CN104245821B - 软质瓶 - Google Patents
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Abstract
模塑制品,其包含丙烯共聚物,该丙烯共聚物具有35~60wt%的二甲苯冷可溶物(XCS)含量和7.0~17.0wt%的共聚单体含量,其中进一步地,该丙烯共聚物满足不等式(I)
Description
技术领域
本发明涉及新的模塑制品,如含有软丙烯共聚物的吹模制品。
背景技术
聚合物越来越广泛地被用于不同要求的应用中。同时我们持续地寻求量身定制的聚合物,以满足这些应用的需求。因为许多聚合物性质直接或间接相关,所以需求具有挑战性。举例来说,多相体系因其良好的抗冲击性能而众所周知。这种多相丙烯共聚物包含基质,基质是丙烯均聚物或无规丙烯共聚物,其中分散着弹性体共聚物。因此,聚丙烯基质包含(细)分散的不是基质的一部分的内含物,并且所述内含物包含弹性体共聚物。术语“内含物”相应地表示基质和内含物在多相系统中形成了不同相,所述内含物例如通过如下方式可见:通过高分辨率显微镜比如电子显微镜或原子力显微镜,或通过动态力学热分析(DMTA),特别是在DMTA中,多相结构的存在可通过存在至少两个不同的玻璃化转变温度来辨别。
一个特定的软多相丙烯共聚物在WO 2008/141934 A1中被描述。这种多相丙烯共聚物具有相当低的熔融温度和较低的刚度。
然而,在吹模制品领域中必需具有良好的光学特性。
除了光学性质外,冲击也对吹模制品(如瓶子)的性能非常重要。较高的冲击使得这种制品能表现出良好的坠落试验行为。此外,材料应是相当柔软的,同时又保持相当低的己烷提取物的量。进一步地优选,这些性能在灭菌后也可以保持着高水平。
发明内容
因此,本发明的目的是提供柔软的、柔韧的,并且在具有同样良好的光学性能的同时又具有少量的己烷提取物的模塑制品。另一个目的是,灭菌后机械性能以及光学特性保持在高水平上。
本发明的发现是,该模塑制品必须包含具有相当高的共聚单体含量和二甲苯冷可溶物(XCS)含量的丙烯共聚物,其中,该二甲苯冷可溶物级分的特征是超高的丙烯含量,即具有至少80wt%的丙烯含量。
因此,在第一实施方式中,本发明涉及一种包含丙烯共聚物的模塑制品,其中模塑制品和/或丙烯共聚物具有:
(a)根据ISO 16152(25℃)测定的二甲苯冷可溶物(XCS)含量在35~60wt%的范围内,
(b)共聚单体含量在7.0~17.0wt%的范围内,
其中进一步地,模塑制品和/或丙烯共聚物满足不等式(I)
其中,
Co(total)是模塑制品的和/或丙烯共聚物的共聚单体含量[wt%],
Co(XCS)是模塑制品的和/或丙烯共聚物的二甲苯冷可溶物(XCS)级分的共聚单体含量[wt%]。
优选地,根据第一实施方式的模塑制品的和/或丙烯共聚物的二甲苯冷可溶物(XCS)级分的共聚单体含量在8.0~20.0wt%的范围内。
在本发明的第二实施方式中,该模塑制品包含丙烯共聚物,其中模塑制品和/或丙烯共聚物具有:
(a)根据ISO 16152(25℃)测定的二甲苯冷可溶物(XCS)含量在35~60wt%的范围内,
(b)共聚单体含量在7.0~17.0wt%的范围内,
其中进一步地,模塑制品的和/或丙烯共聚物的二甲苯冷可溶物(XCS)级分的共聚单体含量在8.0~20.0wt%的范围内。
优选地,根据第二实施方式的模塑制品和/或丙烯共聚物满足不等式(I)
其中,
Co(total)是模塑制品的和/或丙烯共聚物的共聚单体含量[wt%],
Co(XCS)是模塑制品的和/或丙烯共聚物的二甲苯冷可溶物(XCS)级分的共聚单体含量[wt%]。
我们惊讶地发现,这种模塑制品是非常柔软,柔韧的,并且含有少量的己烷提取物。此外,灭菌后瓶子的机械性能和光学性能也保持在一个较高的水平上。
下面,将更详细地定义第一实施方式和第二实施方式。
具体实施方式
模塑制品
优选地,根据本发明的模塑制品是吹模制品(挤出吹模,注射吹模或注射拉伸吹模的),比如挤出吹模制品。
如上所述,模塑制品的基本组分是如本文所定义的丙烯共聚物。因此,该模塑制品的主要组分是如本发明中所定义的丙烯共聚物。根据本发明的“主要组分”是指,以模塑制品的总重量为基准,模塑制品中存在的此组分必须为至少50wt%。因此,模塑制品可以包含另外的组分,如其它的聚合物,但其量不超过50wt%。在一个优选的实施方式中,本发明的模塑制品包含如本文所定义的丙烯共聚物作为唯一的聚合物组分。因此,模塑制品可以包括典型的添加剂,如抗氧化剂或着色剂,但除了本发明的丙烯共聚物外没有其它的聚合物。
因此,在一个优选的实施方式中,本发明涉及一种模塑制品,优选吹模制品,更优选挤出吹模制品,该挤出吹模制品包含如下详细定义的丙烯共聚物(即多相丙烯共聚物(RAHECO))为至少50wt%,优选至少70wt%,更优选包含至少80wt%,还更优选包含至少90wt%,还更优选包含至少95wt%,仍然还更优选包含至少99wt%。在一个优选的实施方式中,模塑制品,优选吹模制品,更优选挤出吹模制品,该挤出吹模制品包括丙烯共聚物,即由如下详细定义的多相丙烯共聚物(RAHECO)所组成。在一个具体实施方式中,吹模制品是吹模瓶,比如挤出吹模瓶。
对于制造模塑制品的施用工艺是在本领域技术人员的知识范围内。参考聚丙烯手册,Nello Pasquini,第二版,Hanser出版社。例如,在挤出吹模(EBM)工艺中,聚合物熔体首先通过管状模头被挤压进入空气中形成聚合物管,随后吹制所述聚合物管(在本技术领域中通常称为“坯”),直到该管的外缘到达模具的边界。相比注射成型而言,用吹塑聚合物管完全地覆盖模具壁是相当困难的,因为聚合物管和模具之间的空气必须被完全除去,而这是一个苛刻的工艺步骤。此外,聚合物管的内部不与模具相接触,因此只有很少的可能性会影响到管的内表面结构。其结果是,相比任何的注射模制品,它们的挤出吹模制品(如瓶子)通常显示出低劣的光学特性。例如,相比注射模制瓶或注射拉伸吹模制品(ISBM),挤出吹模瓶的内表面特性和/或其外表面特性通常是不均匀的(流动的线条,熔体破裂),从而导致较低的整体光泽度和透明度。
典型的模塑制品(瓶子),优选吹模制品(瓶子),更优选挤出吹模制品(瓶子),该模塑制品(瓶子)具有在0.1~1.0mm的范围内的壁厚。
进一步优选地,模塑制品显示出与按如下详述的丙烯共聚物相同的特性。在丙烯共聚物是模塑制品中的唯一聚合物的情况中,这是特别地保持准确性。因而,关于熔体流动速率、共聚单体类型,共聚单体总含量、二甲苯冷可溶物(XCS)级分中的共聚单体含量、二甲苯冷可溶物(XCS)级分的总量、熔融温度、不等式(I)和(II)、二甲苯冷可溶物(XCS)级分的特性粘度,相同的值和范围是适用于如对丙烯共聚物所描述的模塑制品。
丙烯共聚物
丙烯共聚物除包含丙烯外还包含共聚单体。优选地,丙烯共聚物除包含丙烯外还包含乙烯和/或C4~C12α-烯烃。因此,根据本发明的术语“丙烯共聚物”理解为包含源自如下物质的单元的聚丙烯,优选由源自如下物质的单元组成的聚丙烯:
(a)丙烯、以及
(b)乙烯和/或C4~C12α-烯烃。
