聚丙烯复合物制造技术

纤维增强组合物，包括(a)包括乙烯和/或C4至C8α‑烯烃的聚丙烯无规共聚物(PP‑RACO)、(b)玻璃纤维(GF)和(c)作为粘合促进剂(AP)的极性改性聚丙烯，其中(i)包括乙烯和/或C4至C8α烯烃的聚丙烯无规共聚物(PP‑RACO)的根据ISO 1133测定的熔体流动速率MFR2(230℃)为至少2.5g/10min，(ii)玻璃纤维(GF)为切割玻璃纤维以及(iii)增强组合物中所包含的聚合物形成作为纤维增强组合物的基体的连续相。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有优异的冲击/刚性平衡和降低的排放的纤维增强聚丙烯组合物，以及其制备和应用。
技术介绍
聚丙烯是在很多
中使用的材料，增强聚丙烯尤其在之前只依赖非聚合物材料，特别是金属的领域中获得相关性。增强聚丙烯的一个特别的例子是玻璃纤维增强聚丙烯。通过选择聚丙烯的类型、玻璃纤维的量以及有时通过选择所用的偶联剂的类型能够修改组合物的性质。因此，现今的玻璃纤维增强聚丙烯对要求高刚性、耐热变形和既耐冲击又耐动态断裂负载的应用是完善的材料(实例包括发动机舱中具有承重功能的汽车零部件、用于聚合物车身面板的支撑部件、洗衣机和洗碗机部件)。然而，市售纤维增强材料的一个缺点是其有限的流动性和加工性。在玻璃纤维含量(通常范围在10至40重量％之间)和流动性(MFR)之间存在明显的负相关性的事实使得较难或不可能形成薄壁或其他易损部件。在本领域中有必要拥有优异的冲击/刚性平衡与增强的韧性结合的玻璃纤维(GF)增强聚丙烯(PP)等级。在此方面，关键参数是断裂应变(或断裂伸长率，εB)，对于PP\\GF等级断裂应变通常处于极低的水平，即<3.0％。该目标通常被认为难以实现，因为在通过化学反应获得的PP/GF复合物中GF涂料(表面涂层)和通常施加的粘合促进剂之间的结合限制了基体聚合物的变形。随着玻璃纤维的含量的增加，变形限制变得更强，但在另一方面，结合质量对材料的刚性和耐冲击性(韧性)起决定性作用。此外，目前聚合物加工者期望材料是低排放的，以满足监管部门和消费者持续上升的需求。Fujiyama M.和Kimura S.在“Effect of Molecular Parameters on the Shrinkage of Injection-Molded Polypropylene”(J.Appl.Polym.Sci.22(1978)1225-1241)中描述了PP均聚物、无规和抗冲共聚物与玻璃纤维的组合物，并其收缩性方面对其进行了研究。仅对聚合物进行了非常表面地表征，完全没有对玻璃纤维进行表征；缺少机械数据。WO 98/16359 A1描述包含玻璃和聚丙烯纤维的棒状PP颗粒，纤维具有颗粒的长度。芯包含GF和PP纤维的混合物，该纤维为PP均聚物或具有≤10重量％作为共聚单体的C2或C4-C10的无规共聚物，外壳包括PP均聚物和/或具有≤10重量％作为共聚单体的C2或C4-C10的无规共聚物和/或具有≤27重量％作为共聚单体的C2或C4-C10的PP抗冲共聚物。在此情况下使用的长玻璃纤维(LGF)一般更难以加工并递送到具有非常高度的取向性和机械各向异性的部件。EP 2062936 A1描述了具有>15重量％玻璃纤维的PP玻璃纤维组合物和包含基体相和至少两种分散弹性体组分的异相PP组合物，所述异相PP组合物具有>12重量％总共聚单体含量和≥20重量％弹性体相中的共聚单体含量。虽然所描述的组合物展示了良好的冲击强度，但仍然显示出非常有限的断裂应变。EP 2308923 B1描述了纤维增强组合物，其包括(a)EP-异相共聚物，(b)具有MFR≥500的PP均聚物或共聚物，和(c)具有良好的流动性的纤维。在EP 2062936 A1的情况下，所描述的组合物表现出非常有限的断裂应变。因此，虽然在纤维增强聚丙烯组合物的领域已经完成了许多开发工作，但是仍需要进一步地改善PP/GF等级。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供具有优异的断裂伸长率的纤维增强组合物。本专利技术进一步的目的是获得改善的机械性能如弯曲模量、冲击强度和断裂伸长率的平衡，同时降低排放。本专利技术的发现是，具有优异的冲击/刚性平衡且降低的排放的纤维增强材料可以通过将纤维包埋在单相α烯烃丙烯无规共聚物中来实现，其中该α烯烃丙烯无规共聚物是在茂金属催化剂存在下制备的。因此，本专利技术涉及纤维增强的组合物，其包括，基于纤维增强组合物的总重量，(a)50.0至84.5重量％茂金属催化的包括乙烯和/或C4-C8α-烯烃的聚丙烯无规共聚物(PP-RACO)，(b)15.0至45.0重量％玻璃纤维(GF)和(c)0.5至5.0重量％作为粘合促进剂(AP)的改性聚丙烯。其中(i)包含乙烯和/或C4至C8α-烯烃的聚丙烯无规共聚物(PP-RACO)的熔体流动速率MFR2(230℃)根据ISO 1133测定为至少2.5g/10min至高达15.0g/10min，(ii)玻璃纤维(GF)为切割玻璃纤维且(iii)增强组合物中所包含的完整聚合物形成作为纤维增强组合物的基体的连续相。具体实施方式丙烯无规共聚物(PP-RACO)包括乙烯和/或C4至C8α-烯烃的聚丙烯无规共聚物(PP-RACO)的根据ISO 1133测定的熔体流动速率MFR2(230℃)在至少2.5g/10min至高达15.0g/10min范围内，优选地在3.0g/10min至12.0g/10min范围内且更优选地在5.0g/10min至10.0g/10min范围内。也有可能的是使用一种以上PP-RACO，只要所有使用的PP-RACO形成一个单相，并且只要整个单相符合如本文中对包括乙烯和/或C4-C8α-烯烃的聚丙烯无规共聚物(PP-RACO)所描述的的物理和化学要求。但是特别优选的是在本专利技术的纤维增强组合物中只使用一种PP-RACO。聚丙烯无规共聚物(PP-RACO)包括丙烯和选自乙烯和/或至少一种C4至C8α-烯烃的共聚单体，优选地由丙烯和/或选自乙烯和至少一种C4至C8α-烯烃的共聚单体组成，优选地至少一种共聚单体选自由乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯和1-辛烯所组成的组，更优选地为乙烯和/或1-丁烯，最优选地为乙烯。因此，在一个优选的实施方案中，根据本专利技术的丙烯无规共聚物(PP-RACO)包括仅衍生自乙烯和丙烯的单元。聚丙烯无规共聚物(PP-RACO)的共聚单体含量在1.0至10.0重量％乙烯和/或C4至C8α-烯烃共聚单体范围内。优选地，共聚单体含量在2.0至9.8重量％范围内，更优选地在2.2至9.5重量％范围内，还更优选在2.5至9.0重量％范围内。此外，聚丙烯无规共聚物(PP-RACO)的二甲苯冷可溶物含量(XCS)在10.0至25.0重量％范围内，优选地在10.5至23.0重量％范围内，更优选地在11.0至20.0重量％范围内。进一步地，丙烯无规共聚物(PP-RACO)的根据ISO 11357-3测定的熔融温度为至少135℃，优选地为至少140℃，更优选地为至少142℃。熔融温度通常不高于160℃。进一步地，丙烯无规共聚物(PP-RACO)优选地以通过尺寸排阻色谱法(SEC)测定的相对窄的分子量分布为特征。重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)之间的比通常称为多分散性(Mw/Mn)，且优选地在1.5至6.5范围内，更优选地在2.0至6.0范围内，并且还更优选地在2.5至5.5范围内。