ES2322281T3 - Composicion de polipropileno con resistencia mejorada al rayado. - Google Patents

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Abstract

Una composición de polipropileno que comprende: (i) 30-97% en peso de polipropileno; (ii) 2-20% en peso de un polietileno de baja densidad ramificado con una densidad entre 910 y 935 kg/m3 y un Índice de Fluidez en Estado Fundido (MFI) entre 0.1 y 100 g/10 min; (iii) 1-20% en peso de un copolímero de etileno y de una -olefina C3-C20 con una densidad entre 840 y 890 kg/m 3 y un Índice de Fluidez en Estado Fundido (MFI) entre 0.1 y 100 g/10 min; y (iv) 0.5-60% en peso de un relleno, donde el % en peso es calculado sobre la cantidad total de la composición de polipropileno.

Description

Composición de polipropileno con resistencia mejorada al rayado.
La presente invención está dirigida a una composición de polipropileno con propiedades de resistencia mejorada al rayado.
De acuerdo a Wolsske y otros en "Effect of composition on the scratch resistance of filled TPO's" (SPE; conferencia TPO; año 2001, páginas 225-230) el aumento de la resistencia al rayado de las TPO como, por ejemplo, el polipropileno es todavía un objetivo activo de diseño de materiales para extender su uso a piezas de automóviles de alta visibilidad exterior e interior. Wolsske enseña que los lubricantes a base de amidas de ácidos grasos son efectivos en el aumento de la resistencia al rayado.
El objeto de la presente invención es proporcionar una composición de polipropileno con resistencia mejorada al rayado en combinación con las otras propiedades deseadas.
La presente invención se caracteriza porque la composición de polipropileno comprende:
(i)
30-97% en peso de polipropileno (PP);
(ii)
2-20% en peso de un polietileno de baja densidad (LDPE) ramificado de cadena larga con una densidad entre 910 y 935 kg/m^{3} y un Índice de Fluidez en Estado Fundido (MFI) entre 0.1 y 100 g/10 min;
(iii)
1-20% en peso de un copolímero de etileno y de una \alpha-olefina C_{3}-C_{20} con una densidad entre 840 y 890 kg/m^{3} y un Índice de Fluidez en Estado Fundido (MFI) entre 0.1 y 100 g/10 min; y
(iv)
0.5-60% en peso de un relleno,
donde el % en peso está basado en el peso total de la composición de polipropileno.
La presencia de la combinación específica del polietileno de baja densidad ramificado específico y el copolímero de etileno específico y una \alpha-olefina C_{3}-C_{20} en la composición de polipropileno aumenta la resistencia al rayado.
Además, la composición de polipropileno tiene una excelente combinación de propiedades tales como, por ejemplo resistencia al impacto, alargamiento a la ruptura, módulos y estabilidad dimensional.
Otra ventaja importante de la composición de acuerdo con la presente invención es que la composición puede ser moldeada por inyección a una tasa de inyección alta mientras que la pieza moldeada así obtenida, no exhibe (o al menos los exhibe en una extensión fuertemente reducida) defectos de superficie en forma de una banda o un patrón.
El polipropileno en la composición de acuerdo a la invención puede ser un homopolímero así como un copolímero, en particular todos los tipos de copolímeros de reactor, por ejemplo, los copolímeros de bloque (mezclas de un homopolímero y un caucho, por ejemplo, un caucho EPR) pueden ser usados. Muchos tipos de polipropileno están comercialmente disponibles y pueden ser fácilmente preparados por métodos bien conocidos y ampliamente descritos en el arte usando, por ejemplo, los catalizadores Ziegler-Natta convencionales así como los catalizadores de un solo sitio, por ejemplo los catalizadores de metaloceno. Por supuesto, también las mezclas de distintos tipos de polipropileno pueden ser usadas.
El MFI del polipropileno (medido de acuerdo con ISO 1133 usando un peso de 2.16 kg y a una temperatura de 230ºC) puede oscilar entre amplios límites, por ejemplo, entre un límite inferior de 0.1 g/10 min y un límite superior de 100 g/10 min preferiblemente el límite inferior es de 10 g/10 min y más preferiblemente el límite inferior es de 20 g/10 min.
