CN1219941A - 结晶聚丙烯,其制备方法,聚丙烯组合物和热成型的产品 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了包含满足下述特征(1)-(4)的不溶于64℃癸烷的组分并具有优异硬度和刚性、高熔体张力和优异模压性能的结晶聚丙烯,制备这种结晶聚丙烯的方法,和含有这种结晶聚丙烯的聚丙烯组合物和热成型产品,(1)特性粘度(η)(在135℃的萘烷中)为0.5-10dl/g;(2)由凝胶渗透色谱法(GPC;溶剂:邻氯苯,测量温度:140℃)测得的分子量分布(Mz/Mw)为5或更高;(3)五价物全同规整度(mmmm百分数),它是由13C-NMR光谱测量确定的立体规整度指数,为98%或更高;和(4)用熔体粘弹性测量设备,在温度为230℃和恒定的张力以及所述损耗角正切值测量频率下,使用下式(1)由分别在0.05rad/sec和10rad/sec频率下测量的损耗角正切值,tanδ0.05和tanδ10确定的D值为4.0或更高,该不溶于64℃癸烷的组分的数均分子量Mn宜为25000或更高。

Description

结晶聚丙烯,其制备方法,聚丙烯组合物和热成型的产品
                            技术领域
本发明涉及硬度和刚性特别优异、熔体张力高并且模压性能优异的结晶聚丙烯,这种聚丙烯的制备方法,和由这种聚丙烯制成的组合物和热成型产品。
                            背景技术
结晶聚丙烯具有优异的硬度、刚性、耐热性、表面光泽度(光泽)等,并已在各种应用中得到常规性的使用。结晶聚丙烯尤其可在需要高刚性的汽车挡板等中使用。
要根据其应用而混入各种改性剂使用这种结晶聚丙烯时,且通常混入的是一种抗冲击改性剂如聚乙烯、橡胶材料等。
以前为了补偿由于伴随着加入抗冲击改性剂而导致刚性的降低,有人曾加入过无机填料如滑石。
然而,加入无机填料以提供改进刚性的效果有其限制性,例如在使用大量的抗冲击改性剂的体系中,即使加入无机填料后也难以获得恰当高刚性的聚丙烯树脂组合物。
这样,特别是在需要有硬度和高刚性的热成型产品应用中,需要在刚性上有甚至更多改进的聚丙烯树脂。
已知聚丙烯的刚性可通过提高其结晶度(立体规整度)得到改进,同样也被认为,聚丙烯要有这样的刚性,聚丙烯中所含的结晶组分(不溶于64℃癸烷的组分)需有其较宽的分子量分布(Mw/Mn)。
本发明的发明人对改进聚丙烯的刚性也进行了研究,发现若聚丙烯在高分子量侧和低分子量侧都具有宽的分子量分布,则即使结晶聚丙烯包含不溶于64℃癸烷的宽分子量分布(Mw/Mn)的组分,该聚丙烯所具有的刚性、伸长率和韧度也无法总是令人相当满意。本发明的发明人随后发现不仅具有宽分子量分布(Mw/Mn)而且具有由后述不溶于癸烷的组分的z-均分子量和重均分子量确定的宽分子量分布(Mz/Mw)为5或更高,并且其五价物全同规整度为98%或更高以及在恒定张力下的粘弹性损耗角正切值的频率相关值D为4.0或更高的结晶聚丙烯和含有结晶组分(不溶于64℃癸烷的组分)的聚丙烯组合物具有非常优异的刚性,这样就导致完成了本发明。
先前已提出过宽分子量分布的聚丙烯,例如在日本公开专利出版物59-172507中披露了制备聚丙烯(PP)的方法,它是采用两步聚合制得高分子量组分(在第一步中(η)=1.8-10dl/g的35-65重量%的聚丙烯)和低分子量组分(在第二步中(η)=0.6-1.2dl/g的65-35重量%的聚丙烯),然后最终制得(η)=1.2-7dl/g并且Mw/Mn为6-20的聚丙烯。在日本公开专利出版物4-370103中同样披露了在制备多步聚合中的最高分子量组分的步骤中制备MFR=0.0001-10g/10min的高分子量组分,和在制备低分子量组分的步骤中制备MFR=10-1000g/10min的低分子量组分。在日本公开专利出版物8-3223中披露了Mw=1.2-2×106,Mw/Mn为30-70,并且含7-15重量%Mw≥5×106高分子量组分和20-50重量%Mw<100×103低分子量组分的聚丙烯。
然而,这些专利出版物中披露的聚丙烯在高分子量侧和低分子量侧都具有宽的分布,如上所述,这种聚丙烯的刚性、伸长率和韧度无法总是令人相当满意。
在日本公开专利出版物4-202507中披露了一种制备PP的方法,它是使用预聚合的催化剂来聚合(η)=5-40dl/g的PP组分(0.1-35重量%),然后在另一个聚合器中聚合剩余的PP组分,获得MFR=0.1-2000g/10min的PP。在日本专利出版物7-5668中披露了MFR为0.1-200g/10min的高度结晶的聚丙烯,对于该聚丙烯,MFR值和IR光谱中997cm-1和973cm-1处的吸光度之比(997cm-1/973cm-1)满足特定的关系,当聚丙烯溶于二甲苯中时的含有溶解总量为2-3重量%的初始沉淀组分的所述IR吸光度之比为0.97或更高,并且所述沉淀组分的Mw/整个PP的Mw为3或更高。
尽管上述专利出版物披露了包含高分子量组分的聚丙烯,但没有一件出版物披露过能在不使低分子量侧的分子量分布扩宽的情况下使高分子量侧的分子量分布扩宽。
                         本发明的描述
本发明结晶聚丙烯的特征在于包含满足下述特征(1)至(4)的不溶于64℃癸烷的组分:
(1)特性粘度(η)(在135℃的萘烷中)为0.5-10dl/g;
(2)由凝胶渗透色谱法(GPC;溶剂:邻氯苯,测量温度:140℃)测得的分子量分布(Mz/Mw)为5或更高;
(3)五价物全同规整度(mmmm百分数),它是由13C-NMR光谱测量确定的立体规整度指数,为98%或更高;和
(4)用熔体粘弹性测量设备,在温度为230℃和恒定的张力以及所述损耗角正切值测量频率下,使用下式(1)由分别在0.05rad/sec和10rad/sec频率下测量的损耗角正切值,tanδ0.05和tanδ10确定的D值为4.0或更高, D = | log ( 0 . 05 ) - log ( 10 ) log ( tan δ 0 . 05 ) - log ( tan δ 10 ) | - - - - ( 1 )
不溶于64℃癸烷的组分的数均分子量Mn宜为25000或更高。
本发明的结晶聚丙烯宜包含60重量%(%重量)或更高的上述不溶于64℃癸烷的组分。
结晶聚合物宜包含预聚物作为成核剂。
上述聚丙烯具体可为均聚丙烯或丙烯嵌段共聚物。
结晶聚丙烯可通过将丙烯,任选地连同另一种单体在制备高度有规立构聚丙烯的催化剂存在下经多步聚合制得。
在本发明中,较好的是以三步法来进行上述多步聚合,其中在第一步中,制得其量相当于最终所得结晶聚丙烯的0.5-15重量%的特性粘度(η)为8-20dl/g的结晶聚丙烯,在第二步中,制得其量相当于最终所得结晶聚丙烯的0.5-30重量%的特性粘度(η)为3-10dl/g的结晶聚丙烯,以及在第三步中,制得其量相当于最终所得结晶聚丙烯的99-55重量%的特性粘度(η)为0.8-4.0dl/g的结晶聚丙烯。
多步聚合也可以以两步法进行,其中在第一步中,制得其量相当于最终所得结晶聚丙烯的0.5-15重量%的特性粘度(η)为8-20dl/g的结晶聚丙烯,和在第二步中,制得其量相当于最终所得结晶聚丙烯的99.5-85重量%的特性粘度(η)为0.8-4.0dl/g的结晶聚丙烯。
在本发明中,结晶聚丙烯可通过将两种或多种类型的特性粘度(η)不同的结晶聚丙烯混合制得,例如可通过将0.5-15重量%的特性粘度(η)为8-20dl/g的结晶聚丙烯与99.5-85重量%的特性粘度(η)为0.8-4.0dl/g的结晶聚丙烯混合制得。
本发明的聚丙烯组合物包含溶于140℃癸烷的组分和任选的不溶于140℃癸烷的组分,其中溶于140℃癸烷的组分而又是不溶于64℃癸烷的组分是满足上述给定特征(1)-(4)的结晶聚丙烯。
这种聚丙烯组合物较好地包含70重量%或更多的溶于140℃癸烷的组分,较好的是所包含的不溶于64℃癸烷的组分的量为溶于140℃癸烷的组分的60重量%或更多。
本发明的聚丙烯组合物宜包含成核剂。
对本发明的聚丙烯组合物来说同样较好的是,溶于140℃癸烷的组分而又是溶于64℃癸烷的组分包含乙烯/α-烯烃共聚物或苯乙烯共聚物,并且不溶于140℃癸烷的组分包含选自滑石、玻璃纤维、钛酸钾和硫酸钡的无机填料。
本发明的热成型产品是由上述结晶聚丙烯或聚丙烯组合物制成的。
                    实施本发明的最佳方案
结晶聚丙烯(以下也可以简单地称为“聚丙烯”)和包含这种结晶聚丙烯的聚丙烯组合物是由本发明提出的。首先描述结晶聚丙烯。
在本发明中,术语“聚合”不仅是指均聚合,而且也包括共聚合,术语“聚合物”不仅是指均聚物,而且也包括共聚物。
                         结晶聚丙烯
本发明的结晶聚丙烯包含下述不溶于64℃癸烷的组分,其量达60重量%或更多,较好为65-100重量%,更好为70-100重量%。
这些不溶于64℃癸烷的组分是那些被认为在聚丙烯中是结晶组分的组分,在本发明的说明书中,也可以将不溶于64℃癸烷的组分称为“结晶组分”。
结晶聚丙烯(聚合物)的不溶于64℃癸烷的组分是在所述聚合物溶于140℃癸烷之后在64℃时沉淀的组分。
具体来说,精确量取约500ml癸烷和约2g样品(聚丙烯),加到在其内部装有玻璃、双管型恒温浴的透明烧瓶中,然后在140℃的温度下搅拌约1小时使其完全溶解。随后,在搅拌下将溶液的温度逐渐地降至64℃,在溶液温度恒定在64℃后,继续搅拌一天一夜,用玻璃过滤器(按情况或用300筛目的金属网,滤纸等)过滤,分离出不溶于癸烷的沉淀组分。
然后将已经过滤获得的不溶于癸烷的组分(粉末状)在约140℃的温度下完全溶于约500ml癸烷中,接着在过量的丙酮中再沉淀,然后过滤分离。将这样获得的不溶于癸烷的组分在减压下在设置成约80℃的真空干燥器中干燥一天一夜,然后精确称重。
溶于64℃癸烷的组分是这样获得的,将上述在64℃时热过滤获得的滤液倒入1至2升甲醇中,然后加入2至2升丙酮使产生沉淀。
由上述结晶聚丙烯的癸烷分离获得的不溶于64℃癸烷的组分(结晶组分)满足下述全部特征(1)-(4):
(1)不溶于64℃癸烷的组分的特性粘度(η)(在135℃的萘烷中)为0.5-10dl/g,较好为1.0-8.0dl/g,再好为1.2-5.0dl/g。
(2)由凝胶渗透色谱法(GPC;溶剂:邻氯苯,测量温度:140℃)测得的不溶于64℃癸烷的组分的分子量分布(Mz/Mw)为5或更高,较好为5.5-30,更好为6.0-20。
在不溶于64℃癸烷的组分的GPC中,由z-均分子量和重均分子量确定的分子量分布(Mz/Mw)的Mz/Mw值越大,则表明在高分子量侧的分布就越宽。
在本发明中,不溶于64℃癸烷的组分的Mz/Mw值如上所述为5或更高,这样就包含了大量高分子量的组分。
不溶于64℃癸烷的组分的分子量分布(Mw/Mn)较好为5.0或更高,特别好为6.0-20。
同样地,不溶于64℃癸烷的组分的数均分子量应为25000或更高,较好为28000或更高,再好为30000或更高。
(3)尽管聚丙烯的不溶于64℃癸烷的组分通常是结晶组分,但本发明结晶聚丙烯的不溶于64℃癸烷的组分的结晶度特别高,该结晶组分的五价物全同规整度(mmmm百分数),即立体规整度指数为98%或更高,较好为98.2-100%,再好为98.2-99.5%。
此五价物全同规整度是按不溶于64℃癸烷的组分的13C-NMR光谱中的峰强度比值〔Pmmmm〕/〔Pw〕来确定的。
这里的〔Pmmmm〕是在丙烯单元的全同立构连接的五倍链中第三个甲基的峰强度,而〔Pw〕是整个聚丙烯单元的甲基峰强度。
(4)本发明聚丙烯的结晶聚丙烯或不溶于64℃癸烷的组分具有下述特定的粘弹性性质。
也就是说,用熔体粘弹性测量设备,在温度为230℃和恒定的张力以及所述损耗角正切值测量频率下,使用下式(1)由分别在0.05rad/sec和10rad/sec频率下测量的损耗角正切值,tanδ0.05和tanδ10确定的D值为4.0或更高,较好为4.2或更高,再好为4.5或更高,更好为5.0-30,特别好为5.5-20, D = | log ( 0 . 05 ) - log ( 10 ) log ( tan δ 0 . 05 ) - log ( tan δ 10 ) | - - - - ( 1 )
上述损耗角正切(tanδ)值具体地是按下述方法确定的。
也就是说,在230℃的温度下将结晶聚丙烯的不溶于64℃癸烷的组分压制成型为厚度为2mm半径为12.5mm的盘状片。使用这种片,在230℃时和恒定的张力下用熔体粘弹性测量设备测量频率为0.05rad/sec下的损耗弹性模量G’(MPa)和G”(MPa),以及频率为10rad/sec下的损耗弹性模量G’和G”,确定在各频率下的损耗角正切(tanδ=G”/G’)值。
认为对于结晶聚丙烯的结晶组分(不溶于64℃癸烷的组分)来说,在恒定张力下的粘弹性损耗角正切值的频率相关值D越大,则高分子量组分的含量就越多。
含有满足上述特征(1)-(4)的不溶于64℃癸烷的组分的本发明结晶聚丙烯具有特别优异的硬度和刚性,以及高的熔体张力和优异模压性能。
特别是,本发明的结晶聚丙烯包含由z-均分子量和重均分子量确定的宽分子量分布(Mz/Mw)为5或更高,五价物全同规整度为98%或更高以及由D值确定的粘弹性特征为4.0或更高的不溶于64℃癸烷的组分(结晶组分),并且包含这种结晶组分的聚丙烯具有非常高的刚性。而且,当不溶于64℃癸烷的组分的数均分子量Mn为25000或更高时,也显示出优异的韧度。
已有技术的聚丙烯,其不溶于64℃癸烷的组分的(η)值与本发明的值相同,但它不能同时满足分子量分布(Mz/Mw)为5或更高,由D值确定的粘弹性特征为4或更高以及五价物全同规整度为98%或更高的特征。
尽管较好的是具有上述特征的不溶于64℃癸烷的组分(结晶组分)通常仅由衍生自丙烯的单元组成,但视需要也可以包含微量的衍生自其它单体的单元,只要不破坏本发明的目的就可。
其它单体例如包括除了丙烯外的α-烯烃,如乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十二碳烯等,
乙烯基化合物如苯乙烯、乙烯基环戊烯、乙烯基环己烷、乙烯基降冰片烷(vinylnorbornane)等,
乙烯基酯如乙酸乙烯酯等,
不饱和有机酸及其衍生物如马来酐等,
共轭二烯,和
非共轭多烯如二聚环戊二烯、1,4-己二烯、二聚环辛二烯、亚甲基降冰片烯、5-亚乙基-2-降冰片烯等。其中,乙烯和含4-10个碳原子的α-烯烃是较好的。同样地,上述的两个或多个单体可以共聚合。
除了含有满足上述不溶于64℃癸烷的组分所给定特征的不溶于64℃癸烷的组分外,对本发明的结晶聚丙烯并无特别的规定,而且溶于64℃癸烷的组分可为无规立构聚丙烯组分或共聚合的橡胶组分例如如上所述的那些。例如,可以包含烯烃橡胶组分或共轭二烯橡胶组分等作为溶于64℃癸烷的组分。
结晶聚丙烯具体地可为均聚丙烯或丙烯嵌段共聚物。在本发明中,即使大量的橡胶组分如EPR(乙烯/丙烯共聚物)作为溶于64℃癸烷的组分,和上述不溶于64℃癸烷的组分包含在一起时,也能显示出优异的刚性。这种聚丙烯较好为丙烯嵌段共聚物,原因是它具有优异的抗冲击性和刚性,而且橡胶组分的特性粘度(η)为0.5-10dl/g的丙烯嵌段共聚物尤佳。
同样较好的是,本发明的结晶聚丙烯含有支链烯烃的均聚物或共聚物,作为一种预聚物。所述支链烯烃如3-甲基-1-丁烯、3,3-二甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯、3-乙基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-己烯、4-甲基-1-己烯、4,4-二甲基-1-己烯、4,4-二甲基-1-戊烯、4-乙基-1-己烯、3-乙基-1-己烯、3,5,5-三甲基-1-己烯、乙烯基环戊烷、乙烯基环己烷、乙烯基环庚烷、乙烯基降冰片烷、烯丙基降冰片烷、苯乙烯、二甲基苯乙烯、烯丙基苯、烯丙基甲苯、烯丙基萘、乙烯基萘等。其中,3-甲基-1-丁烯等尤佳。
这种衍生自支链烯烃的预聚物可用作结晶作用的成核剂。
上述本发明结晶聚丙烯的熔体流动速率(MFR:ASTM D1238-65T,230℃,在2.16kg的负载下)通常应为0.1-200g/10min,较好为0.5-100g/10min。当熔体流动速率的值在所述范围时,模压性能是令人满意的。
                       制备结晶聚丙烯
尽管对制备本发明结晶聚丙烯的方法并无特别的规定,只要可以制得包含上述不溶于64℃癸烷的组分的聚丙烯即可,但结晶聚丙烯可通过例如丙烯的多步聚合制得,其中,在第一步获得的聚合物存在下再往前做,使用制备高度有规立构聚丙烯的催化剂并在改变聚合条件下进行随后的第二步聚合。
对于本发明,在制备含上述结晶组分的聚丙烯中宜使用制备高度有规立构聚丙烯的催化剂,例如可以使用由下述(a)-(c)组成的催化剂:
(a)含镁、钛、卤素和电子给体的固体钛催化剂组分,
(b)有机金属化合物,和
(c)下式(ⅰ)的有机硅化合物(c-1)或含有两个或多个醚键且在醚键间有多个原子的化合物,
Ra nSi(ORb)4-n…(ⅰ)(在上式中,n为1、2或3,至少一个Ra为仲或叔烃基,当n为2或3时Ra相互可以相同或不同,Rb为含1-4个碳原子的烃基,当4-n为2或3时Rb相互可以相同或不同)。
上述固体钛催化剂组分(a)可通过将镁化合物、钛化合物和电子给体相互接触制得。
可以使用具有还原能力的镁化合物和不具有还原能力的镁化合物作为制备钛催化剂组分所用的镁化合物。
在这里,可以给出含有镁-碳键或镁-氢键的镁化合物作为具有还原能力的镁化合物的例子。这种具有还原能力的镁化合物的具体例子包括二甲基镁、二乙基镁、二丙基镁、二丁基镁、二戊基镁、二己基镁、二癸基镁、氯化乙基镁、氯化丙基镁、氯化丁基镁、氯化己基镁、氯化戊基镁、丁基乙氧基镁、乙基丁基镁、氢化丁基镁等。
不具有还原能力的镁化合物的具体例子包括卤化镁如氯化镁、溴化镁、碘化镁、氟化镁等;烷氧基镁卤化物如氯化甲氧基镁、氯化乙氧基镁、氯化异丙氧基镁、氯化丁氧基镁、氯化辛氧基镁等;芳氧基镁卤化物如氯化苯氧基镁、氯化甲基苯氧基镁等;烷氧基镁如乙氧基镁、异丙氧基镁、丁氧基镁、正辛氧基镁、2-乙基己氧基镁等;芳氧基镁如苯氧基镁、二甲基苯氧基镁等;和镁的羧酸盐如月桂酸镁、硬脂酸镁等。
