[发明专利]具有增加的熔体强度的聚烯烃聚合物

说明书

本发明公开了一种具有增加的熔体强度的聚合物组合物。所述聚合物组合物包含与至少一种熔体强度改性剂组合的至少一种聚丙烯聚合物。所述熔体强度改性剂可以包含足以改变所述聚合物的熔体强度特性和性质的量的山梨醇衍生物。所述聚合物组合物可以用在热成型工艺中并产生聚合物泡沫。所述熔体强度改性剂可以增加所述聚合物的熔体强度，而不必在所述聚丙烯聚合物中引起支化。

相关申请

本申请基于提交日期为2017年10月27日的美国临时专利申请序列号62/578，162并要求其优先权，该临时专利申请的全文以引用方式并入本文。

背景技术

聚烯烃聚合物用于多种且不同的应用。聚烯烃聚合物(诸如聚丙烯)是具有良好的耐化学性、良好的耐热性和良好的抗疲劳性的半结晶聚合物。聚丙烯也相对坚韧，并具有出色的热塑性性质，从而允许将聚合物制成多种且不同的形状。

在一些特定的应用中，诸如热成型和发泡工艺，通常需要高熔体强度。例如，为了使组合物热成型为所需的形状或为了形成泡沫孔，需要高熔体强度。例如，在热成型工艺期间，将聚合物加热到特定温度以上，并且然后成型为所需的物体。当形成具有复杂形状的物体时，当形成厚规格的大型部件时，需要高熔体强度以便维持形状稳定性以及在成型工艺期间的拉伸性。例如，聚合物应该能够在上述工艺期间保持足够的结构完整性，并且直到制品固化为止。

相似地，在热发泡工艺期间也需要高熔体强度。没有足够的熔体强度，薄的泡孔壁可能塌陷或以其他方式形成物理性质不如所需的泡沫。

过去，已经使用各种方法和技术以便增加聚丙烯聚合物的熔体强度。例如，一种增加熔体强度的方法是在聚丙烯聚合物上产生长支链。具有长支链的聚丙烯聚合物可以使用反应器内方法和反应器后方法产生。对于反应器内方法，需要特殊的催化剂以便引起大分子单体聚合。反应器内工艺不仅过于昂贵，而且产生低产率。

用于产生长支链聚丙烯聚合物的反应器后方法包括将聚合物暴露于电子束或伽玛辐射。高能辐射引起断链和聚合物自由基，它们最终在低/零氧环境下重组形成长支链。然而，不幸的是，暴露于电子束会产生辐射后降解。此外，辐射仍然需要进一步加工聚合物，因此导致成本增加。

在助剂或多官能单体存在下，聚丙烯的后反应也是在聚丙烯中产生长支链的一种选择。然而，类似于辐射方法，成本和低生产率已经限制了进一步商业化。

增加聚丙烯熔体强度的另一种方式是加宽分子量分布。但是，与具有长支链的聚丙烯相比，通过这种方法实现的熔体强度有限。

鉴于上述情况，需要一种无需在聚合物内产生长支链而增加聚丙烯聚合物的熔体强度的方法。还需要具有增加的熔体强度的聚丙烯聚合物组合物，该组合物可在热成型工艺和发泡工艺期间使用。

发明内容

一般来讲，本公开涉及包含具有增强的熔体强度的基于丙烯的聚合物的聚合物组合物。根据本公开，熔体强度改性剂与聚丙烯聚合物以足以增加聚合物的熔体强度的量组合。例如，将熔体强度改性剂以足以使聚合物在聚合物处于熔融状态时在较高温度下保持凝胶状网络的量与聚合物共混。凝胶状网络增加弹性并显著增加熔体强度。

例如，在一个实施方案中，本公开涉及具有增加的熔体强度的聚合物组合物。该聚合物组合物包含含有至少60摩尔％的丙烯的聚丙烯聚合物。聚丙烯聚合物例如可以包含聚丙烯均聚物、聚丙烯共聚物或它们的混合物。

根据本公开，聚合物组合物还包含存在于聚合物组合物中的熔体强度改性剂，当该聚合物组合物处于熔融状态时，该熔体强度改性剂足以使聚合物组合物形成渗透网络。如本文所用，渗透网络是遍及聚合物基体的物理固体状三维网络。该网络可以经由共价或物理结合的分子结构形成。在一个实施方案中，聚合物网络仅在单一聚合物内形成并且可以包括缠结的聚合物链。

在一个实施方案中，熔体强度改性剂存在于聚合物组合物中，使得聚合物组合物具有大于约180℃、诸如大于约185℃的粘弹性转变温度。