用于精密注射成型应用的聚丙烯制造技术

本发明专利技术涉及ＭＦＲ小于１００ｇ／１０ｍｉｎ，或者有利地小于２１ｇ／１０ｍｉｎ的成核的、金属茂催化的聚丙烯均聚物，该聚丙烯可用于制备浇铸杯和浇铸中需要高的精密度和准确度的其它这类制品，例如接触透镜浇铸杯。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适用于精密注射成型应用例如接触透镜浇铸杯的改进型聚丙烯，更具体地说，本专利技术涉及适用于精密注射成型应用例如接触透镜浇铸杯的金属茂催化的聚丙烯。
技术介绍
多年以来，聚丙烯就被应用于浇铸杯和模具，其中希望杯内模塑的制品具有高的精密度和精确度。例如，US5,843,346中的接触透镜浇铸杯就是这样。浇铸杯的使用牵涉到在两个半聚丙烯杯之间的空隙中放入液体甲基丙烯酸酯型单体，并聚合以铸塑成接触透镜。刚性的、可透气的接触透镜和双焦点接触透镜是在制造时要求非常高的精密度和精确度的制品的一个具体实例。美国国家标准协会颁布的标准(ANSI标准Z80.2-1989)对刚性接触透镜限定了更严格的公差(直径、基础曲度、中心厚度和折光能力)。尽管聚丙烯被用于浇铸杯，但是仍然需要具有更好物理性能的、可改善在制备象刚性接触透镜那样的制品时所需要的准确公差的经济型聚丙烯。一些有关的聚丙烯公开在WO00/25916；EP0992516A2，0588208A2，0576970A1和US6,153,715，5,972,251，5,597,881，5,145,819中。特别是，需要现有技术不能提供的，由具有适于注射成型的融体流动速率的聚丙烯制成的制品，同时这种应用需要维持高的结晶度(全同立构规整度)、快速的结晶速率和窄的分子量分布。本专利技术的实施方案涉及这种改进。专利技术简述业已发现，当聚丙烯中包括适当的成核剂时，由具有适于注射成型的任何大小的融体流动速率(MFR)的聚丙烯制成的制品都能够用于精密应用。在一个实施方案中，MFR是适于注射成型的合适水平，一个实施方案中小于100g/10min，另一个实施方案中小于60g/10min，又一个实施方案中小于35g/10min。在一个理想的实施方案中，MFR小于21g/10min，其中该聚合物理想地具有高的结晶度，因此适合用于精密注射成型应用中。更具体地说，具有相对低的MFR和理想的高结晶度的金属茂催化的聚丙烯适合用于象接触透镜浇铸杯这样的应用。本专利技术的实施方案包括高精密度的制品例如浇铸杯，该制品含有全同立构聚丙烯，一个实施方案中，该聚丙烯的MFR小于35g/10min，另一个实施方案中小于21g/10min，Mw/Mn值为1.5-2.5。一个实施方案中，所述聚丙烯还具有149℃-159℃的熔点和119℃-126℃的结晶温度。在另一个理想的实施方案中，聚丙烯的MFR为12-19g/10min，另一个实施方案中为13-17g/10min。通常，在造粒过程中向所得聚丙烯中加入成核剂。聚丙烯中还可以加入其它添加剂，包括主抗氧剂、次抗氧剂和酸清除剂。本专利技术的实施方案还包括制备浇铸杯的方法，包括在金属茂催化剂体系存在下聚合丙烯，其中所得的造粒过的聚丙烯的MFR小于21g/10min。在某些实施方案中也可以加入添加剂和成核剂。在理想的反应条件下使用金属茂催化剂体系，同时加入成核剂，使所得聚丙烯具有快的结晶速率、高的结晶度和窄的分子量分布。金属茂催化剂体系可以以制备具有低MFR的聚丙烯的方式使用。一般将具有所需MFR的聚丙烯注射成型制成各种制品。特别是为了得到透镜浇铸杯，用下面描述的聚丙烯注射成型成透镜浇铸杯的前模具和后模具部分。专利技术详述业已发现，融体流动速率(MFR)小于100g/10min，理想地小于21g/10min并包括成核剂的成核的、金属茂催化的聚丙烯，具有能够用于精密应用例如用于成型可聚合制品的浇铸杯的性能。要求高精密度的可聚合制品的实例之一是接触透镜浇铸杯。适用于改进型聚丙烯的聚丙烯配方包括成核剂和任选的其它添加剂，由金属茂催化剂体系制成的聚合物(将在下面更详细地描述)。