具有改善的刚度/冲击平衡的高流动多相聚烯烃组合物制造技术

高流动成核的多相聚烯烃组合物、用于制备这种多相聚烯烃组合物的方法、由其制得的制品以及所述多相聚烯烃组合物的应用，所述多相聚烯烃组合物包括含有丙烯均聚物和/或共聚物的基质和分散在基质中的弹性体α‑烯烃共聚物相，所述多相聚烯烃组合物不仅具有相当高的熔体流动速率、改善的冲击强度，而且还具有优异的冲击/刚度平衡。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改善的刚度/冲击平衡的高流动多相聚烯烃组合物
本专利技术涉及一种高流动成核的多相聚烯烃组合物，该多相聚烯烃组合物包含含有丙烯均聚物和/或共聚物的基质以及分散在该基质中的弹性体α-烯烃共聚物相，该多相聚烯烃组合物不仅具有相当高的熔体流动速率、改善的冲击强度，而且具有优异的冲击/刚度平衡。本专利技术还涉及用于制备这种多相聚烯烃组合物的方法、由其制得的制品和该多相聚烯烃组合物的应用。
技术介绍
聚合物(如聚丙烯)越来越多地应用于不同要求的应用。同时，在不断寻找满足这些应用要求的量身定制的聚合物。这些要求具有挑战性，这是因为许多聚合物性能直接或间接地相互关联，即改善特定性能只能以牺牲另一种性能为代价来实现。例如，可以通过提高结晶度和/或组合物中均聚物的相对含量来改善刚度。结果是，材料变得更脆，从而导致冲击性能不良。此外，随着熔体流动速率的增加，刚度可以得到改善，但是冲击性能却会再次显著下降。因此，聚合物的冲击性能和熔体流动以相互矛盾的方式表现。已知，聚丙烯的冲击强度可以通过将橡胶相分散在聚合物基质中从而获得多相聚丙烯组合物来改善。市场对可以以较薄的壁厚来制得的轻质消费品包装的需求日益增长，这是因为这样的消费品包装可以节省能源和材料。为了提供具有这些特征的材料，需要开发具有良好冲击性能的高刚度材料。高刚度能够使包装制品的壁厚较薄。此外，由于在较短的冷却时间内达到样品脱模所需的一定刚度，因此可以缩短循环时间。此外，材料应显示出高流动性。否则，壁厚薄的试样的注射模塑是不可能的。由于高立构规整性的较短聚合物链，故而高流动材料通常显示出高刚度。然而，由于较短聚合物链形成的缠结较少，因此冲击性能降低。因此，具有挑战性的是获得一种材料，即具有高流动性和高刚度/冲击平衡的多相聚烯烃组合物。这种多相聚烯烃组合物可以是多相丙烯共聚物，其包含基质，该基质是丙烯均聚物或无规丙烯共聚物，该基质中分散有含有丙烯共聚物橡胶(弹性体)的非晶相(amorphousphase)。因此，聚丙烯基质含有不是基质的一部分的(细)分散的内含物，并且所述内含物含有弹性体。术语“内含物”表示基质和内含物在多相丙烯共聚物内形成不同的相，所述内含物例如通过高分辨率显微镜可见，如通过电子显微镜或扫描力显微镜或原子力显微镜可见，或通过动态机械热分析(DMTA)可见。此外，多相聚丙烯可以在某种程度上含有结晶聚乙烯，该结晶聚乙烯是制备多相丙烯共聚物得到的副反应产物。由于热力学原因，这种结晶聚乙烯作为非晶相的内含物而存在。已经根据各个要求描述了许多不同类型的多相体系。从WO2009/129873已知：具有高纯度的多相丙烯共聚物显示出降低的挥发物含量、降低的雾化和降低的己烷可溶物含量。这些高纯度多相丙烯共聚物是在特定的齐格勒-纳塔主催化剂(Ziegler-Nattaprocatalyst)以及特定的外部供体的存在下用多步聚合法制备的，该主催化剂含有低级醇与邻苯二甲酸酯的酯交换产物。然而，对不含邻苯二甲酸类化合物的聚合物有着普遍的市场需求。从WO2010/049448中可知其它的多相丙烯共聚物。这些高纯度多相丙烯共聚物也是在特定的齐格勒-纳塔主催化剂以及特定的外部供体的存在下，用多步聚合法制备的，该主催化剂含有低级醇与邻苯二甲酸酯的酯交换产物。然而，该申请中所述的产品具有有限的冲击强度。然而，这样的邻苯二甲酸酯类化合物中的一些被怀疑会产生负面的健康和环境影响。