ES2232125T5 - Composiciones de polietileno de alta densidad, un proceso para la fabricación de las mismas y películas preparadas a partir de las mismas - Google Patents

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Description

imagen1
DESCRIPCIÓN
Composiciones de polietileno de alta densidad, un proceso para la fabricación de las mismas y películas preparadas a partir de las mismas 5
Antecedentes de la Invención
Sector de la Invención
La presente invención se refiere a películas poliméricas. En particular, la presente invención se refiere a películas poliméricas sopladas a partir de composiciones de polietileno de alta densidad y que tienen una resistencia al impacto, unas propiedades mecánicas y una procesabilidad buenas.
Descripción de la Técnica Relacionada
15 Existe una creciente demanda de películas más finas (reducción de tamaño) debido a aspectos ambientales y reducción de costes. Debido a que el comportamiento y la resistencia de las películas en las líneas de embalaje deberían mantenerse a pesar de la reducción de tamaño, se requieren películas más rígidas con propiedades mecánicas elevadas para satisfacer las demandas en un futuro.
Los materiales poliolefínicos utilizados para las aplicaciones de película soplada pueden dividirse en los cinco grupos de materiales siguientes:
1) Polietileno de Baja Densidad (LDPE) con una distribución de pesos moleculares (MWD) ancha y producido por
25 polimerización radicalaria en un reactor; 2) Polietileno Lineal de Baja Densidad (LLDPE) con una MWD estrecha y producido por polimerización en presencia de catalizadores de Ziegler en un reactor; 3) Polietileno de Densidad Alta/Densidad Media (HD/MDPE) con una MWD ancha y producido por polimerización en presencia de catalizadores de Cr en un reactor; 4) Polietileno de Alta Densidad (HDPE) con una MWD bimodal (ancha) y producido por polimerización en presencia de catalizadores de Ziegler en dos reactores en serie (cascada); 5) Polietileno Lineal de Baja Densidad (LLDPE) con una MWD bimodal (ancha) y producido por polimerización en presencia de catalizadores de Ziegler en dos reactores en cascada.
35 El mercado de las películas de polietileno (PE) está en continuo desarrollo de mejores soluciones para los requisitos de embalaje basándose en los tipos de materiales anteriores.
Los materiales de película de alta densidad (HD) unimodales (punto 3 anterior) tienen una rigidez elevada, pero una procesabilidad y propiedades mecánicas limitadas. La densidad se puede disminuir con el fin de mejorar las propiedades mecánicas, pero esto conduce a una reducción de la rigidez.
Los materiales de película de HD bimodales (punto 4 anterior) también tienen una rigidez elevada, pero comparados con los materiales unimodales también tienen una buena procesabilidad y buenas propiedades mecánicas en un intervalo más amplio de condiciones de procesado. Habitualmente, estos materiales se han fabricado en reactores
45 de emulsión en cascada. Dichos procesos son adecuados para la producción de materiales de HDPE, pero desafortunadamente éstos no son suficientemente flexibles para considerar la producción de materiales de MDPE y LLDPE.
También es posible la producción de un material de película HDPE bimodal en un proceso más flexible, como el presentado en la Patente EP 517 868 B1, que comprende una combinación de reactores de emulsión y de fase gaseosa, que proporciona una variación más amplia de las condiciones de polimerización. Sin embargo, los intentos por reproducir los materiales convencionales fabricados en un proceso de emulsión en cascada en este tipo de proceso, habitualmente han conducido a un material que no se puede utilizar en aplicaciones de películas, debido a una limitada procesabilidad, o bien a un nivel de gel demasiado elevado. En los procesos que comprenden reactores
55 de fase gaseosa en cascada se han encontrado problemas similares.
Resumen de la Invención
Un objetivo de la presente invención es eliminar los problemas de la técnica anterior y proporcionar películas poliméricas sopladas novedosas. En particular, la presente invención está dirigida a eliminar los problemas de la producción de materiales HDPE en procesos multirreactor que comprenden combinaciones de reactores de emulsión y de fase gaseosa o reactores de fase gaseosa en cascada.
Éste y otros objetivos, junto con las ventajas de los mismos sobre procesos y productos conocidos, que serán
65 evidentes a partir de la siguiente especificación, se consiguen por la presente invención tal como se describe y se reivindica a continuación.
imagen2
Tal como se mencionó anteriormente, los materiales de película de HD utilizados actualmente se han fabricado, generalmente, en reactores de emulsión en cascada. Actualmente se ha encontrado que los materiales que se pueden utilizar para la fabricación de películas de PE de alta densidad con una procesabilidad y unas propiedades
5 buenas también se pueden producir en un proceso que comprende una cascada de reactores tubulares y de fase gaseosa o varios reactores de fase gaseosa.
La presente invención se basa en el descubrimiento de que las propiedades de los materiales de película HD fabricados en procesos de emulsión se pueden igualar mediante una combinación especial del peso molecular promedio y de la distribución de pesos moleculares que se produce en el proceso mencionado anteriormente. De manera sorprendente, las propiedades de las películas fabricadas a partir de dichos materiales serán iguales o incluso mejores comparadas con las películas producidas a partir de HDPE bimodal convencional.
La presente invención se refiere a una película según la reivindicación 1. La combinación específica del peso
15 molecular promedio y la distribución de pesos moleculares se manifiesta en una disminución del índice de pseudoplasticidad y en un incremento del módulo de almacenamiento en comparación con los materiales convencionales.
La presente película se produce preferiblemente mediante la polimerización o copolimerización de etileno en un reactor en cascada formado por, como mínimo, dos reactores, uno de los cuales es un reactor de fase gaseosa, que funciona con diferentes cantidades de hidrógeno y comonómeros para producir una parte de peso molecular elevado en uno de los reactores y una parte de peso molecular bajo en otro, con el fin de proporcionar un polietileno de alta densidad bimodal con una parte de peso molecular bajo que tiene una densidad superior a 960 kg/m3 y una parte de peso molecular elevado, teniendo la composición una densidad de 940-965 kg/m3 y una MFR21 de 3-50.
25 La ventaja de la presente invención es que proporciona películas sopladas de PE de alta densidad con buenas propiedades mecánicas y buena apariencia. El material de película es comparable al producido en reactores de emulsión en cascada, que permiten la producción de únicamente productos de HD. Además, la utilización de un diluyente ligero en el reactor de emulsión y en, como mínimo, un reactor de fase gaseosa, reduce la cantidad de volátiles presentes en el producto. Dichos volátiles, habitualmente, proceden de los diluyentes pesados utilizados en la polimerización en emulsión. Habitualmente, la cantidad de volátiles en el material de HDPE, según la presente invención, es inferior a 500 ppm, en particular inferior a 300 ppm.
La resistencia al desgarro, la resistencia al impacto y la procesabilidad de una línea de películas hacen que los
35 materiales de película sean útiles para la producción de películas finas de grosor en el intervalo de 5 µm a30 µm. Las películas también muestran buenas propiedades de barrera al vapor de agua.
A continuación, la presente invención se examinará más en detalle con la ayuda de la siguiente descripción detallada y con referencia a los dibujos adjuntos.
Breve Descripción de los Dibujos
La figura 1 muestra el índice de pseudoplasticidad, SHI, en función de η5kPa de los presentes materiales comparados con materiales convencionales fabricados en procesos de emulsión; y
45 la figura 2 muestra el módulo de almacenamiento, G’, en función del índice de pseudoplasticidad, tanto para los materiales de la técnica anterior como para los presentes materiales.
