DE10131623A1 - Polypropylenharzmasse - Google Patents
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Abstract
Eine Polypropylenharzmasse, umfassend: DOLLAR A 95 bis 80 Gew.-% eines Polypropylenharzes (A), bestehend aus einem Propylen-Ethylen-Blockcopolymer (i), bestehend aus einem Propylenhomopolymerteil mit einer Grenzviskosität [eta]·A·P von nicht mehr als 1,3 dl/g und einem statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteil mit einer Grenzviskosität [eta]·A·EP von nicht mehr als 3,0 dl/g, oder einem Gemisch (ii) des Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (i) und eines Propylenhomopolymers; und DOLLAR A 5 bis 20 Gew.-% eines Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (B) mit einem statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteil mit einer Grenzviskosität [eta]·B·EP von 8,0 bis 15 dl/g, wobei die Polypropylenharzmasse einen Schmelzindex (MFR) von 5,0 bis 150 g/10 min aufweist und die Summe von (A) und (B) 100 Gew.-% beträgt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Polypropylenharzmasse, die zwei Arten
von speziellen Propylen-Ethylen-Blockcopolymeren mit wechselseitig verschiedenen
Strukturen enthält. Insbesondere betrifft sie eine Polypropylenharzmasse, die einen
Formkörper mit ausgezeichnetem Aussehen beim Formen in den Formkörper bereitstellt,
da Fließmarken kaum erzeugt werden, mit anderen Worten die Extrudatquellung (die
swell) hoch ist und wenige Fischaugen erzeugt werden. Weiter betrifft die vorliegende
Erfindung einen aus der Polypropylenharzmasse hergestellten Formkörper.
Polypropylenharzmassen sind Materialien mit unter anderem ausgezeichneter
Steifigkeit und Schlagfestigkeit, die breitest als Formkörper wie Kraftfahrzeuginnen- und
-außenverkleidungsmaterialien und elektrische Gehäuseteile und dergleichen, verwendet
wurden. Es ist allgemein bekannt, dass unter diesen Polypropylenharzmassen eine
Polypropylenharzmasse, die Propylen-Ethylen-Blockcopolymere enthält, zum Beispiel
eine Polypropylenharzmasse, die ein Propylen-Ethylen-Blockcopolymer und ein
Propylenhomopolymer oder zwei unterschiedliche Arten von Propylen-Ethylen-
Blockcopolymeren enthält, unter anderem wegen ihrer ausgezeichneten Steifigkeit und
Schlagfestigkeit bevorzugt verwendet wird.
Zum Beispiel offenbart JP-A-07-157 626 eine thermoplastische Harzmasse, die ein
mit einer Mehrstufenpolymerisation erhaltenes Propylen-Ethylen-Blockcopolymer und
einen Polyolefinkautschuk enthält. Das Propylen-Ethylen-Blockcopolymer besteht aus
einem Propylen-Ethylen-Blockcopolymer, in dem der Ethylengehalt einer statistischen
Propylen-Ethylen-Copolymerphase 5 bis 50 Gew.-% und die Grenzviskosität der Copo
lymerphase 4,0 bis 8,0 dl/g beträgt, und einem Propylen-Ethylen-Blockcopolymer, in dem
der Ethylengehalt einer statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerphase mehr als
50 Gew.-% bis nicht mehr als 98 Gew.-% und eine Grenzviskosität der Copolymerphase
nicht weniger als 2,0 bis weniger als 4,0 dl/g beträgt. Weiter wird offenbart, dass eine
thermoplastische Harzmasse mit extrem großer Duktilität erhalten werden kann.
Weiter offenbart JP-A-07-157 627 eine thermoplastische Harzmasse, die ein mit
einer Mehrstufenpolymerisation erhaltenes Propylen-Ethylen-Blockcopolymer und einen
Polyolefinkautschuk enthält. Das Propylen-Ethylen-Blockcopolymer ist zusammegesetzt
aus einem Propylen-Ethylen-Blockcopolymer, in dem die Grenzviskosität einer
statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerphase 4,0 bis 8,0 dl/g beträgt, und einem
Propylen-Ethylen-Blockcopolymer, in dem die Grenzviskosität einer statistischen
Propylen-Ethylen-Copolymerphase nicht weniger als 2,0 bis weniger als 4,0 dl/g aufweist,
ausschließlich des Propylen-Ethylen-Blockcopolymers von JP-A-07-157 626. Weiter ist
auch offenbart, dass die thermoplastische Harzmasse mit extrem großer Duktilität erhalten
werden kann.
Außerdem offenbart JP-A-07-233 305 eine in der Fließfähigkeit verbesserte
Polypropylenharzmasse, die ein Polypropylen, einen anorganischen Füllstoff und eine
Metallseife, zusammengesetzt aus einer Fettsäure mit 15 bis 20 Kohlenstoffatomen und
Zink, enthält und verbesserte Fließfähigkeit aufweist. Als Polypropylen wird ein
Blockcopolymer offenbart, das einen Propylen-Ethylen-Copolymerteil mit einer [η] von 2
bis 6 dl/g und einer von 7 bis 15 dl/g aufweist. Als bevorzugte Ausführungsform offenbart
sie die Masse, die mindestens zwei Arten von Blockcopolymeren enthält. Und sie
offenbart, dass eine Polypropylenharzmasse, erhalten werden kann, die bei praktischer
Verwendung unter anderem keine Probleme der Verringerung der Schlagfestigkeit,
Steifigkeit und Wärmebeständigkeit zeigte, die zur Herstellung eines dünnwandigen
Formkörpers geeignet ist, da sie verbesserte Fließfähigkeit aufweist und weniger
Verfärbung zu Gelb oder Rosa während des Granulierens und weniger Ausbluten an die
Oberfläche einer Form und eines spritzgeformten Gegenstands verursacht.
Nebenbei bemerkt wurde in den letzten Jahren ein Propylen-Ethylen-Blockcopo
lymer, das unter anderem wegen seiner ausgezeichneten Steifigkeit und Schlagfestigkeit
vorzugsweise verwendet wird, mit einem kontinuierlichen Gasphasenverfahren hergestellt,
wobei der Herstellungsschritt einfach ist und die Herstellung mit geringen Kosten
durchgeführt werden kann. Jedoch weist im Allgemeinen das mit dem
Gasphasenverfahren hergestellte Propylen-Ethylen-Blockcopolymer folgende Probleme
auf. D. h. es wird, wenn die Grenzviskosität des statistischen Propylen-Ethylen-
Copolymerteils hoch gesetzt wird, eine granulare Struktur erzeugt, wobei das Aussehen
eines Formkörpers schlecht wird.
Als Verfahren zum Lösen eines solchen Problems des Aussehens offenbart zum
Beispiel JP-A-07-286 075 eine Propylenpolymermasse, die ein mit einem kontinuierlichen
Polymerisationsverfahren hergestelltes Propylenpolymer, wobei das Propylenpolymer
einen Gehalt eines in n-Decan mit 23°C löslichen Bestandteils von 0 bis weniger als 15
Gew.-% aufweist, wobei der in n-Decan mit 23°C lösliche Bestandteil eine von Ethylen
abgeleitete Struktureinheit in einer Menge von 30 bis 60 mol-% enthält und eine
Grenzviskosität [η] von 3 bis 7,5 dl/g aufweist, und ein Propylenblockcopolymer umfasst,
das mit einem chargenweisen oder kontinuierlichen Lösungspolymerisationsverfahren
hergestellt wird, wobei das Propylenblockcopolymer einen Gehalt eines in n-Decan mit
23°C löslichen Bestandteils von 15 bis 40 Gew.-% aufweist und der in n-Decan mit 23°C
lösliche Bestandteil eine von Ethylen abgeleitete Struktureinheit in einer Menge von 30
bis 60 mol-% enthält und eine Grenzviskosität [η] von 5 bis 12 dl/g aufweist. Es offenbart
auch, dass die Propylenpolymermasse erhältlich ist, die ausgezeichnet in Steifigkeit und
Schlagfestigkeit ist und zum Bilden eines Formkörpers fähig ist, ohne dass granulare
Strukturen an seiner Oberfläche erzeugt werden.
Jedoch war die Entwicklung einer Polypropylenharzmasse erwünscht, die kaum
Fließmarken auf ihrer Oberfläche bei Formen zu einem Formkörper erzeugt, mit anderen
Worten ausgezeichneter im Aussehen als je zuvor ist, und keine Probleme bei praktischer
Verwendung aufweist, auch wenn sie granulare Strukturen erzeugt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Polypropylenharzmasse zum
Bereitstellen eines Formkörpers mit ausgezeichnetem Aussehen bei Formen zu einem
Formkörper bereitzustellen, da Fließmarken kaum erzeugt werden, mit anderen Worten,
die Extrudatquellung hoch ist und wenige Fischaugen erzeugt werden.
Weiter ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen aus der Polypro
pylenharzmasse hergestellten Formkörper bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, dass eine Polypropylenharz
masse, erhalten unter Verwendung von zwei Arten spezieller Propylen-Ethylen-
Blockcopolymere, die in der Struktur wechselseitig verschieden sind, die vorstehenden
Probleme lösen kann.
Genauer betrifft die vorliegende Erfindung eine Polypropylenharzmasse, umfas
send:
95 bis 80 Gew.-% eines Polypropylenharzes (A), ausgewählt aus einem Propylen- Ethylen-Blockcopolymer (i) mit einem Propylenhomopolymerteil und einem statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteil, und einem Gemisch (ii) des Propylen-Ethylen- Blockcopolymers (i) und eines Propylenhomopolymers, wobei die Grenzviskosität [η]A P des Propylenhomopolymerteils, wenn das Harz (A) das Copolymer (i) ist, oder der Summe des Propylenhomopolymerteils und des Propylenhomopolymers, wenn das Harz (A) das Gemisch (ii) ist, nicht mehr als 1,3 dl/g beträgt und die Grenzviskosität [η]A EP des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils nicht mehr als 3,0 dl/g beträgt;
5 bis 20 Gew.-% eines Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (B), zusammegesetzt aus einem Propylenhomopolymerteil und einem statistischen Propylen-Ethylen- Copolymerteil, in dem die Grenzviskosität [η]B EP des statistischen Propylen-Ethylen- Copolymers 8,0 bis 15 dl/g beträgt und in dem die Polypropylenharzmasse einen Schmelzindex (MFR) von 5,0 bis 150 g/10 min aufweist und die Summe von (A) und (B) 100 Gew.-% beträgt.
95 bis 80 Gew.-% eines Polypropylenharzes (A), ausgewählt aus einem Propylen- Ethylen-Blockcopolymer (i) mit einem Propylenhomopolymerteil und einem statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteil, und einem Gemisch (ii) des Propylen-Ethylen- Blockcopolymers (i) und eines Propylenhomopolymers, wobei die Grenzviskosität [η]A P des Propylenhomopolymerteils, wenn das Harz (A) das Copolymer (i) ist, oder der Summe des Propylenhomopolymerteils und des Propylenhomopolymers, wenn das Harz (A) das Gemisch (ii) ist, nicht mehr als 1,3 dl/g beträgt und die Grenzviskosität [η]A EP des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils nicht mehr als 3,0 dl/g beträgt;
5 bis 20 Gew.-% eines Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (B), zusammegesetzt aus einem Propylenhomopolymerteil und einem statistischen Propylen-Ethylen- Copolymerteil, in dem die Grenzviskosität [η]B EP des statistischen Propylen-Ethylen- Copolymers 8,0 bis 15 dl/g beträgt und in dem die Polypropylenharzmasse einen Schmelzindex (MFR) von 5,0 bis 150 g/10 min aufweist und die Summe von (A) und (B) 100 Gew.-% beträgt.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung im Einzelnen beschrieben.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Propylen-Ethylen-Blockcopolymer
(i) ist ein Propylen-Ethylen-Blockcopolymer mit einem Propylenhomopolymerteil (nach
stehend manchmal als "erstes Segment des Copolymers (i)" bezeichnet) und einem sta
tistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteil (nachstehend manchmal als "zweites Segment
des Copolymers (i)" bezeichnet). Weiter können falls erforderlich zwei oder mehrere
Arten der Propylen-Ethylen-Blockcopolymere, die die vorstehenden Bedingungen des
Copolymers (i) erfüllen, ebenfalls verwendet werden.
Das Gemisch (ii) ist ein Gemisch des Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (i) und
eines Propylenhomopolymers. Weiter kann falls erforderlich das Gemisch unter Ver
wendung von zwei oder mehreren Arten von Propylen-Ethylen-Blockcopolymeren und
zwei oder mehreren Arten von Propylenhomopolymeren gebildet werden.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Polypropylenharz (A) ist aus dem
Propylen-Ethylen-Blockcopolymer (i) mit einem Propylenhomopolymerteil und einem
statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteil oder einem Gemisch (ii) des Propylen-
Ethylen-Blockcopolymers (i) und eines Propylenhomopolymers ausgewählt. Hier be
zeichnet der Propylenhomopolymerteil des Polypropylenharzes (A) den Propylenhomo
polymerteil, der das erste Segment des Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (i) ist, wenn
das Harz (A) das Blockcopolymer (i) ist und die Summe des Propylenhomopolymerteils,
der das erste Segment des Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (i) ist, und des Propylenho
mopolymers, wenn das Harz (A) das Gemisch (ii) ist.
Die Grenzviskosität [η]A P des Propylenhomopolymerteils des Polypropylenharzes
(A) beträgt nicht mehr als 1,3 dl/g und vorzugsweise 0,7 bis 1,3 dl/g. Wenn [η]A P 1,3 dl/g
übersteigt, kann der Schmelzindex (MFR) der Polypropylenharzmasse verringert sein, was
eine Verringerung der Fließfähigkeit ergibt.
Wenn das Harz (A) das Gemisch (ii) des Copolymers (i) und des
Propylenhomopolymers ist, bedeutet die Grenzviskosität [η]A P die eines Gemisches des
Propylenhomopolymerteils des Copolymers (i) und des Propylenhomopolymers. Es ist
möglich, die Grenzviskosität [η]A P des Propylenhomopolymerteils unter Verwendung der
Grenzviskosität des Propylenhomopolymerteils, der das erste Segment des Propylen-
Ethylen-Blockcopolymers (i) ist, der Grenzviskosität des Propylenhomopolymers und des
Mischverhältnisses zu bestimmen, da die additive Eigenschaft für die Grenzviskosität im
Gemisch gilt.
Der Anteil an isotaktischer Pentade des Propylenhomopolymerteils des Copoly
mers (i) und des Propylencopolymers im Polypropylenharz (A), bestimmt mit 13C-NMR,
beträgt vorzugsweise nicht weniger als 0,95 und stärker bevorzugt nicht weniger als 0,97,
unter anderem vom Standpunkt der Steifigkeit und Wärmebeständigkeit.
Die Grenzviskosität [η]A EP des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils des
Copolymers (i) beträgt nicht mehr als 3,0 dl/g und vorzugsweise 1,5 bis 3,0 dl/g. Wenn die
Grenzviskosität [η]A EP 3,0 dl/g übersteigt, kann im Formkörper eine große Zahl an
granularen Strukturen erzeugt werden.
Die vorstehend aufgeführte granulare Struktur ist ein Agglomeratprodukt, das
hauptsächlich aus einem statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerbestandteil
zusammengesetzt, das durch die geringe Dispergierbarkeit des statistischen Propylen-
Ethylen-Copolymerteils des Polypropylenharzes (A) auftritt, und weist eine Größe von
etwa 100 bis mehrere hundert Mikrometer auf. Wenn ein Formkörper zum Beispiel durch
Spritzformen unter Verwendung eines Materials gebildet wird, in dem eine große Zahl an
granularen Strukturen vorhanden ist, ist nicht nur das Aussehen der Oberfläche des
Formkörpers beeinträchtigt, sondern sind auch die mechanischen Eigenschaften, wie
Schlagfestigkeit, negativ beeinträchtigt.
