ES2562404T3 - Poliolefina extrudida para la fabricación de material celular - Google Patents

Poliolefina extrudida para la fabricación de material celular Download PDF

Info

Publication number
ES2562404T3
ES2562404T3 ES06002368.6T ES06002368T ES2562404T3 ES 2562404 T3 ES2562404 T3 ES 2562404T3 ES 06002368 T ES06002368 T ES 06002368T ES 2562404 T3 ES2562404 T3 ES 2562404T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
polypropylene
linear polypropylene
extruded
extruded linear
foam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES06002368.6T
Other languages
English (en)
Inventor
Bo Malm
Manfred Stadlbauer
Rick Folland
Paul Demink
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Borealis Technology Oy
Original Assignee
Borealis Technology Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Borealis Technology Oy filed Critical Borealis Technology Oy
Application granted granted Critical
Publication of ES2562404T3 publication Critical patent/ES2562404T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/122—Hydrogen, oxygen, CO2, nitrogen or noble gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/14—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent organic
    • C08J9/141—Hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/16—Elastomeric ethene-propene or ethene-propene-diene copolymers, e.g. EPR and EPDM rubbers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2201/00—Foams characterised by the foaming process
    • C08J2201/02—Foams characterised by the foaming process characterised by mechanical pre- or post-treatments
    • C08J2201/03—Extrusion of the foamable blend
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00—Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/02—Organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials
    • C08L2666/04—Macromolecular compounds according to groups C08L7/00 - C08L49/00, or C08L55/00 - C08L57/00; Derivatives thereof
    • C08L2666/06—Homopolymers or copolymers of unsaturated hydrocarbons; Derivatives thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Polipropileno lineal extrudido que tiene a) un MFR2, medido según la norma ISO 1133 bajo una carga de 2,16 kg a 230ºC, de 0,01 a 1,00 g/10 min y b) un índice de espumabilidad (FN) de más de 0,25 N, definiéndose el índice de espumabilidad por la integral,**Fórmula** en la que l es la relación de alargamiento y F es la fuerza en cN, registrada en función de la relación de alargamiento λ, y c) un índice de ramificación g' de 0,95 a 1,00.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
DESCRIPCION
Poliolefina extrudida para la fabricacion de material celular
La presente invencion se refiere a polipropileno lineal extrudido, en particular perlas de polipropileno lineal extrudido adecuadas para aplicaciones de espuma tecnica y envasado protector. Ademas, la presente invencion se refiere a la utilizacion del polipropileno lineal extrudido para articulos espumados.
En los ultimos anos, se han realizado esfuerzos para sustituir los productos de poliestireno espumado por productos de polipropileno espumado. Es conocido que los productos de polipropileno espumado poseen caracteristicas de inercia quimica, resistencia al calor, rigidez y resistencia al impacto muy superiores a las del poliestireno espumado. Por lo tanto, existe una creciente demanda que utiliza polipropileno espumado en sectores de aplicacion donde el poliestireno espumado no puede utilizarse o en sectores donde el poliestireno espumado se utiliza ampliamente, tales como por ejemplo en aislamiento y en envasado, pero no satisface completamente las demandas de las utilizaciones en terminos de rendimiento. Para la aplicacion de espuma tecnica y el envasado protector, los requisitos naturales para los polimeros utilizados son su espumabilidad, elevada rigidez y elevada resistencia al impacto. Un requisito esencial para que una poliolefina extrudida alcance estos requisitos deseados es una densidad relativamente baja de los productos espumados. Especialmente, se consiguen articulos espumados con una elevada resistencia al impacto y que son simultaneamente bastante ligeros en casos donde estos productos tienen solamente una estructura de celula cerrada. Existe un prejuicio en la bibliografia de que estos productos solamente pueden conseguirse cuando la poliolefina extrudida utilizada tiene una elevada resistencia en fundido, tal como se describe, por ejemplo, en los documentos EP1323779 A, US A 5929127, JPS 58129025 o JPH 0350245.
Por lo tanto, el objetivo de la presente invencion es dar a conocer un polipropileno lineal extrudido adecuado para aplicaciones de espuma tecnica y envasado protector que sea una alternativa a los productos conocidos, caracterizados por una elevada resistencia en fundido.
El descubrimiento de la presente invencion es dar a conocer un polipropileno lineal extrudido con un elevado indice de espumabilidad.
Por lo tanto, la presente invencion se refiere a un polipropileno lineal extrudido que tiene
a) un MFR2 de 0,01 a 1,00 g/10 min y
b) un indice de espumabilidad (FN) de mas de 0,25 N, definiendose el indice de espumabilidad por la integral,
Xmax
Jf • <a,
, en la que X es la relacion de alargamiento y F es la fuerza en cN, registrada en funcion de la relacion de alargamiento X, y
c) un indice de ramificacion g’ de 0,95 a 1,00.
Sorprendentemente, se ha descubierto que dicho polipropileno lineal extrudido posee una buena espumabilidad, elevada rigidez y elevada resistencia al impacto.
Se ha descubierto, en particular, que existe una correlacion entre la densidad de espuma minima y el indice de espumabilidad FN, es decir, con un elevado indice de espumabilidad, pueden obtenerse articulos de muy baja densidad de espuma (vease la figura 2).
El indice de espumabilidad se determina a partir del area bajo la curva de Rheotens, es decir, la integral definida por la fuerza dada en cN en funcion de la relacion de alargamiento X. La prueba de Rheotens, tal como se utiliza para la presente invencion, para obtener la curva de Rheotens tal como se da, entre otros, en la figura 1, se explica en detalle en la seccion experimental. Preferentemente, el indice de espumabilidad (FN) es mayor de 0,3 N, mas preferentemente mayor de 0,4 N y de la forma mas preferente mayor de 0,45 N. En una realizacion preferente, el indice de espumabilidad es 0,5 N o superior.
Sin embargo, no solamente el indice de espumabilidad del polipropileno lineal extrudido debe ser bastante elevado, sino tambien el peso molecular del polipropileno lineal extrudido debe estar en el intervalo tal como se ha indicado anteriormente. Mas preferentemente, el mFr2 esta en el intervalo de 0,1 a 0,6 g/10 min, aun mas preferentemente en el intervalo de 0,2 a 0,4. En una realizacion preferente, el MFR2 es de aproximadamente 0,25 g/10 min. El indice de fluidez (MFR) es un indicador del peso molecular del polimero utilizado. El indice de fluidez depende principalmente del peso molecular promedio. Esto es debido a que las moleculas largas proporcionan al material una tendencia al flujo menor que las moleculas cortas. Un incremento del peso molecular significa una disminucion del valor del MFR. El indice de fluidez (MFR) se mide en g/10 min del polimero descargado a traves de una boquilla definida en condiciones de temperatura y presion especificadas y la medida de la viscosidad del polimero, que, a su vez, para cada tipo de polimero esta influida principalmente por su peso molecular, pero tambien por su grado de
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
ramificacion. El indice de fluidez medido bajo una carga de 2,16 kg a 230°C (ISO 1133) se indica como MFR2.
Preferentemente, el polipropileno lineal extrudido tiene una resistencia en fundido menor de 3 cN. Mas preferentemente, la resistencia en fundido es menor de 2 cN y, de la forma mas preferente, la resistencia en fundido es menor de 1,6. En una realizacion preferente, la resistencia en fundido es de aproximadamente 1,5 cN.
La ventaja de tener una baja resistencia en fundido es (a) dichos polimeros son faciles de preparar en procesos en reactor sin modificacion y (b) la nucleacion de las celulas es mas pronunciada, es decir, la espuma tiene celulas mas finas (vease el documento P. Spitael y Ch. W. Macosko, Polymer Engineering and Science, noviembre de 2004, Vol. 44, No. 11).
La resistencia en fundido se mide mediante el experimento de Rheotens. El experimento de Rheotens es un experimento de hilado de fibra casi isotermico. Un fundido polimerico presurizado en una boquilla capilar es alargado bajo la accion de una fuerza de estirado hacia abajo constante hasta la rotura del filamento. Con los datos obtenidos a partir de dicho experimento, puede generarse un diagrama de extension que describe el comportamiento de alargamiento del fundido polimerico. Un buen comportamiento de alargamiento es necesario para muchos procesos polimericos, como moldeo por soplado o soplado de peliculas. Ademas, la tension de rotura de un fundido polimerico puede calcularse con los datos obtenidos a partir del experimento de Rheotens. Una elevada tension de rotura es importante para muchas aplicaciones industriales. En general, la resistencia en fundido y la estirabilidad dependen de las propiedades materiales del fundido y de las condiciones de procesamiento del experimento. Las condiciones exactas en las que el polipropileno lineal extrudido segun la presente invencion se ha medido pueden deducirse a partir de la seccion experimental.
Ademas, es preferente que el polipropileno lineal extrudido tenga una temperatura de cristalizacion Tc en el intervalo de 110 a 135°C, mas preferentemente, en el intervalo de 115 a 130°C. La temperatura de cristalizacion Tc se ha medido por DSC segun la norma ISO 3146, con una velocidad de calentamiento/enfriamiento de 10°C. La ventaja de un polimero con una temperatura de cristalizacion en el intervalo de 110 a 135°C, mas preferentemente en el intervalo de 115 a 130°C, es que se ha descubierto que estos polimeros son particularmente rigidos.
Ademas, es preferente que los articulos espumados del polipropileno lineal extrudido tengan una cristalinidad bastante elevada. Un polimero (cristalino) altamente estructurado presenta propiedades opticas y mecanicas mejoradas.
Por lo tanto, el polipropileno lineal extrudido comprende, preferentemente, un agente nucleante de cristalizacion a y/o un agente nucleante de cristalizacion p, no siendo el agente nucleante de cristalizacion una sal metalica. Preferentemente, el agente nucleante esta presente en una cantidad del 0,0001 al 1,00% en peso, mas preferentemente en una cantidad del 0,001 al 0,50% en peso. Los agentes nucleantes de poliolefina son sustancias con la capacidad de actuar como sustratos para la formacion de cristales mediante epitaxia, incrementando de este modo el numero de nucleos del sistema. De este modo, los agentes nucleantes mejoran el comportamiento de cristalizacion en procesamiento, es decir, disminuyendo el tiempo de ciclo o incrementando la velocidad de la linea, incrementan la cristalinidad en el producto final y, adicionalmente, influyen en las propiedades opticas y mecanicas en terminos de rigidez (con agentes nucleantes de cristalizacion a) o tenacidad (con agentes nucleantes de cristalizacion P) mejoradas.
