用于电容器膜的聚丙烯组合物制造技术

本发明专利技术涉及用于电容器膜的具有改进的加工性和耐热性的新型聚丙烯组合物，以及涉及用作包含这种聚丙烯组合物的电容器膜的流延膜和双轴取向膜。

Polypropylene composition for capacitor film

The present invention relates to a novel polypropylene composition having improved processability and heat resistance for use in a capacitor film, and a casting film and biaxially oriented film for use as a capacitor film comprising such a polypropylene composition.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于电容器膜的具有改进的加工性和耐热性的聚丙烯组合物，以及涉及用作包含这种聚丙烯组合物的电容器膜的流延膜和双轴取向膜。
技术介绍
聚丙烯用于许多应用中，并且是例如膜电容器领域中所选择的材料，因为其链缺少在电场应力下取向的任何种类的极性基团。近来，各种类型的电气设备已经并入逆变器，并且随着这种趋势，对于尺寸更小并且电容增加的电容器的需求也在增长。由于市场的这些需求，在电容器应用领域中优选使用更薄、以及在机械性能和电性能方面改进的双轴取向聚丙烯(BOPP)膜。电容器膜必须经受极端条件如高温，并且必须具有高的电击穿强度。另外，电容器膜具有良好的机械性能，如高刚性和高操作温度。总电容器膜级别中较高的43％，即用于诸如焊接、电动车辆、火车、烤箱、风力发电厂、太阳能电池板等的电力应用，使用高全同立构聚丙烯(HIPP)树脂。除了平衡收缩和优化表面粗糙度，与高全同立构相关的主要优点是最终膜的高耐热性，其涉及高结晶度、高熔融起始温度和高峰值熔融温度。因此，本领域的最新努力是改善材料的结晶度和耐热性。例如，在EP2701165A1和EP2684676A1中描述了，具有带侧链的主链的聚丙烯(已知其增强线性聚丙烯的结晶过程)被包含在聚丙烯树脂中以提高最终的BOPP膜的熔融温度和耐热性。然而，与添加支化聚丙烯相关的基础树脂的结晶度和熔点的增加使得材料太硬，并且通常会降低由该树脂制备的BOPP膜的韧性，即断裂伸长率。这在BOPP生产过程中将导致严重的缺点，例如，增加在BOPP生产期间膜断裂的可能性。因此，本领域仍然需要提供用于电容器膜的改进的聚丙烯组合物。因此，本专利技术的目的是提供一种与现有技术相比具有高耐热性，即高熔融温度和结晶温度以及在BOPP生产期间加工性改进的聚丙烯组合物。优选地，包含这种聚丙烯的BOPP膜还将具有改善的介电击穿强度。
技术实现思路
本专利技术基于如下发现：通过将β-成核化的高纯度聚丙烯与长链支化聚丙烯组合可以实现良好的耐热性和良好的加工性。因此，本专利技术涉及一种聚丙烯组合物，其包含：a)95.0-99.9重量％的丙烯均聚物(A)，其具有：(i)根据ISO1133测量的230℃下的熔体流动速率MFR2在1.5～10g/10min的范围内；(ii)灰分含量<60ppm；b)0.1-5.0重量％的长链支化聚丙烯(B)，和c)高达1000ppm的β-成核剂。在上述组合物中，β-成核剂用于增加组合物的韧性，其通过使至少一部分聚丙烯以六方形或假六方形β-变体结晶而实现，而长链支化聚丙烯(B)导致组合物的结晶温度和熔融温度增加。已经发现，这种聚丙烯组合物使得由其制备的BOPP膜具有更好的加工性，并且令人惊奇地还具有改进的电击穿强度。具体实施方式在下文中，进一步详细描述本专利技术。根据本专利技术的聚丙烯组合物可以含有至多99.9％的丙烯均聚物(A)。这是组分A的最大合理含量，其中剩余组分的各自含量仍足够高以实现期望的效果。因此，本专利技术优选的聚丙烯组合物包含95.0-99.9重量％，优选96.0-99.9重量％，更优选97.0-99.9重量％，如98.5-99.0重量％的聚丙烯均聚物(A)和0.1-5.0重量％，优选0.1-4.0重量％，更优选0.1-3.0重量％，如0.1-1.5重量％的长链支化聚丙烯(B)。用于本专利技术的均聚物的表述涉及基本上由丙烯单元构成的聚丙烯，即由至少99.5重量％，更优选至少99.8重量％的丙烯单元构成的聚丙烯。在优选的实施方案中，仅丙烯均聚物(H-PP)中的丙烯单元是可检测到的。如下面实施例中所述，共聚单体含量可以用13CNMR光谱测定。此外，优选丙烯均聚物(A)是线性聚丙烯。此外，本专利技术的丙烯均聚物(A)优选具有在给定范围内的熔体流动速率(MFR)。将在2.16kg负载、230℃下(ISO1133)测量的熔体流动速率表示为MFR2(230℃)。因此，在本专利技术中，聚丙烯均聚物(A)优选具有至少1.5g/10min，更优选至少2.5g/10min的MFR2(230℃)。因此，优选根据ISO1133测量的聚丙烯均聚物(A)的MFR2(230℃)在1.5至10.0g/10min的范围内，更优选在2.5至6.0g/10min的范围内，如在2.5至4.5g/10min的范围内。此外，还优选本专利技术的聚丙烯组合物具有给定范围内的熔体流动速率(MFR)。因此，在本专利技术中，聚丙烯组合物的MFR2(230℃)优选为至少1.5g/10min，更优选为至少2.5g/10min。