Descripción Detallada de la Invención
Definiciones
Para el objetivo de la presente invención, “reactor de emulsión” designa cualquier reactor, tal como un reactor de tanque agitado continuo o discontinuo o un reactor tubular, que funciona en emulsión y en el que el polímero se
55 forma en forma de partículas. Según una realización preferida, el reactor de emulsión comprende un reactor tubular.
Por “reactor de fase gaseosa” se entiende cualquier reactor de lecho fluidizado o mezclado mecánicamente. Preferiblemente, el reactor de fase gaseosa comprende un reactor de lecho fluidizado agitado mecánicamente con velocidades de gas de, como mínimo, 0,2 m/s.
Por “Velocidad de Flujo de la Masa Fundida”, o de forma abreviada “MFR”, se entiende el peso de un polímero extruido a través de una matriz cilíndrica estándar a temperatura estándar en un indexador del fundido que lleva un pistón y una carga estándares. La MFR es una medida de la viscosidad del fundido de un polímero y, por tanto, también de su masa molar. La abreviatura “MFR” se proporciona, generalmente, con un subíndice numérico que
65 indica la carga del pistón en la prueba. De este modo, por ejemplo, MFR2 designa una carga de 2,16 kg y MFR21 una carga de 21,6 kg. La MFR puede determinarse utilizando, por ejemplo, una de las siguientes pruebas: ISO 1133 C4, ASTM D 1238 y DIN 53735.
imagen3
Por “Proporción de Velocidades de Flujo”, o de forma abreviada FRR, se entiende una proporción entre dos valores
5 de MFR medidos a partir del mismo polímero utilizando cargas diferentes. La abreviatura FRR se proporciona, generalmente, con un subíndice que indica qué cargas se han utilizado en la determinación de la FFR. De este modo, FRR21/5 se ha obtenido como la proporción entre MFR21 y MFR5. La FFR es una medida de la anchura de la MWD. Una FRR elevada corresponde a una MWD ancha.
10 La viscosidad compleja a G* = 5 kPa, denominada como η5kPa, se mide utilizando un reómetro dinámico. Es una medida del peso molecular promedio del polímero. En el caso de un polietileno bimodal, la viscosidad, η5kPa, se controla de manera más efectiva mediante el peso molecular del componente de peso molecular elevado. De este modo, para aumentar η5kPa se tiene que aumentar el peso molecular del componente de peso molecular elevado y para disminuir η5kPa se tiene que disminuir el peso molecular del componente de peso molecular elevado. Sin
15 embargo, se debe destacar que la viscosidad también está influenciada, en cierto grado, por la distribución de pesos moleculares.
El índice de pseudoplasticidad, SHI5/300, se define como la proporción entre la viscosidad a G* = 300 kPa y la viscosidad compleja a G* = 5 kPa. Es una medida de la distribución de pesos moleculares. En el caso del polietileno
20 bimodal, el índice de pseudoplasticidad se controla de manera más efectiva mediante la división, o la proporción entre la fracción del componente de peso molecular bajo y la fracción del componente de peso molecular elevado en la composición final. De este modo, para aumentar el índice de pseudoplasticidad se tiene que aumentar la fracción del componente de peso molecular bajo. El índice de pseudoplasticidad está influenciado, en cierto grado, por los pesos moleculares de los componentes de peso molecular bajo y de peso molecular elevado.
25 El módulo de almacenamiento, G’, en el punto en el que el módulo de pérdida tiene un valor específico de 5 kPa, G’’ = 5 kPa, denominado como G’5kPa, es también una función de la distribución de pesos moleculares. Es sensible a la fracción de polímero de peso molecular muy elevado. El módulo de almacenamiento puede controlarse mediante la combinación del peso molecular del componente de peso molecular elevado y la fracción del componente de peso
30 molecular elevado. El módulo de almacenamiento puede aumentarse incrementando el peso molecular del componente de peso molecular elevado.
La composición polimérica
35 La presente invención se refiere a una película fabricada a partir de una composición de polietileno de alta densidad que tiene una distribución de masas molares bimodal que comprende una parte de masa molar relativamente elevada y una parte de masa molar relativamente baja. La parte de masa molar elevada contiene comonómeros que mejoran las propiedades mecánicas del polímero.
40 La figura 1 muestra el SHI5/300, en función de η5kPa tanto para materiales obtenidos mediante un proceso de emulsión como para el material utilizado para las películas de la presente invención. La figura 2 muestra el valor de G’5kPa, en función de SHI5/300, de nuevo tanto para materiales de la técnica anterior como para los materiales utilizados para las películas de la presente invención. Las representaciones gráficas de las figuras 1 y 2 se han dibujado basándose en los datos obtenidos a partir de los Ejemplos de Referencia 1 y 2 y los Ejemplos 2 a 7 y en datos incluidos
45 adicionalmente de un séptimo material según la presente invención.
La figura 1 muestra que, a la misma viscosidad, el SHI del material utilizado para las películas de la presente invención es inferior que el de los materiales tradicionales. Sin embargo, la procesabilidad del material en la línea de películas, así como las propiedades mecánicas y visuales de la película son similares.
50 La figura 2 muestra que, a un nivel específico de SHI, la G’ del material utilizado para las películas de la presente invención es mayor que el de los materiales tradicionales.
A partir de la figura 1 se puede observar que para los materiales utilizados para las películas de la presente 55 invención, la siguiente relación es válida:
imagen4
60 mientras que lo contrario es verdadero para los materiales tradicionales. La figura 2 muestra que para los materiales utilizados para las películas de la presente invención:
imagen5
imagen6
5 mientras que, de nuevo, lo contrario se mantiene para los materiales tradicionales.
La discusión anterior muestra que con el fin de igualar las propiedades de un material de película de HD producido en un proceso de emulsión, la distribución de pesos moleculares debe ser bastante diferente. Los intentos por conseguir el nivel de SHI de los materiales convencionales de emulsión conducirían a una película con una cantidad
10 demasiado elevada de geles para el uso comercial de la película.
Un material utilizado para las películas de la presente invención contiene un 5-95%, preferiblemente 50-95%, y en particular 50-90%, de polímero de peso molecular elevado y un 5-95%, preferiblemente 5-50%, y en particular 10-50%, de polímero de peso molecular bajo. Las cantidades se calculan basándose en el peso del material
15 polimérico. El flujo de la masa fundida de la composición medida con una carga de 21 kg, MFR21, se encuentra en el intervalo de 3 a 50 g/10 min, en particular de 3 a 15 g/10 min. La densidad de la composición se encuentra en el intervalo de 940-965 kg/m3.
Según una realización preferida, un material utilizado para las películas de la presente invención contiene un
20 70-30%, preferiblemente un 70-50%, y en particular un 65-55%, de polímero de peso molecular elevado y un 30-70%, preferiblemente un 30-50% y en particular un 35-45%, de polímero de peso molecular bajo. Las cantidades están calculadas, de nuevo, basándose en el peso del material polimérico.
Habitualmente, la película tiene una caída de dardo superior a 200 g. El número de geles es, normalmente, inferior a 25 50 según el método manual de determinación del gel que se presenta posteriormente.
Proceso de polimerización
Para producir las composiciones poliméricas, se polimeriza etileno en presencia de un catalizador adecuado,
30 preferiblemente un catalizador de Ziegler-Natta (consultar más adelante) o un catalizador “single-site”, a una temperatura y una presión elevadas. La polimerización se lleva a cabo en una serie de reactores de polimerización seleccionados del grupo de reactores de emulsión y reactores de fase gaseosa. Un reactor tubular es una realización particularmente preferida de polimerización en reactores de emulsión. La parte de masa molar relativamente elevada y la parte de masa molar relativamente baja del producto se pueden preparar en cualquier
35 orden en los reactores.