因此,根据本发明的丙烯共聚物包含可与丙烯共聚的单体,例如共聚单体比如乙烯和/或C4~C12α-烯烃,特别是乙烯和/或C4~C8α-烯烃,例如1-丁烯和/或1-己烯。优选地,根据本发明的丙烯共聚物包含可与丙烯共聚的单体,特别由可与丙烯共聚的单体组成,该单体源自于由乙烯、1-丁烯和1-己烯所组成的组。更精确地,本发明的丙烯共聚物除包括丙烯外还包含源自乙烯和/或1-丁烯的单元。在优选实施方式中,根据本发明的丙烯共聚物仅包含源自乙烯和丙烯的单元。
进一步优选地,丙烯共聚物优选具有相当高的共聚单体总含量,其有利于该材料的柔软度。因此,要求丙烯共聚物的共聚单体含量为至少7.0wt%,优选在7.0~17.0wt%的范围内,更加优选在7.0~15.0wt%的范围内,更进一步优选在8.0~14.0wt%的范围内,还更优选在9.0~13.5wt%的范围内。
通过二甲苯冷可溶物(XCS)级分中的共聚单体的量对总的丙烯共聚物的共聚单体含量,可以进一步地限定本发明的丙烯共聚物。因此,优选地,丙烯共聚物满足不等式(I),更优选满足不等式(Ia),还更优选满足不等式(Ib),还更优选满足不等式(Ic):
其中,
Co(total)是丙烯共聚物的共聚单体含量[wt%],
Co(XCS)是丙烯共聚物的二甲苯冷可溶物级分(XCS)的共聚单体含量[wt%]。
因此,优选地,丙烯共聚物的二甲苯冷可溶物级分(XCS)的共聚单体含量相当适中。因此,优选地,丙烯共聚物的二甲苯冷可溶物级分(XCS)的共聚单体含量等于或小于25.0wt%,优选等于或小于20.0wt%,更优选在8.0~20.0wt%的范围内,还更优选在10.0~19.0wt%的范围内,还更优选在12.0~18.0wt%的范围内。
至于存在于二甲苯冷可溶物级分(XCS)中的共聚单体,参考丙烯共聚物所提供的信息。因此,在一个特定的实施方式中,二甲苯冷可溶物(XCS)级分包含可与丙烯共聚的单体,特别地由可与丙烯共聚的单体组成,该单体源自于由乙烯、1-丁烯和1-己烯所组成的组。更精确地,二甲苯冷可溶物(XCS)级分除包含丙烯之外还包含源自乙烯和/或1-丁烯的单元。在优选的实施方式中,二甲苯冷可溶物(XCS)级分仅包含源自乙烯和丙烯的单元。
本发明的丙烯共聚物的另一特征是其相当高的二甲苯冷可溶物(XCS)级分。因此,优选地,丙烯共聚物的二甲苯冷可溶物级分为至少35wt%,更优选在35~60wt%的范围内,还更优选在35~55wt%的范围内,还更优选在37~55wt%的范围内。
进一步优选地,丙烯共聚物的二甲苯冷可溶物(XCS)级分是由它的特性粘度来确定。低特性粘度(IV)值反映了低重均分子量。针对本发明,优选要求丙烯共聚物的二甲苯冷可溶物级分(XCS)的特性粘度(IV)等于或小于2.8dl/g,更优选在1.5dl/g至小于2.8dl/g的范围内,还更优选在1.8dl/g至小于2.6dl/g的范围内,还更优选在2.0~2.5dl/g的范围内。
优选要求丙烯共聚物是热机械稳定的,以便例如可以完成热灭菌工艺。因此,优选地,丙烯共聚物的熔融温度为至少145℃,更优选在145~160℃的范围内,还更优选在150~159℃的范围内,如在151~159℃的范围内。
通过相当低的熔体流动速率MFR2(230℃),可以进一步地限定根据本发明的丙烯共聚物。因此,丙烯共聚物的熔体流动速率MFR2(230℃)在大于0.5g/10min至2.5g/10min的范围内,更优选在大于0.5g/10min至2.0g/10min的范围内,还更优选在0.6~2.0g/10min的范围内,还更优选在0.7~2.0g/10min的范围内。
进一步优选地,丙烯共聚物的挠曲模量不大于350MPa,更优选在100~350MPa的范围内,更优选在150~300MPa的范围内。
关于光学特性,优选该丙烯共聚物具有:
(a)在1mm厚的注射成型试样上测定的灭菌前雾度低于35%,更优选低于30%,还更优选为15%至小于35%,还更优选为20~30%,
(b)在1mm厚的注射成型试样上测定的灭菌后雾度低于55%,更优选低于50%,还更优选为25%至小于55%,还更优选为35~50%,
此外,本发明的丙烯共聚物以其低含量的可萃取物为特征。因此,优选丙烯共聚物的己烷可溶物含量低于15.0wt%,更优选在2.5~15.0wt%范围内,还更优选在5.0~13.0wt%的范围内。
如上所述,本发明的丙烯共聚物以相当高含量的二甲苯冷可溶物(XCS)级分为特征。另一方面,丙烯共聚物也优选以相当高的熔融温度为特征。因此,本发明的丙烯共聚物是晶化聚合物和无定形材料的混合物。这种类型的聚合物被归为多相丙烯共聚物。多相丙烯共聚物包含聚合物基体比如(半)晶化聚丙烯,其中分散着无定形材料比如弹性丙烯共聚物。因此,在一个优选的实施方式中,本发明的丙烯共聚物是多相丙烯共聚物(RAHECO)。更精确地,本发明的丙烯共聚物为多相丙烯共聚物(RAHECO),该多相丙烯共聚物包含无规丙烯共聚物(R-PP)的基质(M)和分散于该基质中的弹性丙烯共聚物(E)。因此,该基质(M)包含不是基质(M)的一部分的(细)分散内含物,并且所述内含物含有弹性丙烯共聚物(E)。术语内含物表示基质和内含物在多相丙烯共聚物(RAHECO)内形成不同相,所述内含物例如通过如下方式可见:通过高分辨率显微镜,比如电子显微镜或扫描力显微镜。
优选地,根据本发明的多相丙烯共聚物(RAHECO)仅包含无规丙烯共聚物(R-PP)和弹性丙烯共聚物(E)作为聚合物组分。换句话说,该多相丙烯共聚物(RAHECO)可能含有其它的添加剂,但其它的聚合物以总的多相丙烯共聚物(RAHECO)为基准的量不超过5wt%,更优选不超过3wt%,如不超过1wt%。可能以如此低含量存在的另一种聚合物为聚乙烯,其是在多相丙烯共聚物(RAHECO)的制备中得到的副反应产物(详见以下内容)。因此,特别地优选,本发明的多相丙烯共聚物(RAHECO)仅包含无规丙烯共聚物(R-PP)、弹性丙烯共聚物(E)和如这段所述的含量的任选的聚乙烯。
优选地,基质(M)即无规丙烯共聚物(R-PP)和弹性丙烯共聚物(E)之间的重量比率为50/50~80/20,更优选为60/40~77/23,还更优选为62/38~75/25。
下面,更精确地定义该无规丙烯共聚物(R-PP)和该弹性丙烯共聚物(E)。
无规丙烯共聚物(R-PP)包含可与丙烯共聚的单体,例如共聚单体,如乙烯和/或C4~C12α-烯烃,特别是乙烯和/或C4-C8α-烯烃,如1-丁烯和/或1-己烯。优选地,根据本发明的无规丙烯共聚物(R-PP)包含可与丙烯共聚的单体,特别是由可与丙烯共聚的单体组成,该单体源自于由乙烯、1-丁烯和1-己烯所组成的组。更具体地,本发明的无规丙烯共聚物(R-PP)除包含丙烯外还包含源自乙烯和/或1-丁烯的单元。在优选的实施方式中,无规丙烯共聚物(R-PP)仅包含源自乙烯和丙烯的单元。
无规丙烯共聚物(R-PP)的共聚单体含量为至少4.0wt%,更优选为至少6.0wt%,还更优选在4.0~15.0wt%的范围内,还更优选在6.0~12.0wt%的范围内,还更优选在7.0~11.0wt%的范围内。
进一步优选地,丙烯共聚物满足不等式(II),更优选满足不等式(IIa),还更优选满足不等式(IIb),还更优选满足不等式(IIc),仍然还更优选满足不等式(IId):
其中,
Co(total)是丙烯共聚物的共聚单体含量[wt%],
Co(RPP)是无规丙烯共聚物(R-PP)的共聚单体含量[wt%]。
术语“无规”表示,无规丙烯共聚物(R-PP)的共聚单体以及第一丙烯共聚物组分(R-PP1)和第二丙烯共聚物组分(R-PP2)的共聚单体无规地分布在丙烯共聚物内。术语无规根据IUPAC理解(高分子科学基本术语表;IUPAC推荐1996)。
由于基质(M),即无规丙烯共聚物(R-PP)的共聚单体含量相当高,所以基质(M)具有相当量的二甲苯冷可溶物。因此,优选基质(M),即无规丙烯共聚物(R-PP)的二甲苯冷可溶物(XCS)级分的量等于或大于20wt%,更优选在20~45wt%的范围内,还更优选在25~43wt%的范围内,还更优选在30~42wt%的范围内。
优选地,无规丙烯共聚物(R-PP)的熔体流动速率MFR2(230℃)在0.3~5.0g/10min的范围内。在一个实施方式中,无规丙烯共聚物(R-PP)的熔体流动速率MFR2(230℃)在0.3~3.0g/10min的范围内,优选在0.3~2.5g/10min的范围内,更优选在0.5~2.0g/10min的范围内,如在0.5~1.0g/10min的范围内。
无规丙烯共聚物(R-PP)优选包含至少两种聚合物组分,比如两种或三种聚合物组分,它们都是丙烯共聚物。更优选地,无规丙烯共聚物(R-PP)包含如下组分,特别是由如下组分组成:第一丙烯共聚物组分(R-PP1)和第二丙烯共聚物组分(R-PP2)。优选地,第一丙烯共聚物组分(R-PP1)是共聚单体稀薄组分,而第二丙烯共聚物组分(R-PP2)是共聚单体富集组分。
因此,优选第一无规丙烯共聚物组分(R-PP1)的共聚单体含量等于或小于5.0wt%,更优选等于或小于4.0wt%,还更优选在0.5~5.0wt%的范围内,还更优选在0.5~4.0wt%的范围内,比如在1.0-3.5wt%的范围内。
当第一无规丙烯共聚物组分(R-PP)的共聚单体优选相当低时,它的二甲苯冷可溶物(XCS)也相当低。因此,优选第一无规丙烯共聚物组分(R-PP1)的二甲苯冷可溶物(XCS)级分的量等于或小于12.0wt%,更优选在3.0~12.0wt%的范围内,还更优选在4.0~11.0wt%的范围内,还更优选在5.0~10.0wt%的范围内。
另一方面,优选第二无规丙烯共聚物组分(R-PP2)的共聚单体含量为至少7.0wt%,更优选在7.0~20.0wt%的范围内,还更优选在9.0~19.0wt%的范围内,还更优选在10.0~18.0wt%的范围内。
第一无规丙烯共聚物组分(R-PP1)的共聚单体和第二无规丙烯共聚物组分(R-PP2)的共聚单体,分别地可与丙烯共聚,其是乙烯和/或C4~C12α-烯烃,特别是乙烯和/或C4~C8α-烯烃,例如,1-丁烯和/或1-已烯。优选第一无规丙烯共聚物组分(R-PP1)和第二无规丙烯共聚物组分(R-PP2),各自包含可与丙烯共聚的单体,特别由可与丙烯共聚的单体组成,该单体源自于由乙烯,1-丁烯和1-己烯组成的组。更具体地,第一无规丙烯共聚物组分(R-PP1)和第二无规丙烯共聚物组分(R-PP2),各自除包含丙烯外还包含源自乙烯和/或1-丁烯的单元。在优选的实施方式中,第一无规丙烯共聚物组分(R-PP1)和第二无规丙烯共聚物组分(R-PP2)包含相同的共聚单体,即仅包含乙烯。
优选地,第一无规丙烯共聚物组分(R-PP1)和第二无规丙烯共聚物组分(R-PP2)之间的重量比率为20/80~80/20,更优选为30/70~70/30。
如上所述,多相丙烯共聚物(RAHECO)的另一个组份是分散于基质(M),即无规丙烯共聚物(R-PP)中的弹性丙烯共聚物(E)。至于在弹性丙烯共聚物(E)中所使用的共聚单体,各自参照多相丙烯共聚物(RAHECO)和无规丙烯共聚物(R-PP)所提供的信息。因此,弹性丙烯共聚物(E)包含可与丙烯共聚的单体,例如共聚单体,如乙烯和/或C4~C12α-烯烃,特别是乙烯和/或C4~C8α-烯烃,例如1-丁烯和/或1-己烯。优选地,弹性丙烯共聚物(E)包含可与丙烯共聚的单体,特别由可与丙烯共聚的单体组成,该单体源自于由乙烯、1-丁烯和1-己烯所组成的组。更具体地,弹性丙烯共聚物(E)除包含丙烯外还包含源自乙烯和/或1-丁烯的单元。因此,在一个特别优选的实施方式中,弹性丙烯共聚物(E)仅包含源自乙烯和丙烯的单元。特别地优选,无规丙烯共聚物(R-PP)和弹性丙烯共聚物(E)包含相同的共聚单体。因此,在一个具体实施方式中,无规丙烯共聚物(R-PP)和弹性丙烯共聚物(E)仅包括丙烯和乙烯。
弹性丙烯共聚物(E)的共聚单体含量优选不大于25.0wt%,更优选不大于22.0wt%,还更优选在10.0~22.0wt%的范围内,还更优选在12.0~20.0wt%的范围内。
如本发明所定义的丙烯共聚物即多相丙烯共聚物(RAHECO),其可含有高达1.0wt%的添加剂比如成核剂和抗氧化剂,以及爽滑剂与防粘连剂。
本发明的丙烯共聚物,即多相丙烯共聚物(RAHECO),优选通过特定工艺获得。因此,本发明的丙烯共聚物,即多相丙烯共聚物(RAHECO),优选通过连续聚合工艺获得,所述工艺包括以下步骤:
(a)在第一反应器(R1)中聚合:
·丙烯、以及
·乙烯和/或C4~C12α-烯烃,优选乙烯,
获得第一聚合物组分,即第一无规丙烯共聚物组分(R-PP1);
(b)将第一聚合物组分,即第一无规丙烯共聚物组分(R-PP1)转移到第二反应器(R2);
(c)在第一聚合物组分即第一无规丙烯共聚物组分(R-PP1)存在下,在所述第二反应器(R2)中,聚合:
·丙烯、以及
·乙烯和/或C4~C12α-烯烃,优选乙烯,
获得第二聚合物组分,即第二无规丙烯共聚物组分(R-PP2);第一聚合物组分和第二聚合物组分形成第一混合物,即无规丙烯共聚物(R-PP);
(d)将所述第一混合物,即无规丙烯共聚物(R-PP)转移到第三反应器(R3);
(e)在第一混合物即无规丙烯共聚物(R-PP)存在下,在所述第三反应器(R3)中,聚合:
·丙烯、以及
·乙烯和/或C4~C12α-烯烃,优选乙烯,
获得第三聚合物组分,所述第三聚合物组分优选为弹性丙烯共聚物(E)的第一组分;第三聚合物组分和第一混合物即无规丙烯共聚物(R-PP),形成第二混合物;
(f)将所述第二混合物转移到第四反应器(R4)中;
(g)在第二混合物存在下,在所述第四反应器(R4)中,聚合
·丙烯、以及
·乙烯和/或C4~C12α-烯烃,优选乙烯,
获得第四聚合物组分,所述第四聚合物组分优选为弹性丙烯共聚物(E)的第二组分;第四聚合物组分和第二混合物形成丙烯共聚物,即多相丙烯共聚物(RAHECO),以及
(h)从第四反应器(R4)中除去丙烯共聚物。
优选在第二反应器(R2)、第三反应器(R3)和第四反应器(R4)之间闪蒸排出(flashout)单体。
术语“连续聚合工艺”表示,丙烯共聚物即多相丙烯共聚物(RAHECO),在串联连接的至少四个反应器、优选在四个反应器中制备。因此,本工艺至少包括第一反应器(R1),第二反应器(R2),第三反应器(R3)和第四反应器(R4)。术语“聚合反应器”应表示主要聚合发生。因此,如果该工艺由四个聚合反应器组成,那么该定义并不排除整个工艺包括例如在预聚合反应器中的预聚合步骤的选项。术语“由……组成”仅就主要聚合反应器是闭合方式。
如上所述,在第一、第二反应器中制备基质(M),即无规丙烯共聚物(R-PP)。更精确地说,在第一反应器(R1)中制备第一无规丙烯共聚物组分(R-PP1),而在第二反应器(R2)中制备第二无规丙烯共聚物组分(R-PP2)。
在第一反应器(R1)中使用的优选共聚单体与上述用于第一无规丙烯共聚物组分(R-PP1)的相同。因此,特别优选的共聚单体为乙烯、1-丁烯和1-己烯。在一个具体实施方式中,共聚单体为乙烯。
优选地,第一无规丙烯共聚物组分(R-PP1)和第二无规丙烯共聚物组分(R-PP2)之间的重量比率为20/80~80/20,更优选为30/70~70/30。
因此,在第一反应器(R1)中制备的第一无规丙烯共聚物组分(R-PP1)的共聚单体含量为等于或小于5.0wt%,更优选为等于或小于4.0wt%,更优选在0.5~5.0wt%的范围内,还更优选在0.5~4.0wt%的范围内,比如在1.0~3.5wt%的范围内。
在第二反应器(R2)中制备第二无规丙烯共聚物组分(R-PP2),从而获得无规丙烯共聚物(R-PP)。
第二反应器(R2)中使用的优选共聚单体与上述用于第一反应器(R1)的相同。因此,特别优选的共聚单体为乙烯、1-丁烯和1-己烯。在一个具体实施方式中,共聚单体为乙烯。
优选第二无规丙烯共聚物组分(R-PP2)的共聚单体含量为至少7.0wt%,更优选在7.0~20.0wt%的范围内,还更优选在9.0~19.0wt%的范围内,还更优选在10.0~18.0wt%的范围内。
因此,第二反应器(R2)中的整体共聚单体含量,即无规丙烯共聚物(R-PP)的共聚单体含量为至少4.0wt%,更优选为至少6.0wt%,还更优选在4.0~15.0wt%的范围内,还更优选在6.0~12.0wt%的范围内,还更优选在7.0~11.0wt%的范围内。
可与丙烯共聚的无规丙烯共聚物(R-PP)、第一无规丙烯共聚物组分(R-PP1)和第二无规丙烯共聚物组分(R-PP2)的共聚单体为乙烯和/或C4~C12α-烯烃,特别是乙烯和/或C4~C8α-烯烃,例如1-丁烯和/或1-己烯。优选地,无规丙烯共聚物(R-PP)、第一无规丙烯共聚物组分(R-PP1),和第二无规丙烯共聚物组分(R-PP2)包含可与丙烯共聚的单体,特别是由可与丙烯共聚的单体组成,该单体选自于由乙烯、1-丁烯和1-己烯所组成的组。更具体地说,无规丙烯共聚物(R-PP)、第一无规丙烯共聚物组分(R-PP1)和第二无规丙烯共聚物组分(R-PP2)除包含丙烯外还包含源自乙烯和/或1-丁烯的单元。在优选的实施方式中,无规丙烯共聚物(R-PP)、第一无规丙烯共聚物组分(R-PP1)和第二无规丙烯共聚物组分(R-PP2)包含相同的共聚单体,即仅包含乙烯。
进一步优选地,第一无规丙烯共聚物组分(R-PP1)即第一反应器(R1)中的聚合物的二甲苯冷可溶物(XCS)级分为等于或小于12.0wt%,更优选在3.0~12.0wt%的范围内,还更优选在4.0~11.0wt%的范围内,还更优选在5.0~10.0wt%的范围内。
另一方面,优选第二无规丙烯共聚物组分(R-PP2)即第二反应器(R2)中制得的聚合物的二甲苯冷可溶物(XCS)级分为等于或大于20wt%,更优选在25~95wt%的范围内,还更优选在40~90wt%的范围内。
因此,优选第二反应器中的整体二甲苯冷可溶物(XCS)含量,即无规丙烯共聚物(R-PP)的二甲苯冷可溶物(XCS)级分为等于或大于20wt%,更优选在20~45wt%的范围内,还更优选在25~43wt%的范围内,还更优选在30~42wt%的范围内。
优选地,第一无规丙烯共聚物组分(R-PP1)的熔体流动速率MFR2(230℃)优选在0.3~1.9g/10min的范围内,更优选在0.7~1.5g/10min的范围内。
另一方面,优选第二无规丙烯共聚物组分(R-PP2),即在第二个反应器(R2)中制备的聚合物的熔体流动速率MFR2(230℃)在0.4~1.0g/10min的范围内,更优选在0.4~0.9g/10min的范围内。
因此,第二反应器中的整体熔体流动速率MFR2(230℃),即无规丙烯共聚物(R-PP)的熔体流动速率MFR2(230℃),优选在0.3~5.0g/10min的范围内,更优选在0.3~3.0g/10min的范围内,还更优选在0.3~2.5g/10min的范围内,还更优选在0.5~2.0g/10min的范围内,比如在0.5~1.0g/10min的范围内。
因此,在第二反应器(R2)之后获得基质(M),即丙烯共聚物(即多相丙烯共聚物(RAHECO))的无规丙烯共聚物(R-PP)。随后将该基质(M)转移到第三反应器(R3)中,在其中制备弹性丙烯共聚物(E)的第一组分(步骤(e))。
第三反应器(R3)中所使用的优选共聚单体与上述用于第一反应器(R1)的相同。因此,特别优选的共聚单体为乙烯、1-丁烯和1-己烯。在一个具体实施方式中,共聚单体为乙烯。
所获得的第二混合物包含基质(M),在其中分散着弹性丙烯共聚物(E)的第一组分。优选所述第二混合物的共聚单体含量高于第二反应器(R2)的共聚单体含量。因此,优选第二混合物的共聚单体含量,(即步骤(e)后)为至少8.0wt%,优选在8.0~18.0wt%的范围内,更优选在8.0~15.0wt%的范围内,还更优选在9.0~14.0wt%的范围内。
第二混合物的另一个标志特征是其二甲苯冷可溶物(XCS)含量。因此,优选第二混合物的二甲苯冷可溶物(XCS)级分为至少30wt%,更优选为至少35wt%,还更优选在30~55wt%的范围内,还更优选在35~50wt%的范围内,还更优选在38~50wt%的范围内。
优选第二混合物的二甲苯冷可溶物(XCS)级分中的共聚单体含量为等于或小于20.0wt%,更优选在6.0~20.0wt%的范围内,还更优选在8.0~18.0wt%的范围内。
通过其特性粘度,可以进一步地限定第二混合物的二甲苯冷可溶物(XCS)级分。因此,优选第二混合物的二甲苯冷可溶物级分(XCS)根据ISO 1628/1(135℃下,萘烷中)测定的特性粘度(IV)为等于或小于2.6dl/g,更优选在1.5dl/g至小于2.6dl/g的范围内,还更优选在1.8dl/g至小于2.6dl/g的范围内,还更优选比如在2.0~2.5dl/g的范围内。
在步骤(f)中,将第二混合物转移到第四反应器(R4)。在第四反应器(R4)中,制备弹性丙烯共聚物(E)的第二组分(步骤(g))。
第四反应器(R4)中使用的优选共聚单体与上述用于第一反应器(R1)的相同。因此,特别优选的共聚单体为乙烯、1-丁烯和1-己烯。在一个具体实施方式中,共聚单体为乙烯。
这样获得的聚合物是丙烯共聚物,即本发明的多相丙烯共聚物(RAHECO)。
优选地,在步骤(g)后,多相丙烯共聚物(RAHECO)的熔体流动速率MFR2(230℃)在0.5~2.5g/10min的范围内,优选在0.5~2.0g/10min的范围内,更优选在0.6~2.0g/10min的范围内,比如在0.7~2.0g/10min的范围内。
优选步骤(g)后二甲苯冷可溶物(XCS)级分的共聚单体含量,即丙烯共聚物(即多相丙烯共聚物(RAHECO))的二甲苯冷可溶物(XCS)级分的共聚单体含量为等于或小于25.0wt%,优选等于或小于20.0wt%,更优选在8.0~20.0wt%的范围内,还更优选在10.0~19.0wt%的范围内,还更优选在12.0~18.0wt%的范围内。
步骤(g)后总的共聚单体含量,即丙烯共聚物(即多相丙烯共聚物(RAHECO))的总的共聚单体含量为至少7.0wt%,优选在7.0~17.0wt%的范围内,更优选在7.0~15.0wt%的范围内,还更优选在8.0~14.0wt%的范围内,还更优选在9.0~13.5wt%的范围内。
