制备用于热塑性绝缘体的聚丙烯共混物的方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的参考
[0002] 本申请要求美国临时申请61/617, 347号（2012年3月29日提交）的权益。
技术领域
[0003] 本申请的多个实施方式涉及聚丙烯均聚物和丙烯-α-烯烃互聚物的聚合物共混 物。本发明的其他方面涉及控制冷却聚丙烯和丙烯_α -烯烃互聚物的聚合物熔融共混物 以形成聚合物组合物。
【背景技术】
[0004] 在线材和缆线中的交联绝缘层的公众监督作为驱动更可持续材料的发展的社会 意识持续增强。一个令人喜欢的可持续标准为再循环能力。交联材料不容易再循环是为人 们所熟知的，并且在其寿命的终点时，交联材料通常通过焚烧或填埋来处理。
[0005] 在寻找具有针对线材和缆线用途的适当的电击穿强度的交联绝缘层的可持续替 代品的过程中，已知聚合物绝缘层中的击穿强度受到聚合物形态的影响。例如，已知与对应 适当的结晶条件的分枝的均聚物相比，分枝聚烯烃和线性聚烯烃的共混物的等温结晶提高 聚烯烃共混物中树枝化电阻以及电击穿强度。
[0006] 但是等温结晶具有缺点。等温结晶需要使目标聚合物保持在恒定的结晶温度一段 延长的时间（有时以小时为单位）以确保完全结晶。出于该原因，对于许多商业用途，等温 结晶是不实际的。
[0007] 因此，本领域认识到需要用于线材和缆线用途的交联绝缘材料的替代品。由此，需 要具有充分电介质强度的热塑性绝缘层，以及在商业规模制造其的方法。
【发明内容】
[0008] 一个实施方式为制备热塑性聚合物组合物的方法，所述方法包括：
[0009] (a)加热包括聚丙烯均聚物和丙烯-α -烯烃互聚物的聚合物共混物至大于140 °C 的熔融温度以及至少该聚丙烯均聚物或该丙烯-α_烯烃互聚物的熔融温度中较高的一个 温度，加热时间足以形成聚合物熔融共混物；以及
[0010] (b)从所述熔融温度冷却所述聚合物熔融共混物至环境温度，其中所述冷却包 括：
[0011] (i)从所述熔融温度无控制冷却所述聚合物熔融共混物至范围在140?125°C的 初始冷却温度，
[0012] (ii)以范围在0. 1?30°C /分钟的平均冷却速度，从所述初始冷却温度控制冷却 所述聚合物熔融共混物至范围在110?100°c的中间冷却温度，以及
[0013] (iii)从所述中间冷却温度通过控制冷却或者无控制冷却，冷却所述聚合物熔融 共混物至环境温度，从而形成所述聚合物组合物。
【附图说明】
[0014] 图la，Ib为在具有至少一个如上所述制备的聚合物组合物层的缆线中从不同位 置的扫描电子显微镜（"SEM"）纤维照片，显示从横切面（蚀刻表面）观察的形态；以及
[0015] 图2a-d为实施例4中制备的样品的SEM显微照片，其在保持在200°C 2分钟并且 自然冷却至140°C之后，分别以0. 3、1、3和10°C /分钟的平均速度从140°C冷却至30°C。
【具体实施方式】
[0016] 本公开提供用于制备聚合物组合物的方法。该方法包括加热包括聚丙烯均聚物和 丙烯-α -烯烃互聚物的聚合物共混物以形成聚合物熔融共混物。该方法还包括以范围在 0. 1至30摄氏度/分钟（"°C /min"）的速度控制冷却聚合物熔融共混物。
[0017] 聚合物组合物
[0018] 聚丙烯均聚物可以为任何本领域已知的聚丙烯均聚物。如在本文中使用的，术语 "均聚物"表示包括来自单一单体类型的重复单元的聚合物，但其不排除残留量的用于制备 均聚物的其他成分，例如链转移剂。聚丙烯均聚物可以为齐格勒-纳塔催化的聚合物，茂金 属催化的聚合物或限制几何构型催化剂催化的聚合物，以及可以使用气相、溶液或淤浆聚 合物（slurry polymer)制备方法来制备。
[0019] 聚丙烯均聚物可以主要是全同立构或主要是间同立构的。在本文中针对聚丙烯均 聚物使用时，术语"主要是"是指超过60%。例如，主要是间同立构的聚丙烯均聚物可以具 有超过60 %的外消旋二元组。在一实施方式中，聚丙烯均聚物是主要为全同立构的。在多 个实施方式中，聚丙烯均聚物可以具有利用13C-核磁共振（"NMR"）分析的至少70%、至少 80%、至少90 %或至少95%的全同立构五元组。
[0020] 在多个实施方式中，聚丙烯均聚物是非核化的。
[0021] 在一实施方式中，聚丙烯均聚物可具有依据ASTM D-1238(230°C /2. 16kg)测定的 从0.5至10g/10分钟（"min"），或从1至5g/10min的熔融指数（"12"）。另外，聚丙烯 均聚物可具有通过凝胶渗透色谱测定的范围在2至12或3至8的聚合物多分散指数（即， 重均分子量/数均分子量；"Mw/Mn"或分子重量分布（"MWD"））。
[0022] 示例性可商购聚丙稀均聚物包括可购买自Braskem S. A. ( SSo Paulo, Brazil) 的 BRASKEM? PP H358-2;可购买自 LyondellBasell (Rotterdam, Netherlands)的 MOPLEN? HP1073;或者可购买自 Sabic (Riyadh, Saudi Arabia)的 PP525P。
[0023] 丙烯-α-烯烃互聚物为丙烯单体与一种或多种类型的α-烯烃共聚单体共聚而 成的。丙烯-α -烯烃互聚物可以为齐格勒-纳塔催化的聚合物，茂金属催化的聚合物或限 制几何构型催化剂催化的聚合物，以及可以使用气相、溶液或淤浆聚合物制备方法来制备。
[0024] α -烯烃共聚单体可以为乙烯、C4_2(l (即具有4至20个碳原子的单体）线性、分 枝或环状α-烯烃，或其两种或更多种的混合物。适合的C4_ 2(la-烯烃的非限制性例子包 括1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯 以及1-十八烯。α -烯烃还可以含有例如环己烷或环戊烷的环状结构，得到例如3-环己 基-1-丙烯（烯丙基环己烷）以及乙烯基环己烷的α-烯烃。示例性丙烯-α-烯烃互聚 物包括丙烯/乙烯、丙烯/ 丁烯、丙烯/1-己烯、丙烯/1-辛烯、乙烯/丙烯/1-辛烯、乙烯/ 丙烯/ 丁烯和乙烯/丙烯/二烯单体（"EPDM"）。丙烯-α-烯烃互聚物可以为无规互聚 物。在一实施方式中，丙烯-α-烯烃互聚物的α-烯烃组分为乙烯。
[0025] 丙烯_ α _烯烃互聚物的聚合的α _烯烃组分可以占总丙烯_ α _烯烃互聚物的超 过0至至多15摩尔百分比（"mol%"）或5至15mol%。聚合的丙烯可以占丙烯-α-烯 烃互聚物剩余部分的全部或基本上全部。
[0026] 在一实施方式中，丙烯-α-烯烃互聚物具有根据ASTM D-792测定的0.855? 0. 90g/cm3、或0. 86?0. 88g/cm3的密度。丙烯- α-烯烃互聚物可以具有依据ASTM D-1238(230°C /2. 16kg)测定的 1 至 10g/10min 或 1 至 5g/10min 的熔融指数（"Ι2"）。另 夕卜，丙烯-α -烯烃互聚物可以具有根据凝胶渗透色谱测定的范围在2至6或范围在2至4 的 PDI。
[0027] 示例性可商购丙烯-α -烯烃互聚物包括均可购买自Dow Chemical Company(Midland, Michigan, USA)的 VERSIFY? 2200 和 2400;可购买自 ExxonMobil Chemical(Irving, Texas, USA)的 VISTAMAXX? 3020FL ;或可购买自 Mitsui Chemicals(Tokyo, Japan)的 TAFMER? XM。
[0028] 将聚丙烯均聚物和丙烯-a -烯烃互聚物结合在一起以形成聚合物共混物。在一 个实施方式中，聚丙烯均聚物和丙烯-a_烯烃互聚物可以熔融共混以形成聚合物共混物。 另外，可以对聚丙烯均聚物和丙烯-a -烯烃互聚物的干燥共混物进行混配（例如通过熔融 挤出），并形成为任何期望的形状（膜、颗粒、缆线绝缘层等）。然后聚合物共混物可以被熔 融成形为如下述进一步讨论的制品。在一实施方式中，聚丙烯均聚物和丙烯-