A continuación, se describirá el sistema de reactores con particular referencia a un sistema parecido al que se da a conocer en la especificación de Patente EP No. 0 517 868 y que comprende un reactor tubular (referido como “el primer reactor”) y un reactor de fase gaseosa (referido como “el segundo reactor”), en este orden. Sin embargo, se debe entender
40 que el sistema de reactores puede comprender cualquier número de reactores y en cualquier otro orden.
En cada etapa de polimerización también es posible utilizar comonómeros seleccionados del grupo de olefinas C3-18, preferiblemente olefinas C4-10, tales como 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 4-metil-1-penteno, 1-hepteno, 1-octeno, 1-noneno y 1-deceno, así como mezclas de los mismos. Particularmente, se prefiere la utilización de comonómeros en la preparación de
45 la parte de masa molar elevada. La cantidad de comonómeros en los presentes materiales es, generalmente, de un 0 a un 5% en peso, preferiblemente inferior a, aproximadamente, un 2% en peso. El componente de peso molecular bajo contiene menos de, aproximadamente, un 1% en peso de unidades de comonómero.
Además de los reactores de polimerización presentes utilizados para producir el homopolímero o copolímero de
50 etileno bimodal, el sistema de reactores de polimerización también puede incluir un número de reactores adicionales, tales como prerreactores. Entre los prerreactores se incluyen cualquier reactor para prepolimerizar el catalizador y, si es necesario, para modificar el suministro de olefina. Todos los reactores del sistema de reactores están dispuestos, preferiblemente, en serie (en una cascada).
55 Según la presente invención, la polimerización comprende las etapas de -someter etileno, opcionalmente, hidrógeno y/o comonómeros, a una primera reacción de polimerización en un primer reactor o zona de reacción, -recuperar el primer producto de polimerización de la primera zona de reacción, -introducir el primer producto de polimerización en un segundo reactor o zona de reacción,
60 -introducir etileno adicional y, opcionalmente, hidrógeno y/o comonómeros en la segunda zona de reacción, -someter el etileno adicional y el hidrógeno y/o comonómeros opcionales a una segunda reacción de polimerización en presencia del primer producto de polimerización para producir un segundo producto de polimerización, y -recuperar el segundo producto de polimerización de la segunda zona de reacción.
65 De este modo, en la primera etapa del proceso, el etileno con el/los comonómero(s) opcional(es), junto con el catalizador, se introduce en el primer reactor de polimerización. Junto con estos componentes, en el reactor se introduce hidrógeno como regulador de la masa molar en la cantidad requerida para conseguir la masa molar deseada del polímero. Alternativamente, la alimentación del primer reactor puede consistir en la mezcla de reacción
imagen7
5 de un reactor anterior, si es que lo hay, junto con el monómero nuevo añadido, el hidrógeno y/o comonómero opcionales y el cocatalizador. En presencia del catalizador, el etileno y el comonómero opcional polimerizarán y formarán un producto en forma de partículas, es decir, partículas de polímero, que están suspendidas en el fluido circulado en el reactor.
10 El medio de polimerización comprende, habitualmente, el monómero (es decir, etileno) y/o un hidrocarburo, y el fluido es líquido, o bien gaseoso. En el caso de un reactor de emulsión, en particular un reactor tubular, el fluido puede ser un líquido o un llamado fluido supercrítico en el que la temperatura y la presión en el reactor son superiores a la temperatura y la presión críticas del fluido. El polímero se circula continuamente a través del reactor de emulsión por medio de un agitador, o en el caso de un reactor tubular, por medio de una bomba de circulación.
15 La polimerización en emulsión se lleva a cabo en un diluyente de hidrocarburo inerte. Preferiblemente, se utiliza propano, ya que éste permite el funcionamiento en condiciones supercríticas a una temperatura relativamente baja.
Las condiciones del reactor de emulsión se seleccionan de manera que, como mínimo, un 20% en peso,
20 preferiblemente, como mínimo, un 35% en peso de la producción total se polimeriza en el reactor o reactores de emulsión. La temperatura se encuentra en el intervalo de 40 a 110oC, preferiblemente en el intervalo de 70 a 100oC. La presión de reacción está en el intervalo de 25 a 100 bares, preferiblemente de 35 a 80 bares. Con el fin de producir un polietileno que tenga una densidad superior a 960 kg/m3, la polimerización se lleva a cabo, preferiblemente, en condiciones supercríticas a temperaturas por encima de 90oC.
25 En la polimerización en emulsión se puede utilizar más de un reactor en serie. En tal caso, la suspensión de polímero en un hidrocarburo inerte producida en el reactor de emulsión se introduce, sin separación de los componentes inertes y monómeros, periódica o continuamente en el siguiente reactor de emulsión, que funciona a una presión inferior que el reactor de emulsión anterior.
30 El calor de polimerización se elimina enfriando el reactor mediante una camisa de refrigeración. El tiempo de residencia en el reactor de emulsión debe ser de, como mínimo, 10 minutos, preferiblemente de 20-100 minutos, para obtener un grado de polimerización suficiente.
35 Tal como se discutió anteriormente, si el producto deseado es un polietileno de masa molar baja, se introduce hidrógeno en el reactor. El hidrógeno se puede añadir en el reactor en una proporción de, como mínimo, 100 mol H2/kmol etileno, preferiblemente, 300-600 mol H2/kmol etileno. Se puede añadir comonómero de manera que la proporción entre comonómero y etileno es, como máximo, de 200 mol/kmol. Preferiblemente no se utiliza comonómero. Si el componente de peso molecular elevado se va a producir en el reactor tubular, entonces se
40 añaden hidrógeno y comonómero en el reactor. El hidrógeno se añade de manera que la cantidad de hidrógeno es baja comparada con la de etileno, siendo la proporción entre el hidrógeno y el etileno inferior a 50 mol/kmol, preferiblemente inferior a 20 mol/kmol. El comonómero se introduce de manera que la proporción entre el comonómero y el etileno es inferior a 400 mol/kmol, preferiblemente inferior a 250 mol/kmol.
45 La presión del primer producto de polimerización, que incluye el medio de reacción, se disminuye después de la primera zona de reacción para evaporar los componentes volátiles del producto, por ejemplo, en un recipiente de expansión. Como resultado de la expansión súbita, la corriente de producto que contiene el polietileno no contiene hidrógeno y se puede someter a una segunda polimerización en presencia de etileno adicional para producir un polímero de masa molar elevada.
50 El segundo reactor es, preferiblemente, un reactor de fase gaseosa, en el que el etileno y, preferiblemente, los comonómeros se polimerizan en un medio de reacción gaseoso.
El reactor de fase gaseosa puede ser un reactor de lecho fluidizado convencional, aunque se pueden utilizar otros
55 tipos de reactores de fase gaseosa. En un reactor de lecho fluidizado, el lecho consiste en las partículas de polímero formadas y en crecimiento, así como el catalizador todavía activo junto con la fracción de polímero. El lecho se mantiene en un estado fluidizado mediante la introducción de componentes gaseosos, por ejemplo, monómero, a una velocidad de flujo tal que hará que las partículas actúen como un fluido. El gas fluidizante también puede contener gases portadores inertes, tales como nitrógeno y propano y también hidrógeno como modificador. El
60 reactor de fase gaseosa fluidizado puede estar equipado con un mezclador mecánico.
Si el componente de peso molecular elevado se va a producir en el reactor de fase gaseosa, se añade hidrógeno en el reactor, de manera que la proporción entre hidrógeno y etileno es inferior a 100 mol/kmol, preferiblemente inferior a 50 mol/kmol. Se añade comonómero en una cantidad suficiente para conseguir una proporción entre comonómero
65 y etileno inferior a 300 mol/kmol, preferiblemente inferior a 200 mol/kmol.