En general, el homopolímero de polipropileno tiene una estructura isotáctica, lo que significa que la isotacticidad es alta, por ejemplo, superior al 95% y preferiblemente superior al 98%.
De acuerdo a otra realización preferida de la invención el propileno es un copolímero de propileno y de una olefina distinta del polipropileno. La olefina distinta del propileno puede ser, por ejemplo, una \alpha-olefina, en particular 1-alqueno teniendo, por ejemplo, 2 ó 4-20 átomos de C u olefinas cíclicas, opcionalmente conteniendo más de un anillo, con un doble enlace en la estructura del anillo. Ejemplos de olefinas adecuadas incluyen el etileno, buteno, hexeno, estireno, ciclopenteno y/o norbornadieno.
Preferiblemente, la \alpha-olefina es un 1-alqueno con 2 ó 4-8 átomos de C.
Más preferiblemente, la \alpha-olefina es etileno.
De acuerdo con una realización preferida adicional de la invención la composición comprende 60-80% en peso de polipropileno.
Con el fin de ampliar la resistencia al impacto el polipropileno puede contener caucho. La composición puede comprender polipropileno en una cantidad de, por ejemplo, 0-30% en peso de un caucho, preferiblemente 5-20% en peso, con un contenido de comonómeros de, por ejemplo, 10-70% en peso, preferiblemente 30-65% en peso.
Preferiblemente, el caucho es un caucho de etileno propileno (caucho EPR). Preferiblemente, el caucho EPR tiene un contenido de etileno de, por ejemplo, 20-70% y más preferiblemente de 50-65% en peso.
El polipropileno puede contener también un polipropileno modificado.
Ejemplos de polipropilenos modificados adecuados son los polipropilenos injertados con, por ejemplo, un compuesto orgánico insaturado, por ejemplo, un ácido carboxílico, un anhídrido, un éster, o sales de los mismos o ácido maleico, fumárico, (met)acrílico, itacónico o cinámico o anhídrido, éster o sal del mismo. Preferiblemente el anhídrido maleico es usado. La cantidad de polipropileno modificado puede variar dentro de amplios límites. Por razones económicas la cantidad normalmente será bastante baja, por ejemplo, menor de 10% en peso, preferiblemente 0-3% en peso de polipropileno modificado calculado con respecto a la cantidad total de polipropileno.
La composición de acuerdo con la invención contiene 2-20% en peso de polietileno de baja densidad (LDPE) ramificado de cadena larga.
De acuerdo a una realización preferida de la invención la composición contiene 5-15% en peso de polietileno de baja densidad ramificado de cadena larga.
La ramificación de cadena larga describe la configuración de la molécula de polímero que poseen cadenas laterales con un grado de polimerización del mismo orden que la de la cadena principal.
La densidad del polietileno oscila entre 910 kg/m^{3} y 935 kg/m^{3} y los rangos del índice de fusión oscilan entre 0.10 dg/minuto y 100 dg/minuto, preferiblemente entre 8 a 80 g/10 min (El MFI se mide de acuerdo con la norma ISO 1133 usando un peso de 2.16 kg y a una temperatura de 190ºC).
Preferiblemente, la densidad del polietileno oscila entre 915 kg/m^{3} y 935 kg/m^{3}.
Preferiblemente, el índice de fusión del polietileno oscila entre 50 y 70 g/10 min.
La composición de acuerdo con la invención comprende 1-20% en peso de un copolímero de etileno y de una \alpha-olefina C_{3}-C_{20}.
El copolímero de etileno y una una \alpha-olefina C_{3}-C_{20} tienen una densidad de entre 840 y 890 kg/m^{3}.
El MFI del copolímero de etileno y una \alpha-olefina C_{3}-C_{20} está entre 0.1 y 100 g/10 min (medido de acuerdo con ISO 1133 usando un peso de 2.16 kg y con una temperatura de 190ºC).
Preferiblemente, la densidad del copolímero de etileno y una \alpha-olefina C_{3}-C_{20} está entre 860 y 880 kg/m^{3}.
Preferiblemente el FMI del copolímero de etileno y una \alpha-olefina C_{3}-C_{20} está entre 0.1 y 10 g/10 min.