Puede utilizarse cualquier agente nucleante a adecuado conocido en la tecnica. Sin embargo, es preferente utilizar 1,3:2,4-bis-(3,3-dimetil-bencilideno)-sorbitol. Un procedimiento de nucleacion a adicional, denominado en el presente documento “BNT”, es una tecnica en reactor especial, en la que el catalizador se pre-polimeriza con monomeros como vinil-ciclohexano (VCH). Este procedimiento se describe en mayor detalle, por ejemplo, en el documento EP 0 316 187 A2. Para los fines de la presente invencion, BNT se denomina un agente nucleante a.
En particular, los agentes de nucleacion p adecuados son compuestos de tipo quinacridona, especialmente quinacridona, dimetilquinacridona y dimetoxiquinacridona; compuestos de tipo quinacridonaquinona, especialmente quinacridonaquinona, un cristal mixto de 5,12-dihidro(2,3b)acridina-7,14-diona con quino(2,3b)acridina-6,7,13,14-(5H,12H)-tetrona, tal como se da a conocer en el documento EP 0 177 961, y dimetoxiquinacridonaquinona; y compuestos de tipo dihidroquinacridona, especialmente dihidroquinacridona, di-metoxidihidroquinacridona y dibenzodihidroquinacridona.
Otros agentes nucleantes p adecuados, son las sales de acido dicarboxilico de metales del grupo Ila de la tabla periodica, por ejemplo sal de calcio del acido pimelico y sal de calcio del acido suberico.
La poliolefina extrudida es un polipropileno lineal, que tiene un indice de ramificacion g' de 0,95 a 1,00, mas preferentemente de aproximadamente 1,00. El indice de ramificacion g' se define como g'=[IV]br/[IV]lin, en la que g' es el indice de ramificacion, [IVbr] es la viscosidad intrinseca del polipropileno ramificado y [IV]lin es la viscosidad intrinseca del polipropileno lineal que tiene sustancialmente el mismo peso molecular promedio en peso que el polipropileno ramificado. De este modo, un valor de g' bajo es un indicador de un polimero altamente ramificado. En
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
otras palabras, si el valor de g' disminuye, la ramificacion del polipropileno aumenta. En este contexto se hace referencia al documento B.H. Zimm y W.H. Stockmeyer, J. Chem. Phys. 17.1301 (1949).
La viscosidad intrinseca necesaria para determinar el indice de ramificacion g' se mide segun la norma DIN ISO 1628/1, octubre de 1999 (en decalina a 135°C)
El polipropileno lineal puede ser un copolimero de bloques de propileno lineal.
Es preferente, en particular, que el polipropileno lineal extrudido comprenda una matriz de propileno y un caucho de etileno-propileno (EPR). El tipo de matriz de polipropileno no esta restringido a uno especifico, siempre que la matriz cumpla, junto con el caucho de etileno-propileno (EPR), los requisitos mencionados anteriormente. Por lo tanto, pueden utilizarse homopolimeros o copolimeros. En caso de que se utilice un copolimero, el contenido de comonomero, sin embargo, sera menor del 3% en peso. Preferentemente, el comonomero es etileno.
La eleccion de caucho de etileno-propileno (EPR) debe ajustarse a los requisitos a alcanzar, es decir, un polipropileno lineal extrudido con un indice de espumabilidad bastante elevado. Por lo tanto, se necesita un caucho de etileno-propileno (EPR) que tenga una elevada cantidad de propileno, es decir, con una baja cantidad de etileno. Por lo tanto, es preferente que el caucho de etileno-propileno (EPR) tenga un contenido de etileno de menos del 50,0% en peso, mas preferentemente en el intervalo del 10,0 al 50,0% en peso y, de la forma mas preferente, en el intervalo del 20,0 al 40,0% en peso. En una realizacion preferente, el contenido de etileno es de aproximadamente el 33,0% en peso.
Ademas, la cantidad total de etileno utilizado en el polipropileno lineal, mas preferentemente, en el polipropileno lineal que comprende la matriz de propileno y el caucho de etileno-propileno (EPR), es preferentemente menor del 15,0% en peso, mas preferentemente en el intervalo del 4,0 al 12,0% en peso, aun mas preferentemente en el intervalo del 5,0 al 10,0% en peso. En una realizacion preferente, el contenido total de etileno es de aproximadamente el 9,0% en peso.
Ademas, para conseguir un polipropileno extrudido adecuado para la fabricacion de un articulo que tiene una baja densidad de espumado, la matriz de polipropileno y el caucho de etileno-propileno (EPR) deben mantenerse en un intervalo especifico. Por consiguiente, el polipropileno extrudido no presenta mas del 30% en peso del caucho de etileno-propileno (EPR). Por lo tanto, la cantidad de matriz de polipropileno debe variar del 70 al 95% en peso, preferentemente en el intervalo del 70 al 85% en peso. A su vez, el caucho de etileno-propileno (EPR) debe estar en el intervalo del 5 al 30% en peso, preferentemente en el intervalo del 15 al 30% en peso.
Ademas, el polipropileno lineal extrudido, tal como se ha descrito anteriormente, esta en forma de perlas.
El polipropileno extrudido se produce, preferentemente, combinando la matriz de polipropileno en forma de polvo o granulos, el caucho de etileno-propileno (EPR) y el agente nucleante de cristalizacion, si esta presente, en un dispositivo de mezcla en fundido.
Los dispositivos de mezcla en fundido adecuados para el proceso preferente son amasadoras discontinuas y/o continuas, extrusoras de doble tornillo y extrusoras de tornillo unico con secciones de mezcla especiales y co-amasadoras. El tiempo de residencia debe seleccionarse de modo que se consiga un grado de homogeneizacion suficientemente elevado.
La matriz de polipropileno puede producirse mediante una polimerizacion en proceso de fase unica o multiples fases de propileno o propileno y una a-olefina y/o etileno, tal como polimerizacion en masa, polimerizacion en fase gaseosa, polimerizacion en suspension, polimerizacion en solucion o combinaciones de las mismas utilizando catalizadores convencionales. Un homopolimero o copolimero puede prepararse en un reactor de bucle o en una combinacion de reactor de bucle y fase gaseosa. Estos procesos son bien conocidos por un experto en la materia.
Un catalizador adecuado para la polimerizacion de la matriz polimerica de propileno es cualquier catalizador estereoespecifico para polimerizacion de propileno que es capaz de polimerizar y copolimerizar propileno y comonomeros a una temperatura de 40 a 100°C y a una presion de 10 a 100 bar. Los catalizadores de Ziegler-Natta, asi como los catalizadores de metaloceno, son catalizadores adecuados.
Un experto en la materia es consciente de las diversas posibilidades para producir homopolimeros y copolimeros de propileno y encontrara con sencillez un procedimiento adecuado para producir polimeros adecuados que se utilizan en la presente invencion.
Un caucho de etileno-propileno (EPR) puede producirse mediante un proceso de polimerizacion conocido, tal como polimerizacion en solucion, suspension y fase gaseosa utilizando catalizadores convencionales. Los catalizadores de Ziegler-Natta, asi como un catalizador de metaloceno, son catalizadores adecuados.
Un proceso ampliamente utilizado es la polimerizacion en solucion. Se polimerizan etileno, propileno y sistemas
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
catalizadores en un exceso de disolvente hidrocarburo. Los estabilizantes y aceites, si se utilizan, se anaden directamente despues de la polimerizacion. El disolvente y los monomeros sin reaccionar se evaporan a continuacion con agua caliente o vapor, o con desvolatilizacion mecanica. El polimero, que esta en forma de migas, se seca con desecacion en tamices, presiones mecanicas u hornos de secado. Con las migas se forman bolas enrolladas o se extruyen en microgranulos.
El proceso de polimerizacion en suspension es una modificacion de la polimerizacion en masa. Los monomeros y el sistema catalizador se inyectan en el reactor lleno de propileno. La polimerizacion tiene lugar inmediatamente, formando migas de polimero que no son solubles en propileno.
La evaporacion del propileno y el comonomero completan el proceso de polimerizacion.
La tecnologia de polimerizacion en fase gaseosa consiste en uno o mas lechos fluidizados verticales. Se introducen en el reactor monomeros y nitrogeno en forma gaseosa, junto con catalizador, y el producto solido se elimina periodicamente. El calor de reaccion se elimina a traves de la utilizacion del gas circulante, que tambien sirve para fluidizar el lecho de polimero. No se utilizan disolventes, eliminando de este modo la necesidad de retirada del disolvente, lavado y secado.
La produccion de caucho de etileno-propileno (EPR) tambien se describe en detalle, por ejemplo, en los documentos US 3.300.459, US 5.919.877, EP 0 060 090 A1 y en una publicacion corporativa de EniChem “DUTRAL, Ethylene-propylene Elastomers”, paginas 1 a 4 (1991).
Como alternativa, puede utilizarse caucho de etileno-propileno (EPR), que esta disponible en el mercado y que cumple los requisitos indicados.
Como alternativa, la matriz polimerica de propileno y el caucho de etileno-propileno pueden producirse en una serie de reactores, es decir, comenzando con la produccion de la matriz de propileno en un reactor de bucle y transfiriendo la produccion al interior de un reactor de fase gaseosa, donde el caucho de etileno-propileno se polimeriza.
Ademas, la presente invencion tambien comprende una espuma producida a partir del polipropileno lineal extrudido, tal como se ha descrito anteriormente o a partir de una perla de polipropileno lineal extrudido, tal como se ha mencionado anteriormente. De este modo, es preferente que la espuma tenga una densidad menor de 400 g/m3, mas preferentemente, menor de 250 g/m3 y, de la forma mas preferente, menor de 180 kg/m3.
Adicionalmente, la presente invencion se refiere a articulos que comprenden el polipropileno lineal extrudido y/o perlas de polipropileno lineal extrudido y/o una espuma, tal como se ha definido anteriormente. Ademas, la presente invencion tambien se refiere a la utilizacion del polipropileno lineal extrudido, tal como se ha definido anteriormente, para producir los articulos espumados.