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Si el componente de peso molecular bajo se produce en el reactor de fase gaseosa, se añade hidrógeno a la reacción, de manera que la proporción entre hidrógeno y etileno está entre 500 y 3000 mol/kmol, preferiblemente entre 1000 y 2500 mol/kmol. Se puede añadir comonómero de manera que su proporción respecto al etileno es inferior a 30 mol/kmol. Preferiblemente no se utiliza comonómero.
5 La polimerización también se puede llevar a cabo en una cascada de dos o más reactores de fase gaseosa, sin ningún reactor de emulsión. El componente de peso molecular elevado, o bien el componente de peso molecular bajo se producen en el primer reactor.
10 El reactor de fase gaseosa utilizado puede funcionar en un intervalo de temperaturas de 50 a 115oC, preferiblemente entre 60 y 110oC. La presión de reacción está, habitualmente, entre 10 y 40 bares y la presión parcial de monómero entre 1 y 20 bares.
La presión del segundo producto de polimerización, que incluye el medio de reacción gaseoso, se puede liberar a
15 continuación, después del segundo reactor para separar, opcionalmente, parte de los componentes gaseosos y posibles componentes volátiles del producto, por ejemplo, en un recipiente de expansión. La corriente de cabeza o parte de ella se recircula al segundo reactor.
La división de la producción entre el reactor de polimerización de masa molar relativamente elevada y el reactor de
20 polimerización de masa molar relativamente baja es de 5-95:95-5. Preferiblemente, se produce del 5 al 50%, en particular del 10 al 50%, del copolímero u homopolímero de etileno en condiciones que proporcionan un polímero que tiene una MFR2 de 100 g/10 min o más y que constituye la parte de masa molar baja del polímero, y del 95 al 50%, en particular del 90 al 50%, del homopolímero o, preferiblemente, copolímero de etileno, se produce en tales condiciones que el polímero final tiene una MFR21 inferior a 50 g/10 min, en particular, de 3, aproximadamente, a 50 g/10 min y que constituye la parte de
25 masa molar elevada del polímero. La densidad de la parte de masa molar baja está, preferiblemente, por encima de 960 kg/m3 y la densidad del polímero final es, preferiblemente, de 940 a 965 kg/m3.
Según una realización preferida, la división de la producción entre los reactores es de 30-70/70-30. Además, se produce preferiblemente del 30 al 50%, en particular del 35 al 45% del homopolímero o copolímero de etileno en
30 condiciones que proporcionan un polímero que tiene una MFR2 de 100 g/10 min o más y que constituye la parte de masa molar baja del polímero y del 70 al 50%, en particular del 65 al 55% del homopolímero o, preferiblemente, copolímero de etileno, se produce en tales condiciones que el polímero final tiene una MFR2 inferior a 50 g/10 min, en particular de, aproximadamente, 3 a 50 g/10 min y que constituye la parte de masa molar elevada del polímero.
35 El proceso global, según una realización preferida, se lleva a cabo tal como se indica a continuación. El material de película de polietileno de alta densidad bimodal se prepara en un proceso que comprende un reactor tubular y un reactor de fase gaseosa en presencia de un catalizador activo. El reactor tubular funciona en condiciones supercríticas y, por tanto, la temperatura y la presión del reactor superan la temperatura y la presión supercríticas del fluido. En el reactor se introducen diluyente propano, catalizador, etileno e hidrógeno, de manera que se forma un
40 homopolímero de etileno que tiene una MFR21 de, aproximadamente, 300-1000 g/10 min. La emulsión de hidrocarburos se extrae del reactor tubular, de manera continua, o bien intermitente, y los hidrocarburos se separan del polímero. A continuación, el polímero que contiene el catalizador activo se introduce en el reactor de fase gaseosa, en el que se introduce etileno, comonómero, hidrógeno adicionales y, opcionalmente, un gas inerte y se continúa la polimerización para proporcionar una composición final con una MFR21 de, aproximadamente, 4-12 g/10
45 min, una densidad de 940-965 kg/m3, una división de reactores de, aproximadamente, (37-43)/(57-63). A continuación, el polímero se extrae del reactor de fase gaseosa, de manera continua, o bien intermitente, se separan los hidrocarburos del polímero y el polímero se compone utilizando una extrusora de doble husillo contrarrotante.
Según otra realización preferida de la presente invención, el proceso global se lleva a cabo tal como se indica a
50 continuación. El material de película de polietileno de alta densidad bimodal se prepara en un proceso que comprende un reactor tubular y un reactor de fase gaseosa en presencia de un catalizador preparado por deposición de tetracloruro de titanio sobre un soporte de dicloruro de magnesio, de manera que el catalizador no contiene ningún soporte de sílica. De manera alternativa, se puede utilizar un catalizador preparado sobre un soporte de sílica que comprende dicloruro de magnesio, tal como se da a conocer en el Ejemplo 1. El reactor tubular funciona en condiciones supercríticas y, por tanto,
55 la temperatura y la presión del reactor superan la temperatura y la presión supercríticas del fluido. En el reactor se introducen diluyente propano, catalizador, etileno e hidrógeno, de manera que se forma un homopolímero de etileno que tiene una MFR2 de, aproximadamente, 300-1000 g/10 min. La emulsión de hidrocarburos se extrae del reactor tubular, de manera continua, o bien intermitente, y los hidrocarburos se separan del polímero. A continuación, el polímero que contiene el catalizador activo se introduce en el reactor de fase gaseosa, en el que se introducen etileno,
60 comonómero, hidrógeno adicionales y, opcionalmente, un gas inerte y se continúa la polimerización para proporcionar una composición final con una MFR21 de, aproximadamente, 4-12 g/10 min, una densidad de 940-965 kg/m3, una división de reactores de, aproximadamente, (37-43)/(57-63). A continuación, el polímero se extrae del reactor de fase gaseosa, de manera continua, o bien intermitente, se separan los hidrocarburos del polímero y el polímero se compone utilizando una extrusora de doble husillo contrarrotante o corrotante.
65
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Catalizador
En el proceso se puede utilizar cualquier catalizador conocido del tipo Ziegler-Natta. El catalizador puede estar soportado sobre un soporte inerte o puede estar no soportado. Si se utiliza un catalizador soportado, puede estar 5 soportado sobre cualquier soporte adecuado conocido en la técnica, en particular un óxido metálico o una mezcla de óxidos metálicos, tales como sílica, alúmina, sílica-alúmina y sílica-óxido de titanio.
Los catalizadores preferidos comprenden tetracloruro de titanio sobre sílica o alúmina, en el que el soporte contiene, opcionalmente, cloruro magnésico y, opcionalmente, ha sido pretratado con un complejo organometálico. En la Patente WO 95/35323 y en el Ejemplo 1 se dan a conocer algunos ejemplos de catalizadores adecuados.
Según una realización preferida, el proceso se lleva a cabo utilizando un catalizador, que se prepara proporcionando, en primer lugar, un soporte que comprende un compuesto de haluro de magnesio de fórmula (I)
15
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en la que cada R igual o diferente es un alquilo C1-C20 o un aralquilo C7-C26, cada X igual o diferente es un halógeno y n es un número entero igual a 1 ó 2.
A continuación, el soporte que comprende un compuesto de haluro de magnesio que tiene la fórmula (I) se pone en contacto con un compuesto de un haluro de un alquilmetal de fórmula (II)
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25 en la que Me es B o Al, cada R1 igual o diferente es un alquilo C1-C10, cada X1 igual o diferente es un halógeno, n1 es un número entero igual a 1 ó 2, y m1 es un número entero igual a 1 ó 2, para obtener un primer producto.
El primer producto se pone en contacto con una composición de magnesio que contiene magnesio unido a un hidrocarbilo y magnesio unido a un óxido de hidrocarbilo y que tiene la fórmula empírica (III)
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en la que cada R2 igual o diferente es un alquilo C1-C20, cada R3 igual o diferente es un alquilo C1-C20 que contiene un heteroelemento, y n2 está entre 0,01 y 1,99, para obtener un segundo producto.
A continuación, el segundo producto se pone en contacto con un compuesto de haluro de titanio de fórmula (IV)
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en la que cada R4 igual o diferente es un alquilo C1-C20, cada X2 igual o diferente es un halógeno, n3 es 0 ó un número entero entre 1 y 3, y Ti es titanio tetravalente.
Según la realización, el soporte es preferiblemente de sílica. El haluro de magnesio de fórmula (I) es preferiblemente un dihaluro de magnesio, más preferiblemente dicloruro de magnesio. El haluro de alquilmetal de fórmula (II) es
45 preferiblemente un dicloruro de alquilaluminio, por ejemplo, dicloruro de etilaluminio (EADC). Además, la composición que contiene magnesio unido a un hidrocarbilo y magnesio unido a un óxido de hidrocarbilo y que tiene la fórmula empírica (III) es el producto de contacto de un dialquilmagnesio y un alcohol, siendo el dialquilmagnesio preferiblemente dibutilmagnesio, butiletilmagnesio o butiloctilmagnesio y el alcohol siendo preferiblemente 2-etilhexanol o 2-propilhexanol. El compuesto de haluro de titanio de fórmula (IV) es más preferiblemente tetracloruro de titanio.
También es posible utilizar dicho compuesto de haluro de alquilmetal de fórmula (II), completa o parcialmente, como cocatalizador. Sin embargo, es preferible añadir a la mezcla de polimerización un cocatalizador de fórmula (V)
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en la que R6 es un alquilo C1-C20, preferiblemente un alquilo C1-C10, más preferiblemente un alquilo C2-C6, tal como etilo, X es un halógeno, preferiblemente cloro, n es de 1 a 3, más preferiblemente 2 ó 3, aún más preferiblemente 3.
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Según otra realización preferida, el componente sólido del catalizador se ha preparado sobre un soporte de sílica que comprende dicloruro magnésico (A), poniendo en contacto, en primer lugar, el soporte con un compuesto de un haluro de alquilmetal (B), tal como dicloruro de etilaluminio, para formar un producto intermedio (C). A continuación,
5 el producto intermedio (C) se pone en contacto con un compuesto de dialcóxido de magnesio (D), tal como el producto de reacción de 2-etil-1-hexanol y BOMAG-A (butiloctilmagnesio) en una proporción molar en el área de 1,83:1, para formar un producto intermedio (E). A continuación, el producto intermedio (E) se pone en contacto con un compuesto de haluro de titanio (F), tal como tetracloruro de titanio, para formar un componente sólido del catalizador de polimerización. A continuación, el componente sólido del catalizador se pone en contacto con un cocatalizador de organoaluminio adecuado, tal como trietilaluminio, trimetilaluminio, trioctilaluminio o dietilaluminio, para formar el catalizador activo de polimerización.
Mezclado y composición
15 El polímero obtenido en el reactor está en forma de polvo. Generalmente, los sopladores de películas no son capaces de utilizar el polímero en forma de polvo. Por tanto, el polvo se transforma en pelets en una etapa de composición, en la que el polímero se mezcla en primer lugar con aditivos, tales como antioxidantes y estabilizantes de proceso, a continuación se homogeneiza fundido en una extrusora y finalmente se peletiza.
La extrusora utilizada en la composición puede ser de cualquier tipo conocido en la técnica. Puede ser una extrusora de un solo husillo que contiene sólo un husillo o una extrusora de doble husillo que contiene dos husillos paralelos, o una combinación de éstas. Preferiblemente se utiliza una extrusora de doble husillo.
La extrusora de doble husillo puede ser de tipo corrotante, o bien contrarrotante. En una extrusora de doble husillo
25 corrotante los husillos rotan en la misma dirección mientras que en una extrusora de doble husillo contrarrotante, los husillos rotan en direcciones opuestas.
Los siguientes ejemplos no limitantes ilustran la presente invención:
Descripción de los Métodos Analíticos
Caída de dardo
La caída de dardo se mide utilizando el método ISO 7765-1. Un dardo con una cabeza hemiesférica de 38 mm de
35 diámetro se deja caer desde una altura de 0,66 m sobre una película sujeta por encima de una cavidad. Si la muestra falla, el peso del dardo disminuye y si no falla, el peso aumenta. Se necesitan probar, como mínimo, 20 muestras. Se calcula un peso resultante del fallo del 50% de las muestras.
Resistencia a la Tracción en la Fluencia
La resistencia a la tracción en la fluencia se obtiene a partir de un experimento de tracción. El experimento se lleva a cabo según el método ISO 1184. La muestra se extiende a lo largo de su eje mayor a una velocidad constante.
Módulo Secante
45 El módulo secante al 1% de elongación también se obtiene a partir de una prueba de tracción. El valor es la proporción entre la tensión y la deformación al 1% de deformación en la curva de tensión-deformación.
Resistencia al Desgarro
La resistencia al desgarro se mide utilizando el método ISO 6383. La fuerza requerida para propagar el desgarro a través de una muestra de película se mide utilizando un dispositivo de péndulo. El péndulo oscila por gravedad a través de un arco desgarrando la muestra a partir de una rendija precortada. La muestra se sujeta por un lado con el péndulo y por el otro lado con un miembro estacionario. La resistencia al desgarro es la fuerza necesaria para
55 desgarrar la muestra.
Recuento de Geles
Método de barrido: El recuento de geles en los Ejemplos 8 a 13 se determinó utilizando un escáner de geles. Una muestra de película de una medida estándar (A4) se colocó en el escáner que clasificaba los geles en tres categorías según su tamaño: entre 0,1 mm y 0,3 mm, entre 0,3 mm y 0,7 mm y mayores de 0,7 mm. A continuación, se recalcularon los números para indicar el número de geles por metro cuadrado en cada categoría.
Método manual: El recuento de geles en los Ejemplos 14 a 19 se determinó de manera manual. La muestra de
65 película (de tamaño A4) se examinó bajo una luz polarizada. A continuación, se marcaron los geles y se contaron. El número de geles por tamaño A4 se dio entonces como resultado.
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Medidas Reológicas
La reología de los polímeros se ha determinado utilizando un Reómetro Dinámico Rheometrics RDA II. Las medidas se han llevado a cabo a una temperatura de 190oC bajo atmósfera de nitrógeno. Las medidas proporcionan el módulo de almacenamiento (G’) y el módulo de pérdida (G’’) junto con el valor absoluto de la viscosidad compleja (η*) en función de la frecuencia (ω) o el valor absoluto del módulo complejo (G*).
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10 Según la regla de Cox-Merz, la función de la viscosidad compleja, η*(ω), es la misma que la función de la viscosidad convencional (viscosidad en función de la velocidad de cizalla), si la frecuencia se toma en rad/s. Si esta ecuación empírica es válida, el valor absoluto del módulo complejo corresponde al esfuerzo de cizalla en medidas de viscosidad convencionales (es decir, en estado estacionario). Esto significa que la función η*(G*) es igual que la
15 viscosidad como una función del esfuerzo de cizalla.
