[发明专利]支化聚丙烯组合物

说明书

发明领域

本发明涉及支化聚丙烯组合物和利用单点催化剂化合物制备支化聚丙烯的方法。

发明背景

已知聚丙烯和相关的聚合物具有低熔体强度。这在关键的应用领域如热成型、发泡和吹塑中成为显著的缺陷。另一方面，聚乙烯广泛用于要求良好熔体强度的吹塑薄膜应用中。聚丙烯熔体强度的局限性表现为片材挤出中的过量垂挂，在以熔融相热成型的部件中壁的快速稀薄化，在挤出涂敷中的低预拉伸比，在挤出泡沫材料中的不良膜泡形成以及大部件吹塑中的相对薄弱。因此，非常希望生产具有增强的熔体强度以及有商业价值的加工性能的聚丙烯和相关的聚合物。

近十年来，增加诸如聚丙烯的聚合物的熔体强度一直是工业上的目的。然而，成功是有限的。使得低密度聚乙烯在商业上取得成功的理想性能大部分归因于高熔体强度和优异的加工性能。这些性能均归因于存在长链支化，后者被认为在高压聚合条件下发生。

在增加聚丙烯的熔体强度上曾取得一些成功。例如EP 190 889A2公开了对聚丙烯进行高能辐射以产生据信是具有丙烯单元的显著游离端长支链的聚丙烯。EP 384 431公开了在基本不存在氧的情况下使用聚丙烯的过氧化物分解以得到类似的产品。

改进聚丙烯的熔体性能的其他尝试包括US专利5,441,236,其通过桥接两个PP主链以形成H型聚合物而引入长链支化，以及US专利5,514,761，其使用掺入主链中的二烯来获得类似的效果。然而，在这类方法中可能发生交联和凝胶形成。此外，这些技术引入了导致更为复杂和昂贵方法的额外工艺步骤。

因此，仍需要能有效生产的具有改进的熔体强度和良好的加工性能的丙烯聚合物。

发明概述

本发明通过提供具有改进的熔体强度和良好的加工性能的支化聚丙烯组合物而满足了上述要求。本发明的支化聚丙烯组合物具有的多分散性小于或等于4.0且熔点大于90℃。此外，聚丙烯组合物的重均支化指数g低于0.95。另外，提供了一种有效生产支化聚丙烯组合物的新方法，其包括

a)在反应器中使丙烯单体与惰性烃溶剂或稀释剂和包含一种或多种能够在约40℃-约120℃的温度下生产有规立构聚丙烯的单点催化剂化合物的催化剂组合物接触，其中丙烯单体与惰性烃溶剂或稀释剂在反应器中的比率低于9.0，且其中丙烯单体和惰性烃溶剂或稀释剂占反应器总内容物的至少50％；和

b)回收多分散性小于或等于4.0且熔点大于90℃的支化聚丙烯组合物，其中支化聚丙烯组合物的重均支化指数g低于0.95。

附图简述

图1图示说明在实施例26,28和30中生产的聚合物产品的回转半径(R_g)和分子量之间的关系。

发明详述

本发明提供了一种生产支化聚丙烯的新方法，该方法比当前的技术更为简单且更为有效。此外，本发明的支化聚丙烯产品是新的。其具有的多分散性小于或等于4.0且熔点大于90℃。此外，聚丙烯组合物的重均支化指数g低于0.95。优选聚丙烯组合物的重均支化指数g低于0.90。更优选其低于0.85。在优选的实施方案中，支化聚丙烯产品具有的多分散性小于3.0。这些支化特性导致聚合物具有改进的熔体强度和应变稀化特性。

在优选的实施方案中，支化聚丙烯产品的应变硬化率对于0.1-0.5l/s的应变速率大于2.0。更优选该支化聚丙烯产品的应变硬化率对于0.1-0.5l/s的应变速率大于4.0。进一步优选该支化聚丙烯产品的应变硬化率对于0.1-0.5l/s的应变速率大于5.0。最优选该支化聚丙烯产品的应变硬化率对于0.1-0.5l/s的应变速率大于6.0。

“应变硬化率”定义为两个拉伸粘度的比率：分子为使用拉伸粘度计测得的最大粘度(断裂)，而分母为使用Baumgaertel和Winter的方法由小振幅应变试验数据计算的拉伸粘度。应理解的是这两个拉伸粘度使用相同的试验条件(即温度、稳定化等)测量。

对于本发明而言，支化的量使用支化聚丙烯的重均支化指数g来确定。支化指数g定义为g=[Rg]²_br/[Rg]²_lin。本领域众所周知的是随着g值的降低，支化增加。“Rg”代表回转半径且使用Multi-Angle激光散射(MALLS)设备测量。“[Rg]_br”为支化聚合物样品的回转半径，而“[Rg]_lin”为线性聚合物样品的回转半径。