[发明专利]生产高熔体强度聚丙烯的方法

说明书

一种通过在双螺杆挤出机中在惰性气氛下在150‑300℃的温度下和在基于聚丙烯重量为0.1‑3.0重量％的对位取代的过氧化苯甲酰存在下挤出聚丙烯来提高所述聚丙烯熔体强度的方法。

本发明涉及一种生产高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)的方法。

使用过氧化物改善聚丙烯熔体强度的方法是本领域已知的。用过氧化物处理产生长支链。长支链越多，熔体强度越高。

例如，WO99/027007公开了一种方法，其包括用过氧化二碳酸酯热处理聚丙烯。该文献中公开了数种过氧化二碳酸酯，包括过氧化二碳酸二(十六烷基)酯、过氧化二碳酸二肉豆蔻基酯和过氧化二碳酸二(4-叔丁基环己基)酯。

除了它们在该方法中的良好性能之外，这些特定的过氧化二碳酸二烷基酯的优点是它们的安全方面和处理容易性。它们都是固体形式，与许多其他过氧化二碳酸酯不同，它们可以在室温下安全地储存和处理。此外，它们可以用于挤出工艺。

高熔体强度聚丙烯(HMS-PP)可用于食品包装和汽车应用。在较高的温度下，过氧化二碳酸二烷基酯的分解产物—即醇如鲸蜡醇、肉豆蔻醇和4-叔丁基环己醇—倾向于从HMS-PP中蒸发并在其他表面上冷凝，从而形成视觉透明度降低的雾状表面。该现象称为雾化。

例如，由于在微波中加热HMS-PP基食品包装，醇分解产物可蒸发并冷凝在包装的盖子或微波窗上，从而负面影响它们的透明度。

用于汽车内部的HMS-PP在温暖的气候条件下可能变热，并且醇分解产物可冷凝在车窗上，明显导致能见度降低的不希望的结果。

过氧化二碳酸二(十六烷基)酯和过氧化二碳酸二肉豆蔻基酯的分解产物也倾向于迁移到改性聚丙烯的表面。这种现象称为“起霜”并导致在表面上形成白色或闪光颗粒，从而导致聚合物表面的不均匀外观。

本发明的目的是提供一种方法，其使用不释放脂肪醇作为分解产物的过氧化物，得到具有高熔体强度和高支化数(Bn)的聚丙烯。本发明的另一目的是提供一种方法，其导致改善的熔体强度和/或长链支化，而不导致聚丙烯明显降解。

该目的通过在双螺杆挤出机中在惰性气氛下使用下式的有机过氧化物挤出聚丙烯实现：

其中各R位于芳环的对位并且独立地选自C_1-5烷基。

在优选实施方案中，各R独立地选自C_1-5烷基。该基团的实例为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基和叔戊基。更优选地，各R为甲基。

最优选地，所述有机过氧化物为过氧化二(4-甲基苯甲酰)。

已经发现，使用这些过氧化物比使用例如过氧化二碳酸二(十六烷基)酯、过氧化二苯甲酰和邻位取代的过氧化二苯甲酰产生更高的熔体强度。

考虑到US6,951,904发现相反的效果—当使用1.0重量％过氧化二苯甲酰时，获得比使用1.0重量％过氧化二(4-甲基苯甲酰)(过氧化对甲苯甲酰)更高的熔体强度—这一事实，这是令人惊讶的。

该文献中的实验在空气存在下进行。现在发现，在惰性气氛下，获得了相反的结果。

除了上述过氧化物之外，还可以存在少量未取代的过氧化二苯甲酰或不对称取代的过氧化二苯甲酰。

因此，本发明涉及一种通过在双螺杆挤出机中在惰性气氛下在150-300℃的温度下且在基于聚丙烯的重量为0.1-3.0重量％的如上所定义的有机过氧化物存在下挤出聚丙烯来提高所述聚丙烯的熔体强度的方法。

聚丙烯可为丙烯均聚物或丙烯和其他烯烃的无规、交替、多相或嵌段共聚物或三元共聚物。通常，丙烯共聚物或三元共聚物含有一种或多种其他烯烃，例如乙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯或辛烯，然而也可包含苯乙烯或苯乙烯衍生物。丙烯以外的烯烃的含量优选占全部单体的30重量％以下。