步骤(g)后共聚物,即丙烯共聚物(多相丙烯共聚物(RAHECO))也满足如上所述的不等式(I)。
在步骤(g)之后,第二混合物中和丙烯共聚物中的二甲苯冷可溶物(XCS)的量基本相同。这同样适用于各自的二甲苯冷可溶物(XCS)级分的特性粘度。
因此,丙烯共聚物,即多相丙烯共聚物(RAHECO)的二甲苯冷可溶物(XCS)级分为至少35wt%,更优选在35~60wt%的范围内,还更优选在35~55wt%的范围内,还更优选在37~55wt%的范围内。
进一步优选地,步骤(g)后丙烯共聚物根据ISO 1628/1(萘烷中,135℃下)测定的二甲苯冷可溶物(XCS)级分的特性粘度(IV)为等于或小于2.8dl/g,更优选为在1.5dl/g至小于2.8dl/g的范围内,还更优选在1.8至小于2.6dl/g的范围内,还更优选比如在2.0~2.5dl/g的范围内。
至于步骤(g)后丙烯共聚物即多相丙烯共聚物(RAHECO)的熔融温度,其可参照以上所提供的信息。
优选地,基质(M),即步骤(c)后丙烯无规共聚物(R-PP)与在步骤(e)到步骤(g)中制备的弹性丙烯共聚物(E)之间的重量比率为50/50~80/20,更优选为60/40~77/23,还更优选为62/38~75/25。
优选第一反应器(R1)为浆料反应器(SR),并且可以是在本体或浆料上操作的连续或简单搅拌的批次釜式反应器或环路反应器。本体意味着在反应介质中的聚合反应包含至少60%(W/W)的单体。根据本发明,浆料反应器(SR)优选为(本体)环路反应器(LR)。
优选地,第二反应器(R2)、第三反应器(R3)和第四反应器(R4)为气相反应器(GPR)。这种气相反应器(GPR)可以是任何机械混合反应器或流化床反应器。优选,该气相反应器(GPR)包含机械搅拌的流化床反应器,其具有至少0.2m/s的气体速度。因此,优选地,气相反应器为流化床型反应器,优选其具有机械搅拌器。
因此,在优选实施方式中,第一反应器(R1)是浆料反应器(SR)比如环路反应器(LR),而第二反应器(R2)、第三反应器(R3)和第四反应器(R4)是气相反应器(GPR)。因此,对于本发明工艺,使用串联连接的至少四个聚合反应器、优选为四个聚合反应器,即浆料反应器(SR)比如环路反应器(LR)、第一气相反应器(GPR-1)、第二气相反应器(GPR-2)与第三气相反应器(GPR-3)。视需要,在浆料反应器(SR)之前放置预聚合反应器。
优选的多阶段工艺是如由Borealis A/S,丹麦开发的“环路-气相”工艺(称为技术),其在下述专利文献,例如在EP 0 887 379,WO 92/12182,WO 2004/000899,WO2004/111095,WO 99/24478,WO 99/24479或WO 00/68315中所述。
进一步的合适的浆料-气相工艺是Basell公司的工艺。
优选地,在如上所述用于制备丙烯共聚物(即多相丙烯共聚物(RAHECO))的本发明工艺中,用于第一个反应器(R1),即步骤(a)的浆料反应器(SR)比如环路反应器(LR)的条件可以如下:
-温度是在40℃~110℃的范围内,优选在60℃~100℃之间,比如在68~90℃之间,
-压力是在20bar~80bar的范围内,优选在40bar~70bar之间,
-可以已知方式按秒添加氢以控制摩尔质量。
随后,将从步骤(a)得到的反应混合物转移到第二反应器(R2)(即第一气相反应器(GPR-1)),即到步骤(c)中,其中步骤(c)的条件优选如下:
-温度是在50℃~130℃的范围内,优选在60℃~100℃之间,
-压力是在5bar~50bar的范围内,优选在15bar~35bar之间,
-可以已知方式按秒添加氢以控制摩尔质量。
在第三反应器(R3),优选第二气相反应器(GPR-2)中的条件,以及在第四反应器(R4),优选第三气相反应器(GPR-3)中的条件,与第二反应器(R2)中的条件是相类似的。
在用于制备丙烯共聚物(即多相丙烯共聚物(RAHECO))的工艺的一个实施方式中,第一反应器(R1),即浆料反应器(SR)比如环路反应器(LR)中的停留时间在0.2~4小时的范围内,比如在0.3~1.5小时的范围内,以及在气相反应器中的停留时间通常为0.2~6.0小时,比如0.5~4.0小时。
视需要,可以在第一反应器(R1)中,即在浆料反应器(SR)比如环路反应器(LR)中,在超临界条件下以已知方式来进行聚合,和/或在气相反应器(GPR)中以冷凝(condensed)模式进行聚合。
优选地,该工艺还包括用如下详述的催化剂体系的预聚合,该催化剂体系包含齐格勒-纳塔主催化剂、外部供体(external donor)和任选的助催化剂。
在优选的实施方式中,预聚合是在液体丙烯中进行本体浆料聚合,即液相主要包含丙烯,以及少量其他反应物和任选的溶解于其内的惰性组分。
预聚合反应典型在0~50℃、优选10~45℃、更优选15~40℃的温度下进行。
预聚合反应器中的压力并不是关键的,但必须足够高,以保持反应混合物为液相。因此,压力可以为20~100bar,例如30~70bar。
催化剂组分优选都被引入预聚合步骤。然而,在固体催化剂组分(i)和助催化剂(ii)可以分开给料之处,其可以仅将一部分的助催化剂引入预聚合阶段,以及将其余部分引入后续的聚合阶段。同样在这种情况下,需要将如此多的助催化剂引入预聚合阶段,以至在此获得充分的聚合反应。
预聚合阶段也可以添加其他组分。因此,如本技术领域已知,将氢添加到预聚合阶段以控制预聚物的分子量。此外,抗静电添加剂可用于防止颗粒相互粘结或粘结在反应器壁上。
预聚合条件和反应参数的精确控制是本领域公知技术。
根据本发明,丙烯共聚物,即多相丙烯共聚物(RAHECO)在催化剂体系的存在下通过如上所述的连续聚合工艺获得,该催化剂体系包含齐格勒-纳塔催化剂和任选的外部供体,优选催化剂体系包含三种组分,即作为组分(i)的齐格勒-纳塔主催化剂,和作为组分(ii)的任选的有机金属助催化剂,以及作为组分(iii)的由式(IIIa)或式(IIIb)表示、优选由式(IIIa)表示的外部供体(external donor)。
该工艺通过分别使用齐格勒-纳塔催化剂体系(优选使用如下文中详述的齐格勒-纳塔催化剂体系),以及在第二反应器(R2)和/或在第三反应器(R3)和第四反应器(R4)中的特定的共聚单体/丙烯的比率而特别有效地运转。因此,优选地,
(a)共聚单体/丙烯的比率[Co/C3],比如在第二反应器(R2)中(即在步骤(c)中)的乙烯/丙烯比率[C2/C3],在30~200mol/kmol的范围内,更优选在40~150mol/kmol的范围内,
和/或
(b)共聚单体/丙烯的比率[Co/C3],比如在第三反应器(R3)中(即在步骤(e)中)的乙烯/丙烯的比率[C2/C3],在100~200mol/kmol的范围内,更优选在110~160mol/kmol的范围内,
和/或
(c)共聚单体/丙烯的比率[Co/C3],比如在第四反应器(R4)中(即在步骤(g)中)的乙烯/丙烯的比率[C2/C3],在100~200mol/kmol的范围内,更优选在110~160mol/kmol的范围内,
下面,将更详细地描述所使用的催化剂。
根据本发明使用的主催化剂通过如下步骤制备:
a)将喷雾晶化或乳液固化的MgCl2和C1-C2醇的加合物与TiCl4反应,
b)将步骤a)的产物与式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯反应
其中,R1'和R2'独立地为至少C5烷基,
该反应在所述C1-C2醇和所述式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯发生转酯化以形成内部供体的条件下进行,
c)洗涤步骤b)的产物,或者
d)任选地将步骤c)的产物与额外的TiCl4反应。
主催化剂例如如专利申请WO 87/07620、WO 92/19653、WO 92/19658和EP 0 491566中所述的来制备。这些文献的内容通过引用包含在文中。
首先形成MgCl2和C1-C2醇的加合物,其通式为MgCl2*nROH,其中R是甲基或乙基,并且n是1~6。优选乙醇用作醇类。
加合物,首先被熔融,然后喷雾晶化或者乳液固化后,用作催化剂载体。
在下面的步骤中,将喷雾晶化或乳液固化的通式为MgCl2*nROH(其中R是甲基或乙基,优选乙基,并且n是1~6)的加合物与TiCl4接触以形成钛化载体,随后进行如下步骤:
·将如下物质添加到所述钛化载体以形成第一产物:
(i)式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯,其中R1'和R2'独立地为至少C5-烷基,比如为至少C8-烷基,
或者优选地,
(ii)式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯,其中R1'和R2'相同,并且为至少C5-烷基,比如为至少C8-烷基,
或者更优选地,
(iii)选自由邻苯二甲酸丙基己基酯(PrHP)、邻苯二甲酸二辛基酯(DOP)、邻苯二甲酸二-异癸基酯(DIDP)和邻苯二甲酸二-十三烷基酯(DTDP)所组成的组的式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯,还更优选地,式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯为邻苯二甲酸二辛基酯(DOP),比如邻苯二甲酸二-异辛基酯或邻苯二甲酸二乙基己基酯,特别是邻苯二甲酸二乙基己基酯,
·使所述第一产物经过适宜的酯交换条件,即经过高于100℃,优选在100℃~150℃,更优选在130~150℃的温度下,以使得所述甲醇或乙醇与所述式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯的所述酯基团发生酯交换,从而形成优选至少80mol%、更优选至少90mol%、最优选至少95mol%的式(II)的邻苯二甲酸二烷基酯:
其中,R1和R2是甲基或乙基、优选乙基,
式(II)的邻苯二甲酸二烷基酯是内部供体,以及
·回收所述酯交换产物作为主催化剂组合物(组分(i))。
在优选的实施方式中,使式MgCl2*nROH(其中R是甲基或者乙基,并且n是1~6)的加合物熔融,然后优选地通过气体将该熔体注射到冷却的溶剂或冷却的气体中,由此使加合物晶化成形态上有利的形式,例如WO 87/07620中所述。
该晶化的加合物优选用作催化剂载体,并且与可用于本发明的主催化剂起反应,如WO 92/19658和WO 92/19653中所述。
当通过提取去除催化剂残余物时,获得钛化载体和内部供体的加合物,其中衍生自酯醇的基团已改变。
如果足够量的钛保持在载体上,则其将充当主催化剂的活性元素。
否则,在以上处理后重复钛化,以确保足够的钛浓度和由此的活性。
优选地,根据本发明使用的主催化剂含有至多2.5wt%、优选至多2.2wt%、更优选至多2.0wt%的钛。其供体含量优选为4~12wt%,更优选为6~10wt%。
更优选地,根据本发明使用的主催化剂已通过使用乙醇作为醇和邻苯二甲酸二辛基酯(DOP)作为式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯,以生成邻苯二甲酸二乙酯(DEP)作为内部供体化合物来制备。
还更优选地,根据本发明使用的催化剂是如在实施例部分中所述的催化剂,尤其使用邻苯二甲酸二辛基酯作为式(I)的邻苯二甲酸二烷基酯。
针对根据本发明的丙烯共聚物,即多相丙烯共聚物(RAHECO)的制备,所使用的催化剂体系优选除包含特定的齐格勒-纳塔主催化剂外还包含作为组分(ii)的有机金属助催化剂。
因此,优选从以下物质所组成的组中选择助催化剂:三烷基铝比如三乙基铝(TEA)、二烷基氯化铝和烷基倍半氯化铝。
所使用的催化剂体系的组分(iii)是由式(IIIa)或(IIIb)所表示的外部供体。式(IIIa)定义为:
Si(OCH3)2R2 5 (IIIa)
其中,R5表示为具有3~12个碳原子的支链烷基,优选具有3~6个碳原子的支链烷基,或者具有4~12个碳原子的环烷基,优选具有5~8个碳原子的环烷基。
特别优选地,R5是选自由下列物质所组成的组:异丙基、异丁基、异戊基、叔丁基、叔戊基、新戊基、环戊基、环己基、甲基环戊基和环庚基。
式(IIIb)定义为:
Si(OCH2CH3)3(NRxRy) (IIIb)
其中,Rx和Ry可相同或不同,且表示具有1~12个碳原子的烃基。
Rx和Ry独立地选自由下列物质所组成的组:具有1~12个碳原子的直链脂肪族烃基、具有1个到12个碳原子的支链脂肪族烃基和具有1~12个碳原子的环状脂肪族烃基。特别优选地,Rx和Ry独立地选自由下列物质所组成的组:甲基、乙基、正丙基、正丁基、辛基、癸基、异丙基、异丁基、异戊基、叔丁基、叔戊基、新戊基、环戊基、环己基、甲基环戊基和环庚基。
更优选地,Rx和Ry二者相同,还更优选Rx和Ry均是乙基。
更优选地,式(IIIb)的外部供体是二乙基氨基三乙氧基硅烷。
更优选地,外部供体选自由下列物质所组成的组:二乙基氨基三乙氧基硅烷[Si(OCH2CH3)3(N(CH2CH3)2)]、二环戊基二甲氧基硅烷[Si(OCH3)2(环戊基)2]、二异丙基二甲氧基硅烷[Si(OCH3)2(CH(CH3)2)2]和它们的混合物。最优选地,外部供体是二环戊基二甲氧基硅烷[Si(OCH3)2(环戊基)2]。
将如上所述的添加剂添加到,例如混入丙烯共聚物,即多相丙烯共聚物(RAHECO)中。
传统的复合设备或混合设备,如班伯里密炼机(Banbury mixer)、双辊橡胶研磨机,布斯共捏合机(Buss-co-Kenader)或双螺杆挤出机可以用于混合。从挤出机回收的聚合物材料通常以颗粒的形式存在。这些颗粒随后被进一步加工,例如通过如上所述的模塑成型工艺。
下面,通过实施例进一步地说明本发明。
实施例
1.测试方法
除非另有说明,下列术语和测定方法的定义适用于本发明的上述一般描述以及下面的实施例。
第二丙烯共聚物组分(R-PP2)中的共聚单体含量的计算:
其中,
w(PP1):是第一丙烯共聚物组分(R-PP1)的重量分数[wt%],
w(PP2):是第二丙烯共聚物组分(R-PP2)的重量分数[wt%],
C(PP1):是第一丙烯共聚物组分(R-PP1)的共聚单体含量[wt%],
C(PP):是无规丙烯共聚物(R-PP)的共聚单体含量[wt%],
C(PP2):是计算的第二丙烯共聚物组分(R-PP2)的共聚单体含量[wt%]。
第二丙烯共聚物组分(R-PP2)中的二甲苯冷可溶物(XCS)含量的计算:
其中,分别地,
w(PP1):是第一丙烯共聚物组分(R-PP1)的重量分数[wt%],
w(PP2):是第二丙烯共聚物组分(R-PP2)的重量分数[wt%],
XS(PP1):是第一丙烯共聚物组分(R-PP1)的二甲苯冷可溶物(XCS)含量[wt%],
XS(PP):是无规丙烯共聚物(R-PP)的二甲苯冷可溶物(XCS)含量[wt%],
XS(PP2):是计算的第二丙烯共聚物组分(R-PP2)的二甲苯冷可溶物(XCS)含量[wt%]。
第二丙烯共聚物组分(R-PP2)的熔体流动速率MFR2(230℃)的计算:
其中,
w(PP1):是第一丙烯共聚物组分(R-PP1)的重量分数[wt%],
w(PP2):是第二丙烯共聚物组分(R-PP2)的重量分数[wt%],
MFR(PP1):是第一丙烯共聚物组分(R-PP1)的熔体流动速率MFR2(230℃)[g/10min],
MFR(PP):是无规丙烯共聚物(R-PP)的熔体流动速率MFR2(230℃)[g/10min],
MFR(PP2):是计算的第二丙烯共聚物组分(R-PP2)的熔体流动速率MFR2(230℃)[g/10min]。
弹性丙烯共聚物(E)的共聚单体含量的计算:
其中,分别地,
w(PP):是无规丙烯共聚物(R-PP)即在第一反应器和第二反应器(R1+R2)中制备的聚合物的重量分数[wt%],
w(E):是弹性丙烯共聚物(E)即在第三反应器和第四反应器(R3+R4)中制备的聚合物的重量分数[wt%],
C(PP):是无规丙烯共聚物(R-PP)的共聚单体含量[wt%],即在第一反应器和第二反应器(R1+R2)中制备的聚合物的共聚单体含量[wt%],
C(RAHECO):是丙烯共聚物的共聚单体含量[wt%],即在第四反应器(R4)中聚合之后获得的聚合物的共聚单体含量[wt%],
C(E):是计算的弹性丙烯共聚物(E)即在第三反应器和第四反应器(R3+R4)中制备的聚合物的共聚单体含量[wt%]。
MFR2(230℃)根据ISO 1133(温度230℃,负载2.16kg)测定。
共聚单体含量,特别是乙烯含量,由经13C-NMR校准的傅立叶转换红外光谱(FTIR)测定。当测定聚丙烯中的乙烯含量时,通过热压制备样品薄膜(厚度约250μm)。用帕金埃尔默FTIR 1600光谱仪测定丙烯-乙烯共聚物的吸收峰720cm-1和733cm-1的面积。在767cm-1处评估丙烯-1-丁烯-共聚物。通过由13C-NMR测定的乙烯含量数据校准该方法。参见“IR-pektroskopie für Anwender”,WILEY-VCH,1997和“Validierung in der Analytik”,WILEY-VCH,1997。
特性粘度根据DIN ISO 1628/1,1999年10月(萘烷中,135℃下)测定。
二甲苯可溶物(XCS,wt%):根据ISO 16152(第一版;2005-07-01),于25℃下测定二甲苯冷可溶物(XCS)的含量。
己烷可溶物
将1g样品放入300mL的三角烧瓶,并且加入100mL的己烷。在回流冷凝器中,搅拌下将混合物煮沸4小时。立即将热溶液通过折叠滤纸(N°41)过滤和干燥(在90℃的真空烘箱中)并在圆shenk中称重(精确至0.0001g)。用正己烷洗涤三角烧瓶和过滤器。然后在氮气流下,用旋转蒸发仪蒸除己烷。圆shenk在90℃的真空烘箱中被干燥过夜,并将其放入干燥器中至少冷却2小时。shenk被再次称重并且可以从中计算出己烷可溶物。
熔融温度(Tm):用Mettler TA820差示扫描量热法(DSC)在5~10mg的样品上测定。根据ISO 11357-3(1999年),DSC是在加热/冷却/加热循环中以10℃/min的扫描速率在介于+23℃~+210℃温度范围内运行。
雾度:根据ASTM D 1003-07,在使用200℃的熔融温度的符合EN ISO 1873-2的60×60×1mm3的注射成型的斑块上测定。
挠曲模量:在23℃的温度下根据ISO 178的3点弯曲试验,在符合EN ISO 1873-2的80×10×4mm3的注射成型的测试棒上测定。
蒸汽灭菌:在Systec D系列机器(Systec股份有限公司,美国)中进行蒸汽灭菌。从23℃开始以5℃/min的升温速率加热样品。在121℃下保持30分钟后,将样品立即从蒸汽灭菌器中移出并在室温下储存,待进一步地处理。
瓶子的描述/尺寸
1L瓶子,具有90mm的外径;壁厚:0.6mm;204mm的整体高度;185mm的圆柱壳(cylindrical mantle)高。
瓶子坠落试验(渐进式)
在挤出吹模的1升瓶子上进行坠落试验,该瓶子具有90mm的外径,0.6mm的壁厚,204mm的整体高度和185mm的圆柱壳高度。用水将瓶子填满到其肩部。
在预测试中,在10个瓶子上测定预期坠落高度。
最终的测试要在20个瓶子上进行,并在预先测定的坠落高度上开始。
每次运行,丢弃2个瓶子。
根据2次断裂或1次断裂/1次不断裂(=中立)或2次不断裂,为下一轮选择更低/相同/更高的下一坠落高度。
高度上的增加或减少为0.25m,仅在坠落高度<1.5m处,高度上的增加或减少为0.1m。
最终坠落高度根据倾向第一次变化后或第一个“中立”结果后的容器的坠落高度来测定,根据以下公式计算最终坠落高度:
he=∑(ni.hi)/ng
其中,
he=50%的坠落高度
hi=坠落高度
ni=在各自高度坠落的容器的数量
ng=坠落容器总数
测定瓶子的透明度、净度、雾度
仪器:BYK-Gardner的Haze-gard plus;
测试:根据ASTM D1003(关于注射成型板)
方法:测定在瓶子的外壁上进行。切去瓶子的顶部和底部。然后将由此产生的圆壁水平一分为二。然后由该壁从近端到中部切取六个相等的大约60×60mm的试样。试样被放置入仪器中,使其凸面面对雾度端口。然后,测定六个样品中各自的透明度、雾度和净度,雾度值被报告为这6个平行数值的平均。
瓶子拉伸试验
切去瓶子的顶部和底部。根据ISO 527/1B将12个试样沿剩余圆柱体穿孔。然后根据ISO 527-2测定拉伸模量和拉伸应力,采用1mm/min牵引速度以测定模量和采用100mm/min牵引速度以测定屈服强度。
2.实施例
聚合工艺中用于比较例和本发明实施例的催化剂按如下方式制备:首先,在大气压下,将0.1mol的MgCl2×3EtOH在惰性条件下悬浮于反应器中的250mL的癸烷中。将溶液冷却至-15℃的温度,以及在将所述温度保持在所述水平的同时加入300mL的冷TiCl4。然后,将浆料的温度缓慢升高至20℃。在此温度下,将0.02mol的邻苯二甲酸二辛基酯(DOP)加入到该浆料中。在加入邻苯二甲酸酯之后,在90分钟内将温度升高至135℃,以及将浆料静置60分钟。然后,加入另一300mL的TiCl4,并且将温度保持在135℃下120分钟。此后,将催化剂从液体中过滤出来,在80℃下用300mL庚烷洗涤6次。然后,过滤并干燥固体催化剂组分。催化剂及其制备的原理,一般例如在专利公开EP 491566、EP591224和EP 586390中被描述。三乙基铝(TEAL)用作助催化剂和二环戊基二甲氧基硅烷(D-供体)用作供体。铝与供体的比率如表1中所示。
作为添加剂,在同一步骤中将0.04wt%的合成水滑石(由KISUMA化学提供的DHT-4A,荷兰)和0.15wt%的德国BASF AG股份公司的Irganox B 215(1:2-共混的Irganox 1010(四[3-(3',5'-二叔丁基-4-羟基甲苯基)-丙酸]季戊四醇酯)与三(2,4-二叔丁基苯基)磷酸)亚磷酸酯)加入到聚合物中。
为了生产比如在本发明工作中用于测试的1L圆瓶子,使用“Fischer Müller”吹模机。用于生产的主要工艺参数如下:
-温度分布:180~200℃用于挤出机、接合器(adapter)和头部(head)
-测定的熔融温度:190~200℃
-挤出机的速度(转/每分钟;rpm):13~16rpm
-模头间隙:调整模头间隙得到40克重量的北欧化工的RB307MO等级(无规丙烯共聚物,其具有902kg/m3的密度和1.5g/10min的MFR2)的瓶子,
-循环时间:12~16秒。
表1(a):聚合条件
表1(b):聚合条件
表2(a):性能
比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | ||
挠曲模量 | [MPa] | 439 | 403 | 434 |
己烷(C6)可溶物 | [wt%] | 11.9 | 18.5 | 13.9 |
雾度,光散射前 | [%] | 87 | 50 | 44 |
雾度,光散射后 | [%] | - | - | 59 |
表2(b):性能
比较例4 | 比较例5 | 实施例1 | 实施例2 | ||
挠曲模量 | [MPa] | 442 | 400 | 289 | 235 |
己烷(C6)可溶物 | [wt%] | 7.9 | 14.1 | 8.8 | 11.4 |
雾度,光散射前 | [%] | 59 | 36 | 29 | 25 |
雾度,光散射后 | [%] | 71 | 48 | 42 | 37 |
表3(a):瓶子上的性能
比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | ||
平均坠落高度(23℃) | [m] | 5.5 | 5.5 | 5.5 |
平均坠落高度(0℃) | [m] | 5.5 | 5.5 | 5.5 |
灭菌前 | ||||
透明度 | [%] | 76 | 72 | 76 |
雾度 | [%] | 88 | 61 | 57 |
净度 | [%] | 9 | 54 | 50 |
拉伸模量 | [MPa] | 447 | 395 | 515 |
灭菌后 | ||||
透明度 | [%] | 70 | 66 | 70 |
雾度 | [%] | 93 | 71 | 64 |
净度 | [%] | 9 | 53 | 52 |
拉伸模量 | [MPa] | 505 | 415 | 457 |
表3(b):瓶子的性能
CE6:是北欧化工出售的乙烯丙烯无规共聚物Bormed RB801CF,
CE7:是北欧化工出售的低密度聚乙烯(LDPE)Bormed LE6609PH。
Claims (13)
1.模塑制品,其包含丙烯共聚物,其中,
所述丙烯共聚物为多相丙烯共聚物RAHECO,所述多相丙烯共聚物包含基质M和分散在所述基质M中的弹性丙烯共聚物E,其中,所述基质M是无规丙烯共聚物R-PP,所述无规丙烯共聚物R-PP的共聚单体含量为至少6.0wt%,以及
所述丙烯共聚物具有:
(a)根据ISO 16152在25℃下测定的二甲苯冷可溶物(XCS)含量在35~60wt%的范围内,
(b)共聚单体含量在9.0~17.0wt%的范围内,
其中进一步地,所述丙烯共聚物满足不等式(I)
其中,
Co(总)是丙烯共聚物的共聚单体含量[wt%],
Co(XCS)是丙烯共聚物的二甲苯冷可溶物(XCS)级分的共聚单体含量[wt%]。
2.如权利要求1所述的模塑制品,其中所述丙烯共聚物的二甲苯冷可溶物(XCS)级分的共聚单体含量在8.0~19.0wt%的范围内。
3.模塑制品,其包含丙烯共聚物,其中,
所述丙烯共聚物为多相丙烯共聚物RAHECO,所述多相丙烯共聚物包含基质M和分散在所述基质M中的弹性丙烯共聚物E,其中,所述基质M是无规丙烯共聚物R-PP,所述无规丙烯共聚物R-PP的共聚单体含量为至少6.0wt%,以及
所述丙烯共聚物具有:
(a)根据ISO 16152在25℃下测定的二甲苯冷可溶物(XCS)含量在35~60wt%的范围内,
(b)共聚单体含量在9.0~17.0wt%的范围内,
其中进一步地,所述丙烯共聚物的二甲苯冷可溶物(XCS)级分的共聚单体含量在8.0~19.0wt%的范围内。
4.如上述任一项权利要求所述的模塑制品,其中以模塑制品的总重量为基准,模塑制品中的丙烯共聚物的量为至少50wt%。
5.如权利要求1~3中任一项所述的模塑制品,其中所述丙烯共聚物具有:
(a)通过差示扫描量热法(DSC)测定的熔融温度Tm在145~160℃的范围内,
和/或
(b)根据DIN ISO 1628/1在萘烷中、于135℃下测定的二甲苯冷可溶物(XCS)级分的特性粘度(IV)在1.5dl/g至小于2.8dl/g的范围内。
6.如权利要求1~3中任一项所述的模塑制品,其中所述丙烯共聚物根据ISO 1133在230℃下测定的熔体流动速率MFR2在0.5~2.5g/10min的范围内。
7.如权利要求1~3中任一项所述的模塑制品,其中所述丙烯共聚物具有:
(a)根据ISO 178测定的挠曲模量不大于350MPa,
和/或
(b)根据ASTM D 1003-07测定的灭菌前雾度小于30%,
和/或
(c)根据ASTM D 1003-07测定的灭菌后雾度小于50%。
8.如权利要求1~3中任一项所述的模塑制品,其中基质M和弹性丙烯共聚物E之间的重量比率为50/50~80/20。
9.如权利要求1~3中任一项所述的模塑制品,其中,
(a)无规丙烯共聚物R-PP的共聚单体含量在6.0~15.0wt%的范围内,
和/或
(b)丙烯共聚物满足不等式(II)
其中,
Co(总)是丙烯共聚物的共聚单体含量[wt%],
Co(RPP)是无规丙烯共聚物R-PP的共聚单体含量[wt%],
和/或
(c)无规丙烯共聚物R-PP的二甲苯冷可溶物(XCS)级分在20~45wt%的范围内。
10.如权利要求1~3中任一项所述的模塑制品,其中多相丙烯共聚物RAHECO的无规丙烯共聚物R-PP包括至少两种不同的组分:第一无规丙烯共聚物组分R-PP1和第二无规丙烯共聚物组分R-PP2,
其中进一步地,
(a)第一无规丙烯共聚物组分R-PP1和第二无规丙烯共聚物组分R-PP2之间的重量比率为20/80~80/20,
和/或
(b)第一无规丙烯共聚物组分R-PP1的共聚单体含量在0.5~5.0wt%的范围内,
和/或
(c)第二无规丙烯共聚物组分R-PP2的共聚单体含量在7.0~20.0%的范围内。
11.如权利要求1~3中任一项所述的模塑制品,其中多相丙烯共聚物RAHECO的弹性丙烯共聚物E的共聚单体含量在10.0~22.0wt%的范围内。
12.如权利要求1~3中任一项所述的模塑制品,其中所述制品为吹模制品。
13.如权利要求1~3中任一项所述的模塑制品,其中所述制品为瓶子。
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