Ejemplos
Procedimientos
Indice de espumabilidad:
Para medir el indice de espumabilidad, se utilizo un reometro capilar de alta presion (tipo: Rheograph 2002, Gottfert Werkstoff-Prufmaschinen GmbH, Buchen, Alemania) para extrudir hebras de polimero que se estiraron por medio de un aparato de tension en fundido Rheotens (tipo: 7197, Gottfert Werkstoff-Prufmaschinen GmbH). Se registra la fuerza de arrastre F en funcion de la velocidad de estirado v. El procedimiento de prueba se realiza en una sala climatizada estandar con temperatura ambiente controlada de 23°C. La temperatura del reometro se ajusto a 200°C. Se utilizo un capilar de 20 mm de longitud y 1 mm de diametro. La aceleracion de las ruedas del Rheotens se ajusto a 0,012 cm/s2 para todas las mediciones. El diametro del cilindro era de 12 mm. Se dejo fundir el polimero durante 4 minutos. La velocidad de extrusion de la hebra es de 0,0217 mm/s (equivalente a una velocidad de cizallamiento aparente de 25 s-1). La longitud de la linea de hilado era de 104 mm. La fuerza de arrastre F (en N) se mide contra la relacion de alargamiento X. De esta manera se obtiene una curva. La fuerza maxima se denomina “resistencia en fundido”. El area bajo la curva de fuerza frente a relacion de alargamiento hasta la rotura de la fibra se toma como el indice de espumabilidad (FN).
Densidad:
La densidad se ha medido de acuerdo con el principio de Arquimedes determinando la masa (m) y el volumen (V) de la muestra y calculando su densidad (d) segun (d=mlV).
. m d = —
V
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Modulo de traccion:
Las propiedades de traccion, tales como el modulo de traccion, el esfuerzo de traccion en el punto de fluencia, la deformacion por traccion en el punto de fluencia, la resistencia a la traccion, la deformacion por traccion en resistencia a la traccion, y la resistencia a la traccion en rotura se han medido de forma analoga a la norma ISO 527 en la direccion de extrusion.
Espumado con Butano:
En este estudio se utiliza un equipo de extrusion de espuma en tandem. Consta de un impulsor de la extrusora 5-hp con una caja de engranajes de control de velocidad (Brabender, Prep Center), una primera extrusora de 3/4 pulgadas (Brabender, 05-25-000) con un tornillo de mezcla (Brabender, 05-00144) con una relacion L/D de 30:1, una segunda extrusora 1 1/2 pulgadas (Killion, KN-150) con una unidad impulsora de velocidad variable 15-hp incorporada con una relacion L/D de 18:1. Los otros sistemas incluyen una bomba de desplazamiento positivo para inyeccion de butano, un dispositivo mejorador de la difusion que contiene un mezclador estatico (omega, FMX-84441 S), una bomba de engranajes (Zenith, PEP-11 1,2 cm3/rev), donde el desplazamiento volumetrico esta controlado apropiadamente por el motor, un intercambiador de calor para enfriar el fundido polimerico que contiene mezcladores estaticos de homogeneizacion (Labcore modelo H-04669-12), un manguito de refrigeracion para el control preciso de la temperatura de la boquilla. La primera extrusora se utiliza para la plastificacion de la resina polimerica, mientras que la segunda extrusora es responsable de la mezcla y la refrigeracion inicial del fundido polimerico. La bomba de engranajes controla el caudal de fundido polimerico y el intercambiador de calor homogeneiza y refrigera adicionalmente el fundido. En este estudio se utilizaron dos boquillas filamentarias (L/D = 0,3/0,040 y 0,5/0,040 pulgadas). Los microgranulos de material polipropileno mezclados con el 0,8% en peso de talco se introdujeron en primer lugar en el cilindro a traves de la tolva y se fundieron completamente mediante la rotacion del tornillo. A continuacion, una cantidad medida de butano se inyecto en el cilindro de extrusion mediante una bomba de desplazamiento positivo y se mezclo de forma intensiva con la corriente de fundido polimerico. Cuando el gas se inyecto en el cilindro de extrusion, el tornillo genero campos de cizallamiento para disolver completamente el gas en el fundido polimerico mediante difusion convectiva. La solucion de polimero/gas de fase unica paso a traves de la bomba de engranajes y se introdujo en el intercambiador de calor, donde se refrigero a una temperatura designada. La solucion de polimero/gas refrigerada entraba en la boquilla y el espumado se producia en la salida de la boquilla a traves de un proceso de inestabilidad termodinamica inducida mediante una rapida caida de presion. Las temperaturas del fundido y la boquilla se sincronizaron y se ajustaron a 170°C.
