用于聚丙烯的纳米尺度β-成核剂制造技术

本发明专利技术涉及纳米尺度的二羧酸盐分散体的生产方法、这些分散体用于生产复合物的用途以及用于生产薄膜的用途。本发明专利技术还涉及所述复合物用于生产薄膜的用途。

【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聚丙烯的纳米尺度β-成核剂、用于增加聚丙烯中β-晶体改型的份额的方法以及多孔薄膜。
技术介绍
除了非晶相之外，已知聚丙烯还具有三种不同的结晶相，即α-、β-和Y-相。在将聚丙烯熔体冷却后，通常主要形成^!-晶型？？。在聚丙烯熔体冷却期间使用某种温度控制，可以产生增加的β-结晶相份额。通过这种方式产生的β-晶型PP的份额总计低于 10% (第一次加热)。与单斜a-改型相比，PP的六方β-改型的特征在于具有更好的机械性能，例如更好的冲击强度和耐应力开裂性。此外，与熔点为至少160°C的a -改型相比， 聚丙烯的β_改型具有140_155°C的明显更低的熔点。因此，在许多应用中，β_晶型PP的份额增加对聚丙烯的某些性能特征具有有益效应。因此，在过去开发了在熔体冷却后产生高的β_改型聚丙烯份额的添加剂，即所谓的β_成核剂或β_晶核形成剂。在德国专利1188278中，描述了将颜料Y -喹吖啶酮作为高活性β _晶核形成剂。 然而，该成核剂的缺点是强烈的红色着色和缺乏热稳定性。在美国专利3，540，979中，描述了将邻苯二甲酸的钙盐作为热稳定的成核剂。该成核剂的缺点是活性低。使用其获得的 β -晶型PP的份额最多达到70% (K O. 5-0. 7)。在DE 3 610 644中描述了碳酸钙和有机二羧酸的双组分成核系统。然而，在实践中，这种成核系统显示出可变的活性。在DE 4 420 989中，描述了 DE 3 610 644中所述的二羧酸钙盐的直接使用。在EP 0557721中描述了各种二羧酰胺、特别是N，N-二环己基-2， 6_萘-二羧酰胺类的β_成核效果。这种晶核形成剂的缺点是生产过程中高的离析物成本以及复杂的合成步骤。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于生产β_晶型聚丙烯的改进的β_成核剂和方法，以及用于产生高透气性薄膜的改进方法。使用这种方法，将能够以可重复和可靠的方式获得高的β_份额。所述方法应该是简单并可高效执行的。使用β_成核剂的改型必须不损害聚丙烯的常用重要性能特征。生产多孔薄膜的操作可靠性应该得到改进。该目的通过用于生产非水性液相与分散的碱土金属二羧酸盐的稳定分散体的方法得到解决，其中使脂族二羧酸与碱土金属盐在水性溶液中反应生成碱土金属二羧酸盐， 随后对碱土金属二羧酸盐进行分离和干燥，其中将该干燥的二羧酸盐悬浮并分散在非水性液相中，直至形成稳定的分散体。对于本专利技术来说，分散体是指其中二羧酸盐作为固体存在于连续液相中，作为分散相精细分布的非均相混合物，其中所述盐不溶解或几乎不溶解在所述液相中。两相也不形成化学复合物。分散体的另一个特征在于下述事实，即各个相彼此分离，即不相互溶解，并且可以通过物理方法例如过滤、离心再次彼此分离。稳定的分散体基本上不再通过自身、例如通过沉降而分离。对于本专利技术来说，非水性相是指在室温下为液体并且水含量总计< I重量％的有机化合物,例如醇、低级烷烃、酮和类似的液体。对于本专利技术来说，干燥取决于给定的上下文，是指水或水分的除去以及非水性液相的分离。该目的还通过用于生产聚丙烯与纳米尺度的二羧酸盐的复合物的方法得到解决， 其中从根据权利要求I至6中的任一项所述的方法生产的分散体中除去非水性液相，将剩余的二羧酸盐粉末与粉末或颗粒形式的聚丙烯混合，随后将由此获得的预混物熔化并挤出成颗粒状复合物。对于本专利技术来说，复合物是指至少一种聚丙烯与作为添加剂的二羧酸盐的均匀混合物。