Una composición que comprende una composición poliolefínica plastificada,

que comprende una o más poliolefina(s) que tienen un punto de fusión de 140ºC o más y un calor de fusión (Hf) de 70 J/g o más, uno o más plastificantes no funcionalizados en una cantidad de 4 a 20% en peso, basado en el peso de la composición, y un agente de nucleación en una cantidad de 0,01 a 1% en peso, basado en el peso de la composición; en la que al menos uno de los plastificantes no funcionalizados tiene una gravedad específica de 0,86 o menos y un índice de viscosidad de 120 o más, y en la que la poliolefina es polipropileno

Artículos a partir de composiciones de poliolefina termoplástica plastificada.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a artículos producidos a partir de poliolefinas termoplásticas plastificadas que comprenden una poliolefina termoplástica, un plastificante no funcionalizado (PNF) y un agente de nucleación (AN).

Antecedentes de la invención

Las poliolefinas, a saber, los plásticos y elastómeros poliolefínicos, son útiles en gran número de artículos cotidianos. En tales aplicaciones se usan, en particular, poliolefinas semicristalinas, porque son termoplásticas, lo que significa, entre otras cosas, que exhiben cierto grado útil de cristalinidad en estado sólido. Esta naturaleza cristalina las permite formar artículos útiles sin reticulación, debido a una favorable combinación de características de procesamiento, propiedades físicas y estética. Por ejemplo, tales materiales se pueden conformar en gránulos para su fácil manejo, y se procesan usando equipos estándar de la industria de los plásticos, tales como extrusores. Las poliolefinas termoplásticas son fundamentalmente diferentes de los materiales poliolefínicos termoendurecidos, tales como elastómeros o cauchos de etileno-propileno, incluyendo versiones de etileno-propileno-monómero de dieno (EPDM), que tienen poca o ninguna cristalinidad, pesos moleculares muy altos, y se reticulan típicamente para formar artículos útiles. Tales materiales, de manera general, no son convertibles en gránulos y se procesan usando equipos estándar de la industria del caucho tales como molinos de rodillos.

Sin embargo, un inconveniente para muchas poliolefinas termoplásticas, especialmente las ricas en propileno, es su relativamente alta temperatura de transición vítrea. Esta característica hace a estas poliolefinas quebradizas, especialmente a bajas temperaturas. Muchas aplicaciones de poliolefinas termoplásticas se benefician de que tienen propiedades útiles a lo largo de un amplio intervalo de temperaturas; por consiguiente, hay una necesidad de proporcionar poliolefinas que puedan mantener características deseables, tales como rendimiento a alta o baja temperatura, etc., a la vez de mantener o mejorar la resistencia al impacto y tenacidad a temperaturas más bajas. En particular, sería ventajoso proporcionar poliolefinas termoplásticas que posean una mejor tenacidad, flexibilidad, y/o temperatura de uso alta sin sacrificar sus otras propiedades deseables, que incluyen propiedades ópticas tales como alta transparencia y baja turbidez. Preferiblemente, la poliolefina termoplástica también exhibirá una alta temperatura de cristalización y una alta velocidad de cristalización, para permitir un procesamiento rápido. Además, los artículos fabricados a partir de la poliolefina termoplástica deben tener alta transparencia, baja turbidez y buena estética superficial, particularmente sin sustancias oleosas o pegajosas en la superficie.

Específicamente, hay una necesidad de composiciones poliolefínicas termoplásticas, especialmente composiciones de polipropileno y polietileno, que se puedan usar en aplicaciones tales como recipientes para alimentos, productos para el cuidado de la salud, bienes domésticos y de oficina duraderos, botellas exprimibles, películas y láminas flexibles y transparentes, adornos interiores y partes frontales de automóviles, alambres, cables, tuberías y juguetes. Aún más específicamente, se necesita una composición poliolefínica termoplástica con apariencia homogénea, transparente, después del moldeo. Una poliolefina plastificada acorde con esta invención puede satisfacer estas necesi- dades.

La adición de una sustancia amorfa, de bajo peso molecular, a una poliolefina es una manera de modificar sus propiedades y características de procesamiento. Algunas descripciones de patente dirigidas a tal fin son la patente de EE.UU. 3.201.364; patente de EE.UU. 3.415.925; patente de EE.UU. 4.073.782; patente de EE.UU. 4.110.185; patente de EE.UU. 4.132.698; patente de EE.UU. 4.210.570; patente de EE.UU. 4.325.850; patente de EE.UU. 4.960.820; patente de EE.UU. 4.774.277; patente de EE.UU. 5.869.555; patente de EE.UU. 6.465.109; patente europea EP 0448259, patente francesa FR 2094870, y patente japonesa JP 09-208761. Estas descripciones están dirigidas a poliolefinas mezcladas con materiales tales como aceites minerales que contienen a menudo concentraciones sustanciales de insaturación, grupos aromáticos, grupos nafténicos, y/o otros grupos funcionales. La adición de aceites minerales en elastómeros poliolefínicos, que tienen poca o ninguna cristalinidad y pesos moleculares muy altos, es bien conocida también; véase, p.ej., RUBBER TECHNOLOGY HANDBOOK, Werner Hoffman (Hanser, Nueva York, 1989), p.294-305.

La adición de aceite mineral tiende a mejorar la flexibilidad de una poliolefina, lo que identifica a tales compuestos como "plastificantes" bajo la definición aceptada comúnmente; esto es, una sustancia que mejora la flexibilidad, facilidad de manejo o distensibilidad de un plástico o elastómero. Los aceites minerales también se añaden a poliolefinas como aceites extensores o aceites de procesamiento, así como para otros fines. Sin embargo, a menudo el uso de estos compuestos aditivos no preserva las propiedades ópticas (p.ej., color y/o transparencia), o el bajo olor, o los intervalos de temperatura superiores (inferiores) de uso de la poliolefina, entre otras cosas. Además, tales compuestos aditivos tienen típicamente altos puntos de fluidez (mayores que -20ºC, o incluso mayores que -10ºC), dando como resultado poca o ninguna mejora en las propiedades a baja temperatura de la poliolefina. Otro inconveniente es que todo o parte del aceite mineral puede migrar a una superficie y evaporarse a una velocidad inaceptablemente alta, lo que da como resultado un deterioro de las propiedades con el tiempo, entre otras cosas. Si el punto de inflamación es suficientemente bajo (p.ej., menos que 200ºC), el compuesto puede causar formación de humo y perderse a la atmósfera durante el procesamiento en estado fundido. También puede filtrarse fuera de la poliolefina y dañar alimentos, ropa y otros artículos que estén en contacto con el artículo final preparado a partir de la composición poliolefínica. También puede causar problemas por pegajosidad u otras propiedades superficiales del artículo final. Lo que se necesita es un compuesto que comunique propiedades superiores a baja temperatura a la vez de exhibir también bajos comportamientos de expansión, migración, filtración, y/o evaporación.

Otro defecto más de los aceites minerales es que a menudo contienen un alto grado (mayor que 5% en peso) de funcionalidad debida a insaturación de carbono y/o heteroátomos, lo que tiende a hacerlos reactivos, térmicamente inestables y/o incompatibles con las poliolefinas, entre otras cosas. Los aceites minerales pueden, de hecho, contener miles de compuestos diferentes, muchos de los cuales son indeseables para el uso en poliolefinas debido al peso molecular o la composición química. Bajo temperaturas moderadas a altas, estos compuestos pueden volatilizarse y oxidarse, incluso con la adición de inhibidores de la oxidación. También pueden conducir a problemas durante el procesamiento en estado fundido y las etapas de fabricación, incluyendo la degradación del peso molecular, reticulación o discoloración. También pueden comunicar un olor indeseable.

Estos atributos de compuestos aditivos comunes como los aceites minerales limitan el rendimiento de la composición poliolefínica final, y por lo tanto su utilidad en muchas aplicaciones. Como resultado, no son muy deseables para el uso como modificadores para poliolefinas termoplásticas. Lo que se necesita es un modificador que no sufra estas deficiencias. Preferiblemente, lo que se necesita es un modificador que permita la formulación de composiciones poliolefínicas termoplásticas con suavidad, flexibilidad (módulo a la flexión más bajo) y tenacidad al impacto mejorados, especialmente a bajas temperaturas (por debajo de 0ºC), a la vez que no degrade materialmente la resistencia térmica, y con una mínima migración de sustancias de bajo peso molecular hacia la superficie de los artículos fabricados. De manera ideal, el modificador tendría un bajo punto de fluidez, a la vez de ser no obstante de suficiente peso molecular para evitar una exudación y extracción inaceptables. Además, no contribuiría al deterioro de los atributos de rendimiento, tales como las propiedades ópticas, color, olor, estabilidad térmica y/o estabilidad oxidativa. Preferiblemente, la temperatura de transición vítrea de la composición poliolefínica modificada...

1. Una composición que comprende una composición poliolefínica plastificada, que comprende una o más poliolefina(s) que tienen un punto de fusión de 140ºC o más y un calor de fusión (Hf) de 70 J/g o más, uno o más plastificantes no funcionalizados en una cantidad de 4 a 20% en peso, basado en el peso de la composición, y un agente de nucleación en una cantidad de 0,01 a 1% en peso, basado en el peso de la composición; en la que al menos uno de los plastificantes no funcionalizados tiene una gravedad específica de 0,86 o menos y un índice de viscosidad de 120 o más, y en la que la poliolefina es polipropileno.