En el presente método, la viscosidad a un esfuerzo de cizalla bajo o η* a una G* baja (la cual sirve como una aproximación de la llamada viscosidad cero) se utiliza como una medida del peso molecular promedio. Por otro lado, la pseudoplasticidad, es decir, la disminución de la viscosidad con G*, se hace más pronunciada cuanto más ancha
20 es la distribución de pesos moleculares. Esta propiedad se puede aproximar mediante la definición de un llamado índice de pseudoplasticidad, SHI, como una proporción de viscosidades a dos esfuerzos de cizalla diferentes. En los siguientes ejemplos se han utilizado esfuerzos de cizalla (o G*) de 5 kPa y 300 kPa. De este modo:
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25 en la que η*5 es la viscosidad compleja a G* = 5 kPa y η*300 es la viscosidad compleja a G* = 300 kPa
30 Tal y como se mencionó anteriormente, la función del módulo de almacenamiento, G’(ω), y la función del módulo de pérdida, G’’(ω), se obtienen como funciones primarias a partir de medidas dinámicas. El valor del módulo de almacenamiento a un valor específico del módulo de pérdida aumenta con la anchura de la distribución de pesos moleculares. Sin embargo, esta cantidad depende bastante de la forma de la distribución de pesos moleculares del polímero. En los ejemplos se utiliza el valor de G’ a G’’ = 5 kPa.
35 Volátiles
La volatilidad del polietileno se determina calentando una cantidad pesada de polímero a 105oC durante 30 minutos. A continuación, la muestra se pesa de nuevo y la reducción de peso se registra como el contenido de volátiles.
40 Ejemplo de Referencia 1
Se analizó un material disponible comercialmente, vendido bajo el nombre comercial de Hostalen GM 9240 HT, de un proceso en reactor de emulsión dual. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
45 Ejemplo de Referencia 2
Se analizó otro material disponible comercialmente, vendido bajo el nombre comercial de HE6991, de un proceso en reactor de emulsión dual. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
50 Ejemplo 1
Catalizador de polimerización
55 1. Preparación de un complejo:
Se añadieron lentamente 8,6 g (66,4 mmol) de 2-etil-1-hexanol a 27,8 g (33,2 mmol) de butiloctilmagnesio del 19,9%. La temperatura de reacción se mantuvo por debajo de 35oC. Este complejo se utilizó en la siguiente preparación del catalizador. La proporción entre 2-etil-1-hexanol y butiloctilmagnesio fue de 2:1.
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2. Preparación del catalizador
Se añadieron 3,7 g (1,0 mmol/g soporte) de EADC del 20% a 5,9 g de soporte Sylopol 5510 sílica/MgCl2 y la mezcla se agitó durante una hora a 30oC. Se añadieron 5,7 g (0,9 mmol/g soporte) del complejo preparado en el párrafo 5 anterior y la mezcla se agitó durante 5 horas a 45oC. Se añadieron 0,6 g (0,55 mmol/g soporte) de TiCl4 y la mezcla se agitó durante 5 horas a 45oC. El catalizador se secó a 45-80oC durante 3 horas.
Ejemplo 2
10 Una planta comercial que comprendía un reactor tubular y un reactor de fase gaseosa funcionó de manera que se introdujo etileno, propano diluyente e hidrógeno en un reactor tubular junto con el catalizador preparado según el Ejemplo 1. La temperatura de funcionamiento del reactor fue de 95oC y la presión de 60 bares. Se produjo homopolímero de etileno a una velocidad de 7 toneladas por hora y la MFR2 del polímero después del reactor tubular fue de 400 g/10 min. De este modo, el componente de peso molecular bajo se fabricó en el reactor tubular. La
15 densidad del polímero no se midió, pero la experiencia previa ha indicado que un homopolímero de esta MFR tiene una densidad de, aproximadamente, 974 kg/m3. La emulsión de polímero se extrajo del reactor y se introdujo en una etapa de separación en la que se eliminaron los hidrocarburos del polímero. El polímero que contenía el catalizador activo se transfirió a un reactor de fase gaseosa, en el que se añadió etileno, hidrógeno y comonómero de 1-buteno adicionales. De este modo, la polimerización continuó para producir el componente de peso molecular elevado, de
20 manera que se produjo una composición de polímero con una densidad de 946 kg/m3 y una MFR21 de 6,3 g/10 min. El polímero se extrajo del reactor de fase gaseosa a una velocidad de 16 toneladas por hora. El polímero se peletizó utilizando una extrusora de doble husillo corrotante y se analizó. Los datos del proceso se muestran en la Tabla 1. Los resultados de los análisis se presentan en la Tabla 2.
25 Ejemplos 3 y 4
Los ejemplos 3 y 4 se llevaron a cabo de una manera similar a la del Ejemplo 2, con la excepción de que el material se produjo en una planta piloto. La velocidad de producción en el reactor tubular fue de 35 kg/h y el polímero se extrajo del reactor de fase gaseosa a una velocidad de 80 kg/h. El material se peletizó con una extrusora de doble
30 husillo corrotante y se analizó. Los datos del proceso se muestran en la Tabla 1. Los resultados de los análisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo 5
35 El ejemplo 5 se llevó a cabo de una manera similar a la del Ejemplo 3, con la excepción de que se utilizó un catalizador no soportado. El catalizador estaba basado en MgCl2 y TiCl4, vendido bajo el nombre comercial de Lynx 760 por Mallinkrodt. La velocidad de producción en el reactor tubular fue de 35 kg/h y el polímero se extrajo del reactor de fase gaseosa a una velocidad de 80 kg/h. El material se peletizó con una extrusora de doble husillo corrotante y se analizó. Los datos del proceso se muestran en la Tabla 1. Los resultados de los análisis se muestran
40 en la Tabla 2.
Ejemplo 6
El ejemplo 6 se llevó a cabo de una manera similar a la del Ejemplo 3, con la excepción de que se utilizó un
45 catalizador soportado, vendido bajo el nombre comercial de XPO5002 (Grace). La velocidad de producción en el reactor tubular fue de 35 kg/h y el polímero se extrajo a una velocidad de 80 kg/h. El material se peletizó con una extrusora de doble husillo corrotante y se analizó. Los datos del proceso se muestran en la Tabla 1. Los resultados de los análisis se muestran en la Tabla 2.
50 Ejemplo 7
La planta comercial descrita en el Ejemplo 2 funcionó según el Ejemplo 2, con la excepción de que se utilizó un catalizador diferente, preparado según la Solicitud de Patente PCT No. WO95/35323. A continuación, se estabilizó el polímero y se compuso utilizando una extrusora de doble husillo contrarrotante. Los datos del proceso se muestran
55 en la Tabla 1. Los resultados de los análisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplos Comparativos 1 y 2
Los ejemplos comparativos 1 y 2 se llevaron a cabo de manera similar a la del Ejemplo 3, con la excepción de que el
60 material se produjo en presencia de un catalizador preparado según el Ejemplo 3 de la solicitud PCT No. WO95/35323. Los datos del proceso se muestran en la Tabla 1 y los resultados de los análisis en la Tabla 2.
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Tabla 1
Ejemplo
E2 E3 E4 E5 E6 E7 CE1 CE2
H2/C2, reactor tubular mol/kmol
N/A 595 543 834 736 374 N/A N/A
C4/C2, reactor tubular mol/kmol
N/A 24 - - - - N/A N/A
Densidad, reactor tubular kg/m3
N/A 971 973 973 971 973 975 975
MFR2, reactor tubular g/10 min
460 490 650 600 310 720 1160 1180
H2/C2, reactor de fase gaseosa mol/kmol
29 25 27 40 48 22 16 16
C4/C2, reactor de fase gaseosa mol/kmol
N/A 114 177 168 171 160 N/A N/A
División reactor tubular/reactor de fase gaseosa
42/58 42/58 42/58 42/58 42/58 42/58 47/53 47/53
MFR21 g/10 min
6,3 5,6 6,3 6,3 5,6 5,9 9,3 9,5
Densidad kg/m3
947 946 946 945 944 946 950 950
Tabla 2
Ejemplo
RE1 RE2 E2 E3 E4 E5 E6 E7 CE1 CE2
MFR21, g/10 min
5,6 7,2 6,3 5,6 6,3 5,6 12,3 9,3 9,5
Densidad, kg/m3
944 948 947 946 946 945 944 948 950 950
η5kPa (kPa·s)
408 186 152 238 200 186 221 124,8 370,8 129,1
SHI5/300
144 114 70 92 90 72 73 58 230 81
G’5kPa (Pa)
4110 3290 2910 3250 3210 2640 2880 2281 4576 2586
5 Ejemplos 8-13
Los materiales de los Ejemplos 2 a 7 se soplaron en una película en una línea de películas Collin con un diámetro de matriz de 30 mm y una abertura de matriz de 0,75 mm. Los resultados se muestran en la Tabla 3.
10 Ejemplos Comparativos 3 y 4
Los materiales de los Ejemplos Comparativos 1 y 2 se soplaron en una película en una línea Collin con un diámetro de matriz de 30 mm y una abertura de matriz de 0,75 mm. Los resultados se muestran en la Tabla 3. Tabla 3
Ejemplo
RE3 E8 E9 E10 E11 E12 E13 CE3 CE4
Geles 0,1-0,3
378 365 126 363 275 215 200 N/A N/A
Geles 0,3-0,7
0 22 0 0 7 7 15 N/A N/A
Geles > 0,7
0 0 0 0 0 0 0 N/A N/A
Geles n/A4
N/A 60 N/A N/A N/A N/A N/A 400 130
Caída de dardo, g
244 254 321 326 266 540 185 <20 212
Fractura del fundido
Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna Alguna Ninguna Sí Sí

Ejemplos 14 a 19
15
Los materiales de los Ejemplos 2 a 7 se soplaron en una película en una línea de películas Alpine con un diámetro de matriz de 160 mm y una abertura de matriz de 1,5 mm. La proporción de “blow-up” (BUR) fue 4 y la altura de la 20 línea de enfriamiento fue igual a 8 veces el diámetro de la matriz (DD). Los resultados se muestran en la Tabla 4.
Tabla 4
Ejemplo
RE4 E14 E15 E16 E17 E18 E19
Geles
5 56 50 50 5 20 25
Caída de dardo, g
280 225 260 340 360 400 190
Desgarro (MD), N
0,12 0,08 0,12 0,27 0,11 0,11 0,11
Desgarro (TD), N
1,07 0,93 0,91 1,03 0,90 2,5
Cuello, mm
110 140 128 133 150 130 143
Fractura del fundido
Ninguna Ninguna Ninguna Alguna Ninguna Ninguna Ninguna
Tal como es evidente a partir de los resultados anteriores, a partir de los materiales de HDPE se pueden producir 25 películas sopladas con buenas propiedades mecánicas y buena apariencia.
imagen21
Ejemplo 20
El nivel de volátiles en el producto peletizado preparado según el Ejemplo de Referencia 2 fue de 500 a 800 ppm. Por el contrario, el nivel de volátiles en el producto peletizado preparado según el Ejemplo 2 se ha medido dos veces, siendo el promedio de las medidas de 180 ppm.

Claims (1)

  1. imagen1
    REIVINDICACIONES
    1. Película de polietileno de alta densidad, que comprende una composición de polietileno bimodal que comprende, como mínimo, un componente de polietileno que tiene un peso molecular relativamente bajo y otro componente de polietileno que tiene un peso molecular relativamente elevado,
    caracterizada porque la composición tiene un índice de pseudoplasticidad definido por:
    imagen2
    10
    en la que
    η5kPa es la viscosidad compleja a G* = 5 kPa y
    SHI5/300 es la proporción entre la viscosidad compleja a G* = 5 kPa y la viscosidad compleja a G* = 300 kPa
    15 y caracterizado porque la composición cumple
    imagen3
    en la que G’5 kPa es el módulo de almacenaje medido en el punto en el que el módulo de pérdida tiene un valor de 20 5kPa
    y caracterizado porque la película tiene un grosor de 5 -30 µm.
    14
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Families Citing this family (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2831270B1 (fr) * 2001-10-19 2005-01-21 Inst Francais Du Petrole Mesures en continu des caracteristiques rheologiques de fluides de puits
DE60202660T3 (de) 2002-02-04 2011-11-17 Borealis Technology Oy Film mit hoher Schlagfestigkeit
SE0201173L (sv) * 2002-04-18 2003-10-19 Borealis Tech Oy Förfarande för strålningsbehandling av etylenpolymerer
CN1213081C (zh) 2002-10-16 2005-08-03 中国石油化工股份有限公司 用于乙烯聚合的催化剂组分、制备方法以及催化剂
US6870010B1 (en) 2003-12-01 2005-03-22 Univation Technologies, Llc Low haze high strength polyethylene compositions
US6878454B1 (en) 2003-12-05 2005-04-12 Univation Technologies, Llc Polyethylene films
US20050137342A1 (en) * 2003-12-19 2005-06-23 Krishnaswamy Rajendra K. Polyethylene blend films
US7288596B2 (en) 2003-12-22 2007-10-30 Univation Technologies, Llc Polyethylene compositions having improved tear properties
EP1555292B1 (en) * 2004-01-13 2015-12-23 Borealis Technology Oy Extrusion coating polyethylene
CA2558005C (en) * 2004-03-19 2013-04-16 Dow Global Technologies Inc. Film layers made from polymer formulations
ATE402805T1 (de) * 2004-05-24 2008-08-15 Borealis Tech Oy Verwendung eines gegenläufigen doppelschneckenextruders zur verschmelzung von multimodalen polymerzusammensetzungen
CN1980959B (zh) 2004-07-07 2011-03-30 陶氏环球技术公司 制备乙烯聚合物组合物的多阶段方法
US7193017B2 (en) * 2004-08-13 2007-03-20 Univation Technologies, Llc High strength biomodal polyethylene compositions
US7432328B2 (en) * 2005-06-14 2008-10-07 Univation Technologies, Llc Enhanced ESCR bimodal HDPE for blow molding applications
US8202940B2 (en) 2004-08-19 2012-06-19 Univation Technologies, Llc Bimodal polyethylene compositions for blow molding applications
US7868092B2 (en) * 2005-06-14 2011-01-11 Univation Technologies, Llc Bimodal polyethylene compositions for blow molding applications
US6987152B1 (en) 2005-01-11 2006-01-17 Univation Technologies, Llc Feed purification at ambient temperature
US7312279B2 (en) * 2005-02-07 2007-12-25 Univation Technologies, Llc Polyethylene blend compositions
US7557172B2 (en) * 2005-03-28 2009-07-07 Sumitomo Chemical Company, Limited Ethylene-alpha-olefin copolymer
US6995235B1 (en) * 2005-05-02 2006-02-07 Univation Technologies, Llc Methods of producing polyolefins and films therefrom
US7858702B2 (en) * 2005-06-14 2010-12-28 Univation Technologies, Llc Enhanced ESCR bimodal HDPE for blow molding applications
AU2005334397B2 (en) 2005-07-12 2009-08-20 Borealis Technology Oy Counter-rotating twin screw extruder