此外，市场上对于适用于各种应用(例如，在包装和医学应用以及个人护理或个人卫生领域)的“不含邻苯二甲酸酯的聚丙烯”的需求日益增加。通过引用并入本文的WO2012007430也是数量有限的专利申请中的一个例子，其描述了基于柠康酸酯作为内部供体的不含邻苯二甲酸酯的催化剂。然而，到目前为止，用具有柠康酸酯组合物作为内部供体的催化剂制备的聚丙烯的机械性能无法满足所有期望的要求，特别是在刚度/冲击平衡方面。因此，仍然需要下述多相聚丙烯组合物：其表现出高流动性和改进的冲击/刚度平衡，并且特别适用于薄壁注射塑模应用。因此，本专利技术的一个目的是提供这样的材料。本专利技术的另一个目的是提供一种具有上述独特性能平衡的聚丙烯组合物，该聚丙烯组合物可通过多反应阶段工艺获得。因此，本专利技术的一个目的是提供这样的材料。本专利技术的另一个目的是提供一种具有上述独特性能平衡的聚丙烯组合物，该聚丙烯组合物可通过多阶段反应工艺获得。本专利技术基于以下发现：上述目的可通过包含特定基质和橡胶设计的、具有相当高的熔体流动速率的成核的多相聚烯烃组合物来实现。因此，本专利技术涉及一种成核的聚丙烯组合物和由其制得的制品，它们满足更高的刚度-冲击要求，并且优选地还满足法律和健康和环境要求。在特定实施方式中，本专利技术还涉及适用于制备成核的聚丙烯组合物的聚合方法。
技术实现思路
本专利技术涉及一种多相丙烯共聚物(HECO)，其包含：(a)基质(M)，所述基质(M)是聚丙烯(PP)，所述聚丙烯(PP)包含至少两种聚丙烯部分(PP1)和(PP2)和可选的第三聚丙烯部分(PP3)；所述基质(M)根据ISO1133在230℃和2.16kg负载下测定的基质熔体流动速率(MFRM)在50.0～1000.0g/10min的范围内，和(b)弹性体丙烯共聚物(EPC)，所述弹性体丙烯共聚物(EPC)是丙烯和乙烯和/或具有4-10个碳原子的α-烯烃的共聚物，并且所述弹性体丙烯共聚物(EPC)分散在所述基质(M)中，所述弹性体丙烯共聚物(EPC)包含至少一种丙烯共聚物部分(EPC1)和可选的第二丙烯共聚物部分(EPC2)，其中，弹性体丙烯共聚物(EC)是多相丙烯共聚物(HECO)根据ISO16152在25℃下测定的二甲苯冷可溶部分(XCS)，并且根据ISO1628-1(在135℃于萘烷中)测量的特性粘度(iV)在2.0dl/g～4.0dl/g范围内，(c)可选地，包含具有3-10个碳原子的α-烯烃的结晶乙烯共聚物(CEC)，所述结晶乙烯共聚物(CEC)作为(b)的分散颗粒的内含物存在于组合物中，和(d)聚合成核剂(PNA)，(i)所述多相丙烯共聚物(HECO)根据ISO1133测量的总熔体流动速率(MFRT)(230℃)在25.0g/10min～250g/10min的范围内。与其它多相聚丙烯组合物相比，特定组合，特别是组分(a)、(b)和(d)的特定组合使得组合物具有改进的刚度/冲击平衡。在本专利技术的第一个实施方式中，多相聚丙烯组合物不含邻苯二甲酸酯及它们各自的分解产物；优选地，多相聚丙烯组合物不含邻苯二甲酸类化合物以及它们各自的分解产物。根据本专利技术，术语“邻苯二甲酸类化合物”是指邻苯二甲酸(CAS号：88-99-3)、其与脂肪族、脂环族和芳香族醇的单酯和二酯以及邻苯二甲酸酐。在本专利技术的另一个实施方式中，多相聚丙烯组合物包含：(a)基质(M)，所述基质(M)是聚丙烯(PP)，所述聚丙烯(PP)包含三种聚丙烯部分(PP1)、(PP2)和第三聚丙烯部分(PP3)，其中聚丙烯(PP)是无规丙烯共聚物(R-PP)或丙烯均聚物(HPP)，后者是优选的，和(b)弹性体丙烯共聚物(EPC)，所述弹性体丙烯共聚物(EPC)是丙烯和乙烯和/或具有4-10个碳原子的α-烯烃的共聚物，并且所述弹性体丙烯共聚物(EPC)分散在所述基质(M)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多相丙烯共聚物(HECO)，包含：(a)基质(M)，所述基质(M)是聚丙烯(PP)，所述聚丙烯(PP)包含至少两种聚丙烯部分(PP1)和(PP2)和可选的第三聚丙烯部分(PP3)，所述基质(M)根据ISO 1133在230℃和2.16kg负载下测定的基质熔体流动速率(MFRM)在50.0～1000.0g/10min的范围内，和(b)弹性体丙烯共聚物(EPC)，所述弹性体丙烯共聚物(EPC)是丙烯和乙烯和/或具有4‑10个碳原子的α‑烯烃的共聚物，所述弹性体丙烯共聚物(EPC)分散在所述基质(M)中，所述弹性体丙烯共聚物(EPC)包含至少一种丙烯共聚物部分(EPC1)和可选的第二丙烯共聚物部分(EPC2)，其中，所述弹性体丙烯共聚物(EC)是所述多相丙烯共聚物(HECO)根据ISO 16152在25℃下测定的二甲苯冷可溶部分(XCS)，根据ISO 1628‑1(在135℃于萘烷中)测量的特性粘度(iV)在2.0dl/g～4.0dl/g的范围内，(c)可选地，包含具有3‑10个碳原子的α‑烯烃的结晶乙烯共聚物(CEC)，所述结晶乙烯共聚物(CEC)作为(b)的分散颗粒的内含物存在于组合物中，和(d)聚合成核剂(PNA)，(i)所述多相丙烯共聚物(HECO)根据ISO 1133在230℃测量的总熔体流动速率(MFRT)在25.0g/10min～250g/10min的范围内。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.04 EP 16158605.21.一种多相丙烯共聚物(HECO)，包含：(a)基质(M)，所述基质(M)是聚丙烯(PP)，所述聚丙烯(PP)包含至少两种聚丙烯部分(PP1)和(PP2)和可选的第三聚丙烯部分(PP3)，所述基质(M)根据ISO1133在230℃和2.16kg负载下测定的基质熔体流动速率(MFRM)在50.0～1000.0g/10min的范围内，和(b)弹性体丙烯共聚物(EPC)，所述弹性体丙烯共聚物(EPC)是丙烯和乙烯和/或具有4-10个碳原子的α-烯烃的共聚物，所述弹性体丙烯共聚物(EPC)分散在所述基质(M)中，所述弹性体丙烯共聚物(EPC)包含至少一种丙烯共聚物部分(EPC1)和可选的第二丙烯共聚物部分(EPC2)，其中，所述弹性体丙烯共聚物(EC)是所述多相丙烯共聚物(HECO)根据ISO16152在25℃下测定的二甲苯冷可溶部分(XCS)，根据ISO1628-1(在135℃于萘烷中)测量的特性粘度(iV)在2.0dl/g～4.0dl/g的范围内，(c)可选地，包含具有3-10个碳原子的α-烯烃的结晶乙烯共聚物(CEC)，所述结晶乙烯共聚物(CEC)作为(b)的分散颗粒的内含物存在于组合物中，和(d)聚合成核剂(PNA)，(i)所述多相丙烯共聚物(HECO)根据ISO1133在230℃测量的总熔体流动速率(MFRT)在25.0g/10min～250g/10min的范围内。2.根据权利要求1所述的多相丙烯共聚物(HECO)，其包含：(a)基质(M)，所述基质(M)是聚丙烯(PP)，所述聚丙烯(PP)包含三种聚丙烯部分(PP1)、(PP2)和第三聚丙烯部分(PP3)，所述聚丙烯(PP)是无规丙烯共聚物(R-PP)或丙烯均聚物(HPP)，后者是优选的，和(b)弹性体丙烯共聚物(EPC)，所述弹性体丙烯共聚物(EPC)是丙烯和乙烯和/或具有4-10个碳原子的α-烯烃的共聚物，所述弹性体丙烯共聚物(EPC)分散在所述基质(M)中，所述弹性体丙烯共聚物(EPC)仅包含一种丙烯共聚物部分(EPC1)，(c)可选地，包含具有3-10个碳原子的α-烯烃的结晶乙烯共聚物(CEC)，所述结晶乙烯共聚物(CEC)作为(b)的分散颗粒的内含物存在于组合物中，和(d)聚合成核剂(PNA)。3.根据权利要求1所述的多相丙烯共聚物(HECO)，其包含：(a)基质(M)，所述基质(M)是聚丙烯(PP)，所述聚丙烯(PP)包含两种聚丙烯部分(PP1)和(PP2)，所述聚丙烯(PP)是无规丙烯共聚物(R-PP)或丙烯均聚物(HPP)，后者是优选的，和(b)弹性体丙烯共聚物(EPC)，所述弹性体丙烯共聚物(EPC)是丙烯和乙烯和/或具有4-10个碳原子的α-烯烃的共聚物，所述弹性体丙烯共聚物(EPC)分散在所述基质(M)中，所述弹性体丙烯共聚物(EPC)包含：(b-1)仅一种丙烯共聚物部分(EPC1)或(b-2)两种丙烯共聚物部分(EPC1)和(EPC2)，(c)可选地，包含具有3-10个碳原子的α-烯烃的结晶乙烯共聚物(CEC)，所述结晶乙烯共聚物(CEC)作为(b)的分散颗粒的内含物存在于组合物中，和(d)聚合成核剂(PNA)。4.根据权利要求2所述的多相丙烯共聚物(HECO)，其中，所有三种聚丙烯部分(PP1)(PP2)和(PP3)均为丙烯均聚物，所述三种聚丙烯部分的熔体流动速率彼此不同，其中，所述三种聚丙烯部分(PP1)、(PP2)和(PP3)中的一种根据ISO1133在230℃测量的熔体流动速率MFR2在1.0～15.0g/10min的范围内，所述三种聚丙烯部分(PP1)、(PP2)和(PP3)中的另一部分根据ISO1133在230℃测量的熔体流动速率MFR2在80.0～500.0g/10min的范围内，所述三种聚丙烯部分(PP1)、(PP2)和(PP3)中余下的聚丙烯部分根据ISO1133在230℃测量的熔体流动速率MFR2在10.0～300.0g/10min的范围内。5.根据权利要求2所述的多相丙烯共聚物(HECO)，其中，第一聚丙烯部分(PP1)根据ISO1133在230℃测量的熔体流动速率MFR2在80.0～500.0g/10min的范围内，第二聚丙烯部分(PP2)根据ISO1133在230℃测量的熔体流动速率MFR2在10.0～300.0g/10min的范围内，以及第三聚丙烯部分(PP3)根据ISO1133在230℃测量的熔体流动速率MFR2在1.0～15.0g/10min的范围内，并且，第一聚丙烯部分(PP1)的含量为30.0～45.0重量％，第二聚丙烯部分(PP2)的含量为25.0～40.0重量％，第三聚丙烯部分(PP3)的含量为5.0～20.0重量％，所有重量百分比以相对于所述基质计并且总计为所述基质的100％。6.根据权利要求3所述的多相丙烯共聚物(HECO)，其中，聚丙烯部分(PP1)和(PP2)都是丙烯均聚物，(PP1)部分的熔体流动速率高于(PP2)部分的熔体流动速率，MFR(PP1)/MFR(PP2)之比率在2～10的范围内。7.根据前述权利要求1～6中任一项所述的多相丙烯共聚物(HECO)，其中，所述弹性体丙烯共聚物(EPC)：a)是丙烯和乙烯的共聚物，所述共聚物的总乙烯含量在25.0～45.0重量％的范围内，优选在30.0～42.0重量％的范围内，更优选在32.0～41.0重量％的范围内，b)构成多相丙烯共聚物(HECO)的二甲苯冷可溶(XCS)部分的量，以多相丙烯共聚物为基准计，所述多相丙烯共聚物(HECO)的二甲苯冷可溶(XCS)部分的量在10.0～30.0重量％的范围内，以及c)根据ISO1628-1(在135℃于萘烷中)测量的特性粘度(iV)在2.0～4.0dl/g的范围内。8.根据前述权利要求中任一项所述的多...

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳迪娅·克尼泽尔，明娜·阿尔尼奥温特霍夫，卡尔海因茨·费里德里希，马库斯·加莱特纳，费里德里希·贝格尔，
申请(专利权)人：北欧化工公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT