alta rigidez debido a las cadenas poliméricas más cortas las cuales presentan menos defectos estereoquímicos. No obstante, el comportamiento ante impactos se reduce debido a cadenas poliméricas más cortas que forman menos entrelazamientos.

[4] Así, el objetivo de la presente invención es obtener un material de fluxibilidad y rigidez elevadas y con un buen comportamiento ante impactos.

[5] El hallazgo de la presente Invención consiste en que el material debe ser un copolímero de propileno heterofásico que comprende una matriz de polipropileno que comprende tres fracciones de polipropileno, en donde dichas tres fracciones de polipropileno difieren en cuanto al índice de fluidez MFR2 (23 °C) y una de dichas fracciones de polipropileno tiene un índice de fluidez MFR2 (23 °C), medido de acuerdo con la ISO 1133, por debajo de 15 g/1 min, en donde además el copolímero de propileno elastomérico tiene una viscosidad intrínseca bastante alta, es decir, la fase amorfa (AM) de la fracción soluble en xlleno en frío (XCS) del copolímero de propileno heterofásico tiene una viscosidad intrínseca (IV), medida de acuerdo con la ISO 1628-1, (a 135 °C en decalina), de por lo menos 2, dl/g.

[6] Por lo tanto, la presente invención se refiere a un copolímero de propileno heterofásico (HECO) que comprende

(a) una matriz (M) que es un polipropileno (PP), comprendiendo dicho polipropileno (PP) por lo menos tres fracciones de polipropileno (PP1), (PP2) y (PP3), diferenciándose entre sí las tres fracciones de polipropileno (PP1), (PP2) y (PP3) por el índice de fluidez MFR2 (23 °C), medido de acuerdo con la ISO 1133, y presentando por lo menos una de las tres fracciones de polipropileno (PP1), (PP2) y (PP3) un índice de fluidez MFR2 (23 °C), medido de acuerdo con la ISO 1133, en el Intervalo de entre 1, y 15, g/1 min,

y

(b) un copolímero de propileno elastomérico (EC) dispersado en dicha matriz (M), en donde

(i) dicho copolímero de propileno heterofásico (HECO) tiene un índice de fluidez MFR2 (23 °C), medido de acuerdo con la ISO 1133, igual o superior a 2, g/1 min, y

(¡I) la fase amorfa (AM) de la fracción soluble en xlleno en frío (XCS) del copolímero de propileno heterofásico (HECO) tiene una viscosidad intrínseca (IV), medida de acuerdo con la ISO 1628-1 (a 135°C en decalina), igual o superior a 2, dl/g.

[7] Preferentemente, el polipropileno (PP) es un copolímero de propileno aleatorio (R-PP) o un homopolímero de propileno (H-PP), prefiriéndose este último. Aún más preferentemente, el polipropileno (PP) comprende, como componentes polimérlcos, solamente las tres fracciones de polipropileno (PP1), (PP2) y (PP3).

[8] Sorprendentemente, se ha observado que el copolímero de propileno heterofásico (HECO) se caracteriza por un muy buen equilibrio de rlgldez/comportamiento ante impactos (véanse los ejemplos).

[9] En lo sucesivo se describe la Invención de forma más detallada.

[1] Un copolímero de propileno heterofáslco (HECO) según esta invención comprende un polipropileno (PP), como matriz (M), y dispersado en el mismo un copolímero de propileno elastomérico (EC). Así, la matriz de polipropileno (PP) contiene Inclusiones dispersadas (finamente) que no forman parte de la matriz (M) y dichas inclusiones contienen el copolímero de propileno elastomérico (EC). El término inclusión indica que la matriz (M) y la inclusión forman fases diferentes dentro del copolímero de propileno heterofásico (HECO), siendo visibles dichas inclusiones, por ejemplo, mediante microscopía de alta resolución, tal como microscopía electrónica o microscopía de fuerzas de barrido.

[11] Preferentemente, el copolímero de propileno heterofásico (HECO) según esta invención comprende, como componentes poliméricos, únicamente el polipropileno (PP) y el copolímero de propileno elastomérico (EC). En otras palabras, el copolímero de propileno heterofásico (HECO) puede contener otros aditivos aunque no otro polímero en una cantidad que supere el 2,% en peso, más preferentemente que supere el 1,% en peso, por ejemplo que supere el ,5% en peso, sobre la base del copolímero de propileno heterofásico (HECO) total. Un polímero adicional que puede estar presente en cantidades tan bajas es un polietileno el cual es un producto de reacción intermedia obtenido por la preparación del copolímero de propileno heterofásico (HECO) (véase más delante de forma más detallada). Por consiguiente, se valora en particular que el presente copolímero de propileno heterofásico (HECO) contenga solamente la matriz de polipropileno (PP), el copolímero de propileno elastomérico (EC) y opcionalmente polietileno en cantidades que se mencionan en este párrafo.

[12] Uno de los aspectos de la presente invención es que el copolímero de propileno heterofásico (HECO) se caracteriza por un índice de fluidez bastante alto. El índice de fluidez depende principalmente del peso molecular medio. Esto es debido al hecho de que las moléculas largas confieren al material una menor tendencia a fluir que las moléculas cortas. Un aumento del peso molecular significa una reducción del valor de MFR. El índice de fluidez (MFR) se mide en g/1 min del polímero descargado a través de una matriz definida, bajo condiciones especificadas de temperatura y presión y con la medición de la viscosidad del polímero en la que, a su vez, para cada tipo de polímero, influye principalmente su peso molecular aunque también su grado de ramificación. El índice de fluidez medido bajo una carga de 2,16 kg a 23°C (ISO 1133) se indica como MFR2 (23°C). Por consiguiente, se prefiere que, en la presente invención, el copolímero de propileno heterofásico (HECO) tenga un MFR2 (23 °C) igual o superior a 2 g/1 min, más preferentemente Igual o superior a 25, g/1 min, todavía más preferentemente en el intervalo de entre 25, y 2, g/1 min, aún más preferentemente en el Intervalo de entre 25, y 18 g/1 min, como en el intervalo de entre 3, y 15 g/1 min.

[13] Preferentemente, se desea que el copolímero de propileno heterofásico (HECO) sea termomecánicamente estable. Por consiguiente, se valora que el copolímero de propileno heterofásico (HECO) tenga una temperatura de fusión de por lo menos 16 °C, más preferentemente de por lo menos 162°C, todavía más preferentemente en el intervalo de entre 163 y 17°C.

[14] Adicionalmente, se prefiere que la temperatura de cristalización del copolímero de propileno heterofásico (HECO) sea por lo menos 12 °C, más preferentemente por lo menos 122 °C, todavía más preferentemente en el intervalo de entre 12 y 135 °C.

[15] El copolímero de propileno heterofásico (HECO) comprende, aparte... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Copolímero de propileno heterofásico (HECO) que comprende

(a) una matriz (M) que es un polipropileno (PP), comprendiendo dicho polipropileno (PP) por lo menos tres fracciones de polipropileno (PP1), (PP2) y (PP3), diferenciándose entre sí las tres fracciones de polipropileno (PP1), (PP2) y (PP3) por el índice de fluidez MFR2 (23 °C), medido de acuerdo con la ISO 1133, y presentando por lo menos una de las tres fracciones de polipropileno (PP1), (PP2) y (PP3) un índice de fluidez MFR2 (23 °C), medido de acuerdo con la ISO 1133, en el intervalo de entre 1, y 15, g/1 min,

y

(b) un copolímero de propileno elastomérico (EC) dispersado en dicha matriz (M), en donde

(i) dicho copolímero de propileno heterofásico (FIECO) tiene un índice de fluidez MFR2 (23 °C), medido de acuerdo con la ISO 1133, igual o superior a 2, g/1 min, y

(ii) la fase amorfa (AM) de la fracción de solubles en xileno en frío (XCS) del copolímero de propileno heterofásico (FIECO) tiene una viscosidad intrínseca (IV), medida de acuerdo con la ISO 1628-1 (a 135°C en decallna), Igual o superior a 2, dl/g.

2. Copolímero de propileno heterofásico (FIECO) según la reivindicación 1, en el que el polipropileno (PP) tiene

(a) un índice de fluidez MFR2 (23 °C), medido de acuerdo con la ISO 1133, en el intervalo de entre 3, y 5, g/1 min,

y/o

(b) una distribución de pesos moleculares (MWD) igual o inferior a 8,.

3. Copolímero de propileno heterofásico (HECO) según la reivindicación 1 ó 2, en el que el polipropileno (PP) tiene

(a) un contenido de comonómeros igual o inferior al 1,% en peso, y/o

(b) una fracción de solubles en xileno en frío (XCS), medida de acuerdo con la ISO 6427 (23 °C), igual o inferior al 3,5% en peso.

4. Copolímero de propileno heterofásico (HECO) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la fracción de polipropileno con el índice de fluidez MFR2 (23 °C), medido de acuerdo con la ISO 1133, en el intervalo de entre 1, y 15, g/1 min, es la fracción de polipropileno con el índice de fluidez MFR2 (23 °C) más bajo de las tres fracciones de polipropileno (PP1), (PP2) y (PP3), preferentemente de todas las fracciones de polipropileno presentes, del polipropileno (PP).

5. Copolímero de propileno heterofásico (HECO) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que

(a1) una de las tres fracciones de polipropileno (PP1), (PP2) y (PP3) tiene un índice de fluidez MFR2 (23 °C), medido de acuerdo con la ISO 1133, en el intervalo de entre 1, y 15, g/1 min,

y

(b1) otra de las tres fracciones de polipropileno (PP1), (PP2) y (PP3) tiene un índice de fluidez MFR2 (23 °C),

medido de acuerdo con la ISO 1133, en el intervalo de entre 15, y 5, g/1 min,

preferentemente

(a1) la tercera fracción de polipropileno (PP3) tiene un índice de fluidez MFR2 (23 °C), medido de acuerdo con la ISO 1133, en el intervalo de entre 1, y 15, g/1 min,

y

(b1) la primera fracción de polipropileno (PP 1) tiene un índice de fluidez MFR2 (23 °C), medido de acuerdo con la ISO 1133, en el intervalo de entre 15, y 5, g/1 min.

6. Copolímero de propileno heterofásico (HECO) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la fracción de polipropileno restante de las tres fracciones de polipropileno (PP1), (PP2) y (PP3), preferentemente la segunda fracción de polipropileno (PP2), tiene un índice de fluidez MFR2 (23 °C), medido de acuerdo con la ISO 1133, en el intervalo de entre 2, y 3, g/1 min.

7. Copolímero de propileno heterofásico (HECO) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las tres fracciones de polipropileno (PP1), (PP2) y (PP3) son, todas ellas, homopolímeros de propileno.

8. Copolímero de propileno heterofásico (HECO) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada una de las tres fracciones de polipropileno (PP1), (PP2) y (PP3) tiene un contenido de solubles en xileno en frío (XCS) igual o inferior al 4,% en peso.

9. Copolímero de propileno heterofásico (HECO) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que

(a) la cantidad de la fracción de polipropileno que tiene un índice de fluidez MFR2 (23 °C), medido de acuerdo con la ISO 1133, en el intervalo de entre 1, y 15, g/1 min, preferentemente la cantidad de la tercera fracción de polipropileno (PP3), está en el intervalo de entre el 15, y el 6,% en peso sobre la base de la cantidad total del polipropileno (PP),

y/o

(b) la cantidad de la fracción de polipropileno que tiene un índice de fluidez MFR2 (23 °C), medido de acuerdo con la ISO 1133, en el Intervalo de entre 15, y 5, g/1 min, preferentemente de la primera fracción de polipropileno (PP1), está en el Intervalo de entre el 2, y el 65,% en peso sobre la base de la cantidad total del polipropileno (PP).

1. Copolímero de propileno heterofásico (FIECO) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la relación en pesos [PP3/PP1] de la fracción de polipropileno que tiene un índice de fluidez MFR2 (23 °C), medido de acuerdo con la ISO 1133, en el intervalo de entre 1, y 15, g/1 min, preferentemente de la tercera fracción de polipropileno (PP3), y la fracción de polipropileno que tiene un índice de fluidez MFR2 (23 °C), medido de acuerdo con la ISO 1133, en el Intervalo de entre 15, y 5, g/1 min, preferentemente de la primera fracción de polipropileno (PP1), está en el intervalo de entre 15/85 y 75/25.

11. Copolímero de propileno heterofásico (FIECO) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que

(a) los comonómeros del copolímero elastomérico (EC) son etileno y/o por lo menos una a-olefina C4 a C1, y/o

(b) la fase amorfa (AM) de la fracción de solubles en xileno en frío (XCS) del copolímero de propileno heterofásico (HECO) tiene un contenido de comonómeros inferior al 45,% en peso.

12. Copolímero de propileno heterofásico (HECO) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el copolímero de propileno heterofásico (HECO) tiene

(a) un contenido de comonómeros igual o inferior al 1,% en peso,

y/o

(b) una fracción de solubles en xileno en frío (XCS), medida de acuerdo con la IS6427 (23 °C), igual o inferior al 2,% en peso,

y/o

(c) solubles en hexano, medidos de acuerdo con la FDA, inferiores al 3,6% en peso, y/o

(d) una resistencia al calor, medida de acuerdo con la Vicat B, superior al 78 °C.

13. Copolímero de propileno heterofásico (HECO) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el copolímero de propileno heterofásico (HECO) comprende

(a) entre un 8, y un 94,% en peso del polipropileno (PP), y

(b) entre un 6, y un 2,% en peso del copolímero elastomérico (EC),

basándose en la cantidad total del polipropileno (PP) y el copolímero elastomérico (EC), en donde la cantidad del copolímero elastomérico (EC) se corresponde con la cantidad de la fracción amorfa (AM) de la fracción de solubles en xileno en frío (XCS).

14. Copolímero de propileno heterofásico (HECO) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el polipropileno (PP) comprende

(a) entre un 2, y un 65,% en peso de la primera fracción de polipropileno (PP1),

(b) entre un 2, y un 5,% en peso de la segunda fracción de polipropileno (PP2), y

(c) entre un 15, y un 6,% en peso de la tercera fracción de polipropileno (PP3),

basándose en la cantidad total del primer polipropileno (PP1), el segundo polipropileno (PP2), y el tercer polipropileno (PP3).

15. Proceso para la preparación de un copolímero de propileno heterofásico (HECO) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en un proceso de polimerización secuencial, comprendiendo dicho copolímero de propileno heterofásico (HECO) una primera fracción de polipropileno (PP1), una segunda fracción de polipropileno (PP2) y una tercera fracción de polipropileno (PP3), en donde dicho proceso comprende las etapas de

(a1) polimerizar propileno y opcionalmente por lo menos un etileno y/o a-olefina C4 a C12 en un primer reactor (R1) obteniendo la primera fracción de polipropileno (PP1),

(b1) transferir la primera fracción de polipropileno (PP1) a un segundo reactor (R2),

(c1) polimerizar en el segundo reactor (R2) y en presencia de dicha primera fracción de polipropileno (PP1), propileno y opcionalmente por lo menos un etileno y/o a-olef¡na C4 a C12, obteniendo así la segunda fracción de polipropileno (PP2), mezclándose la primera fracción de polipropileno (PP1) con la segunda fracción de polipropileno (PP2),

(d1) transferir la mezcla de la etapa (c1) a un tercer reactor (R3),

(e1) polimerizar en el tercer reactor (R3), y en presencia de la mezcla obtenida en la etapa (c1), propileno y opcionalmente por lo menos un etileno y/o a-olefina C4 a C12, obteniendo así un tercer polipropileno (PP3), siendo preferentemente dicho tercer polipropileno (PP3) una tercera fracción de polipropileno (PP3), de manera que la primera fracción de polipropileno (PP1), la segunda fracción de polipropileno (PP2) y la tercera fracción de polipropileno (PP3) forman el polipropileno (PP),

(f1) transferir el polipropileno (PP) a un cuarto reactor (R4), y

(g1) polimerizar en el cuarto reactor (R4), y en presencia del polipropileno (PP), propileno y por lo menos un etileno y/o a-olefina C4 a C12, obteniendo así un copolímero de propileno elastomérico (EC), de manera que el polipropileno (PP) y el copolímero de propileno elastomérico (EC) forman el copolímero de propileno heterofásico (HECO),

o

(a2) polimerizar propileno y opcionalmente por lo menos un etileno y/o a-olefina C4 a C12, en un primer reactor (R1) obteniendo la primera fracción de polipropileno (PP 1),

(b2) transferir la primera fracción de polipropileno (PP1) a un segundo reactor (R2),

(c2) polimerizar en el segundo reactor (R2), y en presencia de dicha primera fracción de polipropileno (PP1), propileno y opcionalmente por lo menos un etileno y/o una a-olefina C4 a C12, obteniendo así la tercera fracción de polipropileno (PP3), mezclándose la primera fracción de polipropileno (PP1) con la tercera fracción de polipropileno (PP3),

(d2) transferir la mezcla de la etapa (c2) a un tercer reactor (R3),

(e2) polimerizar en el tercer reactor (R3), y en presencia de la mezcla obtenida en la etapa (c2), propileno y opcionalmente por lo menos un etileno y/o una a-olefina C4 a C12, obteniendo así una segunda fracción de polipropileno (PP2), de manera que la primera fracción de polipropileno (PP1), la segunda fracción de polipropileno (PP2) y la tercera fracción de polipropileno (PP3) forman el polipropileno (PP),

(f2) transferir el polipropileno (PP) a un cuarto reactor (R4), y

(g2) polimerizar en el cuarto reactor (R4), y en presencia del polipropileno (PP), propileno y por lo menos un etileno y/o una a-oleflna C4 a C12, obteniendo así un copolímero de propileno elastomérico (EC), de manera que el polipropileno (PP) y el copolímero de propileno elastomérico (EC) forman el copolímero de propileno heterofásico (HECO).

16. Uso de un copolímero de propileno heterofásico (HECO) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 14 como material de envasado.


 

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