聚丙烯組合物的一步制造
【技術領域】
[0001] 本發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】
[0002] 高熔體強度聚丙烯（HMS-PP)組合物通常為本領域已知的。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)后反應器方法的基礎知識，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等級的現存市售高熔體強度聚丙烯 (HMS-PP)組合物之中最大的挑戰之一為：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，本發明的目的在于提供使本領域技術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量。
【發明內容】
[0006] 本申請發明人現意外地發現了，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行隨 后的減粘裂化步驟的情況下以單步法制備。此外，還發現：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此制備而得的薄膜將提供更好的由低0CS凝膠指數所表示的 薄膜質量。
[0007] 因此，本發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，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；
[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，F3。恪體 強度和v3。熔融延伸性根據ISO16790 :2005測量。
[0017] 本發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ISO1133 測量的熔體流動速率MFR2(230°C)為10. 0~50. 0g/10min，優選為20. 0~40. 0g/10min;
[0020] 其中，該聚丙烯組合物具有：
[0021] -根據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，F3。熔體強度和v3。熔融延伸性根據IS016790: 2005測量。
[0024] 優選地，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，F3。恪體強度和v3。恪融 延伸性根據ISO16790 :2005測量。
[0031] 進一步優先地，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 以下物質構成的組：抗氧化劑、金屬鈍化劑、UV穩定劑、抗靜電劑、防霧劑、酸清除劑（acid scavengers)、發泡劑、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] 本發明還進一步地提供包含聚丙烯組合物的薄膜。
[0033] 根據本發明的一個實施方式，聚丙烯（PP)根據ISO1133測量的熔體流動速率 MFR2(230°C)在1. 0~18. 0g/10min的范圍內，優選在1. 0~15. 0g/10min的范圍內。
[0034] 根據本發明的另一實施方式，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稀（l-ΡΡ'）， 其中，F3。熔體強度和v3。恪融延伸性根據ISO16790 :2005進行測量。
[0035] 根據本發明的另一實施方式，（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成的組。
[0036]根據本發明的一個實施方式，（a)步驟d)的線性聚丙烯（l-ΡΡ)根據ISO1133測 量的熔體流動速率MFR2 (230°C)為20. 0~40. 0g/10min，并且優選為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)，優選包含兩種添加劑 (A)，所述添加劑（A)選自于由以下物質構成的組：抗氧化劑、金屬鈍化劑、UV穩定劑、抗靜 電劑、防霧劑、酸清除劑（acidscavengers)、發泡劑、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]根據本發明的另一實施方式，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（MZ1)和第二混合區（MZ2)，其中進一步地，步驟e)發生在第一混 合區（MZ1)，而步驟f)發生在第二混合區（MZ2)。
[0038]根據本發明的另一實施方式，擠出機沿操作方向包含進料喉（FT)、第一混合區 (MZ1)、第二混合區（MZ2)以及口模（die)(D)，其中，在第一混合區（MZ1)和第二混合區 (MZ2)之間設置有側進料喉，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由進 料喉（FT)進料，并且步驟d)的線性聚丙烯（1-PP)經由側進料喉（SFT)進料。
[0039] 根據本發明的一個實施方式，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（MZ2)中制備。
[0040] 根據本發明的另一實施方式，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] 根據本發明的另一實施方式，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，F3。恪體 強度和v3。熔融延伸性根據ISO16790 :2005進行測量；和/或（C)具有小于2500的0CS凝 膠指數，并優選小于2000。
[0042] 根據本發明的一個實施方式，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明。
【具體實施方式】
[0044]首先，描述本發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選的實施方式也適用于本發明的方法和薄膜。
[0045] 針對根據本發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鏈，而非支鏈聚丙烯例如線性聚丙烯 則并不包含側鏈。該側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下的流動特性而清晰地被區分。
[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。優選地，本發明的支鏈聚丙烯（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，F3。熔體強度和v3。熔融延伸性根據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。優選 地，作為聚丙烯組合物的主要組分的支鏈聚丙烯（b-PP)，優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IS016790 :2005測量。
[0049] 通常地，本發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ISO16790 :2005進行測量。
[0050] 為了提供足以用于擠壓涂層的MFR，本發明的另一要求在于，作為聚丙烯組合物的 主要組分的支鏈聚丙烯（b-PP)，優選高熔體強度聚丙烯（HMS-PP)根據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)，優選高熔體強度聚丙烯（HMS-PP)根據IS01133測量的熔體流動速率 MFR2(230°C)為19. 0~30. 0g/10min。優選地，作為聚丙烯組合物的主要組分的支鏈聚丙烯 (b-PP)，優選高熔體強度聚丙烯（HMS-PP)根據IS01133測量的熔體流動速率MFR2(230°C) 為 19.0 ~25. 0g/10min。
[0051] 因此，還優選地，本發明的聚丙烯組合物根據ISO1133測量的熔體流動速率 MFR2(230°C)為18. 0~35. 0g/10min。例如，本發明的聚丙烯組合物根據IS01133測量的 熔體流動速率MFR2(230°C)為19. 0~30. 0g/10min。可選地，本發明的聚丙烯組合物根據 IS01133 測量的恪體流動速率MFR2(230°C)為 19. 0 ~25. 0g/10min。
[0052] 因此，要求作為本發明聚丙烯組合物的主要組分的支鏈聚丙烯（b-PP)、優選高熔 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，F3。恪體強 度和v3(:熔融延伸性根