[发明专利]短链支化聚丙烯

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的聚丙烯。

背景技术

聚丙烯已经变得对许多不同商业应用越来越有吸引力。一个原因 可能是基于单点催化剂体系新开发的方法开拓了定制新型聚丙烯的可 能性，该新型聚丙烯用于长久以来仍未实现的高要求的最终应用。在 要求具有高劲度的材料的情况下，非常频繁地采用基于单点催化剂体 系的此种新型聚丙烯。此外，与常规齐格勒-纳塔产物相比二甲苯可溶 物的量可以显著地降低，这开拓了在敏感领域如医药或食品包装领域 应用聚丙烯的可能性。然而，当开发新型材料时必须考虑的另一个因 素是它们是否可以在合理的付出下制备。考虑高的出料速率连同最少 的能量供应(尤其是聚丙烯应可在低温下成形)。然而，通常，较好的 工艺性能被给予劣等的材料性能。因此必须一直寻找可加工性和最终 产物性能之间的平衡。目前仍希望开发可以用于高要求应用的聚丙烯， 该高要求应用要求良好的机械性能如耐高温性和劲度，以及高纯度水 平。另一方面，所述聚丙烯应该可容易加工。

发明内容

因此，本发明目的是提供具有良好工艺性能，如低加工温度和高 工艺稳定性，连同良好机械性能如高劲度和高纯度(即相当少量的可萃 取比例)的聚丙烯。

本发明的发现是通过引入特定程度的短链支化和特定量的非结晶 区域提供具有机械性能和工艺性能间的改进平衡的聚丙烯。

因此，本发明涉及聚丙烯，其具有：

a)至少0.5wt％的二甲苯可溶物(XS)，和

b)通过1.00s^-1的形变速率dε/dt在180℃的温度下测量的至少 0.15的应变硬化指数(SHI@1s^-1)，其中应变硬化指数(SHI)定义为拉伸 应力增长函数的10为底对数(1g(ηE⁺))作为亨基应变(Hencky strain) 的10为底对数(1g(ε))的函数在1-3的亨基应变范围内的斜率。

令人惊奇地发现具有此种特性的聚丙烯与本领域中已知的聚丙烯 相比具有优越的性能。特别地，本发明聚丙烯在低的工艺温度下显示 高的工艺稳定性。此外且令人惊奇地，本发明聚丙烯还具有良好的机 械性能，如用拉伸模量表示的高劲度。

本发明的第一个要求是聚丙烯具有相同程度，即至少0.50wt％的 二甲苯可溶物。二甲苯可溶物是如下测定的可溶于冷二甲苯的聚合物 部分：溶解在沸腾二甲苯中并让不溶解的部分从冷却溶液中结晶(对于 该方法，参见下面的实验部分)。二甲苯可溶物级分包含具有低立构规 整性的聚合物链并且是非结晶区域的量的指标。因此，优选二甲苯可 溶物多于0.60wt％。另一方面，太高水平的二甲苯可溶物对一些应用 如食品包装物不利，因为它们代表潜在的污染风险。因此，优选二甲 苯可溶物不大于1.50wt％，更加优选不大于1.35wt％，仍更优选不大 于1.00wt％。在优选的实施方案中，二甲苯可溶物为0.50-1.50wt％， 仍更优选0.60-1.35wt％，更加优选0.60-1.00wt％。

该新型聚丙烯的特征尤其在于延伸的熔体流动性能。涉及粘性材 料的拉伸的延伸流动(extensional flow)或形变是发生在典型聚合物 加工操作中的会聚和挤压流体中的主要形变类型。延伸熔体流动测量 尤其可用于聚合物表征，因为它们对正被试验的聚合物体系的分子结 构非常敏感。当延伸的真实应变速率(也称为亨基应变速率)恒定时， 简单延伸说成是＂强烈流动＂，因为它可以产生比简单剪切中的流动高 得多的分子取向和拉伸程度。结果，延伸流动对结晶度和宏观结构效 应，例如短链支化非常敏感，并因而与施加剪切流的其它类型的本体 (bulk)流变性测量相比对于聚合物表征是更具描述性的。

因此，一个要求是聚丙烯具有至少0.15，更优选至少0.20的应变 硬化指数(SHI@1s^-1)，仍更优选该应变硬化指数(SHI@1s^-1)为 0.15-0.30，如0.15至小于0.30，仍更优选为0.15-0.29。在另一个实 施方案中，优选应变硬化指数(SHI@1s^-1)为0.20-0.30，如0.20至小于 0.30，更优选0.20-0.29。