这些不具有还原性质的镁化合物可为来自上述具有还原性质的镁化合物的化合物,或可为在制备催化剂组分过程中获得的化合物。为了从具有还原能力的镁化合物获得不具有还原能力的镁化合物,可以将具有还原能力的镁化合物与聚硅氧烷化合物、含卤硅烷化合物、含卤铝化合物、酯、醇、含卤化合物、酮或其它含活性碳-氧键的化合物接触。
镁化合物也可以从催化剂制备过程中的金属镁获得。
可以使用两种或多种结合起来的镁化合物。
上述镁化合物可以与铝、锌、硼、铍、钠、钾、或其它金属形成配合物或复合物,或可为与另一种金属化合物的混合物。
尽管在本发明中可以使用除了上述那些化合物外的各种镁化合物,但在最终步骤中获得的固体钛催化剂组分(a)中的镁化合物宜采用含卤镁化合物的形式。这样,在使用不含卤素的镁化合物的情况下,在制备催化剂组分的过程中宜将该镁化合物与含卤化合物进行接触反应。
其中,不具有还原能力的镁化合物较好,含卤的镁化合物更好,而氯化镁、氯化烷氧基镁和氯化烯丙氧基镁则尤佳。
对于本发明,在催化剂组分的制备过程中宜使用液体形式的镁化合物,在上述镁化合物中的镁化合物是固体的情况下,可通过使用电子给体将镁化合物制成液体形式。
在上述镁化合物中的镁化合物是固体的情况下,可以通过使用电子给体(液化剂)将镁化合物制成液体形式。
对于液化剂,可以使用如下所述的醇、酚、酮、醛、醚、胺或吡啶等或者四乙氧基钛、四正丙氧基钛、四异丙氧基钛、四丁氧基钛、四己氧基钛、四丁氧基锆、四乙氧基锆或其它金属酸酯等作为电子给体。
其中,使用醇或金属酸酯特别好。
使固体镁化合物液体化的反应通常经下述方法进行,即将固体镁化合物与上述液化剂接触,视情况需要可以加热。此接触一般在0-200℃,较好为20-180℃,更好为50-150℃的温度下进行。
在液体化反应中同样可以共存有烃溶剂等,例如可以使用脂族烃如戊烷、己烷、庚烷、辛烷、癸烷、十二烷、十四烷、煤油等;脂环族烃如环戊烷、甲基环戊烷、环己烷、甲基环己烷、环辛烷、环己烯等;卤代烃如二氯乙烷、二氯丙烷、三氯乙烯、氯苯等;或芳族烃如苯、甲苯、二甲苯等。
在制备固体钛催化剂组分(a)中,宜使用下式四价钛化合物作为钛化合物,
Ti(OR)gX4-g
(在上式中,R为烃基,X为卤原子,g满足0≤g≤4)。
这种钛化合物的具体例子包括:
四卤化钛如TiCl4,TiBr4,TiI4等;
三卤化烷氧基钛如Ti(OCH3)Cl3,Ti(OC2H5)Cl3,Ti(O-n-C4H9)Cl3,Ti(OC2H5)Br3,Ti(O-iso-C4H9)Br3等;
二卤化二烷氧基钛如Ti(OCH3)2Cl2,Ti(OC2H5)2Cl2,Ti(O-n-C4H9)2Cl2,Ti(OC2H5)2Br2等;
一卤化三烷氧基钛如Ti(OCH3)3Cl,Ti(OC2H5)3Cl,Ti(O-n-C4H9)3Cl,Ti(OC2H5)3Br等;和
四烷氧基钛如Ti(OCH3)4,Ti(OC2H5)4,Ti(O-n-C4H9)4,Ti(O-iso-C4H9)4,Ti(O-2-乙基己基)4等。
其中,含卤的钛化合物较好,四卤化钛同样较好,四氯化钛尤佳。可以将上述钛化合物中的两种或多种结合起来使用。钛化合物也可以在烃化合物或卤代烃化合物等中稀释后使用。
在制备固体钛催化剂组分(a)中所用的电子给体的例子包括醇、酚、酮、醛、有机和无机酸的酯、有机酰基卤、醚、酰胺、酸酐、氨、胺、腈、异氰酸酯、含氮环状化合物、含氧环状化合物。
较具体的例子包括含1-18个碳原子的醇如甲醇、乙醇、丙醇、戊醇、己醇、辛醇、2-乙基己醇、十二烷醇、十八烷醇、油醇、苄醇、苯基乙醇、枯醇、异丙醇、异丙基苄醇等;
可以包含低级烷基的含6-20个碳原子的酚如苯酚、甲酚、二甲苯酚、乙基苯酚、丙基苯酚、壬基苯酚、枯基苯酚、萘酚等;
含3-15个碳原子的酮如丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、苯乙酮、二苯酮、乙酰丙酮、苯醌等;
含2-15个碳原子的醛如乙醛、丙醛、辛醛、苯甲醛、甲苯甲醛、萘醛等;
含2-30个碳原子的有机酸酯如甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸乙烯酯、乙酸丙酯、乙酸辛酯、乙酸环己酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、戊酸乙酯、氯乙酸甲酯、二氯乙酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、巴豆酸乙酯、环己烯羧酸乙酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸丁酯、苯甲酸辛酯、苯甲酸环己酯、苯甲酸苯酯、苯甲酸苄酯、甲苯甲酸甲酯、甲苯甲酸乙酯、甲苯甲酸戊酯、乙基苯甲酸乙酯、茴香酸甲酯、马来酸正丁酯、甲基丙二酸二异丁酯、环己烯羧酸二正己酯、顺-内-5-降冰片烯-2,5-二羧酸二乙酯、四氢邻苯二甲酸二异丙酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二-2-乙基己酯、γ-丁内酯、δ-戊内酯、香豆素、2-苯并呋喃酮、碳酸乙酯等;
含2-15个碳原子的酰基卤如乙酰氯、苯甲酰氯、甲苯甲酰氯、茴香酰氯等;
含2-20个碳原子的醚如甲醚、乙醚、异丙醚、丁醚、戊醚、茴香醚、二苯醚环氧对甲烷(diphenyl ether epoxy-p-methane)等;
酰胺如乙酰胺、苯甲酰胺、甲苯甲酰胺等;
酸酐如乙酸酐、邻苯二甲酸酐、苯甲酸酐等;
胺如甲胺、乙胺、二甲胺、二乙胺、乙二胺、1,4-丁二胺、1,6-己二胺、三丁胺、三苄胺等;
腈如乙腈、苄腈、trinitrile等;
含氮环状化合物包括吡咯类如吡咯、甲基吡咯、二甲基吡咯等;吡咯啉;吡咯烷;吲哚;吡啶类如吡啶、甲基吡啶、乙基吡啶、丙基吡啶、二甲基吡啶、乙基甲基吡啶、三甲基吡啶、苯基吡啶、苄基吡啶、氯化吡啶(pyridine chloride)等;哌啶;喹啉;异喹啉等;和
含氧环状化合物如四氢呋喃、1,4-桉树脑、1,8-桉树脑、蒎脑呋喃、甲基呋喃、二甲基呋喃、二苯基呋喃、苯并呋喃、2,3-二氢苯并呋喃、氧化邻苯二亚甲基、四氢吡喃、二氢吡喃等。
包含由下述通式表示的骨架的多价羧酸酯可作为有机酸酯的特别好的例子。
Figure A9719499500151
在上式中,R1表示取代或未取代的烃基。R2、R5和R6表示氢或取代或未取代的烃基。R3和R4表示氢或取代或未取代的烃基,并且较好的是它们中的至少一个是取代或未取代的烃基。R3和R4可以连接起来形成一个环状结构。在R1-R6中的烃基被取代的情况下,取代基包含杂原子如N、O、S和诸如C-O-C、COOR、COOH、OH、SO3H、-C-N-C、NH2等基团。
这种多价羧酸酯的具体例子包括:
脂族多元羧酸酯如琥珀酸二乙酯、琥珀酸二丁酯、甲基琥珀酸二乙酯、α-甲基戊二酸二异丁酯、甲基丙二酸二乙酯、乙基丙二酸二乙酯、异丙基丙二酸二乙酯、丁基丙二酸二乙酯、苯基丙二酸二乙酯、二乙基丙二酸二乙酯、二丁基丙二酸二乙酯、马来酸一辛酯、马来酸二辛酯、马来酸二丁酯、丁基马来酸二丁酯、丁基马来酸二乙酯、β-甲基戊二酸二异丙酯、乙基琥珀酸二烯丙酯、富马酸二-2-乙基己酯、衣康酸二乙酯、柠康酸二辛酯等;
脂环族多元羧酸酯如1,2-环己烷羧酸二乙酯、1,2-环己烷羧酸二异丁酯、四氢邻苯二甲酸二乙酯、顺-内-5-降冰片烯-2,5-二羧酸二乙酯等;
芳族多元羧酸酯如邻苯二甲酸一乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸甲乙酯、邻苯二甲酸一异丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸乙基异丁酯、邻苯二甲酸二正丙酯、邻苯二甲酸二异丙酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二正庚酯、邻苯二甲酸二-2-乙基己酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二新戊酯、邻苯二甲酸二癸酯、邻苯二甲酸苄丁酯、邻苯二甲酸二苯酯、萘二羧酸二乙酯、萘二羧酸二丁酯、1,2,4-苯三酸三乙酯、1,2,4-苯三酸二丁酯等;和
杂环多元羧酸如3,4-呋喃二羧酸的酯。
多元羧酸酯的其它例子包括长链二元羧酸酯如己二酸二乙酯、己二酸二异丁酯、癸二酸二异丙酯、癸二酸二正丁酯、癸二酸二正辛酯、癸二酸二-2-乙基己酯等。
又,对于电子给体,下述有机硅化合物和多醚化合物、水以及阴离子型、阳离子型和非离子型表面活性剂等都可以用作电子给体(c)。
其中,对本发明来说宜使用羧酸酯,使用多元羧酸酯尤佳,而邻苯二甲酸酯特佳。
可以将两种或多种这种类型的电子给体结合起来使用。
在将上述钛化合物、镁化合物和电子给体相互接触时,可以共存有硅、磷、铝等其它反应剂,并且可以使用载体,以制备载于载体上的固体钛催化剂组分(a)。
这种载体的例子包括Al2O3、SiO2、B2O3、MgO、CaO、TiO2、ZnO、SnO2、BaO、ThO和树脂如苯乙烯-二乙烯基苯共聚物等。其中,使用Al2O3、SiO2和苯乙烯-二乙烯基苯共聚物较有利。
尽管可以使用包括已知方法在内的各种方法来制备固体钛催化剂组分(a),但将几个制备方法的例子简述如下。
(1)将含电子给体(液化剂)的镁化合物的烃溶液与有机金属化合物进行接触使其反应,在沉淀后或沉淀时将固体与钛化合物进行接触使之反应的方法。
(2)将由镁化合物和电子给体组成的配合物与有机金属化合物进行接触使之反应,而后与钛化合物进行接触而使其反应的方法。
(3)将无机载体和有机镁化合物的接触产物与钛化合物和电子给体接触并使之反应的方法。对于此方法,所述接触产物可与含卤化合物和/或有机金属化合物接触并使之反应。
(4)由含液化剂和任选的烃溶剂的镁化合物溶液、电子给体和载体的混合物获得载有镁化合物的载体,然后将所述载体与钛化合物接触的方法。
(5)将含镁化合物、钛化合物、电子给体和任选的烃溶剂的溶液与载体接触的方法。
(6)将液体形式的有机镁化合物与含卤钛化合物接触的方法。在这种情况下,至少使用电子给体一次。
(7)在液体形式的有机镁化合物与含卤钛化合物接触之后,将该产物与钛化合物接触的方法。在这种情况下,至少使用电子给体一次。
(8)将含烷氧基的镁化合物与含卤钛化合物接触的方法。在这种情况下,至少使用电子给体一次。
(9)将由含烷氧基的镁化合物和电子给体组成的配合物与钛化合物接触的方法。
(10)将由含烷氧基的镁化合物和电子给体组成的配合物与有机金属化合物接触,然后与钛化合物接触并使其反应的方法。
(11)以任意次序使镁化合物、电子给体和钛化合物接触并使之反应的方法。在反应前,各组分可用电子给体、反应助剂如有机金属化合物或含卤硅化合物进行预处理。
(12)在电子给体的存在下将无还原能力的液体形式的镁化合物与液体形式的钛化合物反应,以沉淀固体镁-钛配合物的方法。
(13)将(12)中获得的反应产物进一步与钛化合物反应的方法。
(14)将(11)或(12)获得的反应产物进一步与电子给体或钛化合物反应的方法。
(15)用卤素、卤素化合物或芳烃处理将镁化合物和电子给体以及钛化合物压碎而获得的固体产物的方法。此方法可以包括仅将镁化合物,由镁化合物和电子给体组成的配合物,或者镁化合物和钛化合物压碎的步骤。或者,可以在压碎步骤之后用反应助剂进行预处理,之后再用卤素等进行处理。有机金属化合物和含卤硅化合物可以用作反应助剂。
(16)将镁化合物压碎然后与钛化合物接触的方法。在压碎和/或接触镁化合物的过程中,使用电子给体和视情况需要的反应助剂。
(17)用卤素、卤素化合物或芳烃处理上述(11)-(16)中任一种方法获得的化合物的方法。
(18)将金属氧化物、有机镁和含卤化合物的接触反应产物与电子给体和较好是钛化合物接触的方法。
(19)将有机酸的镁盐、镁化合物如烷氧基镁和芳氧基镁与钛化合物电子给体和任选的含卤烃接触的方法。
(20)将包含镁化合物和烷氧基钛的烃溶液与电子给体和任选的钛化合物接触的方法。在这种方法中,较好的是共存有含卤化合物如含卤硅化合物。
(21)将无还原能力的液体形式的镁化合物与有机金属化合物反应来沉淀固体镁-金属(铝)配合物,然后将该配合物与电子给体和钛化合物反应的方法。
尽管在接触过程中所用的各组分的用量按制备方法而不同,因而通常无法加以规定,但以每mol镁化合物计,希望使用如0.01-10mol,较好为0.1-5mol的电子给体和0.01-1000mol,较好为0.1-200mol的钛化合物。
在这样获得的固体钛催化剂组分(a)中包含镁、钛、卤素和电子给体,在这种固体钛催化剂组分(a)中,希望卤素/钛之比(原子比)约为2-200,较好约为4-100,电子给体/钛之比(原子比)约为0.01-100,较好约为0.02-10,和镁/钛之比(原子比)约为1-100,较好约为2-50。
在本发明中,将有机金属化合物(b)连同上述固体钛催化剂组分(a)用作催化剂。作为这种有机金属化合物,包含选自周期表第Ⅰ至Ⅲ族金属的化合物是较好的。具体例子包括下述有机铝化合物,第Ⅰ族金属和铝的烷基化物配合物,以及第Ⅱ族金属的有机金属化合物。
(b-1)通式为R1 mAl(OR2)nHpXq的有机铝化合物(其中R1和R2相互可以相同或不同,并且各自通常包含1-15个,较好为1-4个碳原子的烃基,X表示卤原子,m为满足0<m≤3的数,n为满足0≤n<3的数,p为满足0≤p<3的数,q为满足0≤q<3的数,并且m+n+p+q=3)。
(b-2)包含第Ⅰ族金属和铝并且通式为M1AlR1 4的烷基化物配合物(其中M1是Li、Na或K,R1与上述的相同)。
(b-3)包含第Ⅱ族或第Ⅲ族金属并且通式为R1R2M2的二烷基化物(其中R1和R2与上述的相同,M2为Mg、Zn或Cd)。
属于上述(b-1)的有机铝化合物的例子包括:
下式化合物,
R1 mAl(OR2)3-m(其中R1和R2与上述的相同,m较好为满足1.5≤m≤3的数);
下式化合物,
R1 mAlX3-m(其中R1与上述的相同,X为卤素,m较好为满足0<m<3);
下式化合物,
R1 mAlH3-m(其中R1与上述的相同,m较好为满足2≤m<3);和
下式化合物,
R1 mAl(OR2)nXq(其中R1和R2与上述的相同,X为卤素,0<m≤3,0≤n<3,0≤q<3,并且m+n+q=3)。
(b-1)铝化合物的具体例子包括三烷基铝如三乙基铝、三丁基铝等;三链烯基铝如三异戊二烯基铝等;二烷基铝烷氧基化物如二乙基乙氧基铝、二丁基丁氧基铝等;烷基铝倍半烷氧基化物如乙基倍半乙氧基铝、丁基倍半丁氧基铝等;平均组成由R1 2.5Al(OR2)0.5等表示的部分烷氧基化的烷基铝;二烷基铝卤化物如氯化二乙基铝、氯化二丁基铝、溴化二乙基铝等;部分卤化的烷基铝,包括烷基铝倍半卤化物如倍半氯化乙基铝、倍半氯化丁基铝、倍半溴化乙基铝等;和烷基铝二卤化物如二氯化乙基铝、二氯化丙基铝、二溴化丁基铝等;二烷基铝氢化物如氢化二乙基铝、氢化二丁基铝等;烷基铝二氢化物如二氢化乙基铝、二氢化丙基铝等;和其它部分氢化的烷基铝;和部分烷氧基化和卤化的烷基铝如氯化乙基乙氧基铝、氯化丁基丁氧基铝、溴化乙基乙氧基铝等。
其中的两个或多个铝原子通过氧原子或氮原子而连接起来的有机铝化合物也可以作为与(b-1)相类似的化合物。这种化合物的例子包括(C2H5)2AlOAl(C2H5)2,(C4H9)2AlOAl(C4H9)2,(C2H5)2AlN(C2H5)Al(C2H5)2,和铝氧烷如甲基铝氧烷。
上述(b-2)化合物的例子包括LiAl(C2H5)4,LiAl(C7H15)4等。
在这些化合物中,有机铝化合物尤其是三有机铝是较好的。
可以将两种或多种有机金属化合物(b)结合起来使用。
除了用上述钛催化剂组分(a)和有机金属化合物(b)作为催化剂外,有机硅化合物(c-1)或含两个或多个醚键且在醚键间有多个原子的化合物(c-2)被用作本发明的电子给体。
本发明所用的有机硅化合物(c-1)的通式为:
Ra nSi(ORb)4-n…(ⅰ)
在上式中,n为1、2或3,当n为1时各Ra为仲或叔烃基,当n为2或3时至少一个Ra为仲或叔烃基,Ra相互可以相同或不同,各Rb为含1-4个碳原子的烃基,当4-n为2或3时Rb相互可以相同或不同。
式(ⅰ)的有机硅化合物(c-1)中仲或叔烃基的例子包括环戊基、环戊烯基、环戊二烯基、含有取代基的这些基团、和其中邻近Si的碳是仲或叔碳的烃基。
取代环戊基的具体例子包括含有烷基的环戊基如2-甲基环戊基、3-甲基环戊基、2-乙基环戊基、2-正丁基环戊基、2,3-二甲基环戊基、2,4-二甲基环戊基、2,5-二甲基环戊基、2,3-二乙基环戊基、2,3,4-三甲基环戊基、2,3,5-三甲基环戊基、2,3,4-三乙基环戊基、四甲基环戊基、四乙基环戊基等。
取代环戊烯基的例子包括含有烷基的环戊烯基如2-甲基环戊烯基、3-甲基环戊烯基、2-乙基环戊烯基、2-正丁基环戊烯基、2,3-二甲基环戊烯基、2,4-二甲基环戊烯基、2,5-二甲基环戊烯基、2,3,4-三甲基环戊烯基、2,3,5-三甲基环戊烯基、2,3,4-三乙基环戊烯基、四甲基环戊烯基、四乙基环戊烯基等。
取代环戊二烯基的例子包括含有烷基的环戊二烯基如2-甲基环戊二烯基、3-甲基环戊二烯基、2-乙基环戊二烯基、2-正丁基环戊二烯基、2,3-二甲基环戊二烯基、2,4-二甲基环戊二烯基、2,5-二甲基环戊二烯基、2,3-二乙基环戊二烯基、2,3,4-三甲基环戊二烯基、2,3,5-三甲基环戊二烯基、2,3,4-三乙基环戊二烯基、2,3,4,5-四甲基环戊二烯基、2,3,4,5-四乙基环戊二烯基、1,2,3,4,5-五甲基环戊二烯基、1,2,3,4,5-五乙基环戊二烯基等。
其中邻近Si的碳是仲碳的烃基的例子包括异丙基、仲丁基、仲戊基、α-甲基苄基等,其中邻近Si的碳是叔碳的烃基的例子包括叔丁基、叔戊基、α,α’-二甲基苄基、金刚烷基(adamantyl group)等。
其中n为1的式(ⅰ)有机硅化合物(c-1)的例子包括三烷氧基硅烷如环戊基三甲氧基硅烷、2-甲基环戊基三甲氧基硅烷、2,3-二甲基环戊基三甲氧基硅烷、环戊基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、叔丁基三乙氧基硅烷、环己基三甲氧基硅烷、环己基三乙氧基硅烷、2-降冰片烷三甲氧基硅烷、2-降冰片烷三乙氧基硅烷等。
其中n为2的例子包括二烷氧基硅烷如二环戊基二乙氧基硅烷、叔丁基甲基二甲氧基硅烷、叔丁基甲基二乙氧基硅烷、叔戊基甲基二乙氧基硅烷、二环己基二甲氧基硅烷、环己基甲基二甲氧基硅烷、环己基甲基二乙氧基硅烷、2-降冰片烷甲基二甲氧基硅烷等和由下式(ⅱ)表示的二甲氧基化合物,
在上式中,各Ra和Rc分别独立地为环戊基、取代的环戊基、环戊烯基、取代的环戊烯基、环戊二烯基、取代的环戊二烯基、或其中邻近Si的碳是仲或叔碳的烃基。
这种式(ⅱ)二甲氧基化合物的例子包括:
二环戊基二甲氧基硅烷,
二环戊烯基二甲氧基硅烷,
二环戊二烯基二甲氧基硅烷,
二叔丁基二甲氧基硅烷,
二(2-甲基环戊基)二甲氧基硅烷,
二(3-甲基环戊基)二甲氧基硅烷,
二(2-乙基环戊基)二甲氧基硅烷,
二(2,3-二甲基环戊基)二甲氧基硅烷,
二(2,4-二甲基环戊基)二甲氧基硅烷,
二(2,5-二甲基环戊基)二甲氧基硅烷,
二(2,3-二乙基环戊基)二甲氧基硅烷,
二(2,3,4-三甲基环戊基)二甲氧基硅烷,
二(2,3,5-三甲基环戊基)二甲氧基硅烷,
二(2,3,4-三乙基环戊基)二甲氧基硅烷,
二(四甲基环戊基)二甲氧基硅烷,
二(四乙基环戊基)二甲氧基硅烷,
二(2-甲基环戊烯基)二甲氧基硅烷,
二(3-甲基环戊烯基)二甲氧基硅烷,
二(2-乙基环戊烯基)二甲氧基硅烷,
二(2-正丁基环戊烯基)二甲氧基硅烷,
二(2,3-二甲基环戊烯基)二甲氧基硅烷,
二(2,4-二甲基环戊烯基)二甲氧基硅烷,
二(2,5-二甲基环戊烯基)二甲氧基硅烷,
二(2,3,4-三甲基环戊烯基)二甲氧基硅烷,
二(2,3,5-三甲基环戊烯基)二甲氧基硅烷,
二(2,3,4-三乙基环戊烯基)二甲氧基硅烷,
二(四甲基环戊烯基)二甲氧基硅烷,
二(四乙基环戊烯基)二甲氧基硅烷,
二(2-甲基环戊二烯基)二甲氧基硅烷,
二(3-甲基环戊二烯基)二甲氧基硅烷,
二(2-乙基环戊二烯基)二甲氧基硅烷,
二(2-正丁基环戊烯基)二甲氧基硅烷,
二(2,3-二甲基环戊二烯基)二甲氧基硅烷,
二(2,4-二甲基环戊二烯基)二甲氧基硅烷,
二(2,5-二甲基环戊二烯基)二甲氧基硅烷,
二(2,3-二乙基环戊二烯基)二甲氧基硅烷,
二(2,3,4-三甲基环戊二烯基)二甲氧基硅烷,
二(2,3,5-三甲基环戊二烯基)二甲氧基硅烷,
二(2,3,4-三乙基环戊二烯基)二甲氧基硅烷,
二(2,3,4,5-四甲基环戊二烯基)二甲氧基硅烷,
二(2,3,4,5-四乙基环戊二烯基)二甲氧基硅烷,
二(1,2,3,4,5-五甲基环戊二烯基)二甲氧基硅烷,
二(1,2,3,4,5-五乙基环戊二烯基)二甲氧基硅烷,
二叔戊基二甲氧基硅烷,
二(α,α’-二甲基苄基)二甲氧基硅烷,
二(金刚烷基)二甲氧基硅烷,
金刚烷基叔丁基二甲氧基硅烷,
环戊基叔丁基二甲氧基硅烷,
二异丙基二甲氧基硅烷,
二仲丁基二甲氧基硅烷,
二仲戊基二甲氧基硅烷,
异丙基仲丁基二甲氧基硅烷等。
其中n为3的式(ⅰ)化合物的例子包括一烷氧基硅烷如三环戊基甲氧基硅烷,
三环戊基乙氧基硅烷,
二环戊基甲基甲氧基硅烷,
二环戊基乙基甲氧基硅烷,
二环戊基甲基乙氧基硅烷,
环戊基二甲基甲氧基硅烷,
环戊基二乙基甲氧基硅烷,
环戊基二甲基乙氧基硅烷等。
其中,二甲氧基硅烷,尤其是式(ⅱ)的二甲氧基硅烷较好,更具体地说,二环戊基二甲氧基硅烷、二叔丁基二甲氧基硅烷、二(2-甲基环戊基)二甲氧基硅烷、二(3-甲基环戊基)二甲氧基硅烷和二叔戊基二甲氧基硅烷较好。
可以将两种或多种上述有机硅化合物(c-1)结合起来使用。在本发明所用的含两个或多个醚键且在醚键间有多个原子的化合物(以下也称为“多醚化合物”)(c-2)中,存在于醚键之间的原子是一个或多个选自碳、硅、氧、硫、磷和硼的原子,并且这种原子的数目是两个或多个。较好的是,将比较庞大的取代基,或者更具体地讲含两个或多个碳原子,较好地含三个或多个具有直链、支链或环状结构,较好为支链或环状结构的碳原子的取代基连接到醚键之间的原子上。存在于两个或多个醚键之间的原子上包含多个,较好为3-20个,再好为3-10个,更好为3-7个碳原子的化合物同样较好。
下式化合物可以作为这种多醚化合物的例子。
在上式中,n为满足2≤n≤10的整数,R1-R26的每一个为含选自碳、氢、氧、卤素、氮、硫、磷、硼和硅中至少一个元素的取代基,并且任何R1-R26,较好为R1-R2n都可以连接成一个除了苯环外的环,并且可以包含一个除主链中的碳原子外的原子。
这种多醚化合物的具体例子包括:
2-(2-乙基己基)-1,3-二甲氧基丙烷,
2-异丙基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-丁基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-仲丁基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-环己基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-苯基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-枯基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-(2-苯乙基)-1,3-二甲氧基丙烷,
2-(2-环己基乙基)-1,3-二甲氧基丙烷,
2-(对氯苯基)-1,3-二甲氧基丙烷,
2-(二苯基甲基)-1,3-二甲氧基丙烷,
2-(1-萘基)-1,3-二甲氧基丙烷,
2-(2-氟苯基)-1,3-二甲氧基丙烷,
2-(1-十氢萘基)-1,3-二甲氧基丙烷,
2-(对叔丁基苯基)-1,3-二甲氧基丙烷,
2,2-二环己基-1,3-二甲氧基丙烷,
2,2-二环戊基-1,3-二甲氧基丙烷,
2,2-二乙基-1,3-二甲氧基丙烷,
2,2-二丙基-1,3-二甲氧基丙烷,
2,2-二异丙基-1,3-二甲氧基丙烷,
2,2-二丁基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-甲基-2-丙基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-甲基-2-苄基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-甲基-2-乙基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-甲基-2-异丙基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-甲基-2-苯基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-甲基-2-环己基-1,3-二甲氧基丙烷,
2,2-双(对氯苯基)-1,3-二甲氧基丙烷,
2,2-双(2-环己基乙基)-1,3-二甲氧基丙烷,
2-甲基-2-异丁基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-甲基-2-(2-乙基己基)-1,3-二甲氧基丙烷,
2,2-二异丁基-1,3-二甲氧基丙烷,
2,2-二苯基-1,3-二甲氧基丙烷,
2,2-二苄基-1,3-二甲氧基丙烷,
2,2-双(环己基甲基)-1,3-二甲氧基丙烷,
2,2-二异丁基-1,3-二乙氧基丙烷,
2,2-二异丁基-1,3-二丁氧基丙烷,
2-异丁基-2-异丙基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-(1-甲基丁基)-2-异丙基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-(1-甲基丁基)-2-仲丁基-1,3-二甲氧基丙烷,
2,2-二仲丁基-1,3-二甲氧基丙烷,
2,2-二叔丁基-1,3-二甲氧基丙烷,
2,2-二新戊基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-异丙基-2-异戊基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-苯基-2-异丙基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-苯基-2-仲丁基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-苄基-2-异丙基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-苄基-2-仲丁基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-苯基-2-苄基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-环戊基-2-异丙基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-环戊基-2-仲丁基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-环己基-2-异丙基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-环己基-2-仲丁基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-异丙基-2-仲丁基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-环己基-2-环己基甲基-1,3-二甲氧基丙烷,
2,3-二苯基-1,4-二乙氧基丁烷,
2,3-二环己基-1,4-二乙氧基丁烷,
2,2-二苄基-1,4-二乙氧基丁烷,
2,3-二环己基-1,4-二乙氧基丁烷,
2,3-二异丙基-1,4-二乙氧基丁烷,
2,2-双(对甲基苯基)-1,4-二甲氧基丁烷,
2,3-双(对氯苯基)-1,4-二甲氧基丁烷,
2,3-双(对氟苯基)-1,4-二甲氧基丁烷,
2,4-二苯基-1,5-二甲氧基戊烷,
2,5-二苯基-1,5-二甲氧基己烷,
2,4-二异丙基-1,5-二甲氧基戊烷,
2,4-二异丁基-1,5-二甲氧基戊烷,
2,4-二异戊基-1,5-二甲氧基戊烷,
3-甲氧基甲基四氢呋喃,
3-甲氧基甲基二氧杂环己烷,
1,3-二异丁氧基丙烷,
1,2-二异丁氧基丙烷,
1,2-二异丁氧基乙烷,
1,3-二异戊氧基丙烷,
1,3-二异新戊氧基乙烷,
1,3-二新戊氧基丙烷,
2,2-四亚甲基-1,3-二甲氧基丙烷,
2,2-五亚甲基-1,3-二甲氧基丙烷,
2,2-六亚甲基-1,3-二甲氧基丙烷,
1,2-双(甲氧基甲基)环己烷,
2,8-二氧杂螺(dioxaspiro)[5,5]十一烷,
3,7-二氧杂二环[3,3,1]壬烷,
3,7-二氧杂二环[3,3,0]辛烷,
3,3-二异丁基-1,5-氧代壬烷,
6,6-二异丁基二氧庚烷,
1,1-二甲氧基甲基环戊烷,
1,1-双(二甲氧基甲基)环己烷,
1,1-双(甲氧基甲基)二环[2,2,1]庚烷,
1,1-二甲氧基甲基环戊烷,
2-甲基-2-甲氧基甲基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-环己基-2-乙氧基甲基-1,3-二乙氧基丙烷,
2-环己基-2-甲氧基甲基-1,3-二甲氧基丙烷,
2,2-二异丁基-1,3-二甲氧基环己烷,
2-异丙基-2-异戊基-1,3-二甲氧基环己烷,
2-环己基-2-甲氧基甲基-1,3-二甲氧基环己烷,
2-异丙基-2-甲氧基甲基-1,3-二甲氧基环己烷,
2-异丁基-2-甲氧基甲基-1,3-二甲氧基环己烷,
2-环己基-2-乙氧基甲基-1,3-二乙氧基环己烷,
2-环己基-2-乙氧基甲基-1,3-二甲氧基环己烷,
2-异丙基-2-乙氧基甲基-1,3-二乙氧基环己烷,
2-异丙基-2-乙氧基甲基-1,3-二甲氧基环己烷,
2-异丁基-2-乙氧基甲基-1,3-二乙氧基环己烷,
2-异丁基-2-乙氧基甲基-1,3-二甲氧基环己烷,
三(对甲氧基苯基)膦,
甲基苯基-双(甲氧基甲基)硅烷,
二苯基-双(甲氧基甲基)硅烷,
甲基环己基-双(甲氧基甲基)硅烷,
二叔丁基-双(甲氧基甲基)硅烷,
环己基叔丁基-双(甲氧基甲基)硅烷,
异丙基叔丁基-双(甲氧基甲基)硅烷等。
其中,宜采用1,3-二醚类,而2,2-二异丁基-1,3-二甲氧基丙烷、2-异丙基-2-异戊基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二环己基-1,3-二甲氧基丙烷和2,2-双(环己基甲基)-1,3-二甲氧基丙烷尤佳。
可以将两种或多种上述多醚化合物(c-2)结合起来使用。
在本发明中,可以将有机硅化合物(c-1)和上述多醚化合物(c-2)结合起来用作电子给体(c)。
而且,也可以结合使用下式有机硅化合物,
RnSi(OR’)4-n(在上式中,R和R’为烃基,0<n<4,由此式表示的有机硅化合物不包括上述式(ⅰ)的有机硅化合物(c-1))。
具体例子包括三甲基甲氧基硅烷,三甲基乙氧基硅烷,二甲基二甲氧基硅烷,二甲基二乙氧基硅烷,二异丙基二甲氧基硅烷,二苯基二甲氧基硅烷,苯基甲基二甲氧基硅烷,二苯基二乙氧基硅烷,二邻甲苯基二甲氧基硅烷,二间甲苯基二甲氧基硅烷,二对甲苯基二甲氧基硅烷,二对甲苯基二乙氧基硅烷,二乙基苯基二甲氧基硅烷,乙基三甲氧基硅烷,乙基三乙氧基硅烷,乙烯基三甲氧基硅烷,甲基三甲氧基硅烷,正丙基三乙氧基硅烷,癸基三甲氧基硅烷,癸基三乙氧基硅烷,苯基三甲氧基硅烷,γ-氯丙基三甲氧基硅烷,甲基三乙氧基硅烷,乙基三乙氧基硅烷,乙烯基三乙氧基硅烷,正丁基三乙氧基硅烷,苯基三乙氧基硅烷,γ-氨丙基三乙氧基硅烷,氯三乙氧基硅烷,乙基三异丙氧基硅烷,乙烯基三丁氧基硅烷,三甲基苯氧基硅烷,甲基三烯丙氧基硅烷,乙烯基三(β-甲氧基乙氧基硅烷),乙烯基三乙酰氧基硅烷等。
也可以使用硅酸乙酯、硅酸丁酯、二甲基四乙氧基二硅氧烷等。
在本发明中,预聚合可以在使用由上述固体钛催化剂(a)、有机金属化合物(b)和电子给体(c)组成的催化剂来制备结晶聚丙烯的过程之前完成。
在预聚合过程中,在固体钛催化剂(a)、有机金属化合物(b)和任选的电子给体(c)存在下聚合烯烃。
至于被预聚合的烯烃,可以使用直链烯烃如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-辛烯、1-十六碳烯、1-二十碳烯(eicocene)等,和具有支链结构的烯烃如3-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯、3-乙基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-己烯、4,4-二甲基-1-己烯、4,4-二甲基-1-戊烯、4-乙基-1-己烯、3-乙基-1-己烯、烯丙基萘、烯丙基降冰片烷、苯乙烯、二甲基苯乙烯、乙烯基萘、烯丙基甲苯、烯丙基苯、乙烯基环己烷、乙烯基环戊烷、乙烯基环庚烷、烯丙基三烷基硅烷等,它们也可以是被共聚合过的。
其中,3-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯、3-乙基-1-己烯、乙烯基环己烷、烯丙基三甲基硅烷、二甲基苯乙烯是特别好的。
特别好的是使用预聚合过3-甲基-1-丁烯的催化剂,原因是用它制得的聚丙烯具有高的刚性。
希望进行这样的预聚合,使得以每1g固体钛催化剂组分(a)计,能产生约0.1-1000g,较好约为0.3-500g的聚合物。
若预聚合的量太多:则在主聚合中的(共)聚合物的生产效率会下降,并且容易在由所得的(共)聚合物制成的膜中产生鱼眼等。
在预聚合过程中,可以使用浓度显著高于主聚合体系中催化剂浓度的催化剂。
通常希望所用的固体钛催化剂组分(a)以钛原子计的浓度为每1升聚合体积约0.01-200毫摩尔,较好约为0.05-100毫摩尔。
通常希望以每1摩尔固体钛催化剂组分(a)中的钛原子计,所用的有机金属化合物(b)的量约为0.1-100毫摩尔,较好约为0.5-50毫摩尔。
尽管在预聚合中可以使用或不使用电子给体(c),但以每1摩尔固体钛催化剂组分(a)中的钛原子计,其用量为0.1-50毫摩尔,较好为0.5-30毫摩尔,再好为1-10毫摩尔。
较好的是在惰性烃介质中加入待预聚合的烯烃和上述催化剂在温和的条件下进行预聚合。
惰性烃介质的例子包括脂族烃如丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、癸烷、十二烷、煤油等;脂环族烃如环戊烷、环己烷、甲基环戊烷等;芳族烃如苯、甲苯、二甲苯等;卤代烃如氯化乙烯、氯苯等;和上述烃的混合物。使用脂族烃尤佳。
预聚合温度可为所制得的预聚物在实际操作期间不会溶于惰性烃介质的温度,它通常设置在-20至+100℃,较好为-20至+80℃,再好为0至+40℃。
预聚合可以分批法、连续法等方式进行。
在预聚合过程中可以使用氢等以调节分子量。
在本发明中,希望每1升聚合体积,固体钛催化剂组分(a)(或预聚物催化剂)的用量以钛原子计约为0.0001-50毫摩尔,较好约为0.001-10毫摩尔。
希望对聚合体系中的每1摩尔钛原子而言,有机金属化合物(b)的用量以金属原子计约为1-2000摩尔,较好约为2-500摩尔。希望对每1摩尔有机金属化合物(b)中的金属原子而言,电子给体(c)的用量约为0.0001-50摩尔,较好约为0.01-20摩尔。
在使用上述催化剂进行聚丙烯的多步聚合中,丙烯可在任何一步或所有步骤中与上述不同的单体共聚合,只要不破坏本发明的目的即可。
在本发明中,宜在多步中聚合丙烯,宜在各步中制备不同分子量的结晶聚丙烯。例如,若以两步法进行丙烯的聚合,则可在第一步中制取其量相当于最终所得结晶聚丙烯的0.5-15重量%的特性粘度(η1st)为8-20dl/g,较好为8.5-15dl/g的结晶聚丙烯,然后在第二步中制取其量相当于最终所得结晶聚丙烯的99.5-85重量%的特性粘度(η2nd)为0.8-4.0dl/g的结晶聚丙烯.
再例如,若以三步法进行丙烯的聚合,则可在第一步中制取其量相当于最终所得结晶聚丙烯的0.5-15重量%的特性粘度(η1st)为8-20dl/g,较好为8.5-15dl/g的结晶聚丙烯,在第二步中制取其量相当于最终所得结晶聚丙烯的0.5-30重量%的特性粘度(η2nd)为3-10dl/g,较好为4-9dl/g的结晶聚丙烯,以及在第三步中制取其量相当于最终所得结晶聚丙烯的99-55重量%的特性粘度(η3rd)为0.8-4.0dl/g,较好为0.8-3.0dl/g的结晶聚丙烯。
在此过程中,较好的是满足下述不等式:
{((η1st)+(η3rd))/2}-1≤(η2nd)≤{((η1st)+(η3rd))/2}+1
在上述各步中,将丙烯均聚合或将丙烯与另一种单体共聚合来制备结晶聚丙烯,并且在各步中宜制得包含大于90mol%,较好为95-100mol%来自丙烯的单元的结晶聚丙烯。
尽管对上述步骤的顺序并无特别的限制,聚合可以与上述顺序不同的顺序进行,但上述顺序是较好的。
例如可以通过改变通入聚合体系中的氢的量来调节各步中所得的结晶聚丙烯的分子量。
在本发明中,可以仅取出上述聚合获得的结晶聚丙烯的高分子量组分,并用作结晶聚丙烯。结晶聚丙烯的高分子量组分可以以不溶于85-125℃癸烷的经聚合产生的结晶聚丙烯组分的形式获得,或者更具体地讲,它可以以在溶解所述聚丙烯的85-125℃下沉淀而后经热过滤收集的组分的形式获得。使用晶种聚合物(小晶片)的小晶片接触法(chip contact method)等可以用来沉淀这些组分。在小晶片接触法中,高分子量组分的沉淀温度并非必须设置在上述温度范围内。
在本发明中,除了经上述多步聚合来制备结晶聚丙烯组分的过程外,还可以再进行丙烯和乙烯的共聚合过程,制成丙烯/7烯共聚物橡胶组分,从而制得本发明丙烯嵌段共聚物形式的结晶聚丙烯。
聚合可以气相聚合法或液相聚合法如溶液聚合法和悬浮聚合法进行,并且在上述各步中可以使用一种不同的方法。聚合也可以分批、半连续和连续法中的任何一种方式进行,而且上述各步可以在许多个聚合器如2至10个聚合器中进行。
惰性烃可以用作聚合介质,而液体丙烯也可以用作聚合介质。
至于各步的聚合条件,聚合温度可适宜地选择在约-50至200℃,较好约为20至100℃的范围内,聚合压力可适宜地选择在常压至100kg/cm2,较好约为2至50kg/cm2的范围内。
在聚合过程中,希望每1升聚合体积的所用的上述固体钛催化剂组分(a)(或预聚物催化剂)的浓度以钛原子计约为0.0001-50毫摩尔,较好约为0.001-10毫摩尔。
希望对固体钛催化剂组分(a)中的每1摩尔钛原子而言,有机金属化合物(b)的用量以金属原子计相当于约1-2000毫摩尔,较好约为2-500毫摩尔。希望对有机金属化合物(b)中的每1摩尔金属原子而言,电子给体(c)的用量约为0.001-50毫摩尔,较好约为0.01-20毫摩尔。
若使用预聚物催化剂,则视情况需要可以重新加入固体钛催化剂组分(a)和有机金属化合物(b)。预聚合所用的有机金属化合物(b)和主聚合所用的有机金属化合物(b)相互可以相同或不同。
电子给体(c)可以在预聚合过程或主聚合过程中的至少一个过程中使用,例如它仅在主聚合过程中使用或在预聚合和主聚合两个过程中使用。预聚合所用的电子给体(c)和主聚合所用的电子给体(c)相互可以相同或不同。
上述各催化剂组分在随后进行的各过程中并非必须重新加入,但视情况也可以适宜地加入。
当使用上述催化剂时,即使在聚合过程中使用氢时所得聚丙烯的结晶度或立体规整度指数将不会降低,而且催化剂活性也不会降低。
在本发明中,由于每单位数量的固体钛催化剂组分可以获得高产率的聚丙烯,因而催化剂的量,尤其是聚丙烯中的卤素含量可以相对地减少。这样可以省略除去聚丙烯中催化剂的操作步骤,并且在使用所得聚丙烯来模制成型产品的过程中不大可能使模具生锈。
也可以将使用上述制备高度有规立构聚丙烯的催化剂制得的特性粘度(η)不同的两种或多种类型的结晶聚丙烯混合来制备本发明的结晶聚丙烯。例如,将0.5-15重量%特性粘度(η)为8-20dl/g的结晶聚丙烯与99.5-85重量%特性粘度(η)为0.8-4.0dl/g的结晶聚丙烯混合制得结晶聚丙烯。
                         聚丙烯组合物
本发明的聚丙烯组合物是由溶于140℃癸烷的组分和任选的不溶于140℃癸烷的组分以及溶于140℃癸烷而又是不溶于64℃癸烷的组分组成,它们都是由满足上述特征(1)-(4)的结晶聚丙烯组成的。
本发明的聚丙烯组合物应单单只包含上述结晶聚丙烯,而未特地指出应含除所述结晶聚丙烯外的聚丙烯组分。
聚丙烯组合物的溶于140℃癸烷的组分而又是不溶于64℃癸烷的组分是在从聚丙烯组合物中除去无机填料和其它不溶于140℃癸烷的组分后仍然保留下来的组分,换句话说,就是在如对上述结晶聚丙烯所作的用癸烷分离溶于140℃癸烷的组分后在64℃被癸烷沉淀的组分。
按如下过程进行从聚丙烯组合物中除去不溶于140℃癸烷的组分的步骤。
将300ml癸烷、500cc玻璃珠和约2g样品(聚丙烯组合物)置于放在恒温浴内的透明烧瓶中。然后进行搅拌,同时加热恒温浴达约146℃的温度,以溶解样品(开始时样品溶液变得浑浊)。
当样品溶液变成透明时,将溶解有聚丙烯的癸烷溶液转移到1升烧杯中,与此同时,在所述烧杯中施加真空抽吸,以从在140℃时不溶解的组分中分离出在140℃时溶解的组分。(若此时转移到烧杯中的样品溶液染上颜色,则再将溶液返回烧瓶中,视情况需要加入玻璃珠,再将溶液加热到约146℃并搅拌以溶解样品)。
接着为了分离在140℃溶解的组分,将以上述方式已除去不溶于140℃癸烷的组分的烧杯中的癸烷溶液与加入150ml癸烷洗涤烧瓶内部获得的洗涤液混合。
对本发明的聚丙烯组合物来说,宜包含70重量%或更高的溶于140℃癸烷的组分。
在所述溶于140℃癸烷的组分中,所含的上述结晶聚丙烯(不溶于64℃癸烷的组分)的量宜为60重量%或更高,较好为65-100重量%。
除了上述结晶聚丙烯外,聚丙烯组合物还可特别地包含其它组分如橡胶组分、添加剂、其它聚合物、无机填料等。
在所述的其它组分中,无机化合物如无机填料通常是聚丙烯组合物中的不溶于140℃癸烷的组分,而有机化合物通常是聚丙烯组合物中的溶于140℃癸烷的组分。
本发明的聚丙烯组合物可以包含能改进冲击强度的橡胶组分,并且较好的是这种橡胶组分是乙烯/α-烯烃共聚物和/或苯乙烯共聚物。
这种橡胶组分是溶于140℃癸烷的聚丙烯组合物的组分,它同样是溶于64℃癸烷的组分。通常在所述溶于64℃癸烷的组分中所包括的是结晶聚丙烯本身的溶于64℃癸烷的组分(无规立构聚丙烯组分和/或共聚物橡胶组分)。
较好的是乙烯/α-烯烃共聚物是一种乙烯和含3-20个碳原子的α-烯烃的无规共聚物,并且它是一种弹性体状的物质。
乙烯/α-烯烃共聚物宜包含25-90mol%来自乙烯的单元和10-75mol%来自含3-10个碳原子的α-烯烃的单元。
这种α-烯烃的例子包括丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十六碳烯、4-甲基-1-戊烯等。
其中,含4-10个碳原子的α-烯烃是较好的。
视情况需要,乙烯/α-烯烃共聚物也可以包含来自其它可聚合单体的单元,并且以达到不破坏本发明特征的程度为限。
这种其它可聚合单体的例子包括乙烯基化合物如苯乙烯、乙烯基环戊烯、乙烯基环己烷、乙烯基降冰片烷等;乙烯基酯如乙酸乙烯酯;不饱和有机酸及其衍生物如马来酐等;共轭二烯;和非共轭多烯如1,4-己二烯、1,6-辛二烯、2-甲基-1,5-己二烯、6-甲基-1,5-庚二烯、7-甲基-1,6-辛二烯、二聚环戊二烯、环己二烯、二环辛二烯、亚甲基降冰片烯、5-乙烯基降冰片烯、5-亚乙基-2-降冰片烯、5-亚甲基-2-降冰片烯、5-异亚丙基-2-降冰片烯、6-氯甲基-5-异丙烯基-2-降冰片烯、2,3-二异亚丙基-5-降冰片烯、2-亚乙基-3-异亚丙基-5-降冰片烯、2-丙烯基-2,2-降冰片二烯等。
乙烯/α-烯烃共聚物可以包含10mol%或更少,较好为5mol%或更少,再好为3mol%或更少的来自这种其它可聚合单体的单元。
乙烯/α-烯烃共聚物可以包含两种或多种类型的来自含3-20个碳原子的α-烯烃的单元,也可以包含两种或多种类型的来自其它可聚合单体的单元。
这种乙烯/α-烯烃共聚物的密度宜为0.850-0.895g/cm3,较好为0.855-0.890g/cm3
乙烯/α-烯烃共聚物的熔体流动速率(MFR:ASTM D1238;190℃,在2.16kg的负载下)宜为0.01-100g/10 min,较好为0.05-50g/10min。
较好的是乙烯/α-烯烃共聚物的特性粘度(η)(在135℃的萘烷中测量)为1-5dl/g,玻璃化温度Tg为-50℃或更低,密度为0.850-0.900g/cm3
这种乙烯/α-烯烃共聚物的具体例子包括乙烯/丙烯无规共聚物、乙烯/1-丁烯无规共聚物、乙烯/丙烯/1-丁烯无规共聚物、乙烯/丙烯/亚乙基降冰片烯无规共聚物、乙烯/1-己烯无规共聚物、乙烯/1-辛烯无规共聚物等。其中,特别宜采用乙烯/丙烯无规共聚物、乙烯/1-丁烯无规共聚物和乙烯/1-辛烯无规共聚物,并且可以将两种或多种这些共聚物结合起来使用。
乙烯/α-烯烃共聚物可以使用钒催化剂、钛催化剂或金属茂催化剂等经常规已知的方法制得。上述乙烯/α-烯烃共聚物具有优异的与上述聚丙烯的相容性,并且由这些组分可以制成具有优异抗冲击性和优异流动性以及优异刚性的聚丙烯组合物。
苯乙烯共聚物宜为由来自芳族乙烯基的嵌段聚合物单元和来自共轭二烯的嵌段聚合物单元组成的苯乙烯嵌段共聚物。
可以形成这种苯乙烯共聚物的芳族乙烯基化合物的具体例子包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、4-丙基苯乙烯、4-十二烷基苯乙烯、4-环己基苯乙烯、2-乙基-4-苄基苯乙烯、4-(苯基丁基)苯乙烯、1-乙烯基萘、2-乙烯基萘等。其中,苯乙烯是较好的。
本发明所用的苯乙烯共聚物宜包含5-80重量%,较好为8-80重量%的芳族乙烯基聚合物单元。可以使用常规的方法如红外光谱法、NMR光谱法等来测量芳族乙烯基单元的含量。
共轭二烯的例子包括丁二烯、异戊二烯、戊二烯、2,3-二甲基丁二烯和它们的混合物。其中,异戊二烯,丁二烯与异戊二烯的混合物是较好的。
在共轭二烯嵌段聚合物单元是由丁二烯和异戊二烯制成的情况下,来自异戊二烯的单元的含量宜为40mol%或更高。
由丁二烯/异戊二烯共聚物单元组成的这样的共轭二烯嵌段聚合物单元可为丁二烯和异戊二烯的无规共聚物单元、嵌段共聚物单元或标记共聚物单元。
在本发明中,共轭二烯嵌段聚合物单元中的全部或部分碳-碳双键可被氢化。
尽管氢化比率可视所需的耐热性、耐候性等而定,但所述比率可为50%或更高,较好为70%或更高。若耐热性和耐候性是本发明的树脂组合物特别需要的,则氢化比率宜为80%或更高。
将由芳族乙烯基嵌段聚合物单元(X)和共轭二烯嵌段聚合物单元(Y)组成的这样的苯乙烯嵌段共聚物的形式表示为例如X(YX)n或(XY)n(其中n为大于或等于1的整数)。
其中,X(YX)n形式,特别是X-Y-X形式的共聚物是较好的,更具体地说,聚苯乙烯/聚异戊二烯(或异戊二烯/丁二烯)/聚苯乙烯嵌段共聚物是较好的。
在这种苯乙烯嵌段共聚物中,硬片段芳族乙烯基嵌段单元(X)以共轭二烯橡胶嵌段单元(Y)的交联点的形式存在,从而形成物理交联(区域)。存在于芳族乙烯基嵌段单元(X)之间的共轭二烯橡胶嵌段单元(Y)是软片段,并具有橡胶弹性。
视情况需要,可经已知方法氢化上述获得的苯乙烯嵌段共聚物的共聚合后的二烯单元。
本发明所用的苯乙烯共聚物的具体例子包括:
苯乙烯/异戊二烯嵌段共聚物(SI)和它们的氢化形式(SEP),
苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯嵌段共聚物(SIS)和它们的氢化形式(SEPS;聚苯乙烯-聚乙烯/丙烯-聚苯乙烯嵌段共聚物),
苯乙烯/丁二烯共聚物(SB)和它们的氢化形式(SEB),
苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和它们的氢化形式(SEBS;聚苯乙烯-聚乙烯/丁烯-聚苯乙烯共聚物)等,更具体地说,包括HYBRAR(由Kuraray Co.,Ltd制造),Kraton(商品名;由Shell Chemical Co.,Ltd.,制造),Cariflex TR(由ShellChemical Co.,Ltd.制造),Solprene(由Phillips Petroleum Co.,制造),EuropeneSOLT(由ANIC Co.,制造),Tufprene(由Asahi Chemical Co.,Ltd.制造),Solprene-T(由Japan Elastomer Co.,制造),JSRTR(由Japan Synthetic Rubber Co.,制造),Denka STR(由Denki Kagaku Co.,制造),Quintac(由Nihon Zeon Co.,制造),Kraton G(由Shell Chemical Co.,Ltd.制造),Tuftech(由Asahi Chemical Co.,Ltd.制造)(上述所有的名称均为商品名)等。
其中宜采用SEBS、SEPS等。
希望是本发明所用的苯乙烯共聚物的熔体流动速率(MFR,ASTM D1238,200℃,在2.16kg的负载下)通常为0.1-150g/10min,特性粘度(η)(在135℃的萘烷中)通常为0.01-10dl/g,较好为0.08-7dl/g。
同样希望的是用X-射线衍射法测得的结晶度为0-10%,较好为0-7%,再好为0-5%。
希望密度为0.88-0.94g/cm3
可以将两种或多种类型的上述苯乙烯共聚物结合起来使用。
在本发明中,乙烯/α-烯烃共聚物和苯乙烯共聚物也可以结合起来使用。
在制备本发明的聚丙烯组合物中,以100重量份的结晶聚丙烯计,上述乙烯/α-烯烃共聚物和/或苯乙烯共聚物的用量为0-70重量份,较好为0-50重量份。
在本发明的聚丙烯组合物中可以包含的添加剂包括成核剂、抗氧化剂、盐酸吸收剂、抗热稳定剂、老化剂、抗光剂、紫外吸收剂、滑移剂、防粘剂、防雾剂、润滑剂、抗静电剂、阻燃剂、颜料、染料、分散剂、铜减活化剂(cupper deactivators)、中和剂、发泡剂、增塑剂、消泡剂、交联剂、流动性能改进剂如过氧化物等、焊接强度改进剂、天然油、合成油、蜡等。
特别好的是本发明的聚丙烯组合物包含成核剂,这种成核剂可为上述聚丙烯中所含的预聚物。也可以包含各种其它已知的成核剂,并且这种成核剂和所述预聚物都可以包含在内。由于包含这种成核剂,所制得的晶体颗粒细小,并且结晶速度得到改进,从而能进行高速模制。
尽管除了预聚物外,对成核剂并无限制,各种常规已知的成核剂都可以使用,但特别宜采用下式成核剂。(在上式中,R1表示氧、硫或含1-10个碳原子的烃基,R2和R3相互可以相同或不同,各自表示氢或含1-10个碳原子的烃基。多个R2可以相互连接形成一个环,多个R3可以相互连接形成一个环,并且R2和R3可以连接在一起形成一个环。M表示化合价为1-3的金属原子,n为1-3的整数)。
具体例子包括2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯钠、2,2’-亚乙基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯钠、2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯锂、2,2’-亚乙基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯锂、2,2’-亚乙基-双(4-异丙基-6-叔丁基苯基)磷酸酯钠、2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯基)磷酸酯锂、2,2’-亚甲基-双(4-乙基-6-叔丁基苯基)磷酸酯锂、双[2,2’-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯基)磷酸酯]钙、双[2,2’-硫代双(4-乙基-6-叔丁基苯基)磷酸酯]钙、双[2,2’-硫代双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯]钙、双[2,2’-硫代双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯]镁、双[2,2’-硫代双(4-叔辛基苯基)磷酸酯]镁、2,2’-亚丁基-双(4,6-二甲基苯基)磷酸酯钠、2,2’-亚丁基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯钠、2,2’-叔辛基亚甲基-双(4,6-二甲基苯基)磷酸酯钠、2,2’-叔辛基亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯钠、双(2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯)钙、双[2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯]镁、双[2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯]钡、2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯基)磷酸酯钠、2,2’-亚甲基-双(4-乙基-6-叔丁基苯基)磷酸酯钠、(4,4’-二甲基-5,6’-二叔丁基-2,2’-联苯基)磷酸酯钠、双[(4,4’-二甲基-6,6’-二叔丁基-2,2’-联苯基)磷酸]酯钙、2,2’-亚乙基-双(4-间丁基-6-叔丁基苯基)磷酸酯钠、2,2’-亚甲基-双(4,6-二甲基苯基)磷酸酯钠、2,2’-亚甲基-双(4,6-二乙基苯基)磷酸酯钠、2,2’-亚乙基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯钾、双[2,2’-亚乙基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯]钙、双[2,2’-亚乙基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯]镁、双[2,2’-亚乙基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯]钡、三[2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯]铝、三[2,2’-亚乙基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯]铝,和上述两种或多种的混合物。
其中,2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯钠是特别好的。
Figure A9719499500361
(在上式中,R4表示氢或含1-10个碳原子的烃基,M表示化合价为1-3的金属原子,n表示1-3的整数)。
具体例子包括双(4-叔丁基苯基)磷酸酯钠,
双(4-甲基苯基)磷酸酯钠,
双(4-乙基苯基)磷酸酯钠,
双(4-异丙基苯基)磷酸酯钠,
双(4-叔辛基苯基)磷酸酯钠,
双(4-叔丁基苯基)磷酸酯钾,
双(4-叔丁基苯基)磷酸酯钙,
双(4-叔丁基苯基)磷酸酯镁,
双(4-叔丁基苯基)磷酸酯锂,
双(4-叔丁基苯基)磷酸酯铝,和上述两种或多种的混合物。
其中,双(4-叔丁基苯基)磷酸酯钠是较好的。
Figure A9719499500362
(在上式中,R5表示氢或含1-10个碳原子的烃基)。
具体例子包括1,3,2,4-二亚苄基山梨醇,
1,3-亚苄基-2,4-对甲基亚苄基山梨醇,
1,3-亚苄基-2,4-对乙基亚苄基山梨醇,
1,3-对甲基亚苄基-2,4-亚苄基山梨醇,
1,3-对乙基亚苄基-2,4-亚苄基山梨醇,
1,3-对甲基亚苄基-2,4-对乙基亚苄基山梨醇,
1,3-对乙基亚苄基-2,4-对甲基亚苄基山梨醇,
1,3,2,4-二(对甲基亚苄基)山梨醇,
1,3,2,4-二(对乙基亚苄基)山梨醇,
1,3,2,4-二(对正丙基亚苄基)山梨醇,
1,3,2,4-二(对异丙基亚苄基)山梨醇,
1,3,2,4-二(对正丁基亚苄基)山梨醇,
1,3,2,4-二(对仲丁基亚苄基)山梨醇,
1,3,2,4-二(对叔丁基亚苄基)山梨醇,
1,3,2,4-二(2’,4’-二甲基亚苄基)山梨醇,
1,3,2,4-二(对甲氧基亚苄基)山梨醇,
1,3,2,4-二(对乙氧基亚苄基)山梨醇,
1,3-亚苄基-2,4-对氯亚苄基山梨醇,
1,3-对氯亚苄基-2,4-亚苄基山梨醇,
1,3-对氯亚苄基-2,4-对甲基亚苄基山梨醇,
1,3-对氯亚苄基-2,4-对乙基亚苄基山梨醇,
1,3-对甲基亚苄基-2,4-对氯亚苄基山梨醇,
1,3-对乙基亚苄基-2,4-对氯亚苄基山梨醇,
1,3,2,4-二(对氯亚苄基)山梨醇,和上述两种或多种的混合物。
其中,1,3,2,4-二亚苄基山梨醇、1,3,2,4-二(对甲基亚苄基)山梨醇、1,3,2,4-二(对乙基亚苄基)山梨醇、1,3-对氯亚苄基-2,4-对甲基亚苄基山梨醇和1,3,2,4-二(对氯亚苄基)山梨醇,以及这些化合物的两种或多种的混合物是较好的。
成核剂包括芳族羧酸和脂肪族羧酸的金属盐如苯甲酸铝、对叔丁基苯甲酸铝、己二酸钠、噻吩羧酸钠、吡咯羧酸钠(sodium pyrolecarboxylate)等。滑石和下述其它无机化合物也可以用作成核剂。
在制备聚丙烯组合物中,以100重量份的聚丙烯计,宜使用约0.001-10重量份,较好为0.01-5重量份,再好为0.1-3重量份的上述成核剂。
酚抗氧化剂、硫抗氧化剂和磷抗氧化剂可以用作抗氧化剂。
酚抗氧化剂的例子包括酚类如2,6-二叔丁基对甲酚(3,5-二叔丁基-4-羟基甲苯)、(3,3-二甲基-4-羟基苄基)硫代甘醇酸十八烷基酯、β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯酚)丙酸十八烷基酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸二(十八烷基)酯、2,4,6-三(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苄基硫代)-1,3,5-三唑、(4-羟基-3-甲基-5-叔丁基苄基)丙二酸二(十八烷基)酯、2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-亚甲基-双(2,6-二叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基-双[6-(1-甲基环己基)对甲酚]、双[3,5-双(4-羟基-3-叔丁基苯基)丁酸]乙二醇酯、4,4’-亚丁基-双(6-叔丁基间甲酚)、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、双[2-叔丁基-4-甲基-6-(2-羟基-3-叔丁基-S-甲基苄基)苯基]对苯二甲酸酯、1,3,5-三(2,6-二甲基-3-羟基-4-叔丁基)苄基异氰脲酸酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)2,4,6-三甲基苯、四[亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯、1,3,5-三[(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基乙基]异氰脲酸酯、2-辛基硫代-4,6-二(4-羟基-3,5-二叔丁基)苯氧基-1,3,5-三唑、4,4’-硫代双(6-叔丁基间甲酚)等;和多酚低聚碳酸酯如4,4’-亚丁基-双(2-叔丁基-5-甲基苯酚)的低聚碳酸酯(聚合度为2-10)。
硫抗氧化剂的例子包括硫代二丙酸的二烷基酯如硫代二丙酸的二(十二烷基)酯、二(十四烷基)酯和二(十八烷基)酯,以及丁基、辛基、十二烷基、十八烷基和其它烷基的硫代丙酸的多醇(例如甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、三羟乙基异氰脲酸酯)的酯(例如四(十二烷基)硫代丙酸季戊四醇酯)。
磷抗氧化剂的例子包括亚磷酸三辛酯、亚磷酸三月桂酯、亚磷酸三癸酯、亚磷酸辛基二苯酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(丁氧基乙基)酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、二亚磷酸二(十八烷基)季戊四醇酯、四(三癸基)-1,1,3-三(2-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)丁烷二亚磷酸酯、四(C12-C15混合烷基)-4,4’-异亚丙基二苯基二亚磷酸酯、四(三癸基)-4,4’-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)二亚磷酸酯、亚磷酸三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)酯、亚磷酸三(一·二混合的壬基苯基)酯、氢化的4,4’-异亚丙基二苯酚多亚磷酸酯、双(辛基苯基)·双[4,4’-亚丁基-双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)]-1,6-己二醇二亚磷酸酯、苯基·4,4’-异亚丙基二苯酚·季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、三[4,4’-异亚丙基-双(2-叔丁基苯酚)]亚磷酸酯、苯基·二异癸基亚磷酸酯、二(壬基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、三(1,3-二硬脂酰氧基异丙基)亚磷酸酯、4,4’-异亚丙基-双(2-叔丁基苯酚)·二(壬基苯基)亚磷酸酯、9,10-二氢-9-氧杂-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-亚联苯基二亚膦酸酯(diphosphonite)等。
可以使用的其它抗氧化剂包括6-羟基苯并呋喃衍生物如α、β、γ和δ生育酚和它们的混合物,2-(4-甲基-戊-3-烯基)-6-羟基苯并呋喃、2,2,7-三甲基-5-叔丁基-6-羟基苯并呋喃、2,2,5-三甲基-7-叔丁基-6-羟基苯并呋喃、2,2,5-三甲基-6-叔丁基-6-羟基苯并呋喃、2,2-二甲基-5-叔丁基-6-羟基苯并呋喃的2,5-二甲基取代形式、2,5,8-三甲基取代形式和2,5,7,8-四甲基取代形式等。
而且可以包含通式为MxAly(OH)2x+3y-2z(A)z·aH2O的复合物(其中M为Mg、Ca、或Zn,A为除了羟基外的阴离子,x、y和z为正数,a为0或一个正数)如Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O,Mg5Al2(OH)14CO3·4H2O,Mg10Al2(OH)22(CO3)2·4H2O,Mg6Al2(OH)16HPO4·4H2O,Ca6Al2(OH)16CO3·4H2O,Zn6Al2(OH)16CO3·4H2O,Zn6Al2(OH)16SO4·4H2O,Mg6Al2(OH)16SO3·4H2O等用作盐酸吸收剂。
抗光剂的例子包括羟基二苯酮类如2-羟基-4-甲氧基二苯酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯酮、2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮、2,4-二羟基二苯酮等;苯并三唑类如2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔戊基苯基)苯并三唑等;苯甲酸酯类如水杨酸苯酯、水杨酸对叔丁基苯酯、2,4-二叔丁基苯基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、十六烷基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯等;镍化合物如2,2’-硫代双(4-叔辛基苯酚)的Ni盐、[2,2’-硫代双(4-叔辛基酚盐)]-正丁胺Ni、(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)膦酸一乙酯的Ni盐等;取代的丙烯腈如α-氰基-β-甲基-β-(对甲氧基苯基)丙烯酸甲酯等;草酰二N-酰苯胺如N’-2-乙基苯基-N-乙氧基-5-叔丁基苯基草酰二胺、N-2-乙基苯基-N’-2-乙氧基苯基草酰二胺等;和位阻胺化合物如双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)癸二酸酯、聚[{(6-(1,1,3,3-四甲基丁基)亚氨基}-1,3,5-三嗪-2,4-二基{4-(2,2,6,6-四甲基哌啶基)亚氨基}六亚甲基]、2-(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基)乙醇和琥珀酸二甲酯的缩合物等。
润滑剂的例子包括脂族烃类如石蜡、聚乙烯蜡和聚丙烯蜡;高级脂肪酸类如癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、十七酸、硬脂酸、花生酸和山萮酸,及其金属盐(例如锂盐、钙盐、钠盐、镁盐、钾盐);脂肪醇类如棕榈醇、鲸蜡醇和十八烷醇;脂肪酰胺类如己酰胺(capronamide)、辛酰胺、癸酰胺(caprinamide)、月桂酰胺、肉豆蔻酰胺、棕榈酰胺和硬脂酰胺;脂肪和醇的酯类;和氟化合物如氟烷基羧酸及其金属盐,氟烷基磺酸的金属盐等。
每100重量份的结晶聚丙烯,上述添加剂的用量为0.0001-10重量份。
本发明的聚丙烯组合物也可以包含30重量%或更少的无机填料。
无机填料的具体例子包括粉末填料,它包括天然硅酸和硅酸盐如细小粉末状滑石、高岭土、烘焙过的粘土、叶蜡石、丝云母、硅灰石等,碳酸盐如沉淀的碳酸钙、石灰石粉白、碳酸镁等,氢氧化物如氢氧化铝、氢氧化镁等,氧化物如氧化锌、锌白、氧化镁等,硫酸钡和合成硅酸和硅酸盐如水合硅酸钙、水合硅酸铝、水合硅酸、硅酸酐等,薄片状填料如云母,纤维状填料如玻璃纤维、碱式硫酸镁须晶、钛酸钙须晶、硼酸铝须晶、海泡石、PMF(加工过的矿石纤维)、硬硅钙石、钛酸钾、硅磷灰石等,和球状纤维如玻璃球、飘尘球等。
其中,在本发明中宜采用滑石、碳酸钙、玻璃纤维、钛酸钾和硫酸钡等,而使用平均颗粒大小为0.01-10μm的细小粉末状滑石则尤佳。
可按液相沉降法来测量滑石的平均颗粒大小。
对本发明所用的无机填料,尤其是滑石可以不处理或预先进行表面处理。表面处理的具体例子包括使用硅烷偶合剂、高级脂肪酸、脂肪酸的金属盐、不饱和有机酸、有机钛酸盐、树脂酸、聚乙二醇和其它处理试剂的化学或物理处理。当使用经这种表面处理获得的滑石时,可以获得焊接强度、涂层性能和成型性能优异的丙烯聚合物组合物。
可以将两种或多种上述类型的无机填料结合起来使用。
在本发明中,也可以将有机填料如高苯乙烯、木素和再生橡胶与诸如上述那些无机填料一起使用。
由于本发明的聚丙烯组合物包含这些添加剂、成核剂、橡胶组分、填料等,因而可以获得在物理性能、耐用性、涂层性能、印刷性能、耐裂纹和成型性能的平衡上进一步改进的模制产品。
可以将上述丙烯、添加剂、橡胶组分、无机填料和其它组分捏合,经已知方法制得聚丙烯组合物。
                              热成形产品
本发明的上述结晶聚丙烯和聚丙烯组合物(以后简称为“聚丙烯”)可广泛用于通常已知的使用聚烯烃的应用场合,特别是聚丙烯可以模塑而加以使用,如制成片、未拉伸或拉伸过的膜、丝、和各种形状的模塑产品。
模塑产品的具体例子包括通过已知的热成形方法,如挤塑、注塑、吹胀模塑、吹塑、挤出吹塑、注射吹塑、压塑、真空成形、流延、发泡模塑等获得的模塑产品。下面为描述这类模塑产品的一些例子。
例如,本发明的模塑产品为挤塑产品时,不具体限定产品的形状和类型,其例可以是片、膜(未拉伸)、管、软管、电缆夹套、丝等。尤其优选制成片、膜和丝之例。
在挤塑聚丙烯时可采用常用的挤塑设备和挤塑条件。例如可使用单轴螺杆挤出机、捏合挤出机、挤料杆式挤出机、齿轮挤出机等,从T口模等挤出熔融的聚丙烯,并形成片或膜(未拉伸)。
采用拉幅机法(纵向-横向拉伸,横向-纵向拉伸)、同时双轴向拉伸法、单轴向法或其它已知的拉伸方法,拉伸上述的挤出片或挤出膜(未拉伸),可获得拉伸过的膜。
在拉伸片或拉伸未经拉伸的膜时的拉延比,在双轴向拉伸情况中一般约为20-70倍,在单轴向拉伸情况中一般约为2-10倍。要求通过拉伸获得的拉伸膜厚度约为5-200微米。
作为膜形态的成形产品的另一个例子,就是还可以生产吹胀膜。在吹胀模塑过程中不太可能发生破裂。
由本发明的聚丙烯获得的上述模塑片和膜产品不易带电,具有优良的拉伸模量和其它刚性特性、耐热性、抗冲击性、耐老化性、透明度、透明性(see-through)、光泽、刚性、防潮性和气体屏蔽性,可以广泛用作包装膜等。由于这些片和膜具有特别优良的防潮性,可优选用于压合包装等,即用于药片、胶囊等的包装材料。
例如,使熔融聚丙烯通过纺丝喷嘴挤出,可以生产丝状成形产品。由此获得的丝可进一步拉伸。最好进行拉伸到足以使分子至少沿丝的一个轴向排列。一般要求进行拉伸至达到约5-10倍的拉延比。由本发明聚丙烯获得的丝不易带电,并且具有优良的刚性、耐热性和抗冲击性。
采用已知的注塑设备及条件,将聚丙烯注塑为各种形状,可以生产注塑产品。由本发明聚丙烯获得的注塑产品具有优良的刚性、耐热性、抗冲击性、表面光泽、耐化学品性、耐磨性等,可以广泛用作汽车内部装饰材料、汽车外部装饰材料、家用电器的罩、各种类型的容器等。
采用常用的吹塑设备和条件,吹塑聚丙烯可以生产吹塑产品。
例如,在挤出吹塑中,在熔融条件(树脂温度为100-300℃)下,从模头挤出上述的聚丙烯,形成管状型坯。将该型坯保留在所需形状的模具中之后,在130-300℃树脂温度下,吹入空气,使型坯与模具相适配,从而形成空心的模塑产品。要求在横向的拉延(吹塑)比为1.5-5倍。
在注射吹塑中,在熔融条件(树脂温度为100-300℃)下,将上述聚丙烯注射到一个型坯-模具中,形成型坯。将该型坯保留在所需形状的模具中之后,在120-300℃树脂温度下,吹入空气,使型坯与模具相适配。在获得的空心模塑产品中,要求纵向拉延(吹塑)比为1.1-1.8倍,横向拉延(吹塑)比为1.3-2.5倍。
由本发明的聚丙烯获得的吹塑产品具有优良的刚性、耐热性、抗冲击性、以及防潮性。
模具冲压模塑产品可作为压机模塑产品的例子。本发明的聚丙烯,在如复合整体模塑(模具冲击模塑)法中可用作基材,该方法中基材和表层材料可同时压机模塑。这类模具冲压模塑产品的具体例子包括门的装饰面、包装背部的装饰面、座位的背部装饰面、仪器护板、以及其它汽车内部装饰材料。
由于本发明的聚丙烯具有优良的刚性,例如即使含有橡胶组分时仍具有足够高的刚性,因此该聚丙烯可以用于要求高刚性的各种应用。具体而言,本发明的聚丙烯可优选用作诸如汽车内部和外部的装饰材料、具有电器的罩和各种容器。
由本发明的聚丙烯制得的压机模塑产品不易带电,具有优良的刚性、耐热性、抗冲击性、耐老化性、表面光泽性、耐化学品性、抗撕裂性等。
                            本发明的效果
本发明的结晶聚丙烯和聚丙烯组合物含有高分子量、具有特定物理性能的结晶聚丙烯组分,因此具有高的刚性。本发明的结晶聚丙烯和聚丙烯组合物还具有优良的硬度、刚性、熔体张力、流动性和模塑性能。
本发明这样的结晶聚丙烯和聚丙烯组合物可用于要求高刚性的各种应用,例如可优选用作家用电器的罩和洗涤用的盆等的材料;膜材料,如单轴向拉伸膜、双轴向拉伸膜、吹胀膜等;通过流延、挤塑等制得的片材,用于包的、曲颈容器的包装材料、用于装饰、仪器面板、操纵杆套等的汽车内部装饰材料、用于防护板、保险杆、地毯、挡泥板、镜盖等的汽车外部装饰材料;各种杂物等。
                                实施例
现用实施例更具体地描述本发明,但是本发明不受这些实施例的限制。
按照下列方法测定实施例说明中指出的聚丙烯或聚丙烯组合物的物理性能。
(特性粘度(η))
在135℃萘烷中测定特性粘度(η)。
(重均分子量(Mw),Z均分子量(Mz))
在140℃,使用邻氯苯作为溶剂进行凝胶渗透色谱(GPC)测定,来测定重均分子量(Mw)和Z均分子量(Mz)。
(熔体粘弹性)
使用Reometrix Co.制造的RDS-11,测定频率相依性的聚丙烯在64℃癸烷中的不溶组分的损耗正切值。
使用230℃压机模塑的半径为12.5毫米,厚2毫米的圆形片,在230℃,恒定张力下,测定0.05rad/sec和10rad/sec频率下的损耗正切值(tanδ0.05)和(tanδ10)。
然后用前面提及的公式,由各频率以及测定的损耗正切值计算熔体粘弹性指数D的值。
(挠曲模量试验(FM))
根据ASTM D790,在23℃试验温度,51毫米跨距间隙和20毫米/分钟的挠曲速度,使用在预定条件下注塑的试验片,测定挠曲模量。
(熔体张力(MT))
使用熔体张力试验器(由Toyo Seiki制造),在200℃测定温度和15毫米/分钟挤出速度的条件下,当以恒定速度牵拉挤出的丝时,测定施用到丝上的张力即为熔体张力。
(铅笔硬度)
根据JIS K5401测定铅笔硬度。
                               实施例1
制备均聚丙烯(PP-1)
(制备固体钛催化剂组分(a))
将95.2克无水氯化镁、442毫升癸烷和390.6克2-乙基己醇的混合物在130℃加热2小时,获得均匀溶液。在该溶液中加入21.3克邻苯二甲酸酐,在130℃再搅拌和混合该溶液1小时,以溶解邻苯二甲酸酐。
将由此获得的均匀溶液冷却至23℃,耗用1小时将75毫升该均匀溶液滴加到200毫升保持在-20℃的四氯化钛中。滴加后,耗时4小时,使获得的混合溶液温度升至110℃。当温度达到110℃时,加入5.22克邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP),将该混合物温度保持在上述温度下搅拌2小时。然后通过热过滤收集固体组分,再悬浮于275毫升四氯化钛中,之后在110℃再加热2小时。
加热结束后,再次通过热过滤收集固体组分,并在110℃用癸烷和己烷洗涤,直到在洗涤的液体中不能检测到钛化合物。
按照上述方式制备的固体钛催化剂组分(a)以己烷浆液储藏,取其一部分,干燥后测定催化剂组成。
固体钛催化剂组分(a)含有2.5%(重量)钛、58%(重量)氯、18%(重量)镁和13.8%(重量)DIBP。
(制备预聚物催化剂)
氮气氛下在配备有搅拌器的2升高压釜中导入500毫升精制己烷、120克3-甲基-1-丁烯、50毫摩尔三乙基铝、50毫摩尔三甲基甲氧基硅烷和上述获得的固体钛催化剂组分(a)(其量相应于按钛原子计为5.0毫摩尔)。进行8小时聚合反应。聚合反应温度保持在20℃。
聚合反应结束后,反应器内部以氮气充代,然后进行包括取出上层清液和加入精制己烷的洗涤操作三次。之后将获得的预聚物催化剂(B)-1再悬浮于精制己烷中,将全部悬浮物移至一催化剂瓶中。
获得含10.4克聚(3-甲基-1-丁烯)/1克固体钛催化剂组分(a)的预聚物催化剂。
(聚合)
在内容积为17升的高压釜中放入3公斤丙烯,温度升至60℃后,加入7.0毫摩尔三乙基铝、7.0毫摩尔二环戊基二甲氧基硅烷和2.28克按上述方式获得的预聚物催化剂。然后将温度升至70℃并保持10分钟进行聚合反应。
之后,打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯(第一步丙烯均聚反应的终点)。
排出结束后,关闭放空阀,导入3公斤丙烯和0.7升氢,温度升至70℃并保持5分钟进行聚合反应。然后打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯(第二步丙烯均聚反应的终点)。
排出结束后,关闭放空阀,导入3公斤丙烯和8.5升氢,温度升至70℃并保持60分钟进行聚合反应。加入少量乙醇终止聚合反应后,通过一积分流量计排出未反应的气体(第三步丙烯均聚反应的终点)。
通过上述步骤可获得2780克聚丙烯。
该聚丙烯的特性粘度(η)为2.1dl/g,堆积比重为0.48克/毫升。由积分流量计计算出的各步的聚合物量之比是,第一步(X1)/第二步(X2)/第三步(X3)=6/6/88。在各步获得的聚合物的特性粘度(η1st)、(η2nd)、(η3rd)列于表1。按下述测定各步的特性粘度。
将第一步完成后的部分聚合物制成样品,测定在第一步获得的聚合物的特性粘度(η1st)。
用下面所示的公式(1)和(2),计算在第二步获得的聚合物的特性粘度(η2nd)和第三步获得的聚合物的特性粘度(η3rd)。(η2,总)=X1/(X1+X2)(η1st)+X2/(X1+X2)(η2nd)    (1)(η)=X1/(X1+X2+X3)(η1st)+X2/(X1+X2+X3)(η2nd)+X3/(X1+X2+X3)(η3rd)(2)
上式中,X1、X2、X3是各步的聚合物量比值。
2,总)是测定完成第二步后的部分聚合物制成的样品所得的值。
)是测定完成第三步后的部分聚合物制成的样品所得的值。
(制粒)
均聚丙烯的制粒可通过混合0.1重量份3,5-二叔丁基-4-羟基甲苯、0.1重量份四[亚甲基-3(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷、0.1重量份硬脂酸钙、0.2重量份2,2’-亚甲基-二(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠和100重量份按照上述获得的聚丙烯(PP-1),在230℃树脂温度下用双轴挤出机(由Haake Co.制造)熔融捏合来进行。
然后使用Toshiba Machinery Co.Ltd.制造的IS55注塑机,在预定条件下,由获得的样品制得试验用片。试验结果列于表2。
                              实施例2
制备均聚丙烯(PP-2)
在内容积为17升的高压釜中放入3公斤丙烯,温度升至60℃后,加入7.0毫摩尔三乙基铝、7.0毫摩尔二环戊基二甲氧基硅烷和2.28克在实施例1获得的预聚物催化剂。温度保持在60℃14分钟进行聚合反应。
之后,打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯(第一步丙烯均聚反应的终点)。
排出结束后,关闭放空阀,导入3公斤丙烯和0.6升氢,温度升至70℃并保持6分钟进行聚合反应。然后打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯(第二步丙烯均聚反应的终点)。
排出结束后,关闭放空阀,导入3公斤丙烯和23升氢,温度升至70℃并保持65分钟进行聚合反应。加入少量乙醇终止聚合反应后,通过一积分流量计排出未反应的气体(第三步丙烯均聚反应的终点)。
通过上述步骤可获得2814克聚丙烯。
该聚丙烯的特性粘度(η)为2.0dl/g,堆积比重为0.48克/毫升。由积分流量计计算所得的各步的聚合物量之比是,第一步(X1)/第二步(X2)/第三步(X3)=8/8/84。在各步获得的聚合物的特性粘度(η1st)、(η2nd)、(η3rd)列于表1。
(制粒)
重复实施例1,不同之处是,使用按照上述方式获得的均聚丙烯(PP-2)代替(PP-1),进行制粒。
按照与实施例1相同的方式制备注塑试验用片。结果列于表2。
                           实施例3
制备均聚丙烯(PP-3)
在内容积为17升的高压釜中放入3公斤丙烯,温度升至60℃后,加入7.0毫摩尔三乙基铝、7.0毫摩尔二叔丁基二甲氧基硅烷(DTBMS)和2.28克在实施例1获得的预聚物催化剂。然后温度升至70℃并保持9分钟进行聚合反应。
之后,打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯(第一步丙烯均聚反应的终点)。
排出结束后,关闭放空阀,导入3公斤丙烯和0.7升氢,温度升至70℃并保持5分钟进行聚合反应。然后打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯(第二步丙烯均聚反应的终点)。
排出结束后,关闭放空阀,导入3公斤丙烯和56升氢,温度升至70℃并保持70分钟进行聚合反应。加入少量乙醇终止聚合反应后,通过一积分流量计排出未反应的气体(第三步丙烯均聚反应的终点)。
通过上述步骤可获得2697克聚丙烯。
该聚丙烯的特性粘度(η)为2.2dl/g,堆积比重为0.47克/毫升。由积分流量计计算所得的各步的聚合物量之比是,第一步(X1)/第二步(X2)/第三步(X3)=8/8/84。在各步获得的聚合物的特性粘度(η1st)、(η2nd)、(η3rd)列于表1。
(制粒)
重复实施例1,不同之处是,使用按照上述方式获得的均聚丙烯(PP-3)代替(PP-1),进行制粒。
按照与实施例1相同的方式制备注塑试验用片。结果列于表2。
                               比较例1
制备均聚丙烯(PPc1)
在内容积为17升的高压釜中放入3公斤丙烯和6.5升氢,温度升至60℃后,加入7.0毫摩尔三乙基铝、7.0毫摩尔二环戊基二甲氧基硅烷和2.28克在实施例1获得的预聚物催化剂。
温度升至70℃并保持55分钟进行聚合反应。
加入少量乙醇终止聚合反应后,通过一积分流量计排出未反应的气体。
通过上述步骤可获得2755克聚丙烯。
该聚丙烯的特性粘度(η)为1.7dl/g,堆积比重为0.48克/毫升。
(制粒)
重复实施例1,不同之处是,使用按照上述方式获得的均聚丙烯(PPc1)代替(PP-1),进行制粒。
按照与实施例1相同的方式制备注塑试验用片。结果列于表2。
实施例4
制备丙烯嵌段共聚物(PP-4)
按照与实施例2相同的方式,进行第一步丙烯均聚、第二步丙烯均聚和第三步丙烯均聚,不加入乙醇,排出第三步丙烯均聚结束后的未反应气体。
分别以800升/小时、1200升/小时和30升/小时的速度,向聚合釜供应乙烯、丙烯和氢,调节聚合釜通气阀的开度,保持聚合釜内压力在10kg/cm2-G,在70℃进行60分钟的聚合反应。
加入少量乙醇终止聚合反应后,排出聚合釜中未反应的气体。
通过上述步骤可获得3141克聚丙烯。
橡胶组分中聚合物量包括11%(重量)聚丙烯,特性粘度(η)为3.0 dl/g,乙烯含量为40%(摩尔)。
(制粒)
重复实施例1,不同之处是,使用按照上述方式获得的均聚丙烯(PP-4)代替(PP-1),进行制粒。
按照与实施例1相同的方式制备注塑试验用片。结果列于表2。
                               比较例2
制备丙烯嵌段共聚物(PPc2)
按照与比较例1相同的方式进行丙烯均聚后,不加入乙醇,排出未反应气体。分别以800升/小时、1200升/小时和30升/小时的速度,向聚合釜供应乙烯、丙烯和氢,调节聚合釜通气阀的开度,保持聚合釜内压力在10kg/cm2-G,在70℃进行60分钟的聚合反应。
加入少量乙醇终止聚合反应后,排出聚合釜中未反应的气体。
通过上述步骤可获得3132克聚丙烯。
橡胶组分中聚合物量包括10%(重量)聚丙烯,特性粘度(η)为3.0dl/g,乙烯含量为40%(摩尔)。
(制粒)
重复实施例1,不同之处是,使用按照上述方式获得的均聚丙烯(PPc2)代替(PP-1),进行制粒。
按照与实施例1相同的方式制备注塑试验用片。结果列于表2。
                                                       表1
   实施例1    实施例2    实施例3  比较例1    实施例4  比较例2
    PP-1     PP-2     PP-3     PPcl    PP-4     PPc2
    丙烯聚合     8.8     9.5     12     1.7    9.5     1.7
第一步 1st)(dl/g)
聚合物比值(重量%)     6     8     8     100     5     90
第二步     (η2nd) (dl/g)     4.3     4.5     6.5     -     4.5     -
    聚合物比值(重量%)     6     8     8     -     5     -
第三步     (η3rd)(dl/g)     1.5     1.0     1.0     -     1.0     -
    聚合物比值(重量%)     88     84     84     -     79   -
    橡胶组分     3.0     3.0
    (η) (dl/g)
乙烯含量(摩尔%)     40     40
聚合物比值(重量%)     11     10
                                              表2
聚丙烯批号     不溶于64℃癸烷的组分
量(重量%) (η)(dl/g)    Mz/Mw    mmmm%     D值
实施例1  PP-1     99.4     2.1     6.1     99.0     6.1
实施例2  PP-2     99.6     2.0     8.0     98.7     6.3
实施例3  PP-3     99.5     2.2     9.3     98.4     7.5
比较例1  Ppc1     99.5     1.7     3.5     98.5     2.1
实施例4  PP-4     89.5     2.0     7.9     98.2     6.4
比较例2  Ppc2     89.4     2.1     3.2     98.2     2.2
                               表2(续)
    总的聚丙烯
   FM(MPa)     MT(克) 铅笔硬度
实施例1     2432     2.5     HB
实施例2     2551     4.0     F
实施例3     2700     7.0     F
比较例1     2121     0.6     B
实施例4     2150     3.8     2B
比较例2     1844     0.5     3B
现描述在下述实施方案和比较例中使用的聚丙烯的制备实施例。制备实施例1
制备均聚丙烯(PP-5)
(聚合)
在内容积为1立方米的聚合釜中放入135.9公斤丙烯,温度升至30℃后,加入250毫摩尔三乙基铝、250毫摩尔二环戊基二甲氧基硅烷和5毫摩尔实施例1中获得的固体钛催化剂组分(a)。在30℃温度,5.7kg/cm2-G压力下保持45分钟进行聚合反应。
之后,打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯(第一步丙烯均聚反应的终点)。
排出结束后,关闭放空阀,导入125公斤丙烯和200标准升的氢,温度升至70℃并保持2小时23分钟,以进行聚合反应。然后打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯(第二步丙烯均聚反应的终点)。
通过上述步骤可获得91.2公斤聚丙烯。
该聚丙烯的特性粘度(η)为2.9dl/g,堆积比重为0.47克/毫升。由积分流量计计算所得的各步的聚合物量之比是,第一步(X1)/第二步(X2)=5/95。
在各步获得的聚合物的特性粘度(η1st)和(η2nd),以及聚丙烯(PP-5)的(η)列于表3。
按下述测定各步的特性粘度。
将第一步完成后的部分聚合物制成样品,测定在第一步获得的聚合物的特性粘度(η1st)。
用下面所示的公式(1),计算在第二步获得的聚合物的特性粘度(η2nd)。
)=X1/(X1+X2)(η1st)+X2/(X1+X2)(η2nd)    (1)
                            制备实施例2
制备均聚丙烯(PP-6)
(聚合)
在内容积为1立方米的聚合釜中放入153.8公斤丙烯,温度升至30℃后,加入250毫摩尔三乙基铝、250毫摩尔二环戊基二甲氧基硅烷和5毫摩尔实施例1中获得的固体钛催化剂组分(a)。在30℃温度,5.7kg/cm2-G压力下保持50分钟进行聚合反应。
之后,打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯(第一步丙烯均聚反应的终点)。
排出结束后,关闭放空阀,导入135公斤丙烯和1580标准升的氢,温度升至70℃并保持4小时35分钟,以进行聚合反应。然后打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯(第二步丙烯均聚反应的终点)。
该聚丙烯的特性粘度(η)为1.5dl/g,堆积比重为0.47克/毫升。由积分流量计计算所得的各步的聚合物量之比为,第一步(X1)/第二步(X2)=5/95。
在各步获得的聚合物的特性粘度(η1st)和(η2nd),以及聚丙烯(PP-6)的(η)列于表3。
                              制备实施例3
制备均聚丙烯(PP-7)
在内容积为1立方米的聚合釜中放入150.2公斤丙烯,温度升至30℃后,加入250毫摩尔三乙基铝、250毫摩尔二环戊基二甲氧基硅烷和5毫摩尔实施例1中获得的固体钛催化剂组分(a)。在30℃温度,5.7kg/cm2-G压力下保持2小时15分钟,以进行聚合反应。
之后,打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯(第一步丙烯均聚反应的终点)。
排出结束后,关闭放空阀,导入130公斤丙烯和650标准升的氢,温度升至70℃并保持4小时,以进行聚合反应。然后打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯(第二步丙烯均聚反应的终点)。
通过上述步骤可获得84公斤聚丙烯。
该聚丙烯的特性粘度(η)为2.7dl/g,堆积比重为0.47克/毫升。由积分流量计计算所得的各步的聚合物量之比为,第一步(X1)/第二步(X2)=12/88。
在各步获得的聚合物的特性粘度(η1st)和(η2nd),以及聚丙烯(PP-7)的(η)列于表3。
                           制备实施例4
制备均聚丙烯(PP-8)
(聚合)
在内容积为1立方米的聚合釜中放入148.7公斤丙烯,温度升至30℃后,加入250毫摩尔三乙基铝、250毫摩尔二环戊基二甲氧基硅烷和5毫摩尔实施例1中获得的固体钛催化剂组分(a)。在30℃温度,5.7kg/cm2-G压力下保持52分钟,以进行聚合反应。
之后,打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯(第一步丙烯均聚反应的终点)。
排出结束后,关闭放空阀,导入135公斤丙烯和2800标准升的氢,温度升至70℃并保持6小时30分钟,以进行聚合反应。然后打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯(第二步丙烯均聚反应的终点)。
通过上述步骤可获得121公斤聚丙烯。
该聚丙烯的特性粘度(η)为1.2dl/g,堆积比重为0.47克/毫升。由积分流量计计算所得的各步的聚合物量之比为,第一步(X1)/第二步(X2)=5/95。
在各步获得的聚合物的特性粘度(η1st)和(η2nd),以及聚丙烯(PP-8)的(η)列于表3。
                               制备实施例5
制备聚丙烯(PP-9)
将按上述方式获得的丙烯(PP-8)粉末在癸烷中的浆状溶液(100克/升)温度保持124℃,搅拌2小时。之后,过滤该浆状溶液,干燥过滤物,获得聚丙烯(PP-9)。
该聚丙烯的特性粘度(η)为1.4dl/g。
                                制备实施例6
制备聚丙烯(PP-10)
将按上述方式获得的丙烯(PP-8)粉末在癸烷中的浆状溶液(100克/升)温度保持120℃,搅拌2小时。之后,过滤该浆状溶液,干燥过滤物,获得聚丙烯(PP-10)。
该聚丙烯的特性粘度(η)为1.3dl/g。
                       比较制备例1
制备均聚丙烯(PPc3)
在内容积为1立方米的聚合釜中放入135公斤丙烯和200标准升氢,温度升至70℃后,加入250毫摩尔三乙基铝、250毫摩尔二环戊基二甲氧基硅烷和5毫摩尔实施例1中获得的固体钛催化剂组分(a)。在70℃温度,5.7kg/cm2-G压力下保持4小时,以进行聚合反应。之后,打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯。
通过上述步骤可获得71公斤聚丙烯。
该聚丙烯的特性粘度(η)为2.7dl/g,堆积比重为0.47克/毫升。
                        比较制备例2
制备均聚丙烯(PPc4)
在内容积为1立方米的聚合釜中放入135公斤丙烯和1350标准升氢,温度升至70℃后,加入250毫摩尔三乙基铝、250毫摩尔二环戊基二甲氧基硅烷和5毫摩尔实施例1中获得的固体钛催化剂组分(a)。在70℃温度,5.7kg/cm2-G压力下保持4小时,以进行聚合反应。之后,打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯。
通过上述步骤可获得78公斤聚丙烯。
该聚丙烯的特性粘度(η)为1.3dl/g,堆积比重为0.47克/毫升。
                        比较制备例3
制备均聚丙烯(PPc5)
在内容积为1立方米的聚合釜中放入135公斤丙烯和690标准升氢,温度升至70℃后,加入250毫摩尔三乙基铝、250毫摩尔二环戊基二甲氧基硅烷和5毫摩尔实施例1中获得的固体钛催化剂组分(a)。在70℃温度,5.7kg/cm2-G压力下保持4小时,以进行聚合反应。
之后,打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯(第一步丙烯均聚反应的终点)。
排出结束后,关闭放空阀,导入130公斤丙烯和1950标准升的氢,温度升至70℃并保持3小时,以进行聚合反应。然后打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯(第二步丙烯均聚反应的终点)。
通过上述步骤可获得88公斤聚丙烯。
该聚丙烯的特性粘度(η)为1.3dl/g,堆积比重为0.47克/毫升。由积分流量计计算所得的各步的聚合物量之比为,第一步(X1)/第二步(X2)=40/60。
在各步获得的聚合物的特性粘度(η1st)和(η2nd),以及聚丙烯(PPc5)的(η)列于表3。
                        比较制备例4
制备均聚丙烯(PPc6)
在内容积为1立方米的聚合釜中放入135公斤丙烯和68标准升氢,温度升至70℃后,加入250毫摩尔三乙基铝、250毫摩尔二环戊基二甲氧基硅烷和5毫摩尔实施例1中获得的固体钛催化剂组分(a)。在70℃温度,5.7kg/cm2-G压力下保持4小时,以进行聚合反应。
之后,打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯(第一步丙烯均聚反应的终点)。
排出结束后,关闭放空阀,导入130公斤丙烯和850标准升的氢,温度升至70℃并保持3小时,以进行聚合反应。然后打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯(第二步丙烯均聚反应的终点)。
通过上述步骤可获得89公斤聚丙烯。
该聚丙烯的特性粘度(η)为2.6dl/g,堆积比重为0.47克/毫升。由积分流量计计算所得的各步的聚合物量之比,为第一步(X1)/第二步(X2)=40/60。
在各步获得的聚合物的特性粘度(η1st)和(η2nd),以及聚丙烯(PPc5)的(η)列于表3。
                        比较制备例5
制备均聚丙烯(PPc7)
在内容积为1立方米的聚合釜中放入135公斤丙烯和1500标准升氢,温度升至70℃后,加入250毫摩尔三乙基铝、250毫摩尔二环戊基二甲氧基硅烷和5毫摩尔实施例1中获得的固体钛催化剂组分(a)。在70℃温度,5.7kg/cm2-G压力下保持4小时,以进行聚合反应。之后,打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯。
通过上述步骤可获得82公斤聚丙烯。
该聚丙烯的特性粘度(η)为1.2dl/g,堆积比重为0.47克/毫升。
                         参考制备例
制备均聚丙烯(PP-11)
在内容积为1立方米的聚合釜中放入150.2公斤丙烯,温度升至30℃后,加入250毫摩尔三乙基铝、250毫摩尔二环戊基二甲氧基硅烷和5毫摩尔实施例1中获得的固体钛催化剂组分(a)。在30℃温度,5.7kg/cm2-G压力下保持2小时15分钟,以进行聚合反应。
之后,打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯(第一步丙烯均聚反应的终点)。
排出结束后,关闭放空阀,导入130公斤丙烯和1950标准升的氢,温度升至70℃并保持4小时,以进行聚合反应。然后打开放空阀,通过一积分流量计排出未反应的丙烯(第二步丙烯均聚反应的终点)。
通过上述步骤可获得90公斤聚丙烯。
该聚丙烯的特性粘度(η)为2.2dl/g,堆积比重为0.47克/毫升。由积分流量计计算所得的各步的聚合物量之比为,第一步(X1)/第二步(X2)=15/85。
在各步获得的聚合物的特性粘度(η1st)和(η2nd),以及聚丙烯(PPc5)的(η)列于表3。
                                                              表3
聚丙烯批号 制备实施例1-6中制备的聚丙烯 比较制备例1-5制备的聚丙烯 参考制备例
PP-5  PP-6  PP-7  PP-8  PP-9  PP-10  PPc3  PPc4  PPc5  PPc6  PPc7     PP-11
第一步     (η1st)(dl/g) 9.4  9.5  8.2     9.5  2.7  1.3  2.0  4.0  1.2     9.5
聚合物比值(重量%) 5  5  12     5  100  100  40  40  100     15
第二步     (η2nd)(d1/g) 2.6  1.1  2.0     0.8   -   -  0.8  1.8  -     0.9
聚合物比值(重量%) 95  95  88     95   -   -  60  60  -     85
聚合后(η)(d1/g) 2.9  1.5  2.9  1.2     1.2  2.7  1.3  1.3  2.6  1.2     2.2
热过滤后(η)(dl/g)   1.4*1   1.3*2
 MFR(g/10min) 1.9  50  2.8  260    50   80  1.9  52  59  2.7  80     45
*1)PP-8在124flC癸烷中的不溶组分*2)PP-8在120flC癸烷中的不溶组分
下面描述除上述外用于评价实施例和比较例中聚丙烯和聚丙烯组合物的评价方法。
(64℃癸烷中的不溶组分量)
在下面的实施例和比较例的描述中,表中所示的64℃癸烷中不溶组分量*(重量%)是在140℃癸烷的溶解组分中所含的在64℃癸烷中不溶组分。
64℃癸烷中不溶组分量(重量%)=(64℃癸烷中不溶组分量(重量))/(在140℃癸烷中溶解的组分量)×100
(熔体流动速率(MFR))
根据ASTM D1238,在230℃和2.16公斤负荷下测定熔体流动速率。
(挠曲模量(FM))
根据ASTM D790,使用在预定条件下注塑的试验片,在23℃试验温度和51毫米跨距间隙下测定挠曲模量。
(悬臂梁式冲击试验强度(IZ))
根据ASTM D790测定悬臂梁式冲击试验强度。
(抗张强度)
根据ASTM D638测定抗张强度。
(SR(模板溶胀比))
使用毛细管流变仪(料筒直径:10毫米,喷嘴直径(D):1毫米,喷嘴长度(L):30毫米),在230℃和γ=2600/秒下挤出样品。测定挤出条的直径,并由该直径除以喷嘴直径(D)获得SR。
(表面硬度)
根据ASTM D685(R刻度)测定表面硬度。
(脆化温度)
根据ASTM D746测定脆化温度。
(外观)
100重量份聚丙烯组合物和2重量份碳母炼胶(PPMO1143黑,由Toyo,Ink Co.Ltd.提供)混合,用于形成注塑的长方形板(长350毫米×宽100毫米×厚3毫米)。闸板为侧板,位于距长度方向一端之35毫米处。按下述标准,用肉眼评价外观。
AA:从闸板位置,在长度方向的300毫米内未看到流动标记。
BB:从闸板位置,在长度方向的280毫米内未看到流动标记。
CC:从闸板位置,在长度方向的280毫米内看到流动标记。
在此,流动标记指在注塑路径上出现的垂直带状图形。
                              实施例5-7
将制备实施例中获得的聚丙烯(PP-5至PP-7)干燥制粒,方法为:100重量份聚丙烯与
0.1重量份3,5-二叔丁基-4-羟基甲苯、
0.1重量份四[亚甲基-3(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷、
0.1重量份硬脂酸钙混合,
并用双轴挤出机(由Haake Co.制造),在230℃树脂温度下熔融捏合来进行。
结果列于表4。
                                 实施例8
将在上述制备实施例5和6中获得的聚丙烯粉末以(PP-5)/(PP-6)的重量比=63/37进行干混合,制得聚丙烯混合物。
按照与实施例5相同的方式,将该混合物制粒。结果列于表4。
                                  实施例9
将在制备实施例8中获得聚丙烯混合物制粒,方法为:100重量份聚丙烯混合物与
0.1重量份3,5-二叔丁基-4-羟基甲苯、
0.1重量份四[亚甲基-3(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷、
0.1重量份硬脂酸钙、
0.2重量份2,2’-亚甲基-二(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠混合,
并用双轴挤出机(由Haake Co.制造)在230℃树脂温度下熔融捏合。
结果列于表4。
                                                             表4
    聚丙烯批号 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8 实施例9
PP-5  PP-6  PP-7    PP-5/PP-6 63/37
 140℃癸烷中溶解组分量(重量%) 99.1  99.3  99.2  98.9  98.5
 64℃癸烷中不溶组分量(重量%) 98.4  98.6  98.7  98.4  98.5
 (1)        (η)(dl/g) 2.9  1.5  2.7  2.0  2.0
            Mn(×10-4) 6.59  2.55  7.32  3.3  3.2
            Mw(×10-5) 4.71  2.23  4.8  3.15  3.13
            Mz(×10-6) 2.85  4.07  2.65  3.39  3.35
            Mw/Mn 7.1  8.8  6.6  9.5  9.8
    (2)     Mz/Mw 6.1  18.2  5.5  10.8  10.7
    (3)     mmmm百分数(%) 98.6  98.5  98.4  98.5  98.4
    (4)     D值 4.08  9.06  4.71  4.83  4.82
    MFR(g/10min) 1.9  50  2.8  15.3  15.1
    挠曲模量(MPa) 2050  2200  2020  2110  2540
    悬臂梁式冲击试验强度(23℃)(J/M) 35  21  34  22  21
    拉伸长度(%) 350  110  370  120  40
熔体张力:MT230℃(g) 2.3  0.3  2.2  0.75  0.6
    SR(γ=2600,230℃) 1.91  2.23  2.04  2.05  2.03
*64℃癸烷中不溶组分量(重量%)=(64℃癸烷中不溶组分量(重量))/(在140℃癸烷中不溶解的组分量)×100
                              比较例3-6
重复实施例5,不同之处是,使用比较制备例1-4中获得的聚丙烯PPc3-PPc6,代替聚丙烯PP-5,并按照与实施例5相同的方式制粒。结果列于表5。
                                比较例7
将比较制备例4和参考制备例中获得的聚丙烯粉末以(PPc6)/(PP-11)=59/41的重量比值干混合,制得聚丙烯混合物。
重复实施例5,不同之处是使用该聚丙烯混合物代替聚丙烯PP-5,按照与实施例5相同的方式进行制粒。结果列于表5。
                               比较例8
按照与实施例9相同的方式,将在比较例7获得的聚丙烯混合物制粒。结果列于表5。
                                参考例1
重复实施例5,不同之处是,使用参考制备例中获得的聚丙烯PP-11代替聚丙烯PP-5,按照与实施例5相同的方式制粒。结果列于表5。
                                               表5
比较例3 比较例4 比较例5 参考例6
    聚丙烯批号 PPc3  PPc4  PPc5  PPc6
 140℃癸烷中溶解组分量(重量%) 99  99.2  98.8  98.9
 64℃癸烷中不溶组分量(重量%) 98.5  98.4  98.9  99.1
(1)       (η)(dl/g) 2.7  1.3  1.3  2.6
          Mn(×10-4) 10  3.1  2.49  7.36
          Mw(×10-5) 4.49  1.7  1.63  4.42
          Mz(×10-6) 1.7  0.61  0.66  1.84
          Mw/Mn 4.5  5.5  6.5  6
(2)       Mz/Mw 3.8  3.6  4.1  4.2
(3)       mmmm百分数(%) 98.6  98.6  98.9  98.5
(4)       D值 3.27 <2.6  2.68  3.68
          MFR(g/10min) 1.9  52  59  2.7
    挠曲模量:FM(MPa) 1807  1679  1860  1880
    悬臂梁式冲击试验强度(23℃)(J/M) 46  21  34  22
    拉伸长度(%) 330  370  90  380
熔体张力:MT230℃(g) 2 不能测定  0.1  1.9
    SR(γ=2600,230℃) 1.76  1.61  1.71  1.88
                                         表5(续)
比较例7 比较例8 参考例1
    聚丙烯批号    PPc6/PP-11 59/41  PP-11
140℃癸烷中溶解组分量(重量%) 98.6  98.2  98.5
 64℃癸烷中不溶组分量(重量%) 98.7  99.2  99.1
(1)          (η)(dl/g) 1.9  1.9  2.2
             Mn(×10-4) 3.42  3.43  2.1
             Mw(×10-5) 2.77  2.78  3.87
             Mz(×10-6) 1.43  1.45  4.57
             Mw/Mn 8.1  8.1  18.6
(2)          Mz/Mw 5.2  5.2  11.8
(3)          mmmm百分数(%) 98.5  98.3  98.3
(4)          D值 3.39  3.38  7.64
    MFR(g/10min) 15.6  15.2  45
    挠曲模量:FM(MPa) 1910  2470  2240
    悬臂梁式冲击试验强度(23℃)(J/M) 19  20  21
    拉伸长度(%) 310  240  10
    熔体张力:MT230℃(g) 0.4  0.41  1.35
    SR(γ=2600,230℃) 1.85  1.87  3.03
在下面的实施例10-24和比较例9-16中,使用下列橡胶组分和无机填料。
(苯乙烯共聚物)S-1:          加氢苯乙烯嵌段共聚物
           MFR=7.1g/10min
           苯乙烯嵌段单元含量:13.2重量%
           (Kraton G1657;由Shell Co.生产)S-2:          加氢苯乙烯嵌段共聚物
           MFR=1.1g/10min
           苯乙烯嵌段单元含量:30.4重量%
           (Kraton G1652;由Shell Co.生产)(乙烯/α-烯烃共聚物)E-1:          乙烯/1-丁烯共聚物
           密度=0.861g/cm3
           MFR=1.0g/10min
           乙烯单元含量=81摩尔%E-2:          乙烯/1-辛烯共聚物
           密度=0.885g/cm3
           MFR=4.9g/10min
           乙烯单元含量=11摩尔%E-3:          丙烯/乙烯共聚物
           密度=0.858g/cm3
           MFR=2.0g/10min
           乙烯单元含量=41摩尔%E-4:          丙烯/乙烯共聚物
           [η]=2.1 dl/g
           乙烯单元含量=39.8摩尔%(无机填料)A-1:          滑石粉(Micelton,由Hayashi Kasei Co.生产)
           平均粒度=1.4微米
实施例10-16
按照表6所示的量干混合上述制备实施例中获得的各聚丙烯、橡胶组分和无机填料,制备聚丙烯混合物。加入与实施例1中同类的添加剂将这些聚丙烯混合物进行制粒。
使用直径30毫米的挤出机在200-230℃进行捏合。
使用Toshiba Machine Co.制造的注塑机,在210℃料筒温度和40℃模头温度下,注塑获得的组合物。试验结果列于表6。
                            比较例9
重复实施例10,不同之处是,使用比较制备例中获得的PPc4代替聚丙烯,按照与实施例10相同的方式制备聚丙烯组合物。结果列于表6。
                                  比较例10
重复实施例15,不同之处是,使用比较制备例中获得的PPc4代替聚丙烯,按照与实施例10相同的方式制备聚丙烯组合物。结果列于表6。
                                                   表6
    组合物 实施例10 实施例11 比较例9
类型 重量份 类型 重量份 类型 重量份
    聚丙烯 PP-6     75  PP-6     75  PPc4     75
    苯乙烯共聚物 S-1     25  S-1     25   S-1     25
    乙烯/α-烯烃共聚物  E-2     20
140℃癸烷中溶解组分量(重量%)     99.8     99.4     98.9
 64℃癸烷中不溶组分量(重量%)     73.6     74.2     73.5
(1)    (η)(dl/g)     1.5     1.5     1.3
(2)    Mz/Mw     18.2     18.1     3.4
(3)    mmmm百分数(%)     98.5     98.5     98.6
(4)    D值     9.0     9.1     2.4
    MFR(g/10min)     31.5     28.7     31.1
    挠曲模量(MPa)     1460     1440     1405
    悬臂梁式冲击试验强度(J/M)     250     290     200
    表面硬度(R刻度)     83     81     85
    脆化温度(℃)     -29     -31     -25
    外观     AA     AA     CC
                                               表6(续)
    组合物 实施例12 实施例13 实施例14
类型 重量份 类型 重量份 类型 重量份
    聚丙烯 PP-6     55  PP-6     55  PP-10     55
    苯乙烯共聚物 S-1     25  S-1     5  S-1S-2     1213
    乙烯/α-烯烃共聚物  E-2     20
    无机填料 A1     20  A1     20     A1     20
140℃癸烷中溶解组分量(重量%)     78.5     79.3     78.5
 64℃癸烷中不溶组分量(重量%)     66.4     67.1     66.3
(1)    (η)(dl/g)     1.5     1.5     1.3
(2)    Mz/Mw     17.9     17.9     18.5
(3)    mmmm百分数(%)     98.5     98.5     99.1
(4)    D值     9.1     9.0     9.4
    MFR(g/10min)     26.1     25.0     27.9
    挠曲模量(MPa)     2200     2150     2200
    悬臂梁式冲击试验强度(J/M)     380     350     410
    表面硬度(R刻度)     79     76     81
    脆化温度(℃)     -28     -26     -34
    外观     AA     AA     AA
                                                        表6(续)
    组合物 实施例15 实施例16 比较例10
类型 重量份 类型 重量份 类型 重量份
    聚丙烯 PP-10     55 PP-10     60 PPc4     55
    苯乙烯共聚物
    乙烯/α-烯烃共聚物 E-2E-3     205  E-1E-3     2010  E-2E-3     205
    无机填料 A1     20  A1     10  A1     20
140℃癸烷中溶解组分量(重量%)     78.2     86.6     79.2
 64℃癸烷中不溶组分量(重量%)     66.5     66.7     66.4
(1)    (η)(dl/g)     1.3     1.3     1.3
(2)    Mz/Mw     19.9     19.1     3.5
(3)    mmmm百分数(%)     99.1     99.1     98.6
(4)    D值     9.3     9.4     2.5
    MFR(g/10min)     31.9     20.4     24.3
    挠曲模量(MPa)     2120     1450     2060
    悬臂梁式冲击试验强度(J/M)     330     未破裂(>500)     210
    表面硬度(R刻度)     79     60     77
    脆化温度(℃)     -21     -43     -11
    外观     AA     AA     CC
实施例17-23
按表7中所示的量,干混合上述制备实施例中获得的各聚丙烯、橡胶组分和无机填料,制备聚丙烯混合物。根据实施例5中的制粒方法,将这些聚丙烯混合物制粒,并制备所获聚丙烯组合物的注塑试验用片。试验结果列于表7。
                               比较例11
重复实施例17,不同之处是使用比较制备例中获得的PPc4代替聚丙烯PP-9,按照与实施例17相同的方式制备聚丙烯组合物。结果列于表7。
                             比较例12
重复实施例17,不同之处是使用比较制备例中获得的PPc7代替聚丙烯PP-10,按照与实施例17相同的方式制备聚丙烯组合物。结果列于表7。
                                                       表7
    组合物 实施例17 实施例18 比较例11
类型 重量份 类型 重量份 类型 重量份
    聚丙烯 PP-9     75  PP-9     75 PPc4     75
    苯乙烯共聚物(加氢后) S-1     25  S-1     5 S-1     25
    乙烯/α-烯烃共聚物  E-2     20
 140℃癸烷中溶解组分量(重量%)     99.8     99.6     98.7
 64℃癸烷中不溶组分量(重量%)     74.1     74.1     73.6
(1)    (η)(dl/g)     1.4     1.4     1.3
       Mn(×10-4)     3.2     3.1     3.1
(2)    Mz/Mw     16.5     17.5     3.5
(3)    mmmm百分数(%)     99.1     99.1     98.6
(4)    D值     9.3     9.2     2.4
    溶解于64℃癸烷的组分丙烯含量(摩尔%) - - 2.8
    丁烯含量(摩尔%)     19.7     4.0     17.6
 C8或更高的共聚单体含量(摩尔%)     -     6.9      -
    苯乙烯含量(摩尔%)     4.1     1.2     3.9
    MFR(g/10min)     30.7     28.5     31.1
    挠曲模量(MPa)     1480     1440     1405
    悬臂梁式冲击试验强度(J/M)     260     290     200
    表面硬度(R刻度)     84     81     85
    脆化温度(℃)     -35     -31     -28
    外观     AA     AA     CC
                                            表7(续)
    组合物 实施例19 实施例20 实施例21
类型 重量份 类型 重量份 类型 重量份
    聚丙烯 PP-9     55  PP-9     55  PP-10  55
    苯乙烯共聚物(加氢后) S-1     25  S-1     5  S-1S-2     1213
    乙烯/α-烯烃共聚物  E-2     20
    无机填料 A1     20  A1     20  A1     20
    140℃癸烷中溶解组分量(重量%)     78.5     79.6     78.6
    64℃癸烷中不溶组分量(重量%)     66.6     66.4     66.3
    (1)    (η)(dl/g)     1.4     1.4     1.3
           Mn(×10-4)     3.3     3.2     2.9
    (2)    Mz/Mw     16.8     17.9     18.5
    (3)    mmmm百分数(%)     98.5     98.5     99.1
    (4)    D值     9.1     9.1     9.4
    溶解于64℃癸烷的组分丙烯含量(摩尔%)     -     -      -
    丁烯含量(摩尔%)     19.5     4.1     18.1
 C8或更高的共聚单体含量(摩尔%)     -     6.6     -
    苯乙烯含量(摩尔%)     3.9     1.2     5.2
    MFR(g/10min)     26.1     25.1     27.7
    挠曲模量(MPa)     2200     2150     2200
    悬臂梁式冲击试验强度(J/M)     380     350     410
    表面硬度(R刻度)     79     76     81
    脆化温度(℃)     -32     -26     -34
    外观     AA     AA     AA
                                                 表7(续)
    组合物 实施例22 实施例23 比较例12
类型 重量份 类型 重量份 类型 重量份
    聚丙烯 PP-10     55  PP-10     60 PPc7     55
    苯乙烯共聚物(加氢后)
    乙烯/α-烯烃共聚物 E-2E-3     205  E-1E-3     2010  E-2E-3     205
    无机填料 A1  20  A1     10  A1     20
    140℃癸烷中溶解组分量(重量%)     79.1     89.6     79.9
    64℃癸烷中不溶组分量(重量%)     66.1     65.1     65.1
    (1)    (η)(dl/g)     1.3     1.3     1.2
           Mn(×10-4)     3.2     2.9     2.7
    (2)    Mz/Mw     18.9     19.1     3.6
    (3)    mmmm百分数(%)     99.1     99.1     98.5
    (4)    D值     9.3     9.4     2.8
    溶解于64℃癸烷的组分丙烯含量(摩尔%) 11.5 18.6 12.9
    丁烯含量(摩尔%)     -     7.3      -
 C8或更高的共聚单体含量(摩尔%)     8.3      -     8.1
    苯乙烯含量(摩尔%)     -      -      -
    MFR(g/10min)     31.6     20.1     30.3
    挠曲模量(MPa)     2120     1450     2060
    悬臂梁式冲击试验强度(J/M)     330     未破裂(>500)     210
    表面硬度(R刻度)     79     60     77
    脆化温度(℃)     -21     -44     -14
    外观     AA     AA     CC
                             实施例24
制备实施例5和6中获得的聚丙烯粉末PP-5和PP-6与丙烯/乙烯共聚物E-4按照(PP-5)/(PP-6)/(E-4)=63/37/25的重量比干混合,制备聚丙烯混合物。
根据实施例5的制粒方法,将获得的聚丙烯混合物制粒。结果列于表8。
                          比较例13和14
重复实施例24,不同之处是使用表8所示的聚丙烯混合物代替原来使用的混合物,按照与实施例24相同的方式制备聚丙烯组合物。结果列于表8。
                             参考例2
重复实施例24,不同之处是使用表8所示的聚丙烯混合物代替原来使用的混合物,按照与实施例24相同的方式制备聚丙烯组合物。结果列于表8。
                                              表8
    组合物 实施例24 比较例13 比较例14 参考例2
    聚丙烯(重量份) PP-5(13)PP-6(62) PPc3(12)PPc4(63) PPc3(59)PPc4(16) PP-7(10)PP-11(65)
丙烯/乙烯共聚物(重量份) E-4(25) E-4(25) E-4(25) E-4(25)
140℃癸烷中溶解组分量(重量%) 99.2  98.8  98.5  98.9
 64℃癸烷中不溶组分量(重量%) 73.6  73.4  73.2  73.3
(1)    (η)(dl/g) 1.7  1.5  1.6  2.2
       Mn(×10-4) 2.85  3.48  2.93  2.16
       Mw(×10-5) 2.66  2.15  2.26  3.91
       Mz(×10-6) 3.69  0.97  1.18  4.48
       Mw/Mn 9.3  6.2  7.7  18.1
(2)    Mz/Mw 13.9  4.5  5.2  11.5
(3)    mmmm百分数(%) 98.5  98.5  98.5  98.5
(4)    D值 7.1  3.5  3.7  6.1
    64℃癸烷中不溶组分乙烯含量(摩尔%) 24.8 24.8 24.7 24.8
    (η)(dl/g) 2  1.9  2.1  2
    MFR(g/10min) 13.4  15.6  14.1  18.5
    挠曲模量(MPa) 1150  920  960  1000
    悬臂梁式冲击试验强度(23℃)(J/M) 240  310  240  180
    拉伸长度(%) 340  360  380  400
熔体张力:MT230℃(g) 0.55  0.3  0.35  1.3
    SR(230℃)(γ=2600) 1.88  1.49  1.61  2.28
                           实施例25
根据实施例1的制粒方法,将实施例24中获得的聚丙烯混合物制粒,可获得聚丙烯组合物。结果列于表9。
                        比较例15和16
重复实施例25,不同之处是使用表9所示的聚丙烯混合物代替原来的混合物,按照与实施例25相同的方式获得聚丙烯组合物。结果列于表9。
                           参考例3
重复实施例25,不同之处是使用表9所示的聚丙烯混合物代替原来的混合物,按照与实施例25相同的方式获得聚丙烯组合物。结果列于表9。
                                               表9
    组合物 实施例25 比较例15 比较例16 参考例3
    聚丙烯(重量份) PP-5(13)PP-6(62) PPc3(12)PPc4(63) PPc3(59)PPc4(16) PP-7(10)PP-11(65)
丙烯/乙烯共聚物(重量份) E-4(25) E-4(25) E-4(25) E-4(25)
140℃癸烷中溶解组分量(重量%) 98.5  98.9  98.6  98.5
 64℃癸烷中不溶组分量(重量%) 73.8  73.6  73.4  73.5
(1)    (η)(dl/g) 1.7  1.5  1.6  2.2
       Mn(×10-4) 2.88  3.45  2.92  2.12
       Mw(×10-5) 2.71  2.14  2.25  3.9
       Mz(×10-6) 3.71  0.98  1.19  4.45
       Mw/Mn 9.4  6.2  7.7  18.4
(2)    Mz/Mw 13.7  4.6  5.3  11.4
(3)    mmmm百分数(%) 98.8  98.5  98.6  98.6
(4)    D值 7.2  3.6  3.6  6.2
    64℃癸烷中可溶组分乙烯含量(摩尔%) 24.7 24.6 24.5 24.5
    (η)(dl/g) 2.1  2  2  1.9
    MFR(g/10min) 13.8  15.1  14.5  18.5
    挠曲模量(MPa) 1340  1180  1240  1300
    悬臂梁式冲击试验强度(23℃)(J/M) 350  430  360  300
    拉伸长度(%) 260  370  310  280
    熔体张力:MT230℃(g) 0.56  0.29  0.36  1.29
    SR(230℃)(γ=2600) 1.89  1.49  1.6  2.27

Claims (20)

1.一种结晶聚丙烯,其特征在于其不溶于64℃癸烷的组分满足下述特征(1)-(4):
(1)特性粘度(η)(在135℃的萘烷中)为0.5-10dl/g;
(2)由凝胶渗透色谱法(GPC;溶剂:邻-氯苯,测量温度:140℃)测得的分子量分布(Mz/Mw)为5或更高;
(3)五价物全同规整度(mmmm百分数),它是由13C-NMR光谱测量确定的立体规整度指数,为98%或更高;和
(4)用熔体粘弹性测量设备,在温度为230℃和恒定的张力下,使用下式(1)由分别在0.05rad/sec和10rad/sec频率下测量的损耗角正切值,tanδ0.05和tanδ10确定的D值为4.0或更高, D = | log ( 0 . 05 ) - log ( 10 ) log ( tan δ 0 . 05 ) - log ( tan δ 10 ) | - - - - - - ( 1 )
2.如权利要求1所述的结晶聚丙烯,其中该不溶于64℃癸烷的组分的数均分子量Mn为25000或更高。
3.如权利要求1所述的结晶聚丙烯,它包含60重量%或更高的上述不溶于64℃癸烷的组分。
4.如权利要求1所述的结晶聚丙烯,它包含预聚物作为成核剂。
5.如权利要求1所述的结晶聚丙烯,它是均聚丙烯。
6.如权利要求1所述的结晶聚丙烯,它是丙烯嵌段共聚物。
7.一种制备如权利要求1所述的结晶聚丙烯的方法,所述方法的特征在于将丙烯,任选地连同另一种单体在制备高度有规立构聚丙烯的催化剂存在下进行多步聚合。
8.如权利要求7所述的制备结晶聚丙烯的方法,其中多步聚合是以三步法进行的,其中在第一步中,制得其量相当于最终所得结晶聚丙烯的0.5-15重量%的特性粘度(η)为8-20dl/g的结晶聚丙烯,在第二步中,制得其量相当于最终所得结晶聚丙烯的0.5-30重量%的特性粘度(η)为3-10dl/g的结晶聚丙烯,以及在第三步中,制得其量相当于最终所得结晶聚丙烯的99-55重量%的特性粘度(η)为0.8-4.0dl/g的结晶聚丙烯。
9.如权利要求7所述的制备结晶聚丙烯的方法,其中多步聚合是以两步法进行,其中在第一步中,制得其量相当于最终所得结晶聚丙烯的0.5-15重量%的特性粘度(η)为8-20dl/g的结晶聚丙烯,和在第二步中,制得其量相当于最终所得结晶聚丙烯的99.5-85重量%的特性粘度(η)为0.8-4.0dl/g的结晶聚丙烯。
10.一种制备如权利要求1所述的结晶聚丙烯的方法,所述方法的特征在于将0.5-15重量%的特性粘度(η)为8-20dl/g的结晶聚丙烯与99.5-85重量%的特性粘度(η)为0.8-4.0dl/g的结晶聚丙烯混合。
11.一种聚丙烯组合物,它包含溶于140℃癸烷的组分和任选的不溶于140℃癸烷的组分,所述聚丙烯组合物的特征在于溶于140℃癸烷而又是不溶于64℃癸烷的组分包含满足下述特征(1)-(4)的结晶聚丙烯:
(1)特性粘度(η)(在135℃的萘烷中)为0.5-10dl/g;
(2)由凝胶渗透色谱法(GPC;溶剂:邻氯苯,测量温度:140℃)测得的分子量分布(Mz/Mw)为5或更高;
(3)五价物全同规整度(mmmm百分数),它是由13C-NMR光谱测量确定的立体规整度指数,为98%或更高;和
(4)用熔体粘弹性测量设备,在温度为230℃和恒定的张力以及所述损耗角正切值测量频率下,使用下式(1)由分别在0.05rad/sec和10rad/sec频率下测量的损耗角正切值,tanδ0.05和tanδ10确定的D值为4.0或更高, D = | log ( 0 . 05 ) - log ( 10 ) log ( tan δ 0 . 05 ) - log ( tan δ 10 ) - - - - ( 1 )
12.如权利要求11所述的聚丙烯组合物,其中该不溶于64℃癸烷的组分的数均分子量为25000或更高。
13.如权利要求11所述的聚丙烯组合物,它包含70重量%或更高的溶于140℃癸烷的组分。
14.如权利要求13所述的聚丙烯组合物,其中在溶于140℃癸烷的组分中所含的不溶于64℃癸烷的组分的量为60重量%或更高。
15.如权利要求13所述的聚丙烯组合物,其中溶于140℃癸烷的组分的溶于64℃癸烷的组分包含乙烯/α-烯烃共聚物。
16.如权利要求13所述的聚丙烯组合物,其中溶于140℃癸烷的组分的溶于64℃癸烷的组分包含苯乙烯共聚物。
17.如权利要求11所述的聚丙烯组合物,其中不溶于140℃癸烷的组分包含选自滑石、玻璃纤维、钛酸钾和硫酸钡的无机填料。
18.如权利要求11所述的聚丙烯组合物,它包含成核剂。
19.一种热成型产品,它是由如权利要求1所述的结晶聚丙烯制成的。
20.一种热成型产品,它是由如权利要求11所述的聚丙烯组合物制成的。
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