CN111868165B - 挥发物排放减少的聚丙烯抗冲共聚物 - Google Patents
挥发物排放减少的聚丙烯抗冲共聚物 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111868165B CN111868165B CN201880089610.XA CN201880089610A CN111868165B CN 111868165 B CN111868165 B CN 111868165B CN 201880089610 A CN201880089610 A CN 201880089610A CN 111868165 B CN111868165 B CN 111868165B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polypropylene
- chain length
- metallocene
- impact copolymer
- copolymer composition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08L23/12—Polypropene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/16—Elastomeric ethene-propene or ethene-propene-diene copolymers, e.g. EPR and EPDM rubbers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/14—Peroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/32—Compounds containing nitrogen bound to oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08L23/14—Copolymers of propene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2810/00—Chemical modification of a polymer
- C08F2810/10—Chemical modification of a polymer including a reactive processing step which leads, inter alia, to morphological and/or rheological modifications, e.g. visbreaking
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2203/00—Applications
- C08L2203/30—Applications used for thermoforming
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
- C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/24—Crystallisation aids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
- C08L2207/02—Heterophasic composition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2314/00—Polymer mixtures characterised by way of preparation
- C08L2314/02—Ziegler natta catalyst
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2314/00—Polymer mixtures characterised by way of preparation
- C08L2314/06—Metallocene or single site catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明提供了用于汽车工业特别是用于汽车内部使用的、挥发物排放减少的聚丙烯抗冲共聚物组合物。
Description
发明领域
本发明涉及用于汽车工业的聚丙烯配方,特别是涉及用于内部环境使用的、挥发物排放减少的聚丙烯抗冲共聚物及其制备方法。
发明背景
聚丙烯(PP)抗冲共聚物,也称为异相聚丙烯共聚物 (HeCoPP),是一类重要的塑料材料,广泛应用于各领域中,而且其使用范围仍在不断扩大。这些材料之所以能获得普及,主是其性价比很高,而且即使在零下温度下也具有很高的抗冲击性。HeCoPP具有优越的抗冲击性能,是基于其独特的结构。常规HeCoPP是一种多相材料,包含均匀分散在刚性基质(通常为PP均聚物)中的微米级弹性体颗粒(通常为乙丙橡胶)。绝大多数商用HeCoPP都是使用齐格勒-纳塔(Z-N)催化***,通过聚合工艺生产出来的。
在-40至+60℃这么大的温度范围内,HeCoPP聚合物都能够保持良好的机械性能平衡,因此在汽车工业中有着良好的接受度。然而,在室内应用中,由于它们的挥发物排放量很高,让人无法接受,因此它们在室内的使用受到较大限制。由于汽车的乘客室是体积相对较小的封闭空间,因此从塑料部件中散发出来的易挥发成分会积聚在汽车内部,引发严重问题。从PP材料散发出挥发性物质,是PP材料众所周知的一般性问题,根据其挥发性及负面影响,可分为三类: a)极易挥发的有机化合物(VVOC),散发出的气味给人的感官造成不适;b)引起健康问题的挥发性有机化合物(VOC);c)半挥发性有机化合物(SVOC);这些化合物从内部使挡风玻璃起雾,引起了安全问题(这些化合物可能会在炎热的白天蒸发,并在夜间凝结在挡风玻璃上;这种挥发性物质的排放通常被报告为FOG)。有许多方法可用于评估挥发物的排放。最实用的是德国标准VDA277(通过顶空气相色谱法测量总有机碳(TOC)和VDA278(通过具有热脱附的GC-MS测量VOC和SVOC-FOG)。PP可以释放的挥发性化合物的总量取决于其分子量(MW)和分子量分布(MWD)。MW较低、MWD较宽的话,通常会增加聚合物中的挥发物含量,但通常需要的恰恰是流动性较高和MW较低的聚合物。对于抗冲共聚物,问题更为严重。橡胶颗粒的存在将熔体流动速率(MFR)降低到所需值以下。因此难以在挥发物排放保持在可接受的低水平的同时,在抗冲共聚物中获得足够高的MFR。然而,有可能通过在出料挤出机中减粘裂化,例如通过使用有机过氧化物,来增加前反应器(ex- reactor)(刚聚合的)HeCoPP的MFR。此工艺导致MWD变窄,并降低VOC和SVOC含量。遗憾的是,过氧化物分解会导致VVOC含量增加。此外,从较低的前反应器MFR开始,要获得足够高的最终流量,需要深度减粘裂化,这会导致机械性能显著下降—因为刚度和耐冲击性都受到过氧化物诱导的断链的影响。因此,从低MFR到高流动性共聚物减粘的HeCoPP呈现出显著的刚度和冲击性能损失,有时在一定程度上阻碍其在苛刻的汽车应用中的使用。
在汽车内饰中,大多数的PP是用于含有填料、纤维和其它添加剂的配方中。尽管某些聚合中的挥发物(主要是VVOC)可以在配制步骤中部分除去,但是,在加入添加剂的同时,其它挥发物也被带进来了。最终,要去除源自聚合反应的挥发性物质(VOC,尤其是 SVOC),是极具挑战性的任务,事实上,也就是并没有有效办法去除SVOC组分。因此,迫切需要使用新的方法,使高流动性的抗冲击共聚物能够获得商业化生产,该共聚物刚度-冲击平衡度较好, VOC和SVOC含量最低,可用于车辆混合物。最近,基于茂金属催化剂的新聚合技术,被用于聚丙烯的生产。即使在高熔体流动速率下,这些催化剂生产的聚合物的MWD也极窄,挥发物含量极低。遗憾的是,直到现在还不能从商业途径购得用茂金属催化剂生产的聚丙烯异相共聚物。其中一种能较好利用茂金属聚丙烯优点的方法是:将其与具有良好抗冲击性的聚合物共混。
EP 1988122涉及一种用于汽车应用的共混物,其特征是VOC较低,该共混物包含茂金属聚丙烯(m-PP)和最高50%的弹性体。然而,与用反应器制得的HeCoPP相比,这种m-PP和弹性体的共混物,预期的刚性/冲击平衡度较差。通过向混合物中添加滑石粉可改善刚度。EP 1364760涉及一种通过以下方式获得的PP颗粒:首先用高MFR的熔融聚丙烯浸渍长玻璃纤维,然后用低MFR的熔融PP涂覆已浸渍纤维,这两种PP都是PP均聚物(PPH),然后将其切成颗粒。浸渍纤维的PPH的MFR至少比涂覆已浸渍纤维的PP高2倍。使用低MFR的涂料聚合物可减少排放,并降低组合物的MFR。EP 2108679描述了m-HoPP与聚烯烃弹性体和填料的共混物,使TOC降低。US 2010/0324225描述了Z-N的PP,任选为异相PP,经环过氧化物减粘裂化后,显示TOC降低了30%,而且MFR增加了。但是,考虑到环状过氧化物通常可以用烃稀释剂稀释,可预见的是:使用环状过氧化物,会增加最终组合物中的SVOC含量。WO 2015/138300描述了具有增加的熔体流动速率、冲击强度和透明度的改性的HeCoPP组合物,其通过具有至少两相的聚烯烃组合物与过氧化物和相容剂的熔融混合而获得,其特点在于:至少一个氮氧自由基和至少一个能够进行自由基加成反应的不饱和键。实施例中包括如此组合物:包含聚丙烯均聚物连续相和乙丙橡胶(EPR)颗粒的均匀分散相。氮氧化物自由基对减粘裂化没有帮助,相反,它起到自由基清除剂的作用;因此,氮氧化物只能与过氧化物结合使用。WO 2009129873、WO 2015075054和WO 2015075088公开了用包括特殊内部供体的Z-N催化体系制备的、排放物减少的PP组合物。WO 2015121160描述了基于m-PP无规共聚物(m-RaCoPP)的、玻璃纤维增强的化合物,其排放水平较低,但是m-RaCoPP缺乏橡胶相,因此在低于零的温度下将显现出较差的冲击性能。WO 2015150042描述了一种制备低排放Z-N PP的方法,包括减粘裂化和脱挥发分 (devolatilization),但是后者的操作增加了操作成本,而且效率似乎较为低下。WO 2016066453公开了使用非邻苯二甲酸酯(non-phthalate)内部供体和添加成核剂,从而生产出来的Z-N HeCoPP, TOC值降低。
因此,本发明的目的是提供一种聚丙烯抗冲击异相共聚物 (HeCoPP),其特点是:挥发性较高及中等的物质排放最多为 250ppm(根据VDA278标准,测量为VOC含量)。
本发明的另一个目的是提供一种聚丙烯抗冲击异相共聚物 (HeCoPP),其中,低挥发性物质的排放最多为500ppm(根据 VDA278标准,测量为FOG含量)。
随着本发明描述的展开,本发明的其它目的和优点将逐步显现。
发明内容
