ES2897714T3 - Composición de polipropileno expandido - Google Patents
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Abstract
Composición de polipropileno (C), que comprende a) del 40,0 al 60,0 % en peso, basado en la composición de polipropileno total, de un primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) que tiene un contenido de comonómero de la fracción soluble en xileno (SFX) igual o superior al 40,0 % en moles, comprendiendo dicho primer copolímero de propileno heterofásico i) una primera matriz que es un primer polímero de propileno (M1) y ii) un primer copolímero elastomérico de propileno y etileno (E1) que se dispersa en dicha primera matriz, b) del 21,0 al 31,0 % en peso, basado en la composición de polipropileno total, de un segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) que tiene un contenido de comonómero de la fracción soluble en xileno (SFX) por debajo del 39,0 % en moles, comprendiendo dicho segundo copolímero de propileno heterofásico iii) una segunda matriz que es un segundo polímero de propileno (M2) y iv) un segundo copolímero elastomérico de propileno y etileno (E2) que se dispersa en dicha segunda matriz, c) del 10,0 al 20,0 % en peso, basado en la composición de polipropileno total, de una carga inorgánica (F), d) opcionalmente un polietileno de alta densidad (HDPE), y e) opcionalmente un plastómero (PL) que es un copolímero de etileno y una α-olefina C4 a C8.
Description
DESCRIPCIÓN
Composición de polipropileno expandido
La presente invención se refiere a una composición de polipropileno (C) que comprende un copolímero de propileno heterofásico y una carga inorgánica, al uso de dicha composición de polipropileno (C) para la fabricación de un artículo expandido y a un artículo expandido obtenido a partir de dicha composición de polipropileno (C).
Los materiales plásticos que presentan un peso reducido con la preservación del perfil de propiedades mecánicas están ganando cada vez más interés en la industria automotriz desde que la Unión Europea ha aprobado límites estrictos de CO2 que obligan al fabricante de automóviles a reducir las emisiones de los actuales 160 g/km a 120 g/km o menos. Por tanto, existe la necesidad de conceptos de ahorro de peso para cumplir con dicha legislación.
La tecnología de moldeo por inyección con expansión (FIM, por sus siglas en inglés) se puede usar para producir piezas de baja densidad. Se puede aplicar para piezas de automóviles visibles y no visibles. Las piezas expandidas tienen la ventaja de tener una densidad reducida, baja contracción y deformación, pero las propiedades mecánicas y el aspecto de la superficie de las piezas son malas, por lo que la mayoría de las piezas expandidas no se usan para aplicaciones visibles en interiores o exteriores.
El documento WO 2016/005301 A1 se refiere a una composición de polipropileno con carga mineral que comprende: A) El 15-70% en peso de un primer polipropileno heterofásico (c Oh E-1) que tiene un MFR2 (ISO 1133; 230 °C; 2,16 kg) en el intervalo de 10-50 g/10 min, B) el 0-70 % en peso de un segundo polipropileno heterofásico (COHE-2) que tiene un MFR2 (ISO 133; 230 °C; 2,16 kg) en el intervalo de 5-30 g/10 min, c ) el 10-30% en peso de un polipropileno de alta resistencia a la fusión (HMS-PP), D) del 5 al 20 % en peso de un copolímero de etileno y propileno o una alfa-olefina C4-C10 con una densidad de 0,860-0,910 g/cm3, E) el 5-25 % en peso de un polietileno de alta densidad (HDPE), F) el 5-20 % en peso de una carga mineral y G) el 0-15 % en peso de aditivos; y su uso para preparar artículos expandidos, así como los propios artículos.
Por consiguiente, existe la necesidad en la técnica de una composición de polipropileno que, después de una etapa de formación expandido por moldeo por inyección, se caracterice por un aspecto superficial homogéneo y propiedades mecánicas equilibradas.
Por lo tanto, es un objetivo de la presente invención proporcionar una composición de polipropileno expandible aplicable para la preparación de un artículo expandido que tenga un aspecto superficial y propiedades mecánicas homogéneas/buenas.
El hallazgo de la presente invención es proporcionar una composición de polipropileno (C) que comprenda un copolímero de propileno heterofásico y una carga inorgánica.
Por consiguiente, la presente invención se dirige a una composición de polipropileno (C), que comprende a) del 40,0 al 60,0 % en peso, basado en la composición de polipropileno total, de un primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) que tiene un contenido de comonómero de la fracción soluble en xileno (SFX) igual o superior al 40,0 % en moles, comprendiendo dicho primer copolímero de propileno heterofásico i) una primera matriz que es un primer polímero de propileno (M1) y
ii) un primer copolímero elastomérico de propileno y etileno (E1) que se dispersa en dicha primera matriz, b) del 21,0 al 31,0 % en peso, basado en la composición de polipropileno total, un segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) que tiene un contenido de comonómero de la fracción soluble en xileno (SFX) por debajo del 39,0 % en moles, comprendiendo dicho segundo copolímero de propileno heterofásico
iii) una segunda matriz que es un segundo polímero de propileno (M2) y
iv) un segundo copolímero elastomérico de propileno y etileno (E2) que se dispersa en dicha segunda matriz, c) del 10,0 al 20,0 % en peso, basado en la composición de polipropileno total, una carga inorgánica (CI), d) opcionalmente un polietileno de alta densidad (HDPE), y
e) opcionalmente un plastómero (PL) que es un copolímero de etileno y una a-olefina C4 a Ce.
Sorprendentemente, se encontró que una pieza expandida obtenida a partir de una composición de polipropileno (C) que comprende dos copolímeros de propileno heterofásicos diferentes se caracteriza por excelentes propiedades mecánicas y apariencia superficial. La fase dispersa del sistema heterofásico puede tener una distribución de peso molecular bimodal para asegurar un buen equilibrio entre la mecánica y el aspecto superficial. Además, se puede usar un polietileno de alta densidad (HDPE) y otros aditivos para mejorar la resistencia al rayado, lo que es especialmente útil para aplicaciones en interiores. Las composiciones son adecuadas para la formación con expansión tanto química como física.
De acuerdo con una realización de la presente invención, la fracción soluble en xileno (SFX) del segundo copolímero heterofásico (COHE2) tiene una viscosidad intrínseca (IV) superior a 3,5 dl/g.
De acuerdo con otra realización de la presente invención, la composición de polipropileno (C) comprende d) del 2,0 a 10,0 % en peso del polietileno de alta densidad (HDPE), y
e) del 5,0 al 15,0 % en peso del plastómero (PL) que es un copolímero de etileno y una a-olefina C4 a C8, basado en la composición de polipropileno (C) total.
De acuerdo con una realización adicional de la presente invención, la matriz del primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1), que es el primer polímero de propileno (M1), tiene un índice de fluidez MFR2 (230 °C) determinado de acuerdo con la norma ISO 1133 en el intervalo de 120 a 500 g/10min y la matriz del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2), que es el segundo polímero de propileno (M2), tiene un índice de fluidez MFR2 (230 °C) determinado de acuerdo con la norma ISO 1133 en el intervalo de 40 a 170 g/10 min.
De acuerdo con otra realización más de la presente invención, el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) tiene
i) un índice de fluidez MFR2 (230 °C) determinado de acuerdo con la norma ISO 1133 en el intervalo de 50 a 90 g/10 min, y/o
ii) un contenido de comonómero en el intervalo del 20,0 al 50,0 % en moles, y/o
iii) una fracción soluble en xileno (SFX) en el intervalo del 10,0 al 35,0 % en peso.
De acuerdo con una realización de la presente invención, el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) tiene
i) un índice de fluidez MFR2 (230 °C) determinado de acuerdo con la norma ISO 1133 en el intervalo de 1,0 a 15 g/10 min, y/o
ii) un contenido de comonómero en el intervalo del 5,0 al 30,0 % en moles, y/o
iii) una fracción soluble en xileno (SFX) en el intervalo del 20,0 al 40,0 % en peso.
Es especialmente preferido que el primer polímero de propileno (M1) y/o el segundo polímero de propileno (M2) sean homopolímeros de propileno.
El primer copolímero de propileno elastomérico (E1) y el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2) son copolímeros de propileno y etileno.
De acuerdo con otra realización de la presente invención, la composición de polipropileno (C) tiene un índice de fluidez MFR2 (230 °C) determinado de acuerdo con la norma ISO 1133 en el intervalo de 10 a 40 g/10 min.
De acuerdo con una realización adicional de la presente invención, el plastómero (PL) es un copolímero de etileno y 1-octeno.
Se prefiere especialmente que la carga inorgánica (CI) sea talco y/o wollastonita.
De acuerdo con una realización de la presente invención, la composición de polipropileno (C) es una composición de polipropileno expandible.
La presente invención se refiere además al uso de la composición de polipropileno (C) como se ha descrito anteriormente para la fabricación de un artículo expandido.
Además, la presente invención se refiere a un artículo expandido, que comprende la composición de polipropileno (C) como se ha descrito anteriormente.
Se prefiere especialmente que dicho artículo expandido sea un artículo de automoción.
A continuación, la presente invención se describe con más detalle.
Composición de polipropileno (C)
La composición de polipropileno (C) de la invención comprende un primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) que comprende una primera matriz que es un polímero de propileno (M1) y un primer copolímero elastomérico de propileno y etileno (E1) y un segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) que comprende una segunda matriz que es un polímero de propileno (M2) y un segundo copolímero elastomérico de propileno y etileno
(E2).
Por consiguiente, la composición de polipropileno (C) de la invención comprende un sistema heterofásico que comprende una matriz (M) formada por el primer polímero de propileno (M1) y el segundo polímero de propileno (M2), y el primer copolímero de propileno elastomérico (E1) y el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2) están dispersos en dicha matriz (M). Por tanto, la matriz (M) contiene inclusiones (finamente) dispersas que no forman parte de la matriz (M), y dichas inclusiones contienen el primer copolímero de propileno elastomérico (E1) y el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2). El término inclusión indica que la matriz (M) y la inclusión forman diferentes fases como se define a continuación.
Además, la composición de polipropileno de la invención comprende una carga inorgánica (CI).
Por consiguiente, se prefiere que la composición de polipropileno (C) comprenda, más preferentemente, consista en, del 60 al 95 % en peso de la matriz (M), más preferentemente, del 70 al 90 % en peso, aún más preferentemente, del 75 al 80 % en peso y del 5 al 40 % en peso de la fase dispersa que comprende el primer copolímero de propileno elastomérico (E1) y el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2), más preferentemente, del 10 al 30 % en peso, aún más preferentemente, del 20 al 25 % en peso y del 10 al 20 % en peso de la carga inorgánica (CI), más preferentemente, del 12 al 18 % en peso, aún más preferentemente, del 13 al 16 % en peso, basado en el peso total de la composición de polipropileno (C).
Preferentemente, la composición de polipropileno (C) contiene el primer polímero de propileno (M1) y el segundo polímero de propileno (M2) formando la matriz (M) en una relación de 1:1 a 3:1 y el primer copolímero de propileno elastomérico (E1) y el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2) en una relación de 1:1 a 3:1. Por consiguiente, se prefiere que la composición de polipropileno (C) comprenda, del 40 al 63 % en peso, más preferentemente, del 46 al 60 % en peso, aún más preferentemente, del 50 al 53 % en peso del primer polímero de propileno (M1), del 20 al 32 % en peso, más preferentemente, del 23 al 30 % en peso, aún más preferentemente, del 25 al 27 % en peso del segundo polímero de propileno (M2) y del 3 al 26 % en peso, más preferentemente, del 7 al 20 % en peso, aún más preferentemente, del 13 al 17 % en peso del primer copolímero de propileno elastomérico (E1) y del 2 al 14 % en peso, más preferentemente, del 3 al 10 % en peso, aún más preferentemente, del 6 al 8 % en peso del segundo copolímero de propileno elastomérico (E2) y del 10 al 20 % en peso, más preferentemente, del 12 al 18 % en peso, aún más preferentemente, del 13 al 16 % en peso del carga inorgánica (CI), basado en el peso total de la composición de polipropileno (C).
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, la composición de polipropileno (C) comprende además un polietileno de alta densidad (HDPE) y un plastómero (PL), que es un copolímero de etileno y una a-olefina C4 a Ce. Por consiguiente, se prefiere que la composición de polipropileno (C) comprenda, del 30 al 53 % en peso, más preferentemente, del 36 al 50 % en peso, aún más preferentemente, del 40 al 43 % en peso del primer polímero de propileno (M1), del 20 al 32 % en peso, más preferentemente, del 23 al 30 % en peso, aún más preferentemente, del 25 al 27 % en peso del segundo polímero de propileno (M2) y del 3 al 20 % en peso, más preferentemente, del 7 al 19 % en peso, aún más preferentemente, del 10 al 17 % en peso del primer copolímero de propileno elastomérico (E1) y del 2 al 14 % en peso, más preferentemente, del 3 al 10 % en peso, aún más preferentemente, del 6 al 8 % en peso del segundo copolímero de propileno elastomérico (E2), del 10 al 20 % en peso, más preferentemente, del 12 al 18 % en peso, aún más preferentemente, del 13 al 16 % en peso del carga inorgánica (CI), del 2 al 10 % en peso, más preferentemente, del 3 al 8 % en peso, aún más preferentemente, del 4 al 6 % en peso del polietileno de alta densidad (HDPE) y del 5 al 15 % en peso, más preferentemente, del 6 al 11 % en peso, aún más preferentemente, del 7 al 9 % en peso del plastómero (PL), basado en el peso total de la composición de polipropileno (C).
Preferentemente, la composición de polipropileno (C) se obtiene mediante un proceso de polimerización secuencial en donde al menos dos, tal como tres, reactores están conectados en serie. Por ejemplo, dicho proceso comprende las etapas de
a) polimerizar propileno y, opcionalmente, etileno en un primer reactor (R1) para obtener el primer polímero de propileno (M1),
b) transferir el primer polímero de propileno (M1) a un segundo reactor (R2),
c) polimerizar en dicho segundo reactor (R2), en presencia de dicho primer polímero de propileno (M1), propileno y, opcionalmente, etileno, obteniéndose el segundo polímero de propileno (M2), formando dicho primer polímero de propileno (M1) y dicho segundo polímero de propileno (M2) la matriz (M),
d) transferir la matriz (M) a un tercer reactor (R3),
e) polimerizar en dicho tercer reactor (R3), en presencia de la matriz (M), propileno y/o una a-olefina C4 a Ca, obteniéndose una tercera fracción de polímero, siendo dicha fracción polimérica el primer copolímero elastomérico (E1),
f) transferir la matriz (M) y el primer copolímero elastomérico (E1) a un cuarto reactor (R4),
g) polimerizar en dicho cuarto reactor (R4), en presencia de la matriz (M) y el primer copolímero de propileno elastomérico (E1), propileno y/o una a-olefina C4 a C8, obteniéndose una cuarta fracción de polímero, siendo dicha fracción polimérica el segundo copolímero elastomérico (E2), dicha matriz (M) y dicho primer copolímero de propileno elastomérico (E1) y dicho segundo copolímero de propileno elastomérico formando un copolímero de
propileno heterofásico,
h) opcionalmente, mezclar por fusión dicho copolímero de propileno heterofásico obtenido en el cuarto reactor (R4) con la carga inorgánica (CI), opcionalmente el polietileno de alta densidad (HDPE) y opcionalmente el plastómero (PL).
Como alternativa, la composición de polipropileno (C) se obtiene mezclando por fusión el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1), que comprende una matriz que es el primer polímero de propileno (M1) y una fase dispersa que es el primer copolímero de propileno elastomérico (E1), el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2), que comprende una matriz que es el segundo polímero de propileno (M2) y una fase dispersa que es el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2), la carga inorgánica (CI), opcionalmente el polietileno de alta densidad (HDPE) y opcionalmente el plastómero (PL). La mezcla por fusión de dicho primer copolímero de propileno heterofásico (COHe 1) y dicho segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) produce un sistema heterofásico en donde el primer polímero de propileno (M1) y el segundo polímero de propileno (M2) forman la matriz, y el primer copolímero de propileno elastomérico (E1) y el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2) forman la fase dispersa.
Se prefiere especialmente que la composición de polipropileno (C) se obtenga mezclando por fusión dicho primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) y dicho segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) con la carga inorgánica (CI) y opcionalmente el polietileno de alta densidad (HDPE) y/o el plastómero (PL).
La composición de polipropileno (C) comprende del 40 al 60 % en peso, más preferentemente, del 41 al 59 % en peso, aún más preferentemente, del 42 al 57 % en peso del primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1), del 21 al 31 % en peso, más preferentemente, del 23 al 30 % en peso, aún más preferentemente, del 25 al 27 % en peso del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2), del 10 al 20 % en peso, más preferentemente, del 12 al 18 % en peso, aún más preferentemente, del 13 al 16 % en peso del carga inorgánica (CI), opcionalmente del 2 al 10 % en peso, más preferentemente, del 3 al 8 % en peso, aún más preferentemente, del 4 al 6 % en peso del polietileno de alta densidad (HDPE) y opcionalmente del 5 al 15 % en peso, más preferentemente, del 6 al 11 % en peso, aún más preferentemente, del 7 al 9 % en peso del plastómero (PL), basado en el peso total de la composición de polipropileno (C).
La composición de polipropileno (C) de la presente invención puede incluir aditivos (AD). Por consiguiente, se prefiere que la composición de polipropileno (C) comprenda, preferentemente, consista en, del 40 al 60 % en peso, más preferentemente, del 41 al 59 % en peso, aún más preferentemente, del 42 al 57 % en peso del primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1), del 21 al 31 % en peso, más preferentemente, del 23 al 30% en peso, aún más preferentemente, del 25 al 27 % en peso del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2), del 10 al 20 % en peso, más preferentemente, del 12 al 18 % en peso, aún más preferentemente, del 13 al 16 % en peso del carga inorgánica (CI), opcionalmente del 2 al 10% en peso, más preferentemente, del 3 al 8% en peso, aún más preferentemente, del 4 al 6 % en peso del polietileno de alta densidad (HDPE) y opcionalmente del 5 al 15 % en peso, más preferentemente, del 6 al 11 % en peso, aún más preferentemente, del 7 al 9 % en peso del plastómero (PL) y del 0,05 al 5 % en peso, preferentemente, del 0,1 al 3 % en peso de aditivos (AD), basado en el peso total de la composición de polipropileno (C). Los aditivos (AD) se describen con más detalle posteriormente.
Preferentemente, la composición de polipropileno (C) de la invención no comprende (a) polímero/s adicional/es diferente/s al primer polímero de propileno (M1), el segundo polímero de propileno (M2), el primer copolímero de propileno elastomérico (E1), el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2), polietileno de alta densidad (HDPE) y plastómero (PL) en una cantidad superior al 5,0 % en peso, preferentemente, en una cantidad superior al 3,0 % en peso, más preferentemente, en una cantidad superior a 2,5 % en peso, basado en el peso total de la composición de polipropileno (C).
Se prefiere que la composición de polipropileno (C) tenga un índice de fluidez moderado. Por tanto, se prefiere que el índice de fluidez MFR2 (230 °C) determinado de acuerdo con la norma ISO 1133 de la composición de polipropileno (C) esté en el intervalo de 10 a 40 g/10 min, más preferentemente en el intervalo de 15 a 35 g/10 min, aún más preferentemente en el intervalo de 20 a 32 g/10 min.
Además, se prefiere que la composición de polipropileno (C) se caracterice por un módulo de flexión bastante alto. Por consiguiente, se prefiere que la composición de polipropileno (C) tenga un módulo de flexión medido en muestras moldeadas por inyección de acuerdo con la norma ISO 178 en el intervalo de 1000 a 3000 MPa, más preferentemente en el intervalo de 1200 a 2800 MPa, incluso más preferentemente en el intervalo de 1500 a 2700 MPa.
A continuación, el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1), el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2), el polietileno de alta densidad (HDPE), el plastómero (PL) y la carga inorgánica (CI) se describen con más detalle.
Primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1)
La composición de polipropileno (C) de la invención comprende un primer copolímero de propileno heterofásico
(COHE1).
El primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) de acuerdo con la presente invención comprende una matriz (M) que es el primer polímero de propileno (M1), y dispersado en la misma, un copolímero de propileno elastomérico (E) que es el primer copolímero elastomérico de propileno y etileno (E1). Por tanto, la matriz (M) contiene inclusiones (finamente) dispersas que no son parte de la matriz (M) y dichas inclusiones contienen el copolímero de propileno elastomérico (E). El término inclusión indica que la matriz (M) y la inclusión forman fases diferentes dentro del copolímero de propileno heterofásico (COHE1). La presencia de segundas fases o las denominadas inclusiones son, por ejemplo, visibles mediante microscopía de alta resolución, tal como microscopía electrónica o microscopía de fuerza atómica, o mediante análisis térmico dinamomecánico (DMTA, Dynamic Mechanical Thermal Analysis). Específicamente, en el DMTA, la presencia de una estructura multifásica puede identificarse mediante la presencia de al menos dos temperaturas de transición vítrea distintas.
Por consiguiente, la primera composición heterofásica (COHE1) de acuerdo con la presente invención, preferentemente, comprende
(a) el primer polímero de propileno (semi)cristalino (M1) como matriz (M), y
(b) el primer copolímero de propileno elastomérico (E1).
Preferentemente, la proporción en peso entre el primer polímero de propileno (M1) y el copolímero de propileno elastomérico (E1) [M1/E1] de la primera composición heterofásica (COHE1) está en el intervalo de 90/10 a 40/60, más preferentemente, en el intervalo de 85/15 a 45/55, aún más preferentemente, en el intervalo de 83/17 a 50/50, como en el intervalo de 82/18 a 60/40.
Preferentemente, el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) de acuerdo con la presente invención comprende como componentes poliméricos solo el primer polímero de propileno (M1) y el primer copolímero de propileno elastomérico (E1). En otras palabras, el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) puede contener más aditivos pero ningún otro polímero en una cantidad superior al 5,0 % en peso, más preferentemente, superior al 3,0 % en peso, como superior al 1,0 % en peso, basado en el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) total. Un polímero adicional que puede estar presente en cantidades tan bajas es un polietileno que es un subproducto de reacción obtenido mediante la preparación del primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1). Por consiguiente, se aprecia, en particular, que el presente primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) contiene solo el primer polímero de propileno (M1), el primer copolímero de propileno elastomérico (E1) y, opcionalmente, polietileno en las cantidades mencionadas en este párrafo.
El primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) aplicado de acuerdo con la presente invención se caracteriza por un índice de fluidez bastante alto. Por consiguiente, el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) tiene un índice de fluidez MFR2 (230 °C) en el intervalo de 50 a 90g/10min, preferentemente en el intervalo de 60 a 80 g/10 min, más preferentemente en el intervalo de 65 a 71 g/10 min.
Preferentemente, se desea que el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) sea termomecánicamente estable. Por consiguiente, se aprecia que el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) tiene una temperatura de fusión de al menos 160 °C, más preferentemente en el intervalo de 160 a 167 °C, aún más preferentemente, en el intervalo de 162 a 165 °C.
El primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) comprende además de propileno también comonómeros. El primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) puede comprender, además de propileno y etileno, a-olefinas C4 a Ce. La expresión "copolímero de propileno" de acuerdo con esta invención se entiende como un polipropileno que comprende, preferentemente, que consiste en, unidades derivables de
(a) propileno
y
(b) etileno y/o a-olefinas C4 a C8.
Por tanto, el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1), es decir, el primer polímero de propileno (M1), así como el primer copolímero de propileno elastomérico (E1), pueden comprender monómeros copolimerizables con propileno, por ejemplo, comonómeros tales como etileno y/o a-olefinas C4 a C8, en particular, etileno y/o a-olefinas C4 a C8, por ejemplo, 1-buteno y/o 1-hexeno. Preferentemente, el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) de acuerdo con la presente invención comprende, consiste especialmente en, monómeros copolimerizables con propileno del grupo que consiste en etileno, 1-buteno y 1-hexeno. Más específicamente, el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) de la presente invención comprende, además del propileno, unidades derivables de etileno y/o 1-buteno. En una realización preferida, el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) de acuerdo con la presente invención comprende unidades derivables de etileno y propileno solamente. Aún más preferentemente, el primer polímero de propileno (M1), así como el primer copolímero de propileno elastomérico (E1) del primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1), contienen los mismos comonómeros, como el etileno.
Además, se aprecia que el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) tiene preferentemente un contenido de comonómero total bastante bajo, preferentemente, el contenido de etileno. Por tanto, se prefiere que el contenido de comonómero del primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) esté en el intervalo del 4,0 al 25,0 % en moles, preferentemente en el intervalo del 6,0 al 18,0 % en moles, más preferentemente en el intervalo del 10,0 al 13.0 % en moles.
La fracción soluble en frío en xileno (SFX) medida de acuerdo con la norma ISO 16152 (25 °C) del primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) está en el intervalo del 10,0 al 40,0 % en peso, preferentemente en el intervalo del 15.0 al 30,0 % en peso, más preferentemente en el intervalo del 17,0 al 25,0 % en peso, aún más preferentemente en el intervalo del 19,0 al 22,0 % en peso.
Además, se aprecia que la fracción soluble en frío en xileno (SFX) del primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) se especifica por su viscosidad intrínseca. Un valor bajo de viscosidad intrínseca (IV) refleja un peso molecular medio en peso bajo. Para la presente invención, se aprecia que la fracción soluble en frío en xileno (SFX) del primer copolímero de polipropileno heterofásico (COHE1) tiene una viscosidad intrínseca (IV) medida de acuerdo con la norma ISO 1628/1 (a 135 °C en decalina) en el intervalo de 1,0 a 3,3 dl/g, preferentemente, en el intervalo de 1,5 a 3,2 dl/g, más preferentemente, en el intervalo de 1,7 a 3,0 dl/g.
Además, se prefiere que el contenido de comonómero, es decir, el contenido de etileno, de la fracción soluble en frío en xileno (SFX) del primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) es igual o superior al 40% en moles, preferentemente en el intervalo del 40 al 55 % en moles, más preferentemente en el intervalo del 42 al 50 % en moles, aún más preferentemente en el intervalo del 43 al 46 % en moles. Los comonómeros presentes en la fracción soluble en frío en xileno (SFX) son los definidos anteriormente para el primer polímero de propileno (M1) y el primer copolímero de propileno elastomérico (E1), respectivamente. En una realización preferida, el comonómero es únicamente etileno.
El primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) puede definirse con más detalle por sus componentes individuales, es decir, el primer polímero de propileno (M1) y el primer copolímero elastomérico de propileno y etileno (E1).
El primer polímero de propileno (M1) puede ser un copolímero de propileno o un homopolímero de propileno, prefiriéndose este último.
En caso de que el primer polímero de propileno (M1) sea un copolímero de propileno, el primer polímero de propileno (M1) comprende monómeros copolimerizables con propileno, por ejemplo, comonómeros tales como etileno y/o aolefinas C4 a Ce, en particular, etileno y/o a-olefinas C4 a C6, por ejemplo, 1-buteno y/o 1-hexeno. Preferentemente, el primer polímero de propileno (M1) de acuerdo con la presente invención comprende, consiste especialmente en, monómeros copolimerizables con propileno del grupo que consiste en etileno, 1-buteno y 1-hexeno. Más específicamente, el primer polímero de propileno (M1) de la presente invención comprende, aparte de propileno, unidades derivables de etileno y/o 1-buteno. En una realización preferida, el primer polímero de propileno (M1) comprende unidades derivables de etileno y propileno solamente.
El primer polímero de propileno (M1) de acuerdo con la presente invención tiene un índice de fluidez MFR2 (230 °C/2,16 kg) medido de acuerdo con la norma ISO 1133 en el intervalo de 120 a 500 g/10min, más preferentemente en el intervalo de 130 a 200 g/10 min, aún más preferentemente en el intervalo de 140 a 170 g/10 min.
Como se ha mencionado anteriormente, el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) se caracteriza por un bajo contenido de comonómero. Por consiguiente, el contenido de comonómero del primer polímero de propileno (M1) está en el intervalo del 0,0 al 5,0 % en moles, aún más preferentemente, en el intervalo del 0,0 al 3,0 % en moles, incluso más preferentemente, en el intervalo del 0,0 al 1,0 % en moles. Se prefiere en especial que el primer polímero de propileno (M1) sea un homopolímero de propileno.
El primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) comprende preferentemente del 60 al 95 % en peso, más preferentemente, del 60 al 90 % en peso, aún más preferentemente, del 65 al 87 % en peso del primer polímero de propileno (M1), basado en el peso total del primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1).
Además, el copolímero de propileno heterofásico (COHE1) comprende preferentemente del 5 al 40 % en peso, más preferentemente, del 10 al 40 % en peso, aún más preferentemente, del 13 al 35 % en peso del primer copolímero de propileno elastomérico (E1), basado en el peso total del primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1).
Por tanto, se aprecia que el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) comprende preferentemente, más preferentemente, consista en, del 60 al 95 % en peso, preferentemente, del 60 al 90 % en peso, más preferentemente, del 65,0 al 87,0 % en peso del primer polímero de propileno (M1) y del 5 al 40 % en peso, preferentemente, del 10 al 40 % en peso, más preferentemente, del 13,0 al 35,0 % en peso del primer copolímero de propileno elastomérico (E1), basado en el peso total del primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1).
Por consiguiente, un componente adicional del copolímero de propileno heterofásico (COHE1) es el copolímero
elastomérico de propileno y etileno (E1) dispersado en la matriz (M), que es el primer polímero de propileno (M1). Con respecto a los comonómeros usados en el primer copolímero de propileno elastomérico (E1), se hace referencia a la información proporcionada para el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1). Por consiguiente, el primer copolímero de propileno elastomérico (E1) comprende monómeros copolimerizables con propileno, concretamente etileno, y opcionalmente a-olefinas C4 a Ce, por ejemplo, 1-buteno y/o 1-hexeno. Más específicamente, el primer copolímero de propileno elastomérico (E1) comprende, además de propileno, unidades derivables de etileno y, opcionalmente, 1-buteno. Por tanto, en una realización especialmente preferida, el primer copolímero de propileno elastomérico (E1) comprende unidades derivables de etileno y propileno solamente.
El contenido de comonómero del primer copolímero de propileno elastomérico (E1) está preferentemente en el intervalo del 35,0 al 70,0 % en moles, más preferentemente, en el intervalo del 37,0 al 60,0 % en moles, aún más preferentemente, en el intervalo del 40,0 al 50,0 % en moles.
El primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) como se define en la presente invención puede contener hasta el 5,0 % en peso de aditivos, como agentes de nucleación y antioxidantes, así como agentes de deslizamiento y agentes antibloqueo. Preferentemente, el contenido de aditivos (sin agentes de nucleación a) es inferior al 3,0 % en peso, tal como inferior al 1,0 % en peso.
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) contiene un agente de nucleación a.
De acuerdo con la presente invención, el agente de nucleación alfa no es un aditivo (AD).
El agente de nucleación alfa se selecciona, preferentemente del grupo que consiste en
(i) sales de ácidos monocarboxílicos y ácidos policarboxílicos, por ejemplo, benzoato sódico o ferc-butil benzoato de aluminio, y
(ii) dibencilidensorbitol (por ejemplo, 1,3:2,4 dibencilidensorbitol) y derivados de dibencilidensorbitol sustituidos con alquilo C1-C8, tales como metildibencilidensorbitol, etildibencilidensorbitol o dimetildibencilidensorbitol (por ejemplo, 1,3:2,4 di(metilbenciliden) sorbitol o derivados de nonitol sustituidos, tales como 1,2,3-tridesoxi-4,6:5,7-bis-O-[(4-propilfenil)metilen]-nonitol, y
(iii) sales de diésteres de ácido fosfórico, por ejemplo, 2,2'-metilenbis (4,6-di-ferc-butilfenil)fosfato de sodio o aluminio-hidroxi-bis[2,2'-metilen-bis(4,6-di-t-butilfenil)fosfato], y
(iv) polímero de vinilcicloalcano o polímero de vinilalcano, y
(v) mezclas de los mismos.
Preferentemente, el agente alfa-nucleante comprendido en la composición de la invención (PPC) es polímero de vinilcicloalcano y/o polímero de vinilalcano, más preferentemente polímero de vinilcicloalcano, tal como polímero de vinilciclohexano (VCH). Particularmente se prefiere el polímero de vinil ciclohexano (VCH) como agente a-nucleante. Se aprecia que la cantidad de vinilcicloalcano, como vinilciclohexano (VCH), polímero y/o polímero de vinilalcano, más preferentemente de polímero de vinilciclohexano (VCH), en la composición es no más de 500 ppm, preferentemente no más de 200 ppm, más preferentemente no más de 100 ppm, tal como en el intervalo de 0,1 a 500 ppm, preferentemente en el intervalo de 0,5 a 200 ppm, más preferentemente en el intervalo de 1 a 100 ppm. Además, se aprecia que el polímero de vinilcicloalcano y/o el polímero de vinilalcano se introduce en la composición mediante la tecnología BNT. Con respecto a la tecnología BNT, se hace referencia a las solicitudes internacionales WO 99/24478, WO 99/24479 y, particularmente, WO 00/68315. De acuerdo con esta tecnología, un sistema de catalizador, preferentemente, un procatalizador Ziegler-Natta, puede modificarse mediante la polimerización de un compuesto de vinilo en presencia del sistema de catalizador, que comprende, en particular, el procatalizador especial Ziegler-Natta, un donante externo y un cocatalizador, compuesto de vinilo que tiene la fórmula:
CH2=CH-CHR3R4
en la que R3 y R4 forman juntos un anillo saturado, insaturado o aromático de 5 o 6 miembros, o representan independientemente un grupo alquilo que comprende de 1 a 4 átomos de carbono, y el catalizador modificado se usa preferentemente para la preparación de la composición heterofásica (COHE) presente en la composición de polipropileno modificada (PPm). El compuesto de vinilo polimerizado actúa como un agente de nucleación alfa. La proporción en peso del compuesto de vinilo con respecto al componente de catalizador sólido en la etapa de modificación del catalizador es preferentemente de hasta 5 (5:1), más preferentemente hasta 3 (3:1), tal como en el intervalo de 0,5 (1:2) a 2 (2:1).
Tales agentes de nucleación están disponibles en el mercado y se describen, por ejemplo, en "Plastic Additives Handbook", 5a edición, 2001 de Hans Zweifel (páginas 967 a 990).
El primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) se puede producir mezclando el primer polímero de propileno (M1) y el primer copolímero de propileno elastomérico (E1). Sin embargo, se prefiere que el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) se produzca en un proceso de etapas secuenciales, usando reactores en
configuración en serie y funcionando en diferentes condiciones de reacción. En consecuencia, cada fracción preparada en un reactor específico tendrá su propia distribución de pesos moleculares y/o distribución de contenido de comonómero.
El primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) de acuerdo con la presente invención se produce preferentemente en un proceso de polimerización secuencial, es decir, en un proceso de múltiples etapas, conocido en la técnica, en donde el primer polímero de propileno (M1) se produce al menos en un reactor en suspensión, preferentemente, en un reactor en suspensión y, opcionalmente, en un reactor en fase gaseosa posterior, y posteriormente, el primer copolímero de propileno elastomérico (E1) se produce en al menos uno, es decir, uno o dos, reactores en fase gaseosa.
Por consiguiente, se prefiere que el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) se produzca en un proceso de polimerización secuencial que comprenda las etapas de
(a) polimerizar el propileno y, opcionalmente, al menos un etileno y/o una a-olefina C4 a C12 en un primer reactor (R1), obteniéndose la primera fracción de polipropileno del primer polímero de polipropileno (M1), siendo preferentemente dicha primera fracción de polipropileno un homopolímero de propileno,
(b) transferir la primera fracción de polipropileno a un segundo reactor (R2),
(c) polimerizar en el segundo reactor (R2) y en presencia de dicho propileno de la primera fracción de polipropileno y opcionalmente al menos un etileno y/o una a-olefina C4 a C12 obteniendo así la segunda fracción de polipropileno, preferentemente, siendo dicha segunda fracción de polipropileno un segundo homopolímero de propileno, formando dicha primera fracción de polipropileno y dicha segunda fracción de polipropileno el primer polímero de propileno (M1), es decir, la matriz del primer copolímero de propileno heterofásico (COHEI),
(d) transferir el primer polímero de propileno (M1) de la etapa (c) a un tercer reactor (R3),
(e) polimerizar, en el tercer reactor (R3) y en presencia del primer polímero de propileno (M1) obtenido en la etapa (c), propileno y etileno, obteniéndose el primer copolímero de propileno elastomérico (E1) dispersado en el primer polímero de propileno (M1), formando el primer polímero de propileno (M1) y el primer copolímero de propileno elastomérico (E1) el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1).
Por supuesto, en el primer reactor (R1) se puede producir la segunda fracción de polipropileno, y en el segundo reactor (R2) se puede obtener la primera fracción de polipropileno. Lo mismo ocurre para la fase del copolímero de propileno elastomérico.
Preferentemente, entre el segundo reactor (R2) y el tercer reactor (R3), los monómeros se desprenden.
La expresión "proceso de polimerización secuencial" indica que el copolímero de propileno heterofásico (COHE1) se produce en al menos dos, tal como tres o cuatro reactores conectados en serie. Por consiguiente, el presente proceso comprende al menos un primer reactor (R1) y un segundo reactor (R2), más preferentemente, un primer reactor (R1), un segundo reactor (R2) y un tercer reactor (R3). La expresión "reactor de polimerización" indicará que tiene lugar la polimerización principal. Por tanto, en el caso de que el proceso consista en cuatro reactores de polimerización, esta definición no excluye la opción de que el proceso global comprenda, por ejemplo una etapa de polimerización previa en un reactor de prepolimerización. La expresión "consiste en" es solo una formulación cerrada a la vista de los reactores de polimerización principales.
El primer reactor de polimerización (R1) es preferentemente un reactor en suspensión (RS), y puede ser cualquier reactor de tanque agitado discontinuo simple o continuo, o reactor de bucle que funcione en masa o suspensión. En masa significa una polimerización en un medio de reacción que comprende al menos el 60 % (p/p) de monómero. De acuerdo con la presente invención, el reactor en suspensión (RS) es preferentemente un reactor de bucle (en masa) (RB).
El segundo reactor (R2) puede ser un reactor en suspensión, tal como un reactor de bucle, como el primer reactor o, como alternativa, un reactor en fase gaseosa (RFG).
El tercer reactor (R3) es preferentemente un reactor en fase gaseosa (RFG).
Dichos reactores en fase gaseosa (RFG) pueden ser reactores mezclados mecánicamente o reactores de lecho fluido. Preferentemente, los reactores en fase gaseosa (RFG) comprenden un reactor de lecho fluido agitado mecánicamente con velocidades del gas de al menos 0,2 m/s. Por tanto, se entiende que el reactor en fase gaseosa es un reactor de tipo lecho fluido, preferentemente, con un agitador mecánico.
Por tanto, en una realización preferida, el primer reactor (R1) es un reactor en suspensión (RS), tal como un reactor de bucle (RB), mientras que el segundo reactor (R2) y el tercer reactor (R3) son reactores en fase gaseosa (RFG). Por consiguiente, para el presente proceso, se usan al menos tres, preferentemente, tres reactores de polimerización, concretamente, un reactor en suspensión (RS), tal como un reactor de bucle (RB), un primer reactor en fase gaseosa (RFG-1) y un segundo reactor en fase gaseosa (RFG-2) conectados en serie. Si fuera necesario, antes del reactor en suspensión (RS), se coloca un reactor de prepolimerización.
En otra realización preferida, el primer reactor (R1) y el segundo reactor (R2) son reactores en suspensión (RS), tales como reactores de bucle (RB), mientras que el tercer reactor (R3) es un reactor en fase gaseosa (RFG). Por consiguiente, para el presente proceso, se usan al menos tres, preferentemente, tres reactores de polimerización, concretamente, dos reactores en suspensión (RS), como dos reactores de bucle (RB), y un reactor en fase gaseosa (RFG-1) conectados en serie. Si es necesario, antes del primer reactor en suspensión (RS) se coloca un reactor de prepolimerización.
Un proceso multifase preferido es un proceso de "fase bucle-gas", tal como el desarrollado por Borealis A/S, Dinamarca (conocido como tecnología BORSTAR®) descrito, por ejemplo, en la bibliografía de patente, tal como en los documentos EP 0887379, WO 92/12182, WO 2004/000899, WO 2004/111095, WO 99/24478, WO 99/24479 o WO 00/68315.
Un proceso adicional de suspensión-fase gaseosa adecuado es el proceso Spheripol® de Basell.
Preferentemente, en el proceso de la invención para producir el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) como se ha definido anteriormente, las condiciones para el primer reactor (R1), es decir, el reactor en suspensión (RS), tal como un reactor de bucle (RB), de la etapa (a) pueden ser del siguiente modo:
- la temperatura está en el intervalo de 50 °C a 110 °C, preferentemente entre 60 °C y 100 °C, más preferentemente entre 68 y 95 °C,
- la presión está del intervalo de 20 bar a 80 bar, preferentemente entre 40 bar y 70 bar,
- se puede añadir hidrógeno para controlar la masa molar de una manera conocida per se.
Posteriormente, la mezcla de reacción de la etapa (a) se transfiere al segundo reactor (R2), es decir, un reactor en fase gaseosa (RFG-1), es decir, a la etapa (c), de modo que las condiciones en la etapa (c) son preferentemente las siguientes:
- la temperatura está en el intervalo de 50 °C a 130 °C, preferentemente entre 60 °C y 100 °C,
- la presión está del intervalo de 5 bar a 50 bar, preferentemente entre 15 bar y 35 bar,
- se puede añadir hidrógeno para controlar la masa molar de una manera conocida per se.
La condición en el tercer reactor (R3), preferentemente, en el segundo reactor en fase gaseosa (RFG-2) es similar al segundo reactor (R2).
El tiempo de residencia puede variar en las tres zonas de reactor.
En una realización del proceso para producir el polipropileno heterofásico, el tiempo de residencia en el reactor en masa, por ejemplo, el bucle está en el intervalo de 0,1 a 2,5 horas, por ejemplo, 0,15 a 1,5 horas, y el tiempo de permanencia en el reactor en fase gaseosa será generalmente de 0,2 a 6,0 horas, tal como de 0,5 a 4,0 horas.
Si se desea, la polimerización puede efectuarse de una manera conocida en condiciones supercríticas en el primer reactor (R1), es decir, en el reactor en suspensión (RS), tal como en el reactor de bucle (RB) y/o en modo condensado en los reactores en fase gaseosa (RFG).
Preferentemente, el proceso comprende también una prepolimerización con el sistema catalizador, como se describe en detalle a continuación, que comprende un procatalizador de Ziegler-Natta, un donante externo y, opcionalmente, un catalizador simultáneo.
En una realización preferida, la prepolimerización se realiza como una polimerización de suspensión en masa en propileno líquido, es decir, la fase líquida comprende principalmente propileno, con una cantidad minoritaria de otros reactivos y, opcionalmente, componentes inertes disueltos en el anterior.
La reacción de prepolimerización normalmente se realiza a una temperatura de 10 a 60 °C, preferentemente de 15 a 50 °C y más preferentemente de 20 a 45 °C.
La presión en el reactor de prepolimerización no es crítica, pero debe ser suficientemente alta para mantener la mezcla de reacción en fase líquida. Por tanto, la presión puede ser de 2000 a 10.000 kPa (20 a 100 bares), por ejemplo, de 3000 a 7000 kPa (30 a 70 bares).
Los componentes del catalizador se introducen todos preferentemente en la etapa de prepolimerización. Sin embargo, cuando el componente del catalizador sólido (i) y el catalizador simultáneo (ii) pueden alimentarse por separado, es posible que solo una parte del catalizador simultáneo se introduzca en la etapa de prepolimerización y la parte restante en las etapas de polimerización posteriores. También, en dichos casos, es necesario introducir tanto catalizador simultáneo en la etapa de prepolimerización que se obtenga en la misma una reacción de polimerización suficiente.
Es posible añadir también otros componentes a la etapa de prepolimerización. Por tanto, se puede añadir hidrógeno en la etapa de prepolimerización para controlar el peso molecular del prepolímero como se conoce en la técnica. Además, se puede usar un aditivo antiestático para evitar que las partículas se adhieran entre sí o a las paredes del reactor.
El control preciso de las condiciones de prepolimerización y los parámetros de reacción están comprendidos en los conocimientos del experto en la materia.
De acuerdo con la invención, la composición heterofásica (COHE1) se obtiene mediante un procedimiento de polimerización de múltiples etapas, tal como se ha descrito anteriormente, en presencia de un sistema catalizador que comprende un componente (i) un procatalizador de Ziegler Natta que contiene un producto trans-esterificación de un alcohol inferior y un éster Itálico.
El procatalizador usado de acuerdo con la invención para preparar la composición heterofásica (COHE1) se prepara
a) haciendo reaccionar un pulverizador cristalizado o un aducto de emulsión solidificado de MgCh y un alcohol C1-C2 con TiCl4
b) haciendo reaccionar el producto de la etapa a) con un dialquilftalato de fórmula (I)
en la que R1' y R2' son independientemente al menos un alquilo C5
en condiciones donde tiene lugar una transesterificación entre dicho alcohol C1 a C2 y dicho dialquilftalato de fórmula (I) para formar el donante interno
c) lavando el producto de la etapa b) o
d) haciendo reaccionar opcionalmente el producto de la etapa c) con más cantidad de TiCl4
El protocatalizador se produce como se define, por ejemplo, en las solicitudes de patente WO 87/07620,
WO 92/19653, WO 92/19658 y EP 0 491 566. El contenido de estos documentos se ha incluido en el presente documento por referencia.
En primer lugar, se forma un aducto de MgCh y un alcohol C1-C2 de la fórmula MgCh*nROH, en donde R es metilo o etilo y n es de 1 a 6. Como alcohol, se usa preferentemente etanol.
El aducto, que primero se funde y después se pulveriza cristalizado o solidificado en emulsión, se usa como portador del catalizador.
En la etapa siguiente, el aducto cristalizado o solidificado en emulsión pulverizado de fórmula MgCh*nROH, en donde R es metilo o etilo, preferentemente, etilo, y n es de 1 a 6, se pone en contacto con TiCl4 para formar un portador titanado, seguido por las etapas de
• añadir a dicho transportador titanado
(i) un dialquilftalato de fórmula (I) siendo R1' y R2' independientemente al menos un alquilo C5, tal como al menos un alquilo C8 o, preferentemente
(i) un dialquilftalato de fórmula (I) siendo R1' y R2' iguales y siendo al menos un alquilo C5, como al menos un alquilo C8,
o más preferentemente
(iii) un dialquilftalato de fórmula (I) seleccionado del grupo que consiste de propilhexilftalato (PrHP), dioctilftalato (DOP), di-isodecilftalato (DIDP) y ditridecilftalato (DTDP), aún más preferentemente, el dialquilftalato de fórmula (I) es un dioctilftalato (DOP), como di-isooctilftalato o dietilhexilftalato, en particular, dietilhexilftalato, para formar un primer producto,
• someter dicho primer producto a condiciones de transesterificación adecuadas, es decir, a una temperatura superior a 100 °C, preferentemente, entre 100 y 150 °C, más preferentemente, entre 130 y 150 °C, de forma que dicho metanol o etanol se transesterifica con dichos grupos éster de dicho dialquilftalato de fórmula (I) para formar preferentemente al menos el 80 % en moles, más preferentemente, el 90 % en moles, mucho más
preferentemente, el 95 % en moles, de un dialquilftalato de fórmula (II)
siendo R1 y R2 metilo o etilo, preferentemente, etilo,
siendo el dialquilftalato de fórmula (II) un donante interno y
• recuperar dicho producto de transesterificación como la composición de procatalizador (componente (i)).
El aducto de fórmula MgCh*nROH, en donde R es metilo o etilo y n es de 1 a 6, en una realización preferida, se funde, y después se inyecta la masa fundida preferentemente en forma de gas en un disolvente enfriado o en un gas enfriado, de modo que el aducto cristaliza en una forma morfológicamente ventajosa, como se describe, por ejemplo, en el documento WO 87/07620.
Este aducto cristalizado preferentemente se usa como el transportador del catalizador y se hace reaccionar con el procatalizador útil en la presente invención, como se describe en los documentos WO 92/19658 y WO 92/19653. Puesto que el residuo del catalizador se elimina mediante extracción, se obtiene un aducto del portador titanizado y el donante interno, en el que se ha cambiado el grupo que deriva del éster de alcohol. Si queda suficiente cantidad de titanio sobre el portador, actuará como un elemento activo del procatalizador.
De lo contrario, la titanación se repite después del tratamiento anterior para garantizar una concentración de titanio suficiente y, por tanto, la actividad.
Preferentemente, el procatalizador usado de acuerdo con la invención contiene, como máximo, un 2,5 % en peso de titanio, preferentemente, como máximo, un 2,2 % % en peso y, más preferentemente, como máximo, un 2,0 % en peso. Su contenido de donante está preferentemente comprendido entre el 4 y el 12% en peso y, más preferentemente, entre el 6 y 10 % en peso.
Más preferentemente, el procatalizador usado de acuerdo con la invención se ha producido usando etanol como el alcohol y dioctilftalato (DOP) como el dialquilftalato de fórmula (I), proporcionando ftalato de dietilo (DEP) como el compuesto donante interno.
Aún más preferentemente, el catalizador usado de acuerdo con la invención es el catalizador descrito en la sección de ejemplos; especialmente, con el uso de dioctilftalato como el dialquilftalato de fórmula (I).
Para la producción de la composición heterofásica (COHE1) de acuerdo con la invención, el sistema catalizador usado comprende preferentemente además del procatalizador de Ziegler-Natta un catalizador simultáneo organometálico como componente (ii).
Por consiguiente, se prefiere seleccionar el catalizador simultáneo del grupo que consiste en trialquilaluminio, tal como trietilaluminio (TEA, cloruro de dialquilaluminio y sesquicloruro de alquilaluminio.
El componente (iii) del sistema catalizador usado es un donante externo representado por la fórmula (IIIa) o (IIIb). La fórmula (IIIa) se define por
Si(OCH3)2R25 (IIIa)
en donde R5 representa un grupo alquilo ramificado que tiene de 3 a 12 átomos de carbono, preferentemente, un grupo alquilo ramificado que tiene de 3 a 6 átomos de carbono, o un cicloalquilo que tiene de 4 a 12 átomos de carbono, preferentemente, un cicloalquilo que tiene de 5 a 8 átomos de carbono.
Se prefiere, en particular, que R5 se seleccione del grupo que consiste en isopropilo, isobutilo, isopentilo, tere-butilo, terc-amilo, neopentilo, ciclopentilo, ciclohexilo, metilciclopentilo y cicloheptilo.
La fórmula (IIIb) se define por
Si(OCH2CH3)3(NRxRy) (IIIb)
en donde Rx y Ry pueden ser iguales o diferentes y representan un grupo hidrocarburo que tiene de 1 a 12 átomos de carbono.
Rx y Ry se seleccionan independientemente del grupo que consiste en un grupo hidrocarburo alifático lineal que tiene de 1 a 12 átomos de carbono, grupo hidrocarburo alifático ramificado que tiene de 1 a 12 átomos de carbono y grupo hidrocarburo alifático cíclico que tiene de 1 a 12 átomos de carbono. Se prefiere, en particular, que Rx y Ry se seleccionen independientemente del grupo que consiste en metilo, etilo, n-propilo, n-butilo, octilo, decanilo, isopropilo, isobutilo, isopentilo, tere-butilo, fere-amilo, neopentilo, ciclopentilo, ciclohexilo, metilciclopentilo y cicloheptilo.
Más preferentemente, ambos Rx y Ry son iguales, aún más preferentemente, ambos Rx y Ry son un grupo etilo.
Más preferentemente, el donante externo es de fórmula (IIIa), tal como diciclopentil dimetoxi silano [Si(OCH3)2(ciclopentil)2], diisopropil-dimetoxisilano [Si(OCH3)2(CH(CH3)2)2].
Con máxima preferencia, el donante externo es diciclopentil dimetoxi silano [Si(OCH3)2(ciclopentil)2].
En una realización adicional, el procatalizador de Ziegler-Natta puede modificarse mediante la polimerización de un compuesto de vinilo en presencia del sistema de catalizador, que comprende el procatalizador de Ziegler Natta especial (componente (i)), un donante externo (componente (iii) opcionalmente un catalizador simultáneo (componente (iii)), compuesto de vinilo que tiene la fórmula:
CH2=CH-CHR3R4
en donde R3 y R4 forman juntos un anillo saturado, insaturado o aromático de 5 o 6 miembros, o representan independientemente un grupo alquilo que comprende 1 a 4 átomos de carbono, y el catalizador modificado se usa para la preparación de la composición heterofásica (COHE) de acuerdo con la presente invención. El compuesto de vinilo polimerizado puede actuar como agente de nucleación a.
Con respecto a la modificación del catalizador, se hace referencia a las solicitudes internacionales WO 99/24478, WO 99/24479 y, particularmente, WO 00/68315, con respecto a las condiciones de reacción que se refieren a la modificación del catalizador, así como con respecto a la reacción de polimerización.
Segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2)
La composición de polipropileno (C) de la invención comprende además un segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2).
El segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) de acuerdo con la presente invención comprende una matriz (M), que es el segundo polímero de propileno (M2), y dispersado en la misma, un copolímero de propileno elastomérico (E) que es el segundo copolímero elastomérico de propileno y etileno (E2). Por tanto, la matriz (M) contiene inclusiones (finamente) dispersas que no son parte de la matriz (M) y dichas inclusiones contienen el copolímero de propileno elastomérico (E). Respecto al término "inclusión", se hace referencia a la definición proporcionada anteriormente.
Por consiguiente, la segunda composición heterofásica (COHE2) de acuerdo con la presente invención comprende preferentemente (a) el segundo polímero de propileno (semi)cristalino (M2) como la matriz (M) y (b) el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2).
Preferentemente, la proporción en peso entre el segundo polímero de propileno (M2) y el copolímero de propileno elastomérico (E2) [M2/E2] del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) está en el intervalo de 90/10 a 40/60, más preferentemente, en el intervalo de 85/15 a 45/55, aún más preferentemente, en el intervalo de 83/17 a 50/50, como en el intervalo de 75/25 a 60/40.
Preferentemente, el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) de acuerdo con la presente invención comprende como componentes poliméricos solo el segundo polímero de propileno (M2) y el primer copolímero de propileno elastomérico (E2). En otras palabras, el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) puede contener más aditivos pero ningún otro polímero en una cantidad que exceda el 5,0 % en peso, más preferentemente, superior al 3,0 % en peso, como superior al 1,0 % en peso, basado en el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) total. Un polímero adicional que puede estar presente en cantidades tan bajas es un polietileno que es un subproducto de reacción obtenido mediante la preparación del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2). Por consiguiente, se aprecia, en particular, que el presente segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) contiene solo el segundo polímero de propileno (M2), el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2) y, opcionalmente, polietileno en las cantidades mencionadas en este párrafo.
El segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) aplicado de acuerdo con la presente invención se caracteriza por un índice de fluidez bastante bajo. Por consiguiente, el segundo copolímero de propileno heterofásico
(COHE2) tiene un índice de fluidez MFR2 (230 °C) en el intervalo de 1,0 a 20 g/10 min, preferentemente en el intervalo de 3,0 a 15 g/10 min, más preferentemente en el intervalo de 5,0 a 10 g/10 min.
Preferentemente, se desea que el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) sea termomecánicamente estable. Por consiguiente, se aprecia que el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) tiene una temperatura de fusión de al menos 162 °C, más preferentemente en el intervalo de 163 a 167 °C, incluso más preferentemente, en el intervalo de 163 a 165 °C.
El segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) comprende además de propileno también comonómeros. El segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) puede comprender, además de propileno y etileno, aolefinas C4 a C8. Con respecto a la expresión "copolímero de propileno", se hace referencia a la definición proporcionada anteriormente.
Por tanto, el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2), es decir, el segundo polímero de propileno (M2), así como el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2), pueden comprender monómeros copolimerizables con propileno, por ejemplo, comonómeros tales como etileno y/o a-olefinas C4 a C8, en particular, etileno y/o a-olefinas C4 a C8, por ejemplo, 1-buteno y/o 1-hexeno. Preferentemente, el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) de acuerdo con la presente invención comprende, consiste especialmente en, monómeros copolimerizables con propileno del grupo que consiste en etileno, 1-buteno y 1-hexeno. Más específicamente, el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) de la presente invención comprende, además del propileno, unidades derivables de etileno y/o 1-buteno. En una realización preferida, el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) de acuerdo con la presente invención comprende unidades derivables de etileno y propileno solamente. Aún más preferentemente, el segundo polímero de propileno (M1), así como el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2) del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2), contienen los mismos comonómeros, como el etileno.
Además, se aprecia que el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) tiene preferentemente un contenido de comonómero total bastante bajo, preferentemente, el contenido de etileno. Por tanto, se prefiere que el contenido de comonómero del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) esté en el intervalo del 5,0 al 30.0 % en moles, preferentemente en el intervalo del 6,0 al 18,0 % en moles, más preferentemente en el intervalo del 7.0 al 13,0 % en moles.
La fracción soluble en frío en xileno (SFX) medida de acuerdo con la norma ISO 16152 (25 °C) del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) está en el intervalo del 15,0 al 40,0 % en peso, preferentemente, en el intervalo del 17,0 al 35,0 % en peso, más preferentemente, en el intervalo del 20,0 al 33,0 % en peso, aún más preferentemente, en el intervalo del 23,0 al 30,0 % en peso.
Además, se aprecia que la fracción soluble en frío en xileno (SFX) del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) se especifica por su viscosidad intrínseca. Un valor bajo de viscosidad intrínseca (IV) refleja un peso molecular medio en peso bajo. Para la presente invención, se aprecia que la fracción soluble en frío en xileno (SFX) del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) tiene una viscosidad intrínseca (IV) medida de acuerdo con la norma ISO 1628/1 (a 135 °C en decalina) superior a 3,5 dl/g. Más preferentemente, el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) tiene una viscosidad intrínseca (IV) en el intervalo de 3,5 a 9,0 dl/g, preferentemente, en el intervalo de 3,7 a 8,5 dl/g, más preferentemente, en el intervalo de 3,9 a 8,0 dl/g.
Además, se prefiere que el contenido de comonómero, es decir, el contenido de etileno, de la fracción soluble en frío en xileno (SFX) del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) está por debajo del 39 % en moles, preferentemente, en el intervalo del 20 al 38 % en moles, más preferentemente, en el intervalo del 23 al 35 % en moles, aún más preferentemente, en el intervalo del 25 al 29 % en moles. Los comonómeros presentes en la fracción soluble en frío en xileno (SFX) son los definidos anteriormente para el segundo polímero de propileno (M2) y el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2), respectivamente. En una realización preferida, el comonómero es únicamente etileno.
El segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) se puede definir con más detalle por sus componentes individuales, es decir, el segundo polímero de propileno (M2) y el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2).
El segundo polímero de propileno (M2) puede ser un copolímero de propileno o un homopolímero de propileno, prefiriéndose este último.
En caso de que el segundo polímero de propileno (M2) sea un copolímero de propileno, el segundo polímero de propileno (M2) comprende monómeros copolimerizables con propileno, por ejemplo, comonómeros tales como etileno y/o a-olefinas C4 a C8, en particular, etileno y/o a-olefinas C4 a C6, por ejemplo, 1-buteno y/o 1-hexeno. Preferentemente, el segundo polímero de propileno (M2) de acuerdo con la presente invención comprende, consiste especialmente en, monómeros copolimerizables con propileno del grupo que consiste en etileno, 1-buteno y 1-hexeno. Más específicamente, el segundo polímero de propileno (M2) de la presente invención comprende, aparte de propileno, unidades derivables de etileno y/o 1-buteno. En una realización preferida, el segundo polímero de propileno
(M2) comprende unidades derivables de etileno y propileno solamente.
El segundo polímero de propileno (M2) de acuerdo con la presente invención tiene un índice de fluidez MFR2 (230 °C/2,16 kg) medido de acuerdo con la norma ISO 1133 en el intervalo de 70 a 300 g/10 min, más preferentemente en el intervalo de 75 a 250 g/10 min, incluso más preferentemente, en el intervalo de 80 a 200 g/10 min.
Como se ha mencionado anteriormente, el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) se caracteriza por un bajo contenido de comonómero. Por consiguiente, el contenido de comonómero del segundo polímero de propileno (M2) está en el intervalo del 0,0 al 5,0 % en moles, aún más preferentemente, en el intervalo del 0,0 al 3,0 % en moles, incluso más preferentemente, en el intervalo del 0,0 al 1,0% en moles. Se prefiere, en especial, que el segundo polímero de propileno (M2) sea un homopolímero de propileno.
El segundo polímero de propileno (M2) comprende preferentemente al menos dos fracciones de polímero, como dos o tres fracciones de polímero, siendo todos ellos homopolímeros de propileno. Incluso más preferentemente, el segundo polímero de propileno (M2) comprende, preferentemente, consiste en, una primera fracción de homopolímero de propileno (H-PP1) y una segunda fracción de homopolímero de propileno (H-PP2).
Preferentemente, la primera fracción de homopolímero de propileno (H-PP1) y la segunda fracción de homopolímero de propileno (H-PP2) difiere en el índice de fluidez.
Por consiguiente, una de las fracciones de homopolímero de propileno (H-PP1) y (H-PP2) del segundo polímero de propileno (M2) es la fracción de bajo índice de fluidez MFR2 (230 °C/2,16 kg) y la otra fracción es la fracción de alto índice de fluidez MFR2 (230 °C/2,16 kg), en donde además la fracción de flujo bajo y la fracción de flujo alto se cumplen en la ecuación (I), más preferentemente en la ecuación (Ia), aún más preferentemente en la ecuación (Ib),
MFR(al t o ) > 20
MFR(ba jo )
8
(I),
g q >
MFR(al t o )
8 ~ MFR(ba jo ) 2,5 (Ia),
j. g >
MFR(al t o )
’ ~ MFR(ba jo ) 3,5 (Ib),
en donde el MFR (alto ) es el índice de fluidez MFR2 (230 °C/2,16 kg) [g/10 min] de la fracción de homopolímero de propileno con el índice de fluidez más alto MFR2 (230 °C/2,16 kg) y MFR (bajo) es el índice de fluidez MFR2 (230 °C/2,16 kg) [g/10 min] de la fracción de homopolímero de propileno con el índice de fluidez más bajo MFR2 (230 °C/2,16 kg).
Preferentemente, la primera fracción de copolímero de propileno (H-PP1) es la fracción de copolímero aleatoria con el índice de fluidez más alto MFR2 (230 °C/2,16 kg) y la segunda fracción de copolímero de propileno (H-PP2) es la fracción de copolímero aleatoria con el índice de fluidez más bajo MFR2 (230 °C/2,16 kg).
Por consiguiente, se prefiere que la primera fracción de homopolímero de propileno (H-PP1) tenga un índice de fluidez MFR2 (230 °C/2,16 kg) en el intervalo de 90 a 160 g/10 min, más preferentemente, en el intervalo de 100 a 150 g/10 min, aún más preferentemente en el intervalo de 120 a 140 g/10 min y/o que la segunda fracción de copolímero de propileno (EC2) tenga un índice de fluidez MFR2 (230 °C/2,16 kg) en el intervalo de 10 a 39 g/10 min, más preferentemente, en el intervalo de 17 a 32 g/10 min, aún más preferentemente, en el intervalo de 22 a 27 g/10 min.
Además, la relación en peso entre la primera fracción de homopolímero de propileno (H-PP1) y la segunda fracción de homopolímero de propileno (H-PP2) es preferentemente de 20:80 a 80:20, más preferentemente, de 75:25 a 25:75, aún más preferentemente, de 55:45 a 45:55.
El segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) comprende preferentemente del 60 al 95 % en peso, más preferentemente, del 70 al 90 % en peso, aún más preferentemente, del 72 al 87 % en peso del segundo polímero de propileno (M2), basado en el peso total del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2).
Además, el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) comprende preferentemente del 5 al 40 % en peso, más preferentemente, del 10 al 30 % en peso, aún más preferentemente, del 13 al 28 % en peso del segundo copolímero de propileno elastomérico (E2), basado en el peso total del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2).
Por tanto, se aprecia que el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) comprende preferentemente, más preferentemente, consista en, del 60 al 95 % en peso, más preferentemente, del 70 al 90 % en peso, aún más preferentemente, del 72 al 87 % en peso del segundo polímero de propileno (M2) y del 5 al 40 % en peso, más
preferentemente, del 10 al 30 % en peso, aún más preferentemente, del 13 al 28 % en peso del segundo copolímero de propileno elastomérico (E2), basado en el peso total del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2).
Por consiguiente, un componente adicional del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) es el segundo copolímero elastomérico de propileno y etileno (E2) dispersado en la matriz (M), que es el segundo polímero de propileno (M2). Con respecto a los comonómeros usados en el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2), se hace referencia a la información proporcionada para el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1). Por consiguiente, el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2) comprende monómeros copolimerizables con propileno, concretamente etileno, y opcionalmente a-olefinas C4 a Ce, por ejemplo, 1-buteno y/o 1-hexeno. Más específicamente, el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2) comprende, además de propileno, unidades derivables de etileno y, opcionalmente, 1-buteno. Por tanto, en una realización especialmente preferida, el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2) comprende unidades derivables de etileno y propileno solamente.
El contenido de comonómero del segundo copolímero de propileno elastomérico (E2) está preferentemente en el intervalo del 15,0 al 55,0 % en moles, más preferentemente en el intervalo del 20,0 al 50,0 % en moles, aún más preferentemente en el intervalo del 25,0 al 40,0 % en moles.
El segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) como se define en la presente invención puede contener hasta el 5,0 % en peso de aditivos, como agentes de nucleación y antioxidantes, así como agentes de deslizamiento y agentes antibloqueo. Preferentemente, el contenido de aditivos (sin agentes de nucleación a) es inferior al 3,0 % en peso, tal como inferior al 1,0 % en peso.
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) contiene un agente de nucleación a.
Con respecto a los agentes de nucleación a preferidos, se hace referencia a los agentes de nucleación a descritos anteriormente con respecto al primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1).
El segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) se puede producir mezclando el segundo polímero de propileno (M2) y el segundo copolímero de propileno elastomérico (E2). Sin embargo, se prefiere que el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) se produzca en un proceso de etapas secuenciales, usando reactores en configuración en serie y funcionando en diferentes condiciones de reacción. En consecuencia, cada fracción preparada en un reactor específico tendrá su propia distribución de pesos moleculares y/o distribución de contenido de comonómero.
Por consiguiente, se prefiere que el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) se produzca en un proceso de polimerización secuencial que comprende las etapas de
(a) polimerizar el propileno y, opcionalmente, al menos un etileno y/o una a-olefina C4 a C12 en un primer reactor (R1), obteniéndose la primera fracción de polipropileno del primer polímero de polipropileno (M1), siendo preferentemente dicha primera fracción de polipropileno un homopolímero de propileno,
(b) transferir la primera fracción de polipropileno a un segundo reactor (R2),
(c) polimerizar en el segundo reactor (R2) y en presencia de dicho propileno de la primera fracción de polipropileno y opcionalmente al menos un etileno y/o una a-olefina C4 a C12 obteniendo así la segunda fracción de polipropileno, preferentemente, siendo dicha segunda fracción de polipropileno un segundo homopolímero de propileno, formando dicha primera fracción de polipropileno y dicha segunda fracción de polipropileno el segundo polímero de propileno (M2), es decir, la matriz del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2),
(d) transferir el segundo polímero de propileno (M2) de la etapa (c) a un tercer reactor (R3),
(e) polimerizar, en el tercer reactor (R3) y en presencia del segundo polímero de propileno (M2) obtenido en la etapa (c), propileno y etileno, obteniéndose la primera fracción de copolímero de propileno del segundo copolímero de propileno elastomérico (E2) dispersado en el segundo polímero de propileno (M2),
(f) transferir el segundo polímero de propileno (M2) y la primera fracción de copolímero de propileno del segundo copolímero de propileno elastomérico (E2) a un cuarto reactor (R4),
(g) polimerizar, en el cuarto reactor (R4) y en presencia del segundo polímero de propileno (M2) y la primera fracción de copolímero de propileno del segundo copolímero de propileno elastomérico (E2), propileno y etileno, obteniéndose la segunda fracción de copolímero de propileno del segundo copolímero de propileno elastomérico (E2) dispersado en el segundo polímero de propileno (M2), y formando el segundo polímero de propileno (M2) y el segundo copolímero de propileno elastomérico (E) el segundo copolímero de propileno (COHE2).
Por supuesto, en el primer reactor (R1) se puede producir la segunda fracción de polipropileno, y en el segundo reactor (R2) se puede obtener la primera fracción de polipropileno. Lo mismo ocurre para la fase del copolímero de propileno elastomérico.
Preferentemente, entre el segundo reactor (R2) y el tercer reactor (R3), los monómeros se desprenden.
La expresión "proceso de polimerización secuencial" indica que el segundo copolímero de propileno heterofásico
(COHE2) se produce en al menos dos, tal como tres o cuatro reactores conectados en serie. Por consiguiente, el presente proceso comprende al menos un primer reactor (R1) y un segundo reactor (R2), más preferentemente un primer reactor (R1), un segundo reactor (R2), un tercer reactor (R3) y un cuarto reactor (R4). En cuanto a la expresión "reactor de polimerización", se hace referencia a la definición proporcionada anteriormente.
El primer reactor de polimerización (R1) es preferentemente un reactor en suspensión (RS), y puede ser cualquier reactor de tanque agitado discontinuo simple o continuo, o reactor de bucle que funcione en masa o suspensión. En masa significa una polimerización en un medio de reacción que comprende al menos el 60 % (p/p) de monómero. De acuerdo con la presente invención, el reactor en suspensión (RS) es preferentemente un reactor de bucle (en masa) (RB).
El segundo reactor (R2) puede ser un reactor en suspensión, tal como un reactor de bucle, como el primer reactor o, como alternativa, un reactor en fase gaseosa (RFG).
El tercer reactor (R3) y el cuarto reactor (R4) son preferentemente reactores en fase gaseosa (RFG).
Dichos reactores en fase gaseosa (RFG) pueden ser reactores mezclados mecánicamente o reactores de lecho fluido. Preferentemente, los reactores en fase gaseosa (RFG) comprenden un reactor de lecho fluido agitado mecánicamente con velocidades del gas de al menos 0,2 m/s. Por tanto, se entiende que el reactor en fase gaseosa es un reactor de tipo lecho fluido, preferentemente, con un agitador mecánico.
Por tanto, en una realización preferida, el primer reactor (R1) es un reactor en suspensión (RS), tal como un reactor de bucle (RB), mientras que el segundo reactor (R2), el tercer reactor (R3) y el cuarto reactor (R4) son reactores en fase gaseosa (RFG). Por consiguiente, para el presente proceso, se usan al menos cuatro, preferentemente, cuatro reactores de polimerización, concretamente, un reactor en suspensión (RS), tal como un reactor de bucle (RB), se usan un primer reactor en fase gaseosa (RFG-1), un segundo reactor en fase gaseosa (RFG-2) y un tercer reactor en fase gaseosa (RFG-3) conectados en serie. Si fuera necesario, antes del reactor en suspensión (RS), se coloca un reactor de prepolimerización.
En otra realización preferida, el primer reactor (R1) y el segundo reactor (R2) son reactores en suspensión (RS), tales como reactores de bucle (RB), mientras que el tercer reactor (R3) y el cuarto reactor (R4) son reactores en fase gaseosa (RFG). Por consiguiente, para el presente proceso, se usan al menos tres, preferentemente, tres reactores de polimerización, concretamente, dos reactores en suspensión (RS), como dos reactores de bucle (RB), y dos reactores en fase gaseosa (RFG-1) y (RFG-2) conectados en serie. Si es necesario, antes del primer reactor en suspensión (RS) se coloca un reactor de prepolimerización.
Un proceso multifase preferido es un proceso de "fase bucle-gas", tal como el desarrollado por Borealis A/S, Dinamarca (conocido como tecnología BORSTAR®) descrito, por ejemplo, en la bibliografía de patente, tal como en los documentos EP 0887379, WO 92/12182, WO 2004/000899, WO 2004/111095, WO 99/24478, WO 99/24479 o WO 00/68315.
Un proceso adicional de suspensión-fase gaseosa adecuado es el proceso Spheripol® de Basell.
Preferentemente, en el proceso de la invención para producir el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) como se ha definido anteriormente, las condiciones para el primer reactor (R1), es decir, el reactor en suspensión (RS), tal como un reactor de bucle (RB), de la etapa (a) pueden ser del siguiente modo:
- la temperatura está en el intervalo de 50 °C a 110 °C, preferentemente entre 60 °C y 100 °C, más preferentemente entre 68 y 95 °C,
- la presión está del intervalo de 20 bar a 80 bar, preferentemente entre 40 bar y 70 bar,
- se puede añadir hidrógeno para controlar la masa molar de una manera conocida per se.
Posteriormente, la mezcla de reacción de la etapa (a) se transfiere al segundo reactor (R2), es decir, un reactor en fase gaseosa (RFG-1), es decir, a la etapa (c), de modo que las condiciones en la etapa (c) son preferentemente las siguientes:
- la temperatura está en el intervalo de 50 °C a 130 °C, preferentemente entre 60 °C y 100 °C,
- la presión está del intervalo de 5 bar a 50 bar, preferentemente entre 15 bar y 35 bar,
- se puede añadir hidrógeno para controlar la masa molar de una manera conocida per se.
El tiempo de residencia puede variar en las tres zonas de reactor.
En una realización del proceso para producir el polipropileno heterofásico, el tiempo de residencia en el reactor en masa, por ejemplo, el bucle está en el intervalo de 0,1 a 2,5 horas, por ejemplo, 0,15 a 1,5 horas, y el tiempo de permanencia en el reactor en fase gaseosa será generalmente de 0,2 a 6,0 horas, tal como de 0,5 a 4,0 horas.
Si se desea, la polimerización puede efectuarse de una manera conocida en condiciones supercríticas en el primer reactor (R1), es decir, en el reactor en suspensión (RS), tal como en el reactor de bucle (RB) y/o en modo condensado en los reactores en fase gaseosa (RFG).
Preferentemente, el proceso comprende también una prepolimerización con el sistema catalizador, como se describe en detalle a continuación, que comprende un procatalizador de Ziegler-Natta, un donante externo y, opcionalmente, un catalizador simultáneo.
En una realización preferida, la prepolimerización se realiza como una polimerización de suspensión en masa en propileno líquido, es decir, la fase líquida comprende principalmente propileno, con una cantidad minoritaria de otros reactivos y, opcionalmente, componentes inertes disueltos en el anterior.
La reacción de prepolimerización normalmente se realiza a una temperatura de 10 a 60 °C, preferentemente de 15 a 50 °C y más preferentemente de 20 a 45 °C.
La presión en el reactor de prepolimerización no es crítica, pero debe ser suficientemente alta para mantener la mezcla de reacción en fase líquida. Por tanto, la presión puede ser de 2000 a 10.000 kPa (20 a 100 bares), por ejemplo, de 3000 a 7000 kPa (30 a 70 bares).
Los componentes del catalizador se introducen todos preferentemente en la etapa de prepolimerización. Sin embargo, cuando el componente del catalizador sólido (i) y el catalizador simultáneo (ii) pueden alimentarse por separado, es posible que solo una parte del catalizador simultáneo se introduzca en la etapa de prepolimerización y la parte restante en las etapas de polimerización posteriores. También, en dichos casos, es necesario introducir tanto catalizador simultáneo en la etapa de prepolimerización que se obtenga en la misma una reacción de polimerización suficiente. Es posible añadir también otros componentes a la etapa de prepolimerización. Por tanto, se puede añadir hidrógeno en la etapa de prepolimerización para controlar el peso molecular del prepolímero como se conoce en la técnica. Además, se puede usar un aditivo antiestático para evitar que las partículas se adhieran entre sí o a las paredes del reactor.
El control preciso de las condiciones de prepolimerización y los parámetros de reacción están comprendidos en los conocimientos del experto en la materia.
De acuerdo con la invención, el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) se obtiene mediante un proceso de polimerización de múltiples etapas, tal como se ha descrito anteriormente, en presencia de un sistema catalizador que comprende un componente (i) un procatalizador de Ziegler Natta que contiene un producto transesterificación de un alcohol inferior y un éster ftálico.
Con respecto al sistema catalizador preferido, se hace referencia al catalizador definido anteriormente con respecto al primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1).
En una realización adicional, el procatalizador de Ziegler-Natta para la producción del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) también se puede modificar polimerizando un compuesto de vinilo en presencia del sistema catalítico como se ha descrito anteriormente.
Plastómero (PL)
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, la composición de polipropileno (C) comprende además un plastómero (PL) que sea un copolímero de etileno y una a-olefina C4 a C8.
El plastómero (PL) puede ser cualquier poliolefina elastomérica con la condición de que difiera químicamente de los copolímeros de propileno elastoméricos (E1) y (E2) como se definen en el presente documento. Más preferentemente, el plastómero (PL) es una poliolefina de muy baja densidad, aún más preferentemente, una poliolefina de muy baja densidad polimerizada usando catálisis de sitio único, preferentemente, catálisis de metaloceno. Normalmente, el plastómero (PL) es un copolímero de etileno.
El plastómero (PL) tiene una densidad menor de 0,900 g/cm3. Más preferentemente, la densidad del plastómero (PL) es igual o inferior a 0,890 g/cm3, incluso más preferentemente, en el intervalo de 0,845 a 0,890 g/cm3.
Preferentemente, el plastómero (PL) tiene un índice de fluidez MFR2 (190 °C, 2,16 kg) menor de 50 g/10 min, más preferentemente, de 10,0 a 40 g/10 min, incluso más preferentemente, de 15,0 a 35 g/10 min, como un intervalo de 25,0 a 33,0 g/10 min.
Preferentemente, el plastómero (PL) comprende unidades derivadas de etileno y una a-olefina C4 a C20.
El plastómero (PL) comprende, preferentemente, consiste en, unidades derivables de (i) etileno y (ii) al menos otra aolefina C4 a C20, como a-olefina C4 a C10, más preferentemente, unidades derivables de (i) etileno e (ii) al menos otra a-olefina seleccionada del grupo que consiste en 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno y 1-octeno. Se prefiere, en especial, que el plastómero (PL) comprenda al menos unidades derivables de (i) etileno e (ii) 1-buteno o 1-octeno. Se prefiere, en especial, que el plastómero (PL) sea un copolímero de etileno y 1-octeno.
En una realización especialmente preferida, el plastómero (PL) consiste en unidades derivables de etileno y 1-octeno.
El contenido de comonómero, como el contenido de a-olefina C4 a C20, del plastómero (PL) está en el intervalo del 3,0 al 25,0 % en moles, más preferentemente, en el intervalo del 4,0 al 20,0 % en moles, incluso más preferentemente, en el intervalo del 5,0 al 15,0 % en moles, como en el intervalo del 6,0 al 10,0 % en moles.
En una realización preferida, el plastómero (PL) se prepara con al menos un catalizador de metaloceno. El plastómero (PL) también puede prepararse con más de un catalizador de metaloceno o puede ser una mezcla de múltiples elastómeros preparados con diferentes catalizadores de metaloceno. En algunas realizaciones, el plastómero (PL) es un polímero de etileno sustancialmente lineal (PESL). Los PESL y otros plastómeros (PL) catalizados por metaloceno son conocidos en la técnica, por ejemplo, en el documento US 5.272.236. Estas resinas también están disponibles en el mercado, por ejemplo, como plastómeros Queo™ disponibles en Borealis, resinas de plastómero ENGAGE™ disponibles de Dow Chemical Co. o polímeros EXACT™ de Exxon o polímeros TAFMER™ de Mitsui.
Polietileno de alta densidad (HDPE)
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, la composición de polipropileno (C) comprende además un polietileno de alta densidad (HDPE).
La expresión "polietileno de alta densidad" usada en la presente invención se refiere a un polietileno obtenido en presencia de un catalizador de Ziegler-Natta o metaloceno que consiste sustancialmente en, es decir, de más del 99,70 % en moles, incluso más preferentemente, de al menos el 99,80 % en moles, de unidades de etileno. En una realización preferida, solo son detectables unidades de etileno en el polietileno de alta densidad (HDPE).
El polietileno de alta densidad (HDPE) tiene una densidad de al menos 0,800 g/cm3. Más preferentemente, el polietileno de alta densidad (HDPE) tiene una densidad en el intervalo de 0,830 a 0,970 g/cm3, aún más preferentemente, en el intervalo de 0,900 a 0,965 g/cm3, como en el intervalo de 0,940 a 0,960 g/cm3.
Se prefiere especialmente que el polietileno de alta densidad (HDPE) tenga un peso molecular medio en peso PMp en el intervalo de 60 a 85 kg/mol, preferentemente, en el intervalo de 65 a 85 kg/mol, aún más preferentemente, en el intervalo de 70 a 80 kg/mol.
Además, se prefiere que el polietileno de alta densidad (HDPE) tenga una distribución de peso molecular bastante amplia (PMp/PMn). Por consiguiente, se prefiere que la distribución del peso molecular (PMp/PMn) del polietileno de alta densidad (HDPE) esté en el intervalo de 6,0 a 8,0, más preferentemente, en el intervalo de 6,5 a 7,5, como en el intervalo de 6,5 a 7,0.
Además, se prefiere que el polietileno de alta densidad (HDPE) tenga un índice de fluidez bastante alto. Por consiguiente, el índice de fluidez (190 °C) medido de acuerdo con la norma ISO 1133 del polietileno de alta densidad (HDPE) está preferentemente en el intervalo de 20 a 40g/10min, más preferentemente, en el intervalo de 25 a 35 g/10 min, aún más preferentemente, en el intervalo de 27 a 32 g/10 min a 190 °C.
Preferentemente, el polietileno de alta densidad (HDPE) de acuerdo con la presente invención es un polietileno de alta densidad conocido en la técnica. En particular, se prefiere que el polietileno de alta densidad (HDPE) sea el homopolímero de etileno comercial MG9641 de Borealis AG.
Carga inorgánica (CI)
Un requisito adicional de la composición de acuerdo con la presente invención es la presencia de una carga inorgánica (CI).
Preferentemente, la carga inorgánica (CI) es una carga mineral. Se aprecia que la carga inorgánica es un filosilicato, mica o wollastonita. La carga inorgánica (CI) aún más preferida se selecciona del grupo que consiste en mica, wollastonita, caolinita, esmectita, montmorillonita y talco.
Las cargas inorgánicas (CI) más preferidas son talco y/o wollastonita.
Se aprecia que la carga (CI) tiene un tamaño medio de partícula (D50) en el intervalo de 0,8 a 20 pm y un tamaño de partícula de corte superior (D95) en el intervalo de 10 a 20 pm, preferentemente, un tamaño medio de partícula (D50) en el intervalo de 5,0 a 8,0 pm y un tamaño de partícula de corte superior (D95) en el intervalo de 12 a 17 pm, más preferentemente, un tamaño medio de partícula (D50) en el intervalo de 5,5 a 7,8 pm y un tamaño de partícula de corte
superior (D95) de 13 a 16,5 |jm.
De acuerdo con la presente invención, la carga (CI) no pertenece a la clase de agentes de nucleación alfa y aditivos (AD).
La carga (CI) es un producto disponible en el mercado y habitual en la técnica.
Aditivos (AD)
Además, el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1), el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2), la carga inorgánica (CI), opcionalmente el plastómero (PL) y opcionalmente el polietileno de alta densidad (HDPE), la composición (C) de la invención puede incluir aditivos (AD). Los aditivos típicos son secuestrantes de ácidos, antioxidantes, colorantes, fotoestabilizantes, plastificantes, agentes de deslizamiento, agentes contra el rayado, agentes dispersantes, adyuvantes de procesamiento, lubricantes, pigmentos y similares. Como se ha indicado anteriormente, la carga inorgánica (CI) no se considera como un aditivo (Ad ).
Dichos aditivos están disponibles comercialmente y se describen, por ejemplo, en el documento "Plastic Additives Handbook", 6a edición, 2009, de Hans Zweifel (páginas 1141 a 1190).
Además, el término "aditivos (AD)", de acuerdo con la presente invención, también incluye materiales portadores, en particular, materiales portadores poliméricos.
Material portador polimérico
Preferentemente, la composición (C) de la invención no comprende (a) polímero/s adicional/es diferente/s del primer y segundo copolímeros de propileno heterofásicos (COHE1) y (COHE2), el plastómero (PL) y el polietileno de alta densidad (HDPE), en una cantidad superior al 15 % en peso, preferentemente, en una cantidad superior al 10 % en peso, más preferentemente, en una cantidad superior a 9 % en peso, basada en el peso de la composición (C). Cualquier polímero que sea un material portador para aditivos (AD) no se calcula respecto a la cantidad de compuestos poliméricos que se indica en la presente invención, sino respecto a la cantidad del aditivo respectivo.
El material portador polimérico de los aditivos (AD) es un polímero portador que asegura una distribución uniforme en la composición (C) de la invención. El material portador polimérico no está limitado a un polímero particular. El material portador polimérico puede ser homopolímero de etileno, copolímero de etileno obtenido a partir de etileno y comonómero de a-olefina, tal como comonómero de a-olefina C3 a C8, homopolímero de propileno y/o copolímero de propileno obtenido a partir de propileno y comonómero de a-olefina, tal como etileno y/o comonómero de a-olefina C4 a C8.
El artículo
La composición de la presente invención se usa preferentemente para la fabricación de artículos, más preferentemente, de artículos expandidos. Aún más preferido es el uso para la fabricación de artículos de automoción, en especial, de interior y exterior de automóviles, tal como parachoques, adornos laterales, estribos auxiliares, paneles de carrocería, alerones, tableros, adornos interiores y similares.
La presente invención proporciona también artículos, más preferentemente, artículos expandidos, que comprenden, preferentemente, que comprenden al menos el 60 % en peso de, más preferentemente, al menos el 80 % en peso de, aún más preferentemente, al menos el 95 % en peso de, tal como que consisten en, la composición de la invención. Por consiguiente, la presente invención se refiere, en especial, a piezas de artículos de automoción, en especial, de interior y exterior de automóviles, tal como parachoques, adornos laterales, estribos auxiliares, paneles de carrocería, alerones, tableros, adornos interiores y similares, que comprenden, preferentemente, que comprenden al menos el 60 % en peso de, más preferentemente, al menos el 80 % en peso de, aún más preferentemente, al menos el 95 % en peso de, tal como que consisten en, la composición de la invención.
Uso
La presente invención también se refiere al uso de la composición de la invención para la fabricación de un artículo expandido como se describe en los párrafos anteriores.
A continuación, la presente invención se describirá con más detalle mediante los ejemplos proporcionados a continuación.
1. Métodos de medición
Las siguientes definiciones de términos y métodos de determinación se aplican a la descripción general anterior de la invención, así como a los siguientes ejemplos a menos que se defina lo contrario. Cálculo del contenido de comonómero de la fracción de copolímero elastomérico, es decir, la fracción de polímero producida en el tercer reactor (R3), del primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1):
C(PP) - p(PP-\2) x C(PP 12)
= C(PP3) (/)
P(PP3)
en donde
p(PP12) es la fracción de peso [en % en peso] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno, es decir, el polímero producido en el primer y segundo reactor (R1+R2),
p(PP3) es la fracción de peso [en % en peso] de la fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el tercer reactor (R3),
C(PP12) es el contenido de comonómero [en % en moles] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno, es decir, el polímero producido en el primer y segundo reactor (R1+R2),
C(PP) es el contenido de comonómero [en % en moles] de la primera fracción de polímero de propileno, la segunda fracción de polímero de propileno y la fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el primer, segundo y tercer reactor (R1+R2+R3),
C(PP3) es el contenido de comonómero calculado [en % en moles] de la fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el tercer reactor (R3).
Cálculo del contenido soluble en frío en xileno (SFX) de la fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, la fracción de polímero producida en el tercer reactor (R3), del primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1):
en donde
p(PP12) es la fracción de peso [en % en peso] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno, es decir, el polímero producido en el primer y segundo reactor (R1+R2),
p(E) es la fracción de peso [en % en peso] de la fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el tercer reactor (R3)
SX(PP12) es el contenido soluble en frío en xileno (SFX) [en % en peso] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno, es decir, el polímero producido en el primer y segundo reactor (R1+R2), SX(COHE) es el contenido soluble en frío en xileno (SFX) [en % en peso] de la primera fracción de polímero de propileno, la segunda fracción de polímero de propileno y la fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el primer, segundo reactor y tercer reactor (R1+R2+R3), SX(E) es el contenido calculado soluble en frío en xileno (SFX) [en % en peso] de la fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el segundo y tercer reactor (R2+3).
Cálculo del índice de fluidez MFR2 (230 °C) de la fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, la fracción de polímero producida en el tercer reactor (R3), del primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1):
en donde
p(PP12) es la fracción de peso [en % en peso] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno, es decir, el polímero producido en el primer y segundo reactor (R1+R2),
p(PP3) es la fracción de peso [en % en peso] de la fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el tercer reactor (R3),
MFR(PP12) es el índice de fluidez MFR2 (230 °C) [en g/10 min] de la primera y segunda fracción de propileno, es decir, el polímero producido en el primer y segundo reactor (R1+R2),
MFR(PP) es el índice de fluidez MFR2 (230 °C) [en g/10 min] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno y la fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el primer, segundo y tercer reactor (R1+R2+R3),
MFR(PP3) es el índice de fluidez calculado MFR2 (230 °C) [en g/10 min] de la fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el tercer reactor (R3).
Cálculo del contenido de comonómero de la fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, la fracción
de polímero producida en el tercer reactor (R3), del primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1):
en donde
p(PP) es la fracción de peso [en % en peso] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno, es decir, el polímero producido en el primer y segundo reactor (R1+R2),
p(E) es la fracción de peso [en % en peso] del copolímero de propileno elastomérico, es decir, del polímero producido en el tercer reactor (R3),
C(PP) es el contenido de comonómero [en % en moles] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno, es decir, el polímero producido en el primer y segundo reactor (R1+R2),
C(COHE) es el contenido de comonómero [en % en moles] del copolímero de propileno, es decir, es el contenido de comonómero [en % en moles] del polímero obtenido tras la polimerización en el tercer reactor (R3), C(E) es el contenido de comonómero calculado [en % en moles] de la fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, del polímero producido en el tercer reactor (R3).
Cálculo del contenido de comonómero de la primera fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, la fracción de polímero producida en el tercer reactor (R3), del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2):
C(PP) - p(PP12) x C(PP 12)
= C(PP 3) (V7)
P(PP3)
en donde
p(PP12) es la fracción de peso [en % en peso] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno, es decir, el polímero producido en el primer y segundo reactor (R1+R2),
p(PP3) es la fracción de peso [en % en peso] de la primera fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el tercer reactor (R3),
C(PP12) es el contenido de comonómero [en % en moles] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno, es decir, el polímero producido en el primer y segundo reactor (R1+R2),
C(PP) es el contenido de comonómero [en % en moles] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno y la primera fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el primer, segundo y tercer reactor (R1+R2+R3),
C(PP2) es el contenido de comonómero calculado [en % en moles] de la primera fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el tercer reactor (R3).
Cálculo del contenido de comonómero de la segunda fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, la fracción de polímero producida en el cuarto reactor (R3), del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2):
C(PP) - p(PP123) xC(PP 123)
C(PP 4) (VI)
p(PP4)
en donde
p(PP123) es la fracción de peso [en % en peso] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno y la primera fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el primer, segundo y tercer reactor (R1+R2+R3),
p(PP4) es la fracción de peso [en % en peso] de la segunda fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el cuarto reactor (R4),
C(PP123) es el contenido de comonómero [en % en moles] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno y la primera fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el primer, segundo y tercer reactor (R1+R2+R3),
C(PP) es el contenido de comonómero [en % en moles] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno y la primera y segunda fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el primer, segundo, tercer y cuarto reactor (R1+R2+R3),
C(PP4) es el contenido de comonómero calculado [en % en moles] de la segunda fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el cuarto reactor (R4).
Cálculo del contenido soluble en frío en xileno (SFX) de la fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, la fracción de polímero producida en el tercer y cuarto reactor (R3+R4), del segundo copolímero de propileno heterofásico (c Oh E2):
SX(COHE) - p(PP12)xSX(PP12)
SX(E) (V II)
P(É)
en donde
p(PP12) es la fracción de peso [en % en peso] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno, es decir, el polímero producido en el primer y segundo reactor (R1+R2),
P(E) es la fracción de peso [en % en peso] de la fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el tercer y cuarto reactor (R3+R4)
SX(PP12) es el contenido soluble en frío en xileno (SFX) [en % en peso] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno, es decir, el polímero producido en el primer y segundo reactor (R1+R2), SX(COHE) es el contenido soluble en frío en xileno (SFX) [en % en peso] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno y la fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el primer, segundo, tercer y cuarto (R1+R2+R3+R4),
SX(E) es el contenido calculado soluble en frío en xileno (SFX) [en % en peso] de la fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el tercer y cuarto reactor (R3+R4).
Cálculo del contenido soluble en frío en xileno (SFX) de la primera fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, la fracción de polímero producida en el tercer reactor (R3), del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2):
SX(PP) - p(PP12)xSX(PP12)
SX(PP3) (V III)
P(PP3)
en donde
p(PP12) es la fracción de peso [en % en peso] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno, es decir, el polímero producido en el primer y segundo reactor (R1+R2),
p(PP3) es la fracción de peso [en % en peso] de la primera fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el tercer reactor (R3)
SX(PP12) es el contenido soluble en frío en xileno (SFX) [en % en peso] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el primer y segundo reactor (R1+R2),
SX(PP) es el contenido soluble en frío en xileno (SFX) [en % en peso] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno y la primera fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el primer, segundo y tercer reactor (R1+R2+R3),
SX(PP3) es el contenido calculado soluble en frío en xileno (SFX) [en % en peso] de la primera fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el tercer reactor (R3).
Cálculo del contenido soluble en frío en xileno (SFX) de la segunda fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, la fracción de polímero producida en el cuarto reactor (R4):
en donde
p(PP123) es la fracción de peso [en % en peso] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno y la primera fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el primer, segundo y tercer reactor (R1+R2+R3),
p(PP4) es la fracción de peso [en % en peso] de la segunda fracción de copolímero de propileno, es decir, el polímero producido en el cuarto reactor (R4)
SX(PP123) es el contenido soluble en frío en xileno (SFX) [en % en peso] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno y la primera fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el primer, segundo y tercer reactor (R1+R2+R3),
SX(PP) es el contenido soluble en frío en xileno (SFX) [en % en peso] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno, y la primera y segunda fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el primer, segundo reactor y tercer reactor (R1 R2 R3 R4), SX(PP4) es el contenido calculado soluble en frío en xileno (SFX) [en % en peso] de la segunda fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el cuarto reactor (R4).
Cálculo del índice de fluidez MFR2 (230 °C) de la segunda fracción de polímero de propileno, es decir, la fracción de
polímero producida en el segundo reactor (R2), del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2):
en donde
p(PP1) es la fracción de peso [en % en peso] de la primera fracción de polímero de propileno, es decir, el polímero producido en el primer reactor (R1),
p(PP2) es la fracción de peso [en % en peso] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno, es decir, el polímero producido en el segundo reactor (R2),
MFR(PP1) es el índice de fluidez MFR2 (230 °C) [en g/10 min] de la primera fracción de polímero de propileno, es decir, el polímero producido en el primer reactor (R1),
MFR(PP) es el índice de fluidez MFR2 (230 °C) [en g/10 min] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno, es decir, el polímero producido en el primer y segundo reactor (R1+R2),
MFR(PP2) es el índice de fluidez calculado MFR2 (230 °C) [en g/10 min] de la primera fracción de polímero de propileno, es decir, el polímero producido en el segundo reactor (R2).
Cálculo de la viscosidad intrínseca de la fracción soluble en xileno de la primera fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, la fracción de polímero producida en el tercer reactor (R3), del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2):
en donde
SFX(PP12) es la fracción soluble en xileno [en % en peso] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno, es decir, el polímero producido en el primer y segundo reactor (R1+R2),
SFX(PP3) es la fracción soluble en xileno [en % en peso] de la primera fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el tercer reactor (R3),
IV(PP12) es la viscosidad intrínseca [en dl/g] de la fracción soluble en xileno de la primera y segunda fracción de polímero de propileno, es decir, el polímero producido en el
IV(PP) es la viscosidad intrínseca [en dl/g] de la fracción soluble en xileno de la primera y segunda fracción de polímero de propileno y la primera fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el primer, segundo y tercer reactor (R1+R2+R3),
IV(PP3) es la viscosidad intrínseca calculada [en dl/g] de la fracción soluble en xileno de la primera fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el tercer reactor (R3).
Cálculo de la viscosidad intrínseca de la fracción soluble en xileno de la segunda fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, la fracción de polímero producida en el cuarto reactor (R4), del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2):
IV(PP) - SFX(PP123) x IV(PP123)
SFX(PP4) = IV(PP4) (X II)
en donde
SFX(PP123) es la fracción soluble en xileno [en % en peso] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno y la primera fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el primer, segundo y tercer reactor (R1+R2+R3),
SFX(PP4) es la fracción soluble en xileno [en % en peso] de la segunda fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el cuarto reactor (R4),
IV(PP123) es la viscosidad intrínseca [en dl/g] de la fracción soluble en xileno de la primera y segunda fracción de polímero de propileno y la primera fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el primer, segundo y tercer reactor (R1+R2+R3),
IV(PP) es la viscosidad intrínseca [en dl/g] de la fracción soluble en xileno de la primera y segunda fracción de polímero de propileno, y la primera y segunda fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el primer, segundo, tercer y cuarto reactor (R1+R2+R3+R4), IV(PP4) es la viscosidad intrínseca calculada [en dl/g] de la fracción soluble en xileno de la segunda fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el cuarto reactor (R4).
Cálculo del contenido de comonómero de la fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, la fracción
de polímero producida en el tercer y cuarto reactor (R3+R4), del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2):
en donde
p(PP12) es la fracción de peso [en % en peso] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno, es decir, el polímero producido en el primer y segundo reactor (R1+R2),
p(E) es la fracción de peso [en % en peso] de la fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el tercer y cuarto reactor (R3+R4)
C(PP12) es el contenido de comonómero [en % en moles] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno, es decir, el polímero producido en el primer y segundo reactor (R1+R2),
C(COHE) es el contenido de comonómero [% en moles] de la primera y segunda fracción de polímero de propileno y el copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el primer, segundo, tercer y cuarto (R1+R2+R3+R4),
C(E) es el contenido de comonómero calculado [en % en moles] de la fracción de copolímero de propileno elastomérico, es decir, el polímero producido en el tercer y cuarto reactor (R3+R4).
MFR2 (230 °C) se mide de acuerdo con la norma ISO 1133 (230 °C, 2,16 kg de carga).
MFR2 (190 °C) se mide de acuerdo con la norma ISO 1133 (190 °C, 2,16 kg de carga).
Cuantificación de la m icroestructura mediante espectroscopia de RMN
Se usó espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN) cuantitativa para cuantificar el contenido de comonómero y la distribución de secuencia de comonómero de los polímeros. Se registraron espectros de RMN de 13C{1H} cuantitativa en el estado de solución usando un espectrómetro de RMN Bruker Advance III 400 que funcionaba a 400,15 y 100,62 MHz para 1H y 13C, respectivamente. Todos los espectros se registraron usando una cabeza de sonda de temperatura ampliada de 10 mm optimizada para 13C a 125 °C usando gas nitrógeno para todos los elementos neumáticos. Se disolvieron aproximadamente 200 mg de material en 3 ml de 1,2-tetracloroetano-d2 (TCE-d2)junto con cromo-(III)-acetilacetonato (Cr(acac)3) dando como resultado una solución 65 mM de agente de relajación en disolvente (Singh, G., Kothari, A., Gupta, V., Polymer Testing 28 5 (2009), 475). Para garantizar una solución homogénea, después de la preparación de la muestra inicial en un bloque térmico, el tubo de RMN se calentó adicionalmente en un horno giratorio durante al menos 1 hora. Tras la inserción en el imán, el tubo se centrifugó a 10 Hz. Se escogió esta configuración principalmente por la alta resolución necesaria para la cuantificación precisa del contenido de etileno. Se empleó excitación por pulso único convencional sin NOE, usando un ángulo de punta optimizado, retardo de reciclaje de 1 s y esquema de desacoplamiento WALTZ 16 de dos niveles (Zhou, Z., Kuemmerle, R., Qiu, X., Redwine, D., Cong, R., Taha, A., Baugh, D. Winniford, B., J. Mag. Reson. 187 (2007) 225; Busico, V., Carbonniere, P., Cipullo, R., Pellecchia, R., Severn, J., Talarico, G., Macromol. Rapid Commun. 2007, 28, 1128). Se adquirió un total de 6144 (6k) transitorios por espectro. Se procesaron los espectros de RMN cuantitativa de 13C{1H}, se integraron y se determinaron las propiedades cuantitativas relevantes a partir de las integrales usando programas informáticos propios. Todos los desplazamientos químicos se referenciaron indirectamente al grupo metileno central del bloque de etileno (EEE) a 30,00 ppm usando el desplazamiento químico del disolvente. Esta estrategia permitió la referencia comparable incluso cuando esta unidad estructural no estaba presente. Se observaron señales características que correspondieron a la incorporación de etileno por Cheng, H. N., Macromolecules 17 (1984), 1950).
En cuanto a los homopolímeros de polipropileno, todos los desplazamientos químicos sirven de referencia interna al elemento pentavalente isotáctico de metilo (mmmm) a 21,85 ppm.
Las señales características que corresponden a los regio-defectos (Resconi, L., Cavallo, L., Fait, A., Piemontesi, CI., Chem. Rev. 2000, 100, 1253; Wang, W-J., Zhu, S., Macromolecules 33 (2000), 1157; Cheng, H. N., Macromolecules 17 (1984), 1950) o el comonómero se observaron.
La distribución de tacticidad se cuantificó a través de la integración de la región de metilo entre 23,6-19,7 ppm corrigiendo cualquier sitio no relacionado con las estereosecuencias de interés (Busico, V., Cipullo, R., Prog. Polym. Sci. 26 (2001) 443; Busico, V., Cipullo, R., Monaco, G., Vacatello, M., Segre, A. L., Macromolecules 30 (1997) 6251).
Específicamente, la influencia de los regio-defectos y el comonómero en la cuantificación de la distribución de la tacticidad se corrigió mediante la sustracción del regio-defecto representativo y las integrales de comonómero de las regiones integrales específicas de las estereosecuencias.
Se determinó la isotacticidad al nivel de quintuplete y se indicó como el porcentaje de secuencias de quintuplete
isotáctico (mmmm) con respecto a todas las secuencias de quintuplete:
% de [mmmm] = 100 * (mmmm/suma de todas las pentadas)
La presencia de regiodefectos 2,1 eritro se indicó mediante la presencia de los dos sitios de metilo a 17,7 y 17,2 ppm, y se confirmó mediante otros sitios característicos.
No se observaron las señales características que correspondían a otros tipos de regio-defectos (Resconi, L., Cavallo, L., Fait, A., Piemontesi, CI., Chem. Rev. 2000, 100, 1253).
La presencia de regiodefectos de 2,1 eritro se cuantificó usando la integral media de los dos sitios característicos de metilo a 17,7 y 17,2 ppm:
P21e = ( Ie6 Ie8 )/2
La cantidad de propeno con inserción primaria 1,2 se cuantificó basándose en la región de metilo con la corrección realizada para los sitios incluidos en esta región no relacionados con la inserción primaria y para los sitios de inserción primaria excluidos de esta región:
P12 = IcH3 P-I2e
Se cuantificó la cantidad total de propeno como la suma de propeno con inserción primaria y el resto de los regio defectos presentes:
Ptotal = P12 P21e
Se cuantificó el porcentaje en moles de los regio-defectos 2,1 eritro con respecto a todo el propeno:
[21e] % en moles = 100 *(P21e/Ptotal)
Se observaron señales características de copolímero que correspondieron a la incorporación de etileno (Cheng, H. N., Macromolecules 17 (1984), 1950).
Con los regiodefectos también observados (Resconi, L., Cavallo, L., Fait, A., Piemontesi, CI., Chem. Rev. 2000, 100, 1253; Wang, W-J., Zhu, S., Macromolecules 33 (2000), 1157; Cheng, H. N., Macromolecules 17 (1984), 1950) también se precisó la corrección de la influencia de dichos defectos en el contenido de comonómero.
Se cuantificó la fracción de comonómero usando el método de Wang et al., (Wang, W-J., Zhu, S., Macromolecules 33 (2000), 1157) mediante la integración de múltiples señales en la región espectral completa en los espectros de 13C{1H}. Este método se eligió por su naturaleza robusta y capacidad para explicar la presencia de defectos regionales cuando fuera necesario. Las regiones de las integrales se ajustaron ligeramente para aumentar la aplicabilidad en todo el intervalo de contenido de comonómero encontrado.
Para sistemas donde solo se observó etileno aislado en secuencias PPEPP, el método de Wang et al., se modificó para reducir la influencia de las integrales no cero de sitios conocidos por no estar presentes. Este enfoque redujo la sobreestimación del contenido de etileno para tales sistemas y se consiguió por reducción del número de sitios usado para determinar el contenido de etileno absoluto a:
E = 0,5(Spp SPy SP5 0,5(Sap SaY))
Mediante el uso de este conjunto de sitios la ecuación de la integral correspondiente se convierte en:
E = 0,5(Ih Ig 0,5(Ic Id))
usando la misma notación usada en el artículo de Wang et al., (Wang, W-J., Zhu, S., Macromolecules 33 (2000), 1157). No se modificaron las ecuaciones usadas para el contenido absoluto de propileno.
Se calculó el porcentaje en moles de la incorporación del comonómero a partir de la fracción molar:
E [% en moles] = 100 * fE
Se calculó el porcentaje en peso de incorporación de comonómero a partir de la fracción molar:
E [% en peso] = 100 * (fE * 28,06)/((fE * 28,06) ((1-fE) * 42,08))
Se determinó la distribución de la secuencia del comonómero por tríadas usando el método de análisis de Kakugo et
al. (Kakugo, M., Naito, Y., Mizunuma, K., Miyatake, T. Macromolecules 15 (1982) 1150). Se escogió este método por su sólida naturaleza y las regiones de integración se ajustaron ligeramente para aumentar la aplicabilidad a un intervalo más amplio de contenidos de comonómero.
Peso molecular numéricamente medio (PMn), peso molecular medio en peso (PMp) y distribución de peso molecular (DPM)
Los pesos moleculares medios (PMp, PMn) y la distribución de peso molecular (DPM), es decir, PMp/PMn (en donde PMn es el peso molecular numéricamente medio y PMp es el peso molecular medio en peso), se determinaron mediante cromatografía de permeación en gel (GPC) según la norma ISO 16014-4:2003 y la norma ASTM D 6474-99.
Se usó un instrumento GPC PolymerChar, equipado con detector de infrarrojos (IR) con 3 columnas Olexis y 1 columna Olexis Guard de Polymer Laboratories y 1,2,4-triclorobenceno (TCB, estabilizado con 250 mg/l de 2,6-di-terc-butil-4-metilfenol) como disolvente a 160 °C y un caudal constante de 1 ml/min. Se inyectaron 200 pl de una solución de muestra por análisis. Se calibró el conjunto de columnas usando calibración universal (de acuerdo con la norma ISO 16014-2:2003) con patrones de poliestireno (PS) de valor de DPM de al menos 15 dentro del intervalo de 0,5 kg/mol a 11 500 kg/mol. Las constantes de Mark Houwink para PS, PE y PP usadas son como se describe para la norma ASTM D 6474-99. Todas las muestras se prepararon disolviendo 5,0-9,0 mg de polímero en 8 ml (a 160 °C) de TCB estabilizado (el mismo que la fase móvil) durante 2,5 horas para PP o durante 3 horas para PE, a un máximo de 160 °C con agitación continua moderada en el automuestreador del instrumento de GPC. Análisis de DSC (calorimetría diferencial de barrido, Differential Scanning Calorimeter), temperatura de fusión (Tf) y temperatura de cristalización (Tc): se midieron con un calorímetro de barrido diferencial (DSC) Q2000 de TA Instruments en muestras de 5 a 7 mg. La DSC se ejecuta de acuerdo con la norma ISO 11357/parte 3/método C2 en un ciclo de calor/frío/calor con una velocidad de exploración de 10 °C/min en el intervalo de temperatura de -30 a 230 °C. La temperatura de cristalización se determinó a partir de la etapa de enfriamiento, mientras que la temperatura de fusión se determinó a partir del barrido de calentamiento.
Se midió la viscosidad intrínseca de acuerdo con la DIN ISO 1628/1, octubre de 1999 (en decalina a 135 °C).
La densidad se mide según la norma ISO 1183-187. La preparación de la muestra se llevó a cabo mediante moldeo por compresión de acuerdo con la norma ISO 1872-2:2007.
Fracciones solubles en xileno (SFX, % en peso): El contenido de fracciones solubles en frío en xileno (SFX) se determina a 25 °C de acuerdo con la norma ISO 16152; primera edición; 01/07/2005. La parte que permanece insoluble es la fracción insoluble en frío en xileno (IFX).
Módulo de flexión: El módulo de flexión se determinó en flexión en 3 puntos de acuerdo con la norma ISO 178 en barras de ensayo de 80x10x4 mm3 moldeadas por inyección a 23 °C de acuerdo con la norma EN ISO 1873-2. Prueba del impacto con entalla Charpy: Se midió la resistencia al impacto con entalla Charpy (Charpy NIS, Charpy Notched Impact Strength) de acuerdo con la norma ISO 1792C/DIN 53453 a 23 °C y -20 °C, usando muestras de prueba de barras moldeadas por inyección de 80x10x4 mm preparadas de acuerdo con la norma ISO 294-1:1996 Se determinaron la contracción en el flujo y el flujo transversal de contracción en placas moldeadas por inyección de puerta a película: Uno es un sector (radio de 300 mm y ángulo de apertura de 20°) y el otro es una franja (340 x 65 mm). Las dos muestras se moldean por inyección al mismo tiempo en diferentes espesores y contrapresiones (2 mm y 300, 400, 500 bares; 2,8 mm y 300, 400, 500 bares; 3,5 mm y 300, 400, 500 bares). La temperatura de fusión es de 240 °C y la temperatura del instrumento es de 25 °C. La velocidad media del frente de flujo es de 3,0 ± 0,2 mm/s para el instrumento de 2 mm, 3,5 ± 0,2 mm/s para el instrumento de 2,8 mm y 0 ± 0,2 mm/s para el instrumento de 3,5 mm.
Tras el proceso de moldeo por inyección, se midió la contracción de las muestras a 23 °C y una humedad del 50 %. Los intervalos de medición son 1, 4, 24, 48 y 96 horas tras el moldeo por inyección. Para determinar la contracción, se registraron con un robot 83 y 71 puntos de medición (generados por puntos erosionados en la superficie del instrumento) del sector y de la franja, respectivamente. Ambas, la contracción en flujo directo y la contracción en flujo cruzado de las placas de 2,8 mm de espesor expuestas a una contrapresión de 40.000 kPa (400 bares) 96 horas después del proceso de moldeo por inyección se notificaron como los resultados finales.
Aspecto superficial de piezas compactas y expandidas
La tendencia a mostrar marcas de flujo se examinó con un método como se describe a continuación. Este método se describe con detalle en el documento WO 2010/149529.
Un sistema de medición óptica, según lo descrito por Sybille Frank et al. en PPS 25 Intern. Conf. Polym. Proc. Soc 2009 o Proceedings of the SPIE, Volumen 6831, pág. 68130T-68130T-8 (2008) se usó para caracterizar la calidad de la superficie.
Este método consiste en dos aspectos:
1. Grabación de imágenes:
el principio básico del sistema de medición es iluminar las placas con una fuente de luz definida (LED) en un entorno cerrado y grabar una imagen con un sistema de cámara c Cd . Una configuración esquemática se da en la Figura 1.
2. Análisis de imagen:
la muestra está iluminada desde un lado y la parte reflejada hacia arriba de la luz se desvía a través de dos espejos a un sensor CCD. La imagen de valor gris creada se analiza en las líneas. A partir de las desviaciones registradas de los valores de gris, se calculan los valores de la media del error cuadrático medio (media de ECM) o el máximo del error cuadrático medio (máx del ECM), lo que permite una cuantificación de la calidad/homogeneidad de la superficie, es decir, cuanto más alto es el valor del ECM, más pronunciado es el defecto de la superficie. Los valores de la media del ECM y el máximo del ECM no son comparables. Generalmente, para uno y el mismo material, la tendencia a las marcas de flujo aumenta cuando aumenta la velocidad de inyección.
Los valores de la media de ECM se recogieron en placas compactas moldeadas por inyección DE 440 x 148 x 2,8 mm producidas con grano G1. Las placas se moldearon por inyección con diferentes tiempos de llenado de 1,5, 3 y 6 segundos respectivamente.
Condiciones adicionales:
Temperatura de fusión: 240 °C
Temperatura del moldeo 30 °C
Presión dinámica: 1000 kPa (10 bares) hidráulica
Los valores del máximo del ECM se recogieron en placas compactas y se moldearon por inyección con expansión de 210 x 148 x 2 mm producidas con un sistema de análisis de un punto y un grano marcado en este caso como G2, diferente de G1. Las placas se moldearon por inyección con un tiempo de llenado de 0,8 s. Se usó hydrocerol ITP 825 de Clariant, con una temperatura de descomposición de 200 °C como agente de expansión químico. El agente de expansión se añadió durante la etapa de conversión en forma de mezcla básica, que contiene un 40 % de sustancia activa definida como ácido cítrico [www.clariant.com].
La estructura celular de las piezas expandidas se determinó mediante microscopía óptica a partir de una sección transversal de la placa moldeada por inyección con expansión.
La fuerza máxima de rotura se determinó en placas con dimensiones de 148x148x2 mm durante la prueba de impacto de caída de peso instrumentado de acuerdo con la norma ISO 6603-2. La prueba se realizó a temperatura ambiente con una maza lubricada con un diámetro de 20 mm y una velocidad de impacto de 10 mm/s. La fuerza máxima de rotura se determinó como el pico máximo en la curva de fuerza-deformación recogida durante la prueba.
El ensayo de compresión se realizó en placas de 10 x 10 x 2 mm a temperatura ambiente de acuerdo con la norma ISO 604: 2002. Las pruebas se llevaron a cabo en una máquina Zwick Z010U con una velocidad de prueba de 0,87 mm/min a temperatura ambiente. La tensión de compresión se determinó con una deformación de 1 mm. Por tanto, la tensión de compresión se define como la fuerza de rotura a una deformación de 1 mm dividida entre el área de la muestra al comienzo del experimento.
2. Ejemplos
Preparación del catalizador para COHE1, COHE2 y COHE2a
En primer lugar, se suspendieron 0,1 mol de MgCl2 x 3 EtOH en condiciones inertes en 250 ml de decano en un reactor a presión atmosférica. La solución se enfrió a la temperatura de -15 °C y se añadieron 300 ml de TiCl4 frío manteniendo al mismo tiempo la temperatura a dicho nivel. A continuación, la temperatura de la suspensión se aumentó lentamente hasta 20 °C. A esta temperatura, se añadieron 0,02 mol de dioctilftalato (DOP) a la suspensión. Tras la adición del ftalato, la temperatura se aumentó hasta 135 °C durante 90 minutos y la suspensión se dejó reposar durante 60 minutos. A continuación, se añadieron 300 ml más de TiCl4 y la temperatura se mantuvo a 135 °C durante 120 minutos. Después de esto, el catalizador se filtró del líquido y se lavó seis veces con 300 ml de heptano a 80 °C. A continuación, el componente de catalizador sólido se filtró y se secó. El catalizador y el concepto de su preparación se describen de forma general, por ejemplo, en las publicaciones de patente EP 491566, EP 591224 y EP 586390.
El catalizador se modificó adicionalmente (modificación VCH del catalizador). Se añadieron 35 ml de aceite mineral (Parafina Líquida PL68) a un reactor de acero inoxidable de 125 ml seguido de 0,82 g de trietilaluminio (TEAL) y 0,33 g de diciclopentildimetoxisilano (donante D) en condiciones inertes a temperatura ambiente. Después de 10 minutos, se añadieron 5,0 g del catalizador preparado anteriormente (contenido de Ti del 1,4 % en peso) y después de 20 minutos más se añadieron 5,0 g de vinilciclohexano (VCH). La temperatura se aumentó a 60 °C durante 30 minutos y se
mantuvo así durante 20 horas. Finalmente, la temperatura se disminuyó hasta 20 °C y la concentración de VCH sin reaccionar en la mezcla de aceite/catalizador se analizó y se observó que era de 200 ppm en peso.
Preparación del catalizador para COHE2b
Se activan 80 mg de catalizador ZN104 de LyondellBasell durante 5 minutos con una mezcla de trietilaluminio (TEAL; solución en hexano 1 mol/l) y diciclopentildimetoxisilano como donante (0,3 mol/l en hexano), en una relación molar de 18,7 (Co/ED) después de un tiempo de contacto de 5 min y 10 ml de hexano en un alimentador de catalizador. La relación molar de TEAL y Ti de catalizador es 220 (Co/TC)). Después de la activación, el catalizador se vierte con 250 g de propileno en el reactor agitado con una temperatura de 23 °C. La velocidad de agitación se mantiene a 250 rpm. Después de 6 min de prepolimerización a 23 °C, comienza la polimerización como se indica en la tabla 1.
Tabla 1: Pre aración de COHE1 COHE2 COHE2a COHE2b
continuación
Para la polimerización principal se usó una planta piloto Borstar PP compuesta por un reactor de prepolimerización de tanque agitado, un reactor de bucle de líquido-granel y tres reactores en fase gaseosa (RFG1 a RFG3). Los polvos poliméricos resultantes se combinaron en una extrusora de husillo gemelar con rotación conjunta Coperion ZSK 57 a 220 °C con el 0,2% en peso de Irganox B225 (1:1-mezcla de Irganox 1010 (tetraquis(3-(3',5'-di-terc-butil-4-hidroxitoluil)-propionato de pentaeritritilo y tris (2,4-di-t-5 butilfenil) fosfato) fosfito) de BASF Ag , Alemania) y el 0,05 % en peso estearato de calcio.
Preparación de la composición (C)
COHE1 y COHE2 (de la invención), COHE2a (comparativo) o COHE2b (comparativo) y opcionalmente PL y HDPE se mezclaron por fusión en una extrusora de husillo gemelar con rotación conjunta con el 0,1 % en peso de Songnox 1010FF (pentaeritritilo-tetraquis(3-(3',5-di-terc- butil-4-hidroxifenilo)), el 0,07 % en peso de Kinox-68 G (Tris (2,4-di-tbutilfenil) fosfito) de HPL Additives, el 0,16 % en peso de estabilizadores de luz de amina impedida que se mezclaron en una mezcla 1:1 basada en Sabostab UV119 (1,3,5-Triazina-2,4,6-triamina) e Hilite 77 (G) (Bis-(2,2,6,6-tetrametil-4-piperidil)-sebacato), el 0,1 % en peso de NA11UH (2,2'-metilen bis-(4,6-di-terc-butilfenil) fosfato de sodio) y el 0,1 % en peso de erucamida (13-docosenamida). La mezcla fundida de polímero se descargó y aglomeró.
Tabla 2: Propiedades de los ejemplos comparativos y de la invención recogidos en placas expandidas compactas de 2 mm m l r in i n ími m n .
continuación
Claims (14)
1. Composición de polipropileno (C), que comprende
a) del 40,0 al 60,0 % en peso, basado en la composición de polipropileno total, de un primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) que tiene un contenido de comonómero de la fracción soluble en xileno (SFX) igual o superior al 40,0 % en moles, comprendiendo dicho primer copolímero de propileno heterofásico
i) una primera matriz que es un primer polímero de propileno (M1) y
ii) un primer copolímero elastomérico de propileno y etileno (E1) que se dispersa en dicha primera matriz,
b) del 21,0 al 31,0% en peso, basado en la composición de polipropileno total, de un segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) que tiene un contenido de comonómero de la fracción soluble en xileno (SFX) por debajo del 39,0 % en moles, comprendiendo dicho segundo copolímero de propileno heterofásico
iii) una segunda matriz que es un segundo polímero de propileno (M2) y
iv) un segundo copolímero elastomérico de propileno y etileno (E2) que se dispersa en dicha segunda matriz,
c) del 10,0 al 20,0 % en peso, basado en la composición de polipropileno total, de una carga inorgánica (F), d) opcionalmente un polietileno de alta densidad (HDPE), y
e) opcionalmente un plastómero (PL) que es un copolímero de etileno y una a-olefina C4 a C8.
2. Composición de polipropileno (C) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la fracción soluble en xileno (SFX) del segundo copolímero heterofásico (COHE2) tiene una viscosidad intrínseca (IV) superior a 3,5 dl/g.
3. Composición de polipropileno (C) de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, que comprende d) del 2,0 al 10,0 % en peso del polietileno de alta densidad (HDPE), y
e) del 5,0 al 15,0 % en peso del plastómero (PL) que es un copolímero de etileno y una a-olefina C4 a C8, basado en la composición de polipropileno (C) total.
4. Composición de polipropileno (C) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde
i) la matriz del primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1), que es el primer polímero de propileno (M1), tiene un índice de fluidez MFR2 (230 °C) determinado de acuerdo con la norma ISO 1133 en el intervalo de 120 a 500 g/10 min, y
ii) la matriz del segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2), que es el segundo polímero de propileno (M2), tiene un índice de fluidez MFR2 (230 °C) determinado de acuerdo con la norma ISO 1133 en el intervalo de 40 a 170 g/10 min.
5. Composición de polipropileno (C) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el primer copolímero de propileno heterofásico (COHE1) tiene
i) un índice de fluidez MFR2 (230 °C) determinado de acuerdo con la norma ISO 1133 en el intervalo de 50 a 90 g/10 min, y/o
ii) un contenido de comonómero en el intervalo del 20,0 al 50,0 % en moles, y/o
iii) una fracción soluble en xileno (SFX) en el intervalo del 10,0 al 35,0 % en peso.
6. Composición de polipropileno (C) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el segundo copolímero de propileno heterofásico (COHE2) tiene
i) un índice de fluidez MFR2 (230 °C) determinado de acuerdo con la norma ISO 1133 en el intervalo de 1,0 a 15 g/10 min, y/o
ii) un contenido de comonómero en el intervalo del 5,0 al 30,0 % en moles, y/o
iii) una fracción soluble en xileno (SFX) en el intervalo del 20,0 al 40,0 % en peso.
7. Composición de polipropileno (C) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el primer polímero de propileno (M1) y/o el segundo polímero de propileno (M2) son homopolímeros de propileno.
8. Composición de polipropileno (C) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que tiene un índice de fluidez MFR2 (230 °C) determinado según la norma ISO 1133 en el intervalo de 10 a 40 g/10 min.
9. Composición de polipropileno (C) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el plastómero (PL) es un copolímero de etileno y 1-octeno.
10. Composición de polipropileno (C) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la carga inorgánica (CI) es talco y/o wollastonita.
11. Composición de polipropileno (C) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha composición de polipropileno (C) es una composición de polipropileno expandible.
12. Uso de la composición de polipropileno (C) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 para la fabricación de un artículo expandido.
13. Artículo expandido, que comprende la composición de polipropileno (C) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.
14. Artículo expandido de acuerdo con la reivindicación 13, en donde dicho artículo expandido es un artículo de automoción.
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