因此，优选根据ISO1133测量的聚丙烯组合物的MFR2(230℃)在1.5至10.0g/10min的范围内，更优选在2.5至6.0g/10min的范围内，如在2.5～4.5g/10min的范围内。电容器膜中的一个重要方面是低灰分含量，否则介电性质受到不利影响。因此，优选聚丙烯均聚物(A)的灰分含量相当低，即其根据ISO3451-1(1997)测量的灰分含量等于或低于60ppm，更优选等于或低于50ppm，更优选等于或低于40ppm，更优选等于或低于30ppm，如在10至50ppm的范围内。还优选整个聚丙烯组合物的灰分含量相当低，即其根据ISO3451-1(1997)测量的灰分含量等于或低于60ppm，更优选等于或低于50ppm，更优选等于或低于40ppm，更优选等于或低于30ppm，如在10至50ppm的范围内。通常，1ppm的添加剂对应于在1kg聚丙烯组合物中的1mg添加剂。在本专利技术的一个优选实施方案中，聚丙烯均聚物(A)是高全同立构的。因此，优选聚丙烯均聚物(A)具有相当高的五价基全同立构规整度<mmmm>，即高于96.0mol％，更优选高于97.0mol％。优选地，聚丙烯均聚物(A)的全同立构规整度<mmmm>在96.0至99.5摩尔％的范围内，优选在96.0至98.5摩尔％的范围内，还更优选在97.0至98.0摩尔％的范围内。原则上可用于电容器的市售聚丙烯的特征在于相当低的二甲苯冷可溶物(XCS)含量。因此，在本专利技术的另一个优选实施方案中，本专利技术的聚丙烯均聚物(A)的特征在于相当低的二甲苯冷可溶物(XCS)含量，即二甲苯冷可溶物(XCS)含量等于或低于2.0重量％，更优选等于或低于1.8重量％，还更优选等于或低于1.6重量％。因此，特别优选本专利技术的聚丙烯均聚物(A)的二甲苯冷可溶物(XCS)含量在0.3～2.0重量％的范围内，更优选在0.3～1.8重量％的范围内，还更优选在0.4～1.6重量％的范围内。二甲苯冷可溶物(XCS)的含量另外表明，聚丙烯均聚物(A)优选不含任何弹性体聚合物组分，如乙烯丙烯橡胶。换句话说，聚丙烯(PP)不应是多相聚丙烯，即由其中分散有弹性体相的聚丙烯基质组成的体系。这种体系的特征在于相当高的二甲苯冷可溶物含量。本专利技术中使用的术语“长链支化聚丙烯”是指与线型聚丙烯不同的其中聚丙烯主链具有侧链的支化聚丙烯，而非支化聚丙烯，即线性聚丙烯不具有侧链。侧链对聚丙烯的流变性具有显著影响。因此，线性聚丙烯和支化聚丙烯可以通过其在应力下的流动行为清楚地区分。支化可以通过使用特定的催化剂，即特定的单位点催化剂，或通过化学改性来实现。关于通过使用特定催化剂得到的支化聚丙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚丙烯组合物，包含：a)95.0‑99.9重量％的丙烯均聚物(A)，其具有：(i)根据ISO 1133测量的230℃下的熔体流动速率MFR2在1.5至10g/10min范围内；(ii)灰分含量<60ppm，b)0.1‑5.0重量％的长链支化聚丙烯(B)，和c)至多1000ppm的β‑成核剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.11 EP 14184408.41.聚丙烯组合物，包含：a)95.0-99.9重量％的丙烯均聚物(A)，其具有：(i)根据ISO1133测量的230℃下的熔体流动速率MFR2在1.5至10g/10min范围内；(ii)灰分含量<60ppm，b)0.1-5.0重量％的长链支化聚丙烯(B)，和c)至多1000ppm的β-成核剂。2.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述组合物的结晶温度(Tc)为120.0至130.0℃。3.根据权利要求1或2所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述聚丙烯组合物显示两个熔融峰，其中熔融温度Tmα在161.0至170.0℃的范围内，熔融温度Tmβ在148.0至160.0℃的范围内。4.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物，其特征在于，丙烯均聚物(A)是全同立构聚丙烯，其具有96.0％至99.5％的全同立构规整度。5.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物，其特征在于，根据ISO6427测量的所述丙烯均聚物(A)的二甲苯可溶物含量为0.3重量％至2.0重量％。6.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物，其特征在于，所述长链支化聚丙烯(B)具有：a)根据ISO16790：2005在200℃下测量的F30熔体强度为至少15cN；和b)根据ISO16790：2005在200℃下测量的熔体伸长率v30为至少200m/s。7.根据前述权利要求中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·吉萨斯，D·格洛格尔，F·雅各布斯，H·布劳恩，J·沃尔夫施文格，
申请(专利权)人：北欧化工公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT