ES2924045T3 - Procedimiento para producir composición a base de polipropileno a partir de resinas posconsumo y artículos hechos a partir de dichas composiciones - Google Patents

Procedimiento para producir composición a base de polipropileno a partir de resinas posconsumo y artículos hechos a partir de dichas composiciones Download PDF

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Laurent Duranel
Pascal Charlier
Freddy Colonval
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Abstract

La invención se relaciona con un proceso para producir una composición a base de polipropileno que comprende una resina post-consumo (PCR) caracterizada porque comprende los pasos de proporcionar un componente A que es una resina post-consumo de polipropileno (PCR-PP) que tiene un rango MI2 de 7 a 70 g/10 min, en donde el componente A es una mezcla de polipropileno reciclado y polietileno reciclado, en donde el contenido de polietileno reciclado varía de 3 a 20% en peso relativo al peso total del componente A; proporcionando un componente B que es una resina de polipropileno que tiene un MI2 que oscila entre 0,1 y 10,0 g/10 min determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg; y mezclar por fusión los componentes para formar una composición basada en polipropileno en la que el contenido del componente A en la composición basada en polipropileno oscila entre 35 y 80% en peso basado en el peso total de la composición basada en polipropileno. La invención también se relaciona con la composición a base de polipropileno obtenida por dicho proceso ya los artículos producidos a partir de dicha composición a base de polipropileno. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para producir composición a base de polipropileno a partir de resinas posconsumo y artículos hechos a partir de dichas composiciones
Campo de la invención
La invención se refiere a un procedimiento para reciclar polipropileno a partir de residuos de polímeros domésticos para obtener una mezcla de polipropileno con buenas propiedades mecánicas.
Antecedentes de la invención
El concepto de economía circular tiene como objetivo reciclar más polímeros de resinas posconsumo (PCR). Las resinas posconsumo de tipo polipropileno provienen principalmente de residuos domésticos o domiciliarios. El volumen de polipropileno procedente de residuos posconsumo va en aumento. Los propietarios de marcas y los convertidores están fomentando el uso de cada vez más material reciclado en sus artículos comercializados para responder a las demandas de los clientes finales de reducir el impacto de la huella de carbono y el consumo de energía.
Un producto final en donde el contenido de polipropileno reciclado es demasiado bajo no genera un gran interés en el mercado. El umbral en el que el contenido de polipropileno reciclado comienza a ser significativo se considera mayor o igual que el 50% en peso.
Las corrientes de resina posconsumo existentes comprenden una mezcla de homopolímero de polipropileno (PPH), copolímero aleatorio de polipropileno (PPR), copolímero heterofásico de polipropileno (PPC) y un contenido minoritario de polietileno de alta densidad (HDPE) (todos por sus siglas en inglés). El contenido de HDPE suele ser menor que el 15% en peso. Las propiedades mecánicas promedio de la PCR son similares a las de un homopolipropileno con un índice de fluidez (MI2) que varía entre 8 n y 15 g/10 min; un módulo de flexión que varía entre 1000 MPa y 1100 MPa, y una baja resistencia al impacto como en el ensayo de impacto de Charpy con muescas de aproximadamente 5 kJ/m2 a 23 °C.
Estas propiedades no permiten que dicha PCR sea adecuado para aplicaciones de extrusión o inyección como extrusión de tubos o tubos corrugados, extrusión de láminas o láminas corrugadas, moldeo por inyección de piezas técnicas, cajas, tapas, paletas, artículos moldeados por soplado, espumas, etc., para los que se requieren propiedades mecánicas altas a temperaturas bajas.
Como consecuencia, para aplicaciones que requieren polipropileno con MI2 bajo, se utilizan preferiblemente resinas vírgenes, o mezclas de resinas vírgenes con desechos de posproducción, o del concepto de circuito cerrado, en donde los artículos se recolectan específicamente para evitar mezclarlos con otros polímeros y se reciclan para las mismas aplicaciones o similares. No existe una solución disponible para utilizar resinas de polipropileno generales posconsumo porque estas corrientes no poseen un valor de MI2 adecuado ni las propiedades mecánicas para cumplir con los requerimientos de esas aplicaciones.
Se observa que en el documento WO2015/169690 se describen composiciones que comprenden del 70% al 90%, en peso, de material reciclado y del 10% al 25%, en peso, de un compatibilizador que es un copolímero de propileno heterofásico. El material reciclado comprende del 30% al 70%, en peso, de polipropileno y del 70% al 30%, en peso, de polietileno. Sin embargo, como se muestra en los ejemplos de este documento, el material reciclado se selecciona para tener un MI2 de 6 g/10 min como máximo y una resistencia al impacto Charpy a 23 °C (con muescas) por debajo de 10 kJ/m2. Por lo tanto, la presente memoria no proporciona una solución con respecto al posible uso de resinas posconsumo generales de polipropileno con un MI2 mayor para producir una composición con un equilibrio mejorado entre rigidez y propiedades de impacto. Además, es deseable mejorar aún más las propiedades de impacto de la composición obtenida.
Por lo tanto, un objetivo de la invención es proporcionar un procedimiento para la producción de un material a base de polipropileno que comprenda un alto contenido de resina general posconsumo y que tenga al mismo tiempo un buen equilibrio entre propiedades de rigidez y de impacto, incluyendo preferiblemente buenas propiedades de impacto a bajas temperaturas (-20 °C).
También es un objeto de la invención proporcionar un procedimiento para la producción de un material a base de polipropileno que comprenda un alto contenido de resinas posconsumo generales y que tenga un buen equilibrio entre propiedades de rigidez y de impacto (con preferencia, incluyendo buenas propiedades de impacto a bajas temperaturas) y siendo adecuado para aplicaciones que requieren un MI2 bajo, como un MI2 menor que 8 g/10 min, preferiblemente como un MI2 menor que 5 g/10 min.
Es un objeto adicional de la invención proporcionar un procedimiento para la producción de un material a base de polipropileno que comprenda un alto contenido de resinas posconsumo, que tenga un buen equilibrio entre propiedades de rigidez y de impacto, incluyendo preferiblemente buenas propiedades de impacto a bajas temperaturas, en donde el procedimiento sea rentable.
También es un objeto de la invención proporcionar dicho material a base de polipropileno.
Sumario de la invención
Los autores han encontrado sorprendentemente que los objetivos anteriores se pueden lograr individualmente o en cualquier combinación, mediante el uso de una combinación de un material de copolímero de propileno de impacto virgen específico y de una resina de polietileno, en una mezcla que comprende al menos el 35% en peso de PCR y preferiblemente al menos el 50% en peso de PCR. Los polímeros añadidos potencian la rigidez y las propiedades de impacto de la composición hasta el equilibrio deseado. Además, la composición muestra el valor deseado de MI2 adecuado para su uso en aplicaciones de inyección o extrusión.
De acuerdo con un primer aspecto, la invención proporciona un procedimiento para producir una composición a base de polipropileno que comprende resina posconsumo (PCR), comprendiendo el procedimiento los pasos siguientes:
- proporcionar un componente A que sea una resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) con un MI2 que varía de 7 g/10 min a 70 g/10 min, determinado según las condiciones M de la norma ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, en donde el componente A sea una mezcla de polipropileno reciclado y polietileno reciclado, en donde el contenido de polietileno reciclado varía del 3% al 20%, en peso, con respecto al peso total del componente A;
- proporcionar un componente B que sea una resina de polipropileno con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 10,0 g/10 min, determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2.16 kg; y
- mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno en donde el contenido del componente A en la composición a base de polipropileno que varía del 35% al 80%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno.
Con preferencia, la invención proporciona un procedimiento para producir una composición a base de polipropileno que comprende resina posconsumo (PCR), comprendiendo el procedimiento los pasos siguientes:
- proporcionar un componente A que sea una resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) con un MI2 que varía de 7 g/10 min a 20 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones M de la norma ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, en donde el componente A sea una mezcla de polipropileno reciclado y polietileno reciclado, en donde el contenido de polietileno reciclado varía del 3% al 20%, en peso, con respecto al peso total del componente A;
- proporcionar un componente B que sea una resina de polipropileno con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 5,0 g/10 min, determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2.16 kg; y
- mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno en donde el contenido del componente A en la composición a base de polipropileno varía del 35% al 80%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno.
En una realización preferida, antes del paso de mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno, el procedimiento comprende, además, uno o más pasos seleccionados de los siguientes:
- proporcionar un componente C que sea una resina de polietileno con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 5,0 g/10 min, determinado según las condiciones D de ISO 1133, a una temperatura de 190 °C y bajo una carga de 2,16 kg;
- proporcionar un componente D que sea uno o más elastómeros; y
- proporcionando un componente E que sea una o más cargas.
En particular, en una realización preferida, la invención proporciona un procedimiento para producir una composición a base de polipropileno que comprende resina posconsumo (PCR) caracterizado por que comprende los pasos siguientes:
- proporcionar un componente A que sea una resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) con un MI2 que varía de 7 g/10 min a 70 g/10 min, determinado según las condiciones M de la norma ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, en donde el componente A sea una mezcla de polipropileno reciclado y polietileno reciclado, en donde el contenido de polietileno reciclado varía del 3% al 20%, en peso, con respecto al peso total del componente A;
- proporcionar un componente B que sea una resina de polipropileno con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 10,0 g/10 min, determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2.16 kg;
- proporcionar un componente C que sea una resina de polietileno con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 5,0 g/10 min, determinado según las condiciones D de ISO 1133, a una temperatura de 190 °C y bajo una carga de 2,16 kg; y
- mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno en donde el contenido del componente A en la composición a base de polipropileno varía del 35% al 80%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno.
En una realización preferida, la invención proporciona un procedimiento para producir una composición a base de polipropileno que comprende resina posconsumo (PCR) caracterizado por que comprende los pasos siguientes: - proporcionar un componente A que sea una resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) con un MI2 que varía de 7 g/10 min a 70 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, en donde el componente A sea una mezcla de polipropileno reciclado y polietileno reciclado, en donde el contenido de polietileno reciclado varía del 3% al 20%, en peso, con respecto al peso total del componente A;
- proporcionar un componente B que sea una resina de polipropileno con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 10,0 g/10 min, determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2.16 kg;
- proporcionar un componente D que sea uno o más elastómeros; y
- mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno en donde el contenido del componente A en la composición a base de polipropileno varía del 35% y el 80%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno.
En una realización preferida, la invención proporciona un procedimiento para producir una composición a base de polipropileno que comprende resina posconsumo (PCR) caracterizado por que comprende los pasos siguientes: - proporcionar un componente A que sea una resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) con un MI2 que varía de 7 g/10 min a 70 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, en donde el componente A sea una mezcla de polipropileno reciclado y polietileno reciclado, en donde el contenido de polietileno reciclado varía del 3% al 20%, en peso, con respecto al peso total del componente A;
- proporcionar un componente B que sea una resina de polipropileno con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 10,0 g/10 min, determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2.16 kg;
- proporcionar un componente E que sea una o más cargas; y
- mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno en donde el contenido del componente A en la composición a base de polipropileno varía del 35% al 80%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno.
En una realización preferida, la invención proporciona un procedimiento para producir una composición a base de polipropileno que comprende resina posconsumo (PCR) caracterizado por que comprende los pasos siguientes: - proporcionar un componente A que sea una resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) con un MI2 que varía de 7 g/10 min a 70 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, en donde el componente A sea una mezcla de polipropileno reciclado y polietileno reciclado, en donde el contenido de polietileno reciclado varía del 3% al 20%, en peso, con respecto al peso total del componente A;
- proporcionar un componente B que sea una resina de polipropileno con un MI2que varía de 0,1 g/10 min a 10,0 g/10 min, determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2.16 kg;
- proporcionar un componente C que sea una resina de polietileno con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 5,0 g/10 min, determinado según las condiciones D de ISO 1133, a una temperatura de 190 °C y bajo una carga de 2,16 kg; - proporcionar un componente D que sea uno o más elastómeros; y
- mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno en donde el contenido del componente A en la composición a base de polipropileno varía del 35% al 80%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno.
En una realización preferida, la invención proporciona un procedimiento para producir una composición a base de polipropileno que comprende resina posconsumo (PCR) caracterizado por que comprende los pasos siguientes: - proporcionar un componente A que sea una resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) con un MI2 que varía de 7 g/10 min a 70 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, en donde el componente A sea una mezcla de polipropileno reciclado y polietileno reciclado, en donde el contenido de polietileno reciclado varía del 3% al 20%, en peso, con respecto al peso total del componente A;
- proporcionar un componente B que sea una resina de polipropileno con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 10,0 g/10 min, determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2.16 kg;
- proporcionar un componente D que sea uno o más elastómeros;
- proporcionar un componente E que sea una o más cargas; y
- mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno en donde el contenido del componente A en la composición a base de polipropileno varía del 35% al 80%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno.
En una realización preferida, la invención proporciona un procedimiento para producir una composición a base de polipropileno que comprende resina posconsumo (PCR) caracterizado por que comprende los pasos siguientes: - proporcionar un componente A que sea una resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) con un MI2 que varía de 7 g/10 min y 70 g/10 min, determinado según las condiciones M de la norma ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, en donde el componente A sea una mezcla de polipropileno reciclado y polietileno reciclado, en donde el contenido de polietileno reciclado varía del 3% al 20%, en peso, con respecto al peso total del componente A;
- proporcionar un componente B que sea una resina de polipropileno con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 10,0 g/10 min, determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2.16 kg;
- proporcionar un componente C que sea una resina de polietileno con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 5,0 g/10 min, determinado según las condiciones D de ISO 1133, a una temperatura de 190 °C y bajo una carga de 2,16 kg; - proporcionar un componente E que sea una o más cargas; y
- mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno en donde el contenido del componente A en la composición a base de polipropileno varía del 35% al 80%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno.
En una realización preferida, la invención proporciona un procedimiento para producir una composición a base de polipropileno que comprende resina posconsumo (PCR) caracterizado por que comprende los pasos siguientes: - proporcionar un componente A que sea una resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) con un MI2 que varía de 7 g/10 min a 70 g/10 min, determinado según las condiciones M de la norma ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, en donde el componente A sea una mezcla de polipropileno reciclado y polietileno reciclado, en donde el contenido de polietileno reciclado varía del 3% al 20%, en peso, con respecto al peso total del componente A;
- proporcionar un componente B que sea una resina de polipropileno con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 10,0 g/10 min, determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2.16 kg;
- proporcionar un componente C que sea una resina de polietileno con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 5,0 g/10 min, determinado según las condiciones D de ISO 1133, a una temperatura de 190 °C y bajo una carga de 2,16 kg; - proporcionar un componente D que sea uno o más elastómeros;
- proporcionar un componente E que sea una o más cargas; y
- mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno en donde el contenido del componente A en la composición a base de polipropileno varía del 35% al 80%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno.
Con preferencia, se puede utilizar una o más de las siguientes realizaciones para definir mejor la resina posconsumo (componente A) para utilizar en el procedimiento inventivo:
- El componente A es una mezcla de polipropileno reciclado y polietileno reciclado, en donde el contenido de polietileno reciclado varía del 1% al 27%, en peso, con respecto al peso total del componente A, preferiblemente del 2% al 25%, en peso, más preferiblemente del 3% al 20%, en peso, incluso más preferiblemente del 4% al 18%, en peso, y lo más preferiblemente del 5% al 15%, en peso.
- El componente A tiene un MI2 determinado según ISO 1133 condiciones M, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg de al menos 8 g/10 min; y/o como máximo 60 g/10 min, preferiblemente como máximo 50 g/10 min, preferiblemente como máximo 40 g/10 min, preferiblemente como máximo 30 g/10 min, preferiblemente como máximo 25 g/10 min, preferiblemente como máximo 20 g/10 min, preferiblemente como máximo 19 g/10 min, preferiblemente como máximo 18 g/10 min, más preferiblemente como máximo 17 g/10 min y aún más preferiblemente como máximo 16 g/10 min, lo más preferiblemente de como máximo 15 g/10 min, e incluso lo más preferiblemente de como máximo 14 g/10 min o como máximo 12 g/10 min.
Con preferencia, se puede utilizar una o más de las siguientes realizaciones para definir mejor la resina de polipropileno (componente B) que se utilizará en el procedimiento de la invención:
- El componente B tiene un MI2, determinado según ISO 1133 condiciones M, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, de al menos 0,2 g/10 min, preferiblemente de al menos 0,3 g/10 min; y/o de como máximo 9,0 g/10 min, preferiblemente como máximo 8,0 g/10 min, preferiblemente como máximo 7,0 g/10 min, preferiblemente como máximo 6,0 g/10 min, preferiblemente como máximo 5,0 g/10 min, preferiblemente de como máximo 4,5 g/10 min, de como máximo 4,0 g/10 min, más preferiblemente de como máximo 3,5 g/10 min, incluso más preferiblemente de como máximo 3,0 g/10 min, lo más preferiblemente de como máximo 2,5 g/10 min, incluso lo más preferiblemente de como máximo 2,0 g/10 min, o 1,5 g/10 min, o menor que 1,0 g/10 min, preferiblemente de como máximo 0,9 g/10 min, más preferiblemente de como máximo 0,8 g/10 min y aún más preferiblemente de como máximo 0,5 g/10 min.
- El componente B se selecciona de una resina de homopolímero de polipropileno, una resina de copolímero de propileno al azar, una resina de copolímero de propileno heterofásico y cualquier mezcla de los mismos; con preferencia, el componente B es una resina de copolímero de propileno heterofásico.
- El contenido del componente B varía del 10% en peso al 60% en peso, basado en el peso total de la composición basada en polipropileno, preferiblemente del 11 % en peso al 55% en peso, más preferiblemente del 12% en peso al 50% en peso, incluso más preferiblemente del 13% en peso al 48% en peso y lo más preferiblemente del 15% en peso al 45% en peso.
Con preferencia, se puede utilizar una o más de las siguientes realizaciones para definir mejor la resina de polietileno (componente C) que se utilizará en el procedimiento de la invención:
- El componente C es uno o más seleccionados de los siguientes:
C1) una resina de polietileno virgen (PE); y/o
C2) una resina posconsumo de polietileno (PCR-PE); y/o
C3) una resina posconsumo de poliolefina (PCR-PO) que comprende al menos un 30% en peso de polietileno basado en el peso total de la resina posconsumo de poliolefina,
con preferencia, el componente C comprende una resina posconsumo de polietileno (PCR- PE) y/o una resina posconsumo de poliolefina (PCR-PO), de manera que el contenido total de resina posconsumo (PCRt) en la composición a base de polipropileno varía del 50% y el 80%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, en donde el contenido total de resina posconsumo (PCRt) en la composición a base de polipropileno es la suma del contenido del componente A (PCR-PP) y del material reciclado en el componente C seleccionado entre resina posconsumo de polietileno (PCR-PE) y/o resina posconsumo de poliolefina (PCR-PO).
- El componente C tiene una densidad de al menos 0,940 g/cm3 determinado según ISO 1183 a 23 °C, preferiblemente de al menos 0,945 g/cm3, más preferiblemente de al menos 0,950 g/cm3, y aún más preferiblemente de al menos 0,955 g/cm3.
- El componente C tiene un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 5,0 g/10 min, determinado según las condiciones D de ISO 1133, a una temperatura de 190 °C y bajo una carga de 2,16 kg, preferiblemente varía de 0,2 g/10 min a 2.5 g/10 min; más preferiblemente de 0,3 g/10 min a 2,0 g/10 min, aún más preferiblemente de 0,4 g/10 min a 1.5 g/10 min, y lo más preferiblemente de 0,5 g/10 min a 1,0 g/10 min.
- El contenido del componente C proporcionado varía del 5% en peso al 25% en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente varía del 7% en peso al 24% en peso, más preferiblemente del 8% en peso al 23% en peso, incluso más preferiblemente del 9% en peso al 22% en peso, y lo más preferiblemente del 10% en peso al 20% en peso.
- El componente C comprende una resina posconsumo de poliolefina (PCR-PO) que comprende al menos un 40% en peso de polietileno basado en el peso total de la resina posconsumo de poliolefina, preferiblemente al menos un 50% en peso, más preferiblemente al menos un 60% en peso y lo más preferiblemente al menos un 70% en peso.
- El componente C es una resina posconsumo de poliolefina (PCR-PO) que comprende al menos un 40% en peso de polietileno basado en el peso total de la resina posconsumo de poliolefina, preferiblemente al menos un 50% en peso, más preferiblemente al menos un 60% en peso y lo más preferiblemente al menos un 70% en peso.
Con preferencia, se pueden utilizar una o más de las siguientes realizaciones para definir mejor el procedimiento y el o los elastómeros (componente D) que se utilizarán en el procedimiento inventivo:
- El procedimiento comprende, además, un paso que consiste en proporcionar un componente D que sea uno o más elastómeros, y el paso que consiste en mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno comprende mezclar por fusión el componente D con los otros componentes para formar la composición a base de polipropileno.
- El componente D, que es uno o más elastómeros, se selecciona de copolímeros elastoméricos de etileno con 1 -octeno, copolímeros elastoméricos de etileno con 1 -buteno, copolímeros elastoméricos de etileno con propeno y cualquier mezcla de los mismos; y/o de SIS (copolímeros de bloque de estireno-isopreno-estireno), SEPS (copolímeros de bloque de estireno-isopreno hidrogenado), SBS (copolímeros de bloque de estireno-butadienoestireno), SEBS (copolímeros de bloque de estireno-butadieno hidrogenado), SBSS (copolímeros de bloque de estireno-butadieno-estireno-estireno), y cualquier mezcla de los mismos.
- El componente D, al ser uno o más elastómeros, tiene un MI2 que varía de 0,5 g/10 min a 5,0 /10 min, determinado según las condiciones D de ISO 1133, a una temperatura de 190 °C y bajo una carga de 2,16 kg, preferiblemente el componente D tiene un MI2 de 4,5 g/10 min como máximo, más preferiblemente de 4,0 g/10 min como máximo, incluso más preferiblemente de 3,5 g/10 min como máximo, lo más preferiblemente de 3,0 g/10 min como máximo, incluso lo más preferiblemente de 2,5 g/10 min como máximo o de 2,0 g/10 min como máximo.
Con preferencia, se pueden usar una o más de las siguientes realizaciones para definir mejor el procedimiento y la o las cargas (componente E) que se usarán en el procedimiento inventivo:
- El procedimiento comprende, además, el paso de proporcionar un componente E que sea una o más cargas, y el paso de mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno comprende mezclar por fusión el componente E con los otros componentes para formar la composición a base de polipropileno.
- El componente E se selecciona de carga mineral de talco, wollastonita, carbonato de calcio, fibras de vidrio, fibras de bambú, fibras de lino, fibras de cáñamo y cualquier mezcla de los mismos.
- El componente E es una o más cargas minerales de talco.
- El componente E comprende una o más cargas minerales de talco, con preferencia el componente E es una o más cargas minerales de talco.
- La o las cargas minerales de talco del componente E tienen un tamaño de valor mediano de partícula (d50) menor que 50 pm, según lo determinado de acuerdo con ISO 13317-3 por Sedigraph, preferiblemente menor que 20 pm, más preferiblemente menor que 15 pm y lo más preferiblemente como máximo de 10 pm y/o un tamaño de valor mediano de partícula (d50) de al menos 0,1 pm, según lo determinado según ISO 13317-3 por Sedigraph, preferiblemente de al menos 1,0 pm, más preferiblemente de al menos 1,5 pm, incluso más preferiblemente de al menos 1,8 pm, lo más preferiblemente de al menos 2,0, e incluso lo más preferiblemente de al menos 2,1 pm.
Con preferencia, se puede utilizar una o más de las siguientes realizaciones para definir mejor el procedimiento:
- el procedimiento comprende, además, el paso de proporcionar un componente D que sea uno o más elastómeros, y el paso de proporcionar un componente E que sea una o más cargas; y por que el paso de mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno comprende mezclar por fusión el componente D y el componente E con los otros componentes para formar la composición a base de polipropileno; con preferencia, la composición a base de polipropileno comprende del 0,1% al 10%, en peso, del componente D, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, en donde el componente D es uno o más elastómeros y/o la composición a base de polipropileno comprende del 0,1% al 15%, en peso, del componente E, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno.
- el procedimiento comprende, además, el paso de proporcionar un componente D que sea uno o más elastómeros, y el paso de proporcionar un componente E que sea una o más cargas; y por que el paso de mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno comprende mezclar por fusión el componente D y el componente E con los otros componentes para formar la composición a base de polipropileno; en donde la composición basada en polipropileno comprende del 0,1% al 10%, en peso, del componente D, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, en donde el componente D es uno o más elastómeros y del 0,1% al 15%, en peso, del componente E, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno.
Con preferencia, se puede utilizar una o más de las siguientes realizaciones para definir mejor la composición a base de polipropileno obtenida por el procedimiento de la invención.
En cuanto al contenido de polietileno en la composición:
La composición a base de polipropileno comprende un contenido total de polietileno que varía del 5% al 25%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, en donde el contenido total de polietileno en la composición a base de polipropileno se define por la suma del contenido de polietileno en el componente A y en el componente C; preferiblemente que varía del 6% al 24%, en peso, más preferiblemente que varía del 7% al 22%, en peso, incluso más preferiblemente que varía del 8% al 20%, en peso, lo más preferiblemente que varía del 9% al 18%, en peso, incluso lo más preferiblemente que varía del 10% en peso al 16% en peso, o del 10% en peso al 15% en peso. En una realización preferida, el contenido total de polietileno en la composición a base de polipropileno se define por la suma del contenido de polietileno en el componente A y en el componente C y que varía del 5% al 15%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno. Un bajo contenido de polietileno es favorable para la consecución de un alto módulo de flexión.
En cuanto al contenido total de resina posconsumo en la composición:
- El componente C comprende una resina posconsumo de polietileno (PCR-PE) y/o una resina posconsumo de poliolefina (PCR-PO), de manera que el contenido total de resina posconsumo (PCRt) en la composición a base de polipropileno que varía del 40% al 80%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente del 50% al 80%, en peso, en donde el contenido total de resina posconsumo (PCRt) en la composición a base de polipropileno es la suma del contenido del componente A (PCR-PP) y de la resina posconsumo en el componente C. El contenido total de resina posconsumo (porcentaje en peso de PCRt) en la composición a base de polipropileno se define mediante la ecuación (1):
PCRt (% en peso) = PCR-PP (% en peso) PCR-PE (% en peso) PCR-PO (% en peso) (1)
- El componente C se selecciona entre una resina posconsumo de polietileno (PCR-PE) y/o una resina posconsumo de poliolefina (PCR-PO), de manera que el contenido total de resina posconsumo (PCRt) en la composición a base de polipropileno es al menos el 42% en peso basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente al menos el 45% en peso, más preferiblemente al menos el 47% en peso, incluso más preferiblemente al menos el 50% en peso y lo más preferiblemente al menos el 52% en peso.
En cuanto al contenido de elastómero en la composición:
La composición a base de polipropileno comprende del 0% al 10,0%, en peso, del componente D (es decir, uno o más elastómeros), basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente del 0,1% al 10,0%, en peso, más preferiblemente del 0,2% en peso al 9,8% en peso, incluso más preferiblemente del 0,5% en peso al 9,5% en peso, lo más preferiblemente del 1,0% en peso al 9,3%, en peso, incluso lo más preferiblemente del 1,5% en peso al 9,1%, en peso, o del 2,5% en peso al 9,0%, en peso, o del 5,0% en peso al 8,5% en peso.
En cuanto al contenido de la carga en la composición:
La composición a base de polipropileno comprende del 0% al 20,0%, en peso, del componente E (siendo preferiblemente una o más cargas minerales de talco), basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente del 0,1% al 15,0%, en peso, más preferiblemente del 0,2% en peso al 14,0%, en peso, incluso más preferiblemente del 0,5% en peso al 13,0%, en peso, lo más preferiblemente del 1,0% en peso al 12%, en peso, incluso lo más preferiblemente del 1,5% en peso al 11,0%, en peso, o del 2,5% en peso al 10,5%, en peso, o del 5,0% en peso al 10%, en peso. En una realización preferida, la composición a base de polipropileno comprende del 0% al 10,0%, en peso, del componente E (siendo preferiblemente una o más cargas minerales de talco), basado en el peso total de la composición a base de polipropileno.
En cuanto a las propiedades de la composición:
- La composición a base de polipropileno tiene un MI2 que varía de 1,0 g/10 min a 8,0 g/10 min, determinado según las condiciones M de la norma ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, preferiblemente que varía de 1,1 g/10 min a 7,0 g/10 min, más preferiblemente de 1,2 g/10 min a 6,0 g/10 min, aún más preferiblemente de 1,3 g/10 min a 5,0 g/10 min, lo más preferiblemente de 1,4 g/10 min a 4,5 g/10 min, incluso lo más preferiblemente de 1,5 g/10 min a 4,0 g/10 min, o de 1,5 g/10 min a 3,5 g/10 min o de 1,5 g/10 min a 3,0 g/10 min.
- La composición a base de polipropileno tiene un contenido de componentes insolubles en acetona que varía del 1,0% al 20%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente del 1,5% al 15%, en peso, más preferiblemente del 2% al 18%, en peso, y lo más preferiblemente del 2% al 15%, en peso. Con preferencia, la composición a base de polipropileno tiene un contenido de componentes insolubles en acetona que varía del 1,0% al 15%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno.
- La composición a base de polipropileno tiene un módulo de flexión de al menos 950 MPa determinado de acuerdo con ISO 178, preferiblemente de al menos 1000 MPa, más preferiblemente de al menos 1050 MPa, e incluso más preferiblemente de al menos 1100 MPa.
- La composición a base de polipropileno tiene una resistencia al impacto Izod (con muescas) a 23 °C de al menos 7 kJ/m2 determinado según ISO 180, preferiblemente de al menos 20 kJ/m2, y más preferiblemente de al menos 50 kJ/m2.
- La composición a base de polipropileno tiene una resistencia al impacto Izod (con muescas) a -20 °C de al menos 3,0 kJ/m2 determinado de acuerdo con ISO 180, preferiblemente de al menos 3,5 kJ/m2, e incluso más preferiblemente de al menos 4,0 kJ/m2.
De acuerdo con un segundo aspecto, la invención proporciona una composición a base de polipropileno que comprende una resina posconsumo (PCR) producida por un procedimiento de acuerdo con el primer aspecto.
De acuerdo con un tercer aspecto, la invención proporciona una composición a base de polipropileno que comprende del 35% al 80%, en peso, de un componente A que es una resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) en base al peso total de la composición a base de polipropileno, siendo el componente A una resina posconsumo de polipropileno que tiene un MI2 que varía de 7 g/10 min a 70 g/10 min, determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, en donde el componente A es un mezcla de polipropileno reciclado y polietileno reciclado, en donde el contenido de polietileno reciclado se encuentra en el intervalo que varía del 3% al 20%, en peso, con respecto al peso total del componente A; y teniendo la composición a base de polipropileno:
- un MI2 que varía de 1,0 g/10 min a 8,0 g/10 min determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y con una carga de 2,16 kg;
- un contenido de componentes insolubles en acetona que varía del 1% al 15%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno; y
- un contenido total de polietileno que varía del 5% al 25%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente varía del 5% al 15%, en peso;
con preferencia, la composición a base de polipropileno se produce mediante un procedimiento de acuerdo con el primer aspecto; y/o siendo el componente A una resina posconsumo de polipropileno que tiene un MI2 que varía de 7 g/10 min a 20 g/10 min determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg. En una realización, la composición a base de polipropileno tiene un MI2 que varía de 1,0 g/10 min a 25,0 g/10 min determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg.
De acuerdo con un cuarto aspecto, la invención proporciona el uso de una composición a base de polipropileno que comprende una resina posconsumo (PCR) de acuerdo con el segundo aspecto o el tercer aspecto, para fabricar un artículo en un procedimiento seleccionado de extrusión, moldeo por soplado, inyección, moldeo por inyección y soplado, moldeo por inyección, estirado y soplado, rotomoldeo, extrusión y termoconformado.
De acuerdo con un quinto aspecto, la invención proporciona un artículo producido a partir de la composición a base de polipropileno de acuerdo con el segundo o tercer aspecto o producido a partir de una mezcla que comprende la composición a base de polipropileno de acuerdo con el segundo o el tercer aspecto.
Con preferencia, el artículo se selecciona de tubos, tubos corrugados, láminas, láminas corrugadas, cajas, baldes, botellas, bidones, contenedores, tapas y cierres, aparatos eléctricos, bandejas, equipajes, piezas de automóviles, parachoques, tableros, cajas de baterías y paneles de acabado interior.
En una realización, la invención proporciona un artículo espumado producido a partir de una mezcla que comprende la composición a base de polipropileno de acuerdo con el segundo aspecto o el tercer aspecto, con uno o más agentes de expansión de espuma.
De acuerdo con un sexto aspecto, la invención proporciona el uso de una resina de polipropileno en un procedimiento para producir una composición a base de polipropileno que comprende una resina posconsumo (PCR) de polipropileno, en donde el uso comprende:
- proporcionar un componente A que sea una resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) con un MI2 que varía de 7 g/10 min a 70 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, en donde el componente A es una mezcla de polipropileno reciclado y polietileno reciclado, en donde el contenido de polietileno reciclado varía del 3% al 20%, en peso, con respecto al peso total del componente A; y
- proporcionar un componente B que sea una resina de polipropileno con un MI2 de 0,1 g/10 min a 10,0 g/10 min, determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg;
para producir una composición a base de polipropileno con un MI2 que varía de 1,0 g/10 min a 8,0 g/10 min, determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg.
Con preferencia, el uso de una resina de polipropileno en un procedimiento para producir una composición a base de polipropileno que comprende una resina posconsumo (PCR) de polipropileno, en donde el uso comprende:
- proporcionar un componente A que sea una resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) con un MI2 que varía de 7 g/10 min a 20 g/10 min, determinado según las condiciones M de la norma ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, en donde el componente A es una mezcla de polipropileno reciclado y polietileno reciclado, en donde el contenido de polietileno reciclado varía del 3% al 20%, en peso, con respecto al peso total del componente A; y
- proporcionar un componente B que sea una resina de polipropileno con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 5,0 g/10 min, determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2.16 kg;
para producir una composición a base de polipropileno con un MI2 que varía de 1,0 g/10 min a 8,0 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg.
Preferiblemente, la invención proporciona el uso de una resina de polipropileno en un procedimiento para producir una composición a base de polipropileno que comprende una resina posconsumo (PCR) de polipropileno, en donde el uso comprende:
- proporcionar un componente A que sea una resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) con un MI2 que varía de 7 g/10 min a 70 g/10 min, determinado según las condiciones M de la norma ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, en donde el componente A sea una mezcla de polipropileno reciclado y polietileno reciclado, en donde el contenido de polietileno reciclado que varía del 3% al 20%, en peso, con respecto al peso total del componente A;
- proporcionar un componente B que sea una resina de polipropileno con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 10,0 g/10 min, determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2.16 kg; y
- proporcionar un componente C que sea una resina de polietileno con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 5,0 g/10 min, determinado según las condiciones D de ISO 1133, a una temperatura de 190 °C y bajo una carga de 2,16 kg;
para producir una composición a base de polipropileno con un MI2 que varía de 1,0 g/10 min a 8,0 g/10 min, determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg.
Con preferencia, el componente B es una resina de copolímero de propileno heterofásico con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 10,0 g/10 min, determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg; más preferiblemente, con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 5,0 g/10 min.
En una realización, la invención proporciona el uso de una resina de polipropileno en un procedimiento para producir una composición a base de polipropileno que comprende una resina posconsumo (PCR) de polipropileno, en donde el procedimiento es de acuerdo con el primer aspecto.
Descripción detallada de la invención
Para los fines de la invención, se dan las siguientes definiciones.
Los términos «que comprende», «comprende» y «compuesto por» tal como se utilizan en la presente memoria son sinónimos de «incluido», «incluye» o «que contiene», «contiene» y son inclusivos o abiertos y no excluyen información adicional, miembros no citados, elementos o pasos del método. Los términos «que comprende», «comprende» y «compuesto por» también incluyen el término «que consiste en».
La citación de intervalos numéricos por los extremos incluye todos los números enteros y, cuando corresponda, las fracciones incluidas dentro de ese intervalo (por ejemplo, 1 a 5 incluye 1, 2, 3, 4 cuando se refiere, por ejemplo, a un número de elementos, y también puede incluir 1,5; 2; 2,75 y 3,80; cuando se refieran, por ejemplo, a medidas). La citación de extremos también incluye los propios valores de los extremos citados (por ejemplo, de 1,0 a 5,0 incluye tanto 1,0 como 5,0). Cualquier intervalo numérico citado en la presente memoria incluye todos los subintervalos incluidos en él.
La referencia a lo largo de esta memoria descriptiva a «una realización» significa que un elemento, estructura o característica particular descrita en relación con la realización está incluida en al menos una realización de la presente invención. Los elementos, estructuras, características o realizaciones particulares pueden combinarse de cualquier manera adecuada, como será evidente para un experto en la materia a partir de esta descripción, en una o más realizaciones. Además, aunque algunas realizaciones descritas en la presente memoria incluyen algunos, pero no otros elementos incluidos en otras realizaciones, las combinaciones de elementos de diferentes realizaciones están dentro del alcance de la invención y forman diferentes realizaciones, como entenderán los expertos en la técnica.
A menos que se defina lo contrario, todos los términos utilizados en la descripción de la invención, incluidos los términos técnicos y científicos, tienen el significado comúnmente entendido por un experto en la materia a la que pertenece esta invención. A modo de orientación adicional, se incluyen definiciones de los términos utilizados en la descripción para apreciar mejor las explicaciones de la presente invención.
Como se usa en la presente memoria, los términos «mezcla en estado fundido» implican el uso de fuerza de corte, fuerza de extensión, fuerza de compresión, energía ultrasónica, energía electromagnética, energía térmica o combinaciones que comprenden al menos una de las fuerzas o formas de energía anteriores y se lleva a cabo en un equipo de procesamiento en donde las fuerzas antes mencionadas son ejercidas por un solo tornillo, múltiples tornillos, tornillos corrotantes o contrarrotantes que se engranan, tornillos corrotantes o contrarrotantes que no se engranan, tornillos alternativos, tornillos con pasadores, cilindros con pasadores, rodillos, arietes, rotores helicoidales o combinaciones que comprendan al menos uno de los anteriores. La mezcla en estado fundido se puede realizar en máquinas tales como extrusoras de uno o varios tornillos, amasadora Buss, mezcladoras Eirich, Henschel, helicones, mezcladoras Ross, Banbury, molinos de rodillos, máquinas de moldeo como máquinas de moldeo por inyección, máquinas de formación al vacío, máquinas de moldeo por soplado, o similares, o combinaciones que comprendan al menos una de las máquinas anteriores. En general, es deseable durante la mezcla en estado fundido o en solución de la composición impartir una energía específica de aproximadamente 0,01 kilovatio-hora/kilogramo a aproximadamente 10 kilovatio-hora/kilogramo (kWh/kg) de la composición. En una realización preferida, la mezcla en estado fundido se realiza en una extrusora de doble husillo, tal como una extrusora de doble husillo corrotatorio Brabender.
Los términos «polipropileno» (PP) y «polímero de propileno» pueden usarse como sinónimos. El término «polipropileno» abarca tanto el homopolímero de propileno como el copolímero de propileno que se puede derivar del propileno y uno o más comonómeros seleccionados del grupo que consiste en etileno y alfa-olefinas C4-C20, tales como 1-buteno, 1-penteno, 4-metil-1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-deceno, 1-dodeceno, 1-tetradeceno, 1-hexadeceno, 1-octadeceno y 1-eicoseno.
Los términos «polietileno» (PE) y «polímero de etileno» pueden usarse como sinónimos. El término «polietileno» abarca tanto el homopolímero de etileno como el copolímero de etileno que puede derivarse del etileno y uno o más comonómeros seleccionados del grupo que consiste en alfa-olefinas C3-C20, como propileno, 1-buteno, 1-penteno, 4-metil-1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-deceno, 1-dodeceno, 1-tetradeceno, 1-hexadeceno, 1-octadeceno y 1-eicoseno.
Los términos «resina de polipropileno» o «resina de polietileno», tal como se usan en la presente memoria, se refieren a pelusa o polvo de polipropileno o polietileno que se extruye, y/o funde y/o peletiza y puede producirse mediante la mezcla y homogeneización de la resina de polipropileno o la resina de polietileno como se explica en la presente memoria, por ejemplo, con equipo de mezcla y/o extrusión. Como se usa en la presente memoria, el término «polipropileno» se puede usar como abreviatura de «resina de polipropileno», ídem para «polietileno» que se puede usar como abreviatura de «resina de polietileno». Los términos «pelusa» o «polvo», tal como se utilizan en la presente memoria, se refieren al material de polipropileno con la partícula de catalizador duro en el centro de cada grano y se define como el material polimérico después de que sale del reactor de polimerización (o el reactor de polimerización final en el caso de varios reactores conectados en serie).
En condiciones normales de producción en una planta de producción, se espera que el índice de fluidez (MI2, HLMI, MI5) sea diferente para la pelusa que para la resina de polipropileno. En condiciones normales de producción en una planta de producción, se espera que la densidad sea ligeramente diferente para la pelusa que para la resina de polipropileno. A menos que se indique lo contrario, la densidad y el índice de fluidez para la resina de polipropileno se refieren a la densidad y el índice de fluidez medidos en la resina de polipropileno como se definió anteriormente.
Los términos «polipropileno virgen» se utilizan para indicar un polipropileno obtenido directamente de una planta de polimerización de propileno. Los términos «obtenido directamente» incluyen que el polipropileno puede pasar opcionalmente a través de un paso de peletización o un paso de aditivación o ambos.
Los términos «resina posconsumo», que pueden abreviarse como «PCR», se utilizan para indicar el componente de residuos domésticos, residuos domiciliarios o residuos de vehículos al final de su vida útil.
El término «resina posconsumo de poliolefina» (PCR-PO) es un material reciclado que es un compuesto hecho de polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad, polietileno lineal de baja densidad y polipropileno. El contenido de polipropileno es mayor que el de la resina posconsumo de polietileno.
Los sistemas catalíticos Ziegler-Natta generalmente se forman a partir de la combinación de un componente metálico (es decir, un precursor del catalizador) con uno o más componentes adicionales, como un soporte catalítico, un cocatalizador y/o uno o más donadores de electrones.
Los catalizadores de metaloceno son compuestos de metales de transición del grupo IV de la Tabla Periódica como titanio, zirconio, hafnio, etc., y tienen una estructura coordinada con un compuesto metálico y un ligando compuesto por uno o dos grupos de ciclopentadienilo, indenilo, fluorenilo o sus derivados.
Como se usa en la presente memoria, «mezcla», «mezcla de polímeros» y términos similares se refieren a una composición de dos o más compuestos, por ejemplo, dos o más polímeros o un polímero con al menos otro compuesto.
Los elementos, las estructuras, las características o las realizaciones particulares pueden combinarse de cualquier manera adecuada, como será evidente para un experto en la materia a partir de esta descripción, en una o más realizaciones.
La invención proporciona un procedimiento para producir una composición a base de polipropileno que comprende resina posconsumo (PCR) que comprende los pasos siguientes:
- proporcionar un componente A que sea una resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) con un MI2 que varía de 7 g/10 min a 70 g/10 min, determinado según las condiciones M de la norma ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, en donde el componente A es una mezcla de polipropileno reciclado y polietileno reciclado, en donde el contenido de polietileno reciclado varía del 3% al 20%, en peso, con respecto al peso total del componente A;
- proporcionar un componente B que sea una resina de polipropileno con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 10,0 g/10 min, determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2.16 kg;
- proporcionar opcionalmente un componente C que sea una resina de polietileno con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 5,0 g/10 min, determinado según las condiciones D de ISO 1133, a una temperatura de 190 °C y bajo una carga de 2,16 kg;
- proporcionar opcionalmente un componente D que sea uno o más elastómeros;
- proporcionar opcionalmente un componente E que sea una o más cargas; y
- mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno en donde el contenido del componente A en la composición a base de polipropileno varía del 35% al 80%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno.
Con preferencia, el procedimiento para producir una composición a base de polipropileno que comprende resina posconsumo (PCR) que comprende los pasos siguientes:
- proporcionar un componente A que sea una resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) con un MI2 que varía de 7 g/10 min a 20 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones M de la norma ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, en donde el componente A es una mezcla de polipropileno reciclado y polietileno reciclado, en donde el contenido de polietileno reciclado varía del 3% al 20%, en peso, con respecto al peso total del componente A;
- proporcionar un componente B que sea una resina de polipropileno con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 5,0 g/10 min, determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2.16 kg;
- proporcionar opcionalmente un componente C que sea una resina de polietileno con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 5,0 g/10 min, determinado según las condiciones D de ISO 1133, a una temperatura de 190 °C y bajo una carga de 2,16 kg;
- proporcionar opcionalmente un componente D que sea uno o más elastómeros;
- proporcionar opcionalmente un componente E que sea una o más cargas; y
- mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno en donde el contenido del componente A en la composición a base de polipropileno varía del 35% al 80%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno.
Con preferencia, el componente B es una resina de copolímero de propileno heterofásico con un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 10,0 g/10 min, determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, más preferiblemente un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 5,0 g/10 min.
Se ha encontrado que, sorprendentemente, es posible producir una composición a base de polipropileno que comprenda un buen equilibrio de propiedades de rigidez y de impacto mezclando en estado fundido una resina de polipropileno de bajo índice de fluidez de como máximo 10,0 g/10 min, preferiblemente como máximo 5,0 g/10 min, a una resina posconsumo de polipropileno con un índice de fluidez de al menos 7,0 g/10 min. En particular, y como se demuestra en el ejemplo, se ha encontrado una sinergia entre los componentes para mejorar el módulo de flexión determinado según la norma ISO 178, de modo que el módulo de flexión medido de la composición es mayor que el módulo de flexión que se esperaba en teoría (según lo determine el cálculo).
La composición a base de polipropileno resultante puede comprender un alto contenido de PCR, y al mismo tiempo puede usarse para fabricar artículos en procedimientos seleccionados de extrusión, moldeo por soplado, inyección, rotomoldeo o moldeo por inyección y soplado. En efecto, como se demuestra en los ejemplos, es posible obtener una composición a base de polipropileno con un MI2 de como máximo 5,0 g/10 min, y que presente un módulo de flexión de al menos 950 MPa, un iZo D 23 °C de al menos 7 kJ/m2 y un IZOD -20 °C de al menos 4 kJ/m2.
Se encuentra un equilibrio mejorado cuando la composición comprende un componente C que es una resina de polietileno que tiene un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 5,0 g/10 min, determinado según las condiciones D de la norma ISO 1133, a una temperatura de 190 °C y bajo una carga de 2,16 kg.
Selección de la resina posconsumo de polipropileno (componente A)
La resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) se origina preferiblemente a partir de una recogida específica de residuos domésticos o domiciliarios, y/o a partir de residuos de vehículos al final de su vida útil (ELV). Con preferencia, la resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) está libre de residuos industriales. Sin embargo, se puede utilizar cualquier resina de polipropileno posconsumo que cumpla los requisitos de la invención. Un ejemplo de una resina posconsumo de polipropileno disponible comercialmente (PCR-PP) que puede usarse en el procedimiento de acuerdo con la invención es PP Regranulat 500-S comercializado por Vogt Plastic GmbH.
Para el procedimiento de la invención, la resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) se selecciona para tener un MI2 que varía de 7 g/10 min a 20 g/10 min, determinado según ISO 1133 condiciones M, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg.
Con preferencia, el componente A tiene un MI2 de al menos 8 g/10 min determinado según ISO 1133 condiciones M, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg.
Preferiblemente, el componente A tiene un MI2 de 60 g/10 min como máximo determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, preferiblemente de 50 g/10 min como máximo, preferiblemente como máximo 40 g/10 min, preferiblemente como máximo 30 g/10 min, preferiblemente como máximo 25 g/10 min, preferiblemente como máximo 20 g/10 min, preferiblemente como máximo 19 g/10 min, preferiblemente de como máximo 18 g/10 min, más preferiblemente de como máximo 17 g/10 min e incluso más preferiblemente de como máximo 16 g/10 min, lo más preferiblemente de como máximo 15 g/10 min, e incluso lo más preferiblemente de como máximo como máximo 14 g/10 min o como máximo 12 g/10 min.
Con preferencia, el contenido de la resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) en la composición a base de polipropileno es de al menos el 38% en peso basado en el peso total de la composición abase de polipropileno, preferiblemente al menos el 40% en peso, más preferiblemente al menos el 42% en peso, aún más preferiblemente al menos el 45% en peso, lo más preferiblemente al menos el 50% en peso, e incluso lo más preferiblemente de al menos el 52% en peso.
La resina posconsumo de polipropileno seleccionada (PCR-PP) puede comprender hasta un 25% en peso de polietileno con respecto al peso total de la resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP).
En una realización, el componente A es una mezcla de polipropileno reciclado y polietileno reciclado, en donde el contenido de polietileno varía del 1% al 27%, en peso, con respecto al peso total del componente A, preferiblemente del 2% al 25%, en peso, más preferiblemente del 3% al 20% en peso, incluso más preferiblemente del 4% al 18%, en peso, y lo más preferiblemente del 5% al 15%, en peso.
La presencia de polietileno en el componente A no se puede evitar y se debe al procedimiento de reciclado. El contenido de polietileno del componente A es diferente de la resina de polietileno añadida específicamente del componente C, cuando está presente.
Después de su recolección, la PCR necesita ser procesada. El procesamiento comprende los pasos siguientes:
- recuperar la resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) de los residuos domésticos o domiciliarios de polímeros y/o de los residuos de vehículos al final de su vida útil separándolos,
- molienda, y
- limpieza.
Los pasos de molienda y limpieza anteriores se pueden realizar en cualquier orden. La separación de los residuos domésticos en varias fracciones como la resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) se puede realizar por cualquier método generalmente utilizado en la industria como el análisis de infrarrojo cercano (NIR), en donde los respectivos polímeros se identifican por su huella dactilar NIR. Se puede realizar una separación adicional según el color con sistemas de separación conocidos.
La limpieza se realiza preferiblemente en baño líquido. El líquido preferido es el agua. Dependiendo de la densidad del líquido, el paso de limpieza también se puede utilizar para eliminar los componentes no deseados de los residuos poliméricos domésticos. Por ejemplo, los residuos de polietileno y polipropileno generalmente flotan en el agua, mientras que los componentes como los metales se hunden.
Preferiblemente, el paso de molienda se realiza para obtener la PCR en forma de escamas.
Selección de la resina de polipropileno virgen (componente B)
En el procedimiento de la invención, la resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) se mezcla con una resina de polipropileno virgen (componente B), siendo preferiblemente un copolímero de propileno heterofásico, que tiene un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 10,0 g/10 min, determinado según ISO 1133 condiciones M, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, preferiblemente que varía de 0,1 g/10 min a 5,0 g/10 min.
La resina de polipropileno puede ser homopolímero o copolímero de propileno y al menos un comonómero. Dichos comonómeros se pueden seleccionar del grupo que consiste en etileno y C4-C10, tales como 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno.
En una realización preferida de la invención, la resina de polipropileno es un homopolímero de propileno. Un homopolímero de acuerdo con esta invención tiene menos del 0,2% en peso, preferiblemente menos del 0,1% en peso, más preferiblemente menos del 0,05% en peso y lo más preferiblemente menos del 0,005% en peso de alfa-olefinas distintas de propileno en el polímero. Lo más preferiblemente, no son detectables otras alfa-olefinas. En consecuencia, cuando la resina de polipropileno es un homopolímero de propileno, el contenido de comonómero en el polipropileno es menor que el 0,2% en peso, más preferiblemente menor que el 0,1% en peso, incluso más preferiblemente menor que el 0,05% en peso y lo más preferiblemente menor que el 0,005% en peso, basado en el peso total del polipropileno.
En caso de que la resina de polipropileno sea un copolímero aleatorio de propileno y al menos un comonómero, comprende al menos el 0,1% en peso de comonómero(s), preferiblemente al menos el 1% en peso, basado en el peso total del copolímero aleatorio de propileno y al menos un comonómero. Con preferencia, comprende hasta el 10% en peso de comonómero(s) y lo más preferiblemente hasta el 6% en peso. Preferiblemente, los copolímeros aleatorios son copolímeros de propileno y etileno.
En una realización preferida, la resina de polipropileno es una resina de copolímero de propileno heterofásico. Los copolímeros de propileno heterofásicos comprenden una fase de polímero de propileno matriz y una fase dispersa de un caucho. Con preferencia, el caucho es caucho de etileno y propileno.
Los copolímeros de propileno heterofásicos de la presente invención, tal como se definieron anteriormente, se pueden producir mediante polimerización secuencial en una serie de reactores de polimerización en presencia de un sistema catalítico, en donde en una primera etapa de polimerización se produce el polímero de propileno y en una segunda etapa de polimerización se produce el caucho copolimerizando etileno y al menos otra olefina diferente del etileno. El sistema catalítico se añade a la primera etapa de polimerización.
El sistema catalítico puede comprender un catalizador Ziegler-Natta. El término «catalizadores Ziegler-Natta» se refiere a catalizadores de fórmula general MXn, en donde M es un compuesto de metal de transición seleccionado del grupo IV al VII, en donde X es un halógeno y en donde n es la valencia del metal. Preferiblemente, el metal es titanio, cromo o vanadio. Lo más preferiblemente, el metal es titanio.
El sistema catalítico Ziegler-Natta, de acuerdo con la invención, comprende un compuesto de titanio que tiene al menos un enlace titanio-halógeno y un donador de electrones interno, ambos sobre un soporte adecuado, un compuesto de organoaluminio y un donador externo opcional. Un soporte adecuado es, por ejemplo, un haluro de magnesio en forma activa. Un donador externo (ED) adecuado es, por ejemplo, un ftalato o un succinato o un compuesto diéter. El compuesto de organoaluminio utilizado en el procedimiento de la presente invención es trietilaluminio (TEAL).
Ventajosamente, el trietilaluminio tiene un contenido en hidruro, expresado como AlH3, menor que el 1,0% en peso con respecto al trietilaluminio. Más preferiblemente, el contenido de hidruro es menor que el 0,5% en peso, y lo más preferiblemente el contenido de hidruro es menor que el 0,1% en peso. No se apartaría del alcance de la invención si el compuesto de organoaluminio contuviera cantidades minoritarias de otros compuestos de la familia del trialquilaluminio, como el triisobutilaluminio, el tri-n-butilaluminio y los compuestos de alquilaluminio lineales o cíclicos que contienen dos o más átomos de Al, siempre que muestren un comportamiento de polimerización comparable al de TEAL.
En el procedimiento de la presente invención, la relación molar Al/Ti no se especifica en particular. Sin embargo, se prefiere que la relación molar Al/Ti sea como máximo 100.
Si está presente un donador externo, se prefiere que la relación molar AI/DE, donde DE denota donador de electrones externo, sea como máximo 120, más preferiblemente de 5 a 120, y lo más preferiblemente de 10 a 80. Antes de ser alimentado al reactor de polimerización, el sistema catalítico preferiblemente se somete a un paso de premezcla y/o prepolimerización. En el paso de premezcla, el trietilaluminio (TEAL) y el donador de electrones externo (DE) (si está presente), que han sido precontactados, se mezclan con el catalizador Ziegler-Natta a una temperatura dentro del intervalo de 0 °C a 30 °C, preferiblemente dentro del intervalo de 5 °C a 20 °C, durante un máximo de 15 min. La mezcla de TEAL, donador de electrones externo (si está presente) y catalizador Ziegler-Natta se prepolimeriza con propileno a una temperatura dentro del intervalo de 10 °C a 100 °C, preferiblemente dentro del intervalo de 10 °C a 30 °C, durante 1 min a 30 min, preferiblemente de 2 min a 20 min.
En la primera etapa, la polimerización de propileno y uno o más comonómeros opcionales puede llevarse a cabo, por ejemplo, en propileno líquido como medio de reacción (polimerización en masa). También se puede llevar a cabo en diluyentes, como un hidrocarburo inerte en condiciones de polimerización (polimerización en suspensión). También se puede llevar a cabo en fase gaseosa. Esos procedimientos son bien conocidos por los expertos en la técnica.
Los diluyentes, que son adecuados para su uso de acuerdo con la presente invención, pueden comprender, entre otros, diluyentes hidrocarbonados tales como disolventes hidrocarbonados alifáticos, cicloalifáticos y aromáticos, o versiones halogenadas de dichos disolventes. Los ejemplos ilustrativos, no limitativos, de disolventes son butano, isobutano, pentano, hexano, heptano, ciclopentano, ciclohexano, cicloheptano, metilciclopentano, metilciclohexano, isooctano, benceno, tolueno, xileno, cloroformo, clorobencenos, tetracloroetileno, dicloroetano y tricloroetano.
Para la presente invención, los polímeros de propileno se producen preferiblemente mediante polimerización en propileno líquido a temperaturas dentro del intervalo de 20 °C a 100 °C. Preferiblemente, las temperaturas están dentro del intervalo de 60 °C a 80 °C. La presión puede ser atmosférica o superior. Preferiblemente, la presión varía de 2,5 MPa (25 bar) a 5 MPa (50 bar).
El hidrógeno se utiliza para controlar las longitudes de cadena de los polímeros de propileno. Para la producción de un polímero de propileno con un MI2 mayor, es decir, con un peso molecular promedio más bajo y cadenas poliméricas más cortas, es necesario aumentar la concentración de hidrógeno en el medio de polimerización. A la inversa, la concentración de hidrógeno en el medio de polimerización tiene que reducirse para producir un polímero de propileno con un MI2 menor, es decir, con un peso molecular promedio mayor y cadenas poliméricas más largas.
En dicha disposición secuencial de reactores de polimerización, el homopolímero de propileno extraído de un reactor se transfiere al siguiente en la serie, donde continúa la polimerización. Para producir fracciones de homopolímero de propileno de diferentes índices de fluidez, las condiciones de polimerización en los respectivos reactores de polimerización deben ser diferentes, por ejemplo, porque la concentración de hidrógeno en los reactores de polimerización difiera.
El índice de fluidez (MI2) del polímero de propileno producido en el segundo reactor se calcula usando la siguiente ecuación (2):
Log (MI2f¡nai) = wbi x Log (MI2bi) w B2 x Log(MI2B2) (2) en donde MI2final es el índice de fluidez del polímero de propileno total producido, MI2 b1 y MI2 b2 son los respectivos índices de fluidez de las fracciones de polímeros de propileno producidas en los reactores de bucle de polimerización primero y segundo, y wb1 y wb2 son las fracciones en peso respectivas de los polímeros de propileno producidos en los reactores de bucle de polimerización primero y segundo expresadas en porcentaje en peso (% en peso) del polímero de propileno total producido en los dos reactores de bucle de polimerización. Estas fracciones de peso también se describen comúnmente como la contribución del bucle respectivo.
El polímero de propileno matriz, preferiblemente homopolímero de propileno, se puede preparar, por ejemplo, en reactores de bucle o en un reactor de fase gaseosa. El polímero de propileno producido de esta manera, en una primera etapa de polimerización, se transfiere a una segunda etapa de polimerización, en uno o más reactores secundarios donde se añade etileno y al menos otra olefina diferente de etileno para producir el caucho. Por ejemplo, la olefina adicional es propileno. Así, el caucho producido es caucho de etileno y propileno (EPR). Preferiblemente, este paso de polimerización se realiza en un reactor de fase gaseosa. El copolímero de propileno se puede preparar utilizando un catalizador de morfología controlada que produzca dominios esféricos de caucho dispersados en una matriz de polipropileno. La cantidad y las propiedades de los componentes están controladas por las condiciones del procedimiento.
El peso molecular promedio del caucho, para el cual la viscosidad intrínseca es una medida, se controla mediante la adición de hidrógeno a los reactores de polimerización de la segunda etapa de polimerización. La cantidad de hidrógeno añadida es tal que el caucho tiene una viscosidad intrínseca de 2,0 dl/g, y como máximo de 5,5 dl/g, medida en tetralina a 135 °C según ISO 1628. La contribución de la segunda etapa de polimerización, es decir, el contenido del caucho del copolímero de propileno heterofásico es del 5% al 50%, en peso, con respecto al peso total del copolímero de propileno heterofásico.
Los copolímeros heterofásicos de propileno, de acuerdo con la invención, pueden contener aditivos como, por ejemplo, antioxidantes, estabilizadores de luz, eliminadores de ácidos, retardadores de llama, lubricantes, aditivos antiestáticos, agentes nucleantes/clarificantes, colorantes. Se puede encontrar una descripción general de dichos aditivos en «Plastics Additives Handbook», ed. H. Zweifel, 5.a edición, 2001, Hanser Publishers.
Los antioxidantes usados en los copolímeros de propileno heterofásicos de la presente invención tienen preferiblemente propiedades antidesvanecimiento por gas. Los antioxidantes preferidos se seleccionan del grupo que consiste en fosfitos, fenoles impedidos, estabilizadores de amina impedida e hidroxilaminas. Un ejemplo de un aditivo antioxidante adecuado es una mezcla de Irgafos 168 e Irganox 3114. Alternativamente, los aditivos antioxidantes exentos de fenol también son adecuados, como, por ejemplo, los basados en estabilizadores de amina impedida, fosfitos, hidroxilaminas o cualquier combinación de estos. En general, los antioxidantes se añaden al homopolímero de propileno en una cantidad de 100 ppm a 2000 ppm, dependiendo la cantidad exacta de la naturaleza del antioxidante, las condiciones de procesamiento y otros factores.
Después del último reactor de polimerización, los polímeros se recuperan en forma de polvo y luego se pueden peletizar o granular.
Con preferencia, el componente B tiene un MI2 de al menos 0,2 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, y preferiblemente de al menos 0,3 g/10 min.
En una realización, el componente B tiene un MI2 de 9,0 g/10 min como máximo, determinado de acuerdo con las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, preferiblemente de 8,0 g/10 min como máximo, preferiblemente como máximo 7,0 g/10 min, preferiblemente como máximo 6,0 g/10 min, preferiblemente como máximo 5,0 g/10 min, preferiblemente como máximo 4,5 g/10 min, preferiblemente como máximo 4,0 g/10 min, más preferiblemente de 3,5 g/10 min como máximo, incluso más preferiblemente de 3,0 g/10 min como máximo, lo más preferiblemente de 2,5 g/10 min como máximo, incluso lo más preferiblemente de 2,0 g/10 min como máximo, o 1,5 g/10 min, o menor que 1,0 g/10 min, preferiblemente de 0,9 g/10 min como máximo, más preferiblemente de 0,8 g/10 min como máximo, incluso más preferiblemente de 0,5 g/10 min como máximo.
Los ejemplos de copolímeros de propileno heterofásicos disponibles comercialmente que se pueden usar en algunas o todas las realizaciones de la invención son polipropileno PPC 2660 (que tiene un MI2 de 0,8 g/10 min, determinado por ISO 1133 a 230 °C/2,16 kg); polipropileno p Pc 1645 (con un MI2 de 0,3 g/10 min según ISO 1133 a 230 °C/2,16 kg); polipropileno PPC 1640 (con un MI2 de 0,3 g/10 min, determinado por ISO 1133 a 230 °C/2,16 kg), todo comercializado por TOTAL®.
Un ejemplo de un homopolímero de propileno comercialmente disponible adecuado de acuerdo con la invención es el polipropileno PPH 1060 (que tiene un MI2 de 0,3 g/10 min, según lo determinado por ISO 1133 a 230 °C/2,16 kg) comercializado por TOTAL®.
En una realización preferida, el contenido del componente B varía del 10% al 60%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente del 15% al 60%, en peso.
Por ejemplo, el contenido del componente B es al menos el 18% en peso basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente al menos el 20% en peso, más preferiblemente al menos el 22% en peso e incluso más preferiblemente al menos el 25% en peso.
Preferiblemente, el contenido del componente B es como máximo el 55% en peso basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente como máximo el 50% en peso, más preferiblemente como máximo el 48% en peso, incluso más preferiblemente como máximo el 45% en peso, lo más preferiblemente como máximo el 42% en peso e incluso lo más preferiblemente como máximo el 40% en peso.
Selección de la resina de polietileno (componente C)
En una realización preferida del procedimiento de la invención, los componentes A y B también se mezclan con un componente C para formar la composición a base de polipropileno. El componente C es una resina de polietileno que tiene un MI2 que varía de 0,1 g/10 min a 5,0 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones D de ISO 1133, a una temperatura de 190 °C y bajo una carga de 2,16 kg.
Con preferencia, la resina de polietileno utilizada como componente C es una resina de polietileno de alta densidad que tiene una densidad de al menos 0,940 g/cm3 determinada de acuerdo con ISO 1183 a 23 °C, preferiblemente de al menos 0,945 g/cm3, más preferiblemente de al menos 0,950
En una realización, el componente C tiene un MI2 que varía de 0,2 g/10 min a 2,5 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones D de la norma ISO 1133, a una temperatura de 190 °C y bajo una carga de 2,16 kg, preferiblemente de 0,5 g/10 min a 1,0 g/ 10 min.
Con preferencia, el componente C tiene un MI2 de al menos 0,2 g/10 min, determinado según las condiciones D de ISO 1133, a una temperatura de 190 °C y bajo una carga de 2,16 kg, preferiblemente de al menos 0,3 g/10 min, más preferiblemente de al menos 0,4 g/10 min y aún más preferiblemente de al menos 0,5 g/10 min.
En una realización, el componente C tiene un MI2 de como máximo 4,5 g/10 min, determinado según las condiciones D de ISO 1133, a una temperatura de 190 °C y bajo una carga de 2,16 kg, preferiblemente de como máximo 4,0 g/10 min, más preferiblemente de 3,5 g/10 min como máximo, incluso más preferiblemente de 3,0 g/10 min como máximo, lo más preferiblemente de 2,5 g/10 min como máximo, incluso lo más preferiblemente de 2,0 g/10 min como máximo, o 1,5 g/10 min, o 1,0 g/10 min, o 0,8 g/10 min.
La resina de polietileno para utilizar como componente C puede ser una resina virgen, una resina posconsumo de polietileno (PCR-PE), una resina posconsumo de poliolefina (PCR-PO), o una mezcla de las mismas. Con preferencia, el componente C se selecciona de una resina posconsumo de polietileno (PCR-PE) y/o una resina posconsumo de poliolefina (PCR-PO).
Un ejemplo de una corriente comercialmente disponible de resina posconsumo de polietileno (PCR-PE) adecuada para el procedimiento de la invención es KWR105M2, comercializado por KW Plastics.
La resina posconsumo de polietileno (PCR-PE) que se puede utilizar de acuerdo con la invención se selecciona preferiblemente de residuos de envases de productos lácteos de HDPE.
En una realización preferida, la resina posconsumo de polietileno (PCR-PE) que se puede usar de acuerdo con la invención comprende un contenido menor que el 10% en peso basado en el peso total de la PCR de polímeros distintos de polietileno.
El uso de una resina posconsumo de polietileno (PCR-PE) como componente C permite aumentar el contenido total de las resinas posconsumo (PCR-PE)t) en la composición a base de polipropileno.
La resina posconsumo de poliolefina (PCR-PO) adecuada para la invención que comprende al menos un 30% en peso de polietileno basado en el peso total de la resina posconsumo de poliolefina.
Con preferencia, la resina de poliolefina posconsumo (PCR-PO) comprende al menos un 40% en peso de polietileno basado en el peso total de la resina de poliolefina posconsumo, preferiblemente al menos un 50% en peso, más preferiblemente al menos un 60% en peso y lo más preferiblemente al menos el 70% en peso.
Ejemplos de resina posconsumo de poliolefina (PCR-PO) son Regranulat 920-L y Regranulat 920-H, ambos comercializados por Vogt-plastic GmbH.
El uso de una resina posconsumo de poliolefina (PCR-PO) como componente C permite aumentar el contenido total de las resinas posconsumo (PCRt) en la composición a base de polipropileno y, al mismo tiempo, reducir los costes globales de la composición. Sin embargo, dado que la resina posconsumo de poliolefina (PCR-PO) generalmente comprende una cantidad importante de polietileno de baja densidad (LDPE) y polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), es preferible mantener la cantidad total de la resina posconsumo de poliolefina añadida en la composición por debajo del 10% en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente por debajo del 8% en peso.
Así, en una realización preferida, el componente C se selecciona de una resina posconsumo de polietileno (PCR-PE) y/o una resina posconsumo de poliolefina (PCR-PO); y el contenido total de resina posconsumo (PCRt) en la composición a base de polipropileno varía del 35% al 80%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno.
El contenido total de resina posconsumo (PCRt) en la composición a base de polipropileno es la suma del contenido del componente A (PCR-PP) y de la resina posconsumo en el componente C. El contenido total de resina posconsumo (% en peso de PCRt) en la composición a base de polipropileno se define mediante la ecuación (1):
PCRt (% en peso) = PCR-PP (% en peso) PCR-PE (% en peso) PCR-PO (% en peso) (1)
Con preferencia, el componente C es una resina posconsumo seleccionada entre una resina posconsumo de polietileno (PCR-PE) y/o una resina posconsumo de poliolefina (PCR-PO), y el contenido total de resina posconsumo (PCRt) en la composición a base de polipropileno es al menos el 40% en peso basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente al menos el 42% en peso, más preferiblemente al menos el 45% en peso, incluso más preferiblemente al menos el 50% en peso y lo más preferiblemente al menos el 52% en peso, al menos el 60% en peso o al menos el 70% en peso.
La adición del componente C en la composición a base de polipropileno contribuye al logro del deseado buen equilibrio de propiedades obtenido en la composición a base de propileno. De hecho, se encontró que la adición de polietileno ayuda a mejorar las propiedades de impacto manteniendo al mismo tiempo buenas propiedades mecánicas como la rigidez. Preferiblemente, el contenido del componente C proporcionado en la composición a base de polipropileno varía del 5% al 25%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno.
En una realización preferida de la invención, el contenido del componente C en la composición a base de polipropileno es como máximo el 24% en peso basado en el peso total de la composición basada en polipropileno, preferiblemente como máximo el 22% en peso, y más preferiblemente como máximo el 20% en peso.
En otra realización, el contenido del componente C en la composición a base de polipropileno es de al menos el 6% en peso basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente de al menos el 7% en peso, más preferiblemente de al menos el 8% en peso, incluso más preferiblemente al menos el 9% en peso, y lo más preferiblemente al menos el 10% en peso.
Selección del elastómero (componente D)
En una realización preferida, para mejorar las propiedades de impacto, el procedimiento comprende además el paso de proporcionar un componente D que sea uno o más elastómeros y el paso de mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno comprende mezclar por fusión el componente D con los otros componentes para formar la composición a base de polipropileno.
El componente D, cuando está presente, se selecciona preferiblemente de copolímeros de etileno con una a-olefina C3-C10 que contiene al menos el 20% en peso, preferiblemente del 20% al 70%, en peso, de a-olefina C3-C10 (análisis RMN de 13C). El componente (D) de copolímeros, adecuado y preferido, disponible en el mercado, se obtiene con metaloceno o catálisis de geometría restringida y típicamente tiene una distribución de peso molecular (Mp/Mn medido por GPC) varía de 1 a 3.
Con preferencia, el componente D se selecciona de copolímeros elastoméricos de etileno con 1-octeno, copolímeros elastoméricos de etileno con 1-buteno y cualquier mezcla de los mismos.
Por ejemplo, el componente D se selecciona de:
- copolímeros elastoméricos de etileno con 1-octeno que tienen del 20% en peso al 45%, en peso, de 1-octeno (análisis RMN de 13C); y/o
- copolímeros termoplásticos elastoméricos de etileno con 1 -buteno que tienen del 20% en peso al 40%, en peso, de 1 -buteno (análisis RMN de 13C); y/o
- copolímeros termoplásticos elastoméricos de etileno con propeno.
Ejemplos específicos no exhaustivos de elastómero que se pueden utilizar en el procedimiento de acuerdo con la invención son:
a) un caucho de copolímero aleatorio de etileno-buteno-1 tal como:
- ENGAGE 7642 producido por The Dow Chemical Co. Ltd., que tiene un MI2 de 0,5 g/10 min.
- ENGAGE 7447 producido por The Dow Chemical Co. Ltd., que tiene un MI2 de 5,0 g/10 min.
- ENGAGE 7467 producido por The Dow Chemical Co. Ltd., que tiene un MI2 de 1,2 g/10 min.
- Tafmer A0550S de Mitsui que tiene un MI2 de 0,5 g/10 min.
- Tafmer A1550S de Mitsui que tiene un MI2 de 1,0 g/10 min.
- Lucene 168 de LG que tiene un MI2 de 1,2 g/10 min.
- Lucene 175 de LG que tiene un MI2 de 1,2 g/10 min.
- Lucene 565 de LG que tiene un MI2 de 1,2 g/10 min.
b) un caucho de copolímero aleatorio de etileno-octeno-1 tal como:
- Affinity EG8100 de The Dow Chemical Co. Ltd., que tiene un MI2 de 1,0 g/10 min.
- Affinity EG8150 de The Dow Chemical Co. Ltd., que tiene un MI2 de 0,5 g/10 min.
c) un caucho de copolímero de etileno y propileno tal como:
- Exxon IT0316 de ExxonMobil, que tiene un contenido de etileno del 16% en peso.
Para los elastómeros citados, el MI2 se determinó de acuerdo con ISO 1133 (190 °C/2,16 kg).
En una realización, alternativa o acumulativa, la composición comprende además del 0,1% al 15%, en peso, en base al peso total de la composición a base de polipropileno de uno o más elastómeros termoplásticos a base de estireno (TPE-S) seleccionados de SIS (copolímeros de bloque de estireno-isopreno-estireno), SEPS (copolímeros de bloque de estireno-isopreno-estireno hidrogenado), SBS (copolímeros de bloque de estireno-butadieno-estireno), SEBS (copolímeros de estireno-butadieno hidrogenado), SBSS (copolímeros de bloque de estireno-butadieno-estirenoestireno) y cualquier mezcla de los mismos.
Preferiblemente, la composición a base de polipropileno comprende al menos el 0,1% en peso de TPE-S, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente al menos el 0,5% en peso, más preferiblemente al menos el 1,0% en peso, incluso más preferiblemente de al menos el 1,5% en peso, lo más preferiblemente al menos el 2,5% en peso e incluso lo más preferiblemente al menos el 5,0% en peso.
Con preferencia, la composición a base de polipropileno comprende como máximo el 9,8% en peso de TPE-S, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente como máximo el 9,5% en peso, más preferiblemente como máximo el 9,3% en peso, incluso más preferiblemente como máximo el 9,1% en peso, lo más preferiblemente como máximo el 9,0% en peso, e incluso lo más preferiblemente como máximo el 8,5% en peso.
En una realización preferida, la composición a base de polipropileno comprende del 0,1% al 9,8%, en peso, de TPE-S basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente del 0,5% al 9,5%, en peso, más preferiblemente del 1,0% al 9,3%, en peso, incluso más preferiblemente del 1,5% al 9,1%, en peso, lo más preferiblemente del 2,5% al 9,0%, en peso, e incluso lo más preferiblemente del 5,0% al 8,5% en peso.
El componente D tiene un MI2 que varía de 0,5 g/10 min a 5,0 g/10 min, determinado según las condiciones D de ISO 1133, a una temperatura de 190 °C y con una carga de 2,16 kg.
Con preferencia, el componente D tiene un MI2 de como máximo 4,5 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones D de ISO 1133, a una temperatura de 190 °C y bajo una carga de 2,16 kg, preferiblemente de como máximo 4,0 g/10 min, más preferiblemente de 3,5 g/10 min como máximo, incluso más preferiblemente de 3,0 g/10 min como máximo, lo más preferiblemente de 2,5 g/10 min como máximo e incluso lo más preferiblemente de 2,0 g/10 min como máximo.
La composición a base de polipropileno comprende del 0% al 10%, en peso, del componente D (es decir, uno o más elastómeros), basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente del 0,1% al 10%, en peso. La adición de más del 10% en peso del componente D en la composición a base de polipropileno puede influir negativamente en las propiedades mecánicas, como el módulo de flexión.
Preferiblemente, la composición a base de polipropileno comprende al menos el 0,1% en peso del componente D (es decir, uno o más elastómeros), basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente al menos el 0,5% en peso, más preferiblemente al menos el 1,0% en peso, incluso más preferiblemente de al menos el 1,5% en peso, lo más preferiblemente de al menos el 2,5% en peso e incluso lo más preferiblemente de al menos el 5,0% en peso.
Con preferencia, la composición a base de polipropileno comprende como máximo el 9,8% en peso del componente D (es decir, uno o más elastómeros), basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente como máximo el 9,5% en peso, más preferiblemente como máximo el 9,3% en peso, incluso más preferiblemente como máximo el 9,1% en peso, lo más preferiblemente como máximo el 9,0% en peso, e incluso lo más preferiblemente como máximo el 8,5% en peso.
En una realización preferida, la composición a base de polipropileno comprende del 0,1% al 9,8%, en peso, del componente D (es decir, uno o más elastómeros), basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente del 0,5% al 9,5% en peso, más preferiblemente del 1,0% al 9,3%, en peso, incluso más preferiblemente del 1,5% al 9,1%, en peso, lo más preferiblemente del 2,5% al 9,0%, en peso, e incluso lo más preferiblemente del 5,0% al 8,5%, en peso.
De acuerdo con la invención, y como se demuestra en los ejemplos, el contenido del elastómero de la composición a base de polipropileno se reduce debido a la adición de la resina de polietileno (componente C).
Selección de la carga (componente E)
En una realización preferida, para mejorar las propiedades mecánicas, el procedimiento comprende además el paso de proporcionar un componente E que sea una carga y el paso de mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno comprende mezclar por fusión el componente E con los otros componentes para formar la composición a base de polipropileno. Con preferencia, la carga es una o más cargas minerales de talco.
Se entiende que el procedimiento de la invención puede comprender la adición de ambos componentes D y E en la composición a base de propileno o de cualquiera de los componentes D o E.
En las composiciones que comprenden el componente D, pero no el componente E, el experto en la materia encontraría una ventaja en mantener el contenido del componente D en menos del 10% en peso basado en el peso total de la composición a base de polipropileno. En las composiciones que comprenden tanto el componente D como el E, el contenido del componente D puede ser de hasta el 10% en peso basado en el peso total de la composición a base de polipropileno.
El componente E se selecciona de carga mineral de talco, wollastonita, carbonato de calcio, fibras de vidrio, fibras de bambú, fibras de lino, fibras de cáñamo y cualquier mezcla de los mismos.
El componente (E) de carga mineral de talco es preferiblemente un hidrato de silicato de magnesio con estructura laminar (laminada) en forma de partículas con un corte superior que varía de 1 y 40 micrómetros. Con preferencia, una o más cargas minerales de talco tienen un tamaño de valor mediano de partícula (d50) menor que 50 pm según lo determinado de acuerdo con ISO 13317-3 por Sedigraph, preferiblemente menor que 20 pm, más preferiblemente menor que 15 pm y lo más preferiblemente como máximo 10 pm.
Con preferencia, la o las cargas minerales de talco tienen un tamaño de valor mediano de partícula (d50) de al menos 0,1 pm según lo determinado de acuerdo con ISO 13317-3 por Sedigraph, preferiblemente al menos 1,0 pm, más preferiblemente al menos 1,5 pm, incluso más preferiblemente de al menos 1,8 pm, lo más preferiblemente de al menos 2,0; e incluso lo más preferiblemente de al menos 2,1 pm. Ejemplos específicos de talco que se pueden usar como componente E de la presente invención son la carga de talco Finntalc MO5SL y Finntalc M15, ambos fabricados y vendidos por Mondo Minerals (CAS. núm.,14807-96-6. Ambos se consideran talco estándar en el contexto de la invención. Finntalc MO5SL tiene un tamaño de valor mediano de partícula (d50) de 2,2 pm. Finntalc M15 tiene un tamaño de valor mediano de partícula (d50) de 4,5 pm.
Otros ejemplos de talco que se pueden utilizar son Mistron® G7C y Luzenac HAR® T84 blanco medio ambos fabricados y vendidos por Imerys.
La composición a base de polipropileno comprende del 0% al 20%, en peso, del componente E (siendo preferiblemente una o más cargas minerales de talco), basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente del 0,1% al 15%, en peso.
Preferiblemente, la composición a base de polipropileno comprende al menos el 0,1% en peso del componente E (siendo preferiblemente una o más cargas minerales de talco), basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente al menos el 0,5% en peso, más preferiblemente al menos el 1,0% en peso, incluso más preferiblemente de al menos el 1,5% en peso, lo más preferiblemente de al menos el 2,5% en peso e incluso lo más preferiblemente de al menos el 5,0% en peso.
Con preferencia, la composición a base de polipropileno comprende como máximo el 14,0% en peso del componente E (siendo preferiblemente una o más cargas minerales de talco), basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente como máximo el 13% en peso, más preferiblemente como máximo el 12% en peso, incluso más preferiblemente como máximo el 11% en peso, y lo más preferiblemente como máximo el 10% en peso.
Se entiende que el procedimiento de la invención puede comprender la adición de todos los componentes C, D y E en la composición a base de propileno, o de uno o dos de los componentes C, D o E.
Así, las composiciones de acuerdo con la invención pueden comprender:
- componentes A y B, o
- componentes A, B y C, o
- componentes A, B y D, o
- componentes A, B y E, o
- componentes A, B, C y D, o
- componentes A, B, C y E, o
- componentes A, B, D y E, o
- componentes A, B, C, D y E.
La composición a base de polipropileno
La composición inventiva a base de polipropileno tiene un contenido total de polietileno definido. Cuando el componente A es una mezcla de polipropileno reciclado y polietileno reciclado, el contenido total de polietileno en la composición a base de polipropileno se define por la suma del contenido de polietileno en el componente A y, cuando está presente, el contenido del material reciclado en el componente C seleccionado de resina posconsumo de polietileno (PCR-PE) y/o resina posconsumo de poliolefina (PCR-PO).
El componente A contiene del 3% al 20%, en peso, de polietileno, siendo polietileno reciclado, en relación con el peso total del componente A. El experto en la materia encontraría un beneficio en tener un contenido total de polietileno en la composición a base de polipropileno, que varía del 5% al 25%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno. Así, cuando la composición a base de polipropileno contiene un componente C que también contiene polietileno, el contenido total de polietileno en la composición a base de polipropileno se define por la suma del contenido de polietileno en el componente A y el contenido de polietileno en el componente C.
Así, en una realización preferida, la composición a base de polipropileno comprende un contenido total de polietileno que varía del 6% en peso al 24% en peso, preferiblemente que varía del 7% en peso al 22% en peso, más preferiblemente que varía del 8% en peso al 20%, en peso, incluso más preferiblemente en el intervalo que varía del 9% en peso al 18% en peso, lo más preferiblemente en el intervalo del 10% en peso al 16% en peso, e incluso lo más preferiblemente que varía del 10% en peso al 15% en peso. En una realización preferida, el contenido total de polietileno en la composición a base de polipropileno se define por la suma del contenido de polietileno en el componente A y en el componente C y que varía del 5% al 15%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno.
La invención proporciona un procedimiento para producir una composición a base de propileno con MI2 bajo que tiene un MI2 que varía de 1,0 g/10 min a 25,0 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones M de la norma ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y con una carga de 2,16 kg, de PCR general con MI2 mayor; preferiblemente que varía de 1,0 g/10 min a 8,0 g/10 min.
Con preferencia, la composición a base de polipropileno tiene un MI2 de al menos 1,2 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, y preferiblemente de al menos 1,5 g/10 min.
Con preferencia, la composición a base de polipropileno tiene un MI2 de como máximo 20,0 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, preferiblemente de como máximo 15 g/10 min, preferiblemente como máximo 12 g/10 min, preferiblemente como máximo 10 g/10 min, preferiblemente como máximo 8 g/10 min, preferiblemente como máximo 6,0 g/min, preferiblemente como máximo 5,0 g/10 min, más preferiblemente de como máximo 4,5 g/10 min, incluso más preferiblemente de como máximo 4,0 g/10 min, lo más preferiblemente de como máximo 3,5 g/10 min, e incluso lo más preferiblemente de como máximo 3,0 g/10 min.
La invención proporciona el uso de polietileno para mejorar las propiedades de impacto manteniendo una buena rigidez en lugar de, o además de, polímeros elastoméricos. El procedimiento permite la reducción de la cantidad de polímero elastomérico en la composición haciendo que el procedimiento sea rentable. Además, el polietileno añadido puede ser también un material reciclado, aumentando, así, el contenido total de material reciclado en la composición. Como resultado, el contenido de componentes insolubles en acetona está por debajo de un umbral definido. Por ejemplo, la composición a base de polipropileno tiene un contenido de componentes insolubles en acetona de como máximo el 20% en peso basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente de como máximo el 18% en peso, y más preferiblemente de como máximo el 15% en peso.
Con preferencia, la composición a base de polipropileno tiene un contenido de componentes insolubles en acetona de al menos el 1,0% en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente de al menos el 1,5% en peso, más preferiblemente de al menos el 2,0% en peso.
La composición a base de polipropileno tiene un equilibrio mejorado entre las propiedades de rigidez y de impacto.
Preferiblemente, la composición a base de polipropileno tiene un módulo de flexión de al menos 950 MPa determinado según ISO 178, preferiblemente de al menos 1000 MPa, más preferiblemente de al menos 1050 MPa e incluso más preferiblemente de al menos 1100 MPa.
En una realización preferida, la composición a base de polipropileno tiene una resistencia al impacto Izod (con muescas) a 23 °C de al menos 7 kJ/m2 determinado de acuerdo con ISO 180, preferiblemente de al menos 15 kJ/m2, más preferiblemente de al menos 20 kJ/m2, incluso más preferiblemente de al menos 30 kJ/m2, lo más preferiblemente de al menos 40 kJ/m2 e incluso lo más preferiblemente de al menos 50 kJ/m2.
Con preferencia, la composición a base de polipropileno tiene una resistencia al impacto Izod (con muescas) a -20 °C de al menos 3,0 kJ/m2 determinado de acuerdo con ISO 180, preferiblemente de al menos 3,5 kJ/m2, e incluso más preferiblemente de al menos 4,0 kJ/m2.
La composición a base de polipropileno de la invención comprende del 35% al 80%, en peso, de un componente A que es una resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, siendo el componente A una resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) que tiene un MI2 que varía de 7 g/10 min a 70 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones M de la norma ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, y teniendo la composición a base de polipropileno:
- un MI2 de 1,0 g/10 min a 8,0 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y con una carga de 2,16 kg;
- un contenido de componentes insolubles en acetona del 1,0% al 15%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno; y
- un contenido total de polietileno del 5% al 25%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente del 5% al 15%, en peso.
En una realización, la composición a base de polipropileno de la invención comprende del 35% al 80%, en peso, de un componente A que es una resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, siendo el componente A una resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) que tiene un MI2 que varía de 7 g/10 min a 70 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, en donde el componente A es una mezcla de polipropileno reciclado y polietileno reciclado, en donde el contenido de polietileno reciclado varía del 3% al 20%, en peso, con respecto al peso total del componente A; y teniendo la composición a base de polipropileno:
- un MI2 que varía de 1,0 g/10 min a 8,0 g/10 min, determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y con una carga de 2,16 kg;
- un contenido de componentes insolubles en acetona que varía del 1,0% al 15%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno; y
- un contenido total de polietileno que varía del 5% al 25%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente que varía del 5% al 15%, en peso.
Con preferencia, siendo el componente A una resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) que tiene un MI2 que varía de 7 g/10 min a 20 g/10 min, determinado según las condiciones M de la norma ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg; y/o la composición a base de polipropileno tiene un MI2 que varía de 1,0 g/10 min a 25,0 g/10 min, determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg.
Preferiblemente, dicha composición tiene un módulo de flexión de al menos 1100 MPa determinado de acuerdo con ISO 178, una resistencia al impacto Izod (con muescas) a 23 °C de al menos 50 kJ/m2 según lo determinado de acuerdo con ISO 180, y una resistencia al impacto Izod (con muescas) a -20 °C de al menos 4,0 kJ/m2 como se determina de acuerdo con la norma ISO 180.
Más preferiblemente, dicha composición comprende una resina posconsumo de contenido total (PCRt) mayor que el 50% en peso basado en la composición a base de polipropileno.
En una realización, se produce un artículo espumado a partir de una mezcla que comprende la composición a base de polipropileno de acuerdo con el segundo aspecto o el tercer aspecto, con uno o más agentes de expansión de espuma.
Por ejemplo, el agente de expansión de espuma puede seleccionarse entre una o más sustancias orgánicas, hidrocarburos saturados tales como propano, butano, pentano, hexano y heptano; hidrocarburos alicíclicos tales como ciclobutano, ciclopentano y ciclohexano; éteres tales como dimetil éter, dietil éter y metil etil éter; alcoholes tales como metanol y etanol; hidrocarburos halogenados tales como tricloromonofluorometano, diclorodifluorometano, diclorotetrafluoroetano, triclorotrifluoroetano, cloruro de metilo, cloruro de metileno y cloruro de etilo, clorofluorometano, trifluorometano, 1,1-difluoroetano, 1,2,2,2-tetrafluoroetano y similares; ácido cítrico y sustancias inorgánicas como nitrógeno, dióxido de carbono, argón, aire, agua, carbonatos inorgánicos y cualquier mezcla de los mismos.
En una realización, el agente de expansión de espuma puede incluir sustancias inorgánicas seleccionadas de talco, carbonato de calcio, sílice, caolín, sulfato de bario, hidróxido de calcio, hidróxido de aluminio, óxido de aluminio, óxido de titanio y zeolita; sales metálicas de ácidos grasos tales como estearato de calcio y estearato de bario; y cualquier combinación de los mismos.
La cantidad del agente de expansión de espuma se determina adecuadamente en consideración de la relación de expansión deseada (densidad aparente) de las perlas expandidas. Los agentes espumantes orgánicos e inorgánicos se usan generalmente en cantidades de 5 a 50 partes en peso y de 0,5 a 30 partes en peso, respectivamente, por 100 partes en peso de las partículas de resina.
Cuando el agente de expansión de espuma orgánico y los agentes de expansión de espuma inorgánicos se usan juntos, los agentes de expansión de espuma orgánicos e inorgánicos ejemplificados anteriormente pueden seleccionarse y combinarse arbitrariamente. En este caso, se prefiere que los agentes de expansión de espuma inorgánicos se utilicen en una cantidad del 30% en peso o más en base a la cantidad total de agentes de expansión de espuma orgánicos e inorgánicos.
Cuando se usa nitrógeno o aire como agente de expansión de la espuma, la cantidad de los agentes de expansión de la espuma es tal que se introduce en un recipiente cerrado dentro de un intervalo de presión de 20 kgf/cm2 a 60 kgf/cm2 inmediatamente antes del comienzo de la expansión (o liberación). La cantidad de estos agentes espumantes se selecciona apropiadamente dependiendo de la relación con la temperatura de expansión de las perlas expandidas para obtener.
Desde el punto de vista del problema ambiental, se prefiere el uso de un agente espumante inorgánico, particularmente nitrógeno, aire, dióxido de carbono o agua. Cuando se usa agua como medio de dispersión para dispersar las partículas de resina para la producción de polipropileno mediante el método de dispersión descrito anteriormente, el agua también se puede usar como agente espumante. En este caso, se puede incorporar adecuadamente una resina absorbente de agua a la resina base de las partículas de resina.
Métodos de prueba
El índice de fluidez (MI2) de polipropileno y composiciones de polipropileno se determina de acuerdo con el método de la norma ISO 1133:2005, condiciones M, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg.
El índice de fluidez (MI2) de polietileno y composiciones de polietileno se determina de acuerdo con el método de la norma ISO 1133:2005, condiciones D, a una temperatura de 190 °C y bajo una carga de 2,16 kg.
El índice de fluidez de alta carga (HLMI) de polietileno y composiciones de polietileno se determina de acuerdo con el método de la norma ISO 1133:2005, condiciones G, a una temperatura de 190 °C y bajo una carga de 21,6 kg. La densidad del polietileno y de las composiciones de polietileno se miden de acuerdo con el método de la norma ISO 1183 a una temperatura de 23 °C.
El peso molecular, Mn, (peso molecular promedio numérico), Mp (peso molecular promedio ponderado), Mz (peso molecular promedio z) y la distribución de pesos moleculares d (Mp/Mn) y d' (Mz/Mp) se determinan mediante cromatografía de exclusión por tamaño (SEC) y, en particular, por cromatografía de permeación en gel (GPC). En resumen, se utilizó GPC-IR5 de Polymer Char: se disolvieron 10 mg de muestra de polipropileno a 160 °C en 10 ml de triclorobenceno (grado técnico) durante 1 hora. Las condiciones analíticas para la Gp C-IR de Polymer Char fueron las siguientes:
Volumen de inyección: /-0,4 ml;
Preparación automática de muestras y temperatura del inyector: 160 °C;
Temperatura de la columna: 145 °C;
Temperatura del detector: 160 °C;
Juego de columnas: 2 Shodex AT-806MS y 1 Styragel HT6E;
Velocidad de flujo: 1 ml/min;
Detector: Detector infrarrojo IR5 ([2800-3000] cm-1);
Calibración: Estándares estrechos de poliestireno (disponible comercialmente);
Cálculo para polipropileno: Basado en la relación Mark-Houwink (log10(MPP) = 0,965909x log10(MPS) - 0,28264); cortado en el extremo de bajo peso molecular en M pe = 1000;
Los promedios de peso molecular utilizados para establecer relaciones entre peso molecular y propiedades son el peso molecular promedio numérico (Mn), promedio ponderal (Mp) y promedio z (Mz). Estos promedios se definen mediante las siguientes expresiones y se determinan a partir de la Mi calculada:
Figure imgf000023_0001
Figure imgf000024_0001
En la presente memoria Ni y W¡ son el número y el peso, respectivamente, de moléculas que tienen un peso molecular Mi. La tercera representación en cada caso (más a la derecha) define cómo se obtienen estos promedios a partir de los cromatogramas SEC. hi es la altura (desde la línea de base) de la curva SEC en la fracción iésima de elución y Mi es el peso molecular de las especies que eluyen en este incremento.
La distribución del peso molecular (DPM) se calcula entonces como Mp/Mn.
El contenido de comonómero de un polipropileno se determina por análisis RMN de 13C de bolitas de acuerdo con el método descrito por G. J. Ray et al. en «Macromolecules», vol. 10, n° 4, 1977, pp. 773-778.
El análisis RMN de 13C se realiza utilizando un espectrómetro de RMN Bruker de 400 MHz o 500 MHz en condiciones tales que la intensidad de la señal en el espectro es directamente proporcional al número total de átomos de carbono contribuyentes en la muestra. Tales condiciones son bien conocidas por el experto en la materia e incluyen, por ejemplo, un tiempo de relajación suficiente, etc. En la práctica, la intensidad de una señal se obtiene a partir de su integral, es decir, el área correspondiente. Los datos se adquieren mediante desacoplamiento de protones, de 2000 a 4000 barridos por espectro con 10 mm a temperatura ambiente o 240 barridos por espectro con una criosonda de 10 mm, un retraso de repetición de pulso de 11 segundos y un ancho espectral de 25000 Hz (+/-) 3000 Hz). La muestra se prepara disolviendo una cantidad suficiente de polímero en 1,2,4-triclorobenceno (TCB, 99%, grado espectroscópico) a 130 °C y agitación ocasional para homogeneizar la muestra, seguido de la adición de hexadeuterobenceno (C6D6, grado espectroscópico) y una cantidad minoritaria de hexametildisiloxano (HMDS; 99,5+%), sirviendo HMDS como estándar interno. Para dar un ejemplo, se disuelven aproximadamente de 200 mg a 600 mg de polímero en 2,0 ml de TCB, seguido de la adición de 0,5 ml de C6D6 y 2 a 3 gotas de HMDS.
Después de la adquisición de datos, los desplazamientos químicos se relacionan con la señal del estándar interno HMDS, al que se le asigna un valor de 2,03 ppm.
El módulo de flexión se determinó de acuerdo con la norma ISO 178.
La resistencia al impacto Charpy (con muescas) a 23 °C se determinó según ISO 179.
La resistencia al impacto Izod (con muescas) a 23 °C y a -20 °C se determinó según ISO 180.
Los componentes solubles en xileno (XS) se determinaron de la siguiente manera:
Se pesaron en un matraz entre 4,5 g y 5,5 g de un polímero de propileno y se añadieron 300 ml de xileno. El xileno se calentó con agitación a reflujo durante 45 minutos. Se continuó agitando durante 15 minutos exactamente sin calentar. A continuación, el matraz se colocó en un baño termostatizado ajustado a 25 °C /- 1 °C durante 1 hora. La solución se filtró a través de papel de filtro Whatman n.° 4 y se recogieron exactamente 100 ml de disolvente. A continuación, se evaporó el disolvente y se secó y se pesó el residuo. Luego se calculó el porcentaje de componentes solubles en xileno («XS») de acuerdo con:
XS (% en peso) = (Peso de residuo / Peso total inicial de PP)*300 estando todos los pesos en las mismas unidades, como, por ejemplo, en gramos.
Los componentes insolubles en acetona (Ac Ins) se determinaron como sigue: 100 ml del líquido filtrado de la solución en xileno (ver arriba) y 700 ml de acetona se agitaron durante la noche a temperatura ambiente en un matraz herméticamente cerrado, tiempo durante el cual se formó un precipitado. El precipitado se recogió en un filtro de malla metálica con un ancho de malla de 0,056 mm, se secó y se pesó. A continuación, se calculó el porcentaje de componentes insolubles en acetona («Ac Ins») de acuerdo con lo siguiente:
Ac Ins (% en peso) = (Peso del residuo / peso inicial de PP)*300 estando todos los pesos en las mismas unidades, como, por ejemplo, en gramos.
La cantidad de caucho en el copolímero de propileno heterofásico o en el polímero resultante de la mezcla de polímeros se determina como la fracción insoluble en acetona de la fracción soluble en xileno.
La viscosidad intrínseca del caucho se determina utilizando la fracción insoluble en acetona de la fracción soluble en xileno del copolímero heterofásico de propileno. La viscosidad intrínseca se determina en un viscosímetro capilar en tetralina a 135 °C.
Los siguientes ejemplos no limitantes ilustran la invención.
Ejemplos
Las ventajas de las composiciones a base de polipropileno inventivas se muestran en los siguientes ejemplos.
Ejemplo 1. Selección de los materiales
Se seleccionaron los siguientes materiales para realizar el procedimiento de acuerdo con la invención.
Tabla 1. Caracterización de los componentes A adecuados: resinas posconsumo de polipropileno (PCR-PP)
Figure imgf000025_0001
PCR-PP5 es PP Regranulat 500-S natural comercializado por Vogt-plastic GmbH. PCR-PP5 tiene una resistencia al impacto Charpy (con muescas) 23 °C de 5,8 kJ/m2 según se determina de acuerdo con ISO 179. PCR-PP6 es PP Regranulat 500-S carbonizado comercializado por Vogt-plastic GmbH.
PCR-PP7 es Vision PPC BC 1306 comercializado por Veolia. PCR-PP7 es un copolímero de propileno no coloreado, el 100% a base de materia prima posconsumo conocida por tener un buen equilibrio impacto/rigidez.
Tabla 2. Caracterización de componentes B adecuados: resina de copolímero de propileno
Figure imgf000025_0002
PPC1 y PPC2 son resinas de copolímero de propileno heterofásico, PPH es una resina de homopolipropileno.
Tabla 3a. Caracterización de componentes C1 adecuados: polietileno virgen
Figure imgf000025_0003
n. d . = n o d e te rm in a d o
HDPE 5502 y HDPE 5802 son comercializados por TOTAL® y están disponibles comercialmente.
Tabla 3b. Caracterización de componentes C2 adecuados: resinas posconsumo de polietileno (PCR-PE)
Figure imgf000026_0001
PCR-PE6 es PE-HD Regranulat 200-S comercializado por Vogt-plastic GmbH. PCR-PE6 tiene una resistencia al impacto Charpy (con muescas) 23 °C de 22 kJ/m2 según lo determinado de acuerdo con ISO 179. PCR-PE8 es un PE HD reciclado, comercializado por QCP Polymers con el nombre comercial: QCP - EXPE851B-0100.
Tabla 3c. Caracterización de los componentes C3 adecuados: resinas posconsumo de poliolefina (PCR-PO)
Figure imgf000026_0002
El MI2 de las resinas posconsumo de poliolefina se determina a 230 °C bajo una carga de 2,16 kg.
PCR-PO1 es PO Regranulat 920-L comercializado por Vogt-plastic GmbH.
PCR-PO2 es PO Regranulat 920-H comercializado por Vogt-plastic GmbH.
Ejemplo 2. Las composiciones
Se prepararon diferentes composiciones mezclando en estado fundido.
Las mezclas se combinaron en una extrusora de doble tornillo corrotante Coperion® ZSK 26 Mc18, en las siguientes condiciones:
• diámetro del tornillo: 25 mm
• relación longitud/diámetro del tornillo = 40
• perfil de temperatura impuesta a lo largo del tornillo (en °C): (200-220) °C (esta última temperatura es la impuesta en la matriz)
• velocidad del tornillo: 26 rad/s (250 rpm)
• rendimiento: 30 kg/h
Las mediciones reológicas de las mezclas se realizaron a 230 °C.
Los datos técnicos de la extrusora de doble husillo corrotante Coperion® ZSK 26 Mc18 son:
• par máximo por eje: 140 Nm
• par específico: 15 Nm/cm3
• velocidad máxima del tornillo: 1200 min-1
• potencia del motor: 37 kW
Las características de las composiciones a base de polipropileno (es decir, las mezclas) se dan en la tabla 4.
Tabla 4. Caracterización de las composiciones a base de polipropileno: muestras inventivas
Figure imgf000027_0002
Figure imgf000027_0003
Figure imgf000027_0004
El módulo de flexión calculado es el módulo de flexión que se esperaba en teoría de los diferentes componentes y su respectivo contenido, se calcula de la siguiente manera:
Mód. flex. cal. = (talco), % en peso x 40 £(Comp. i),% en peso x Mód. flex. (Comp. i)
en donde comp. i se refiere a los polímeros en la composición.
Por ejemplo, en E1, que comprende el componente A y B, el módulo de flexión esperado se calcula de la siguiente manera:
Mód. flex. cal. = (Comp. A),% en peso x Mód. flex. (Comp. A) (Comp. B),% en peso x Mód. flex. (Comp. B) Mód. flex. cal. = (0,5 x 1100) (0,5 x 1350) = 1225 MPa
Para PCR-PP7, el módulo de flexión utilizado en el cálculo fue de 1100 MPa.
A partir de los resultados, se puede ver que hay un efecto sinérgico entre el componente B y el componente A que da como resultado un aumento del módulo de flexión medido en comparación con el módulo de flexión calculado (así, el módulo de flexión esperado). Sin estar ligado a ninguna teoría, se cree que el bajo MI2 del componente B (es decir, el polipropileno virgen) le permite actuar como compatibilizador. Este efecto se demuestra, en esta tabla, para composiciones que comprenden copolímero de propileno heterofásico, así como para composiciones que comprenden homopolímero de propileno.
Ejemplo 3. Composiciones con polietileno adicional (componente C)
Se prepararon diferentes composiciones por mezcla en estado fundido en las mismas condiciones que en el ejemplo 2, pero incluyendo polietileno adicional.
Las características de las composiciones a base de polipropileno (es decir, las mezclas) se dan en la tabla 5.
Tabla 5: Caracterización de las composiciones a base de polipropileno: muestras inventivas
Figure imgf000027_0001
Figure imgf000028_0001
Figure imgf000028_0002
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Los resultados muestran una mejora de las propiedades de impacto cuando aumenta el contenido de polietileno. Sorprendentemente, se logra un equilibrio mejorado de propiedades de rigidez y de impacto.
El módulo de flexión calculado es el módulo de flexión que se esperaba en teoría a partir de los diferentes componentes y su respectivo contenido, se calcula de la siguiente manera:
Mód. flex. cal. = (talco),% en peso x 40 £(Comp. i),% en peso x Mód. flex. (Comp. i)
en donde comp. i se refiere a los polímeros dentro de la composición.
Por ejemplo, en E4, que comprende el componente A, B y C, el módulo de flexión esperado se calcula de la siguiente manera:
Mód. flex. cal. = (Comp. A),% en peso x Mód. flex. (Comp. A) (Comp. B),% en peso x Mód. flex. (Comp. B) (Comp. C),% en peso x Mód. flex. (Comp. C)
Mód. flex. cal. = (0,5 x 1100) (0,4 x 1350) (0,1 x 1200) = 1210 MPa
Ejemplo 4. Composiciones con elastómero (componente D)
Se prepararon diferentes composiciones por mezcla en estado fundido en las mismas condiciones que en el ejemplo 2, pero incluyendo caucho.
Las características de las composiciones a base de polipropileno (es decir, las mezclas) se dan en la tabla 6.
Tabla 6: Caracterización de las composiciones a base de polipropileno
Figure imgf000028_0004
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En E6 no se logra la mejora en el módulo de flexión, esto puede deberse a que el contenido de caucho es demasiado alto. En E7 el módulo de flexión medido es similar al calculado. Se cree que el contenido de caucho es demasiado alto en la composición. Sin embargo, como se demuestra en E8 y E9, se puede usar un contenido de elastómeros de hasta el 10% en peso si se compensa con una cantidad de talco mayor que el 5% en peso, preferiblemente mayor que el 8% en peso, más preferiblemente mayor que el 10% en peso.
El módulo de flexión calculado es el módulo de flexión que se esperaba en teoría de los diferentes componentes y su respectivo contenido, se calcula de la siguiente manera:
Mód. flex. cal. = (talco),% en peso x 40 £(Comp. i),% en peso x Mód. flex. (Comp. i)
en donde comp. i se refiere a los polímeros dentro de la composición.
Por ejemplo, en E6, que comprende el componente A, B y D, el módulo de flexión esperado se calcula de la siguiente manera:
Mód. flex. cal. = (Comp. A),% en peso x Mód. flex. (Comp. A) (Comp. B),% en peso x Mód. flex. (Comp. B) (Comp. D),% en peso x Mód. flex. (Comp. D)
en donde, para los elastómeros, el módulo de flexión utilizado en los cálculos es de 50 MPa.
Mód. flex. cal. = (0,5 x 1100) (0,3 x 1350) (0,2 x 50) = 965 MPa
Por ejemplo, en E8, que comprende el componente A, B, D y E, el módulo de flexión esperado se calcula de la siguiente manera:
Mód. flex. cal. = (Comp. A),% en peso x Mód. flex. (Comp. A) (Comp. B),% en peso x Mód. flex. (Comp. B) (Comp. D),% en peso x Mód. flex. (Comp. D) (Comp. E),% en peso x 40
en donde para los elastómeros, el módulo de flexión utilizado en los cálculos es de 50 MPa.
Mód. flex. cal. = (0,6 x 1100) (0,15 x 1700) (0,1 x 50) (15 x 40) = 1520 MPa
Para talco estándar, se ha estimado que el aumento del módulo de flexión generado por la presencia de talco es de aproximadamente 40 MPa por porcentaje de talco añadido en la composición. En el contexto de la invención, un talco estándar es un talco que tiene una distribución de tamaño de partícula con un tamaño de valor mediano de partícula (d50) mayor o igual que 1,0 gm, determinado de acuerdo con ISO 13317-3 por Sedigraph.
En caso de que se utilice un talco más fino, es decir, con una distribución de valor mediano de tamaño de partícula (d50) menor que 1,0 gm, el aumento del módulo de flexión generado por la presencia de talco será mayor. En el contexto de la invención, en tal caso se debe considerar un aumento de 80 MPa a 100 MPa por ciento de talco añadido en la composición.
Ejemplo 5. Composiciones con talco (componente E)
Se prepararon diferentes composiciones por mezcla en estado fundido en las mismas condiciones que en el ejemplo 2, pero incluyendo talco.
Las características de las composiciones a base de polipropileno (es decir, las mezclas) se dan en la tabla 7.
Tabla 7. Caracterización de las composiciones a base de polipropileno
Figure imgf000030_0001
Figure imgf000030_0002
Figure imgf000030_0003
La presencia de talco aumenta aún más el módulo de flexión en las composiciones inventivas.
HTP1c es un talco que tiene un tamaño de valor mediano de partícula (d50) de 1,5 pm.
Ejemplo 6. Composiciones con polietileno adicional (componente C), elastómero (componente D) y talco (componente E) Se prepararon diferentes composiciones por mezcla en estado fundido en las mismas condiciones que en el ejemplo 2, pero incluyendo polietileno, elastómero y talco.
Las características de las composiciones a base de polipropileno (es decir, las mezclas) se dan en la tabla 8.
Tabla 8: Caracterización de las composiciones a base de polipropileno
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Figure imgf000031_0001
Figure imgf000031_0002
Mistron 75-7A tiene un diámetro de valor mediano de 4,9 pm.
Tabla 8: Caracterización de las composiciones a base de polipropileno (continuación)
Figure imgf000031_0004
Figure imgf000031_0005
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En todas las muestras, el contenido total de resina posconsumo (PCRt) es al menos el 50% en peso de la composición. En E13 y E16, sin embargo, se cree que el contenido del componente A es demasiado bajo para lograr un aumento del módulo de flexión. En E17, como en E6 y E7, el contenido de caucho es demasiado alto y afecta las propiedades mecánicas de la composición.
Se puede observar que la adición del componente C (resina de polietileno) permite lograr un mejor equilibrio entre propiedades de rigidez y de impacto, con un módulo de flexión de al menos 950 MPa determinado de acuerdo con la norma ISO 178, junto con una resistencia al impacto Izod (con muescas) a 23 °C de al menos 20 kJ/m2 determinado de acuerdo con ISO 180. Además, la composición que comprende el componente C muestra una resistencia al impacto Izod (con muescas) a -20 °C de al menos 3,0 kJ/m2 como se determina de acuerdo con la norma ISO 180.

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para producir una composición a base de polipropileno que comprende resina posconsumo (PCR) caracterizado por que comprende los pasos siguientes:
- proporcionar un componente A que sea una resina posconsumo de polipropileno (PCR-PP) con un MI2 de 7 g/10 min a 70 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones M de la norma ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, en donde el componente A es una mezcla de polipropileno reciclado y polietileno reciclado, en donde el contenido de polietileno reciclado es del 3% al 20%, en peso, con respecto al peso total del componente A;
- proporcionar un componente B que sea una resina de polipropileno con un MI2 de 0,1 g/10 min a 10,0 g/10 min determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg; y - mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno en donde el contenido del componente A en la composición a base de polipropileno es del 35% al 80%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que, antes del paso de mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno, el procedimiento comprende además uno o más pasos seleccionados de los siguientes:
- proporcionar un componente C que sea una resina de polietileno con un MI2 de 0,1 g/10 min a 5,0 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones D de ISO 1133, a una temperatura de 190 °C y bajo una carga de 2,16 kg;
- proporcionar un componente D que sea uno o más elastómeros; y
- proporcionar un componente E que sea una o más cargas.
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el componente A tiene un MI2 de al menos 8 g/10 min determinado según las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, y/o un MI2 de como máximo 20 g/10 min, determinado de acuerdo con ISO 1133 condiciones M, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg.
4. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el componente B:
- tiene un MI2 de como máximo 5,0 g/10 min determinado de acuerdo con las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, preferiblemente menor que 1,0 g/10 min; y/o
- se selecciona de una resina de homopolímero de polipropileno, una resina de copolímero de propileno al azar, una resina de copolímero de propileno heterofásico y cualquier mezcla de los mismos; con preferencia, el componente B es una resina de copolímero de propileno heterofásico.
5. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el componente C es uno o más seleccionados de lo siguiente:
C1) una resina de polietileno virgen (PE); y/o
C2) una resina posconsumo de polietileno (PCR-PE); y/o
C3) una resina posconsumo de poliolefina (PCR-PO) que comprende al menos un 30% en peso de polietileno basado en el peso total de la resina posconsumo de poliolefina;
con preferencia, el componente C comprende una resina posconsumo de polietileno (PCR-PE) y/o una resina posconsumo de poliolefina (PCR-PO), de manera que el contenido total de resina posconsumo (PCRt) en la composición a base de polipropileno que varía del 50% al 80%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, en donde el contenido total de resina posconsumo (PCRT) en la composición a base de polipropileno es la suma del contenido del componente A (PCR-PP) y del material reciclado en el componente C seleccionado entre resina posconsumo de polietileno (PCR-PE) y/o resina posconsumo de poliolefina (PCR-PO).
6. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la composición a base de polipropileno:
- comprende un contenido total de polietileno que varía del 5% al 25%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente del 5% al 15%, en peso; y/o
- comprende un contenido de componentes insolubles en acetona que varía del 1,0% al 20%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente del 1,0% al 15%, en peso, y/o - tiene un MI2 que varía de 1,0 g/10 min a 8,0 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y con una carga de 2,16 kg.
7. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el componente C es resina de polietileno que tiene:
- una densidad de al menos 0,940 g/cm3 determinada según ISO 1183 a 23 °C, preferiblemente de al menos 0,950 g/cm3, y/o
- un MI2 que varía de 0,2 g/10 min a 2,5 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones D de ISO 1133, a una temperatura de 190 °C y bajo una carga de 2,16 kg, preferiblemente de 0,5 g/10 min a 1,0 g/10 min.
8. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que:
- el contenido del componente B varía del 10% al 60%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno; y/o
- el contenido del componente C varía del 5% al 25%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno; y/o
- el contenido del componente D varía del 0% al 10,0%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno; y/o
- el contenido del componente E varía del 0% al 20,0%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno.
9. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el procedimiento comprende además el paso de proporcionar un componente D que es uno o más elastómeros, y por que el paso de mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno comprende mezclar por fusión el componente D con los otros componentes para formar la composición a base de polipropileno, siendo el componente D, con preferencia, uno o más elastómeros:
- se selecciona de copolímeros elastoméricos de etileno con 1 -octeno, copolímeros elastoméricos de etileno con 1-buteno; copolímeros elastoméricos de etileno con propeno y cualquier mezcla de los mismos; y/o de SIS (copolímeros de bloque de estireno-isopreno-estireno), SEPS (copolímeros de bloque de estirenoisopreno-estireno hidrogenado), SBS (copolímeros de bloque de estireno-butadieno-estireno), SEBS (copolímeros de bloque de estireno-butadieno hidrogenado), SBSS (copolímeros de bloque de estireno-butadieno-estireno-estireno), y cualquier mezcla de los mismos; y/o
- tiene un MI2 que que varía de 0,5 g/10 min a 5,0 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones D de ISO 1133, a una temperatura de 190 °C y con una carga de 2,16 kg.
10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por que la composición a base de polipropileno comprende del 0,1% al 10%, en peso, del componente D, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, en donde el componente D es uno o más elastómeros.
11. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el procedimiento comprende, además, el paso de proporcionar un componente E que es una o más cargas y por que el paso de mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno comprende mezclar por fusión el componente E con los otros componentes para formar la composición a base de polipropileno, con preferencia:
- la composición a base de polipropileno comprende del 0,1% al 15%, en peso, del componente E, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno; y/o
- el componente E es una o más cargas minerales de talco.
12. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado por que el procedimiento comprende, además, el paso de proporcionar un componente D que es uno o más elastómeros, y el paso de proporcionar un componente E que es una o más cargas; y por que el paso de mezclar por fusión los componentes para formar una composición a base de polipropileno comprende mezclar por fusión el componente D y el componente E con los otros componentes para formar la composición a base de polipropileno;
con preferencia, la composición a base de polipropileno comprende del 0,1% al 10%, en peso, del componente D, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, en donde el componente D es uno o más elastómeros y/o la composición a base de polipropileno comprende del 0,1% al 15%, en peso, del componente E, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno.
13. Composición a base de polipropileno producida por un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.
14. Composición a base de polipropileno caracterizada por que comprende del 35% al 80%, en peso, de un componente A, que es una resina de polipropileno posconsumo (PCR-PP), basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, siendo el componente A una resina de polipropileno posconsumo que tiene un MI2 que varía de 7 g/10 min a 70 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones M de la norma ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y bajo una carga de 2,16 kg, en donde el componente A es una mezcla de polipropileno reciclado y polietileno reciclado, en donde el contenido del polietileno varía del 3% al 20%, en peso, con respecto al peso total del componente A;
y por que la composición a base de polipropileno tiene:
- un MI2 que varía 1,0 g/10 min a 8,0 g/10 min, determinado de acuerdo con las condiciones M de ISO 1133, a una temperatura de 230 °C y con una carga de 2,16 kg;
- un contenido de componentes insolubles en acetona que varía del 1,0% al 15%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno; y
- un contenido total de polietileno que varía del 5% al 25%, en peso, basado en el peso total de la composición a base de polipropileno, preferiblemente del 5% al 15%, en peso;
con preferencia, la composición a base de polipropileno se produce mediante un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.
15. Uso de la composición a base de polipropileno obtenida por el procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 para hacer un artículo en un procedimiento seleccionado de extrusión, moldeo por soplado, inyección, moldeo por inyección y soplado, moldeo por inyección, estirado y soplado, rotomoldeo, extrusión y termoconformado.
16. Artículo producido a partir de la composición a base de polipropileno obtenida por el procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, o producido a partir de una mezcla que comprende la composición a base de polipropileno obtenida por el procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12; con preferencia, el artículo se selecciona de tubos, tubos corrugados, láminas, láminas corrugadas, cajas, baldes, botellas, bidones, contenedores, tapas y cierres, aparatos eléctricos, bandejas, equipaje, piezas de automóviles, parachoques, tableros, cajas de baterías y paneles de acabado interiores.
ES19724208T 2018-05-24 2019-05-17 Procedimiento para producir composición a base de polipropileno a partir de resinas posconsumo y artículos hechos a partir de dichas composiciones Active ES2924045T3 (es)

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