US7947797B2 (en) 2005-09-14 2011-05-24 Univation Technologies, Llc Method for operating a gas-phase reactor at or near maximum production rates while controlling polymer stickiness
US20070109911A1 (en) * 2005-11-16 2007-05-17 Neubauer Anthony C High speed and direct driven rotating equipment for polyolefin manufacturing
US7595364B2 (en) 2005-12-07 2009-09-29 Univation Technologies, Llc High density polyethylene
EP1834983A1 (en) * 2006-03-14 2007-09-19 Ineos Europe Limited Polymer films
EP1902837A1 (en) * 2006-09-22 2008-03-26 Borealis Technology OY Multilayer film
EP3467077A1 (en) 2006-10-03 2019-04-10 Univation Technologies, LLC System for olefin polymerization
CA2568454C (en) 2006-11-17 2014-01-28 Nova Chemicals Corporation Barrier film for food packaging
EP1950241A1 (en) 2007-01-25 2008-07-30 Borealis Technology Oy Multimodal medium density polyethylene polymer composition
US7575365B2 (en) * 2007-10-26 2009-08-18 Uop Llc Viscosity control of particle formation by adjusting agitation speed
TW200936564A (en) * 2007-11-15 2009-09-01 Univation Tech Llc Methods for the removal of impurities from polymerization feed streams
JP5661645B2 (ja) 2009-01-08 2015-01-28 ユニベーション・テクノロジーズ・エルエルシー ポリオレフィン重合プロセス用の添加剤
WO2010080871A1 (en) 2009-01-08 2010-07-15 Univation Technologies, Llc Additive for gas phase polymerization processes
US8722820B2 (en) 2009-12-07 2014-05-13 Univation Technologies, Llc Methods for reducing static charge of a catalyst and methods for using the catalyst to produce polyolefins
US8598283B2 (en) 2010-02-18 2013-12-03 Univation Technologies, Llc Methods for operating a polymerization reactor
JP5727523B2 (ja) 2010-02-22 2015-06-03 ユニベーション・テクノロジーズ・エルエルシー 触媒系及びポリオレフィン製品を製造するための該触媒系の使用方法
EP2558531B1 (en) 2010-04-13 2017-02-15 Univation Technologies, LLC Polymer blends and films made therefrom
WO2012009215A1 (en) 2010-07-16 2012-01-19 Univation Technologies, Llc Systems and methods for measuring static charge on particulates
BR112013000679A2 (pt) 2010-07-16 2016-05-31 Univation Tech Llc sistemas e métodos para medir acúmulo de partícula em superfícies de reator
WO2012015898A1 (en) 2010-07-28 2012-02-02 Univation Technologies, Llc Systems and methods for measuring velocity of a particle/fluid mixture
EP2651982B1 (en) 2010-12-17 2018-04-11 Univation Technologies, LLC Systems and methods for recovering hydrocarbons from a polyolefin purge gas product
CN103347905B (zh) 2010-12-22 2015-12-16 尤尼威蒂恩技术有限责任公司 用于聚烯烃聚合方法的添加剂
WO2013028283A1 (en) 2011-08-19 2013-02-28 Univation Technologies, Llc Catalyst systems and methods for using same to produce polyolefin products
EP2750797B1 (en) 2011-11-08 2020-04-01 Univation Technologies, LLC Methods of preparing a catalyst system
CA2800056A1 (en) 2012-12-24 2014-06-24 Nova Chemicals Corporation Polyethylene blend compositions
WO2014106143A1 (en) 2012-12-28 2014-07-03 Univation Technologies, Llc Supported catalyst with improved flowability
US9469698B2 (en) * 2014-04-29 2016-10-18 Chevron Phillips Chemical Company Lp Process for forming polyolefins
EP3247548B1 (en) 2015-01-21 2021-09-01 Univation Technologies, LLC Methods for controlling polymer chain scission
CA2974122C (en) 2015-01-21 2023-09-19 Univation Technologies, Llc Methods for gel reduction in polyolefins
KR102219390B1 (ko) 2016-06-03 2021-02-26 보레알리스 아게 다층 구조
US10975183B2 (en) 2016-09-09 2021-04-13 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Pilot plant scale semi-condensing operation
WO2018118258A1 (en) 2016-12-20 2018-06-28 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Methods for controlling start up conditions in polymerization processes
CA3052770C (en) 2017-02-07 2021-09-07 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Processes for reducing the loss of catalyst activity of a ziegler-natta catalyst
CN112055720B (zh) 2018-05-02 2022-11-22 埃克森美孚化学专利公司 从中试装置放大到较大生产设施的方法
EP3788081A1 (en) 2018-05-02 2021-03-10 ExxonMobil Chemical Patents Inc. Methods for scale-up from a pilot plant to a larger production facility
MX2021003192A (es) 2018-10-05 2021-05-27 Dow Global Technologies Llc Formulacion de polietileno mejorado dielectricamente.
MY194659A (en) 2018-10-26 2022-12-12 Borealis Ag Multi-layered article with improved adhesion
WO2022020025A1 (en) 2020-07-22 2022-01-27 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Polyolefin compositions and articles thereof
WO2022112516A1 (en) 2020-11-27 2022-06-02 Borealis Ag Process
WO2022126068A1 (en) 2020-12-08 2022-06-16 Exxonmobil Chemical Patents Inc. High density polyethylene compositions with long-chain branching
WO2023081577A1 (en) 2021-11-02 2023-05-11 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Polyethylene compositions, articles thereof, and methods thereof

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4547551A (en) * 1982-06-22 1985-10-15 Phillips Petroleum Company Ethylene polymer blends and process for forming film
US4461873A (en) 1982-06-22 1984-07-24 Phillips Petroleum Company Ethylene polymer blends
FI86867C (fi) 1990-12-28 1992-10-26 Neste Oy Flerstegsprocess foer framstaellning av polyeten
US6316546B1 (en) * 1991-03-06 2001-11-13 Exxonmobil Oil Corporation Ethylene polymer film resins
DE69218995T2 (de) 1991-03-06 1997-10-16 Mobil Oil Corp Verfahren zur Herstellung von bimodale Polyethylen in Serien-Reaktoren
EP0533452A1 (en) 1991-03-21 1993-03-24 Mobil Oil Corporation Production of bimodal ethylene polymers in tandem reactors
US5338589A (en) 1991-06-05 1994-08-16 Hoechst Aktiengesellschaft Polyethylene molding composition
EP0528523B1 (en) 1991-07-24 2001-10-10 Mobil Oil Corporation Improved ethylene polymer film resins
KR930006091A (ko) * 1991-09-18 1993-04-20 제이 이이 휘립프스 폴리에틸렌 블렌드 및 그로부터 제조된 필름, 병 또는 파이프
FI98819C (fi) 1993-03-26 1997-08-25 Borealis Polymers Oy Prosessi olefiinipolymeerien valmistamiseksi ja prosessilla valmistetut tuotteet
KR100347167B1 (ko) * 1993-10-21 2002-11-30 엑손모빌 오일 코포레이션 두가지유형의분자량분포를갖는폴리올레핀혼합물
FI942949A0 (fi) 1994-06-20 1994-06-20 Borealis Polymers Oy Prokatalysator foer producering av etenpolymerer och foerfarande foer framstaellning daerav
US6255426B1 (en) * 1997-04-01 2001-07-03 Exxon Chemical Patents, Inc. Easy processing linear low density polyethylene
FI111372B (fi) 1998-04-06 2003-07-15 Borealis Polymers Oy Olefiinien polymerointiin tarkoitettu katalyyttikomponentti, sen valmistus ja käyttö

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Publication number Publication date
DE69921812T2 (de) 2005-11-10
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ATE282052T1 (de) 2004-11-15
EP1084162B2 (en) 2016-07-20

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