Weiter beträgt der Ethylengehalt [(C2')EP] des statistischen Propylen-Ethylen-
Copolymerteils im Polypropylenharz (A) vorzugsweise 20 bis 60 Gew.-% und stärker
bevorzugt 25 bis 55 Gew.-% o, vom Standpunkt der Schlagfestigkeit.
Unter anderem vom Standpunkt der Schlagfestigkeit, Steifigkeit und
Wärmebeständigkeit sind die jeweiligen Anteile des statistischen Propylen-Ethylen-
Copolymerteils des Polypropylenharzes (A) und des Propylenhomopolymerteils des
Polypropylenharzes (A) folgende: vorzugsweise beträgt der Anteil des statistischen
Propylen-Ethylen-Copolymerteils des Polypropylenharzes (A) vorzugsweise 5 bis
30 Gew.-%, stärker bevorzugt 7 bis 20 Gew.-%, und der Anteil des
Propylenhomopolymerteils im Copolymer (i), wenn das Harz (A) das Copolymer (i) ist,
oder die Summe des Homopolymerteils des Copolymers (i) und des
Propylenhomopolymers, wenn das Polypropylenharz (A) das Gemisch (ii) ist, 95 bis
70 Gew.-%, stärker bevorzugt 93 bis 80 Gew.-%. Die Summe des Propylenhomopolymerteils
(i) oder die der Summe des Homopolymerteils des Copolymers (i) und des
Propylenhomopolymers und des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils beträgt
100 Gew.-%.
Das Herstellungsverfahren des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Propy
len-Ethylen-Blockcopolymers (i) und des Propylenhomopolymers im Propylenharz (A)
weist keine besondere Einschränkung auf. Jedoch können sie vorzugsweise mit einem
bekannten Polymerisationsverfahren mit einem Katalysatorsystem, gebildet aus (a) einem
Magnesium, Titan, Halogen und einen Elektronendonor als wesentliche Bestandteile
enthaltenden festen Katalysatorbestandteil, (b) einer Organoaluminiumverbindung und (c)
einem Elektronendonorbestandteil, zum Beispiel einem in den U. S.-Patenten 4,983,561,
5,608,018 oder 6,187,883 beschriebenen Katalysatorsystem unter Einstellen der
Polymerisationsbedingungen hergestellt werden, so dass das Harz hergestellt werden
kann.
Vom industriellen und wirtschaftlichen Standpunkt (Standpunkt der Einfachheit
der Stufen) ist die Polymerisationsform vorzugsweise eine kontinuierliche Gasphasen
polymerisation.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Propylen-Ethylen-Blockcopolymer
(B) ist ein Propylen-Ethylen-Blockcopolymer, zusammengesetzt aus einem
Propylenhomopolymerteil (nachstehend als "erstes Segment des Copolymers (B)"
bezeichnet) und einem statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteil (nachstehend als
"zweites Segment des Copolymers (B)" bezeichnet).
Die Grenzviskosität [η]A P des Propylenhomopolymerteils, der das erste Segment
des Copolymers (B) ist, beträgt vorzugsweise nicht mehr als 1,3 dl/g und stärker bevor
zugt nicht mehr als 1,1 dl/g vom Standpunkt der Fließfähigkeit der Polypropylenharz
masse.
Der Anteil an isotaktischer Pentade des Propylenhomopolymerteils, der das erste
Segment des Copolymers (B) ist, bestimmt mit 13C-NMR, beträgt vorzugsweise nicht
weniger als 0,95 und stärker bevorzugt nicht weniger als 0,97 unter anderem vom
Standpunkt der Steifigkeit und Wärmebeständigkeit.
Die Grenzviskosität [η]A EP des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils, der
das zweite Segment des Copolymers (B) ist, beträgt 8,0 bis 15 dl/g und vorzugsweise 9,0
bis 13 dl/g. Wenn [η]A EP geringer als 8,0 dl/g ist, ist die Extrudatquellung nicht ausrei
chend, so dass Fließmarken gebildet werden können. Wenn sie 15,0 dl/g übersteigt, kann
eine große Zahl an granularen Strukturen auftreten oder der MFR der Polypropy
lenharzmasse verringert werden, was verringerte Fließfähigkeit ergibt.
Die vorstehend erwähnte granulare Struktur ist die gleiche wie die granulare Struk
tur im Polypropylenharz (A).
Der Ethylengehalt [(C2')EP] des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymers, der
das zweite Segment des Copolymers (B) ist, beträgt vorzugsweise 20 bis 60 Gew.-% vom
Standpunkt der Schlagfestigkeit.
Vom Standpunkt der Schlagfestigkeit, Extrudatquellung und Fließmarken des
Formkörpers und des MFR und der Fließfähigkeit der Polyolefinharzmasse sind die
jeweiligen Anteile des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils, der das zweite
Segment des Copolymers (B) ist, und des Propylenhomopolymerteils, der das erste
Segment des Copolymers (B) ist, folgende: Der Anteil des zweiten Segments des
Copolymers (B) beträgt vorzugsweise 10 bis 40 Gew.-% und vorzugsweise 15 bis 35
Gew.-% und der Anteil des ersten Segments des Copolymers (B) beträgt vorzugsweise 90
bis 60 Gew.-% und vorzugsweise 85 bis 65 Gew.-%.
Obwohl das Herstellungsverfahren des in der vorliegenden Erfindung verwendeten
Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (B) keine besondere Einschränkung aufweist, wird
vorzugsweise ein ähnliches Herstellungsverfahren wie das vorstehend erwähnte Verfahren
des Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (i) im Harz (A) angewandt, außer dass die
Polymerisationsbedingungen so eingestellt werden, dass das Polypropylen-Ethylen-
Blockcopolymer (B) erhalten wird. Als Polymerisationsverfahren ist ein chargenweises
Polymerisationsverfahren vom Standpunkt der geringeren Erzeugung granularer
Strukturen bevorzugt.
Die Mischverhältnisse des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Polypropy
lenharzes (A) und Polypropylenharzes (B) betragen 95 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 95
bis 90 Gew.-%, stärker bevorzugt 95 bis 91 Gew.-%, bzw. 5 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise
5 bis 10 Gew.-%, stärker bevorzugt 5 bis 9 Gew.-%. Hier beträgt die Summe der Harze
(A) und (B) 100 Gew.-%. Wenn das Mischverhältnis des Polypropylenharzes (A) 95
Gew.-% übersteigt, wird die Extrudatquellung vernngert, so dass Fließmarken leicht
auftreten können, oder die Schlagfestigkeit des Formkörpers nicht ausreichend sein kann.
Wenn es geringer als 80 Gew.-% ist, kann eine große Zahl an granularen Strukturen
auftreten, und der MFR der Polypropylenharzmasse verringert sein, was eine
Verschlechterung in der Fließfähigkeit ergibt.
Die erfindungsgemäße Polypropylenharzmasse umfasst das Polypropylenharz (A)
und das Propylen-Ethylen-Blockcopolymer (B). Der Schmelzindex (MFR) davon beträgt
5,0 bis 150 g/10 min und vorzugsweise 10 bis 120 g/10 min. Wenn der Schmelzindex
(MFR) der erfindungsgemäßen Polypropylenharzmasse 5,0 bis 150 g/10 min beträgt, kann
leicht ein großer Formkörper gebildet werden. Wenn er geringer als 5,0 g/10 min ist, kann
die Formbarkeit verschlechtert sein oder können in unzufriedenstellender Weise
Fließmarken erzeugt werden. Wenn er 150 g/10 min übersteigt, kann die Schlagfestigkeit
verringert sein.
Die Extrudatquellung der erfindungsgemäßen Polypropylenharzmasse beträgt vor
zugsweise nicht weniger als 1,6. Wenn die Extrudatquellung geringer als 1,6 ist, können
die Fließmarken einer Oberfläche des Formkörpers in nicht zufriedenstellender Weise
zunehmen.
Als Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen Polypropylenharzmasse kann
unter anderem ein Verfahren unter Verwendung einer Knetvorrichtung, wie einem
Einschneckenextruder, Doppelschneckenextruder, Banbury-Mischer oder einer
Heißwalze, aufgeführt werden. Zum Beispiel können die nachstehend gezeigten Verfahren
aufgeführt werden.
- 1. Ein Verfahren, in dem die jeweiligen Polymerpulver des Polypropylenhar zes (A) und des Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (B) unter Verwendung der vorste henden Knetvorrichtung geknetet werden.
- 2. Ein Verfahren, in dem das Polymerpulver des Polypropylenharzes (A) und das Polymerpulver des Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (B) einzeln unter Verwendung eines Einschneckenextruders oder Doppelschneckenextruders zur Herstellung ihrer jeweiligen Granulate geknetet werden und danach das Granulat des Polypropylenharzes (A) und das Granulat des Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (B) unter Verwendung eines Einschnecken- oder Doppelschneckenextruders geknetet werden.
- 3. Ein Verfahren, in dem das vorher unter Verwendung eines Einschnecken- oder Doppelschneckenextruders granulierte Propylen-Ethylen-Blockcopolymer (B) in die Knetvorrichtung unter Verwendung einer Beschickungsvorrichtung mit konstanter Menge gegeben wird, um das Polymerpulver des Polypropylenharzes (A) zu granulieren, und das Gemisch geknetet wird.
Bevorzugt ist das Verfahren unter Verwendung des Granulats aus dem vorher unter
Verwendung eines Einschnecken- oder Doppelschneckenextruders gekneteten Propylen-
Ethylen-Blockcopolymers des vorstehenden Verfahrens (2) oder (3).
Weiter kann falls erforderlich ein Siebeinsatz ebenfalls in einer Düse des Ein
schnecken- oder Doppelschneckenextruders befestigt werden. Ein bevorzugter Siebeinsatz
ist ein Filter aus gesinterter Metallfaser, das zum Beispiel in "Machine Design (1981,
März-Ausgabe, Band 25, Nr. 3, 109-113)" beschrieben ist.
Die Knettemperatur beträgt im Allgemeinen 170 bis 250°C und vorzugsweise 190
bis 230°C.
Verschiedene Zusätze können ebenfalls zu der erfindungsgemäßen Polypropylen
harzmasse gegeben werden, sofern Zweck und Wirkung nicht beeinträchtigt werden.
Beispiele der Zusätze schließen Antioxidationsmittel, UV-Absorptionsmittel, Gleitmittel,
Pigmente, Antistatikmittel, Inhibitoren von Kupferschäden, Flammverzögerungsmittel,
Neutralisationsmittel, Schäumungsmittel, Weichmacher, Keimbildner, Blaseninhibitoren
und Vernetzungsmittel ein. Unter diesen Zusätzen ist bevorzugt, dass Antioxidationsmittel
und UV-Absorptionsmittel zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit, Witte
rungsbeständigkeit und Antioxidationsstabilität zugegeben werden. Weiter können Kaut
schukbestandteile, verschiedene anorganische und organische Füllstoffe auch in einem
solchen Bereich zugegeben werden, dass die Aufgabe und Wirkung der vorliegenden Er
findung nicht beeinträchtigt werden.
Die Zusätze, Kautschukbestandteile und Füllstoffe können zuvor mit dem Polypro
pylenharz (A), dem Propylen-Ethylen-Blockcopolymer (B) oder beiden gemischt werden,
und danach wird die Polypropylenharzmasse hergestellt. In einer anderen Ausfüh
rungsform können sie auch im Knetstadium des Polypropylenharzes (A) und des Propy
len-Ethylen-Blockcopolymers (B) damit gemischt werden.
Die erfindungsgemäße Polypropylenharzmasse kann zu einem spritzgeformten
Gegenstand mit einem allgemein bekannten Spritzformen geformt werden. Insbesondere
wird sie vorzugsweise als spritzgeformter Gegenstand für ein Kraftfahrzeug verwendet
und vorzugsweise zum Beispiel als Türverkleidung, Pfeiler, Instrumententafel oder Stoß
stange verwendet.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend durch die Beispiele beschrieben, ist
aber nicht darauf beschränkt.
Die Messverfahren der physikalischen Eigenschaften der in den Beispielen und
Vergleichsbeispielen verwendeten Polymere und Massen sind nachstehend gezeigt.
Die reduzierten Viskositäten wurden bei drei Konzentrationen von 0,1, 0,2 und
0,5 g/dl unter Verwendung eines Ubbellohde-Viskosimeters gemessen. Die Grenzviskosität
wurde mit einem in "Polymer Solution, Polymer Experiment, Band 11" (veröffentlicht
von Kyoritsu Shuppan Co., Ltd., 1982), S. 491 beschriebenen Verfahren, d. h. einem
Extrapolationsverfahren des Auftragens der reduzierten Viskositäten gegen die
Konzentrationen, dann Extrapolieren der Viskosität auf eine Konzentration von Null,
bestimmt. Die Messungen wurden bei einer Temperatur von 135°C unter Verwendung von
Tetralin als Lösungsmittel durchgeführt.
Die Grenzviskosität [η]P des Propylenhomopolymerteils, der jeweils das erste
Segment der Propylen-Ethylen-Blockcopolymere (i) und (B) ist, wurde auf folgende
Weise bestimmt. Genauer wurde zum Zeitpunkt der Herstellung vom Propylenhomo
polymer eine Probe aus einem Polymerisationsreaktor nach Polymerisation des Propy
lenhomopolymers, d. h. dem ersten Schritt, entnommen und [η]P des herausgenommenen
Propylenhomopolymers bestimmt.
Die Grenzviskosität [η]EP des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils, der
jeweils das zweite Segment der Propylen-Ethylen-Blockcopolymere (i) und (B) ist, wurde
auf folgende Weise bestimmt. Genauer wurden die Grenzviskosität [η]P des Propylen
homopolymerteils bzw. die Grenzviskosität [η]T der gesamten Propylen-Ethylen-Block
copolymere bestimmt. Dann wurde die Grenzviskosität [η]EP durch Berechnen aus fol
genden Formeln unter Verwendung des Gewichtsverhältnisses: X des statistischen Pro
pylen-Ethylen-Copolymerteils zu den gesamten Propylen-Ethylen-Blockcopolymeren be
stimmt. (Gewichtsverhältnis: X basierend auf dem Gesamtgewicht der Propylen-Ethylen-
Blockcopolymere, wurde aus dem folgenden Messverfahren (2) bestimmt)):
[η]EP = [η]T/X - (l/X-1)[η]P
[η]P: Grenzviskosität (dl/g) des Propylenhomopolymerteils
[η]T: Grenzviskosität (dl/g) des gesamten Propylen-Ethylen-Blockcopolymers
[η]EP = [η]T/X - (l/X-1)[η]P
[η]P: Grenzviskosität (dl/g) des Propylenhomopolymerteils
[η]T: Grenzviskosität (dl/g) des gesamten Propylen-Ethylen-Blockcopolymers
Die Grenzviskosität [η]P des im Gemisch (ii) verwendeten Propylenhomopolymers
wurde unter Verwendung eines Propylenhomopolymers gemäß dem vorstehenden
Verfahren (1) bestimmt.
Es wurde aus dem 13C-NMR-Spektrum, gemessen unter folgenden Bedingungen,
basierend auf dem Bericht von Kakugo et al. (Macromolecules 1982, 15, 1150-1152)
bestimmt.
Eine Probe wurde durch homogenes Lösen von etwa 200 mg eines Propylen-Ethy
len-Blockcopolymers in 3 ml ortho-Dichlorbenzol in einem Teströhrchen mit 10 mm
Durchmesser hergestellt. Dann wurde das 13C-NMR-Spektrum unter den folgenden Be
dingungen bestimmt:
Messtemperatur: 135°C
Pulswiederholungsdauer: 10 Sekunden
Pulsbreite: 45°
Integrationszeiten: 2500
Messtemperatur: 135°C
Pulswiederholungsdauer: 10 Sekunden
Pulsbreite: 45°
Integrationszeiten: 2500
Der Anteil an isotaktischer Pentade ist ein Anteil an Propylenmonomereinheiten,
die in der Mitte der isotaktischen Kette in Form einer Pentadeneinheit vorkommen, mit
anderen Worten, die Kette, in der fünf Propylenmonomereinheiten hintereinander meso
gebunden sind, in der Polypropylenmolekülkette, gemessen mit dem von A. Zambelli et
al. in Macromolecules, 6, 925 (1973) offenbarten Verfahren, genauer unter Verwendung
von 13C-NMR. Jedoch wurde die Zuordnung der NMR-Absorptionspeaks gemäß dem in
Macromolekules, 8, 687 (1975), danach veröffentlicht, offenbarten Verfahren festgelegt.
Insbesondere wurde der Anteil an isotaktischer Pentade als Flächenanteil des
mmmm-Peaks in den gesamten Absorptionspeaks im Methylkohlenstoffbereich des 13C-
NMR-Spektrums gemessen. Wenn der Anteil an isotaktischer Pentade der NPL-Stan
dardsubstanz CRM Nr. M19-14 Polypropylen PP/MWD/2 von NATIONAL PHYSICAL
LABORATORY in GB mit diesem Verfahren gemessen wurde, betrug er 0,944.
Er wurde gemäß dem in JIS-K-6758 festgelegten Verfahren bestimmt. Wenn nicht
anders angegeben, wurde die Messung bei einer Temperatur von 230°C unter einer Last
von 2,16 kg durchgeführt.
Sie wurde unter Verwendung von Capillograph 1B, hergestellt von Toyo Precision
Instrument Co., Ltd., unter folgenden Bedingungen bestimmt:
Messtemperatur: 220°C
L/D: 40
Schergeschwindigkeit: 2,432 × 103 s-1
Messtemperatur: 220°C
L/D: 40
Schergeschwindigkeit: 2,432 × 103 s-1
Die unter Verwendung eines T-Düsenextruders unter folgenden Bedingungen
gebildete Folie wurde unter Verwendung einer Bildanalysevorrichtung auf folgende Weise
quantitativ analysiert.
Eine Folie mit einer Breite von 50 mm und einer Dicke von 50 Mikron wurde mit
einem Extruder V-20, hergestellt von Tanabe Plastic Machine Co., Ltd. und einer
Folienziehvorrichtung hergestellt.
Das Bild der Folie (900 dpi, 8 bit) wurde mit einem Scanner GT-9600, hergestellt
von EPSON Co., in einen Computer eingelesen und das Bild mit einer Bildanalyse
software A-ZOUKUN, hergestellt von Asahi Engineering Co., binär dargestellt. Die
granulare Struktur wurde als hellere Fläche als ihre Umgebung erkannt. Die Form der .
granularen Struktur ist amorph, und daher wurde die Zahl der granularen Strukturen mit
einem Durchmesser von nicht weniger als 200 Mikron pro 100 cm2 der Folie bestimmt,
wobei angenommen wurde, dass der Durchmesser eines Kreises mit der gleichen Fläche
wie die der granularen Struktur die Größe der granularen Struktur war.
Die Syntheseverfahren von zwei Arten der in den Beispielen und Vergleichsbei
spielen verwendeten festen Katalysatorbestandteile I und II sind nachstehend gezeigt.
Die Atmosphäre eines mit einem Rührer und einem Tropftrichter ausgestatteten
500 ml-Kolbens wurde durch Argon ersetzt und dann 290 ml Hexan, 9,3 ml (9,3 g,
27 mmol) Tetrabutoxytitan, 8,5 ml (8,8 g, 32 mmol) Phthalsäurediisobutylester und 79,1 ml
(74,4 g, 357 mmol) Tetraethoxysilan eingebracht, wobei eine homogene Lösung gebildet
wurde. Anschließend wurden unter Halten der Temperatur im Kolben auf 6°C 199 ml
einer Di-n-butyletherlösung von n-Butylmagnesiumchlorid (hergestellt von Yukigosei
Yakuhin K. K., Konzentration von n-Butylmagnesiumchlorid: 2,1 mmol/ml) allmählich
innerhalb 5 Stunden aus dem Tropftrichter zugetropft.
Nach vollständigem Zutropfen wurde die Lösung eine zusätzliche Stunde bei
Raumtemperatur gerührt. Danach wurde die Lösung einer Fest-Flüssig-Trennung bei
Raumtemperatur unterzogen, wobei ein Feststoff erhalten wurde, und der Feststoff dreimal
mit 300 ml Hexan und dreimal mit 300 ml Toluol gewaschen. Dann wurden 270 ml Toluol
zugegeben.
Von einem Teil der Aufschlämmung des festen Produkts wurde eine Probe für die
Zusammensetzungsanalyse genommen. Als Ergebnis wurde gezeigt, dass das feste
Produkt 1,8 Gew.-% Titanatome, 0,5 Gew.-% Phthalat, 30,7 Gew.-% Ethoxygruppen und
3,3 Gew.-% Butoxygruppen enthielt. Weiter war die Aufschlämmungskonzentration 0,140
g/ml.
Die Atmosphäre in einem mit einem Rührer, Tropftrichter und Thermometer
ausgestatteten 200 ml-Kolben wurde durch Argon ersetzt. Dann wurden 84 ml der im
Schritt (1-) erhaltenen das feste Produkt enthaltenden Aufschlämmung eingebracht und
weiter 12,1 ml des Überstands davon entnommen. Dann wurden 7,8 ml (29 mmol)
Phthalsäurediisobutylester zugegeben und die Reaktion 30 Minuten bei 95°C durchge
führt. Nach der Umsetzung wurde das Reaktionsprodukt einer Fest-Flüssig-Trennung
unterzogen, wobei ein Feststoff erhalten wurde, und der Feststoff zweimal mit 59 ml
Toluol gewaschen.
Nach vollständigem Waschen wurden 15,3 ml Toluol, 0,66 ml (2,5 mmol) Phthal
säurediisobutylester, 1,2 ml (6,9 mmol) Butylether und 23,4 ml (0,213 mol) Ti
tantetrachlorid in den Kolben gegeben und die Reaktion 3 Stunden bei 95°C durchgeführt.
Nach vollständiger Umsetzung wurde das Reaktionsprodukt einer Fest-Flüssig-Trennung
bei der gleichen Temperatur unterzogen, wobei ein Feststoff erhalten wurde, und der
Feststoff dann zweimal mit 59 ml Toluol bei der gleichen Temperatur gewaschen. Als
nächstes wurden 12,0 ml Toluol, 1,2 ml (6,9 mmol) Butylether und 11,7 ml (0,106 mol) -
Titantetrachlorid zugegeben und die Reaktion eine Stunde bei 950C durchgeführt. Nach
vollständiger Umsetzung wurde das Reaktionsprodukt einer Fest-Flüssig-Trennung bei der
gleichen Temperatur unterzogen, dann dreimal mit 59 ml Toluol bei der gleichen
Temperatur und weitere dreimal mit 59 ml Hexan gewaschen und unter vermindertem
Druck getrocknet, wobei 8,1 g eines festen Katalysatorbestandteils erhalten wurden. Der
erhaltene feste Katalysatorbestandteil enthielt 1,4 Gew.-% Titanatome, 10,0 Gew.-%
Phthalat, 0,5 Gew.-% Ethoxygruppen und 0,1 Gew.-% Butoxygruppen. Weiter wurde der
feste Katalysatorbestandteil mit einem stereoskopen Mikroskop untersucht und zeigte
bevorzugte Teilcheneigenschaften, frei von Feinpulver. Der feste Katalysatorbestandteil
wird nachstehend als "fester Katalysatorbestandteil I" bezeichnet.
Die Atmosphäre in einem mit einem Rührer und einem Tropftrichter ausgestatteten
500 ml-Kolben wurde durch Stickstoff ersetzt und dann 290 ml Hexan, 8,9 ml (8,9 g,
26,1 mmol) Tetrabutoxytitan, 3,1 ml (3,3 g, 11,8 mmol) Phthalsäurediisobutylester und 87,4 ml
(81,6 g, 392 mmol) Tetraethoxysilan eingebracht, wobei eine homogene Lösung gebildet
wurde. Dann wurden unter Halten der Temperatur im Kolben auf 6°C 199 ml einer Di-n
butyletherlösung von n-Butylmagnesiumchlorid (hergestellt von Yukigosei Yakuhin K. K.,
Konzentration von n-Butylmagnesiumchlorid: 2,1 mmol/ml) allmählich innerhalb 5
Stunden aus dem Tropftrichter zugetropft. Nach vollständigem Zutropfen wurde die
Lösung weiter eine Stunde bei 6°C gerührt und dann eine zusätzliche Stunde bei
Raumtemperatur gerührt. Danach wurde die Lösung einer Fest-Flüssig-Trennung
unterzogen, wobei ein Feststoff erhalten wurde, und der Feststoff dreimal mit 260 ml
Toluol gewaschen. Dann wurde eine geeignete Menge an Toluol bis zu einer Auf
schlämmungskonzentration von 0,176 g/ml zugegeben. Von einem Teil der Auf
schlämmung des festen Produkts wurde eine Probe für die Zusammensetzungsanalyse
genommen. Als Ergebnis wurde gezeigt, dass das feste Produkt 1,96 Gew.-% Titanatome,
0,12 Gew.-% Phthalat, 37,2 Gew.-% Ethoxygruppen und 2,8 Gew.-% Butoxygruppen
enthielt.
Die Atmosphäre in einem mit einem Rührer, Tropftrichter und Thermometer
ausgestatteten 100 ml Kolben wurde durch Stickstoff ersetzt. Dann wurden 52 ml der in
Schritt (2-) erhaltenen Aufschlämmung des festen Produkts eingebracht und 25,5 ml des
Überstands entnommen. Dann wurde ein Gemisch von 0,80 ml (6,45 mmol) Butylether
und 16,0 ml (0,146 mol) Titantetrachlorid zugegeben und dann 1,6 ml (11,1 mmol;
0,20 ml/g festes Produkt) zugegeben. Das Gemisch wurde auf 115°C erwärmt und drei Stunden
gerührt, wie es war. Nach vollständiger Umsetzung wurde das Reaktionsprodukt einer
Fest-Flüssig-Trennung bei der gleichen Temperatur unterzogen und zweimal mit 40 ml
Toluol bei der gleichen Temperatur gewaschen. Dann wurde ein Gemisch von 10,0 ml
Toluol, 0,45 ml (1,68 mmol) Phthalsäurediisobutylester, 0,80 ml (6,45 mmol) Butylether
und 8,0 ml (0,073 mol) Titantetrachlorid für eine einstündige Behandlung bei 115°C
zugegeben. Nach vollständiger Umsetzung wurde das Reaktionsprodukt einer Fest-
Flüssig-Trennung bei der gleichen Temperatur unterzogen und dann der erhaltene
Feststoff dreimal mit 40 ml Toluol bei der gleichen Temperatur und dann weitere dreimal
mit 40 ml Hexan gewaschen. Dann wurde das gewaschene Produkt unter vermindertem
Druck getrocknet, wobei 7,36 g eines festen Katalysatorbestandteils erhalten wurden. Der
erhaltene feste Katalysatorbestandteil enthielt 2,18 Gew.-% Titanatome, 11,37 Gew.-%
Phthalat, 0,3 Gew.-% Ethoxygruppen und 0,1 Gew.-% Butoxygruppen. Weiter wurde der
feste Katalysatorbestandteil mit einem stereoskopen Mikroskop untersucht und zeigte
bevorzugte Teilcheneigenschaften, frei von Feinpulver. Der feste Katalysatorbestandteil
wird nachstehend als "fester Katalysatorbestandteil II" bezeichnet.
In einem mit einem Rührer ausgestatteten Autoklaven wurden in ausreichend ent
wässertem und entlüftetem Hexan 25 mmol/l Triethylaluminium (nachstehend als TEA
abgekürzt) und Cyclohexylethyldimethoxysilan (nachstehend als CHEDMS abgekürzt) als
Elektronendonorbestandteil so eingebracht, dass CHEDMS/TEA 0,1 (mol/mol) beträgt,
und der feste Katalysatorbestandteil I so eingebracht, dass die endgültige Menge des Poly
mers, bezogen auf die Menge des festen Katalysatorbestandteils (nachstehend als PP/Kat
abgekürzt) 2,5 (g/g) betrug. Unter Halten auf niedriger Temperatur wurde Propylen
kontinuierlich eingebracht, um eine vorhergehende Polymeraufschlämmung zu erhalten.
Die so erhaltene vorhergehende Polymeraufschlämmung wurde in einen anderen mit ei
nem Rührer ausgestatteten Autoklaven übergeführt und dann ausreichend gereinigtes
flüssiges Butan zugegeben. Das Gemisch wurde unter Halten auf einer Temperatur von
nicht mehr als 10°C aufbewahrt.
Unter Halten der Konzentrationen von Propylen und Wasserstoff im Gasphasenteil
auf 80 Vol.-% bzw. 7,0 Vol.-% wurde bei einer Reaktorinnentemperatur von 90°C und
einem Reaktorinnendruck von 1,8 MPa eine kontinuierliche Gasphasenpolymerisation
unter Verwendung der in vorstehendem (1) hergestellten vorhergehenden Polymerauf
schlämmung als festen Katalysatorbestandteil unter Einbringen von TEA und CHEDMS
durchgeführt. Die jeweiligen Katalysatorbestandteile wurden so eingebracht, dass die
Konzentrationen in den erhaltenen Polymeren folgende waren: [TEA] = 348 ppm,
[CHEDMS] = 63 ppm bzw. PP/Kat = 17000 (g/g). Die mittlere Verweildauer betrug 3,0
Std. Die Analyseergebnisse des erhaltenen Polymers sind in Tabelle 1 gezeigt. Das
erhaltene Polymer wies eine Grenzviskosität [η]P von 0,90 dl/g und einen Anteil an
isotaktischer Pentade von 0,97 auf.
Ein Pulver von HPP-2 mit den in Tabelle 1 gezeigten physikalischen Eigenschaften
wurde wie HPP-1 erhalten, außer dass die Gaszusammensetzung des Gasphasenteils und
die Menge des einzubringenden Katalysatorbestandteils in der Hauptpolymerisaflon
geändert wurden. Die Analyseergebnisse des erhaltenen Polymers sind in Tabelle 1 ge
zeigt. Das erhaltene Polymer wies eine Grenzviskosität [η]P von 0,84 dl/g auf.
Ein Pulver von HPP-3 mit den in Tabelle 1 gezeigten physikalischen Eigenschaften
wurde wie HPP-1 erhalten, außer dass die Zahl der Reaktoren von 1 auf 3 geändert wurde
und die Gaszusammensetzung des Gasphasenteils und die Menge des einzubringenden
Katalysatorbestandteils in der Hauptpolymerisation geändert wurden. Die Analy
seergebnisse des erhaltenen Polymers sind in Tabelle 1 gezeigt. Das erhaltene Polymer
wies eine Grenzviskosität [η]P von 0,92 dl/g auf.
Die vorhergehende Polymerisation wurde wie bei HPP-1 durchgeführt, außer dass
der feste Katalysatorbestandteil von I auf II geändert wurde und die Elektronendo
norverbindung in tert-Butyl-n-propyldimethoxysilan (nachstehend als "tBnPDMS" abge
kürzt) geändert wurde.
Ein Pulver von HPP-4 mit den in Tabelle 1 gezeigten physikalischen Eigenschaften
wurde wie bei der Herstellung von HPP-1 durch die Hauptpolymerisation erhalten, außer
dass die Zahl der Reaktoren von 1 auf 3 geändert wurde, der Elektronendonorbestandteil
in tBnPDMS geändert wurde, die Temperatur auf 82°C eingestellt wurde und die
Gaszusammensetzung des Gasphasenteils und die Menge des einzubringenden Kata
lysatorbestandteils in der Hauptpolymerisation geändert wurden. Die Analyseergebnisse
des erhaltenen Polymers sind in Tabelle 1 gezeigt. Das erhaltene Polymer wies eine
Grenzviskosität [η]P von 0,76 dl/g und einen Anteil an isotaktischer Pentade von 0,99 auf.
Zwei Polymerisationsbehälter wurden in Reihe angeordnet. Nach Polymerisation
des Propylenhomopolymerteils (das erste Segment des Copolymers (i) oder (B)) wurde
das Produkt in den nächsten Polymerisationsbehälter übergeführt und anschließend die
Polymerisation des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils (das zweite Segment
des Copolymers (i) oder (B)) kontinuierlich in dem Polymerisationbehälter mit einem
Gasphasenverfahren durchgeführt.
Im ersten Behälter wurde unter solchen Bedingungen, dass die Konzentrationen
von Propylen und Wasserstoff im Gasphasenteil auf 80 Vol.-% bzw. 7,4 Vol.-% gehalten
wurden, bei einer Reaktorinnentemperatur von 80°C und einem Reaktorinnendruck von
1,8 MPa eine kontinuierliche Gasphasenpolymerisation unter Verwendung der in vorste
hendem (1) hergestellten vorhergehenden Polymeraufschlämmung als festen Katalysator
bestandteil unter Einbringen von TEA und CHEDMS durchgeführt. Die jeweiligen
Katalysatorbestandteile wurden so eingebracht, dass die Konzentrationen in den er
haltenen Polymeren wie folgt waren: [TEA] = 201 ppm, [CHEDMS] = 36 ppm bzw.
PP/Kat = 23000 (g/g). Die mittlere Verweildauer betrug 4,3 Std. Das erhaltene Polymer
wies eine Grenzviskosität [η]P von 0,90 dl/g auf. Im zweiten Behälter wurde unter solchen
Bedingungen, dass die Konzentrationen an Propylen, Ethylen und Wasserstoff im
Gasphasenteil auf 76,1 Vol.-%, 17,2 Vol.-% bzw. 4,1 Vol.-% gehalten wurden, bei einer
Reaktorinnentemperatur von 65°C und einem Reaktorinnendruck von 1,4 MPa eine
Gasphasenpolymerisation kontinuierlich durchgeführt. Die jeweiligen Katalysator
bestandteile wurden so eingebracht, dass die Konzentrationen in den erhaltenen Polyme
ren wie folgt waren: [TEA] = 167 ppm, [CHEDMS] = 234 ppm bzw. PP/Kat = 4500 (g/g).
Die mittlere Verweildauer betrug 2,0 Std. Die Analyseergebnisse des erhaltenen Polymers
sind in Tabelle 1 gezeigt. Die erhaltenen gesamten Polymere wiesen eine Grenzviskosität von 1,07 dl/g und einen EP-Gehalt von 17 Gew.-% auf und der Ethylengehalt von EP
betrug 40 Gew.-%. Daher betrug die Grenzviskosität [η]EP des EP-Teils 1,9 dl/g.
Pulver von BCPP-2 bis BCPP-6 mit den in Tabelle 1 gezeigten physikalischen
Eigenschaften wurden wie BCPP-1 erhalten, außer dass die Gaszusammensetzung des
Gasphasenteils und die Menge des eingebrachten Katalysatorbestandteils in der Haupt
polymerisation geändert wurden.
Ein SUS-Reaktor mit einem Innenvolumen von 5,5 m3, ausgestattet mit einem
Rührer und Mantel, wurde ausreichend mit Propylen gespült und dann 2,5 m3 n-Heptan,
8; 95 mol [TEA] und 2,64 mol [tBnPDMS] eingebracht. Außerdem wurde die Innentem
peratur auf 30 bis 50°C eingestellt und der Druck mit Propylen auf 0,15 bis 0,25 MPa
Überdruck eingestellt. Dann wurden 0,15 kg des wie vorstehend beschrieben erhaltenen
festen Katalysatorbestandteils II zugegeben. Anschließend wurde warmes Wasser durch
den Mantel geleitet, um die Innentemperatur des Reaktors auf 75°C zu erhöhen, und
danach der Reaktionsdruck mit Propylen und Wasserstoff auf 0,8 MPa Überdruck erhöht,
um die Polymerisation zu starten. Propylen wurde kontinuierlich eingebracht, so dass der
Reaktionsdruck auf 0,8 MPa Überdruck bei einer Reaktionstemperatur von 75°C gehalten
wurde, und die Polymerisation eines Polypropylenhomopolymerteils (nachstehend als
"P-Teil" abgekürzt) unter Fortsetzen des Einbringens fortgesetzt, so dass die
Wasserstoffkonzentration im Gasphasenteil auf 15 Vol.-% gehalten wurde. Wenn die
integrierte Menge an eingebrachtem Propylen 880 kg erreicht hatte, wurde das Einbringen
von Propylen und Wasserstoff beendet und das nicht umgesetzte Monomer im Reaktor
entgast, um den Innendruck im Reaktor auf 0,5 MPa Überdruck zu verringern, während
die Innentemperatur des Reaktors auf 60°C eingestellt wurde. Etwa 100 g des Polymers
des P-Teils wurden als Probe entnommen und analysiert. Als Ergebnis betrug die
Grenzviskosität [η]P 0,91 dl/g.
Anschließend wurde der Reaktionsdruck mit Propylen bis auf 0,3 MPa Überdruck
erhöht und auf 0,05 MPa Überdruck verringert. Dieser Cyclus wurde dreimal wiederholt.
Dann wurde der Reaktionsdruck mit Propylen und Ethylen auf 0,3 MPa Überdruck erhöht,
um die Polymerisation des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils (nachstehend
als "EP-Teil" abgekürzt) zu starten und dann ein gemischtes Gas aus Propylen/Ethylen =
3/1 (Gewichtsverhältnis) kontinuierlich eingebracht, so dass der Reaktionsdruck auf 3
MPa Überdruck bei einer Reaktionstemperatur von 60°C gehalten wurde und die
Polymerisation des EP-Teils fortgesetzt. Wenn die integrierte Menge des eingebrachten
gemischten Gases von Propylen/Ethylen 268 kg erreicht hatte, wurde das Einbringen der
Monomere beendet und die gesamte Menge der Polymeraufschlämmung im Reaktor in
einen Deaktivierungsbehälter eingebracht, um eine Deaktivierungsbehandlung mit
Butylalkohol einzugehen. Dann wurde die Polymeraufschlämmung zentrifugiert, um ein
festes Polymer zurückzugewinnen, das dann mit einem Trockner getrocknet wurde, wobei
ein pulverförmiges weißes Pulver erhalten wurde. Die Analyseergebnisse des erhaltenen
Polymers sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Grenzviskosität [η]T der gesamten erhaltenen
Polymere betrug 3,57 dlIg.
Pulver von BCPP-8 und BCPP-9 mit den in Tabelle 1 gezeigten physikalischen
Eigenschaften wurden wie BCPP-1 erhalten, außer dass die Gaszusammensetzung des
Gasphasenteils und die Menge des einzubringenden Katalysatorbestandteils in der
Hauptpolymerisation angepaßt wurden.
[η]P, [η]EP, der Ethylengehalt von EP und der EP-Gehalt sind Analysewerte der
Pulver der Propylenhomopolymere (HPP-1 bis HPP-4) und der Propylen-Ethylen-Block
copolymere (BCPP-1 bis BCPP-9), die aus der vorstehend beschriebenen Polymerisation
erhalten wurden. Jeder MFR ist der MFR des Granulats, granuliert unter Zugabe als
Stabilisatoren von 0,05 Gew.-Teilen Calciumstearat (hergestellt von NOF Corporation),
0,05 Gew.-Teilen 3,9-Bis[2-{3-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionyloxy}-
1,1-dimethylethyl]-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5,5]undecan (Sumilizer GA 80, hergestellt von
Sumitomo Chemical Co., Ltd.) und 0,05 Gew.-Teilen Bis(2,4-di-tert-butylphe
nyl)pentaerythritdiphosphit (Ultranox U626, hergestellt von GE Specialty Chemicals, Co.)
zu jeweils 100 Gew.-Teilen des Pulvers unter Verwendung eines Einschneckenextruders
mit 40 mm Durchmesser (220°C, Siebpackung: 100 mesh). Die Zahl der granularen
Strukturen (< 200 µm) ist die Zahl der granularen Strukturen mit einer Größe von nicht
weniger als 200 µm, beobachtet pro 100 cm2 einer Folie, erhalten unter Verarbeiten des
Granulats unter Verwendung eines T-Düsen-Extruders mit 20 mm Durchmesser.
Zu 100 Gew.-Teilen einer Harzmasse, bestehend aus einem Gemisch (ii) von 33
Gew.-Teilen des Propylenhomopolymerpulvers (HPP-1) und 61 Gew.-Teilen des Pro
pylen-Ethylen-Blockcopolymer (i)-Pulvers (BCPP-1) und 6 Gew.-Teilen des Propylen-
Ethylen-Blockcopolymer (B)-Pulvers (BCPP-7) wurden als Stabilisatoren 0,05 Gew.-Teile
Calciumstearat (hergestellt von NOF Corp.), 0,05 Gew.-Teile 3,9-Bis[2-{3-(3-tert-butyl-4-
hydroxy-5-methylphenyl)propionyloxy}-1,1-dimethylethyl]-2,4,8, 10-tetraoxa
spiro[5,5]undecan (Sumilizer GA 80, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) und
0,05 Gew.-Teile Bis(2,4-di-tert-butylphenyl)pentaerythritdiphosphit (Ultranox U626,
hergestellt von GE Specialty Chemicals, Co.) gegeben und das Gemisch trocken gemischt.
Dann wurde ein Granulieren mit einem Einschneckenextruder mit 40 mm Durchmesser
(220°C, Siebpackung: gesintertes Filter aus Metallfaser MF13D, hergestellt von Nippon
Seisen K. K.) durchgeführt, wobei eine Polypropylenharzmasse erhalten wurde. Der MFR
betrug 62 g/10 mm, die verarbeitete Folie wies weniger granulare Strukturen auf und die
Extrudatquellung, bestimmt bei 220°C, einem LID der Öffnung von 40 und einer
Schergeschwindigkeit von 2,432 × 103 s-1 war mit 1,81 hoch.
Tabelle 2 zeigt die Mischverhältnisse der jeweiligen Bestandteile und die Beurtei
lungsergebnisse von MFR, Extrudatquellung und Zahl der granularen Strukturen mit einer
Größe von nicht weniger als 200 µm, beobachtet pro 100 cm2 der Folie jeder Polypro
pylenharzmasse, erhalten unter Durchführen von Trockenmischen und dann Granulieren
wie in Beispiel 1.
Tabelle 2 zeigt die Mischverhältnisse der jeweiligen Bestandteile und die Beurtei
lungsergebnisse von MFR, Extrudatquellung und Zahl der granularen Strukturen mit einer
Größe von nicht weniger als 200 µm, beobachtet pro 100 cm2 der Folie jeder Polypro
pylenharzmasse, erhalten unter Durchführen von Trochenmischen und dann Granulieren
wie in Beispiel 1.
Die Ergebnisse zeigen folgendes. Für Vergleichsbeispiel 1 ist, da die Grenzviskosi
tät [η]A EP des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils des Polypropylenharzes (A)
nicht die Anforderungen der vorliegenden Erfindung erfüllt, die Zahl der granularen
Strukturen groß. Für Vergleichsbeispiel 2 ist, da die Grenzviskosität [η]B EP des
statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils des Propylen-Ethylen-Blockcopolymers
(B) nicht die Anforderungen der vorliegenden Erfindung erfüllt, die Extrudatquellung
nicht ausreichend. Für Vergleichsbeispiel 3 ist, da die Mischverhältnisse des
Polypropylenharzes (A) und des Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (B) nicht die An
forderungen der vorliegenden Erfindung erfüllen, die Zahl der granularen Strukturen groß.
Claims (9)
1. Polypropylenharzmasse, umfassend:
95 bis 80 Gew.-% eines Polypropylenharzes (A), ausgewählt aus einem Propylen- Ethylen-Blockcopolymer (i) mit einem Propylenhomopolymerteil und einem statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteil, und einem Gemisch (ii) des Pro pylen-Ethylen-Blockcopolymers (i) und eines Propylenhomopolymers, wobei die Grenzviskosität [η]A P des Propylenhomopolymerteils, wenn das Harz (A) das Copolymer (i) ist, oder des Gemisches des Propylenhomopolymerteils und des Propylenhomopolymers, wenn das Harz (A) das Gemisch (ii) ist, nicht mehr als 1,3 dl/g beträgt und die Grenzviskosität [η]A EP des statistischen Propylen-Ethylen- Copolymerteils nicht mehr als 3,0 dl/g beträgt; und
5 bis 20 Gew.-% eines Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (B), zusammengesetzt aus einem Propylenhomopolymerteil und einem statistischen Propylen-Ethylen- Copolymerteil, in dem die Grenzviskosität [η]B EP des statistischen Propylen- Ethylen-Copolymers 8,0 bis 15 dl/g beträgt und in dem die Polypropylenharzmasse einen Schmelzindex (MFR) von 5,0 bis 150 g/10 min aufweist und die Summe von (A) und (B) 100 Gew.-% beträgt.
95 bis 80 Gew.-% eines Polypropylenharzes (A), ausgewählt aus einem Propylen- Ethylen-Blockcopolymer (i) mit einem Propylenhomopolymerteil und einem statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteil, und einem Gemisch (ii) des Pro pylen-Ethylen-Blockcopolymers (i) und eines Propylenhomopolymers, wobei die Grenzviskosität [η]A P des Propylenhomopolymerteils, wenn das Harz (A) das Copolymer (i) ist, oder des Gemisches des Propylenhomopolymerteils und des Propylenhomopolymers, wenn das Harz (A) das Gemisch (ii) ist, nicht mehr als 1,3 dl/g beträgt und die Grenzviskosität [η]A EP des statistischen Propylen-Ethylen- Copolymerteils nicht mehr als 3,0 dl/g beträgt; und
5 bis 20 Gew.-% eines Propylen-Ethylen-Blockcopolymers (B), zusammengesetzt aus einem Propylenhomopolymerteil und einem statistischen Propylen-Ethylen- Copolymerteil, in dem die Grenzviskosität [η]B EP des statistischen Propylen- Ethylen-Copolymers 8,0 bis 15 dl/g beträgt und in dem die Polypropylenharzmasse einen Schmelzindex (MFR) von 5,0 bis 150 g/10 min aufweist und die Summe von (A) und (B) 100 Gew.-% beträgt.
2. Polypropylenharzmasse nach Anspruch 1, in der die Grenzviskosität [η]A P des
Propylenhomopolymerteils 0,7 bis 1,3 dl/g beträgt.
3. Polypropylenharzmasse nach Anspruch 1 oder 2, in der die Grenzviskosität [η]A EP
des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils 1, 5 bis 3,0 dl/g beträgt.
4. Polypropylenharzmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in der die Grenzvisko
sität [η]B EP des statistischen Propylen-Ethylen-Copolymerteils 9,0 bis 13 dl/g
beträgt.
5. Polypropylenharzmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in der der Gehalt der
Polypropylenharze (A) und (B) 95 bis 90 Gew.-% bzw. 5 bis 10 Gew.-% beträgt.
6. Polypropylenharzmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in der der Schmelzin
dex (MFR) der Polypropylenharzmasse 10 bis 120 g/10 min beträgt.
7. Polypropylenharzmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in der das Polypropy
lenharz (A) durch ein kontinuierliches Gasphasenpolymerisationsverfahren er
halten wird.
8. Polypropylenharzmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in der die
Extrudatquellung der Polypropylenharzmasse nicht geringer als 1,6 ist.
9. Formkörper, umfassend die Polypropylenharzmasse nach einem der Ansprüche 1
bis 8.
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