此外，丙烯无规共聚物(PP-RACO)优选地以其单相性为特征，这意味着不存在对如上述所引用的文献EP 2062936 A1和EP 2308923 B1中所描述的高抗冲聚丙烯组合物来说典型的单独的弹性体相。这种单独的弹性体相的存在或不存在可以例如在高分辨显微镜(如电子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维增强组合物，包括基于所述纤维增强组合物的总重量，(a)50.0至84.5重量％茂金属催化的包括乙烯和/或C4‑C8α‑烯烃的聚丙烯无规共聚物(PP‑RACO)，(b)15.0至45.0重量％玻璃纤维(GF)和(c)0.5至5.0重量％作为粘合促进剂(AP)的改性聚丙烯；其中，(i)所述包含乙烯和/或C4至C8α‑烯烃的聚丙烯无规共聚物(PP‑RACO)的根据ISO 1133测定的熔体流动速率MFR2(230℃)为至少2.5g/10min至高达15.0g/10min，(ii)所述玻璃纤维(GF)为切割玻璃纤维，以及(iii)增强组合物中所包含的完整聚合物形成作为所述纤维增强组合物的基体的连续相。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.14 EP 14155222.41.一种纤维增强组合物，包括基于所述纤维增强组合物的总重量，(a)50.0至84.5重量％茂金属催化的包括乙烯和/或C4-C8α-烯烃的聚丙烯无规共聚物(PP-RACO)，(b)15.0至45.0重量％玻璃纤维(GF)和(c)0.5至5.0重量％作为粘合促进剂(AP)的改性聚丙烯；其中，(i)所述包含乙烯和/或C4至C8α-烯烃的聚丙烯无规共聚物(PP-RACO)的根据ISO 1133测定的熔体流动速率MFR2(230℃)为至少2.5g/10min至高达15.0g/10min，(ii)所述玻璃纤维(GF)为切割玻璃纤维，以及(iii)增强组合物中所包含的完整聚合物形成作为所述纤维增强组合物的基体的连续相。2.根据权利要求1所述的纤维增强组合物，其中所述聚丙烯无规共聚物(PP-RACO)包括1.0至10.0重量％乙烯和/或C4-C8α-烯烃。3.根据权利要求1或2所述的纤维增强组合物，其中所述聚丙烯无规共聚物(PP-RACO)的根据ISO 16152(25℃)测定的二甲苯冷可溶物含量(XCS)在10至25重量％范围内。4.根据前述任一权利要求所述的纤维增强组合物，其中所述聚丙烯无规共聚物(PP-RACO)的通过尺寸排阻色谱法测定的多分散性(Mw/Mn)在1.5至6.5范围内。5.根据前述任一权利要求所述的纤维增强组合物，其中所述粘合促进剂(AP)是接枝有极性基团，优选地马来酸酐基团的聚丙烯均聚物或聚丙烯共聚物。6.根据前述任一权利要求所述的纤维增强组合物，其中根据ISO 527-2(十字头速度1mm/min)在23℃测定的总体拉伸模量为至少2500MPa。7.根据前述任一权利要求所述的纤维增强组合物，其中根据ISO 527-2(十字头速度50mm/min)在23℃测定的断裂拉伸应变为至少4.0％。8.根据前述任一权利要求所述的纤维增强组合物，其中根据VDA 278:2002测定的挥发性有机化合物(VOC)的含量等于或低于50ppm。9.根据前述任一权利要求所述的纤维增强组合物，其中根据VDA 278:2002测定的雾化化合物(FOG)的含量等于或低于130ppm。10.根据权利要求1所述的纤维增强组合物，其中所述聚丙烯无规共聚物(PP-RACO)通过在催化剂存在下使丙烯和乙烯和/或C4-8...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢卡·博拉格诺，科奈利亚·泰宁戈，马库斯·加莱特纳，
申请(专利权)人：博里利斯股份公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT