聚丙烯組合物的一步制造
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及提供包含支鏈聚丙烯（b-pp)的聚丙烯組合物的方法、聚丙烯組合物 以及包含聚丙烯組合物的薄膜。
【背景技術(shù)】
[0002] 高熔體強度聚丙烯（HMS-PP)組合物通常為本領(lǐng)域已知的。北歐化工公司在1997 年申請的EP0 879 830描述了，北歐化工高熔體強度（HMS)后反應(yīng)器方法的基礎(chǔ)知識，在 該方法中，過氧化物和丁二烯通常被用于制造長鏈支化聚丙烯（LCB-PP)材料。該項專利涵 蓋了廣泛范圍的粉末熔體流動速率（MFRs)和粒徑。
[0003] 基于HMS擠壓涂層等級比如WF420HMS等級的現(xiàn)存市售高熔體強度聚丙烯 (HMS-PP)組合物之中最大的挑戰(zhàn)之一為：它們耗時相當多、費用相當高的制造連同不一致 的薄膜質(zhì)量。這是由于市售涂層等級通常以兩步法進行制造。在第一步驟中，聚丙烯組合 物以HMS線路進行制備，且在第二步驟中，然后將所獲的產(chǎn)物進行減粘裂化以增加熔體流 動速率（MFRs)。為了減小0CS凝膠指數(shù)且獲得適用于擠壓涂層的MFR，需要增加熔體流動 速率（MFRs)。
[0004] 本領(lǐng)域中仍需要耗時較少、費用較低的方法以制備性能可靠和/或性能被改善的 聚丙烯組合物，比如高熔體強度聚丙烯（HMS-PP)。
[0005] 因此，本發(fā)明的目的在于提供使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制備聚丙烯組合物以及由所 述聚丙烯組合物制成的薄膜，所述薄膜相比于不同市售涂層等級的薄膜，其在成本和時間 的有效方面具有更好的薄膜質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本申請發(fā)明人現(xiàn)意外地發(fā)現(xiàn)了，在高F3。熔體強度和高v3。熔融延伸性上具有特定 性能如具有期望的熔體流動速率MFR2(230°C)的聚丙烯組合物，并且其可以在不必執(zhí)行隨 后的減粘裂化步驟的情況下以單步法制備。此外，還發(fā)現(xiàn)：相比于不同的市售涂層等級，所 獲得的聚丙烯組合物以及據(jù)此制備而得的薄膜將提供更好的由低0CS凝膠指數(shù)所表示的 薄膜質(zhì)量。
[0007] 因此，本發(fā)明涉及提供包含支鏈聚丙烯（b-PP)的聚丙烯組合物的方法，該方法包 含以下步驟：
[0008] a)提供熔體流動速率MFR2(230°C)大于1. 0g/10min的聚丙烯（PP);
[0009]b)提供熱分解性自由基形成劑；
[0010]c)提供雙官能不飽和單體和/或多官能不飽和低分子量聚合物；
[0011] d)提供熔體流動速率MFR2(230°C)為10. 0~50. 0g/10min的線性聚丙烯（1-PP);
[0012] e)使步驟a)的聚丙烯（PP)與步驟b)的熱分解性自由基形成劑和步驟c)的雙官 能不飽和單體和/或多官能不飽和低分子量聚合物反應(yīng)，由此獲得支鏈聚丙烯（b-PP);以 及
[0013] f)使步驟e)中獲得的支鏈聚丙烯（b-PP)與步驟d)的線性聚丙烯（l-ΡΡ)反應(yīng)；
[0014] 其中，所述聚丙烯組合物和/或支鏈聚丙烯（b-PP)具有：
[0015] i) 18. 0 ~35. 0g/10min的根據(jù)ISO1133 測量的熔體流動速率MFR2(230°C);
[0016] ii)大于3. 4cN的F3。恪體強度、和大于200mm/s的v3。恪融延伸性，其中，F(xiàn)3。恪體 強度和v3。熔融延伸性根據(jù)ISO16790 :2005測量。
[0017] 本發(fā)明進一步地提供了一種聚丙烯組合物，其包含：
[0018] (a) 95. 0~99. 0重量份的支鏈聚丙烯（b-PP);以及
[0019] (b) 1. 0~5. 0重量份的線性聚丙烯（l-ΡΡ)，該線性聚丙烯（l-ΡΡ)根據(jù)ISO1133 測量的熔體流動速率MFR2(230°C)為10. 0~50. 0g/10min，優(yōu)選為20. 0~40. 0g/10min;
[0020] 其中，該聚丙烯組合物具有：
[0021] -根據(jù)ISO1133測量的熔體流動速率MFR2(230°C)為18. 0~35. 0g/10min;以及
[0022] -0CS凝膠指數(shù)小于2500 ;以及
[0023] 其中，所述聚丙烯組合物和/或支鏈聚丙烯（b-PP)具有大于3. 4cN的F3。熔體強 度和大于200mm/s的v3。熔融延伸性，其中，F(xiàn)3。熔體強度和v3。熔融延伸性根據(jù)IS016790: 2005測量。
[0024] 優(yōu)選地，聚丙烯組合物包含：
[0025] (a) 95. 0~99. 0重量份的支鏈聚丙烯（b-PP);以及
[0026] (b)L0~5. 0重量份的線性聚丙烯（l-ΡΡ)，該線性聚丙烯（l-ΡΡ)根據(jù)ISO1133 測量的熔體流動速率MFR2(230°C)為25. 0~38. 0g/10min;
[0027] 其中，該聚丙烯組合物具有：
[0028] -根據(jù)ISO1133測量的熔體流動速率MFR2(230°C)為19. 0~25. 0g/10min;以及
[0029] -0CS凝膠指數(shù)小于2000 ;
[0030] 以及，其中進一步地，所述聚丙烯組合物和/或支鏈聚丙烯（b-PP)具有4.0~ 20.OcN的F3。熔體強度和240~300mm/s的v3。恪融延伸性，其中，F(xiàn)3。恪體強度和v3。恪融 延伸性根據(jù)ISO16790 :2005測量。
[0031] 進一步優(yōu)先地，聚丙烯組合物包含至少一種添加劑（A)，所述添加劑（A)選自于由 以下物質(zhì)構(gòu)成的組：抗氧化劑、金屬鈍化劑、UV穩(wěn)定劑、抗靜電劑、防霧劑、酸清除劑（acid scavengers)、發(fā)泡劑、膠粘劑（clingagents)、潤滑劑、成核劑、滑爽劑、防粘連劑、及它們 的混合物。
[0032] 本發(fā)明還進一步地提供包含聚丙烯組合物的薄膜。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，聚丙烯（PP)根據(jù)ISO1133測量的熔體流動速率 MFR2(230°C)在1. 0~18. 0g/10min的范圍內(nèi)，優(yōu)選在1. 0~15. 0g/10min的范圍內(nèi)。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，聚丙烯（PP) :(a)為線性聚丙烯（l-ΡΡ'）；和/或（b) 為具有大于1.OcN的F3。恪體強度和小于200mm/s的V3。恪融延伸性的線性聚丙?。╨-ΡΡ'）， 其中，F(xiàn)3。熔體強度和v3。恪融延伸性根據(jù)ISO16790 :2005進行測量。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，（a)步驟b)的熱分解性自由基形成劑是過氧化物； 和/或（b)步驟c)的雙官能不飽和單體和/或多官能不飽和低分子量聚合物選自于由二 乙烯基化合物、烯丙基化合物以及二烯構(gòu)成的組。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，（a)步驟d)的線性聚丙烯（l-ΡΡ)根據(jù)ISO1133測 量的熔體流動速率MFR2 (230°C)為20. 0~40. 0g/10min，并且優(yōu)選為25. 0~38.Og/lOmin; 和/或（b)步驟d)的線性聚丙烯（1-PP)包含至少一種添加劑（A)，優(yōu)選包含兩種添加劑 (A)，所述添加劑（A)選自于由以下物質(zhì)構(gòu)成的組：抗氧化劑、金屬鈍化劑、UV穩(wěn)定劑、抗靜 電劑、防霧劑、酸清除劑（acidscavengers)、發(fā)泡劑、膠粘劑（clingagents)、潤滑劑、成核 劑、滑爽劑、防粘連劑、及它們的混合物；和/或（C)步驟e)中獲得的支鏈聚丙烯（b-PP)不 含添加劑（A)。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，在擠出機中實施步驟e)和步驟f)，所述擠出機包含 沿操作方向的第一混合區(qū)（MZ1)和第二混合區(qū)（MZ2)，其中進一步地，步驟e)發(fā)生在第一混 合區(qū)（MZ1)，而步驟f)發(fā)生在第二混合區(qū)（MZ2)。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，擠出機沿操作方向包含進料喉（FT)、第一混合區(qū) (MZ1)、第二混合區(qū)（MZ2)以及口模（die)(D)，其中，在第一混合區(qū)（MZ1)和第二混合區(qū) (MZ2)之間設(shè)置有側(cè)進料喉，其中，進一步地，步驟a)的聚丙烯（PP)、步驟b)的熱分解性自 由基形成劑以及步驟c)的雙官能不飽和單體和/或多官能不飽和低分子量聚合物經(jīng)由進 料喉（FT)進料，并且步驟d)的線性聚丙烯（1-PP)經(jīng)由側(cè)進料喉（SFT)進料。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，聚丙烯組合物的支鏈聚丙烯（b-PP)的總量的不超 過10.Owt%在第二混合區(qū)（MZ2)中制備。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，將1. 0~6. 0重量份的線性聚丙烯（1-PP)添加入 94. 0~99. 0重量份的支鏈聚丙烯（b-PP)中，其中優(yōu)選地，將1. 0~3. 0重量份的線性聚丙 烯（1-PP)添加入97. 0~99. 0重量份的支鏈聚丙烯（b-PP)中，其中更優(yōu)選地，將2. 0重量 份的線性聚丙烯（1-PP)添加入98. 0重量份的支鏈聚丙烯（b-PP)中。
[0041] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，所獲得的聚丙烯組合物和/或支鏈聚丙烯（b-PP): (a) 具有19. 0~30. 0g/10min的根據(jù)ISO1133測量的熔體流動速率MFR2(230°C);和/或 (b) 具有4. 0~20.OcN的F3。恪體強度和240~300mm/s的v3。恪融延伸性，其中，F(xiàn)3。恪體 強度和v3。熔融延伸性根據(jù)ISO16790 :2005進行測量；和/或（C)具有小于2500的0CS凝 膠指數(shù)，并優(yōu)選小于2000。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，所獲得的聚丙烯組合物以單步法制備。
[0043] 下面，將更詳細地描述本發(fā)明。
【具體實施方式】
[0044]首先，描述本發(fā)明中所述的單個組分，即支鏈聚丙烯（b-PP)、聚丙烯（PP)、熱分 解性自由基形成劑、雙官能不飽和單體和/或多官能不飽和低分子量聚合物、線性聚丙烯 (1-PP)和可選的添加劑（A)以及聚丙烯組合物。隨后，更詳細地描述方法步驟e)和f)以 及本發(fā)明的薄膜。然而，如果分別地引用單個組分和聚丙烯組合物，則針對單個組分或聚丙 烯組合物所提供的任何信息或任何優(yōu)選的實施方式也適用于本發(fā)明的方法和薄膜。
[0045] 針對根據(jù)本發(fā)明所提供的聚丙烯組合物的主要組分是支鏈聚丙烯（b-PP)。支鏈聚 丙烯不同于線性聚丙烯，這是由于聚丙烯主鏈包含側(cè)鏈，而非支鏈聚丙烯例如線性聚丙烯 則并不包含側(cè)鏈。該側(cè)鏈對聚丙烯的流變能力具有顯著的影響。因此，線性聚丙烯和支鏈 聚丙烯可以通過其在受力狀態(tài)下的流動特性而清晰地被區(qū)分。
[0046] 支鏈可以通過使用特定的催化劑，即特定的單中心催化劑或者通過化學修飾來獲 取。關(guān)于通過使用特定的催化劑而獲得的支鏈聚丙烯的制備，請參考EP1 892 264。關(guān)于 通過化學修飾而獲得的支鏈聚丙烯，參考EP0879830A1。在這種情況下，支鏈聚丙烯還被稱 為高熔體強度聚丙烯。優(yōu)選地，本發(fā)明的支鏈聚丙烯（b-PP)通過如下詳述的化學修飾來獲 取，因而其為高熔體強度聚丙烯（HMS-PP)。
[0047] 因此，本發(fā)明的一個要求是：作為聚丙烯組合物的主要組分的支鏈聚丙烯 (b-PP)，優(yōu)選高熔體強度聚丙烯（HMS-PP)具有大于3. 4cN的F3。熔體強度和大于200mm/s 的v3。熔融延伸性，其中，F(xiàn)3。熔體強度和v3。熔融延伸性根據(jù)ISO16790 :2005測量。
[0048]例如，作為聚丙烯組合物的主要組分的支鏈聚丙烯（b-PP)，優(yōu)選高熔體強度聚丙 烯（HMS-PP)具有4. 0~20.OcN的F3。熔體強度和240~300mm/s的v3。熔融延伸性。優(yōu)選 地，作為聚丙烯組合物的主要組分的支鏈聚丙烯（b-PP)，優(yōu)選高熔體強度聚丙烯（HMS-PP) 具有4. 0~10.OcN的F3。熔體強度和240~300mm/s的v3。熔融延伸性。F3。熔體強度和v3。 熔融延伸性根據(jù)IS016790 :2005測量。
[0049] 通常地，本發(fā)明的聚丙烯組合物還具有大于3. 4cN的F3。熔體強度和大于200mm/s 的v3。恪融延伸性，優(yōu)選具有4. 0~20.OcN的F3。恪體強度和240~300mm/s的v3。恪融延 伸性。例如，本發(fā)明的聚丙烯組合物具有4. 0~10.OcN的F3。熔體強度和240~300mm/s 的v3。恪融延伸性。該F3。恪體強度和v3。恪融延伸性根據(jù)ISO16790 :2005進行測量。
[0050] 為了提供足以用于擠壓涂層的MFR，本發(fā)明的另一要求在于，作為聚丙烯組合物的 主要組分的支鏈聚丙烯（b-PP)，優(yōu)選高熔體強度聚丙烯（HMS-PP)根據(jù)ISO1133測量的熔 體流動速率MFR2(230°C)為18. 0~35. 0g/10min。例如，作為聚丙烯組合物的主要組分的 支鏈聚丙烯（b-PP)，優(yōu)選高熔體強度聚丙烯（HMS-PP)根據(jù)IS01133測量的熔體流動速率 MFR2(230°C)為19. 0~30. 0g/10min。優(yōu)選地，作為聚丙烯組合物的主要組分的支鏈聚丙烯 (b-PP)，優(yōu)選高熔體強度聚丙烯（HMS-PP)根據(jù)IS01133測量的熔體流動速率MFR2(230°C) 為 19.0 ~25. 0g/10min。
[0051] 因此，還優(yōu)選地，本發(fā)明的聚丙烯組合物根據(jù)ISO1133測量的熔體流動速率 MFR2(230°C)為18. 0~35. 0g/10min。例如，本發(fā)明的聚丙烯組合物根據(jù)IS01133測量的 熔體流動速率MFR2(230°C)為19. 0~30. 0g/10min?？蛇x地，本發(fā)明的聚丙烯組合物根據(jù) IS01133 測量的恪體流動速率MFR2(230°C)為 19. 0 ~25. 0g/10min。
[0052] 因此，要求作為本發(fā)明聚丙烯組合物的主要組分的支鏈聚丙烯（b-PP)、優(yōu)選高熔 體強度聚丙烯（HMS-PP)具有：
[0053] a)大于3. 4cN的F3。恪體強度和大于200mm/s的v 3。恪融延伸性，其中，F(xiàn)3。恪體強 度和v3(:熔融延伸性根