CN110959025B - 聚丙烯组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及组合物，其包含(A)基于丙烯的聚合物，所述聚合物为丙烯均聚物或丙烯共聚物，所述丙烯共聚物由至少90重量％的丙烯单体单元和最多10重量％的乙烯单体单元和/或具有4‑10个碳原子的α‑烯烃单体单元组成，和(B)乙烯和具有4‑10个碳原子的α‑烯烃共聚单体的共聚物，其中弹性体具有0.850‑0.910g/cm3的密度和根据ISO1133使用2.16kg重量且在190℃的温度测定的15‑50dg/min的熔体流动速率，其中(A)基于丙烯的聚合物的量为60‑99重量％和(B)共聚物的量为1‑40重量％，相对于总组合物计。

Description

聚丙烯组合物
本发明涉及聚丙烯组合物和包括这样的聚烯烃组合物的制品。
通过向聚丙烯中添加一定量的弹性烯烃共聚物来改变聚丙烯的机械性质，例如抗冲击性，在本领域中是已知的。
聚丙烯的一种已知应用是用作储存容器。储存容器的应用需要冲击强度和某些储存容器还需要透明度。储存容器还需要一定水平的挠曲模量。已知的基于聚丙烯的储存容器不能满足所有这些要求。
本发明的目的是提供解决了上述和/或其他问题的聚丙烯组合物。
因此，本发明提供了组合物，其包含：
(A)基于丙烯的聚合物，所述聚合物为丙烯均聚物或丙烯共聚物，所述丙烯共聚物由至少90重量％的丙烯单体单元和最多10重量％的乙烯单体单元和/或具有4-10个碳原子的α-烯烃单体单元组成，和
(B)乙烯和具有4-10个碳原子的α-烯烃共聚单体的共聚物，其中该共聚物具有0.850-0.910g/cm3的密度和根据ISO1133使用2.16kg重量且在190℃的温度测定的15-50dg/min的熔体流动速率，
其中(A)基于丙烯的聚合物的量为60-99重量％和(B)共聚物的量为1-40重量％，相对于总组合物计。
根据本发明，提供了具有冲击强度、透明度和挠曲模量的良好的组合的组合物。
(A)基于丙烯的聚合物
根据本发明的组合物包含(A)基于丙烯的聚合物。基于丙烯的聚合物可为丙烯均聚物或具有最多10重量％的共聚单体单元的丙烯共聚物。共聚单体单元可为乙烯单体单元和/或具有4-10个碳原子的α-烯烃单体单元。
优选地，基于丙烯的聚合物(A)为由90-99重量％的丙烯单体单元和1-10重量％的乙烯单体单元组成的无规丙烯-乙烯共聚物。更优选地，基于丙烯的聚合物(A)为由96-99重量％的丙烯单体单元和1-4重量％的乙烯单体单元组成的无规丙烯-乙烯共聚物。具有低共聚单体含量的无规共聚物保持良好的刚度和导致良好的机械性质平衡。
优选地，基于丙烯的聚合物(A)具有根据ISO1133(2.16kg，230℃)测定的10-100dg/min，例如15-80dg/min或20-50dg/min的熔体流动速率。
优选地，基于丙烯的聚合物(A)具有4-10重量％的在25℃的二甲苯可溶物含量。
在该组合物中基于丙烯的聚合物(A)的量为60-99重量％，例如70-98重量％或80-97重量％，或85-96重量％，相对于总组合物计(100重量％)。
将理解的是，基于丙烯的聚合物(A)是丙烯均聚物或具有最多10重量％的共聚单体单元的无规丙烯共聚物，不是多相丙烯共聚物，也称为抗冲丙烯共聚物或丙烯嵌段共聚物。多相丙烯共聚物通常是在串联的两个或多于两个反应器中，通过在催化剂存在下丙烯(或丙烯和α-烯烃)的聚合，然后乙烯-α-烯烃混合物的随后聚合而制备的。所得的聚合物材料由基于丙烯的基质和分散的乙烯-α-烯烃共聚物组成。多相丙烯共聚物描述于例如在WO2014044680中。这种多相丙烯共聚物不能理解为无规丙烯共聚物，其中共聚单体在整个共聚物中无规分布，因为在多相丙烯共聚物中非丙烯共聚单体的量通常在基质相和分散相之间不同(分散相为乙烯共聚物，因此具有比基质相更高的乙烯含量)。
为了避免任何疑问，本发明的基于丙烯的聚合物(A)不是由基于丙烯的基质和分散的乙烯-α-烯烃共聚物组成的多相丙烯共聚物。根据本发明的组合物包含很少量的多相丙烯共聚物或不含多相丙烯共聚物，例如相对于总组合物计最多5重量％，最多3重量％，最多1重量％或0重量％。
就光学性能而言，特别是在较低雾度方面，使用基于丙烯的聚合物(A)(其为丙烯均聚物或无规丙烯共聚物)比使用多相丙烯共聚物更有利。
(B)乙烯和具有4-10个碳原子的α-烯烃的共聚物
根据本发明的组合物包含(B)乙烯和具有4-10个碳原子的α-烯烃的共聚物。共聚物(B)为弹性体。优选地，共聚物(B)为乙烯和1-辛烯的共聚物。有利地，与例如具有类似的MFR和类似量的共聚单体的乙烯和1-丁烯的共聚物相比，乙烯和1-辛烯的共聚物提供了根据本发明的组合物的冲击强度的更大改进。
共聚物(B)具有0.850-0.910g/cm3的密度。优选地，共聚物(B)的密度为0.865-0.910g/cm3，例如0.865-0.875g/cm3或0.875-0.910g/cm3。
共聚物(B)具有15-50dg/min的熔体流动速率，例如15-20dg/min或20-50dg/min，根据ISO1133使用2.16kg重量且在190℃的温度测定。
观察到，弹性体的较高MFR(熔体流动速率)导致组合物的较高透明度和冲击强度，而刚度降低。乙烯弹性体的较高密度导致组合物的较高刚度和较高的透明度，而冲击强度降低。用于本发明的乙烯弹性体具有MFR范围和密度范围，这导致有利的冲击强度、透明度和挠曲模量的组合。
在一些实施方案中，共聚物(B)的熔体流动速率为20-50dg/min和共聚物(B)的密度为0.865-0.875g/cm3。这导致组合物具有非常高的冲击强度，同时具有可接受水平的透明度和可接受水平的挠曲模量。
在一些实施方案中，共聚物(B)的熔体流动速率为20-50dg/min和共聚物(B)的密度为0.875-0.910g/cm3。这导致组合物具有非常高的透明度和非常高的挠曲模量，同时具有可接受水平的冲击强度。
在一些实施方案中，共聚物(B)的熔体流动速率为15-20dg/min和共聚物(B)的密度为0.865-0.910g/cm3，例如0.875-0.910g/cm3。这导致组合物具有高冲击强度、高透明度和高挠曲模量。
在组合物中共聚物(B)的量为1-40重量％，例如2-30重量％，3-20重量％，或4-15重量％，相对于总组合物计(100重量％)。
优选地，(A)和(B)的总和为总组合物的至少90重量％，至少95重量％，至少98重量％，至少99重量％，至少99.5重量％，至少99.9重量％或100重量％。
添加剂(C)
组合物可进一步包含(C)不同于基于丙烯的聚合物(A)和乙烯和α-烯烃共聚单体的共聚物(B)的任选的组分，例如添加剂，其中(A)、(B)和(C)的总和为总组合物的100重量％。因此，本发明涉及由(A)、(B)和(C)不同于(A)和(B)的任选的组分如添加剂组成的组合物。
添加剂可包括成核剂，稳定剂，例如热稳定剂，抗氧化剂，UV稳定剂；着色剂，如颜料和染料；澄清剂；表面张力调节剂；润滑剂；阻燃剂；脱模剂；流动改进剂；塑化剂；抗静电剂；发泡剂；和/或增强聚合物和填料之间界面结合的组分，例如马来酸化聚丙烯。技术人员可容易地选择添加剂的任意合适的组合和添加剂量而无需过度实验。添加剂的量取决于其类型和功能，并且通常为0-约10重量％。添加剂的量可为例如基于总组合物计约1至约10重量％；约2至约10重量％或3至约5重量％。
方法
本发明的组合物可通过包括熔融混合组分(A)和组分(B)和任选的组分(C)的方法通过使用任何适合的手段来获得。因此，本发明进一步涉及包括熔融混合组分(A)、组分(B)和任选的组分(C)的制备根据本发明的组合物的方法。熔融混合步骤之前可为干燥混合组分(A)和(B)。这在通过注射模塑进行熔融混合时是尤其优选的。
优选地，本发明的组合物被制成在后续步骤中允许容易加工成成形制品的形式，如粒料或颗粒形式。优选地，本发明的组合物呈粒料或颗粒形式，其通过在例如挤出机的设备中混合所有组分获得；优点是组合物具有均匀且明确限定的添加剂浓度。
熔融混合意指在超过组分(A)熔点的温度将组分(B)和任选的组分(C)与组分(A)混合。熔融混合可使用技术人员已知的技术、例如在挤出机中进行。通常，在本发明的方法中，熔融混合在200至260℃范围内的温度进行。
在使用挤出机时熔融混合的合适条件，诸如温度、压力、剪切量、螺杆速度和螺杆设计是技术人员已知的。
另外方面
本发明进一步涉及由根据本发明的组合物制备的制品，优选储存容器。
本发明进一步涉及根据本发明的组合物用于储存容器的用途。
根据本发明的组合物可通过本领域已知的任何常规技术被加工成制品。可使用根据本发明的组合物的加工技术的合适的实例包括注射模塑、注射吹塑、注射拉伸吹塑、旋转模塑、压缩模塑、挤出、挤压模塑、挤出吹塑、片材挤出、膜挤出、流延膜挤出、泡沫挤出、热成形和薄壁注射模塑。
为了避免疑问，在本公开内容中：
ISO 1133表示ISO 1133-1:2011。
ISO 180表示ISO180:2000。
ASTM D1003A是指ASTM D1003-13，程序A。
ISO178表示ISO 178:2010。
要注意，本发明涉及本文所述特征的所有可能组合，优选特别是权利要求中呈现的特征的那些组合。因此，将理解的是，在本文描述了涉及根据本发明的组合物的特征的所有组合、涉及根据本发明的方法的特征的所有组合、以及涉及根据本发明的组合物的特征和涉及根据本发明的方法的特征的所有组合。
要进一步注意术语‘包括’、‘包含’不排除其他要素的存在。然而，还要理解对包含某些组分的产物/组合物的描述还公开了由这些组分组成的产物/组合物。由这些组分组成的产物/组合物可为有利的，因为它提供了用于制备产物/组合物的更简单、更经济的方法。类似地，还要理解对包括某些步骤的方法的描述还公开了由这些步骤组成的方法。由这些步骤组成的方法可为有利的，因为它提供了更简单、更经济的方法。
现借助于以下实施例来阐明本发明，但本发明不局限于此。
实验
无规丙烯-乙烯共聚物
使用具有根据ISO1133使用2.16kg重量且在230℃的温度测定的23dg/min的熔体流动速率、0.905g/cm3的密度和3.6重量％的C2含量的无规丙烯-乙烯共聚物。
弹性体
使用表1中所示的乙烯和1-辛烯的共聚物(POE1-7)和基于丙烯的塑性体(POP1)。根据ISO1133使用2.16kg重量且在190℃的温度测定如下所示的MFR。
表1
弹性体 MFR@190℃ 密度(g/cm3)
POE1 0.5 0.868
POE2 1 0.857
POE3 5 0.87
POE4 13 0.864
POE5 30 0.87
POE6 18 0.88
POE7 30 0.902
POP1 9 0.873
将无规丙烯-乙烯共聚物和乙烯-1-辛烯共聚物或基于丙烯的塑性体干共混和注射模塑，测定组合物的性质，汇总于表2-4中。乙烯-1-辛烯共聚物或基于丙烯的塑性体在组合物中的量在表2-4中分别为5重量％、8重量％和10重量％。其余为无规丙烯-乙烯共聚物。
组合物性质的测定如下进行：
MFR是根据ISO1133使用2.16kg重量且在230℃的温度测定。
Izod冲击强度是根据ISO180在23℃测定。
雾度和透射率是通过ASTM D1003A在23℃测定。
挠曲模量是根据ISO178在室温使用2mm/min的十字头速度测定。
表2：5重量％弹性体
Figure BDA0002377097380000071
表3：8重量％弹性体
Figure BDA0002377097380000072
表4：10重量％弹性体
Figure BDA0002377097380000081
在比较实施例1-4、9-12、17-20中，使用具有低MFR的弹性体，尽管在某些情况下冲击强度和挠曲模量高，但是透明度不处于可接受的水平。
在比较实施例8、16、24中，使用POP，尽管透明度和冲击强度高，但挠曲模量不处于可接受的水平。
在实施例5-7、13-15、21-23中，使用具有高MFR的弹性体，使透明度和挠曲模量保持在与没有弹性体(比较实施例0)的组合物类似的高水平，同时提高了在室温的冲击强度。
在实施例5、13、21中，使用具有特别高的MFR和中等密度的弹性体，获得了冲击强度的最大增加。
在实施例6、14、22中，使用具有高MFR和中等密度的弹性体，获得了冲击强度的良好增加，而透明度和刚度的降低是中等的。
在实施例7、15、23中，使用具有特别高的MFR和相对高的密度的弹性体，冲击强度的增加是中等的，但是使透明度和刚度保持在非常高的水平。

Claims (16)

1.组合物，其包含:
(A)基于丙烯的聚合物，所述聚合物为丙烯均聚物或丙烯共聚物，所述丙烯共聚物由至少90重量％的丙烯单体单元和最多10重量％的乙烯单体单元和/或具有4-10个碳原子的α-烯烃单体单元组成，和
(B)乙烯和具有4-10个碳原子的α-烯烃共聚单体的弹性体，其中所述弹性体具有0.850-0.910g/cm3的密度和根据ISO1133使用2.16kg重量且在190℃的温度测定的15-50dg/min的熔体流动速率，
其中(A)所述基于丙烯的聚合物的量为60-99重量％和(B)所述弹性体的量为1-40重量％，相对于总组合物计，和
其中所述基于丙烯的聚合物(A)为由90-99重量％的丙烯单体单元和1-10重量％的乙烯单体单元组成的无规丙烯-乙烯共聚物。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中共聚物(B)的熔体流动速率为20-50dg/min。
3.根据权利要求2所述的组合物，其中共聚物(B)的密度为0.865-0.910g/cm3。
4.根据权利要求3所述的组合物，其中共聚物(B)的密度为0.865-0.875g/cm3。
5.根据权利要求3所述的组合物，其中共聚物(B)的密度为0.875-0.910g/cm3。
6.根据权利要求1所述的组合物，其中共聚物(B)的熔体流动速率为15-20dg/min。
7.根据权利要求6所述的组合物，其中共聚物(B)的密度为0.865-0.910g/cm3。
8.根据权利要求1-2中任一项所述的组合物，其中共聚物(B)为乙烯和1-辛烯的弹性体。
9.根据权利要求1-2中任一项所述的组合物，其中所述基于丙烯的聚合物(A)的量为80-99重量％和共聚物(B)的量为1-20重量％，相对于总组合物计。
10.根据权利要求1-2中任一项所述的组合物，其中所述基于丙烯的聚合物具有根据ISO1133使用2.16kg重量且在230℃的温度测定的10-100dg/min的熔体流动速率。
11.根据权利要求1-2中任一项所述的组合物，其中所述基于丙烯的聚合物(A)为由96-99重量％的丙烯单体单元和1-4重量％的乙烯单体单元组成的无规丙烯-乙烯共聚物。
12.根据权利要求1-2中任一项所述的组合物，其中所述基于丙烯的聚合物(A)不是由基于丙烯的基质和分散的乙烯-α-烯烃共聚物组成的多相丙烯共聚物。
13.制备根据前述权利要求中任一项所述的组合物的方法，所述方法包括熔融混合所述基于丙烯的聚合物(A)和共聚物(B)，任选地之前干共混(A)和(B)。
14.包括根据权利要求1-12中任一项所述的组合物的制品。
15.根据权利要求14所述的制品，其中所述制品为储存容器。
16.根据权利要求1-12中任一项所述的组合物用于储存容器的用途。
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