質(zhì)量改進的高熔體強度聚丙烯的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種提供具有高熔體強度和低OCS凝膠指數(shù)（OCS gel index)的聚丙 烯組合物的方法。此外，本發(fā)明還涉及相應的高熔體強度（HMS)聚丙烯組合物、以及特定的 線性聚丙烯的應用，用以降低聚丙烯組合物的OCS凝膠指數(shù)。
【背景技術】
[0002] 高熔體強度聚丙烯（HMS-PP)組合物通常為本領域所公知。然而，現(xiàn)有的HMS-PP 中的一個挑戰(zhàn)是它們不同的薄膜質(zhì)量。薄膜的質(zhì)量由凝膠指數(shù)來表示，該凝膠指數(shù)通過如 WO 2008/022802中所述的OCS凝膠檢測工具來測定。
[0003] 如本領域所知，通常將添加劑加入到塑料材料中，以便提高它們的性能。典型的添 加劑的例子是：例如，抗氧化劑或顏料等。這些添加劑通常以添加劑混合物的形式加入到 塑料基體材料中，該添加劑混合物是將添加劑摻入到少量的聚合物粉末中。有時，該添加劑 混合物也稱為母料。在HMS工藝結(jié)束時，通常加入少量的用于添加劑混合物的聚合物粉末。 然而，這種添加劑混合物對最終凝膠指數(shù)的貢獻卻常常被忽視。截至目前，人們認為該凝膠 指數(shù)和由此決定的所得材料的薄膜質(zhì)量僅依賴于高熔體強度聚丙烯的制造，而不是母料的 性能。
[0004] 北歐化工（Borealis)于1997年提出的專利申請EP 0 879 830,描述了北歐化工 的高恪體強度（HMS)后反應器工藝（post-reactor process)的基本信息，其中使用過氧化 物和丁二烯以制造長鏈支化聚丙烯（LCB-PP)材料。這項專利涵蓋了廣泛的粉末熔體流動 速率（MFRs)和顆粒大小。然而，它并沒有詳細說明用于該添加劑混合物制備的PP粉末對 由凝膠指數(shù)表示的HMS質(zhì)量，特別是OCS的薄膜質(zhì)量的影響。
[0005] 在本領域中，仍然需要一種方法以制備可靠的和/或質(zhì)量改進的HMS-PP。
[0006] 因此，本發(fā)明的目的是提供一種工藝，其使本領域技術人員能制造聚丙烯組合物， 和由所述聚丙烯組合物制成的具有較低凝膠含量的薄膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明人現(xiàn)驚奇地發(fā)現(xiàn)，最終凝膠指數(shù)實際上是獨立于用于添加劑混合物的粉末 的顆粒尺寸和PSD。相反地，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：簡單地通過增加用于該添加劑混合物的粉末的 MFR，可以顯著地降低最終凝膠指數(shù)。
[0008] 因此，本發(fā)明涉及一種用于提供具有高熔體強度的聚丙烯組合物的工藝，該工藝 包含以下步驟：
[0009] (a)提供支鏈聚丙烯（b-PP)，所述支鏈聚丙烯具有大于5. 5cN的F3tl恪體強度和大 于200mm/s的v3(l恪融延伸性（melt extensibility)，其中，F(xiàn)3tl恪體強度和V 3(|恪融延伸性 根據(jù) ISO 16790 :2005 測定；
[0010] (b)將熔體流動速率MFR2(230°C )為1~18g/10min的聚丙烯（PP'），優(yōu)選線性 聚丙烯（I-PP)添加到該支化聚丙烯（b-PP)中。
[0011] 本發(fā)明進一步地提供了一種聚丙烯組合物，該聚丙烯組合物包含：
[0012] (a) 95~99重量份的支鏈聚丙烯（b-PP);以及
[0013] (b) 1~5重量份的線性聚丙烯（I-PP)，該聚丙烯根據(jù)ISO 1133測定的熔體流動 速率 MFR2(23〇°C )為 1 ~l8g/10min，優(yōu)選為 3 ~l5g/10min ;
[0014] 其中，該聚丙烯組合物具有：
[0015] -根據(jù)ISO 1133測定的熔體流動速率MFR2 (230°C )為8~12g/10min，以及
[0016] -小于1，500的凝膠指數(shù)；
[0017] 以及，其中進一步地，聚丙烯組合物和/或支鏈聚丙烯（b-PP)具有大于5. 5cN、優(yōu) 選5. 8~13. OcN的F3tl熔體強度，并且具有大于200mm/s、優(yōu)選230~290mm/s的V 3(|熔融 延伸性，其中，F(xiàn)3tl恪體強度和V 3(|恪融延伸性根據(jù)ISO 16790 :2005測定。
[0018] 本發(fā)明還進一步地提供了一種聚丙烯組合物，該聚丙烯組合物包含：
[0019] (a) 95~99重量份的支鏈聚丙烯（b-PP);以及
[0020] (b) 1~5重量份的線性聚丙烯（I-PP)，該聚丙烯根據(jù)ISO 1133測定的熔體流動 速率 MFR2(23〇°C )為 1 ~l8g/10min，優(yōu)選為 3 ~l5g/10min ;
[0021] 其中，該聚丙烯組合物具有：
[0022] -根據(jù)ISO 1133測定的熔體流動速率MFR2 (230°C)為4g/10min至小于8g/10min， 優(yōu)選為5g/10min至小于7g/10min，以及
[0023] -小于1，300、優(yōu)選小于1000的凝膠指數(shù)；
[0024] 以及，其中進一步地，該聚丙烯組合物和/或支鏈聚丙烯（b-PP)具有大于5. 5cN、 優(yōu)選大于6. OcN至13. OcN的F3c!恪體強度，并且具有大于200mm/s、優(yōu)選230~290mm/s的 v3Q熔融延伸性，其中，F(xiàn) 3(|熔體強度和V 3(|恪融延伸性根據(jù)ISO 16790 :2005測定。
[0025] 本發(fā)明也以包含如上所述的相應的聚丙烯組合物的薄膜為特征。
[0026] 此外，本發(fā)明涉及添加劑混合物（AM)在聚丙烯組合物中的用途，用以減少所述聚 丙烯組合物或由所述聚丙烯組合物制備的薄膜的凝膠指數(shù)，該添加劑混合物（AM)含有線 性聚丙烯（I-PP)和至少一種添加劑（A)，該聚丙烯組合物包含所述添加劑混合物（AM)和支 鏈聚丙烯（b-PP)，其中，
[0027] (a)所述聚丙烯組合物和/或支鏈聚丙烯（b-PP)具有大于5. 5cN的F3tl熔體強度 和大于200mm/s的、恪融延伸性，其中，F(xiàn) 3(|熔體強度和V 3(|恪融延伸性根據(jù)ISO 16790 : 2005測定；
[0028] (b)線性聚丙烯（I-PP)根據(jù)ISO 1133測定的熔體流動速率MFR2 (230°C )為1~ 18g/10min ;以及
[0029] (c)至少一種添加劑（A)選自于由以下物質(zhì)所組成的組：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（cling agents)、潤滑劑、成核劑、爽滑劑（slip agents)、防粘連劑、以及它們的混合物。
[0030] 下面，將對本發(fā)明進行更詳細的說明。
【具體實施方式】
[0031] 首先，描述了在本發(fā)明以及聚丙烯組合物中使用的各獨立組分，即支鏈聚丙烯 (b-PP)、聚丙烯（PP'）如線性聚丙烯（I-PP)、以及添加劑（A)。隨后，更詳細地描述了該工 藝和本發(fā)明的用途。然而，如果分別地參考各獨立組分和聚丙烯組合物，則為各獨立組分或 聚丙烯組合物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)明的工藝和用途。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明，為聚丙烯組合物提供的主要成分是支鏈聚丙烯（b-PP)。支鏈聚丙烯 不同于線性聚丙烯，即支鏈聚丙烯其聚丙烯主鏈包括側(cè)鏈，然而非支鏈聚丙烯（即線性聚 丙烯）不包括側(cè)鏈。側(cè)鏈對聚丙烯的流變性具有顯著影響。因此，線性聚丙烯和支鏈聚丙 烯可通過其壓力下的流動行為清楚地進行區(qū)分。
[0033] 支化可通過使用特定的催化劑（即特定的單中心催化劑）、或通過化學改性來實 現(xiàn)。關于通過使用特定的催化劑獲得支鏈聚丙烯的制備，參考EP 1 892 264。關于通過化 學改性獲得的支鏈聚丙烯，參考EP 0 879 830 A1。在這種情況下，支鏈聚丙烯也被稱為高 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改性而獲得， 因而該支鏈聚丙烯為高熔體強度聚丙烯（HMS-PP)。
[0034] 因此，作為聚丙烯組合物的主要成分的支鏈聚丙烯（b-PP)，優(yōu)選高熔體強度聚丙 烯（HMS-PP)，具有大于5. 5cN的F3tl熔體強度和大于200mm/s的V 3(|恪融延伸性，優(yōu)選具有大 于5. 5cN至20.0 cN的F3tl恪體強度和大于200mm/s至300mm/s的V 3(|恪融延伸性，以提供一 種具有優(yōu)良剪切稀化性能的聚丙烯組合物。F3tl熔體強度和V 3tl熔融延伸性根據(jù)IS016790 : 2005測定。
[0035] 通常，本發(fā)明的聚丙稀組合物還具有大于5. 5cN的F3tl恪體強度和大于200mm/s的 V3q恪融延伸性，優(yōu)選具有大于5. 5cN至20.0 cN的F 3(|恪體強度和大于200mm/s至300mm/s 的v3(l熔融延伸性。
[0036] 在優(yōu)選的實施方式中，支鏈聚丙烯（b-PP)，優(yōu)選高熔體強度聚丙烯（HMS-PP)具 有：
[0037] (a)大于5. 6cN (比如大于5. 6cN至20.0 cN)、更優(yōu)選大于5. 7cN，還更優(yōu)選5. 7~ 18. OcN、還更優(yōu)選5. 7~15. OcN、還更優(yōu)選5. 8~13. OCN的F3tl熔體強度，
[0038] 以及
[0039] (b)大于 210mm/s 至 300mm/s (比如大于 220mm/s 至 300mm/s)、更優(yōu)選大于 225mm/ s、還更優(yōu)選225~300mm/s、還更優(yōu)選230~290mm/s的v3(!恪融延伸性。
[0040] 在特別優(yōu)選的實施方式中，支鏈聚丙烯（b-PP)，優(yōu)選高熔體強度聚丙烯（HMS-PP) 具有大于5. 6cN的F3tl恪體強度和大于210mm/s至300mm/s的V 3(|恪融延伸性，比如大于 5. 6cN至20.0 cN的F3tl恪體強度和大于220mm/s至300mm/s的V 3(|恪融延伸性，更優(yōu)選大于 5. 7cN的F3tl恪體強度和大于225mm/s的V 3Q熔融延伸性，還更優(yōu)選5. 7~18. OcN的F 3Q熔體 強度和225~300mm/s的V3tl熔融延伸性，還更優(yōu)選5. 7~15. OcN的F 3(|熔體強度和230~ 290mm/s的V3tl熔融延伸性，還更優(yōu)選5. 8~12. OCN的F 3(|熔體強度和230~290mm/s的V 3。 熔融延伸性。
[0041] 對支化指數(shù)額外地或可選地，支鏈聚丙烯（b-PP)，優(yōu)選高熔體強度聚丙烯 (HMS-PP)可通過應變硬化系數(shù)（SHF)進一步限定。因此，優(yōu)選地，支鏈聚丙烯（b-PP)，優(yōu) 選高熔體強度聚丙烯（HMS-PP)在3. Os4的應變速率和2. 5的亨基應變下測定的應變硬化 系數(shù)（SHF)為至少1. 7,更優(yōu)選為至少1. 9,還更優(yōu)選在1. 9~7. 0的范圍內(nèi)，還更優(yōu)選在 1. 9~6. 5的范圍內(nèi)。
[0042] 進一步優(yōu)選地，所述支鏈聚丙烯（b-PP)，優(yōu)選高熔體強度聚丙烯（HMS-PP)根 據(jù)ISO 1133測定的熔體流動速率MFR2 (230 °C )為至少2.0g/10min，更優(yōu)選在2.0~ 40. 0g/10min的范圍內(nèi)，還更優(yōu)選在4. 0~30. 0g/10min的范圍內(nèi)，還更優(yōu)選在5. 0~ 20. 0g/10min的范圍內(nèi)，比如在7. 0~13. 0g/10min的范圍內(nèi)（比如8. 0~12. 0g/10min)。
[0043] 因此，在一個【具體實施方式】中，支鏈聚丙烯（b-PP)，優(yōu)選高熔體強度聚丙烯 (HMS-PP)具有：
[0044] (a)至少2. 0g/10min、優(yōu)選在2. 0~40. 0g/10min的范圍內(nèi)、更優(yōu)選在4. 0~ 30. 0g/10min的范圍內(nèi)、還更優(yōu)選在5. 0~20. 0g/10min的范圍內(nèi)、還更優(yōu)選在7. 0~ 13. 0g/10min的范圍內(nèi)，比如8. 0~12. 0g/10min的熔體流動速率MFR2 (230°C );
[0045] (b)大于5. 6cN (比如大于5. 6cN至20.0 cN)、更優(yōu)選大于5. 7cN，還更優(yōu)選5. 7~ 18. OcN、還更優(yōu)選5. 7~15. OcN、還更優(yōu)選5. 8~13. OCN的F3tl熔體強度；以及
[0046] (c)大于 210mm/s 至 300mm/s (比如大于 220mm/s 至 300mm/s)、更優(yōu)選大于 225mm/ s、還更優(yōu)選225~300mm/s、還更優(yōu)選230~290mm/s的v3(!恪融延伸性。
[0047] 優(yōu)選地，支鏈聚丙烯（b-PP)，優(yōu)選高熔體強度聚丙烯（HMS-PP)的熔點為至少 130°C，更優(yōu)選為至少135°C，最優(yōu)選為至少140°C。結(jié)晶溫度優(yōu)選為至少120°C。
[0048] 此外，支鏈聚丙烯（b-PP)，優(yōu)選高熔體強度聚丙烯（HMS-PP)