Espumado con dioxido de carbono:
Se utilizo un equipo de extrusion de espuma de extrusora unica. Los experimentos de extrusion se han llevado a cabo utilizando una extrusora de tornillo unico (Barmag AG, Remscheid, Alemania) con un diametro de 60 mm y una longitud de procesamiento de 40 D. Esta equipada con un tornillo que esta disenado especialmente para la utilizacion en extrusion de espuma (Berstorff GmbH, Hannover, Alemania). Despues de fundir y homogeneizar el polimero, se inyecta CO2 liquido en el cilindro de la extrusora utilizando una bomba de membrana de doble cabezal (LEWA GmbH, Leonberg, Alemania) a una longitud de 16 D. Los ultimos 11 D de la longitud del proceso estan disenados como una prolongacion cilindrica templada con agua, lo que garantiza una refrigeracion eficaz del fundido y un control preciso de la temperatura del fundido. Para mejorar la homogeneidad de la solucion de polimero/gas, un mezclador estatico adicional (SMX-75, Sulzer Chemtech, Winterthur, Suiza) esta montado entre la extrusora y la boquilla de extrusion. El fundido se regula con termostato a 175°C y se le da forma utilizando una boquilla anular con un diametro de salida de 50 mm. El extruido celular se calibra sometiendolo a traccion sobre un mandril de refrigeracion con un diametro de 175 mm, seguido por corte longitudinal y enrollado. Para mejorar la estructura de la espuma, se ha anadido una cantidad fija de agente nucleante, como se hace normalmente en la produccion de espuma industrial (Hydrocerol CF20E, Clariant Masterbatch GmbH, Ahrensburg, Alemania).
Ejemplo 1 (Comparacion)
Un homopolimero de polipropileno esencialmente lineal con un MFR de 3,1 g/10 min, una resistencia en fundido de 0,020 N (2 cN) y un indice de espumabilidad FN = 0,1 N se extruye en contacto con el 5% en peso de butano. La densidad final del material celular es 450 kg/m3. No se consigue espuma de baja densidad.
Se ha descubierto que el indice de espumabilidad del material remolido es identico al de la materia prima.
Ejemplo 2 (Comparacion)
Un material de poliolefina esencialmente lineal, tal como se utiliza en el ejemplo 1, con una resistencia en fundido de 0,02 N (2 cN) y un indice de espumabilidad FN = 0,1 N se extruye en contacto con el 0,80% en peso de dioxido de carbono. La densidad final del material celular es 420 kg/m3. No se consigue espuma de baja densidad.
Se ha descubierto que el indice de espumabilidad del material remolido es identico al de la materia prima.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Ejemplo 3 (butano, sin agente nucleante)
Un polipropileno de impacto esencialmente lineal tiene un MFR de 0,25 g/10 min, el contenido total de etileno es el 9% en peso, la temperatura de cristalizacion es 115°C. El contenido de etileno en la fraccion soluble en xileno es del 33% en peso. La viscosidad intrinseca de la fraccion soluble en xileno es 3,1 dl/g. El modulo de traccion del material rigido (sin espumar) es 1.150 MPa. El material utilizado, que tiene una resistencia en fundido de 0,015 N (1,5 cN) y un indice de espumabilidad FN = 0,5 N se extruye en contacto con el 5% en peso de butano. La densidad final del material celular es 40 kg/m3. El modulo de traccion de las piezas finales, preparadas a partir del material celular es 60 MPa. Se ha descubierto que el indice de espumabilidad del material remolido es identico al de la materia prima.
Ejemplo 4 (dioxido de carbono, sin agente nucleante)
La materia prima del ejemplo 3 se extruye en contacto con el 0,8% en peso de dioxido de carbono. La densidad final del material celular es 170 kg/m3. El modulo de traccion de las piezas finales, preparadas a partir del material celular es 240 MPa.
Se ha descubierto que el indice de espumabilidad del material remolido es identico al de la materia prima.
Ejemplo 5 (butano, con nucleante alfa)
Se utilizo una materia prima como en el ejemplo 3, pero nucleada en alfa utilizando BNT. Dicho material preparado tenia una temperatura de cristalizacion de 120°C. Se espumo con butano y se obtuvo un material celular de una densidad de 40 kg/m3. El modulo de traccion de las piezas finales, preparadas a partir del material celular, es 80 MPa. Se ha descubierto que el indice de espumabilidad del material remolido es identico al de la materia prima.
Ejemplo 6 (dioxido de carbono, con nucleante alfa)
La materia prima del ejemplo 4 se espuma con dioxido de carbono, posteriormente se enfria subitamente en un liquido. El material celular muestra una densidad de 170 kg/m3. El modulo de traccion de las piezas finales, preparadas a partir del material celular, es 290 MPa. Se ha descubierto que el indice de espumabilidad del material remolido es identico al de la materia prima.
Ejemplo 7 (butano, con nucleante beta)
La materia prima del ejemplo 3 se mezcla con 2.000 ppm de pimelato de Ca que actua como agente nucleante beta y se espuma con butano, posteriormente se enfria subitamente en un liquido. El material celular muestra una densidad de 40 kg/m3. El modulo de traccion de las piezas finales, preparadas a partir del material celular, es 36 MPa. Se ha descubierto que el indice de espumabilidad del material remolido es identico al de la materia prima.
Ejemplo 8 (dioxido de carbono, con nucleante beta)
La materia prima del ejemplo 3 se mezcla con 2.000 ppm de pimelato de Ca que actua como agente nucleante beta y se espuma con dioxido de carbono, posteriormente se enfria subitamente en un liquido. El material celular muestra una densidad de 170 kg/m3. El modulo de traccion de las piezas finales, preparadas a partir del material celular es 220 MPa. Se ha descubierto que el indice de espumabilidad del material remolido es identico al de la materia prima.
Los resultados de los ejemplos se resumen en la siguiente tabla.
Tabla
Resistencia en fundido [cN] FN [N] Nucleacion Densidad Modulo de traccion [MPa]
Ejemplo 1
2 0,1 No 450
Ejemplo 2
2 0,1 No 410
Ejemplo 3
1,5 0,5 No 40 60
Ejemplo 4
1,5 0,5 No 170 240
Ejemplo 5
1,5 0,5 Alfa 40 80
Ejemplo 6
1,5 0,5 Alfa 170 290
Ejemplo 7
1,5 0,5 Beta 40 36
Ejemplo 8
1,5 0,5 Beta 170 220

Claims (13)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    REIVINDICACIONES
    1. Polipropileno lineal extrudido que tiene
    a) un MFR2, medido segun la norma ISO 1133 bajo una carga de 2,16 kg a 230°C, de 0,01 a 1,00 g/10 min y
    b) un fndice de espumabilidad (FN) de mas de 0,25 N, definiendose el fndice de espumabilidad por la integral,
    Xmax
    Jf • a,
    en la que X es la relacion de alargamiento y F es la fuerza en cN, registrada en funcion de la relacion de alargamiento X, y
    c) un fndice de ramificacion g’ de 0,95 a 1,00.
  2. 2. Polipropileno lineal extrudido, segun la reivindicacion 1, que tiene una resistencia en fundido menor de 3 cN.
  3. 3. Polipropileno lineal extrudido, segun la reivindicacion 1 o 2, que tiene una temperatura de cristalizacion Tc, medida con DSC segun la norma ISO 3146 con una velocidad de calentamiento/refrigeracion de 10°C, de 110 a 135°C.
  4. 4. Polipropileno lineal extrudido, segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende un agente nucleante de cristalizacion a y/o un agente nucleante de cristalizacion p.
  5. 5. Polipropileno lineal extrudido, segun la reivindicacion 4, en el que el polipropileno lineal es un copolimero de bloques de propileno lineal.
  6. 6. Polipropileno lineal extrudido, segun la reivindicacion 5, en el que el polipropileno tiene un contenido de etileno de menos del 15% en peso.
  7. 7. Polipropileno lineal extrudido, segun una cualquiera de las reivindicaciones 5 y 6, en el que el polipropileno comprende una matriz de polipropileno y un caucho de etileno-propileno (EPR).
  8. 8. Polipropileno lineal extrudido, segun la reivindicacion 7, en el que el caucho de etileno-propileno (EPR) tiene un contenido de etileno de menos del 50% en peso.
  9. 9. Perlas que comprenden un polipropileno lineal extrudido, segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
  10. 10. Espuma que comprende un polipropileno lineal extrudido, segun una de las reivindicaciones anteriores 1 a 8.
  11. 11. Espuma, segun la reivindicacion 10, en la que la espuma tiene una densidad menor de 400 kg/m3.
  12. 12. Articulo que comprende un polipropileno lineal extrudido, segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, y/o perlas, segun la reivindicacion 9, y/o una espuma, segun una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 11.
  13. 13. Utilizacion de polipropileno lineal extrudido, segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, o perlas, segun la reivindicacion 9, para producir un articulo espumado.
ES06002368.6T 2006-02-06 2006-02-06 Poliolefina extrudida para la fabricación de material celular Active ES2562404T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06002368.6A EP1816158B1 (en) 2006-02-06 2006-02-06 Extruded linear polypropylene for the manufacture of cellular material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2562404T3 true ES2562404T3 (es) 2016-03-04

Family

ID=36588861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES06002368.6T Active ES2562404T3 (es) 2006-02-06 2006-02-06 Poliolefina extrudida para la fabricación de material celular

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1816158B1 (es)
KR (1) KR101083931B1 (es)
CN (1) CN101379129A (es)
AU (1) AU2007214111A1 (es)
DK (1) DK1816158T3 (es)
ES (1) ES2562404T3 (es)
TW (1) TW200732404A (es)
WO (1) WO2007090519A1 (es)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102295807B (zh) * 2011-09-05 2013-11-20 浙江俊尔新材料有限公司 挤出发泡聚丙烯珠粒及其制备方法
CN102391571B (zh) * 2011-09-05 2013-04-24 浙江俊尔新材料有限公司 具有较低热成型压力的挤出发泡聚丙烯珠粒及其制备方法
CN102391570B (zh) * 2011-09-05 2013-07-31 浙江俊尔新材料有限公司 具有较低热成型温度的挤出发泡聚丙烯珠粒及其制备方法
US9358714B2 (en) 2011-12-13 2016-06-07 3M Innovative Properties Company Structured film containing beta-nucleating agent and method of making the same
