CN109983072A - 发泡聚丙烯组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包含多相丙烯共聚物和无机填料的聚丙烯组合物(C),所述聚丙烯组合物(C)用于生产发泡制品的用途和由所述聚丙烯组合物(C)得到的发泡制品。
Description
技术领域
本发明涉及包含多相丙烯共聚物和无机填料的聚丙烯组合物(C)、所述聚丙烯组合物(C)用于生产发泡制品的用途和由所述聚丙烯组合物(C)得到的发泡制品。
背景技术
自从欧盟批准了严格的二氧化碳限制,要求汽车制造商将排放量从目前的160g/km削减至120g/km以下,以减轻重量并保持机械性能特征为特点的塑料材料越来越受到汽车行业的关注。因此,需要减轻重量的理念以满足所述立法。
发泡注射成型(FIM)技术可用于生产低密度部件。它可以应用于可见和不可见的汽车部件。发泡部件具有降低的密度、低收缩率和低翘曲的优点,但部件的机械性能和表面外观差,因此大多数发泡部件不用于可见的内部或外部应用。
因此,本领域需要一种聚丙烯组合物,其在注射成型发泡步骤之后具有均匀的表面外观和平衡的机械性能的特点。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种可发泡聚丙烯组合物,其适用于生产具有均匀/良好表面外观和机械性能的发泡制品。
本发明的发现是提供包含多相丙烯共聚物和无机填料的聚丙烯组合物(C)。
因此,本发明涉及一种聚丙烯组合物(C),其包含
a)第一多相丙烯共聚物(HECO1),其具有等于或高于40.0摩尔%的二甲苯可溶物级分(XCS)的共聚单体含量,所述第一多相丙烯共聚物包含
i)第一基体,所述第一基体是第一丙烯聚合物(M1)和
ii)分散在所述第一基体中的第一弹性体丙烯共聚物(E1),
b)第二多相丙烯共聚物(HECO2),其具有低于39.0摩尔%的二甲苯可溶物级分(XCS)的共聚单体含量,所述第二多相丙烯共聚物包含
iii)第二基体,所述第二基体是第二丙烯聚合物(M2)和
iv)分散在所述第二基体中的第二弹性体丙烯共聚物(E1),
c)无机填料(F),
d)任选地高密度聚乙烯(HDPE),和
e)任选地塑性体(PL),所述塑性体(PL)是乙烯和C4至C8α-烯烃的共聚物。
令人惊讶地发现,由包含两种不同的多相丙烯共聚物的聚丙烯组合物(C)得到的发泡部件具有优异的机械性能和表面外观的特点。多相体系的分散相可具有双峰分子量分布,以确保机械学和表面外观之间的良好平衡。另外,高密度聚乙烯(HDPE)和其它添加剂可用于改善耐刮擦性,这对于内部应用特别有用。所述组合物适用于化学以及物理发泡。
根据本发明的一个实施方案,第二多相共聚物(HECO2)的二甲苯可溶物级分(XCS)具有高于3.5dl/g的特性粘度(IV)。
根据本发明的另一实施方案,基于总的聚丙烯组合物(C),聚丙烯组合物(C)包含
a)40.0至60.0重量%的第一多相丙烯共聚物(HECO1),
b)21.0至31.0重量%的第二多相丙烯共聚物(HECO2),
c)10.0至20.0重量%的无机填料(F),
d)任选地2.0至10.0重量%的高密度聚乙烯(HDPE),和
e)任选地5.0至15.0重量%的塑性体(PL),所述塑性体(PL)是乙烯和C4至C8α-烯烃的共聚物。
根据本发明的另一实施方案,第一多相丙烯共聚物(HECO1)的基体(其是第一丙烯聚合物(M1))具有根据ISO 1133测定的在120至500g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(230℃),第二多相丙烯共聚物(HECO2)的基体(其是第二丙烯聚合物(M2))具有根据ISO1133测定的在40至170g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(230℃)。
根据本发明的又一实施方案,第一多相丙烯共聚物(HECO1)具有
i)根据ISO 1133测定的在50至90g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(230℃),和/或
ii)在20.0至50.0摩尔%的范围内的共聚单体含量,和/或
iii)在10.0至35.0重量%的范围内的二甲苯可溶物级分(XCS)。
根据本发明的一个实施方案,第二多相丙烯共聚物(HECO2)具有
i)根据ISO 1133测定的在1.0至15g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(230℃),和/或
ii)在5.0至30.0摩尔%的范围内的共聚单体含量,和/或
iii)在20.0至40.0重量%的范围内的二甲苯可溶物级分(XCS)。
特别优选的是,第一丙烯聚合物(M1)和/或第二丙烯聚合物(M2)是丙烯均聚物。
根据本发明的一个实施方案,第一弹性体丙烯共聚物(E1)和/或第二弹性体丙烯共聚物(E2)是丙烯和乙烯的共聚物。
根据本发明的另一实施方案,聚丙烯组合物(C)具有根据ISO 1133测定的在10至40g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(230℃)。
根据本发明的另一实施方案,塑性体(PL)是乙烯和1-辛烯的共聚物。
特别优选的是,无机填料(F)是滑石和/或硅灰石。
根据本发明的一个实施方案,聚丙烯组合物(C)是可发泡聚丙烯组合物。
本发明还涉及如上所述的聚丙烯组合物(C)用于生产发泡制品的用途。
此外,本发明涉及一种发泡制品,其包含如上所述的聚丙烯组合物(C)。
特别优选的是,所述发泡制品是汽车制品。
具体实施方式
在下文中,更详细地描述了本发明。
聚丙烯组合物(C)
本发明的聚丙烯组合物(C)包含第一多相丙烯共聚物(HECO1)和第二多相丙烯共聚物(HECO2),第一多相丙烯共聚物(HECO1)包含第一基体(其是丙烯聚合物(M1))和第一弹性体丙烯共聚物(E1),第二多相丙烯共聚物(HECO2)包含第二基体(其是丙烯聚合物(M2))和第二弹性体丙烯共聚物(E2)。
因此,本发明的聚丙烯组合物(C)包含多相体系,所述多相体系包含由第一丙烯聚合物(M1)和第二丙烯聚合物(M2)形成的基体(M),第一弹性体丙烯共聚物(E1)和第二弹性体丙烯共聚物(E2)分散在所述基体(M)中。因此,基体(M)含有(精细地)分散的而不是基体(M)的一部分的包合物,所述包合物含有第一弹性体丙烯共聚物(E1)和第二弹性体丙烯共聚物(E2)。术语“包合物”表示基体(M)和包含物形成如下定义的不同相。
此外,本发明的聚丙烯组合物包含无机填料(F)。
因此,优选的是,基于聚丙烯组合物(C)的总重量,聚丙烯组合物(C)包含60至95重量%、更优选70至90重量%、还更优选75至80重量%的基体(M)和5至40重量%、更优选10至30重量%、还更优选20至25重量%的分散相和10至20重量%、更优选12至18重量%、还更优选13至16重量%的无机填料(F),更优选地聚丙烯组合物(C)由60至95重量%、更优选70至90重量%、还更优选75至80重量%的基体(M)和5至40重量%、更优选10至30重量%、还更优选20至25重量%的分散相和10至20重量%、更优选12至18重量%、还更优选13至16重量%的无机填料(F)组成,所述分散相包含第一弹性体丙烯共聚物(E1)和第二弹性体丙烯共聚物(E2)。
优选地,聚丙烯组合物(C)含有形成基体(M)的比例为1:1至3:1的第一丙烯聚合物(M1)和第二丙烯聚合物(M2)以及比例为1:1至3:1的第一弹性体丙烯共聚物(E1)和第二弹性体丙烯共聚物(E2)。因此,优选的是,基于聚丙烯组合物(C)的总重量,聚丙烯组合物(C)包含40至63重量%、更优选46至60重量%、还更优选50至53重量%的第一丙烯聚合物(M1),20至32重量%、更优选23至30重量%、还更优选25至27重量%的第二丙烯聚合物(M2)和3至26重量%、更优选7至20重量%、还更优选13至17重量%的第一弹性体丙烯共聚物(E1)和2至14重量%、更优选3至10重量%、还更优选6至8重量%的第二弹性体丙烯共聚物(E2)和10至20重量%、更优选12至18重量%、还更优选13至16重量%的无机填料(F)。
根据本发明的优选实施方案,聚丙烯组合物(C)还包含高密度聚乙烯(HDPE)和塑性体(PL),塑性体(PL)是乙烯和C4至C8α-烯烃的共聚物。因此,优选的是,基于聚丙烯组合物(C)的总重量,聚丙烯组合物(C)包含30至53重量%、更优选36至50重量%、还更优选40至43重量%的第一丙烯聚合物(M1),20至32重量%、更优选23至30重量%、还更优选25至27重量%的第二丙烯聚合物(M2)和3至20重量%、更优选7至19重量%、还更优选10至17重量%的第一弹性体丙烯共聚物(E1)和2至14重量%、更优选3至10重量%、还更优选6至8重量%的第二弹性体丙烯共聚物(E2),10至20重量%、更优选12至18重量%、还更优选13至16重量%的无机填料(F),2至10重量%、更优选3至8重量%、还更优选4至6重量%的高密度聚乙烯(HDPE),和5至15重量%、更优选6至11重量%、还更优选7至9重量%的塑性体(PL)。
优选地,聚丙烯组合物(C)通过序列聚合方法获得,其中至少两个(如三个)反应器串联连接。例如,所述方法包括以下步骤
a)在第一反应器(R1)中将丙烯和任选地乙烯聚合,获得第一丙烯聚合物(M1),
b)将第一丙烯聚合物(M1)转移到第二反应器(R2)中,
c)在所述第一丙烯聚合物(M1)的存在下,在所述第二反应器(R2)中将丙烯和任选地乙烯聚合,获得第二丙烯聚合物(M2),所述第一丙烯聚合物(M1)和所述第二丙烯聚合物(M2)形式基体(M),
d)将基体(M)转移到第三反应器(R3)中,
e)在基体(M)的存在下,在所述第三反应器(R3)中将丙烯和/或C4至C8α-烯烯烃聚合,获得第三聚合物级分,所述聚合物级分是第一弹性体共聚物(E1),
f)将基体(M)和第一弹性体共聚物(E1)转移到第四反应器(R4)中,
g)在基体(M)和第一弹性体丙烯共聚物(E1)的存在下,在所述第四反应器(R4)中将丙烯和/或C4至C8α-烯烃聚合,获得第四聚合物级分,所述聚合物级分是第二弹性体共聚物(E2),所述基体(M)和所述第一弹性体丙烯共聚物(E1)和所述第二弹性体丙烯共聚物形成多相丙烯共聚物,
h)任选地将在第四反应器(R4)中获得的所述多相丙烯共聚物与无机填料(F)、任选地高密度聚乙烯(HDPE)和任选地塑性体(PL)熔融共混。
可选地,聚丙烯组合物(C)通过将第一多相丙烯共聚物(HECO1)、第二多相丙烯共聚物(HECO2)、无机填料(F)、任选地高密度聚乙烯(HDPE)和任选地塑性体(PL)熔融共混而得到,第一多相丙烯共聚物(HECO1)包含基体(其是第一丙烯聚合物(M1))和分散相(其是第一弹性体丙烯共聚物(E1)),第二多相丙烯共聚物(HECO2)包含基体(其是第二丙烯聚合物(M2))和分散相(其是第二弹性体丙烯共聚物(E2))。所述第一多相丙烯共聚物(HECO1)和所述第二多相丙烯共聚物(HECO2)的熔融共混产生多相体系,其中第一丙烯聚合物(M1)和第二丙烯聚合物(M2)形成基体,第一弹性体丙烯共聚物(E1)和第二弹性体丙烯共聚物(E2)形成分散相。
特别优选的是,聚丙烯组合物(C)通过将所述第一多相丙烯共聚物(HECO1)和所述第二多相丙烯共聚物(HECO2)与无机填料(F)和任选地高密度聚乙烯(HDPE)和/或塑性体(PL)熔融共混而得到。
因此,优选的是,基于聚丙烯组合物(C)的总重量,聚丙烯组合物(C)包含40至60重量%、更优选41至59重量%、还更优选42至57重量%的第一多相丙烯共聚物(HECO1),21至31重量%、更优选23至30重量%、还更优选25至27重量%的第二多相丙烯共聚物(HECO2),10至20重量%、更优选12至18重量%、还更优选13至16重量%的无机填料(F),任选地2至10重量%、更优选3至8重量%、还更优选4至6重量%的高密度聚乙烯(HDPE),和任选地5至15重量%、更优选6至11重量%、还更优选7至9重量%的塑性体(PL)。
本发明的聚丙烯组合物(C)可以包括添加剂(AD)。因此,优选的是,基于聚丙烯组合物(C)的总重量,聚丙烯组合物(C)包含40至60重量%、更优选41至59重量%、还更优选42至57重量%的第一多相丙烯共聚物(HECO1),21至31重量%、更优选23至30重量%、还更优选25至27重量%的第二多相丙烯共聚物(HECO2),10至20重量%、更优选12至18重量%、还更优选13至16重量%的无机填料(F),任选地2至10重量%、更优选3至8重量%、还更优选4至6重量%的高密度聚乙烯(HDPE)和任选地5至15重量%、更优选6至11重量%、还更优选7至9重量%的塑性体(PL)和0.05至5重量%、优选0.1至3重量%的添加剂(AD),优选地,聚丙烯组合物(C)由40至60重量%、更优选41至59重量%、还更优选42至57重量%的第一多相丙烯共聚物(HECO1),21至31重量%、更优选23至30重量%、还更优选25至27重量%的第二多相丙烯共聚物(HECO2),10至20重量%、更优选12至18重量%、还更优选13至16重量%的无机填料(F),任选地2至10重量%、更优选3至8重量%、还更优选4至6重量%的高密度聚乙烯(HDPE)和任选地5至15重量%、更优选6至11重量%、还更优选7至9重量%的塑性体(PL)和0.05至5重量%、优选0.1至3重量%的添加剂(AD)组成。添加剂(AD)在下面更详细地描述。