2. La composición de la reivindicación 1, en la que al menos uno de los plastificantes no funcionalizados tiene además un punto de inflamación de 200ºC o más.

3. La composición de las reivindicaciones 1 ó 2, en la que el agente de nucleación se selecciona del grupo que consiste en sílice, caolín, negro de humo, y talco, sales de sodio, sales de litio, sales de potasio, sales de ácido fosfónico, sales de carboxilato, sales de ácidos carboxílicos aromáticos, fosfatos metálicos, ésteres de fosfato, sales de ésteres de fosfato; sales metálicas de ácido subérico, sales metálicas de ácido hexahidroftálico, sales de ésteres de rosina desproporcionados, sorbitol, dibenciliden-sorbitol, acetal de sorbitol, di-acetal de sorbitol, colorantes de quinacridona, carboxamida, naftalenocarboxamida, bencenotrisamida, derivados de ácido trimésico, poli(3-metil-1-buteno), poli(dimetilestireno), poli(tereftalato de etileno), poliamidas (nailon), y policarbonatos.

4. La composición de las reivindicaciones 1 ó 2, en la que el agente de nucleación se selecciona del grupo que consiste en benzoato de sodio, naftenoato de sodio, 2,2'-metilenbis(4,6-di-terc-butilfenil)fosfato de sodio, 2,2'-metilenbis(4,6-di-terc-butilfenil)fosfato de aluminio, di(p-toliliden)sorbitol, dibencilidensorbitol, di(p-metilbenciliden)sorbitol, di(p-etilbenciliden)sorbitol, bis(3,4-dimetilbenciliden)sorbitol, y N',N'-diciclohexil-2,6-naftalenodicarboxamida, 1,3:2,4-dibencilidensorbitol, 1,3:2,4-bis-(p-metilbenciliden)sorbitol], 1,3:2,4-bis(3,4-dimetilbenciliden)sorbitol, ácido 2.2.1-heptano-biciclodicarboxílico, 2,2'-metilenbis(4,6-di-tercbutilfenol) sal de fosfato, 2,2'-metilenbis(4,6-di-tercbutilfenol) complejo de fosfato y aluminio, 1,3:2,4-bis-(p-etilbenciliden)sorbitol, N,N'-diciclohexil-2,6-naftalenodicarboxamida, N,N'-diciclohexil-2,6-naftalenodicarboxamida, (1,3:2,4) dimetildibenciliden-sorbitol, ácido 2.2.1-heptano-biciclodicarboxílico, y 2,2'-metilenbis(4,6-di-tercbutilfenol) sal de fosfato.

5. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos uno de los plastificantes no funcionalizados comprende oligómeros de una única alfa-olefina que tiene 5 a 24 carbonos.

6. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos uno de los plastificantes no funcionalizados comprende oligómeros de dos o más alfa-olefinas que tienen 3 a 24 carbonos, a condición de que cualesquiera alfa-olefinas que tengan sólo tres o sólo cuatro átomos de carbono estén presentes en 10% en peso o menos.

7. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos uno de los plastificantes no funcionalizados comprende oligómeros de olefinas C5 a C24.

8. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el polipropileno es un copolímero de impacto.

9. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos uno de los plastificantes no funcionalizados tiene un punto de fluidez de -40ºC o menos y una gravedad específica de 0,84 o menos.

10. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que los plastificantes no funcionalizados comprenden al menos 50% en peso de isoparafinas C₆ a C₁₀₀.

11. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el plastificante no funcionalizado tiene un punto de fluidez de -40ºC o menos y una gravedad específica de 0,84 o menos.

12. La composición de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el plastificante no funcionalizado se selecciona del grupo que consiste en PAOs, aceites base o aceites minerales del Grupo III, fluidos hidrocarbonados de alta pureza derivados de los llamados procedimientos Gas A Líquidos, y aceites minerales, teniendo dicho plastificante no funcionalizado un índice de viscosidad mayor que 100, un punto de fluidez menor que -20ºC, una gravedad específica menor que 0,86, y un punto de inflamación mayor que 200ºC.

13. La composición de la reivindicación 12, en la que el PNF es una PAO.

14. Uso de un agente de nucleación para aumentar la cantidad de plastificante no funcionalizado (PNF) asociada con el comienzo de turbidez óptica y/o el comienzo de exudación de aceite en la superficie de artículos moldeados por extrusión hechos de una composición poliolefínica plastificada, comprendiendo la composición un polipropileno que tiene un punto de fusión de 140ºC o más y un calor de fusión (Hf) de 70 J/g o más, y uno o más PNFs, en donde al menos uno de los PNFs tiene una gravedad específica de 0,86 o menos y un índice de viscosidad de 120 o más.