US9278471B2 (en) 2011-12-13 2016-03-08 3M Innovative Properties Company Method of detecting a component of an article and method of preparing a component for detection
EP2792692A1 (en) * 2013-04-17 2014-10-22 Basell Poliolefine Italia S.r.l. Nucleated propylene-based polyolefin compositions
EP3007665B1 (en) 2013-06-13 2019-10-23 3M Innovative Properties Company Personal hygiene article and container for the same
EP3007664B1 (en) 2013-06-13 2018-04-18 3M Innovative Properties Company Fastening tape and mechanical fastener including microporous film
EP3060588B1 (en) 2013-10-24 2018-03-21 Basell Poliolefine Italia S.r.l. Process for the preparation of porous propylene polymers
CN106132368B (zh) 2014-04-10 2018-09-21 3M创新有限公司 纤维和包含纤维的制品
WO2015200586A1 (en) * 2014-06-25 2015-12-30 Exxonmobil Chemcal Patents Inc. High melt strength polypropylene and extrusion process for preserving melt strength
US20180298582A1 (en) * 2015-10-09 2018-10-18 Tensar Corporation, Llc Geogrid made from a coextruded multilayered polymer
US10882968B2 (en) 2016-08-30 2021-01-05 Lcy Chemical Corporation Polypropylene foams and processes of making
US20180094111A1 (en) * 2016-09-30 2018-04-05 LCY Chemical Corp. Linear polypropylene specimen and foam and process of preparing the same
US20210189085A1 (en) * 2017-10-27 2021-06-24 W. R. Grace & Co.-Conn Polyolefin Polymers With Increased Melt Strength

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS599572B2 (ja) * 1982-01-27 1984-03-03 日立化成工業株式会社 ポリオレフインフオ−ムの製造法
JP2773907B2 (ja) * 1989-07-18 1998-07-09 古河電気工業株式会社 導電性ポリプロピレン樹脂発泡体およびその製造方法
DE19724312C1 (de) * 1997-06-10 1998-12-10 Danubia Petrochem Polymere Feinzellige Polyolefinschaumstoffe, deren Herstellverfahren und Verwendung
EP1323779A1 (en) * 2001-12-21 2003-07-02 Borealis GmbH Foamed polyolefin sheets with improved property spectrum

Also Published As

Publication number Publication date
TW200732404A (en) 2007-09-01
WO2007090519A1 (en) 2007-08-16
EP1816158A1 (en) 2007-08-08
KR20080091474A (ko) 2008-10-13
CN101379129A (zh) 2009-03-04
EP1816158B1 (en) 2016-02-03
AU2007214111A1 (en) 2007-08-16
DK1816158T3 (en) 2016-04-25
KR101083931B1 (ko) 2011-11-15
AU2007214111A8 (en) 2008-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2562404T3 (es) Poliolefina extrudida para la fabricación de material celular
ES2226103T3 (es) Mezcla de copolimeros de polipropileno, procedimiento para su produccion y usos de la mezcla.
Zhao et al. Processing and characterization of solid and microcellular poly (lactic acid)/polyhydroxybutyrate-valerate (PLA/PHBV) blends and PLA/PHBV/Clay nanocomposites
ES2574503T3 (es) Copolímero de propileno para películas o artículos moldeados por inyección
ES2269021T5 (es) Elemento laminar transparente y fácilmente rompible
Corre et al. Batch foaming of chain extended PLA with supercritical CO2: Influence of the rheological properties and the process parameters on the cellular structure
ES2733126T3 (es) Composiciones de alta claridad y baja turbidez
US8912263B2 (en) Propylene polymer compositions
US20210108016A1 (en) Modified polypropylene resin and method for producing same, and extruded foam particles that use said modified polypropylene resin and method for their production
EA011587B1 (ru) Смесь полимера пропилена, способ получения смеси и ее применение
BRPI0607393A2 (pt) composição de moldagem de polietileno, processo para a preparação da mesma, uso de uma composição de moldagem de polietileno, e, filme soprado
JP2012101550A (ja) 機械的特性の改良されたバランスを有するポリプロピレンフィルム
CN111378062B (zh) 一种高熔体强度聚丙烯树脂的工业化生产方法
CN111148867B (zh) 弹性性能改善的双组分纤维及其非织造材料
BRPI0616556A2 (pt) processo para a nucleação de resinas de polipropileno
BRPI0618698B1 (pt) Polypropylene resin, use of the same and article understanding the same
JP2015527471A (ja) 熱可塑性発泡剤
JP6739440B2 (ja) 半結晶性ポリオレフィンおよびスルホニルアジドを含む組成物、フォーム、およびフォームを調整する方法
Belmonte et al. Synthesis and supercritical CO2 foaming of thermoplastic polythiourethanes with different hard segment content
US5744505A (en) Prefoamed polyolefin beads produced by extrusion
Rinawa et al. Non-isothermal crystallization kinetics and thermal behaviour of PA12/SEBS-g-MA blends
ES2361449B1 (es) Materiales nanocompuestops de polipropileno y nitruros de carbono, procedimientos para su obtención y aplicaciones.
US20240026106A1 (en) Expanded beads comprising high melt strength polypropylene
Naguib et al. Effect of recycling on the rheological properties and foaming behaviors of branched polypropylene
AU2002241542B2 (en) High molecular weight polyolefin and catalyst and process for polymerising said polyolefin