ES2645714T3 - Composición de polipropileno adecuada para el recubrimiento por extrusión - Google Patents
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Abstract
Composición de polipropileno que comprende una resina a base de polipropileno, en la que la resina a base de polipropileno tiene un MFR (2,16 kg, 230ºC, ISO 1133) de 7,0 g/10 min a 35 g/10 min y un índice de gel óptico de 1.000 o menos, medido con un aparato de recuento de gel OCS sobre películas fundidas delgadas con un grosor de película de 70 μm que se produjeron con una temperatura del rodillo de enfriamiento de 40ºC, en la que la resina a base de polipropileno tiene un factor de endurecimiento por deformación (SHF) de 3,3 a 7,0 cuando se mide a una velocidad de deformación de 3,0 s-1 y una deformación de Hencky de 2,5.
Description
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Las partículas recuperadas tienen, de manera preferente, un intervalo de tamaño promedio de 5 µm a 200 µm, de manera más preferente, de 10 µm a 100 µm.
Además, la forma de las partículas solidificadas tiene, de manera preferente, una forma esférica, una distribución de tamaño de partículas predeterminado y un área superficial, tal como se ha mencionado anteriormente, de manera preferente, inferior a 25 m2/g, de manera aún más preferente, inferior a 20 m2/g, de manera aún más preferente, inferior a 15 m2/g, de manera aún más preferente, inferior a 10 m2/g y, de la manera más preferente, inferior a 5 m2/g, en la que dichas partículas se obtienen mediante el procedimiento descrito anteriormente.
Para más detalles, realizaciones y ejemplos del sistema de fase continua y dispersa, del procedimiento de formación de la emulsión, del agente emulsionante y de los procedimientos de solidificación, se hace referencia, por ejemplo, a la solicitud de patente internacional citada anteriormente WO 03/051934.
Los compuestos preferentes como cocatalizadores para metalocenos y no metalocenos, si se desea, son los aluminoxanos, en particular los alquil C1-C10-aluminoxanos, de la manera más particular, metilaluminoxano (MAO). Dichos aluminoxanos se pueden utilizar como el único cocatalizador o junto con otro cocatalizador o cocatalizadores. De este modo, además o adicionalmente a los aluminoxanos, se pueden utilizar otros activadores de catalizador que forman complejos catiónicos. Dichos activadores están disponibles en el mercado o se pueden preparar según la bibliografía de la técnica anterior.
Se describen más cocatalizadores de aluminoxano, entre otros, en el documento WO 94/28034. Éstos son oligómeros lineales o cíclicos que tienen hasta 40, de manera preferente, de 3 a 20, unidades de repetición (AI(R"')O)-(en las que R"' es hidrógeno, alquilo C1-C10 (de manera preferente, metilo) o arilo C6-C18 o mezclas de los mismos).
La utilización y cantidades de dichos activadores están dentro de la capacidad de un experto en el sector. Como ejemplo, con los activadores de boro, se puede utilizar una proporción del metal de transición con respecto al activador de boro de 5:1 a 1:5, de manera preferente, de 2:1 a 1:2, tal como 1:1. En el caso de aluminoxanos preferentes, tales como metilaluminoxano (MAO), la cantidad de Al, proporcionada por el aluminoxano, se puede seleccionar para proporcionar una proporción molar de Al:metal de transición, por ejemplo, en el intervalo de 1 a 10.000, de manera adecuada, de 5 a 8.000, de manera preferente, de 10 a 7.000, por ejemplo, de 100 a 4.000, tal como de 1.000 a 3.000. Habitualmente, en caso de catalizador sólido (heterogéneo), la proporción es, de manera preferente, inferior a 500.
La cantidad de cocatalizador a utilizar en el catalizador de la presente invención es, por lo tanto, variable y depende de las condiciones y del compuesto de metal de transición particular elegido de una manera conocida para un experto en la materia.
Cualquier componente adicional para que esté contenido en la solución que comprende el compuesto de organotransición se puede añadir a dicha solución antes o, como alternativa, después de la etapa de dispersión.
La presente invención se refiere, además, a un artículo recubierto que incluye la composición de polipropileno, tal como se ha descrito en el presente documento, como una capa. La capa puede situarse sobre una lámina a base de celulosa, por ejemplo, papel, cartulina, cartón y similares. La capa también puede situarse sobre láminas de metal, por ejemplo, hojalata, papel de aluminio y similares. La expresión "situarse sobre" significa que la capa formada por la composición de polipropileno, según la presente invención, está en contacto directo con el sustrato sin ninguna capa intermedia. Los principales usos finales para dichos artículos recubiertos por extrusión son en aplicaciones de envasado, tales como envases de líquidos para leche, zumo, vino u otros líquidos, envases flexibles para carne, queso y productos médicos, envases rígidos, tales como cajas de cartón para detergente, tazas y placa para platos para utilizar en horno o microondas o envases de alimentos esterilizables, pero también para papel fotográfico o aplicaciones industriales, tales como rollos de papel y envoltorios de resmas.
El procedimiento para el recubrimiento de un artículo recubierto, según la presente invención, aplicando la composición de polipropileno, tal como se ha descrito anteriormente, se caracteriza por velocidades estiramiento de 300 m/min, de manera más preferente, de 400 m/min y, de la manera más preferente, de 500 m/min con respecto al estiramiento de 10 g de capa de recubrimiento por metro cuadrado de sustrato.
De manera más preferente, el procedimiento para recubrir un artículo recubierto, según la presente invención, aplicando la composición de polipropileno, tal como se ha descrito anteriormente, se caracteriza por un estrechamiento extremadamente bajo. Este estrechamiento extremadamente bajo es aún más sorprendente independiente de la velocidad de estiramiento. Cuando la disminución es de 20 g/m2 de recubrimiento, el estrechamiento es, de manera preferente, inferior a 120 mm, de manera más preferente, inferior a 110 mm a una velocidad de estiramiento de 100 m/min. El estrechamiento es, de manera preferente, inferior a 110 mm y, de manera más preferente, inferior a 100 mm en una velocidad de estiramiento de 200 m/min. A una velocidad de estiramiento de 300 m/min, el estrechamiento es, de manera preferente, inferior a 110 mm y, de manera más preferente, inferior a 105 mm, mientras que a una velocidad de estiramiento de 400 m/min, el estrechamiento es, de
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El producto intermedio SSC-PP1 se sometió a una extrusión reactiva en línea en presencia de una composición de mezcla madre de butadieno y una composición de mezcla madre de peróxido, tal como se describe a continuación.
5 La composición de mezcla madre de dieno oligomérico utilizada fue ACCUREL® PA104 (proveedor: Membrana GmbH, Alemania) basada en el soporte de homopolímero de polipropileno altamente poroso ACCUREL® XP100-84 (proveedor: Membrana GmbH, Alemania) que tiene un contenido de vacío del 83% y una densidad aparente de 95 kg/m3. La composición de mezcla madre de peróxido utilizada fue TRIGONOX® BPIC 37.5PP-PD (proveedor: AKZO NOBEL Polymer Chemicals BV, Holanda) basada en el soporte de homopolímero de polipropileno altamente poroso
10 ACCUREL® MP100 (proveedor: Membrana GmbH, Alemania) que tiene un contenido de vacío del 78% y una densidad aparente de 130 kg/m3.
Tanto la mezcla madre de butadieno como la mezcla madre de peróxido se alimentaron a la masa fundida de polímero en el extrusor en un extrusor de doble husillo ZSK18 (Coperion GmbH, Alemania) que tenía un diámetro de 15 tambor de 18 mm y una proporción L/D de 40, equipado con un husillo de mezcla de alta intensidad que tiene tres zonas de amasado y una configuración de desgasificación en dos etapas. Se utilizó una configuración de temperaturas: 190/220/225/230/230/210/200ºC con un perfil de temperatura de fusión seleccionado con una temperatura inicial T1 = 220ºC en la zona de alimentación, una temperatura máxima T2 = 230ºC en la última zona de amasado y una temperatura final T3 = 200ºC en la zona de la matriz, definiéndose todas las temperaturas como
20 tambor. La velocidad del husillo se fijó en 300 rpm. Después de la etapa de mezcla en estado fundido, la masa fundida de polímero resultante se granuló en un granulador bajo el agua o después de la solidificación de uno o más hilos en un baño de agua en un granulador de hilos a una temperatura del agua de 40ºC. El rendimiento fue de 5 kg/h.
25 Las condiciones de reacción y los parámetros reológicos se resumen en la tabla 2.
16
Tabla 2
- Ej. 1
- Ej. 2 EC 1 EC 2 WF420 HMS##
- SSC-PP1#
- 95,7 95,1 97,7 95,1
- Reactivos y propiedades
- Mezcla madre de peróxido [% en peso] 1,0 1,6 1,0 1,0
- Mezcla madre de butadieno [% en peso]
- 3,0 3,0 1,0 2,0
- Aditivos [% en peso]
- 0,3 0,3 0,3 0,3
- Intervalo de temperatura [ºC]
- 190-230 190-230 190-230 190-230
- Velocidad del husillo [rpm]
- 300 300 300 300
- Rendimiento [kg/h]
- 5 5 5 5
- producto
- Propiedades finales
- MFR2 [g/10 min] 11 21 22 15 22
- SHF (3 / 2,5) [-]###
- 2,5 -- -- 1,8 2,9
- SHF (1 / 2,0) [-]####
- 2,0 -- -- 1,4 1,9
- Índice de gel óptico [-]
- 318 498 5.482 2.782 951
- Resistencia en estado fundido F30 [cN]
- 5,1 4,9 1,4 2,9 3,9
- Capacidad de estiramiento [mms]
- 257 278 211 241 274
# resina de polipropileno intermedia caracterizada en la tabla 1 anterior
5 ## El homopolímero HMS-PP comercial WF420HMS disponible de Borealis Polyolefine GmbH, que se produjo basándose en un homopolímero de Zn-PP, se utilizó como ejemplo comparativo.### factor de enduredimiento por deformación (SHF) medido a una velocidad de deformación de 3,0 s-1 y una deformación de Hencky de 2,5.
10 #### factor de enduredimiento por deformación (SHF) medido a una velocidad de deformación de 1,0 s-1 y una deformación de Hencky de 2,0.
Se puede observar, a partir de la tabla 2 anterior, que los ejemplos 1 y 2 preparados mediante el procesamiento reactivo en línea, según la presente invención, consiguen un polipropileno LCB con excelentes propiedades 15 globales, incluyendo una alta resistencia en estado fundido, capacidad de estiramiento, endurecimiento por deformación y adicionalmente muestran un contenido en gel muy bajo, aún no disponible para polipropileno HMS. Los valores SHF son indicativos de un alto nivel de ramificación de cadena larga, no alcanzado por las resinas comparativas, especialmente por el patrón WF420HMS utilizado hasta ahora. Debido al bajo contenido en gel, el polipropileno de la presente invención puede utilizarse directamente en el recubrimiento por extrusión o en la
20 formación de espuma por extrusión, lo cual hace que los productos sean muy rentables en dichos procedimientos.
En un procedimiento de ensayo adicional, se produjo otro homopolímero de propileno intermedio derivado de un catalizador de sitio único SSC-PP2 en una planta piloto Borstar PP en un procedimiento de polimerización de dos etapas comenzando en un reactor de bucle de fase en masa, seguido de polimerización en un reactor de fase 25 gaseosa, variando el peso molecular mediante una alimentación apropiada de hidrógeno para producir un MFR2 de 1 g/10 min. El catalizador utilizado en el procedimiento de polimerización fue un catalizador de metaloceno de sitio
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