本发明提供了通过熔融共混制备的、挥发物排放减少的聚丙烯抗冲共聚物组合物(PIC),其包括:i)35%到75%的、用齐格勒-纳塔制得的异相聚丙烯共聚物(HeCoPP),其橡胶含量为15%至40%;ii)约25%至约65%的、用茂金属制备的聚丙烯均聚物(m- PPH);iii)链长改性剂(CLM);其中,根据VDA278标准测量 VOC排放量时,所述排放最多为250ppm。本发明中提及“%”之处,均指重量%。所述以百分比表示的“量”是基于所有聚合物组分的重量百分比。本发明的PIC包括所述三个组分,m-PPH、CLM和 HeCoPP,其在熔融状态下混合,使所述HeCoPP和m-PPH减粘裂化。在一些优选的实施方案中,PIC由如下聚合物组分组成:35- 75%的HeCoPP和25-65%的间-PPH、最多1%的CLM和最多30%的添加剂。在组合物的熔融共混期间,CLM分解,形成自由基。自由基引起聚合物链断裂,导致熔体流动速率(MFR)增加,因此最终的PIC不包含CLM,但可以包含其分解产物。在一实施方案中,本发明的组合物优选包含一氧化氮(nitroxide,硝基氧)CLM。一氧化氮CLM在本领域中是已知的,并且可作为在聚丙烯树脂载体(例如,BASF的Irgatec CR76)上母料商购获得。一氧化氮CLM的作用在本领域也已有描述(例如在Alexandros Psarreas、Costas Tzoganakis、Neil McManus和Alexander Penlidis等人发表的文章《一氧化氮介导的聚丙烯的受控降解》,参见:Polym.Eng.Sci.,47: 12(2007)2118-2123)。在另一实施方案中,本发明的组合物包含过氧化物CLM。所述添加剂选自填料、弹性体、抗氧化剂、紫外线稳定剂、金属减活剂、着色剂、成核剂、抗静电剂和脱模剂、以及另外的链长改性剂。在某些情况下,填料或弹性体的量可以高达25%或 30%。在一实施方案中,基于所有聚合物组分的重量百分比,添加剂的量可以高达5%;在另一些实施方案中,添加剂最多可以为1%。根据VDA278标准,本发明的PIC优选呈现最多500ppm的FOG排放。优选地,本发明的PIC的MFR高于40dg/min,更优选高于50dg/min,例如65或更高。在一些实施方案中,本发明的PIC显示出约40至约65dg/min的MFR,在其它一些实施方案中,本发明的 PIC表现出约25至60dg/min的MFR。
本发明还提供了一种挥发物排放减少的聚丙烯抗冲共聚物 (PIC)的制造方法,其包括以下步骤:i)提供由齐格勒-纳塔制得的橡胶含量在15%至40%之间的异相聚丙烯共聚物(HeCoPP); ii)提供茂金属制备的聚丙烯均聚物(m-PPH);iii)提供链长改性剂(CLM);iv)通过计重给料机,将所述的HeCoPP、m-PPH和 CLM分别以35-75%、25-65%和0.01-1.0%的量,进料到双螺杆挤出机中,任选与选自填料、弹性体、抗氧化剂、紫外线稳定剂、金属减活剂、着色剂、成核剂、抗静电剂和脱模剂的添加剂以及其它链长改性剂一起进料,并在200-290℃的温度下进行共混;v)将步骤iv中形成的共混物造粒并干燥,从而获得所述PIC。可以将所述组分以任何组合,包括干混物,进料到双螺杆挤出机中。所述添加剂和所述 CLM可以是母料或在聚合物或其它载体上的浓缩物形式。在本发明方法的一实施方案中,所述CLM包含至少一种过氧化物。在本发明方法的优选实施方案中,所述CLM包含至少一种硝基氧(氮氧化物)。本发明方法所获得的PIC优选显示出以下性能:根据VDA278 标准的VOC排放量,最多为250ppm,根据VDA278标准的FOG排放量,最多为500ppm,并且MFR大于40dg/min。
具体实施方式
现已发现,在异相聚丙烯共聚物的组合物中,通过用茂金属制备的聚丙烯均聚物代替其部分成分,然后用自由基减粘,可以得到具有可接受的刚性-冲击平衡、流速和挥发性排放等综合性能的聚丙烯抗冲共聚物,其中,自由基源自有机过氧化物或氮氧化物,优选基于氮氧化物的自由基。
将异相聚丙烯共聚物与茂金属聚丙烯均聚物共混,不会改变 HeCo-PP作为两相体系的性质和结构,该体系包括均匀分布在均聚物基质中的橡胶颗粒。然而,这种共混改变了HeCo-PP的均聚物基质,并影响了基质的分子量、分子量分布以及橡胶相的平均粒径。在该共混过程中,同时用CLM减粘,可进一步影响两相的分子量分布和橡胶粒度。令人惊讶的是,人们发现,与MFR和橡胶含量类似的前反应器(ex-reactor)Z-N HeCo-PP相比,Z-N HeCo-PP与m-PPH 和CLM的熔融混合,在显著降低挥发物排放的同时,不会强烈降低所得HeCo-PP的机械性能。
本发明涉及挥发物排放减少的Z-N HeCoPP,其根据VDA278标准是可接受的。本发明的重要特征是用m-HoPP部分代替HeCoPP的基质相(matrix phase),同时将橡胶相同步稀释至所需浓度,并将熔体流动速率提高至所需值。这样的做法,无需添加弹性体,也无需无机填料,即可获得所需的机械性能。通过在CLM存在的情况下,将Z-N HeCoPP与m-HoPP混合,可以在双螺杆挤出机中进行这种改性。通过将高MW和高橡胶含量的Z-N HeCoPP与低MW的m-HoPP和链长改性剂共混,获得新的多相共聚物组合物,从而得到具有理想的MFR、机械性能和排放水平的组合物。