La composición de acuerdo con la invención puede comprender una mezcla de copolímeros de etileno y una \alpha-olefina C_{3}-C_{20}.
Preferiblemente la composición de polipropileno de acuerdo a la invención comprende 1-18% en peso del copolímero de etileno y una \alpha-olefina C_{3}-C_{20}.
De acuerdo con una realización preferida adicional de la invención la composición de polipropileno comprende 5-15% en peso del copolímero de etileno y una \alpha-olefina C_{3}-C_{20}.
Rellenos adecuados incluyen, por ejemplo, talco, perlas de vidrio, fibras de vidrio, arcilla, mica, wollastonita, carbonato de calcio, sílice, negro de carbono y/o óxido de titanio. De acuerdo con una realización preferida de la invención el relleno es talco, fibra de vidrio o negro de carbono.
La cantidad de relleno en la composición de polipropileno de acuerdo con la invención es entre 0.5 y 60% en peso. Cantidades de rellenos superiores a 40% en peso normalmente estarán presentes en las mezclas de un homopolímero de polipropileno y de relleno o en concentrados (es decir, composiciones que normalmente serán mezcladas con otras composiciones antes de ser procesadas, por ejemplo moldeadas).
Las composiciones usadas para su transformación posterior en artículos, por ejemplo, moldeo por soplado, moldeo por inyección, extrusión, o moldeo por extrusión compresión, preferiblemente contienen, por ejemplo, más de 1% en peso de relleno, particularmente más de 2% en peso de relleno, lo más preferiblemente más de 5% en peso de relleno y menos de 45% en peso de relleno, particularmente menos de 30% en peso de relleno, lo más preferiblemente menos de 20% en peso de relleno.
Preferiblemente, la composición de acuerdo a la invención comprende, además de dichos componentes un agente de deslizamiento. La cantidad de agente de deslizamiento que se usará puede oscilar entre amplios los límites, por ejemplo, entre 0 y 3% en peso. Preferiblemente, la cantidad de agente de deslizamiento oscila entre 0.1 y 1% en peso, calculado con respecto a la composición de polipropileno.
Los agentes de deslizamiento adecuados incluyen, por ejemplo, amidas de ácidos grasos y/o polisiloxanos.
Las amidas de ácidos grasos adecuadas son, por ejemplo, amidas saturadas e insaturadas o alquilenobisamidas saturadas o insaturadas. Ejemplos de amidas adecuadas incluyen palmitamida, estearil araquideamida, estearamidoetilestearamida, estearamidoetilpalmitamida, erucamida, oleamida, erucamidoetilerucamida, estearamidoetilerucamida y/o oleoamidoetilerucamida.
De acuerdo a una realización preferida de la invención el agente de deslizamiento es una amida de ácido graso.
La composición de acuerdo con la invención puede contener opcionalmente aditivos, por ejemplo, agentes nucleantes y clarificadores, estabilizantes, agentes de liberación, rellenos, plastificantes, antioxidantes, colorantes, aditivos resistentes a la ignición, lubricantes, liberadores de molde, potenciadores del flujo y/o antiestáticos. Estos aditivos son bien conocidos en el arte y la persona experta seleccionará el tipo y la cantidad de aditivos de tal manera que no influyan negativamente en las propiedades buscadas de la composición. La cantidad de los aditivos puede variar entre amplios límites, por ejemplo, de 0 hasta 20% en peso, particularmente entre 1 y 10% en peso, calculado con respecto a la composición de polipropileno.
La composición de copolímero de propileno de acuerdo con la invención es adecuada para ser usada por ejemplo en el moldeo por soplado, moldeo por inyección o extrusión de moldes, películas, láminas o tubos que se aplican en un amplio rango de artículos como, por ejemplo, piezas exteriores e interiores de automóviles, especialmente piezas estéticas (pintadas no visibles), tales como por ejemplo, vigas parachoques, fascia de parachoques, paneles de instrumentos y pilares, envases de pared delgada, tapas y cierres, cubos y contenedores, huacales y cajas, latas y botellas, cajas para aparatos, artículos del hogar, juguetes, envases multimedia, aplicaciones eléctricas, por ejemplo, envolturas para equipos eléctricos, mobiliario de jardín y césped y lámina de construcción.
La composición de copolímero de propileno, de acuerdo con la invención es muy adecuada para ser aplicada en las piezas visibles interiores del automóvil como, por ejemplo, paneles de instrumentos y pilares.
La preparación de las composiciones de acuerdo con la invención puede ser realizada de acuerdo con cualquier procedimiento de mezclado adecuado. Estos procedimientos son bien conocidos en el arte como, por ejemplo, el mezclado en seco de los componentes individuales, seguido opcionalmente por la fusión de la mezcla, y, posteriormente, la extrusión o moldeo por inyección directamente.
La invención será dilucidada por los siguientes ejemplos, pero sin estar limitada a ellos.
Ejemplos Ejemplo I
Una composición fue obtenida por la composición de los ingredientes de acuerdo a la Tabla 1 a 210ºC en una extrusora de doble husillo de co-rotación. La composición fue luego moldeada por inyección en placas de 65 x 65 x 3.2 mm de acuerdo con la norma ISO 37-2. Las muestras adecuadas fueron mecanizadas fuera de las placas.
Los resultados de las pruebas se dan en la Tabla 1. Las cantidades usadas se indican en % en peso calculado con respecto a la composición total.
Ejemplo Comparativo A
El ejemplo I fue repetido excepto que el LDPE fue sustituido por HDPE.
La composición y los resultados de las pruebas de la composición se dan en la Tabla 1
El resultado de la prueba muestra que la combinación específica del polietileno de baja densidad ramificado y el copolímero de etileno y una \alpha-olefina C_{3}-C_{20} en la composición de polipropileno aumenta la resistencia al rayado.
TABLA 1
1 
\newpage
2 
\newpage
La resistencia al rayado se midió de acuerdo con el método de rayado PV 3952 VW sin una carga de 10 N usando textura K59 VW. (VW significa Volkswagen).
El color del rayado se midió con respecto a la superficie sin rayar. El color se midió de acuerdo a la norma ISO 7724 (1984). El valor resultante dL es una medida de la resistencia al rayado ya que un bajo valor dL corresponde a una alta resistencia al rayado.

Claims (12)

1. Una composición de polipropileno que comprende:
(i)
30-97% en peso de polipropileno;
(ii)
2-20% en peso de un polietileno de baja densidad ramificado con una densidad entre 910 y 935 kg/m^{3} y un Índice de Fluidez en Estado Fundido (MFI) entre 0.1 y 100 g/10 min;
(iii)
1-20% en peso de un copolímero de etileno y de una \alpha-olefina C_{3}-C_{20} con una densidad entre 840 y 890 kg/m^{3} y un Índice de Fluidez en Estado Fundido (MFI) entre 0.1 y 100 g/10 min; y
(iv)
0.5-60%en peso de un relleno,
donde el % en peso es calculado sobre la cantidad total de la composición de polipropileno.
2. Una composición de acuerdo con la Reivindicación 1, donde la cantidad del polietileno de baja densidad ramificado está entre 5 y 15% en peso.
3. Una composición de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-2, donde la densidad del polietileno de baja densidad ramificado está entre 915 y 925 kg/m^{3}.
4. Una composición de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-3, donde el polietileno de baja densidad ramificado tiene un Índice de Fluidez en Estado Fundido entre 8 y 80 g/10 min.
5. Una composición de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-4, donde la cantidad del copolímero de etileno y una \alpha-olefina C_{3}-C_{20} está entre 1 y 18% en peso.
6. Una composición de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-5, donde el copolímero de etileno y una \alpha-olefina C_{3}-C_{20} tiene una densidad entre 860 y 880 kg/m^{3}.
7. Una composición de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-6, donde el MFI del copolímero de etileno y una \alpha-olefina C_{3}-C_{20} está entre 0.1 y 10 g/10 min.
8. Una composición de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-7, donde la composición comprende entre 60 y 80% en peso de un polipropileno.
9. Una composición de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-8, donde la composición comprende además un agente de deslizamiento.
10. Una composición de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-9, donde la cantidad de relleno es 1-45% en peso.
11. Un artículo hecho de una composición de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-10.
12. Una pieza interior de automóvil hecha de una composición de acuerdo con cualquiera de las Reivindicaciones 1-10.
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