调整反应条件使最终MFR为适于注射成型应用的任何水平，例如等于或小于100g/10min。更具体地说，双反应器淤浆聚合方法的特征在于第一和第二反应器之间的温度差。可以控制反应器温度以实现希望的MFR水平。此外，由金属茂体系制成的聚丙烯的特征在于窄的分子量分布(Mw/Mn)。成核剂的加入在聚丙烯中得到了所需的结晶度水平。整个说明书的描述中提到了本专利技术各种实施方案的预期实施例。方法本文中所述方法制成了高度全同立构的聚丙烯。本文中所用术语“聚丙烯”是指丙烯衍生的单元和0.1-5wt％的至少一种乙烯和/或C4-C10α-烯烃衍生的单元的均聚物或共聚物。更具体地说，与类似条件下聚合的丙烯反应产物相比，这些方法制成的丙烯反应产物具有更低的MFR和提高的分子量。在本专利技术的实施方案之一中，这一点是在两段淤浆聚合体系中实现的，其中所述体系具有所需的低反应温度和两段之间所需的温差。然而，本文中所述聚合物可以在一段或多段气相聚合方法、淤浆聚合方法、本体聚合方法、连续聚合方法、溶液聚合方法或这些方法的任意组合中制成。更具体地说，本专利技术提供了一种制备具有适于注射成型的MFR的丙烯聚合物的方法，包括在合适的聚合条件下使金属茂催化剂体系与可聚合反应物例如丙烯单体接触，并回收丙烯聚合物。在一个实施方案中，金属茂催化剂可以是锆金属茂催化剂。另外，接触步骤可以包括氢气。以聚合温度下与液体丙烯平衡的气相浓度计，氢气的存在量(以ppm计)可以为100-50,000，理想地为500-20,000，最理想地为1,000-10,000。可聚合反应物的存在量可以为90-99.999wt％，理想地为93-99.997wt％，最理想地为95-99.995wt％。理想地，可以在其中催化剂位点保持相对不溶和/或固定的条件下通过烯烃的淤浆聚合来制备该聚合物，以使聚合物链形成之后快速固定。这种固定例如通过下述方法实现，(1)使用固体的不溶的催化剂，(2)在所得共聚物一般不溶于其中的介质中进行共聚合，和(3)维持聚合反应物和产物低于聚合物的晶体熔点。一般来讲，下面描述的以及在实施例中更详细描述的金属茂或金属茂负载催化剂组合物适合于聚合烯烃。适合聚合烯烃，特别是α-烯烃的聚合方法对于本领域技术人员来说是众所周知的，包括溶液聚合、淤浆聚合和低压气相聚合。在采用在单反应器、并联或串联反应器中进行的固定床、移动床、流化床或者淤浆工艺的已知操作模式中，金属茂负载催化剂组合物是特别有用的。一般来讲，可以使用上述聚合方法中的任何方法。当选择的烯烃是丙烯时，常用的丙烯聚合方法是利用两段淤浆工艺进行的方法，其中聚合介质可以是液体单体例如丙烯，或者烃溶剂或稀释剂，有利的是脂族烷属烃例如丙烷、异丁烷、己烷、庚烷、环己烷等，或芳族稀释剂例如甲苯。在本专利技术中，聚合温度可以是被认为是低温的温度，例如低于50℃，理想地为0℃-30℃，或者可以是更高的温度范围，例如高达大约150℃，理想地为50℃至高达大约80℃，或者是所示端点之间的任何温度。压力可以在大约100-大约700psia(0.69-4.8Mpa)之间。进一步的描述参见US5,274,056和4,182,810以及WO94/21962。根据常规技术，在典型的淤浆或气相反应方法中，还可以使用预聚合来进一步控制聚合物颗粒形态。例如，这可以通过预聚合C2-C6α-烯烃一有限时间来实现。随后，预聚合的催化剂可用于上面提到的聚合方法中。以类似的方式，在被预先聚合的聚合物覆盖的载体上的活化催化剂也能够用于这些聚合方法中。另外，有利的是通过脱除或中和毒物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有全同立构聚丙烯的精密注射成型制品，该聚丙烯的ＭＦＲ小于１００ｇ／１０ｍｉｎ，其中该聚丙烯还包括一种成核剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：CR波特诺伊，KR丘德格，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]