MX2011003476A

MX2011003476A - Copolimero aleatorio con contenido mejorado de etileno.

Info

Publication number: MX2011003476A
Application number: MX2011003476A
Authority: MX
Inventors: Sehyun Kim; Ruben A Migone; Aaron Seung-Joon Rhee; Kimberly Miller Mcloughlin; Rita Majewski
Original assignee: Braskem America Inc
Priority date: 2008-10-01
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2011-04-28
Also published as: EP2334732A4; BRPI0919554B1; CL2011000732A1; WO2010039715A1; EP2334732B1; CO6362029A2; EP2334732A1; ES2431369T3; BRPI0919554A2

Abstract

Se provee una resina de polipropileno, útil para la producción de película de polipropileno biaxialmente orientado ("BOPP"); el polímero de la presente invención es una combinación de homopolímero de polipropileno de alta cristalinidad y un copolímero aleatorio (RCP) de etileno/propileno con alto contenido de etileno; la presente invención provee también un método de preparar la novedosa resina, así como una novedosa película de BOPP que comprende la resina.

Description

COPOLÍMERO ALEATORIO CON CONTENIDO MEJORADO DE ETILENO CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención está dirigida en general al campo de las resinas de polipropileno. Más específicamente, la presente invención está dirigida a un polímero que comprende el homopolímero polipropileno con alta cristalinidad y un copolímero aleatorio de etileno/propileno con alto contenido de etileno. La presente solicitud está dirigida también a métodos de preparar los mismos como composiciones novedosos, así como por ejemplo, sin limitación, película de polipropileno biaxialmente orientado ("BOPP") que comprende el polímero de la invención.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Uno de los miles de usos para el polipropileno es para la producción de películas de BOPP. Se utiliza el BOPP para producir películas tanto transparentes como opacas para numerosas aplicaciones de empaquetamiento. Para obtener una amplia aceptación comercial para aplicaciones de películas BOPP sin embargo, cierta resina de polipropileno debe proveer estiramiento uniforme bajo condiciones típicas de procesamiento de BOPP. Como era de esperar, no todas las resinas de polipropileno exhiben un comportamiento favorable bajo cargas mecánicas y térmicas del procedimiento de producción de BOPP. Una resina que tolera las condiciones de producción de BOPP es el homopolímero con alto contenido de solubles en xileno. Se puede fraccionar esta resina en tres componentes: un componente isotáctico, un componente en estereobloque y un componente atáctico.

El componente en estereobloque es cristalino y se funde a una temperatura considerablemente más baja que el componente isotáctico. El rendimiento de la resina en el procesamiento de películas, medido mediante la carga tracción de T.M. Long, está en relación recíproca con la cantidad y calidad del componente en estereobloque. Se cree también que el componente en estereobloque provee el ablandamiento que permite que se produzca la tracción en fase sólida bajo las cargas de tracción prácticas observadas en una línea de procesamiento de BOPP.

En homopolímeros con alto contenido de solubles en xileno, se crea el componente en estereobloque mediante la introducción de defectos que alteran la cristalización y proveen un componente con bajo punto de fusión. Estos defectos exponen, sin embargo, tanto la cantidad como la regularidad estereoscópica de la fase isotáctica, reduciendo la resistencia de la película. Tradicionalmente, las altas concentraciones defecto estereoscópico conducen también a altos contenidos de solubles en xileno en el polímero, lo cual reduce considerablemente la ventana de procedimiento de fabricación de resina.

Existe por lo tanto en la técnica una necesidad experimentada durante mucho tiempo, pero no satisfecha, de una resina de la clase de BOPP que mantiene la capacidad de procesamiento del homopolímero con alto contenido de solubles en xileno, pero presenta características mejoradas cuando se procesa como película de BOPP.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención provee un polímero de polipropileno, conveniente para su uso en la producción de películas de BOPP. El polímero de la invención comprende el homopolímero polipropileno, así como un copolímero aleatorio de etileno/propileno con alto contenido de etileno. El polímero de la invención comprende preferiblemente de aproximadamente 70% a aproximadamente95% en peso del homopolímero. En modalidades preferidas, el homopolímero tiene menos de 3% en peso solubles en xileno y una cristalinidad de por lo menos 55%. El polímero de la invención comprende adicionalmente de aproximadamente 5% a aproximadamente 30% en peso del copolímero aleatorio de etileno/propileno. Preferiblemente, el copolímero aleatorio de etileno/propileno contiene más de aproximadamente 7.2% a aproximadamente 15% en peso de etileno aleatorio.

La presente invención provee también un método de fabricar el polímero resultante de la invención. Preferiblemente, el método de la invención comprende homopolimerizar propileno utilizando un catalizador de Ziegler-Natta y uno o varios donadores externos. El método de preparar el polímero de la invención comprende adicionalmente copolimerizar etileno y propileno.

La presente invención enseña asimismo una película de BOPP que comprende la resina de la presente invención. La película puede ser translúcida, transparente u opaca.

En una modalidad, la invención es una composición de resina que comprende de aproximadamente 70% a aproximadamente 95% en peso de un homopolímero de polipropileno que tiene menos de 3% en peso de solubles en xileno y una cristalinidad de por lo menos 55%. La composición de resina incluye además de aproximadamente 5% a aproximadamente 30% en peso de un copolímero aleatorio de etileno/propileno que contiene de aproximadamente 7.2% a aproximadamente 15% en peso de etileno.

En una modalidad alternativa, el polímero comprende adicionalmente por lo menos un aditivo seleccionado del grupo que consiste en nucleadores, antioxidantes, neutralizantes de ácido, agentes de deslizamiento, agentes antibloqueo, agentes antiniebla, pigmentos y combinaciones de los mismos.

En otra modalidad, la invención es una composición de resina que comprende de aproximadamente 70% a aproximadamente 85% de un homopolímero de polipropileno que tiene menos de 3% en peso de solubles en xileno y una cristalinidad de por lo menos 55%. La resina incluye además de aproximadamente 15% a aproximadamente 30% en peso de un copolímero aleatorio de etileno/propileno que contiene más de aproximadamente 7.2% a aproximadamente 15% en peso de etileno.

En otra modalidad, la invención incluye un método para preparar un polímero combinado en reactor, que comprende de aproximadamente 70% a aproximadamente 95% de un homopolímero de polipropileno y de aproximadamente 5% a aproximadamente 30% en peso de un copolímero aleatorio de etileno/propileno. Preferiblemente, el copolímero aleatorio de etileno/propileno contiene más de aproximadamente 7.2% de etileno a aproximadamente 15% de etileno en peso.

El método comprende los pasos de polimerizar propileno con un sistema catalizador de Ziegler-Natta por lo menos en un reactor de lazo de fase líquida para producir dicho homopolímero; y copolimerizar propileno y etileno en por lo menos un reactor de fase gaseosa en presencia del homopolímero.

En una modalidad alternativa de este método, el método comprende adicionalmente unir con uno o más aditivos dicho polímero combinado en reactor. En otra modalidad alternativa, el catalizador de Ziegler-Natta abarca el titanio y por lo menos un donador externo.

En otra modalidad, la invención incluye un método para preparar un polímero combinado por fusión que comprende de aproximadamente 70% a aproximadamente 95% de un homopolímero de polipropileno y de aproximadamente 5% a aproximadamente30% en peso de un copolímero aleatorio de etileno/propileno. Preferiblemente, el copolímero de etileno/propileno tiene más de aproximadamente 7.2% a aproximadamente 15% de etileno en peso.

En esta modalidad, el método comprende polimerizar propileno con un sistema catalizador de Ziegler-Natta en por lo menos un reactor de lazo de fase líquida para producir el homopolímero; copolimerizar propileno y etileno con un sistema catalizador de Ziegler-Natta en por lo menos un reactor de fase gaseosa para producir el copolímero de etileno/propileno, y combinar por fusión el homopolímero y el copolímero.

En una modalidad alternativa de este método, el método comprende adicionalmente combinar por fusión uno o más aditivos con dicho homopolímero y dicho copolímero.

En otra modalidad alternativa de este método, el catalizador de Ziegler-Natta comprende titanio y por lo menos un donador externo.

En otra modalidad, la invención provee una película de polipropileno biaxialmente orientado que comprende un polímero. El polímero comprende de aproximadamente 70% a aproximadamente 95% en peso de un homopolímero de polipropileno que tiene menos de 3% en peso de solubles en xileno y una cristalinidad de por lo menos 55%. El polímero incluye adicionalmente de aproximadamente 5% a aproximadamente 30% en peso de un copolímero aleatorio de etileno/propileno que contiene más de aproximadamente 7.2% a aproximadamente 15% en peso de etileno.

En otra modalidad, la película biaxialmente orientada tiene una temperatura de procesamiento ideal de aproximadamente 164.4°C.

En otra modalidad, la película biaxialmente orientada tiene una turbidez de aproximadamente 0.57%.

En otra modalidad, la película biaxialmente orientada tiene un porcentaje de transmitancia mayor a 90%.

En otra modalidad, la película biaxialmente orientada tiene una transparencia mayor a 95%.

En otra modalidad, el polímero que comprende la película biaxialmente orientada comprende adicionalmente por lo menos un aditivo seleccionado del grupo que consiste en nucleadores, antioxidantes, neutralizantes de ácido, agentes de deslizamiento, agentes antibloqueo, agentes antiniebla, pigmentos y combinaciones de los mismos.

En otra modalidad de la invención, la película orientada biaxialmente puede ser transparente. En otra modalidad de la invención, la película orientada biaxialmente puede ser opaca.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La figura 1 representa las ventanas de procedimiento para los polímeros C, "75/25" y FF029A.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El polímero de acuerdo con la presente invención es una combinación de homopolímero de polipropileno con alta cristalinidad y un copolímero aleatorio de etileno/propileno con alto contenido de etileno. Se puede producir la combinación ya sea mediante combinación por fusión o mediante un procedimiento en reactor.

Como resina de la clase de película de BOPP con alto contenido de solubles en xileno, el polímero de la invención se fracciona en tres componentes: un componente isotáctico; un componente en estereobloque; y un componente atáctico. A diferencia del homopolímero con alto contenido de solubles en xileno sin embargo, el componente isotáctico del polímero de la invención es más cristalino.

La fracción de estereobloque del polímero de la invención es igualmente cristalina, pero tiene una temperatura de fusión más baja que la del componente en estereobloque de la resina de la clase de película de BOPP con alto contenido de solubles en xileno. La combinación de la mayor cristalinidad de la fracción isotáctico y la menor temperatura de fusión de la fracción de estereobloque del polímero de la invención en comparación con el homopolímero estándar de la clase de película BOPP imparte propiedades físicas realzadas de los productos que comprenden la resina, mientras mantienen simultáneamente la capacidad de procesamiento de la resina. Ejemplos de propiedades mejoradas de los productos que comprenden la resina incluyen, sin limitación, mayor módulo de tensión de la película.

Otra característica del polímero de la invención es el carácter aleatorio de la dispersión de etileno en todo el copolímero aleatorio. En general, el etileno en un copolímero aleatorio de la presente invención tiende a ser más aleatorio que no. Por ejemplo, en una modalidad de un polímero de la presente invención en donde el etileno en el copolímero aleatorio es de aproximadamente 8% en peso, el número de inserciones de etileno triples y dobles es en cada caso de aproximadamente 7% molar en el polímero de la invención. Las inserciones individuales en esta modalidad representan por lo tanto aproximadamente 66% molar de todo el etileno del polímero de la invención. Sin desear estar limitados por alguna teoría en particular, se cree que el alto porcentaje de inserciones individuales de etileno en el copolímero aleatorio de etileno/propileno contribuye a las propiedades únicas del polímero de la invención.

La patente de Estados Unidos 5,460,884 de Kobylivker describe una composición que comprende un homopolímero y copolímero aleatorio en bloque de etileno/propileno. La patente describe el copolímero aleatorio en bloque que comprende 3% de etileno aleatorio y aproximadamente 9% de etileno en bloque, para un total de aproximadamente 12% de contenido de etileno. Aunque estos valores parecen estar dentro del intervalo descrito en la actualidad, un nuevo análisis de la descripción de la patente 5,460,884, particularmente el espectro de RMN incluido como figura 1 de esa patente, muestra que el copolímero en bloque de etileno/propileno contiene casi 20% de etileno y es mucho fraccionado, es decir contiene más inserciones de etileno triples y dobles, de lo aleatorio que es.

Se puede preparar el polímero de la invención como una combinación en reactor, caso en el cual el copolímero ha sido polimerizado en presencia del homopolímero. Alternativamente, se puede preparar el homopolímero y el copolímero por separado y unir (combinar por fusión) después de la polimerización. Se pueden producir el homopolímero y el copolímero en uno o más reactores de fase de gas, líquido o suspensión acuosa. Preferiblemente, se prepara el homopolímero en uno o más reactores (líquidos) de lazo y se prepara el copolímero en uno o más reactores de fase gaseosa. Cuando se utiliza más de un reactor para una polimerización dada, se puede utilizar el reactor adicional en paralelo o en serie con el reactor anterior. Preferiblemente, cuando se utiliza más de un reactor para una polimerización dada, los reactores están en serie. Aunque los solicitantes prefieren reactores de lazo y fase gaseosa para el procedimiento descrito, se cree que el uso de otros tipos de reactores para un paso dado de polimerización está dentro del alcance de la invención.

El polímero de la invención comprende preferiblemente de aproximadamente 70% a aproximadamente 95% en peso de un homopolímero de polipropileno. En una modalidad, la mezcla comprende de aproximadamente 75% a aproximadamente 90% de homopolímero de propileno. En otra modalidad, la mezcla comprende de aproximadamente 80% a aproximadamente 95% de homopolímero.

En modalidades preferidas, el homopolímero polipropileno tiene menos de aproximadamente 3% en peso de solubles en xileno, medidos por ASTM 5492. En otra modalidad, los solubles en xileno son menos de aproximadamente 2%. En otra modalidad alternativa, los solubles en xileno son menores a aproximadamente 1 %.

Preferiblemente, el homopolímero tiene una cristalinidad de por lo menos aproximadamente 55% medido por calorimetría diferencial de barrido ("DSC"). Más preferiblemente aún, el homopolímero tiene una cristalinidad de por lo menos aproximadamente 57%. Preferiblemente, el homopolímero tiene una cristalinidad de por lo menos aproximadamente 59% por DSC. Los valores de DSC se basan en un total de calor de fusión de 165 joules/gramo para el 100% de polipropileno cristalino de acuerdo con B. Wunderlich, Macromolecular Physics, Volume 3, Crystal Melting, Academic Press, New York, 1980, pág. 63.

El homopolímero de la invención está caracterizado además por una temperatura de fusión mayor a aproximadamente 155°C. Más preferiblemente, el homopolímero tiene una temperatura de fusión mayor a aproximadamente 160°C. Más preferiblemente aún, el homopolímero tiene una temperatura de fusión mayor a aproximadamente 162°C. Muy preferiblemente, el homopolímero tiene una temperatura de fusión mayor a aproximadamente 164°C.

La isotacticidad quíntuple de la fracción insoluble en xileno del homopolímero, medida por l3a por lo menos aproximadamente 95%. Más preferiblemente, la isotacticidad quíntuple es mayor a aproximadamente 96%. Más preferiblemente aún, la isotacticidad quíntuple de la fracción insoluble en xileno es mayor a aproximadamente 97%.

El polímero de la invención comprende adicionalmente de aproximadamente 5% a aproximadamente 30% en peso de un copolímero aleatorio de etileno/propileno con alto contenido de etileno. En una modalidad, el polímero de la invención comprende de aproximadamente 10% aproximadamente 25% de copolímero. En otra modalidad, el polímero de la invención comprende de aproximadamente 15% a aproximadamente 20% de copolímero .

Preferiblemente, el contenido de etileno del copolímero aleatorio de etileno/propileno es mayor a aproximadamente 7.2% a aproximadamente 15% en peso de etileno. En ciertas modalidades, el copolímero puede contener aproximadamente 7.5% del etileno. En otra modalidad, el copolímero puede contener aproximadamente 8% de etileno. En otra modalidad, el copolímero puede contener aproximadamente 9% de etileno. En otra modalidad, el copolímero puede contener aproximadamente 10% de etileno. En otra modalidad, el copolímero puede contener aproximadamente 11 % de etileno. En otra modalidad, el copolímero puede contener aproximadamente 12% de etileno. En otra modalidad, el copolímero puede contener aproximadamente 13% de etileno. En otra modalidad, el copolímero puede contener aproximadamente 14% de etileno. En otra modalidad, el copolímero puede contener aproximadamente 15% de etileno.

Se puede producir el polímero de la invención con un índice de flujo masa fundida (MFR) en cualquier valor en el intervalo de aproximadamente 0.2 g/10 minutos a aproximadamente 100 g/10 min. En modalidades preferidas, el polímero de la invención tiene preferiblemente un MFR menor a aproximadamente 5 g/10 min, pero más de aproximadamente 1 g/10. Más preferiblemente, el MFR del polímero de la invención es menor a 4 g/10 min, pero más de 1 g/10 min. El MFR del polímero de la invención puede ser, sin embargo, menor a 3 g/10 min, pero más de 1 g/10 min.

Para las películas orientadas biaxialmente ("BOPP"), el flujo de masa fundida del polímero de la invención es preferiblemente de aproximadamente 2 g/10 minutos a aproximadamente 4 g/10 minutos. En otra aplicación de la película, el flujo de masa fundida puede ser de aproximadamente 4 g/10 minutos a aproximadamente 6 g/10 minutos. Todavía en otra aplicación de la película, el flujo de masa fundida puede ser de aproximadamente 6 g/10 minutos a aproximadamente 12 g/10 minutos. Para el moldeo por inyección o la hilatura de fibra, el flujo de masa fundida del polímero es preferiblemente de aproximadamente 12 g/10 minutos a aproximadamente 100 g/10 minutos.

Se puede controlar el MFR del polímero de la invención a través de la adición o sustracción de hidrógeno a partir de un proceso de polimerización dado. Como alternativa, o junto con el control del MFR del hidrógeno, se puede alcanzar el MFR deseado por medio de reología controlada (reducción de viscosidad) mediante la adición de una cantidad apropiada de un peróxido adecuado.

Los solubles generales en xileno para el polímero de la invención son preferiblemente menores a aproximadamente 4% en peso. Preferiblemente, los solubles en xileno del polímero de la invención son menores a aproximadamente 3% en peso. Más preferiblemente aún, los solubles en xileno son menores a aproximadamente 2% en peso.

En ciertas modalidades, el contenido de etileno general del polímero de la invención es de aproximadamente 1.5% en peso. En otras modalidades, el contenido de etileno del polímero de la invención es de aproximadamente 1.2% en peso. Todavía en otras modalidades, el contenido de etileno del polímero de la invención es de aproximadamente 0.9% en peso. En otra modalidad, el contenido de etileno del polímero invención es de aproximadamente 0.6 a aproximadamente 0.7% en peso.

La cristalinidad total del polímero de la invención, según se determina por DSC, de acuerdo con el procedimiento indicado anteriormente en la presente, es mayor a por lo menos aproximadamente 50%. Más preferiblemente sin embargo, la cristalinidad es mayor a por lo menos aproximadamente 55%. En otra modalidad, la cristalinidad es mayor a por lo menos aproximadamente 58%. En otra modalidad, la cristalinidad es mayor a por lo menos aproximadamente 59%.

El polímero de la invención se funde a una temperatura mayor a aproximadamente 155°C. Más preferiblemente, el polímero de la invención tiene una temperatura de fusión mayor a aproximadamente 160°C. Más preferiblemente aún, el polímero de la invención tiene una temperatura de fusión mayor a aproximadamente 162°C. Muy preferiblemente, el polímero de la invención tiene una temperatura de fusión mayor a aproximadamente 164X.

El isotacticidad quíntuple, según se mide por 13C RMN, de la fracción insoluble en xileno del polímero de la invención es preferiblemente mayor a aproximadamente 94%. Más preferiblemente aún, la isotacticidad quíntuple es mayor a aproximadamente 95%.

El polímero de la invención puede comprender adicionalmente uno o más aditivos seleccionados del grupo que consiste en clarificadores, nucleadores, recolectores de residuos de ácido (o neutralizadores), antioxidantes, agentes de deslizamiento o de liberación de molde, agentes antiestáticos, agentes antibloqueo, agentes antiniebla, pigmentos y peróxido. Se introducen típicamente estos aditivos al polímero de la invención durante una etapa de extrusión/procesamiento, tanto para los materiales combinados en reactor como los combinados por fusión. Está dentro de la capacidad del experto en la técnica determinar la cantidad apropiada de un aditivo determinado que se ha de añadir al polímero de la invención.

Se puede preparar el polímero de la invención bien por medio de la combinación en reactor o por medio de la combinación por fusión. Preferiblemente, se produce el polímero de la invención por medio de la combinación en reactor.

Ya sea en un procedimiento de combinación por fusión o combinación en reactor, se produce el homopolímero preferiblemente en uno o más reactores de lazo de fase líquida. Se puede prepara el homopolímero, sin embargo, en uno o más reactores del tipo de suspensión acuosa o en uno o más reactores de fase gaseosa. Cuando se utiliza más de un reactor, los reactores están preferiblemente en serie. En todos los casos, se produce el homopolímero mediante un sistema catalizador Ziegler-Natta (ZN) que comprende el titanio y un donante de electrones externos. Se mantiene el reactor o los reactores de homopolimerización preferiblemente de aproximadamente 65°C a aproximadamente 80°C durante toda la homopolimerización, muy preferiblemente a aproximadamente 70°C.

Para preparar un polímero de la invención combinado en reactor, se pasa el homopolímero producido en uno o más reactores de fase líquida, junto con el catalizador activo de la homopolimerización, a un reactor de fase gaseosa.

En el reactor de fase gaseosa, se introducen el etileno y el propileno en el reactor para producir y mantener una atmósfera en donde el etileno está presente de aproximadamente 2 a aproximadamente 6% molar en función del número total de moles de monómeros de etileno y propileno presentes. Preferiblemente, el contenido de etileno del reactor de fase gaseosa se mantiene en aproximadamente 3 de 4% molar en función del número total de moles de monómeros de etileno y propileno presentes. Preferiblemente, el contenido de etileno del primer reactor de fase gaseosa se mantiene en aproximadamente 3.5% en función del número total de moles de monómero de etileno y propileno presentes. Se opera el reactor de aproximadamente 70°C a aproximadamente 100°C. Se introduce el hidrógeno en el reactor de tal manera que se controle la relación molar del hidrógeno al etileno para obtener el flujo de masa fundida que se desea.

Después de copolimerización, se puede pasar la mezcla de polímero resultante a un segundo reactor de fase gaseosa para una segunda copolimerización. En el segundo reactor de fase gaseosa, si se utiliza, se introducen el etileno y el propileno en el reactor para producir y mantener una atmósfera en donde el etileno está presente de aproximadamente 2 a aproximadamente 6% molar en función del número total de moles de monómeros de etileno y propileno presentes. Preferiblemente, se mantiene el contenido de etileno del reactor de fase gaseosa de aproximadamente 3 a aproximadamente 4% molar en función del número total de moles de monómeros de etileno y propileno presentes y se opera el reactor de aproximadamente 90°C a 100°C. Se introduce el hidrógeno en el reactor de tal manera que se controle la relación molar del hidrógeno al etileno para obtener el flujo de masa fundida que se desea.

En el procedimiento eh reactor descrito anteriormente, trata de las reacciones de copolimerización homopolimerización como si cada una tuviera lugar en una serie de reactores. Está dentro del alcance de esta invención, sin embargo, que la homopolimerización tenga lugar en un reactor, seguida por la copolimerización que tiene lugar en un segundo reactor de tal manera que se utilizan sólo dos reactores para todo el procedimiento.

Una vez que ha concluido la polimerización, se aisla el polímero de la invención de la mezcla de reacción para su posterior procesamiento. Específicamente, y como se ha señalado anteriormente, se pueden añadir uno o más de una serie de aditivos al polímero de la invención en un paso de unión. Enseguida de la unión, el polímero de la invención es transformado en pellas y procesado como producto final, tal como una película de BOPP.

Para la preparación de un polímero de la invención combinado por fusión, el homopolímero producido de acuerdo con el procedimiento señalado anteriormente se combina por fusión con copolímero aleatorio. Se produce el copolímero aleatorio de acuerdo con el procedimiento establecido anteriormente, excepto que no hay presente homopolímero en el reactor de copolímero. Al igual que con la variación combinada en reactor, el polímero de la invención combinado por fusión se puede unir con uno o más aditivos diferentes. Enseguida de combinar por fusión y unir, el polímero de la invención es transformado en pellas y procesado como producto final, tal como una película de BOPP.

La película de BOPP preparada a partir del polímero de la invención exhibe típicamente características de procesamiento casi idénticas a las de las resinas estándar de la clase de BOPP. A diferencia de las resinas de la clase de BOPP sin embargo, una película de BOPP preparada a partir del polímero de la presente invención exhibe inesperadamente propiedades físicas mejoradas.

En una modalidad preferida, una película de BOPP que comprende el polímero de la invención exhibe un valor de turbidez de aproximadamente 0.6%. Los valores de turbidez de una película que comprende el polímero de la invención puede variar, sin embargo, de aproximadamente 0.5% a aproximadamente 2.0% de tal manera que la turbidez puede ser de aproximadamente 0.5%, aproximadamente 0.6%, aproximadamente 0.7%, aproximadamente 0.8%, aproximadamente 0.9%, aproximadamente 1.0 %, aproximadamente 1.1 %, 1.2%, aproximadamente 1 .3%, aproximadamente 1.4%, 1.5%, aproximadamente 1.6%, aproximadamente 1.7%, aproximadamente 1.8%, aproximadamente 1.9% o aproximadamente 2.0%.

Preferiblemente, el porcentaje de transmitancia de la película es mayor a aproximadamente 90%. Este valor puede variar, sin embargo, de aproximadamente 85% a aproximadamente 100% de tal manera que el porcentaje de transmitancia puede ser por lo menos aproximadamente 85%, aproximadamente 86%, aproximadamente 87%, aproximadamente 88%, aproximadamente 89%, aproximadamente 90%, aproximadamente 91 %, aproximadamente 92%, aproximadamente 93%, aproximadamente 94%, aproximadamente 95%, aproximadamente 96%, aproximadamente 97%, aproximadamente 98%, o por lo menos aproximadamente 99%, dependiendo de la opacidad o la transparencia deseada.

En una modalidad preferida, la película de BOPP de la invención tiene una transparencia de por lo menos aproximadamente 95%. Este valor de transparencia puede variar, sin embargo, de aproximadamente 93% a aproximadamente 99% de tal manera que la transparencia de la película de BOPP puede ser de aproximadamente 93%, aproximadamente 94%, aproximadamente 95%, aproximadamente 96%, aproximadamente 97%, aproximadamente 98% o aproximadamente 99%. Se midió la turbidez y la transparencia usando un BYK-Gardner Haze Gard Plus.

El polímero de la invención que se optimiza para la producción de películas transparentes u opacas se puede preparar variando la tacticidad del componente de homopolímero de propileno y el contenido de etileno del copolímero aleatorio. Se pueden producir también películas opacas mediante un procedimiento conocido como cavitado o cavitación. En la cavitación, se dispersa un agente de cavitación orgánico o inorgánico dentro de la matriz del polímero de la invención antes de estirar. La presencia del agente de cavitación en la matriz durante el estiramiento induce la formación de huecos o cavidades. Después de estirar, los huecos difunden la luz que pasa a través de la película, haciendo que la película parezca opaca. La cavitación puede ocurrir en ausencia de un agente de cavitación, pero es inducida en general mediante la adición de un agente de cavitación. Los agentes de cavitación típicos incluyen, sin limitación, tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno y carbonato de calcio.

Además de lo anterior, la película de BOPP de la invención exhibe excelentes propiedades mecánicas. Por ejemplo, una película de BOPP de la invención exhibe preferiblemente un módulo TD mayor a 56,240 kg/cm2. En ciertas modalidades, el módulo TD es mayor a aproximadamente 57,975 kg/cm2. En otras modalidades, el módulo TD es mayor a aproximadamente 59,755 kg/cm2. De manera similar, una película de BOPP de la presente invención exhibe excelentes valores de módulo MD. Preferiblemente, el módulo MD de la película es mayor a aproximadamente 28,128 kg/cm2. En ciertas modalidades, el módulo MD puede ser mayor a aproximadamente 28,472 kg/cm2. En otras modalidades, el módulo MD puede ser mayor a aproximadamente 28,823 kg/cm2. En otras modalidades, el módulo MD puede ser mayor a 29,878 kg/cm2. En otra modalidad, el módulo MD puede ser mayor a aproximadamente 31 ,635 kg/cm2.

Las películas de BOPP que comprenden el polímero ideado de la invención pueden ser preparadas de acuerdo a cualquier procedimiento comercial conocido para producir películas que comprendan resinas estándar de la clase de BOPP. Dos procedimientos comerciales usuales incluyen el procedimiento con marco de rama tensora y el procedimiento de "burbuja" o película soplada.

En un procedimiento típico con marco de rama tensora, se suministra el polímero fundido a un molde de ranura plana, del cual se extrude una hoja o película fundida. Se transporta luego esta hoja o película fundida a un rodillo de enfriamiento donde se enfría a una temperatura adecuada. Se transporta luego la hoja o película fundida a un rodillo de precalentamiento, donde se calienta a una temperatura adecuada de estiramiento.

Una vez a la temperatura, la hoja o película fundida está sujeta a estiramiento. Se estira la hoja o película fundida por primera vez en la "dirección de la máquina." Se realiza el estiramiento en la dirección de la máquina mediante un par de rodillos, en serie. El primer rodillo gira a una velocidad de entre un cuarto y un octavo de la velocidad del segundo rodillo. La diferencia de velocidad entre los dos rodillos causa un estiramiento de 4-8 veces de la hoja o película fundida, cuando la hoja o película fundida pasa a través de la secuencia de rodillos.

Después de estirar en la dirección de la máquina, se transporta la película a un horno que calienta la película a una temperatura adecuada para el estiramiento en un marco de rama tensora dispuesto dentro del horno. Una vez que la película está a la temperatura, la película está sujeto a un estiramiento en la dirección transversal, es decir perpendicular a la dirección de la máquina. La película se estira cuando una pluralidad de sujetadores de rama tensora están unida a los lados opuestos de la película y se aplica una fuerza a los sujetadores. Una vez estirada, se puede recocer la película.

En el procedimiento de burbuja o película soplada, los pasos típicos incluyen extrudir el polímero fundido a través de una boquilla anular. Luego de enfría rápidamente el producto de extrusión en agua para formar un tubo calibrado. Se transporta luego el tubo a una torre de orientación donde se aprieta un extremo del tubo con una primera pinza de estiramiento para producir un sello hermético al aire. Se calienta el tubo parcialmente cerrado y se infla con aire a alta presión para formar una burbuja de gran diámetro. La burbuja orienta la película en la dirección transversal. Al mismo tiempo, se estira la burbuja en la dirección de la máquina. La burbuja orientada es aplastada luego por uno o más rodillos convergentes. Después de haber sido aplastada, la película de BOPP es recocido y cortada en dos bandas. Por último, cada banda es tratada con corona o llama y enrollada para su almacenamiento.

Los expertos en la técnica reconocerán que estos ejemplos de marco de rama tensora y procedimiento de burbuja son solamente con propósitos ilustrativos. Las variaciones de cualquiera de los procedimientos están dentro del conocimiento den experto en la técnica y se considera que están dentro del alcance de la presente invención. Por otra parte, las películas producidas mediante el uso del polímero ideado de la invención no están limitadas a los producidos ya sea mediante el procedimiento de marco de rama tensora o el de burbuja.

EJEMPLOS Se prepararon dos lotes del polímero de la invención (en una combinación en reactor) utilizando los parámetros, P1 y P2, expuestos en el cuadro 1. Para cada polimerización, se preparó homopolímero de alta cristalinidad, H, en dos reactores de lazo de fase líquida (LRx1 y LRx2 en la cuadro 1) en serie usando un catalizador de Ziegler-Natta y un donante externo. Se introdujeron luego homopolímero y el catalizador activo en un primer reactor de fase gaseosa (reactor de fase gaseosa 1 ) para la copolimerización. Al terminar, se transfirió la mezcla de reacción a un segundo reactor de fase gaseosa (reactor de fase gaseosa 2) para su posterior copolimerización.

CUADRO 1 Dos muestras de homopolímero H, H1 y H2, producido de acuerdo con los parámetros P1 y P2, respectivamente, fueron analizados antes de la copolimerización. Las propiedades de los homopolímeros están mostradas en el cuadro 2. El cuadro 2 muestra también las propiedades de los polímeros de la invención B1 y B2 que resultaron después de la segunda copolimerización.

CUADRO 2 * Por 3C NMR ** De una diferencia de masa del procedimiento de fabricación.

*** Del cálculo de la diferencia de masa usando el contenido de C2 polímero y el contenido de C2 en el copolimero.

Se mezclaron posteriormente las muestras B1 y B2 y se unieron con un paquete de aditivos para dar material formulado, C. Se comparó luego el material C con otras dos resinas: 1) un compuesto combinado por fusión que comprende 75% C y 25% H ("75/25"); y 2) Sunoco FF029A polímero, una resina de la clase de BOPP. Las propiedades de C, 75/25, y FF029A están mostradas en el cuadro 3.

CUADRO 3 * Valor calculado.

Para una mayor comparación, cada uno de los compuestos C, 75/25, y FF029A fue extrudido y formado como hojas fundidas de aproximadamente 610 pm de grosor y 27.94 cm de ancho. En este procedimiento, la masa fundida de polímero extrudida fue apagada en un rodillo de enfriamiento mantiene a 21.1 °C. Las hojas fueron procesadas luego a mayor grado formado una película que tiene un ancho de 1.52 m y un grosor de salida de aproximadamente 17.78 pm usando una relación de tracción de 5.0 x 8.0 (MD x TD). Todas as condiciones de procesamiento están mostradas en el cuadro 4.

CUADRO 4 Extrusión y condiciones del procedimiento de línea de rama tensora El cuadro 5 muestra las propiedades de las películas resultantes. Se generaron valores del módulo de tensión a la temperatura ideal de procesamiento de los productos. Se considera que las temperaturas de procedimiento ideales son el centro de la ventana de procedimiento de un producto en donde el extremo inferior de la ventana de procedimiento está determinado por roturas de la banda y el extremo superior de la ventana de procedimiento está determinado por la alta turbidez. Las ventanas de procesamiento para C, 75/25 y FF029A están mostradas en la figura 1.

CUADRO 5 Propiedades físicas Estos ejemplos demuestran que el polímero de la invención es un sustituto listo para la resina estándar de la clase de BOPP, que provee rendimiento mejorado en forma de resistencia mejorada en ambos módulos de MD y TD, sin sacrificar la capacidad de procesamiento.

Se ha descrito así la presente invención en términos generales con referencia a ejemplos específicos. Los expertos en la técnica reconocerán que la invención no está limitada a las modalidades específicas que se describen en los ejemplos. Los expertos en la técnica comprenderán el alcance total de la invención a partir de las reivindicaciones adjuntas.

Todas las referencias contenidas en la presente están incorporadas por referencia en su totalidad.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Una composición de la resina que comprende: a. de aproximadamente 70% a aproximadamente 95% en peso de un homopolímero de polipropileno, dicho homopolímero de polipropileno teniendo menos de 3% en peso de solubles en xileno y una cristalinidad de por lo menos 55%, y b. de aproximadamente 5% a aproximadamente 30% en peso de un copolímero aleatorio de etileno/propileno, dicho copolímero aleatorio de etileno/propileno conteniendo más de aproximadamente 7.2% a aproximadamente 15% en peso de etileno.

2 - El polímero de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el polímero comprende adicionalmente por lo menos un aditivo seleccionado del grupo que consiste en nucleadores, antioxidantes, neutralizantes de ácido, agentes de deslizamiento, agentes antibloqueo, agentes antiniebla, pigmentos y combinaciones de los mismos.

3.- Una composición de resina que comprende: a. de aproximadamente 70% a aproximadamente 85% de un homopolímero de polipropileno que tiene menos de 3% en peso de solubles en xileno y una cristalinidad de por lo menos 55%, y b. de aproximadamente 15% a aproximadamente30% en peso de un copolímero aleatorio de etileno/propileno, dicho copolímero aleatorio de etileno/propileno conteniendo más de aproximadamente 7.2% a aproximadamente 5% en peso de etileno.

4. - El polímero de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque el polímero comprende adicionalmente por lo menos un aditivo seleccionado del grupo que consiste en nucleadores, antioxidantes, neutralizantes de ácido, agentes de deslizamiento, agentes antibloqueo, agentes antiniebla, pigmentos y combinaciones de los mismos.

5. - Un método para preparar un polímero combinado en reactor que comprende de aproximadamente 70% a aproximadamente 95% de un homopolímero de polipropileno y de aproximadamente 5% a aproximadamente 30% en peso de un copolímero aleatorio de etileno/propileno que comprende más de aproximadamente 7.2% a aproximadamente 15% en peso de etileno, dicho método comprendiendo: a. polimerizar propileno con un sistema catalizador de Ziegler-Natta en por lo menos un reactor de lazo de fase líquida para producir dicho homopolímero, y b. copolimerizar propileno y etileno en por lo menos un reactor de fase gaseosa en presencia de dicho homopolímero.

6. - Un método para preparar un polímero combinado por fusión que comprende de aproximadamente 70% a aproximadamente 95% de un homopolímero de polipropileno y de aproximadamente 5% a aproximadamente 30% en peso de un copolímero aleatorio de etileno/propileno que comprende más de aproximadamente 7.2% a aproximadamente 15% en peso de etileno, dicho método comprendiendo: a. polimerizar propileno con un sistema catalizador de Ziegler-Natta en por lo menos un reactor de lazo de fase líquida para producir dicho homopolímero; b. copolimerización de propileno y etileno con un sistema catalizador de Ziegler-Natta en por lo menos un reactor de fase gaseosa para producir dicho copolímero de etileno/propileno, y c. combinar por fusión dicho homopolímero y dicho copolímero.

7. - El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque comprende adicionalmente unir dicho polímero combinado en reactor con uno o más aditivos.

8. - El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque comprende adicionalmente combinar por fusión uno o más aditivos con dicho homopolímero y dicho copolímero.

9. - El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque dicho catalizador Ziegler-Natta comprende titanio y por lo menos un donador externo.

10.- El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque dicho catalizador Ziegler-Natta comprende titanio y por lo menos un donador externo.

1 1.- Una película de polipropileno biaxialmente orientado que comprende un polímero, dicho polímero comprendiendo: a. de aproximadamente 70% a aproximadamente 95% en peso de un homopolímero de polipropileno, dicho homopolímero de polipropileno teniendo menos de 3% en peso de solubles en xileno, y una cristalinidad de por lo menos 55%, y b. de aproximadamente 5% a aproximadamente 30% en peso de un copolímero aleatorio de etileno/propileno, dicho copolímero aleatorio de etileno/propileno conteniendo más de 7.2% a aproximadamente 15% en peso de etileno.

12. - La película biaxialmente orientada de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizada además porque la temperatura de procesamiento ideal es de aproximadamente 164.4X.

13. - La película biaxialmente orientada de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizada además porque la turbidez es de 0.57.

14. - La película biaxialmente orientada de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizada además porque el porcentaje de transmitancia es mayor a aproximadamente 90%.

15. - La película biaxialmente orientada de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizada además porque la transparencia es mayor a aproximadamente 95%.

16.- La película biaxialmente orientada de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizada además porque el polímero comprende adicionalmente por lo menos un aditivo seleccionado del grupo que consiste en nucleadores, antioxidantes, neutralizantes de ácido, agentes de deslizamiento, agentes antibloqueo, agentes antiniebla, pigmentos y combinaciones de los mismos.

17. - El método de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque dicha película es opaca.

18. - El método de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque dicha película es transparente.