优选地,基于聚丙烯组合物(C)的总重量,本发明的聚丙烯组合物(C)不包含超过5.0重量%的量、优选超过3.0重量%的量、更优选超过2.5重量%的量的与第一丙烯聚合物(M1)、第二丙烯聚合物(M2)、第一弹性体丙烯共聚物(E1)、第二弹性体丙烯共聚物(E2)、高密度聚乙烯(HDPE)和塑性体(PL)不同的(a)另外的聚合物。
优选的是,聚丙烯组合物(C)具有适中的熔体流动速率。因此,优选的是,根据ISO1133测定的聚丙烯组合物(C)的熔体流动速率MFR2(230℃)在10至40g/10min的范围内,更优选在15至35g/10min的范围内,还更优选在20至32g/10min的范围内。
此外,优选的是,聚丙烯组合物(C)具有相当高的弯曲模量的特点。因此,优选的是,聚丙烯组合物(C)具有根据ISO 178在注射成型样品上测量的在1000至3000MPa的范围内、更优选在1200至2800MPa的范围内、还更优选在1500至2700MPa的范围内的弯曲模量。
在下文中,更详细地描述了第一多相丙烯共聚物(HECO1)、第二多相丙烯共聚物(HECO2)、高密度聚乙烯(HDPE)、塑性体(PL)和无机填料(F)。
第一多相丙烯共聚物(HECO1)
本发明的聚丙烯组合物(C)包含第一多相丙烯共聚物(HECO1)。
根据本发明的第一多相丙烯共聚物(HECO1)包含基体(M)(其是第一丙烯聚合物(M1))和在其中分散的弹性体丙烯共聚物(E)(其是第一弹性体丙烯共聚物(E1))。因此,基体(M)含有(精细地)分散的而不是基体(M)的一部分的包合物,所述包合物含有弹性体丙烯共聚物(E)。术语包合物表示基体(M)和包合物在多相丙烯共聚物(HECO1)内形成不同的相。第二相或所谓的包合物的存在例如通过高分辨率显微镜(如电子显微镜或原子力显微镜)可见,或通过动态力学热分析(DMTA)可见。特别是在DMTA中,多相结构的存在可以通过至少两个不同的玻璃化转变温度的存在来确定。
因此,根据本发明的第一多相组合物(HECO1)优选包含
(a)(半)结晶第一丙烯聚合物(M1)作为基体(M)和
(b)第一弹性体丙烯共聚物(E1)。
优选地,第一多相组合物(HECO1)的第一丙烯聚合物(M1)与弹性体丙烯共聚物(E1)之间的重量比[M1/E1]在90/10至40/60的范围内,更优选在85/15至45/55的范围内,还更优选在83/17至50/50的范围内,如在82/18至60/40的范围内。
优选地,根据本发明的第一多相丙烯共聚物(HECO1)仅包含第一丙烯聚合物(M1)和第一弹性体丙烯共聚物(E1)作为聚合物组分。换句话说,第一多相丙烯共聚物(HECO1)可以含有另外的添加剂,但不含有基于总的第一多相丙烯共聚物(HECO1)超过5.0重量%、更优选超过3.0重量%、如超过1.0重量%的量的其它聚合物。可以以如此低的量存在的一种额外聚合物是聚乙烯,其是通过制备第一多相丙烯共聚物(HECO1)得到的反应副产物。因此,特别理解的是,本发明的第一多相丙烯共聚物(HECO1)仅含有第一丙烯聚合物(M1)、第一弹性体丙烯共聚物(E1)和任选地含量如本段所述的聚乙烯。
根据本发明应用的第一多相丙烯共聚物(HECO1)具有相当高的熔体流动速率的特点。因此,第一多相丙烯共聚物(HECO1)具有在50至90g/10min的范围内、优选在60至80g/10min的范围内、更优选在65至71g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(230℃)。
优选期望的是,第一多相丙烯共聚物(HECO1)是热力学稳定的。因此可以理解的是,第一多相丙烯共聚物(HECO1)具有至少160℃、更优选在160至167℃的范围内、还更优选在162至165℃的范围内的熔融温度。
第一多相丙烯共聚物(HECO1)除丙烯外还包含共聚单体。优选地,第一多相丙烯共聚物(HECO1)除丙烯外还包含乙烯和/或C4至C8α-烯烃。因此,根据本发明的术语“丙烯共聚物”可以理解为包含可衍生自以下的单元,优选由可衍生自以下的单元组成的聚丙烯:
(a)丙烯
和
(b)乙烯和/或C4至C8α-烯烃。
因此,第一多相丙烯共聚物(HECO1),即第一丙烯聚合物(M1)以及第一弹性体丙烯共聚物(E1),可以包含可与丙烯共聚的单体,诸如共聚单体,例如乙烯和/或C4至C8α-烯烃,特别是乙烯和/或C4至C8α-烯烃,例如1-丁烯和/或1-己烯。优选地,根据本发明的第一多相丙烯共聚物(HECO1)包含可与丙烯共聚的来自由乙烯、1-丁烯和1-己烯组成的组的单体,优选由可与丙烯共聚的来自由乙烯、1-丁烯和1-己烯组成的组的单体组成。更具体地,本发明的第一多相丙烯共聚物(HECO1)除丙烯外还包含可衍生自乙烯和/或1-丁烯的单元。在优选的实施方案中,根据本发明的第一多相丙烯共聚物(HECO1)仅包含可衍生自乙烯和丙烯的单元。还更优选地,第一多相丙烯共聚物(HECO1)的第一丙烯聚合物(M1)以及第一弹性体丙烯共聚物(E1)含有相同的共聚单体,如乙烯。
另外,可以理解的是,第一多相丙烯共聚物(HECO1)优选具有相当低的总共聚单体含量,优选乙烯含量。因此优选的是,第一多相丙烯共聚物(HECO1)的共聚单体含量在4.0至25.0摩尔%的范围内,优选在6.0至18.0摩尔%的范围内,更优选在10.0至13.0摩尔%的范围内。
根据ISO 16152(25℃)测量的第一多相丙烯共聚物(HECO1)的二甲苯冷可溶物(XCS)级分在10.0至40.0重量%的范围内,优选在15.0至30.0重量%的范围内,更优选在17.0至25.0重量%的范围内,还更优选在19.0至22.0重量%的范围内。
此外,可以理解的是,第一多相丙烯共聚物(HECO1)的二甲苯冷可溶物(XCS)级分由其特性粘度详细说明。低特性粘度(IV)值反映了低重均分子量。对于本发明,可以理解的是,第一多相丙烯共聚物(HECO1)的二甲苯冷可溶物级分(XCS)具有根据ISO 1628/1(在135℃下在十氢化萘中)测量的在1.0至3.3dl/g的范围内、优选在1.5至3.2dl/g的范围内、更优选在1.7至3.0dl/g的范围内的特性粘度(IV)。
另外,优选的是,第一多相丙烯共聚物(HECO1)的二甲苯冷可溶物(XCS)级分的共聚单体含量,即乙烯含量,等于或高于40摩尔%,优选在40至55摩尔%的范围内,更优选在42至50摩尔%的范围内,还更优选在43至46摩尔%的范围内。存在于二甲苯冷可溶物(XCS)级分中的共聚单体是上面分别对第一丙烯聚合物(M1)和第一弹性体丙烯共聚物(E1)所定义的那些。在一个优选的实施方案中,共聚单体仅为乙烯。
第一多相丙烯共聚物(HECO1)可以通过其各个组分,即第一丙烯聚合物(M1)和第一弹性体丙烯共聚物(E1)进一步限定。
第一丙烯聚合物(M1)可以是丙烯共聚物或丙烯均聚物,后者是优选的。
在第一丙烯聚合物(M1)是丙烯共聚物的情况下,第一丙烯聚合物(M1)包含可与丙烯共聚的单体,诸如共聚单体,例如乙烯和/或C4至C8α-烯烃,特别是乙烯和/或C4至C6α-烯烃,例如1-丁烯和/或1-己烯。优选地,根据本发明的第一丙烯聚合物(M1)包含可与丙烯共聚的来自由乙烯、1-丁烯和1-己烯组成的组的单体,尤其是由可与丙烯共聚的来自由乙烯、1-丁烯和1-己烯组成的组的单体组成。更具体地,本发明的第一丙烯聚合物(M1)除丙烯外还包含可衍生自乙烯和/或1-丁烯的单元。在优选的实施方案中,第一丙烯聚合物(M1)仅包含可衍生自乙烯和丙烯的单元。
根据本发明的第一丙烯聚合物(M1)具有根据ISO 1133测量的在120至500g/10min的范围内、更优选在130至200g/10min的范围内、还更优选在140至170g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(230℃/2.16kg)。
如上所述,第一多相丙烯共聚物(HECO1)具有低共聚单体含量的特点。因此,第一丙烯聚合物(M1)的共聚单体含量在0.0至5.0摩尔%的范围内,还更优选在0.0至3.0摩尔%的范围内,仍更优选在0.0至1.0摩尔%的范围内。特别优选的是,第一丙烯聚合物(M1)是丙烯均聚物。
基于第一多相丙烯共聚物(HECO1)的总重量,第一多相丙烯共聚物(HECO1)优选包含60至95重量%、更优选60至90重量%、还更优选65至87重量%的第一丙烯聚合物(M1)。
另外,基于第一多相丙烯共聚物(HECO1)的总重量,第一多相丙烯共聚物(HECO1)优选包含5至40重量%、更优选10至40重量%、还更优选13至35重量%的第一弹性体丙烯共聚物(E1)。
因此,可以理解的是,基于第一多相丙烯共聚物(HECO1)的总重量,第一多相丙烯共聚物(HECO1)优选包含60至95重量%、优选60至90重量%、更优选65.0至87.0重量%的第一丙烯聚合物(M1)和5至40重量%、优选10至40重量%、更优选13.0至35.0重量%的第一弹性体丙烯共聚物(E1),更优选由60至95重量%、优选60至90重量%、更优选65.0至87.0重量%的第一丙烯聚合物(M1)和5至40重量%、优选10至40重量%、更优选13.0至35.0重量%的第一弹性体丙烯共聚物(E1)组成。
因此,第一多相丙烯共聚物(HECO1)的另一组分是分散在基体(M)(其是第一丙烯聚合物(M1))中的弹性体丙烯共聚物(E1)。关于在第一弹性体丙烯共聚物(E1)中使用的共聚单体,参考为第一多相丙烯共聚物(HECO1)提供的信息。因此,第一弹性体丙烯共聚物(E1)包含可与丙烯共聚的单体,诸如共聚单体,例如乙烯和/或C4至C8α-烯烃,特别是乙烯和/或C4至C6α-烯烃,例如1-丁烯和/或1-己烯。优选地,第一弹性体丙烯共聚物(E1)包含可与丙烯共聚的来自由乙烯、1-丁烯和1-己烯组成的组的单体,尤其是由可与丙烯共聚的来自由乙烯、1-丁烯和1-己烯组成的组的单体组成。更具体地,第一弹性体丙烯共聚物(E1)除丙烯外还包含可衍生自乙烯和/或1-丁烯的单元。因此,在特别优选的实施方案中,第一弹性体丙烯共聚物(E1)仅包含可衍生自乙烯和丙烯的单元。
第一弹性体丙烯共聚物(E1)的共聚单体含量优选在35.0至70.0摩尔%的范围内,更优选在37.0至60.0摩尔%的范围内,还更优选在40.0至50.0摩尔%的范围内。
如本发明中所定义的第一多相丙烯共聚物(HECO1)可以含有至多5.0重量%的添加剂,如成核剂和抗氧化剂,以及增滑剂和防结块剂。优选地,添加剂含量(不含α-成核剂)低于3.0重量%,如低于1.0重量%。
根据本发明的优选实施方案,第一多相丙烯共聚物(HECO1)含有α-成核剂。
根据本发明,α-成核剂不是添加剂(AD)。
α-成核剂优选选自由以下组成的组
(i)一元羧酸和多元羧酸的盐,例如苯甲酸钠或叔丁基苯甲酸铝,和
(ii)二亚苄基山梨(糖)醇(例如1,3:2,4二亚苄基山梨(糖)醇)和C1至C8-烷基取代的二亚苄基山梨(糖)醇衍生物,例如甲基二亚苄基山梨(糖)醇、乙基二亚苄基山梨(糖)醇或二甲基二亚苄基山梨(糖)醇(例如1,3:2,4二(甲基亚苄基)山梨(糖)醇),或取代的诺尼醇(nonitol)衍生物,例如1,2,3-三脱氧-4,6:5,7-双-O-[(4-丙基苯基)亚甲基]-诺尼醇,和
(iii)磷酸二酯的盐,例如2,2'-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠或双[2,2'-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸]羟基铝,和
(iv)乙烯基环烷烃聚合物和乙烯基烷烃聚合物,和
(v)它们的混合物。
优选地,包含在本发明组合物中的α-成核剂是乙烯基环烷烃聚合物和/或乙烯基烷烃聚合物,更优选为乙烯基环烷烃聚合物,如乙烯基环己烷(VCH)聚合物。乙烯基环己烷(VCH)聚合物特别优选作为α-成核剂。可以理解的是,组合物中的乙烯基环烷烃聚合物(如乙烯基环己烷(VCH)聚合物)和/或乙烯基烷烃聚合物的量,更优选乙烯基环己烷(VCH)聚合物的量不超过500ppm,优选不超过200ppm,更优选不超过100ppm,如在0.1至500ppm的范围内,优选在0.5至200ppm的范围内,更优选在1至100ppm的范围内。此外,可以理解的是,通过BNT技术将乙烯基环烷烃聚合物和/或乙烯基烷烃聚合物引入组合物中。关于BNT技术,参考国际申请WO 99/24478、WO 99/24479和特别是WO 00/68315。根据该技术,催化剂体系、优选齐格勒-纳塔主催化剂,可以通过在催化剂体系的存在下使乙烯基化合物聚合来改性,催化剂体系特别包括特定的齐格勒-纳塔主催化剂、外部给体和助催化剂,其中乙烯基化合物具有下式:
CH2=CH-CHR3R4
其中R3和R4一起形成5-或6-元饱和、不饱和或芳香族的环,或独立地表示包含1至4个碳原子的烷基基团,改性的催化剂优选用于制备存在于改性聚丙烯组合物(mPP)中的多相组合物(HECO)。聚合的乙烯基化合物用作α-成核剂。在催化剂的改性步骤中,乙烯基化合物与固体催化剂组分的重量比优选为至多5(5:1),更优选至多3(3:1),如在0.5(1:2)至2(2:1)的范围内。
这样的成核剂是可商购获得的,并且描述于例如Hans Zweifel的“PlasticAdditives Handbook”,第5版,2001年(第967至990页)中。
第一多相丙烯共聚物(HECO1)可以通过将第一丙烯聚合物(M1)和第一弹性体丙烯共聚物(E1)共混来制备。然而,优选的是,第一多相丙烯共聚物(HECO1)是在序列步骤方法中使用串联配置的反应器并在不同的反应条件下操作来制备的。因此,在特定反应器中制备的各个级分具有其自己的分子量分布和/或共聚单体含量分布。
根据本发明的第一多相丙烯共聚物(HECO1)优选以本领域已知的序列聚合方法,即以多阶段方法制备,其中至少在一个淤浆反应器中、优选在淤浆反应器中和任选地在随后的气相反应器中制备第一丙烯聚合物(M1),随后在至少一个、即一个或两个气相反应器中制备第一弹性体丙烯共聚物(E1)。
因此,优选的是,第一多相丙烯共聚物(HECO1)是在包括以下步骤的序列聚合方法中制备的:
(a)在第一反应器(R1)中将丙烯和任选地至少一种乙烯和/或C4至C12α-烯烃聚合,获得第一丙烯聚合物(M1)的第一聚丙烯级分,优选所述第一聚丙烯级分为丙烯均聚物,
(b)将第一聚丙烯级分转移到第二反应器(R2)中,
(c)在第二反应器(R2)中,在所述第一聚丙烯级分的存在下,将丙烯和任选地至少一种乙烯和/或C4至C12α-烯烃聚合,由此获得第二聚丙烯级分,优选所述第二聚丙烯级分为第二丙烯均聚物,所述第一聚丙烯级分和所述第二聚丙烯级分形成第一丙烯聚合物(M1),即第一多相丙烯共聚物(HECO1)的基体,
(d)将步骤(c)的第一丙烯聚合物(M1)转移到第三反应器(R3)中,
(e)在第三反应器(R3)中,在步骤(c)中获得的第一丙烯聚合物(M1)的存在下,将丙烯和乙烯聚合,获得分散在第一丙烯聚合物(M1)中的第一弹性体丙烯共聚物(E1),第一丙烯聚合物(M1)和第一弹性体丙烯共聚物(E1)形成第一多相丙烯共聚物(HECO1)。
当然,可以在第一反应器(R1)中制备第二聚丙烯级分,可以在第二反应器(R2)中获得第一聚丙烯级分。弹性体丙烯共聚物相也是如此。
优选在第二反应器(R2)和第三反应器(R3)之间闪蒸出单体。
术语“序列聚合方法”表示第一多相丙烯共聚物(HECO1)在至少两个、如三个或四个串联连接的反应器中制备。因此,本发明的方法至少包括第一反应器(R1)和第二反应器(R2),更优选包括第一反应器(R1)、第二反应器(R2)和第三反应器(R3)。术语“聚合反应器”应表明主聚合反应发生处。因此,在该方法由四个聚合反应器组成的情况下,该定义不排除整个方法包括例如在预聚合反应器中的预聚合步骤的选项。术语“由......组成”是仅就主聚合反应器而言的封闭式表述。
第一反应器(R1)优选为淤浆反应器(SR),并且可以是在本体或淤浆中操作的任何连续或简单搅拌的间歇釜式反应器或环流式反应器。本体是指在包含至少60%(重量/重量)单体的反应介质中的聚合。根据本发明,淤浆反应器(SR)优选为(本体)环流式反应器(LR)。
第二反应器(R2)可以如第一反应器为淤浆反应器,如环流式反应器,或者可选地为气相反应器(GPR)。
第三反应器(R3)优选为气相反应器(GPR)。
这种气相反应器(GPR)可以是任何机械混合或流化床反应器。优选地,气相反应器(GPR)包括气体速度至少为0.2米/秒的机械搅拌流化床反应器。因此可以理解的是,气相反应器是优选具有机械搅拌器的流化床型反应器。
因此,在优选的实施方案中,第一反应器(R1)是淤浆反应器(SR),如环流式反应器(LR),而第二反应器(R2)和第三反应器(R3)是气相反应器(GPR)。因此,对于本发明的方法,使用串联连接的至少三个、优选三个聚合反应器,即淤浆反应器(SR)(如环流式反应器(LR))、第一气相反应器(GPR-1)和第二气相反应器(GPR-2)。如果需要,在淤浆反应器(SR)之前放置预聚合反应器。
在另一优选的实施方案中,第一反应器(R1)和第二反应器(R2)是淤浆反应器(SR),如环流式反应器(LR),而第三反应器(R3)是气相反应器(GPR)。因此,对于本发明的方法,使用串联连接的至少三个、优选三个聚合反应器,即两个淤浆反应器(SR)(如两个环流式反应器(LR))和气相反应器(GPR-1)。如果需要,在第一淤浆反应器(SR)之前放置预聚合反应器。
优选的多阶段方法是例如由Borealis A/S,Denmark开发的“环流-气相”-方法(称为技术),例如在诸如EP 0 887 379、WO 92/12182、WO 2004/000899、WO 2004/111095、WO 99/24478、WO 99/24479或WO 00/68315的专利文献中进行了描述。
另一种合适的淤浆-气相法是Basell的方法。
优选地,在用于制备如上所定义的第一多相丙烯共聚物(HECO1)的本发明方法中,步骤(a)的第一反应器(R1),即淤浆反应器(SR),如环流式反应器(LR)的条件可以如下:
-温度在50℃至110℃的范围内,优选在60℃至100℃之间,更优选在68℃至95℃之间,
-压力在20巴至80巴的范围内,优选在40巴至70巴之间,
-可以以本身已知的方式加入氢气以控制摩尔质量。
随后,将来自步骤(a)的反应混合物转移到第二反应器(R2),即气相反应器(GPR-1),即进入步骤(c),其中步骤(c)中的条件优选如下:
-温度在50℃至130℃的范围内,优选在60℃至100℃之间,
-压力在5巴至50巴的范围内,优选在15巴至35巴之间,
-可以以本身已知的方式加入氢气以控制摩尔质量。
第三反应器(R3)中、优选第二气相反应器(GPR-2)中的条件类似于第二反应器(R2)中的条件。
三个反应器区域中的停留时间可以变化。
在用于制备聚丙烯的方法的一个实施方案中,本体反应器(例如环流式反应器)中的停留时间在0.1至2.5小时、例如0.15至1.5小时的范围内,气相反应器中的停留时间通常为0.2至6.0小时,如0.5至4.0小时。
如果需要,可以在第一反应器(R1),即在淤浆反应器(SR)(如在环流式反应器(LR))中在超临界条件下和/或在气相反应器(GPR)中以冷凝模式以已知的方式进行聚合。
优选地,该方法还包括用如下面详细描述的催化剂体系的预聚合,催化剂体系包含齐格勒-纳塔主催化剂、外部给体和任选地助催化剂。
在优选的实施方案中,以液体丙烯中的本体淤浆聚合进行预聚合,即液相主要包含丙烯,其中溶解有少量的其它反应物和任选地惰性组分。
预聚合反应通常在10至60℃、优选15至50℃、更优选20至45℃的温度下进行。
预聚合反应器中的压力不是关键的,但需要足够高以保持反应混合物为液相。因此,压力可以为20至100巴,例如30至70巴。
催化剂组分优选全部引入预聚合步骤。但是,当固体催化剂组分(i)和助催化剂(ii)可以分别进料时,可以只将一部分助催化剂引入预聚合阶段,将其余部分引入随后的聚合阶段。同样在这种情况下,有必要将如此多的助催化剂引入到预聚合阶段中,以使其中获得充分的聚合反应。
可以将其它组分也加入预聚合阶段。因此,如本领域已知的,可以将氢气加入预聚合阶段以控制预聚物的分子量。此外,可使用抗静电添加剂来防止颗粒彼此粘附或粘附在反应器壁上。
预聚合条件和反应参数的精确控制在本领域的技术范围内。
根据本发明,多相组合物(HECO1)通过如上所述的多阶段聚合方法在催化剂体系的存在下获得,该催化剂体系包含作为组分(i)的齐格勒-纳塔主催化剂,该齐格勒-纳塔主催化剂包含低级醇和邻苯二甲酸酯的酯交换产物。
根据本发明使用的用于制备多相组合物(HECO1)的主催化剂通过以下制备
a)将MgCl2和C1-C2醇的喷雾结晶化或乳液固化加合物与TiCl4反应,
b)将阶段a)的产物与式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯在所述C1至C2醇与所述式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯之间发生酯交换以形成内部给体的条件下反应,
其中R1'和R2'独立地为至少C5烷基,
c)洗涤阶段b)的产物或
d)任选将步骤c)的产物与另外的TiCl4反应。
以例如在专利申请WO 87/07620、WO 92/19653、WO 92/19658和EP 0 491 566中所定义的制备主催化剂。这些文献的内容通过引用包括在本文中。
首先形成式MgCl2*nROH的MgCl2和C1至C2醇的加合物,其中R为甲基或乙基,n为1至6。乙醇优选用作醇。
将首先熔融然后进行喷雾结晶或乳液固化的加合物用作催化剂载体。
在接下来的步骤中,式MgCl2*nROH(其中R为甲基或乙基,优选为乙基,n为1至6)的喷雾结晶或乳液固化的加合物与TiCl4接触以形成钛化载体,随后是下列步骤
·向所述钛化载体中加入以下以形成第一产物
(i)式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯,其中R1'和R2'独立地为至少C5-烷基,如为至少C8-烷基,
或者优选地
(ii)式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯,其中R1'和R2'相同并且为至少C5-烷基,如为至少C8-烷基,
或更优选地
(iii)式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯,其选自由邻苯二甲酸丙基己基酯(PrHP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)和邻苯二甲酸双十三烷基酯(DTDP)组成的组,还更优选地,式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯是邻苯二甲酸二辛酯(DOP),如邻苯二甲酸二异辛酯或邻苯二甲酸二乙基己酯,特别是邻苯二甲酸二乙基己酯,
·使所述第一产物经受合适的酯交换条件,即经受高于100℃、优选在100至150℃之间、更优选在130至150℃之间的温度,使得所述甲醇或乙醇与所述式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯的所述酯基团进行酯交换,以形成优选至少80摩尔%、更优选90摩尔%、最优选95摩尔%的式(II)的邻苯二甲酸二烷基酯
其中R1和R2为甲基或乙基,优选为乙基,
式(II)的邻苯二甲酸二烷基酯为内部给体,和
·回收所述酯交换产物作为主催化剂组合物(组分(i))。
在优选的实施方案中,将式MgCl2*nROH(其中R为甲基或乙基,n为1至6)的加合物熔融,然后优选通过气体将熔体注入冷却的溶剂或冷却的气体中,由此使加合物结晶成形态有利的形式,如例如在WO 87/07620中所描述的那样。
该结晶的加合物优选用作催化剂载体并反应成本发明中所用的主催化剂,如在WO92/19658和WO 92/19653中所描述那样。
当通过萃取除去催化剂残余物时,获得钛化载体和内部给体的加合物,其中来自酯醇的基团已经改变。
如果足够的钛保留在载体上,则它将用作主催化剂的活性元素。
否则,在上述处理之后重复钛化以确保足够的钛浓度和因此的活性。
优选地,根据本发明所用的主催化剂含有最多2.5重量%、优选最多2.2重量%、更优选最多2.0重量%的钛。其给体含量优选在4至12重量%之间,更优选在6至10重量%之间。
更优选地,根据本发明所用的主催化剂已经通过使用乙醇作为醇和使用邻苯二甲酸二辛酯(DOP)作为式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯来制备,生成邻苯二甲酸二乙酯(DEP)作为内部给体化合物。
还更优选地,根据本发明所用的催化剂是如实施例部分中所述的催化剂;特别是使用邻苯二甲酸二辛酯作为式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯。
为了制备根据本发明的多相组合物(HECO1),除了特定的齐格勒-纳塔主催化剂之外,所用的催化剂体系优选还包含有机金属助催化剂作为组分(ii)。
因此优选的是,从由三烷基铝(如三乙基铝(TEA))、二烷基氯化铝和烷基倍半氯化铝组成的组中选择助催化剂。
所用的催化剂体系的组分(iii)是由式(IIIa)或(IIIb)表示的外部给体。式(IIIa)由以下定义
Si(OCH3)2R2 5 (IIIa)
其中R5表示具有3至12个碳原子的支链烷基基团,优选具有3至6个碳原子的支链烷基基团,或具有4至12个碳原子的环烷基,优选具有5至8个碳原子的环烷基。
特别优选的是,R5选自由异丙基、异丁基、异戊基、叔丁基、叔戊基、新戊基、环戊基、环己基、甲基环戊基和环庚基组成的组。
式(IIIb)由以下定义
Si(OCH2CH3)3(NRxRy) (IIIb)
其中Rx和Ry可以相同或不同,表示具有1至12个碳原子的烃基。
Rx和Ry独立地选自由具有1至12个碳原子的直链脂肪族烃基、具有1至12个碳原子的支链脂肪族烃基和具有1至12个碳原子的环状脂肪族烃基组成的组。特别优选的是,Rx和Ry独立地选自由甲基、乙基、正丙基、正丁基、辛基、癸基(decanyl)、异丙基、异丁基、异戊基、叔丁基、叔戊基、新戊基、环戊基、环己基、甲基环戊基和环庚基组成的组。
更优选地,Rx和Ry是相同的,还更优选地Rx和Ry都是乙基基团。
更优选地,外部给体具有式(IIIa),如二环戊基二甲氧基硅烷[Si(OCH3)2(环戊基)2]、二异丙基二甲氧基硅烷[Si(OCH3)2(CH(CH3)2)2]。
最优选地,外部给体是二环戊基二甲氧基硅烷[Si(OCH3)2(环戊基)2]。
在另外的实施方案中,齐格勒-纳塔主催化剂可以通过在催化剂体系的存在下使乙烯基化合物聚合而进行改性,该催化剂体系包含特定的齐格勒-纳塔主催化剂(组分(i))、外部给体(组分(iii))和任选地助催化剂(组分(iii)),该乙烯基化合物具有下式:
CH2=CH-CHR3R4
其中R3和R4一起形成5-或6-元饱和、不饱和或芳香族的环,或独立地表示包含1至4个碳原子的烷基基团,改性的催化剂用于制备根据本发明的多相组合物(HECO)。聚合的乙烯基化合物可以用作α-成核剂。
关于催化剂的改性,参考国际申请WO 99/24478、WO 99/24479和特别是WO 00/68315中关于涉及催化剂改性的反应条件以及关于聚合反应,所有上述国际申请通过引用并入本文。
第二多相丙烯共聚物(HECO2)
本发明的聚丙烯组合物(C)还包含第二多相丙烯共聚物(HECO2)。
根据本发明的第二多相丙烯共聚物(HECO2)包含基体(M)(其是第二丙烯聚合物(M2))和在其中分散的弹性体丙烯共聚物(E)(其是第二弹性体丙烯共聚物(E2))。因此,基体(M)含有(精细地)分散的而不是基体(M)的一部分的包合物,所述包合物含有弹性体丙烯共聚物(E)。关于术语“包合物”,参考上面提供的定义。
因此,根据本发明的第二多相组合物(HECO2)优选包含
(a)(半)结晶第二丙烯聚合物(M2)作为基体(M)和
(b)第二弹性体丙烯共聚物(E2)。
优选地,第二多相丙烯共聚物(HECO2)的第二丙烯聚合物(M2)与弹性体丙烯共聚物(E2)之间的重量比[M2/E2]在90/10至40/60的范围内,更优选在85/15至45/55的范围内,还更优选在83/17至50/50的范围内,如在75/25至60/40的范围内。
优选地,根据本发明的第二多相丙烯共聚物(HECO2)仅包含第二丙烯聚合物(M2)和第一弹性体丙烯共聚物(E2)作为聚合物组分。换句话说,第二多相丙烯共聚物(HECO2)可以含有另外的添加剂,但不含有基于总的第二多相丙烯共聚物(HECO2),超过5.0重量%、更优选超过3.0重量%、如超过1.0重量%的量的其它聚合物。可以以如此低的量存在的一种额外聚合物是聚乙烯,其是通过制备第二多相丙烯共聚物(HECO2)得到的反应副产物。因此,特别理解的是,本发明的第二多相丙烯共聚物(HECO2)仅含有第二丙烯聚合物(M2)、第二弹性体丙烯共聚物(E2)和任选地含量如本段所述的聚乙烯。
根据本发明应用的第二多相丙烯共聚物(HECO2)具有相当低的熔体流动速率的特点。因此,第二多相丙烯共聚物(HECO2)具有在1.0至20g/10min的范围内、优选在3.0至15g/10min的范围内、更优选在5.0至10g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(230℃)。
优选地,期望的是,第二多相丙烯共聚物(HECO2)是热力学稳定的。因此,可以理解的是,第二多相丙烯共聚物(HECO2)具有至少162℃、更优选在163至167℃的范围内、还更优选在163至165℃的范围内的熔融温度。
第二多相丙烯共聚物(HECO2)除丙烯外还包含共聚单体。优选地,第二多相丙烯共聚物(HECO2)除丙烯外还包含乙烯和/或C4至C8α-烯烃。关于术语“丙烯共聚物”,参考上文提供的定义。
因此,第二多相丙烯共聚物(HECO2),即第二丙烯聚合物(M2)以及第二弹性体丙烯共聚物(E2),可以包含可与丙烯共聚的单体,诸如共聚单体,例如乙烯和/或C4至C8α-烯烃,特别是乙烯和/或C4至C8α-烯烃,例如1-丁烯和/或1-己烯。优选地,根据本发明的第二多相丙烯共聚物(HECO2)包含可与丙烯共聚的来自由乙烯、1-丁烯和1-己烯组成的组的单体,尤其是由可与丙烯共聚的来自由乙烯、1-丁烯和1-己烯组成的组的单体组成。更具体地,本发明的第二多相丙烯共聚物(HECO2)除丙烯外还包含可衍生自乙烯和/或1-丁烯的单元。在优选的实施方案中,根据本发明的第二多相丙烯共聚物(HECO2)仅包含可衍生自乙烯和丙烯的单元。还更优选地,第二多相丙烯共聚物(HECO2)的第二丙烯聚合物(M1)以及第二弹性体丙烯共聚物(E2)含有相同的共聚单体,如乙烯。
另外,可以理解的是,第二多相丙烯共聚物(HECO2)优选具有相当低的总共聚单体含量,优选乙烯含量。因此优选的是,第二多相丙烯共聚物(HECO2)的共聚单体含量在5.0至30.0摩尔%的范围内,优选在6.0至18.0摩尔%的范围内,更优选在7.0至13.0摩尔%的范围内。
根据ISO 16152(25℃)测量的第二多相丙烯共聚物(HECO2)的二甲苯冷可溶物(XCS)级分在15.0至40.0重量%的范围内,优选在17.0至35.0重量%的范围内,更优选在20.0至33.0重量%的范围内,还更优选在23.0至30.0重量%的范围内。
此外,可以理解的是,第二多相丙烯共聚物(HECO2)的二甲苯冷可溶物(XCS)级分由其特性粘度详细说明。低特性粘度(IV)值反映了低重均分子量。对于本发明,可以理解的是,第二多相丙烯共聚物(HECO2)的二甲苯冷可溶物级分(XCS)具有根据ISO 1628/1(在135℃下在十氢化萘中)测量的高于3.5dl/g的特性粘度(IV)。更优选地,第二多相丙烯共聚物(HECO2)具有在3.5至9.0dl/g的范围内、优选在3.7至8.5dl/g的范围内、更优选在3.9至8.0dl/g的范围内的特性粘度(IV)。
另外,优选的是,第二多相丙烯共聚物(HECO2)的二甲苯冷可溶物(XCS)级分的共聚单体含量,即乙烯含量,低于39摩尔%,优选在20至38摩尔%的范围内,更优选在23至35摩尔%的范围内,还更优选在25至29摩尔%的范围内。存在于二甲苯冷可溶物(XCS)级分中的共聚单体是上面分别对第二丙烯聚合物(M2)和第二弹性体丙烯共聚物(E2)所定义的那些。在一个优选的实施方案中,共聚单体仅为乙烯。
第二多相丙烯共聚物(HECO2)可以通过其各个组分,即第二丙烯聚合物(M2)和第二弹性体丙烯共聚物(E2)进一步限定。
第二丙烯聚合物(M2)可以是丙烯共聚物或丙烯均聚物,后者是优选的。
在第二丙烯聚合物(M2)是丙烯共聚物的情况下,第二丙烯聚合物(M2)包含可与丙烯共聚的单体,诸如共聚单体,例如乙烯和/或C4至C8α-烯烃,特别是乙烯和/或C4至C6α-烯烃,例如1-丁烯和/或1-己烯。优选地,根据本发明的第二丙烯聚合物(M2)包含可与丙烯共聚的来自由乙烯、1-丁烯和1-己烯组成的组的单体,尤其是由可与丙烯共聚的来自由乙烯、1-丁烯和1-己烯组成的组的单体组成。更具体地,本发明的第二丙烯聚合物(M2)除丙烯外还包含可衍生自乙烯和/或1-丁烯的单元。在优选的实施方案中,第二丙烯聚合物(M2)仅包含可衍生自乙烯和丙烯的单元。
根据本发明的第二丙烯聚合物(M2)具有根据ISO 1133测量的在70至300g/10min的范围内、更优选在75至250g/10min的范围内、还更优选在80至200g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(230℃/2.16kg)。
如上所述,第二多相丙烯共聚物(HECO2)具有低共聚单体含量的特点。因此,第二丙烯聚合物(M2)的共聚单体含量在0.0至5.0摩尔%的范围内,还更优选在0.0至3.0摩尔%的范围内,仍更优选在0.0至1.0摩尔%的范围内。特别优选的是,第二丙烯聚合物(M2)是丙烯均聚物。
第二丙烯聚合物(M2)优选包含至少两种聚合物级分,如两种或三种聚合物级分,它们都是丙烯均聚物。甚至更优选地,第二丙烯聚合物(M2)包含第一丙烯均聚物级分(H-PP1)和第二丙烯均聚物级分(H-PP2),优选由第一丙烯均聚物级分(H-PP1)和第二丙烯均聚物级分(H-PP2)组成。
优选地,第一丙烯均聚物级分(H-PP1)和第二丙烯均聚物级分(H-PP2)的熔体流动速率不同。
因此,第二丙烯聚合物(M2)的丙烯均聚物级分(H-PP1)和(H-PP2)之一是低熔体流动速率MFR2(230℃/2.16kg)级分,而另一级分是高熔体流动速率MFR2(230℃/2.16kg)级分,其中低流动级分和高流动级分进一步满足式(I),更优选满足式(Ia),还更优选满足式(Ib),
其中MFR(高)是具有较高熔体流动速率MFR2(230℃/2.16kg)的丙烯均聚物级分的熔体流动速率MFR2(230℃/2.16kg)[g/10min],MFR(低)是具有较低熔体流动速率MFR2(230℃/2.16kg)的丙烯均聚物级分的熔体流动速率MFR2(230℃/2.16kg)[g/10min]。
优选地,第一丙烯共聚物级分(H-PP1)是具有较高熔体流动速率MFR2(230℃/2.16kg)的无规共聚物级分,第二丙烯共聚物级分(H-PP2)是具有较低熔体流动速率MFR2(230℃/2.16kg)的无规共聚物级分。
因此,优选的是,第一丙烯均聚物级分(H-PP1)具有在90至160g/10min的范围内、更优选在100至150g/10min的范围内、还更优选在120至140g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(230℃/2.16kg)和/或第二丙烯共聚物级分(EC2)具有在10至39g/10min的范围内、更优选在17至32g/10min的范围内、还更优选在22至27g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(230℃/2.16kg)。
此外,第一丙烯均聚物级分(H-PP1)和第二丙烯均聚物级分(H-PP2)之间的重量比优选为20:80至80:20,更优选为75:25至25:75,还更优选为55:45至45:55。
基于第二多相丙烯共聚物(HECO2)的总重量,第二多相丙烯共聚物(HECO2)优选包含60至95重量%、更优选70至90重量%、还更优选72至87重量%的第二丙烯聚合物(M2)。
另外,基于第二多相丙烯共聚物(HECO2)的总重量,第二多相丙烯共聚物(HECO2)优选包含5至40重量%、更优选10至30重量%、还更优选13至28重量%的第二弹性体丙烯共聚物(E2)。
因此,可以理解的是,基于第二多相丙烯共聚物(HECO2)的总重量,第二多相丙烯共聚物(HECO2)优选包含60至95重量%、更优选70至90重量%、还更优选72至87重量%的第二丙烯聚合物(M2)和5至40重量%、更优选10至30重量%、还更优选13至28重量%的第二弹性体丙烯共聚物(E2),更优选由60至95重量%、更优选70至90重量%、还更优选72至87重量%的第二丙烯聚合物(M2)和5至40重量%、更优选10至30重量%、还更优选13至28重量%的第二弹性体丙烯共聚物(E2)组成。
因此,第二多相丙烯共聚物(HECO2)的另一组分是分散在基体(M)(其是第二丙烯聚合物(M2))中的第二弹性体丙烯共聚物(E2)。关于在第二弹性体丙烯共聚物(E2)中使用的共聚单体,参考为第一多相丙烯共聚物(HECO1)提供的信息。因此,第二弹性体丙烯共聚物(E2)包含可与丙烯共聚的单体,诸如共聚单体,例如乙烯和/或C4至C8α-烯烃,特别是乙烯和/或C4至C6α-烯烃,例如1-丁烯和/或1-己烯。优选地,第二弹性体丙烯共聚物(E2)包含可与丙烯共聚的来自由乙烯、1-丁烯和1-己烯组成的组的单体,尤其是由可与丙烯共聚的来自由乙烯、1-丁烯和1-己烯组成的组的单体组成。更具体地,第二弹性体丙烯共聚物(E2)除丙烯外还包含可衍生自乙烯和/或1-丁烯的单元。因此,在特别优选的实施方案中,第二弹性体丙烯共聚物(E2)仅包含可衍生自乙烯和丙烯的单元。
第二弹性体丙烯共聚物(E2)的共聚单体含量优选在15.0至55.0摩尔%的范围内,更优选在20.0至50.0摩尔%的范围内,还更优选在25.0至40.0摩尔%的范围内。
如本发明中所定义的第二多相丙烯共聚物(HECO2)可以含有至多5.0重量%的添加剂,如成核剂和抗氧化剂,以及增滑剂和防结块剂。优选地,添加剂含量(不含α-成核剂)低于3.0重量%,如低于1.0重量%。
根据本发明的优选实施方案,第二多相丙烯共聚物(HECO2)含有α-成核剂。
关于优选的α-成核剂,参考上述关于第一多相丙烯共聚物(HECO1)所述的α-成核剂。
第二多相丙烯共聚物(HECO2)可以通过将第二丙烯聚合物(M2)和第二弹性体丙烯共聚物(E2)共混来制备。然而,优选的是,第二多相丙烯共聚物(HECO2)是在序列步骤方法中使用串联配置的反应器并在不同的反应条件下操作来制备的。因此,在特定反应器中制备的各个级分可以具有其自己的分子量分布和/或共聚单体含量分布。
因此,优选的是,第二多相丙烯共聚物(HECO2)是在包括以下步骤的序列聚合方法中制备的:
(a)在第一反应器(R1)中将丙烯和任选地至少一种乙烯和/或C4至C12α-烯烃聚合,获得第一丙烯聚合物(M1)的第一聚丙烯级分,优选所述第一聚丙烯级分为丙烯均聚物,
(b)将第一聚丙烯级分转移到第二反应器(R2)中,
(c)在第二反应器(R2)中,在所述第一聚丙烯级分的存在下,将丙烯和任选地至少一种乙烯和/或C4至C12α-烯烃聚合,由此获得第二聚丙烯级分,优选所述第二聚丙烯级分为第二丙烯均聚物,所述第一聚丙烯级分和所述第二聚丙烯级分形成第二丙烯聚合物(M2),即第二多相丙烯共聚物(HECO2)的基体,
(d)将步骤(c)的第二丙烯聚合物(M2)转移到第三反应器(R3)中,
(e)在第三反应器(R3)中,在步骤(c)中获得的第二丙烯聚合物(M2)的存在下,将丙烯和乙烯聚合,获得分散在第二丙烯聚合物(M2)中的第二弹性体丙烯共聚物(E2)的第一丙烯共聚物级分,
(f)将第二丙烯聚合物(M2)和第二弹性体丙烯共聚物(E2)的第一丙烯共聚物级分转移到第四反应器(R4)中,
(g)在第四反应器(R4)中,在第二丙烯聚合物(M2)和第二弹性体丙烯共聚物(E2)的第一丙烯共聚物级分的存在下,将丙烯和乙烯聚合,获得分散在第二丙烯聚合物(M2)中的第二弹性体丙烯共聚物(E2)的第二丙烯共聚物级分,第二丙烯聚合物(M2)和第二弹性体丙烯共聚物(E)形成第二丙烯共聚物(HECO2)。
当然,可以在第一反应器(R1)中制备第二聚丙烯级分,可以在第二反应器(R2)中获得第一聚丙烯级分。弹性体丙烯共聚物相也是如此。
优选在第二反应器(R2)和第三反应器(R3)之间闪蒸出单体。
术语“序列聚合方法”表示第二多相丙烯共聚物(HECO2)在至少两个、如三个或四个串联连接的反应器中制备。因此,本发明的方法至少包括第一反应器(R1)和第二反应器(R2),更优选第一反应器(R1)、第二反应器(R2)、第三反应器(R3)和第四反应器(R4)。关于术语“聚合反应器”,参考上文提供的定义。
第一反应器(R1)优选为淤浆反应器(SR),并且可以是在本体或淤浆中操作的任何连续或简单搅拌的间歇釜式反应器或环流式反应器。本体是指在包含至少60%(重量/重量)单体的反应介质中的聚合。
根据本发明,淤浆反应器(SR)优选为(本体)环流式反应器(LR)。
第二反应器(R2)可以如第一反应器为淤浆反应器,如环流式反应器,或者可选地为气相反应器(GPR)。
第三反应器(R3)和第四反应器(R4)优选为气相反应器(GPR)。
这种气相反应器(GPR)可以是任何机械混合或流化床反应器。优选地,气相反应器(GPR)包括气体速度至少为0.2米/秒的机械搅拌流化床反应器。因此可以理解的是,气相反应器是优选具有机械搅拌器的流化床型反应器。
因此,在优选的实施方案中,第一反应器(R1)是淤浆反应器(SR),如环流式反应器(LR),而第二反应器(R2)、第三反应器(R3)和第四反应器(R4)是气相反应器(GPR)。因此,对于本发明的方法,使用串联连接的至少四个、优选四个聚合反应器,即淤浆反应器(SR)(如环流式反应器(LR))、第一气相反应器(GPR-1)、第二气相反应器(GPR-2)和第三气相反应器(GPR-3)。如果需要,在淤浆反应器(SR)之前放置预聚合反应器。
在另一优选的实施方案中,第一反应器(R1)和第二反应器(R2)是淤浆反应器(SR),如环流式反应器(LR),而第三反应器(R3)和第四反应器(R4)是气相反应器GPR)。因此,对于本发明的方法,使用串联连接的至少三个、优选三个聚合反应器,即两个淤浆反应器(SR)(如两个环流式反应器(LR))和两个气相反应器(GPR-1)和(GPR-2)。如果需要,在第一淤浆反应器(SR)之前放置预聚合反应器。
优选的多阶段方法是例如由Borealis A/S,Denmark开发的“环流-气相”-方法(称为技术),例如在诸如EP 0 887 379、WO 92/12182、WO 2004/000899、WO 2004/111095、WO 99/24478、WO 99/24479或WO 00/68315的专利文献中进行了描述。
另一种合适的淤浆-气相法是Basell的方法。
优选地,在用于制备如上所定义的第二多相丙烯共聚物(HECO2)的本发明方法中,步骤(a)的第一反应器(R1),即淤浆反应器(SR),如环流式反应器(LR)的条件可以如下:
-温度在50℃至110℃的范围内,优选在60℃至100℃之间,更优选在68℃至95℃之间,
-压力在20巴至80巴的范围内,优选在40巴至70巴之间,
-可以以本身已知的方式加入氢气以控制摩尔质量。
随后,将来自步骤(a)的反应混合物转移到第二反应器(R2),即气相反应器(GPR-1),即进入步骤(c),其中步骤(c)中的条件优选如下:
-温度在50℃至130℃的范围内,优选在60℃至100℃之间,
-压力在5巴至50巴的范围内,优选在15巴至35巴之间,
-可以以本身已知的方式加入氢气以控制摩尔质量。
三个反应器区域中的停留时间可以变化。
在用于制备聚丙烯的方法的一个实施方案中,本体反应器(例如环流式反应器)中的停留时间在0.1至2.5小时、例如0.15至1.5小时的范围内,气相反应器中的停留时间通常为0.2至6.0小时,如0.5至4.0小时。
如果需要,可以在第一反应器(R1),即在淤浆反应器(SR)(如在环流式反应器(LR))中在超临界条件下和/或在气相反应器(GPR)中以冷凝模式以已知的方式进行聚合。
优选地,该方法还包括用如下面详细描述的催化剂体系的预聚合,该催化剂体系包含齐格勒-纳塔主催化剂、外部给体和任选地助催化剂。
在优选的实施方案中,以液体丙烯中的本体淤浆聚合进行预聚合,即液相主要包含丙烯,其中溶解有少量的其它反应物和任选地惰性组分。
预聚合反应通常在10至60℃、优选15至50℃、更优选20至45℃的温度下进行。
预聚合反应器中的压力不是关键的,但需要足够高以保持反应混合物为液相。因此,压力可以为20至100巴,例如30至70巴。
催化剂组分优选全部引入预聚合步骤。但是,当固体催化剂组分(ⅰ)和助催化剂(ⅱ)可以分别进料时,可以只将一部分助催化剂引入预聚合阶段,将其余部分引入随后的聚合阶段。同样在这种情况下,有必要将如此多的助催化剂引入到预聚合阶段中,以使其中获得充分的聚合反应。
可以将其它组分也加入预聚合阶段。因此,如本领域已知的,可以将氢气加入预聚合阶段以控制预聚物的分子量。此外,可以使用抗静电添加剂用来防止颗粒彼此粘附或粘附在反应器壁上。
预聚合条件和反应参数的精确控制在本领域的技术范围内。
根据本发明,第二多相丙烯共聚物(HECO2)通过如上所述的多阶段聚合方法在催化剂体系的存在下获得,该催化剂体系包含作为组分(i)的齐格勒-纳塔主催化剂,齐格勒-纳塔主催化剂包含低级醇和邻苯二甲酸酯的酯交换产物。
关于优选的催化剂体系,参考如上关于第一多相丙烯共聚物(HECO1)所定义的催化剂。
在另一实施方案中,用于制备第二多相丙烯共聚物(HECO2)的齐格勒-纳塔主催化剂也可以通过在如上所述的催化剂体系的存在下使乙烯基化合物聚合来改性。
塑性体(PL)
根据本发明的优选实施方案,聚丙烯组合物(C)还包含塑性体(PL),该塑性体(PL)为乙烯和C4至C8α-烯烃的共聚物。
塑性体(PL)可以是任何弹性体聚烯烃,条件是它与本文所定义的弹性体丙烯共聚物(E1)和(E2)在化学上不同。更优选地,塑性体(PL)是极低密度聚烯烃,还更优选地是使用单活性中心催化、优选茂金属催化而聚合的极低密度聚烯烃。通常地,塑性体(PL)是乙烯共聚物。
塑性体(PL)具有低于0.900g/cm3的密度。更优选地,塑性体(PL)的密度等于或低于0.890g/cm3,还更优选在0.845至0.890g/cm3的范围内。
优选地,塑性体(PL)具有小于50g/10min、更优选10.0至40g/10min、还更优选15.0至35g/10min、如在25.0至33.0g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(190℃,2.16kg)。
优选地,塑性体(PL)包含衍生自乙烯和C4至C20α-烯烃的单元。
塑性体(PL)包含可衍生自(i)乙烯和(ii)至少另一种C4至C20α-烯烃(如C4至C10α-烯烃)的单元,更优选包含可衍生自(i)乙烯和(ii)至少另一种选自由1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯组成的组中的α-烯烃的单元,优选地塑性体(PL)由可衍生自(i)乙烯和(ii)至少另一种C4至C20α-烯烃(如C4至C10α-烯烃)的单元组成,更优选由可衍生自(i)乙烯和(ii)至少另一种选自由1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯组成的组中的α-烯烃的单元组成。特别优选的是,塑性体(PL)至少包含可衍生自(i)乙烯和(ii)1-丁烯或1-辛烯的单元。特别优选的是,塑性体(PL)是乙烯和1-辛烯的共聚物。
在特别优选的实施方案中,塑性体(PL)由可衍生自乙烯和1-辛烯的单元组成。
塑性体(PL)的共聚单体含量,如C4至C20α-烯烃的含量在3.0至25.0摩尔%的范围内,更优选在4.0至20.0摩尔%的范围内,还更优选在5.0至15.0摩尔%的范围内,如在6.0至10.0摩尔%的范围内。
在一个优选的实施方案中,塑性体(PL)用至少一种茂金属催化剂制备。塑性体(PL)也可以用多于一种的茂金属催化剂制备,或者可以是用不同的茂金属催化剂制备的多种弹性体的共混物。在一些实施方案中,塑性体(PL)是基本上线性的乙烯聚合物(SLEP)。SLEP和其它茂金属催化的塑性体(PL)是本领域已知的,例如US 5,272,236。这些树脂也是可商购获得的,例如可从Borealis获得的QueoTM塑性体、可从Dow Chemical Co.获得的ENGAGETM塑性体树脂或来自Exxon的EXACTTM聚合物或来自Mitsui的TAFMERTM聚合物。
高密度聚乙烯(HDPE)
根据本发明的优选实施方案,聚丙烯组合物(C)还包含高密度聚乙烯(HDPE)。
本发明中使用的表述“高密度聚乙烯”涉及在齐格勒-纳塔或茂金属催化剂的存在下获得的聚乙烯,该聚乙烯基本上由乙烯单元组成,即由大于99.70摩尔%、还更优选至少99.80摩尔%的乙烯单元组成。在优选的实施方案中,高密度聚乙烯(HDPE)中只有乙烯单元是可检测到的。
高密度聚乙烯(HDPE)具有至少0.800g/cm3的密度。更优选地,高密度聚乙烯(HDPE)具有在0.830至0.970g/cm3的范围内、还更优选在0.900至0.965g/cm3的范围内,如在0.940至0.960g/cm3的范围内的密度。
特别优选的是,高密度聚乙烯(HDPE)具有在60至85kg/mol的范围内、优选在65至85kg/mol的范围内、还更优选在70至80kg/mol的范围内的重均分子量Mw。
此外,优选的是,高密度聚乙烯(HDPE)具有相当宽的分子量分布(Mw/Mn)。因此,优选的是,高密度聚乙烯(HDPE)的分子量分布(Mw/Mn)在6.0至8.0的范围内,更优选在6.5至7.5的范围内,如在6.5至7.0的范围内。
另外,优选的是,高密度聚乙烯(HDPE)具有相当高的熔体流动速率。因此,在190℃下,高密度聚乙烯(HDPE)的根据ISO 1133测量的熔体流动速率(190℃)优选在20至40g/10min的范围内,更优选在25至35g/10min的范围内,还更优选在27至32g/10min的范围内。
优选地,根据本发明的高密度聚乙烯(HDPE)是本领域已知的高密度聚乙烯。特别地,优选的是,高密度聚乙烯(HDPE)是Borealis AG的商业乙烯均聚物MG9641。
无机填料(F)
根据本发明的组合物的进一步要求是存在无机填料(F)。
优选地,无机填料(F)是矿物填料。可以理解的是无机填料(F)是层状硅酸盐、云母或硅灰石。甚至更优选的无机填料(F)选自由云母、硅灰石、高岭石、蒙脱石、蒙脱土和滑石组成的组。
最优选的无机填料(F)是滑石和/或硅灰石。
可以理解的是,填料(F)具有在0.8至20μm的范围内的中值粒径(D50)和在10至20μm的范围内的最大粒径(top cut particle size)(D95),优选在5.0至8.0μm的范围内的中值粒径(D50)和在12至17μm的范围内的最大粒径(D95),更优选在5.5至7.8μm的范围内的中值粒径(D50)和13至16.5μm的最大粒径(D95)。
根据本发明,填料(F)不属于α-成核剂和添加剂(AD)的类别。
填料(F)是现有技术和可商购获得的产品。
添加剂(AD)
除了第一多相丙烯共聚物(HECO1)、第二多相丙烯共聚物(HECO2)、无机填料(F)、任选地塑性体(PL)和任选地高密度聚乙烯(HDPE)之外,本发明的组合物(C)可以包含添加剂(AD)。典型的添加剂是酸清除剂、抗氧化剂、着色剂、光稳定剂、增塑剂、增滑剂、抗刮剂、分散剂、加工助剂、润滑剂、颜料等。如上所述,无机填料(F)不被视为添加剂(AD)。
这样的添加剂是可商购获得的,并且例如描述于Hans Zweifel的“PlasticAdditives Handbook”,第6版,2009年(第1141至1190页)。
此外,根据本发明的术语“添加剂(AD)”还包括载体材料,特别是聚合物载体材料。
聚合物载体材料
优选地,基于组合物(C)的重量,本发明的组合物(C)不包含超过15重量%的量、优选超过10重量%的量、更优选超过9重量%的量的与第一和第二多相丙烯共聚物(HECO1)和(HECO2)、塑性体(PL)和高密度聚乙烯(HDPE)不同的(a)另外的聚合物。用于添加剂(AD)的载体材料的任何聚合物不算作本发明中所示的聚合物化合物的量,而是算作相应的添加剂的量。
添加剂(AD)的聚合物载体材料是载体聚合物,以确保本发明的组合物(C)中的均匀分布。聚合物载体材料不限于特定的聚合物。聚合物载体材料可以是乙烯均聚物、由乙烯和α-烯烃共聚单体(例如C3至C8α-烯烃共聚单体)得到的乙烯共聚物、丙烯均聚物和/或由丙烯和α-烯烃共聚单体(例如乙烯和/或C4至C8α-烯烃共聚单体)得到的丙烯共聚物。
制品
本发明的组合物优选用于生产制品,更优选用于生产发泡制品。甚至更优选的是用于生产汽车制品,特别是汽车内饰和外饰,如保险杠、侧装饰件、脚踏板(step assist)、车身面板、扰流板、仪表板、内装饰件等。
本发明还提供制品,更优选发泡制品,其包含本发明的组合物,优选包含至少60重量%、更优选至少80重量%、还更优选至少95重量%的本发明的组合物,如由本发明的组合物组成。因此,本发明特别涉及汽车制品的部件,特别是汽车内饰和外饰,如保险杠、侧装饰件、脚踏板、车身面板、扰流板、仪表板、内装饰件等,其包含本发明的组合物,优选包含至少60重量%、更优选至少80重量%、还更优选至少95重量%的本发明的组合物,如由本发明的组合物组成。
用途
本发明还涉及本发明的组合物用于生产如前段所述的发泡制品的用途。
现在将通过下面提供的实施例进一步详细描述本发明。
实施例
1、测量方法
除非另外定义,以下术语的定义和测定方法适用于本发明的上述一般性描述和以下实施例。
计算第一多相丙烯共聚物(HECO1)的弹性体共聚物级分,即在第三反应器(R3)中制备的聚合物级分的共聚单体含量:
其中
w(PP12)是第一和第二丙烯聚合物级分,即在第一和第二反应器(R1+R2)中制备的聚合物的重量分数[以重量%计],
w(PP3)是弹性体丙烯共聚物级分,即在第三反应器(R3)中制备的聚合物的重量分数[以重量%计],
C(PP12)是第一和第二丙烯聚合物级分,即在第一和第二反应器(R1+R2)中制备的聚合物的共聚单体含量[以摩尔%计],
C(PP)是第一丙烯聚合物级分、第二丙烯聚合物级分和弹性体丙烯共聚物级分,即在第一、第二和第三反应器(R1+R2+R3)中制备的聚合物的共聚单体含量[以摩尔%计],
C(PP3)是弹性体丙烯共聚物级分,即在第三反应器(R3)中制备的聚合物的计算的共聚单体含量[以摩尔%计]。
计算第一多相丙烯共聚物(HECO1)的弹性体丙烯共聚物级分,即在第三反应器(R3)中制备的聚合物级分的二甲苯冷可溶物(XCS)含量:
其中
w(PP12)是第一和第二丙烯聚合物级分,即在第一和第二反应器(R1+R2)中制备的聚合物的重量分数[以重量%计],
w(E)是弹性体丙烯共聚物级分,即在第三反应器(R3)中制备的聚合物的重量分数[以重量%计],
XS(PP12)是第一和第二丙烯聚合物级分,即在第一和第二反应器(R1+R2)中制备的聚合物的二甲苯冷可溶物(XCS)含量[以重量%计],
XS(HECO)是第一丙烯聚合物级分、第二丙烯聚合物级分和弹性体丙烯共聚物级分,即在第一、第二反应器和第三反应器(R1+R2+R3)中制备的聚合物的二甲苯冷可溶物(XCS)含量[以重量%计],
XS(E)是弹性体丙烯共聚物级分,即在第二和第三反应器(R2+3)中制备的聚合物的计算的二甲苯冷可溶物(XCS)含量[以重量%计]。
计算第一多相丙烯共聚物(HECO1)的弹性体丙烯共聚物级分,即第三反应器(R3)中制备的聚合物级分的熔体流动速率MFR2(230℃):
其中
w(PP12)是第一和第二丙烯聚合物级分,即在第一和第二反应器(R1+R2)中制备的聚合物的重量分数[以重量%计],
w(PP3)是弹性体丙烯共聚物级分,即在第三反应器(R3)中制备的聚合物的重量分数[以重量%计],
MFR(PP12)是第一和第二丙烯级分,即在第一和第二反应器(R1+R2)中制备的聚合物的熔体流动速率MFR2(230℃)[以g/10min计],
MFR(PP)是第一和第二丙烯聚合物级分和弹性体丙烯共聚物级分,即在第一、第二和第三反应器(R1+R2+R3)中制备的聚合物的熔体流动速率MFR2(230℃)[以g/10min计],
MFR(PP3)是弹性体丙烯共聚物级分,即在第三反应器(R3)中制备的聚合物的计算的熔体流动速率MFR2(230℃)[以g/10min计]。
计算第一多相丙烯共聚物(HECO1)的弹性体丙烯共聚物级分,即在第三反应器(R3)中制备的聚合物级分的共聚单体含量:
其中
w(PP)是第一和第二丙烯聚合物级分,即在第一和第二反应器(R1+R2)中制备的聚合物的重量分数[以重量%计],
w(E)是弹性体丙烯共聚物,即在第三反应器(R3)中制备的聚合物的重量分数[以重量%计],
C(PP)是第一和第二丙烯聚合物级分,即在第一和第二反应器(R1+R2)中制备的聚合物的共聚单体含量[以摩尔%计],
C(HECO)是丙烯共聚物的共聚单体含量[以摩尔%计],即是在第三反应器(R3)中的聚合后得到的聚合物的共聚单体含量[以摩尔%计],
C(E)是弹性体丙烯共聚物级分,即在第三反应器(R3)中制备的聚合物的计算的共聚单体含量[以摩尔%计]。
计算第二多相丙烯共聚物(HECO2)的第一弹性体丙烯共聚物级分,即在第三反应器(R3)中制备的聚合物级分的共聚单体含量:
其中
w(PP12)是第一和第二丙烯聚合物级分,即在第一和第二反应器(R1+R2)中制备的聚合物的重量分数[以重量%计],
w(PP3)是第一弹性体丙烯共聚物级分,即在第三反应器(R3)中制备的聚合物的重量分数[以重量%计],
C(PP12)是第一和第二丙烯聚合物级分,即在第一和第二反应器(R1+R2)中制备的聚合物的共聚单体含量[以摩尔%计],
C(PP)是第一和第二丙烯聚合物级分以及第一弹性体丙烯共聚物级分,即在第一、第二和第三反应器(R1+R2+R3)中制备的聚合物的共聚单体含量[以摩尔%计],
C(PP2)是第一弹性体丙烯共聚物级分,即在第三反应器(R3)中制备的聚合物的计算的共聚单体含量[以摩尔%计]。
计算第二多相丙烯共聚物(HECO2)的第二弹性体丙烯共聚物级分,即在第四反应器(R3)中制备的聚合物级分的共聚单体含量:
其中
w(PP123)是第一和第二丙烯聚合物级分以及第一弹性体丙烯共聚物级分,即在第一、第二和第三反应器(R1+R2+R3)中制备的聚合物的重量分数[以重量%计],
w(PP4)是第二弹性体丙烯共聚物级分,即在第四反应器(R4)中制备的聚合物的重量分数[以重量%计],
C(PP123)是第一和第二丙烯聚合物级分以及第一弹性体丙烯共聚物级分,即在第一、第二和第三反应器(R1+R2+R3)中制备的聚合物的共聚单体含量[以摩尔%计],
C(PP)是第一和第二丙烯聚合物级分以及第一和第二弹性体丙烯共聚物级分,即在第一、第二、第三和第四反应器(R1+R2+R3)中制备的聚合物的共聚单体含量[以摩尔%计],
C(PP4)是第二弹性体丙烯共聚物级分,即在第四反应器(R4)中制备的聚合物的计算的共聚单体含量[以摩尔%计]。
计算第二多相丙烯共聚物(HECO2)的弹性体丙烯共聚物级分,即在第三和第四反应器(R3+R4)中制备的聚合物级分的二甲苯冷可溶物(XCS)含量:
其中
w(PP12)是第一和第二丙烯聚合物级分,即在第一和第二反应器(R1+R2)中制备的聚合物的重量分数[以重量%计],
w(E)是弹性体丙烯共聚物级分,即在第三和第四反应器(R3+R4)中制备的聚合物的重量分数[以重量%计],
XS(PP12)是第一和第二丙烯聚合物级分,即在第一和第二反应器(R1+R2)中制备的聚合物的二甲苯冷可溶物(XCS)含量[以重量%计],
XS(HECO)是第一和第二丙烯聚合物级分以及弹性体丙烯共聚物级分,即在第一、第二、第三和第四反应器(R1+R2+R3+R4)中制备的聚合物的二甲苯冷可溶物(XCS)含量[以重量%计],
XS(E)是弹性体丙烯共聚物级分,即在第三和第四反应器(R3+R4)中制备的聚合物的计算的二甲苯冷可溶物(XCS)含量[以重量%计]。
计算第二多相丙烯共聚物(HECO2)的第一弹性体丙烯共聚物级分,即在第三反应器(R3)中制备的聚合物级分的二甲苯冷可溶物(XCS)含量:
其中
w(PP12)是第一和第二丙烯聚合物级分,即在第一和第二反应器(R1+R2)中制备的聚合物的重量分数[以重量%计],
w(PP3)是第一弹性体丙烯共聚物级分,即在第三反应器(R3)中制备的聚合物的重量分数[以重量%计],
XS(PP12)是第一和第二弹性体丙烯聚合物级分,即在第一和第二反应器(R1+R2)中制备的聚合物的二甲苯冷可溶物(XCS)含量[以重量%计],
XS(PP)是第一和第二丙烯聚合物级分以及第一弹性体丙烯共聚物级分,即在第一、第二和第三反应器(R1+R2+R3)中制备的聚合物的二甲苯冷可溶物(XCS)含量[以重量%计],
XS(PP3)是第一弹性体丙烯共聚物级分,即在第三反应器(R3)中制备的聚合物的计算的二甲苯冷可溶物(XCS)含量[以重量%计]。
计算第二弹性体丙烯共聚物级分,即在第四反应器(R4)中制备的聚合物级分的二甲苯冷可溶物(XCS)含量:
其中
w(PP123)是第一和第二丙烯聚合物级分以及第一弹性体丙烯共聚物级分,即在第一、第二和第三反应器(R1+R2+R3)中制备的聚合物的重量分数[以重量%计],
w(PP4)是第二丙烯共聚物级分,即在第四反应器(R4)中制备的聚合物的重量分数[以重量%计],
XS(PP123)是第一和第二丙烯聚合物级分以及第一弹性体丙烯共聚物级分,即在第一、第二和第三反应器(R1+R2+R3)中制备的聚合物的二甲苯冷可溶物(XCS)含量[以重量%计],
XS(PP)是第一和第二丙烯聚合物级分以及第一和第二弹性体丙烯共聚物级分,即在第一、第二反应器和第三反应器(R1+R2+R3+R4)中制备的聚合物的二甲苯冷可溶物(XCS)含量[以重量%计],
XS(PP4)是第二弹性体丙烯共聚物级分,即在第四反应器(R4)中制备的聚合物的计算的二甲苯冷可溶物(XCS)含量[以重量%计]。
计算第二多相丙烯共聚物(HECO2)的第二丙烯聚合物级分,即在第二反应器(R2)中制备的聚合物级分的熔体流动速率MFR2(230℃):
其中
w(PP1)是第一丙烯聚合物级分,即在第一反应器(R1)中制备的聚合物的重量分数[以重量%计],
w(PP2)是第二丙烯聚合物级分,即在第二反应器(R2)中制备的聚合物的重量分数[以重量%计],
MFR(PP1)是第一丙烯聚合物级分,即在第一反应器(R1)中制备的聚合物的熔体流动速率MFR2(230℃)[以g/10min计],
MFR(PP)是第一和第二丙烯聚合物级分,即在第一和第二反应器(R1+R2)中制备的聚合物的熔体流动速率MFR2(230℃)[以g/10min计],
MFR(PP2)是第一丙烯聚合物级分,即在第二反应器(R2)中制备的聚合物的计算的熔体流动速率MFR2(230℃)[以g/10min计]。
计算第二多相丙烯共聚物(HECO2)的第一弹性体丙烯共聚物级分,即在第三反应器(R3)中制备的聚合物级分的二甲苯可溶物级分的特性粘度:
其中
XCS(PP12)是第一和第二丙烯聚合物级分,即在第一和第二反应器(R1+R2)中制备的聚合物的二甲苯可溶物级分[以重量%计],
XCS(PP3)是第一弹性体丙烯共聚物级分,即在第三反应器(R3)中制备的聚合物的二甲苯可溶物级分[以重量%计],
IV(PP12)是第一和第二丙烯聚合物级分,即在第一和第二反应器(R1+R2)中制备的聚合物的二甲苯可溶物级分的特性粘度[以dl/g计],
IV(PP)是第一和第二丙烯聚合物级分以及第一弹性体丙烯共聚物级分,即在第一、第二和第三反应器(R1+R2+R3)中制备的聚合物的二甲苯可溶物级分的特性粘度[以dl/g计],
IV(PP3)是第一弹性体丙烯共聚物级分,即在第三反应器(R3)中制备的聚合物的二甲苯可溶物级分的计算的特性粘度[以dl/g计]。
计算第二多相丙烯共聚物(HECO2)的第二弹性体丙烯共聚物级分,即在第四反应器(R4)中制备的聚合物级分的二甲苯可溶物级分的特性粘度:
其中
XCS(PP123)是第一和第二丙烯聚合物级分以及第一弹性体丙烯共聚物级分,即在第一、第二和第三反应器(R1+R2+R3)中制备的聚合物的二甲苯可溶物级分[以重量%计],
XCS(PP4)是第二弹性体丙烯共聚物级分,即在第四反应器(R4)中制备的聚合物的二甲苯可溶物级分[以重量%计],
IV(PP123)是第一和第二丙烯聚合物级分以及第一弹性体丙烯共聚物级分,即在第一、第二和第三反应器(R1+R2+R3)中制备的聚合物的二甲苯可溶物级分的特性粘度[以dl/g计],
IV(PP)是第一和第二丙烯聚合物级分以及第一和第二弹性体丙烯共聚物级分,即在第一、第二、第三和第四反应器(R1+R2+R3+R4)中制备的聚合物的二甲苯可溶物级分的特性粘度[以dl/g计],
IV(PP4)是第二弹性体丙烯共聚物级分,即在第四反应器(R4)中制备的聚合物的二甲苯可溶物级分的计算的特性粘度[以dl/g计]。
计算第二多相丙烯共聚物(HECO2)的弹性体丙烯共聚物级分,即在第三和第四反应器(R3+R4)中制备的聚合物级分的共聚单体含量:
其中
w(PP12)是第一和第二丙烯聚合物级分,即在第一和第二反应器(R1+R2)中制备的聚合物的重量分数[以重量%计],
w(E)是弹性体丙烯共聚物级分,即在第三和第四反应器(R3+R4)中制备的聚合物的重量分数[以重量%计],
C(PP12)是第一和第二丙烯聚合物级分,即在第一和第二反应器(R1+R2)中制备的聚合物的共聚单体含量[以摩尔%计],
C(HECO)是第一和第二丙烯聚合物级分以及弹性体丙烯共聚物,即在第一、第二、第三和第四反应器(R1+R2+R3+R4)中制备的聚合物的共聚单体含量[以摩尔%计],
C(E)是弹性体丙烯共聚物级分,即在第三和第四反应器(R3+R4)中制备的聚合物的计算的共聚单体含量[以摩尔%计]。
MFR2(230℃)根据ISO 1133(230℃,2.16kg负荷)测量。
MFR2(190℃)根据ISO 1133(190℃,2.16kg负荷)测量。
通过NMR光谱对微结构的定量
采用定量核磁共振(NMR)光谱来定量聚合物的共聚单体含量和共聚单体序列分布。采用Bruker Advance III 400NMR光谱仪在溶液状态中记录定量的13C{1H}NMR光谱,对于1H和13C分别在400.15和100.62MHz下操作。使用氮气用于所有气动装置,在125℃下利用13C优化的10mm扩展温度探头记录所有光谱。将约200mg的材料与乙酰丙酮铬(Ⅲ)(Cr(acac)3)一起溶解在3ml的1,2-四氯乙烷-d2(TCE-d2)中,得到松弛剂在溶剂中的65mM溶液(Singh,G.,Kothari,A.,Gupta,V.,Polymer Testing 28 5(2009),475)。为了确保均匀的溶液,在加热块中的初始样品制备后,将NMR管在旋转烘箱中进一步加热至少1小时。***磁体中后,管在10Hz下旋转。选择该设置主要是为了高分辨率,并且准确的乙烯含量量化定量地需要该设置。采用无NOE的标准单脉冲激励,使用优化的顶锥角,1s循环延迟和双水平WALTZ16解耦方案(Zhou,Z.,Kuemmerle,R.,Qiu,X.,Redwine,D.,Cong,R.,Taha,A.,Baugh,D.Winniford,B.,J.Mag.Reson.187(2007)225;Busico,V.,Carbonniere,P.,Cipullo,R.,Pellecchia,R.,Severn,J.,Talarico,G.,Macromol.Rapid Commun.2007,28,1128)。每个光谱共获得6144(6k)个瞬变值。
利用专用计算机程序对定量13C{1H}NMR光谱进行处理、积分,并且从积分来确定相关定量性能。利用溶剂的化学位移使所有化学位移间接参考在30.00ppm处的乙烯嵌段(EEE)的中心亚甲基基团。即使该结构单元不存在,这种方法也允许可比较的参考。观察到了对应于乙烯掺入的特征信号(Cheng,H.N.,Macromolecules 17(1984),1950)。
对于聚丙烯均聚物,所有化学位移内部参考在21.85ppm处的甲基全同立构五单元组(mmmm)。
观察到了对应于区域缺陷(Resconi,L.,Cavallo,L.,Fait,A.,Piemontesi,F.,Chem.Rev.2000,100,1253;Wang,W-J.,Zhu,S.,Macromolecules 33(2000),1157;Cheng,H.N.,Macromolecules 17(1984),1950)或共聚单体的特征信号。
通过对23.6-19.7ppm之间的甲基区域进行积分,对任何与感兴趣的立构序列无关的位点进行校正来量化立构规整度分布(Busico,V.,Cipullo,R.,Prog.Polym.Sci.26(2001)443;Busico,V.,Cipullo,R.,Monaco,G.,Vacatello,M.,Segre,A.L.,Macromolecules 30(1997)6251)。
具体来说,区域缺陷和共聚单体对立构规整度分布的量化的影响通过从立构序列的特定积分区域中扣除代表性区域缺陷和共聚单体的积分来校正。
在五单元组水平测定全同立构规整度,并报告为全同立构五单元组(mmmm)序列相对于所有五单元组序列的百分比:
[mmmm]%=100*(mmmm/所有五单元组的总和)
2,1-赤式区域缺陷的存在通过17.7和17.2ppm处存在的两个甲基位点指示,并通过其它特征位点确认。
没有观察到与其它类型的区域缺陷相对应的特征信号(Resconi,L.,Cavallo,L.,Fait,A.,Piemontesi,F.,Chem.Rev.2000,100,1253)。
2,1-赤式区域缺陷的量利用17.7和17.2ppm处的两个特征甲基位点的平均积分来量化:
P21e=(Ie6+Ie8)/2
1,2主要***丙烯的量基于甲基区域进行量化,其中对该区域中包含的与主要***无关的位点进行校正以及对不包含在该区域的主要***位点进行校正:
P12=ICH3+P12e
丙烯的总量被量化为主要***丙烯和存在的全部其它区域缺陷的总和:
P总=P12+P21e
2,1-赤式区域缺陷的摩尔百分比相对于全部丙烯进行量化:
[21e]摩尔%=100*(P21e/P总)
观察到了对应于乙烯掺入的特征信号(Cheng,H.N.,Macromolecules 17(1984),1950)。
还观察到了区域缺陷(Resconi,L.,Cavallo,L.,Fait,A.,Piemontesi,F.,Chem.Rev.2000,100,1253;Wang,W-J.,Zhu,S.,Macromolecules 33(2000),1157;Cheng,H.N.,Macromolecules 17(1984),1950)),需要校正这些缺陷对共聚单体含量的影响。
采用Wang等人(Wang,W-J.,Zhu,S.,Macromolecules 33(2000),1157)的方法通过13C {1H}光谱中整个光谱区域上的多个信号的积分对共聚单体分数进行定量。选择这种方法是因为其稳健的性质和在需要时说明区域缺陷的存在的能力。轻微调整积分区域以提高在遇到的共聚单体含量的整个范围内的适用性。
对于仅观察到PPEPP序列中的孤立乙烯的体系,对Wang等人的方法进行修改以减少已知不存在的位点的非零积分的影响。这种方法降低了对这种体系的乙烯含量的过高估计,并且通过将用于确定绝对乙烯含量的位点的数量减少至以下来实现:
E=0.5(Sββ+Sβγ+Sβδ+0.5(Sαβ+Sαγ))
通过使用这组位点,相应的积分方程变为:
E=0.5(IH+IG+0.5(IC+ID))
使用Wang等人的文章(Wang,W-J.,Zhu,S.,Macromolecules 33(2000),1157)中使用的相同符号。用于绝对丙烯含量的方程未被修改。
由摩尔分数计算共聚单体掺入的摩尔百分数:
E[摩尔%]=100*fE
由摩尔分数计算共聚单体掺入的重量百分数:
E[重量%]=100*(fE*28.06)/((fE*28.06)+((1-fE)*42.08))
使用Kakugo等人(Kakugo,M.,Naito,Y.,Mizunuma,K.,Miyatake,T.Macromolecules 15(1982)1150)的分析方法测定三单元组水平的共聚单体序列分布。选择该方法是由于其稳健的性质,微调积分区域以增加对范围更广的共聚单体含量的适用性。
数均分子量(Mn),重均分子量(Mw)和分子量分布(MWD)
分子量平均值(Mw,Mn)和分子量分布(MWD)(即Mw/Mn(其中Mn是数均分子量,Mw是重均分子量))是根据ISO 16014-4:2003和ASTM D 6474-99通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的。在160℃下使用配备红外(IR)检测器的PolymerChar GPC仪器,其中3×Olexis和l×Olexis保护柱来自Polymer Laboratories,1,2,4-三氯苯(TCB,用250mg/L的2,6-二叔丁基-4-甲基-苯酚进行稳定化)作为溶剂,且恒定流速为1mL/min。每次分析注入200μL的样品溶液。采用通用校准(根据ISO 16014-2:2003)用在0.5kg/mol至11500kg/mol范围内的至少15个窄MWD聚苯乙烯(PS)标准品对柱组进行校准。所用的PS、PE和PP的马克霍温克(MarkHouwink)常数如ASTM D 6474-99所述。通过将5.0至9.0mg聚合物(在160℃下)溶解在8mL经过稳定的TCB(与流动相相同)中,在最高160℃下,在GPC仪器的自动进样器中连续轻微摇动2.5小时(对于PP)或3小时(对于PE)来制备所有样品。
DSC分析、熔融温度(Tm)、结晶温度(Tc):用TA Instrument Q200差示扫描量热仪(DSC)对5至7mg的样品进行测量。根据ISO 11357/第3部分/方法C2在加热/冷却/加热循环下以10℃/min的扫描速度在-30至+230℃的温度范围内运行DSC。结晶温度从冷却步骤中确定,而熔融温度从加热扫描中确定。
特性粘度根据DIN ISO 1628/1,1999年10月(在135℃下在十氢化萘中)测量。
密度根据ISO 1183-187测量。根据ISO 1872-2:2007通过压缩成型完成样品制备。
二甲苯可溶物(XCS,重量%):二甲苯冷可溶物(XCS)的含量根据ISO 16152;第一版;2005-07-01在25℃下测定。保持不溶的部分是二甲苯冷不溶物(XCI)级分。
弯曲模量:根据ISO 178在根据EN ISO 1873-2在23℃下注射成型的80×10×4mm3测试条上在三点弯曲中测量弯曲模量。
简支梁缺口冲击试验:简支梁缺口冲击强度(简支梁NIS)根据ISO 179 2C/DIN53453在23℃和-20℃下,使用根据ISO 294-1:1996制备的80×10×4mm的注射成型条测试试样来测定。
流动收缩率(也称为流动方向收缩率,Shrinkage in flow)和横向流动收缩率(也称为垂直于流动方向的收缩率,shrinkage cross flow)在薄膜浇口注射成型板上测定:一个是扇形(半径300mm,开口角度为20°),另一个是条形(340×65mm)。两种试样同时以不同的厚度和背压(2mm和300、400、500巴;2.8mm和300、400、500巴;3.5mm和300、400、500巴)注射成型。熔融温度为240℃,工具的温度为25℃。平均流动前沿速度(Average flow frontvelocity)对于2mm工具为3.0±0.2mm/s,对于2.8mm工具为3.5±0.2mm/s,对于3.5mm工具为.0±0.2mm/s。
在注射成型工艺之后,在23℃和50%湿度下测量试样的收缩率。测量间隔是注射成型后的1、4、24、48和96小时。为了测定收缩率,用机器人分别记录扇形和条形的83和71测量点(由工具表面上的侵蚀点产生)。将暴露于400巴背压下的2.8mm厚的板在注射成型工艺后96小时的流动收缩率和横向流动收缩率均报告为最终结果。
致密和发泡部件的表面外观
用如下所述的方法检查显示流痕的趋势。该方法在WO 2010/149529中进行了详细描述,其全部内容并入本文。
将如Sybille Frank等人在PPS 25 Intern.Conf.Polym.Proc.Soc 2009或Proceedings of the SPIE,第6831卷,第68130T-68130T-8页(2008)中所述的光学测量***用于表征表面质量。
该方法由两个方面组成:
1、图像记录:
测量***的基本原理是在封闭环境中使用限定的光源(LED)照亮板,并使用CCD相机***记录图像。
图1给出了示意性设置。
2、图像分析:
将试样从一侧泛光照射,并将光的向上反射部分通过两个反射镜偏转到CCD传感器。对这样生成的灰度值图像按行分析。根据记录的灰度值偏差,计算均方误差平均值(MSE平均值)或均方误差最大值(MSE最大值),允许表面质量/均匀性的量化,即MSE值越高,表面缺陷越明显。MSE平均值和MSE最大值无法比较。
通常地,对于同一种材料,当注射速度增加时,流痕的趋势增加。
在用颗粒G1生产的440×148×2.8mm的致密注射成型板上收集MSE平均值。分别用1.5、3和6秒的不同填充时间对板进行注射成型。
其他条件:
熔融温度:240℃
模具温度:30℃
动态压力:10巴液压
在用一点浇注***和此处标记为G2的颗粒(其与G1不同)生产的210×148×2mm致密且发泡的注射成型板上收集MSE最大值。用0.8秒的填充时间对板进行注射成型。具有200℃分解温度的来自Clariant的Hydrocerol ITP 825用作化学发泡剂。在转化步骤中以母料形式加入发泡剂,母料含有40%的定义为柠檬酸的活性物质[www.clariant.com]。
发泡部件的泡孔结构通过光学显微镜从发泡注射成型板的横截面确定。
根据ISO 6603-2,在仪器化(或示波)落锤冲击试验期间,在尺寸为148×148×2mm的板上测定最大断裂力。试验在室温下进行,润滑的锤头直径为20mm,冲击速度为10mm/s。最大断裂力被确定为在试验期间收集的力-变形曲线的最大峰值。
根据ISO 604:2002,在室温下在10×10×2mm的板上进行抗压试验。试验在ZwickZ010U机器上在室温下进行,测试速度为0.87mm/min。抗压应力在1mm变形下测定。因此,抗压应力定义为在1mm变形时的断裂力除以实验开始时的试样面积。
2、实施例
制备用于HECO1、HECO2和HECO2a的催化剂
首先,将0.1mol MgCl2×3EtOH在大气压下在反应器中在惰性条件下悬浮于250ml癸烷中。将溶液冷却至-15℃5的温度,并加入300ml冷的TiCl4,同时保持温度在所述水平。然后,将淤浆的温度缓慢升高至20℃。在该温度下,向该淤浆中加入0.02mol邻苯二甲酸二辛酯(DOP)。加入邻苯二甲酸酯后,在90分钟内将温度升至135℃,将淤浆静置60分钟。然后,加入另外的300ml TiCl4,将温度在135℃下保持120分钟。此后,将催化剂从液体中过滤,并在80℃下用300ml庚烷洗涤6次。然后,将固体催化剂组分过滤并干燥。催化剂及其制备理念大体描述在例如专利公开EP 491566、EP 591224和EP 586390中。
进一步改性催化剂(催化剂的VCH改性)。在室温下,在惰性条件下向125ml不锈钢反应器中加入35ml矿物油(石蜡液体PL68),随后加入0.82g三乙基铝(TEAL)和0.33g二环戊基二甲氧基硅烷(给体D)。10分钟后,加入5.0g的上述制备的催化剂(Ti含量为1.4重量%),再过20分钟后加入5.0g乙烯基环己烷(VCH)。在30分钟内将温度升高至60℃,并在此温度下保持20小时。最后,温度降至20℃,分析油/催化剂混合物中未反应的VCH的浓度,发现其为200ppm重量。
制备用于HECO2b的催化剂
用接触5分钟后摩尔比(Co/ED)为18.7的三乙基铝(TEAL;己烷中的溶液1mol/l)和作为给体的二环戊基二甲氧基硅烷(在己烷中,0.3mol/l)和10ml己烷的混合物将80mg的LyondellBasell的ZN104-催化剂在催化剂进料器中活化5分钟。催化剂的TEAL和Ti的摩尔比为220(Co/TC)。活化后,将催化剂与250g丙烯一起倒入到温度为23℃的搅拌反应器中。搅拌速度保持在250rpm。在23℃下预聚合6分钟后,聚合开始,如表1所示。
表1:制备HECO1、HECO2、HECO2a和HECO2b
将由搅拌釜预聚合反应器、液体-本体环流式反应器和三个气相反应器(GPR1至GPR3)组成的Borstar PP中试装置用于主聚合反应。将得到的聚合物粉末在同向旋转双螺杆挤出机Coperion ZSK 57中在220℃下与0.2重量%的Irganox B225(BASF AG,德国的Irganox 1010(四(3-(3’,5’-二叔丁基-4-羟基甲苯甲酰)-丙酸季戊四醇酯)和三(2,4-二-叔-丁基苯基)磷酸酯)亚磷酸酯的1:1-共混物)和0.05重量%的硬脂酸钙配混。
制备组合物(C)
将HECO1和HECO2(本发明)、HECO2a(对比)或HECO2b(对比)和任选地PL和HDPE在同向旋转双螺杆挤出机上与0.1重量%的Songnox 1010FF(季戊四醇-四(3-(3’,5’-二叔丁基-4-羟基苯基))、0.07重量%的来自HPL Additives的Kinox-68G(三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯)、0.16重量%受阻胺光稳定剂(其为基于Sabostab UV119(1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺)和Hilite 77(G)(双-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯)的按1:1混合的共混物)、0.1重量%的NA11UH(2,2’-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯钠)和0.1重量%的芥酸酰胺(13-二十二烯酰胺)熔融共混。将聚合物熔融混合物排出并造粒。
表2:在2mm致密和化学注射成型的发泡板上收集的对比示例和本发明示例的性质。
HECO2a是Borealis的市售多相丙烯共聚物EE050AE
HECO2b是Borealis的市售多相丙烯共聚物EE041AE
PL是Borealis的市售乙烯-辛烯共聚物Queo8230,其密度为0.880g/cm3,熔体流动速率MFR2(190℃)为30.0g/10min,1-辛烯含量为7.0摩尔%。
HDPE是Borealis的市售高密度聚乙烯MG9601
硅灰石是Imerys的市售硅灰石Nyglos 8
滑石1是Luzenac的市售滑石Jetfine 3CA
滑石2是Luzenac的市售滑石HAR T84
颜料是70重量%的线性密度聚乙烯(LDPE)和30重量%的炭黑的母料,MFR(190℃/21.6kg)为15g/10min。
添加剂是如上概述的Songnox 1010FF(季戊四醇-四(3-(3’,5’-二叔丁基-4-羟基苯基))、来自HPL Additives的Kinox-68G(三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯)、受阻胺光稳定剂(其为基于Sabostab UV119(1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺)和Hilite 77(G)(双-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯)的按1:1混合的共混物)、NA11UH(2,2’-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯钠)和芥酸酰胺(13-二十二烯酰胺)的母料。
Claims (15)
1.一种聚丙烯组合物(C),包含
a)第一多相丙烯共聚物(HECO1),其具有等于或高于40.0摩尔%的二甲苯可溶物级分(XCS)的共聚单体含量,所述第一多相丙烯共聚物包含
i)第一基体,所述第一基体是第一丙烯聚合物(M1)和
ii)分散在所述第一基体中的第一弹性体丙烯共聚物(E1),
b)第二多相丙烯共聚物(HECO2),其具有低于39.0摩尔%的二甲苯可溶物级分(XCS)的共聚单体含量,所述第二多相丙烯共聚物包含
iii)第二基体,所述第二基体是第二丙烯聚合物(M2)和
iv)分散在所述第二基体中的第二弹性体丙烯共聚物(E1),
c)无机填料(F),
d)任选地高密度聚乙烯(HDPE),和
e)任选地塑性体(PL),所述塑性体(PL)是乙烯和C4至C8α-烯烃的共聚物。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物(C),其中所述第二多相共聚物(HECO2)的所述二甲苯可溶物级分(XCS)具有高于3.5dl/g的特性粘度(IV)。
3.根据权利要求1或2所述的聚丙烯组合物(C),基于总的所述聚丙烯组合物(C),包含
a)40.0至60.0重量%的所述第一多相丙烯共聚物(HECO1),
b)21.0至31.0重量%的所述第二多相丙烯共聚物(HECO2),
c)10.0至20.0重量%的所述无机填料(F),
d)任选地2.0至10.0重量%的所述高密度聚乙烯(HDPE),和
e)任选地5.0至15.0重量%的所述塑性体(PL),所述塑性体(PL)是乙烯和C4至C8α-烯烃的共聚物。
4.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(C),其中
i)所述第一多相丙烯共聚物(HECO1)中为所述第一丙烯聚合物(M1)的基体具有根据ISO 1133测定的在120至500g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(230℃),并且
ii)所述第二多相丙烯共聚物(HECO2)中为所述第二丙烯聚合物(M2)的基体具有根据ISO 1133测定的在40至170g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(230℃)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(C),其中所述第一多相丙烯共聚物(HECO1)具有
i)根据ISO 1133测定的在50至90g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(230℃),
和/或
ii)在20.0至50.0摩尔%的范围内的共聚单体含量,和/或
iii)在10.0至35.0重量%的范围内的二甲苯可溶物级分(XCS)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(C),其中所述第二多相丙烯共聚物(HECO2)具有
i)根据ISO 1133测定的在1.0至15g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(230℃),
和/或
ii)在5.0至30.0摩尔%的范围内的共聚单体含量,和/或
iii)在20.0至40.0重量%的范围内的二甲苯可溶物级分(XCS)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(C),其中所述第一丙烯聚合物(M1)和/或所述第二丙烯聚合物(M2)是丙烯均聚物。
8.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(C),其中所述第一弹性体丙烯共聚物(E1)和/或所述第二弹性体丙烯共聚物(E2)是丙烯和乙烯的共聚物。
9.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(C),所述聚丙烯组合物(C)具有根据ISO 1133测定的在10至40g/10min的范围内的熔体流动速率MFR2(230℃)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(C),其中所述塑性体(PL)是乙烯和1-辛烯的共聚物。
11.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(C),其中所述无机填料(F)是滑石和/或硅灰石。
12.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(C),其中所述聚丙烯组合物(C)是可发泡聚丙烯组合物。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的聚丙烯组合物(C)用于生产发泡制品的用途。
14.一种发泡制品,包含根据权利要求1至12中任一项所述的聚丙烯组合物(C)。
15.根据权利要求13所述的发泡制品,其中所述发泡制品是汽车制品。
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