同样地，所述目的通过用于生产聚丙烯与纳米尺度的二羧酸盐的复合物的方法得到解决，其中将根据权利要求I至6中的任一项所述的方法生产的分散体与粉末或颗粒形式的聚丙烯混合，从该混合物中除去非水性相，随后将由此获得的预混物熔化并挤出成颗粒状复合物。最后，所述目的还通过下述方法得到解决，即用于生产具有增加的β -晶型聚丙烯份额的聚丙烯的方法，其中将根据权利要求7或8所述的方法生产的复合物，如果需要与其它聚丙烯和/或其它聚合物和/或其它添加剂混合，在至少150°C的温度下熔化随后冷却，从而使得冷却的聚丙烯熔体具有增加的β -晶型聚丙烯份额；以及用于生产具有至少一个多孔层的双轴拉伸聚丙烯薄膜的方法，其中将根据权利要求7或8所述的方法生产的复合物，如果需要与其它聚丙烯和/或其它聚合物和/或其它添加剂混合，在至少 150°C的温度下熔化、通过平头注嘴挤出或共挤出并在冷却辊上冷却，从而使得冷却的预膜 (pre-film)具有增加的β _晶型聚丙烯份额，随后将预膜加热并在纵向和横向上拉伸，并且其中选择纵向拉伸期间的温度从而使得预膜的β_晶型聚丙烯被转变成聚丙烯的α-改型。从属权利要求描述了本专利技术的优选实施方式。具体实施例方式本专利技术是基于下述发现，即在将含有纳米尺度的二羧酸盐的聚丙烯熔体冷却后， 这些纳米尺度的二羧酸盐导致形成高的β_晶型聚丙烯份额(在此后也被称为β-份额)。 由于纳米尺度的二羧酸盐的粒度与可见光的波长相比相当小，因此所述具有高β_份额的冷却的熔体形成透明的PP基质。一般来说，纳米尺度的二羧酸盐具有I至500nm、优选5至 300nm的粒度，同时其中包含的粒度> I μ m的颗粒或附聚物少于3%，优选为> O至< 1%。 因此，所述纳米尺度的二羧酸盐的平均粒度也在所述I至500nm、优选5至300nm的范围内。对于本专利技术来说，纳米尺度的二羧酸盐包含盐，其所基于的脂族二羧酸具有至少4 至15个C原子，特别是5至10个C原子。特别优选的是庚二酸或辛二酸的盐，例如庚二酸钙或辛二酸钙。也可以使用多种二羧酸盐的混合物。一般来说，碱土金属盐是优选的，然而原则上也可以使用其它二价金属盐，例如基于二价铁、镍、锌等的盐。所述纳米尺度的二羧酸盐的合成，通过脂族二羧酸例如庚二酸或辛二酸，与二价金属盐例如氯化物、碳酸盐或氢氧化物，优选碱土金属盐例如碱土金属氯化物、碱土金属碳酸盐或碱土金属氢氧化物，在水性溶液中的本身已知的沉淀反应来进行。碱土金属氢氧化物例如Ca(OH)2是优选的，这是由于避免了作为副产物的盐酸或CO2的形成。对于该反应， 一般使用脂族二羧酸的水性溶液。将脂族二羧酸置于水中并在搅拌下加热直到脂族二羧酸溶解，例如70至95°C、优选75至90°C的温度。随后，在搅拌下加入水性金属盐溶液，优选碱土金属盐溶液，特别是Ca(OH)2溶液。其中所述反应物以化学计算量使用。其中，二羧酸盐作为细微沉淀物沉淀。使用适合的方法将该沉淀的沉降物分离并干燥，例如在干燥箱中在 100-120°C下预干燥。随后例如在真空下、例如在真空干燥箱中，在约150至200°C下，进一步降低二羧酸盐的残留水分含量。优选地，干燥后的二羧酸盐的水含量总计为0-2重量％， 优选为> O至I重量％。通过这种方式，获得干粉状二羧酸盐。在干燥后，该粉末含有粒度为Ιμπι至超过100 μ m的附聚物，其中这些附聚物的主要部分具有约10 μ m的粒度。这些附聚物的份额一般来说在5%以上。根据本专利技术，在下一步中，将所述二羧酸盐悬浮在无水液相中。所述液相的水含量一般低于I重量％，优选为> O至< O. 8重量％。所述液相是例如在室温下为液体的低级烷烃例如己烷、庚烷，或醇例如乙醇、丁醇或异丙醇，或液体酮例如丙酮。也可以使用这些液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：德特勒夫·布施，多米尼克·克莱因，贝尔特拉姆·施米茨，
申请(专利权)人：特里奥凡德国有限公司及两合公司，
类型：发明
国别省市：