聚合物共混物的减粘裂化是重要的过程,因为链长改性剂可能以不同的效率攻击混合物的不同成分,一方面会引起不同程度的断链,另一方面,它可能通过接枝改性链反应。因此,减粘裂化对聚合物共混物的机械性能的总体影响是不可预测的,并且通常导致机械性能较差,刚度和抗冲击性均降低。出乎意料的是,将35-75%的Z-N HeCoPP和65-25%的m-HoPP与0.01-0.1%的过氧化物或0.1-0.5%硝基氧的速溶混合物减粘裂化,在密切熔融混合过程中,得到机械性能、刚性和抗冲击性良好有利平衡,其中,MFR比较理想,挥发物含量可接受。与橡胶含量和MFR相似的多相共聚物比较而言,这些参数表现良好。
Z-N HeCoPP基质的聚合分子量应足够高,以减少其对挥发物排放的贡献。相应地,Z-N HeCoPP的MFR应低于20dg/min,优选低于15dg/min,最优选低于5dg/min。Z-N HeCoPP的橡胶含量应尽可能高,以便在用m-HoPP稀释后保持合理的抗冲击性:15-40%,优选20-35%,最优选25-30%。m-HoPP的MW应该足够低,以便使用最小量的链长改性剂来实现所需的最终高MFR,就MFR而言,它应该高于60dg/min,优选高于100dg/min,最优选120-160dg/min。应避免m-HPP的MFR超高(高于200dg/min),因为它可能导致基体相不均匀和橡胶颗粒分布不均匀,从而导致机械性能较差。
共混物中Z-N HeCoPP组分的量应至少为35%,以确保有足够的橡胶相含量,从而实现合理的冲击性能,例如约40%或约45%或约 50%或约55%或约60%或约65%或大约70%或大约75%。m-PPH 组分的含量应至少为25%,以确保减粘后合理的较低排放水平和较高的最终MFR,例如约30%或约35%或约40%或约45%或约50%或约55%或约60%或约65%。链长改性剂是化合物,其在熔融混合的温度下分解生成自由基。已知多种改性剂,包含过氧化物或氮氧化物,或包含它们的组合物。本领域中最广为人知的链长改性剂是有机过氧化物,但在本发明中优选的是基于氮氧自由基(nitroxyl radical,NOR)化学的断链剂,例如包含空间位阻的羟胺酯。可以使用该类型的可商购试剂,例如来自BASF的IrgatecCR76。链长改性剂所需的量,取决于组分的初始MFR、理想的最终MFR、改性剂的类型及其效率。与过氧化物相比,基于NOR化学的改性剂需要更高的装载量才能达到相同的MFR,但从感官角度考虑(最终混合物中的气味较少)是有利的。本发明制备的组合物可任选包含填料(滑石、短和长的玻璃纤维、硅灰石等)、弹性体、抗氧化剂、紫外线稳定剂、金属减活剂、着色剂、成核剂、抗静电和脱模剂、以及其它添加剂。以下实施例直接指向了本发明的一些组合物,通过与常规材料相比较,以下实施例也证明了这些组合物的某些性能。
对于本发明组合物的理想性能而言,重要的是,将m-PPH与已经包含弹性体组分(在反应器中产生)的聚丙烯共聚物进行配混;换句话说,弹性体组分不是在反应器之后的挤出机共混期间而混入PP 中。通常,本发明方法采用在两个串联的反应器中通过两段聚合工艺生产HeCoPP,通过在第一反应器中丙烯的聚合反应生产PP基体,通过在第二个反应器中的相同催化剂上,在该反应器内部于上述基体内使丙烯和乙烯聚合形成EPR(乙丙橡胶)。该方法避免了使用市售的弹性体,并限制了混合操作。整个过程可优选在聚丙烯生产设备中进行,该设备包括至少两个串联的聚合反应器和出料挤出机。当然,可以用购买商品的方式获得m-PPH。本发明方法具有成本效益,并且通常比其它方法便宜得多,为汽车工业提供了挥发性排放可接受的耐冲击混合物。
本发明提供了挥发性有机化合物(VOC)排放降低的PP抗冲共聚物,该产品由基于Ziegler-Natta的异相PP共聚物(Z-N HeCoPP) 和茂金属均相PP(m-HoPP)制成,在初始共混物中Z-N HeCoPP的量为35-75%,例如40%-70%,m-HoPP含量为25-65%,例如30- 60%;所述共混物包含至少一种链长改性剂,优选包含至少一种过氧化物或至少一种氮氧化物,以及添加剂。本发明没有将纯弹性体添加到共混物中,并且通常需要在一个双螺杆挤出机中设置一个单程通道,以复合该混合物。本发明提供了一种挥发性有机化合物 (VOC)排放降低的PP抗冲共聚物的制造方法,其包括:a)在初始共混物中,以35-75%的量提供基于齐格勒-纳塔基的异相PP共聚物,例如40-70%,以及茂金属均相PP(m-HoPP),含量为25- 65%,例如30-60%;b)在200-290℃的温度下,在双螺杆挤出机中,与添加剂和至少一种链长改性剂(优选包含至少一种氮氧化物) 混合,和c)干燥挤出的粒料。
下文结合实施例来进一步描述和说明本发明。
实施例
实施例1
实施例中使用以下组分:
Z-N PPC1:用齐格勒-纳塔催化剂生产的多相共聚物,MFR为 3.5dg/min,橡胶含量为24%,基质MFR为12dg/min;
Z-N PPC2:用齐格勒-纳塔催化剂生产的多相共聚物,MFR为5 dg/min,橡胶含量为30%,基质MFR为15dg/min;
Z-N PPC3:齐格勒-纳塔抗冲共聚物,MFR 65dg/min(用过氧化物减粘),橡胶含量为20%;
m-PPH:茂金属PP均聚物,MFR 140dg/min,可从道达尔公司 (Total)(MH140CN0)获得;
过氧化物101:2,5-双(过氧叔丁基)-2,5-二甲基己烷;
NOR链长改性剂:Irgatech CR76,可从巴斯夫公司(BASF)购买;
成核剂NA71:可得Adeka Palmarol公司购买;
Irganox B225:抗氧化剂,可从巴斯夫公司购买;
硬脂酸钙:除酸剂,可购自Faci公司;
竞争对照物:一种宣称为低排放品牌的商业多相共聚物。
最终组合物如下文所述的方法制备。茂金属PP均聚物(以粒料形式)通过计重给料机进料到双螺杆挤出机中。在批量混合器中制备包含Z-N PPC(呈反应器粉末形式)和液态过氧化物101、成核剂、抗氧化剂和硬脂酸钙的干混物,然后通过另一个计重给料机进料到同一双螺杆挤出机中。在另一实施方案中,Irgatec CR76粒料代替了液体过氧化物。使用的双螺杆挤出机是Berstorff ZE25同向旋转实验室混料机,配有两个25mm的、L:D比率为40的螺杆。将组分在双螺杆挤出机中以270℃和200rpm的速度混合,产量为5kg/h,并使用三孔模头和绞线造粒机造粒。将最终材料的粒料干燥,并使用标准 ISO模具在熔融温度220℃和模具温度40℃下注塑成型,以进行机械测试。根据ISO 1133,使用Ceast自动熔体流动速率仪在230℃和 2.16kg下测量MFR。使用Zwick万能测试机(根据ISO 178的弯曲模量)和Ceast冲击测试机(根据ISO 180,Izod缺口冲击强度(Izod notched impact resistance)测试)进行机械测试。使用配备有热脱附器的Perkin-Elmer GC-MS仪器,根据VDA278标准,对排放情况进行测量。本领域的专家可以理解,可修改上述过程,例如,Z-N PPC 可以采用反应器粉末形式或颗粒形式;过氧化物可以以浓缩物的形式使用,可使用多孔聚丙烯作为载体。可以预先混合成核剂、抗氧化剂和硬脂酸钙并作为一包使用。
如下的各表格列出了根据各种实施方案的实验混合物、含常规 Z-N PPC并具有相似MFR和乙烯含量的比较混合物、以及具有相似 MFR和乙烯含量的市售(竞争对照物)材料。单位“phr”(parts per hundred ,每百份的份数 ) 对应于所有聚合物组分的重量百分比。以 “ ppm ”为单位的量指的是所有聚合物组分的百万分之几。
表 1 实施例 1-4 ,包括用过氧化物减粘。
表 2 实施例 5-8 包括用氮氧化物减粘。
表 3 比较实施例 9-12 包括用过氧化物减粘; m-PPH 浓度低会导致排放度较
高。
表 4 比较例 13-16 包括用氮氧化物进行的减粘裂化;较低的 m-PPH 浓度会导
致高排放水平。
表5比较实施例17-20包括用过氧化物和氮氧化物进行的减粘裂化; Z-N PPC浓度低,会导致机械(抗冲击)性能较差。
实验显示,如果比例超出本发明列出的数值范围,则将导致排放过高或抗冲击性过低。
尽管上文使用了一些具体实施例对本发明进行描述,但是本发明也可能有许多修改和变化。因此,应当理解,除了所附权利要求对本发明进行限定之外,上文的描述并不旨在以任何方式限制本发明的范围。
Claims (11)
1.一种挥发物排放减少的聚丙烯抗冲共聚物组合物(PIC),其包含:
i)40%至70%的齐格勒-纳塔制得的异相聚丙烯共聚物(HeCoPP),其橡胶含量为15%至40%;
ii)30%至60%的茂金属制备的聚丙烯均聚物(m-PPH);以及
iii)链长改性剂(CLM),其为所述异相聚丙烯共聚物和所述茂金属制备的聚丙烯均聚物总重量的0.01%至1%,该链长改性剂包含过氧化物和氮氧化物中的至少一种;
其中,所述的三种组分在熔融状态下混合,使得所述异相聚丙烯共聚物和所述茂金属制备的聚丙烯均聚物减粘裂化;当按照VDA278标准测量VOC含量时,所述排放最多为250ppm。
2.如权利要求1所述的聚丙烯抗冲共聚物组合物,其由聚合物组分以及添加剂组成,所述聚合物组分包含40-70%的异相聚丙烯共聚物、30-60%的茂金属制备的聚丙烯均聚物和占所述异相聚丙烯共聚物和所述茂金属制备的聚丙烯均聚物总重量最多1%的链长改性剂。
3.如权利要求1的聚丙烯抗冲共聚物组合物,其中,所述链长改性剂包含至少一种过氧化物。
4.如权利要求1所述的聚丙烯抗冲共聚物组合物,其中,所述链长改性剂包含至少一种氮氧化物。
5.如权利要求2所述的聚丙烯抗冲共聚物组合物,其中,所述添加剂选自填料、弹性体、抗氧化剂、紫外线稳定剂、金属减活剂、着色剂、成核剂、抗静电剂和脱模剂、以及额外的链长改性剂。
6.如权利要求1所述的聚丙烯抗冲共聚物组合物,按照VDA278标准,其呈现的FOG含量最多为500ppm。
7.如权利要求1所述的聚丙烯抗冲共聚物组合物,其熔体流动速率大于40dg/min。
8.一种挥发物排放减少的聚丙烯抗冲共聚物组合物(PIC)的制造方法,其包括以下步骤:
i)提供由齐格勒-纳塔制得的异相聚丙烯共聚物(HeCoPP),其橡胶含量为15%至40%;
ii)提供茂金属制备的聚丙烯均聚物(m-PPH);
iii)提供链长改性剂(CLM);
iv)将含量分别为40-70%、30-60%的所述异相聚丙烯共聚物和所述茂金属制备的聚丙烯均聚物与占二者总重量0.01-1.0%的所述链长改性剂以及任选选自填料、弹性体、抗氧化剂、紫外线稳定剂、金属减活剂、着色剂、成核剂、抗静电剂和脱模剂、以及额外的链长改性剂的添加剂,计重进料到双螺杆挤出机,同时在200-290℃的温度下混合;以及
v)冷却、造粒并干燥步骤iv中形成的共混物,从而获得所述聚丙烯抗冲共聚物组合物,
其中,所述的组分在熔融状态下混合,使得所述异相聚丙烯共聚物和所述茂金属制备的聚丙烯均聚物减粘裂化;当按照VDA278标准测量VOC含量时,所述排放最多为250ppm;
其中,所述链长改性剂包含过氧化物和氮氧化物中的至少一种。
9.如权利要求8所述的方法,其中,所述链长改性剂包含至少一种过氧化物。
10.如权利要求8所述的方法,其中,所述链长改性剂包含至少一种氮氧化物。
11.如权利要求8所述的方法,其中,所述聚丙烯抗冲共聚物组合物表现出以下特性:根据VDA278标准的VOC含量最多250ppm,根据VDA278标准的FOG含量最多500ppm,熔体流动速率大于40dg/min。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IL257637A IL257637B (en) | 2018-02-20 | 2018-02-20 | Impact strength polypropylene copolymers with low volatile emissions |
IL257637 | 2018-02-20 | ||
PCT/IL2018/051151 WO2019162932A1 (en) | 2018-02-20 | 2018-10-28 | Polypropylene impact copolymers with reduced emission of volatiles |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111868165A CN111868165A (zh) | 2020-10-30 |
CN111868165B true CN111868165B (zh) | 2023-07-14 |
Family
ID=66624463
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201880089610.XA Active CN111868165B (zh) | 2018-02-20 | 2018-10-28 | 挥发物排放减少的聚丙烯抗冲共聚物 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11377544B2 (zh) |
EP (1) | EP3755747B1 (zh) |
CN (1) | CN111868165B (zh) |
IL (1) | IL257637B (zh) |
WO (1) | WO2019162932A1 (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1813423A1 (en) * | 2006-01-27 | 2007-08-01 | RKW AG Rheinische Kunststoffwerke | Transparent, stiff and printable polypropylene blown films |
CN101668811A (zh) * | 2007-05-04 | 2010-03-10 | 道达尔石油化学产品研究弗吕公司 | 用在汽车应用中的共混物 |
CN103429656A (zh) * | 2010-12-20 | 2013-12-04 | 美国布拉斯科姆有限公司 | 具有增强的外观及优良的模塑流动性的基于丙烯的组合物 |
KR20150066264A (ko) * | 2013-12-06 | 2015-06-16 | 주식회사 엘지화학 | 총휘발성 유기 화합물의 방출량이 적고, 기계적 물성이 우수한 전도성 프로필렌계 열가소성 수지 조성물 |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ATE399083T1 (de) | 2002-05-22 | 2008-07-15 | Borealis Tech Oy | Emissionsreduzierter artikel aus mit langen glasfasern verstärktem polypropylen |
US7476710B2 (en) * | 2004-12-17 | 2009-01-13 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Heterogeneous polymer blends and molded articles therefrom |
EP2108679A1 (en) | 2008-04-10 | 2009-10-14 | Borealis Technology Oy | Low emission polymer composition |
EP2283072B2 (en) | 2008-04-24 | 2018-07-18 | Borealis AG | Process for producing high purity heterophasic propylene copolymers |
WO2010149549A1 (en) | 2009-06-22 | 2010-12-29 | Borealis Ag | Automotive interior article with reduced smell |
RU2012102056A (ru) | 2009-06-23 | 2013-07-27 | ДАУ ГЛОБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ ЭлЭлСи. | Полипропилен с контролируемой реологией |
CN103154124B (zh) | 2010-10-14 | 2015-12-09 | 巴塞尔聚烯烃意大利有限责任公司 | 汽车内饰元件 |
BR112015005850B1 (pt) | 2012-09-19 | 2021-02-23 | Saudi Basic Industries Corporation | composição incluindo copolímero de propileno heterofásico, processo de preparação e seus usos, e artigo conformado |
BR112016009549B1 (pt) | 2013-11-22 | 2021-07-27 | Borealis Ag | Homopolímero de propileno de baixa emissão com alto índice de fluidez |
EA031440B1 (ru) | 2013-11-22 | 2019-01-31 | Бореалис Аг | Гомополимер пропилена с низкой эмиссией |
EP2907841A1 (en) | 2014-02-14 | 2015-08-19 | Borealis AG | Polypropylene composite |
EP3116945B1 (en) | 2014-03-14 | 2019-05-15 | Milliken & Company | Modified heterophasic polyolefin composition |
ES2657303T3 (es) | 2014-03-31 | 2018-03-02 | Sabic Global Technologies B.V. | Método de fabricación de polipropileno de baja emisión |
KR101802126B1 (ko) | 2014-10-27 | 2017-11-27 | 보레알리스 아게 | 개선된 충격 강도/강성 균형, 개선된 분말 유동성, 감소된 배출 및 저 수축성을 갖는 이종상 폴리프로필렌 |
WO2016198344A1 (en) * | 2015-06-12 | 2016-12-15 | Sabic Global Technologies B.V. | Process for manufacture of low emission polypropylene |
MX2018005548A (es) | 2015-11-02 | 2018-11-09 | Braskem America Inc | Resinas de polimero de propileno de baja emision. |
EP3260489B1 (en) * | 2016-06-24 | 2019-12-25 | Borealis AG | Novel polypropylene compositions with low fogging |
EP3551695B1 (en) | 2016-12-12 | 2023-09-06 | SABIC Global Technologies B.V. | Pellet comprising thermoplastic polymer sheath surrounding glass filaments having reduced emissions |
GB201621396D0 (en) | 2016-12-15 | 2017-02-01 | Syngenta Participations Ag | Adjuvants |
CN110312758A (zh) | 2016-12-23 | 2019-10-08 | Sabic环球技术有限责任公司 | 内部汽车零件 |
CN110325579B (zh) | 2016-12-23 | 2022-08-09 | Sabic环球技术有限责任公司 | 汽车零件 |
JP6851477B2 (ja) | 2016-12-30 | 2021-03-31 | ボレアリス エージー | 低排出量のポリプロピレン発泡シート |
EP3786190A1 (en) * | 2019-08-30 | 2021-03-03 | Borealis AG | Reduction in voc and fog values of filled heterophasic polypropylene by separate aeration of individual polyolefin components |
-
2018
- 2018-02-20 IL IL257637A patent/IL257637B/en unknown
- 2018-10-28 EP EP18906779.6A patent/EP3755747B1/en active Active
- 2018-10-28 US US16/967,098 patent/US11377544B2/en active Active
- 2018-10-28 CN CN201880089610.XA patent/CN111868165B/zh active Active
- 2018-10-28 WO PCT/IL2018/051151 patent/WO2019162932A1/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1813423A1 (en) * | 2006-01-27 | 2007-08-01 | RKW AG Rheinische Kunststoffwerke | Transparent, stiff and printable polypropylene blown films |
CN101668811A (zh) * | 2007-05-04 | 2010-03-10 | 道达尔石油化学产品研究弗吕公司 | 用在汽车应用中的共混物 |
CN103429656A (zh) * | 2010-12-20 | 2013-12-04 | 美国布拉斯科姆有限公司 | 具有增强的外观及优良的模塑流动性的基于丙烯的组合物 |
KR20150066264A (ko) * | 2013-12-06 | 2015-06-16 | 주식회사 엘지화학 | 총휘발성 유기 화합물의 방출량이 적고, 기계적 물성이 우수한 전도성 프로필렌계 열가소성 수지 조성물 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Reduction of VOC emissions by a membrane-based gas absorption process;Li, R et al;《Journal of Environmental Sciences》;20091231;第21卷(第8期);第1096-1102页 * |
聚丙烯生产工艺技术进展;曾铮等;《化工时刊》;20120726(第07期);第49-53页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20210047504A1 (en) | 2021-02-18 |
EP3755747B1 (en) | 2023-09-27 |
EP3755747A1 (en) | 2020-12-30 |
IL257637A (en) | 2018-04-30 |
WO2019162932A1 (en) | 2019-08-29 |
IL257637B (en) | 2021-10-31 |
CN111868165A (zh) | 2020-10-30 |
US11377544B2 (en) | 2022-07-05 |
EP3755747A4 (en) | 2021-11-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3116945B1 (en) | Modified heterophasic polyolefin composition | |
US9074062B2 (en) | Process for preparing high melt strength propylene polymers | |
JP5424221B2 (ja) | 溶融張力に優れたポリプロピレン樹脂組成物及びその製造方法 | |
CN103571054A (zh) | 一种低voc聚丙烯复合材料及其制备与应用 | |
EP2154190B1 (en) | Polypropylene composition having low volatiles | |
JP5659900B2 (ja) | 変性プロピレン重合体 | |
JPH06157666A (ja) | 高溶融張力ポリプロピレンおよびその製造方法と成形品 | |
JP6499765B2 (ja) | 改変されたポリプロピレンおよびそのポリマーブレンド | |
CN111868165B (zh) | 挥发物排放减少的聚丙烯抗冲共聚物 | |
KR20020050460A (ko) | 자동차 내장재용 폴리프로필렌 수지 조성물 | |
WO2008037398A1 (de) | Peroxidhaltige wirkstoffzusammensetzung für gezielten abbau oder vernetzungsreaktionen in kunststoffen | |
CN110760130A (zh) | 一种低气味聚丙烯材料及其制备方法 | |
JP2002332362A (ja) | 改質されたプロピレン系樹脂組成物の製造方法 | |
CN111825802B (zh) | 一种环氧化乙烯-辛烯共聚物组合物及其制备方法 | |
JP2844290B2 (ja) | ポリプロピレンの製造方法および成形品 | |
JP2018204008A (ja) | プロピレン系樹脂組成物および成形体 | |
JP3694902B2 (ja) | 改質ポリプロピレンおよび成形品 | |
JP2864207B2 (ja) | 変性ポリエチレンの製造方法 | |
JPH11335515A (ja) | ポリオレフィン系樹脂組成物 | |
EP4372047A1 (en) | Polypropylene resin composition with excellent low-temperature impact resistance and article molded therefrom | |
US7524901B1 (en) | Recyclable isotactic polypropylene | |
CN117624481A (zh) | 一种高熔体强度高结晶度的聚丙烯及其制备方法 | |
JP4788085B2 (ja) | ポリプロピレン系樹脂組成物 | |
JP5807875B2 (ja) | ポリプロピレン系樹脂組成物、ポリプロピレン系樹脂成形体およびポリプロピレン系樹脂成形体の製造方法 | |
CN116390986A (zh) | 聚合物组合物及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |