用于容器的成核聚丙烯组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种由聚丙烯组合物制成的容器，该聚丙烯组合物具有加工性能、冲 击/刚度平衡、有利的颜色和感官性能的改善的组合。该容器通常是成型容器，尤其是注射 成型容器。
【背景技术】
[0002] 诸如包装应用（例如食品和医疗包装及塑料杯）的用于容器的注射成型件对用来 制造这些制品的聚合物材料给予了具体要求。对于这些大规模生产应用，最重要的是良好 的加工性能。此外，用于包装的制品必须提供足够的刚度/冲击平衡来对最终制品提供足 够的坚度和完整性。最后，材料（尤其是用于食品和医疗包装的材料）还应具有良好的感 官性能。在一些应用中，也需要良好的光学性能。
[0003] 聚丙烯的用于改善加工性能的高熔体流动速率（MFR)可以在聚合过程中通过以 下方式来提供：通过使用诸如氢气的所谓链终止剂（也被称作例如分子量控制剂或MFR控 制剂）或通过用过氧化物处理生成的聚丙烯以降低聚合物的链长度（所谓的减粘裂化）来 控制形成的聚合物的链长度。
[0004] 增加的MFR增加了刚度，而同时牺牲了冲击强度性能。如果使用过氧化物处理生 产高MFR的聚丙烯，则与在聚合过程中提供高MFR的聚丙烯相比，这对冲击性能有较少的劣 化作用。其原因被认为是过氧化物处理（减粘裂化）的高MFR的聚丙烯的分子量分布（MWD) 比"反应器制备"的高MFR的聚丙烯的MWD窄。但是，众所周知的是：减粘裂化的聚丙烯一 般具有不希望的感官性能，例如不想要的味道和气味，并可能使最终产品有不希望的颜色 效果（黄颜色）。
[0005] 因此，对于具有令人满意的冲击/刚度平衡及良好的加工性能，并且同时具有良 好的颜色性能和感官性能的组合物，特别是用于薄壁包装的组合物有需求。
【发明内容】
[0006] 因此，本发明提供一种用于食品包装的成型容器，其包含一种聚丙烯组合物，优选 其由一种聚丙烯组合物组成，所述聚丙烯组合物包含
[0007] -丙烯均聚物或丙烯共聚物（A)，其具有
[0008] ⑴根据ISO 1133在230°C和2. 16kg的载荷下测定的为至少25g/10min的熔体 流动速率；和
[0009] (ii)在组分⑷是共聚物的情况下，共聚单体含量不超过5. Owt. % ;
[0010] 及
[0011] -成核剂⑶。
[0012] 已惊讶地发现：本发明的容器的聚丙烯组合物的上述定义特征的组合提供了非常 有利的冲击/刚度平衡。出乎意料地，所述的组合对成型容器提供了提高的冲击性能，同时 使刚度至少保持在例如对注射成型容器有利的水平。结果是，本发明的容器具有优良的坚 度，并且额外地有较少或没有翘曲问题。
[0013] 此外，本发明的丙烯均聚物或共聚物（A)和成核剂（B)的组合提供了良好的感官 性能，并且额外地，例如薄壁制品即使没有任何额外的成核剂/澄清剂时也有利地是清晰 的和透明的并具有发白的外观。例如，当容器被堆积起来时，形成的堆叠具有理想的发白的 外观。如果需要，则使用额外的成核剂和/或澄清剂可以进一步改善清晰度和刚度。
[0014] 对于有利的加工性能，本发明的聚合物组合物的流动性优良。而且，本发明的容器 的聚丙烯组合物可以使生产容器的总周期时间减少。周期时间在本文中被定义为，将聚丙 烯熔体（优选通过注射）引入模具及固化并从模具移除成型（优选注射成型）制品所需要 的时间。此外，所述的容器的聚丙烯组合物的特征可以使成型工艺过程中的加工温度降低。
[0015] 最后，感官性能也比平常的过氧化物处理的高流动聚丙烯材料的感官性能更好。 此外，可以避免任何降解问题。
[0016] "本发明的聚丙烯组合物"、"本发明的容器的聚丙烯组合物"和"本发明的容器"在 本文中也被简称为"聚丙烯组合物"、"容器的聚丙烯组合物"和"容器"。
[0017] 优选地，该成型容器（本文中称作"容器"）是注射成型（IM)的容器。
[0018] 本发明的容器优选具有3. 0_或更薄的壁厚。更优选地，容器的壁厚为2. 0_或更 薄，还更优选1. 〇mm或更薄。下限优选为0. 2mm。优选地，该容器的壁厚在0. 3mm至1. 0mm 的范围内，更优选在0. 4mm至0. 9mm的范围内，更优选在0. 4mm至0. 75mm的范围内.
[0019] 除非另有说明，否则下文定义的本发明的容器的优选性能是通过如下方式测量 的：根据测量的要求，通过重新熔化容器，并将这样的熔体用于性能测量，或首先从熔体形 成测试样品并将所得到的测试样品用于性能测量。下文使用的"（本发明的）容器的聚丙 烯组合物"的性能的表述表示所定义的性能是在聚丙烯组合物被成型成本发明的容器之前 由该聚丙烯组合物测量的。
[0020] 本发明的容器的冲击性能和刚度性能各自之间的有利平衡在本文中一般分别表 述为卡毕缺口冲击强度（Charpy Notched Impact Strength)、仪器化落锤（IFW)和拉伸模 量；本发明的容器的聚丙烯组合物的优异加工性能一般表现为熔体流动速率、螺旋流和用 于生产容器的总周期时间；并且，有利的光学性能表示为雾度。上述测定方法（包括样品制 备）在下文"测量方法"中定义。
[0021] 容器的聚丙烯组合物（优选容器）优选具有根据ISO 1133在230°C和2. 16千克 的载荷下测定的为至少25g/10min、至少35g/10min，更优选为至少45g/10min并且最优选 为至少50g/10min的熔体流动速率MFR 2。优选地，所述的容器的聚丙烯组合物（优选容器） 的MFR2不高于200g/10min，更优选不高于125g/10min并且最优选不高于80g/10min。
[0022] 丙烯均聚物或共聚物（A)优选是丙烯与一种或多种烯烃共聚单体的共聚物，优选 是丙烯与一种或多种烯烃共聚单体的无规共聚物。
[0023] 术语"无规"表明共聚单体在丙烯共聚物中无规分布。根据IUPAC(高分子科学中 的基本术语；IUPAC推荐1996)来理解术语无规。
[0024] 容器的聚丙烯组合物（优选容器）的总烯烃共聚单体含量基于聚丙烯组合物的总 重量（100wt. % )，优选基于容器的重量，优选不超过5. Owt. %，优选不超过4. Owt. %，更优 选不超过3. Owt. %，仍更优选不超过2. 5wt. %，仍更优选不超过1. 75wt. %，仍更优选不超 过1. 5wt. %，并且最优选不超过1. 3wt. %，并且进一步优选所述总烯烃共聚单体含量基于 聚丙烯组合物的总重量（lOOwt. % )，优选基于容器的重量为至少0. lwt. %。
[0025] 容器的聚丙烯组合物（优选容器）优选具有根据ISO 16152:2005测定的不超 过5. 5wt. %，更优选不超过4. 5wt. %，仍更优选不超过3wt. %，并且甚至更优选1. 0至 2. 5wt. %的二甲苯可溶物含量（XS)。
[0026]当根据 ISO 179-1:2000 在从测试样品 ISO 527-2:1996 1A 型切割的 80X10 X 4mm 的缺口样品上测定时，容器的聚丙烯组合物（优选容器）的卡毕缺口冲击强度优选为 至少1. 9kJ/m2,优选从1. 9到7. OkJ/m2,更优选2. 0至6. OkJ/m2,并且仍更优选2. 0至 5. OkJ/m2。使用根据ISO 179-1/leA的缺口冲击样品。测试温度是23±2°C，并且根据ISO 1873-2:2007进行注射成型。
[0027] 如在后文"测量方法"中所描述的那样，当根据ISO 6603-2:2000在从0. 5mm厚度 的薄壁矩形箱（本文中例如使用了 145X95X50mm的箱）的底部切割的0.5mm厚的样品上 测定时，容器的聚丙烯组合物（优选容器）的仪器化落锤（IFW)测试的穿刺能量优选高于 〇. 1J，更优选高于〇. 14J，仍更优选在0. 14J和0. 5J之间，仍更优选在0. 14J和0. 3J之间， 并且最优选在0. 14J和0. 2J之间。
[0028]当根据 ISO 527-1:1996 和 ISO 527-2:1996 在测试样品 ISO 527-2:19961A 型成 型样品上测定，根据ISO 1873-2:2007进行注塑成型时，容器的聚丙烯组合物（优选容器） 的拉伸模量优选为至少l〇〇〇MPa，更优选至少1300MPa，仍更优选至少1400MPa，还更优选 1500MPa 至 3000MPa，并且最优选 1600MPa 至 2500MPa。
[0029] 在本发明中，根据下文"测量方法"中所详细描述的方法，螺旋流分别在600巴、 1000巴和1400巴下测定，即螺旋流螺旋流巴)和螺旋流巴
[0030] 容器的聚丙烯组合物（优选容器）的螺旋流优选为至少20cm、更优选为至 少30cm，并且最优选为至少33cm。
[0031] 优选地，容器的聚丙烯组合物（优选容器）的螺旋流低于50cm。
[0032] 容器的聚丙烯组合物（优选容器）的螺旋流(1_ E)优选为至少40cm、更优选为至 少45cm，并且最优选为至少50cm。
[0033] 优选地，容器的聚丙烯组合物（优选容器）的螺旋流(1_ E)低于70cm。
[0034] 容器的聚丙烯组合物（优选容器）的螺旋流(14QQE)优选为至少50cm、更优选为至 少60cm，并且最优选为至少65cm。
[0035] 优选地，容器的聚丙烯组合物（优选容器）的螺旋流a4(KlE)低于90cm。
[0036] 容器的聚丙烯组合物（优选容器）的雾度优选低于40%，更优选低于30%，并且 仍然更优选低于20%。雾度的下限不是关键的，并且通常大于2%。根据ASTMD 1003-07 对测试样品ISO 294-3:2003 60X60X0. 5mm小板ISO D1型测定雾度。
[0037] 关于本发明的容器的聚丙烯组合物的制备方法，在第一制备实施方案中，成核剂 (B)和丙烯均聚物或丙烯共聚物（A)通过机械共混被结合在一起，任选地与一种或多种其 它添加剂结合。
[0038] 任选地，并且优选地，成核剂（B)以母料（MB)的形式被共混到丙烯均聚物或丙烯 共聚物（A)，该母料（MB)包括所述成核剂（B)、载体聚合物（B1)和任选的其它添加剂。机 械共混（也被称为"复合"）是一种众所周知且已使用的用于结合聚合物组合物的组分的技 术。机械共混可以以本领域所熟知的方式例如在搅拌机或挤出机中进行，优选在挤出机中 进行。传统的复合设备或共混设备的实例是例如班伯里密炼机（Banbury mixer)、双滚橡胶 磨（2-roll rubber mill)，布斯混炼机（Buss-co-kneader)或挤出机，优选双螺杆挤出机。
[0039] 因此，本发明的一个优选实施方案中，本发明的容器包括聚丙烯组合物，优选由聚 丙烯组合物组成，所述聚丙烯组合物包括
[0040]-丙烯均聚物或丙烯共聚物（A)，优选丙烯共聚物，具有
[0041] ⑴根据ISO 1133在230°C和2. 16kg的载荷下测定的为至少25g/10min的熔体 流动速率；和
[0042] (ii)在组分⑷是共聚物的情况下，不超过5. Owt. %的共聚单体含量，及
[0043]-母料（MB)，其包含成核剂⑶和载体聚合物（B1)。
[0044] 在一个替代的、第二制备实施方案中，成核剂（B)在丙烯均聚物或丙烯共聚物（A) 的聚合过程中被引入到丙烯均聚物或丙烯共聚物（A)中。
[0045] 下文进一步定义了所述第一和第二制备实施方案的优选实施方案。
[0046] 丙烯均聚物或丙烯共聚物（A)的量基于丙烯均聚物或丙烯共聚物（A)、成核剂 (B)和任选的载体聚合物（B1)的组合重量，优选基于聚丙烯组合物的总重量（100wt. % )， 更优选基于本发明的容器的重量，优选是90.0 wt. %至99. 75wt. %，更优选95. Owt. %至 99. 25wt. %，并且甚至更优选 96. 5wt. % 至 98. 5wt. %。
[0047] 优选地，成核剂（B)的量基于丙烯均聚物或丙烯共聚物（A)、成核剂（B)和任选 的载体聚合物（B1)的组合重量，优选基于聚丙烯组合物的总重量（100wt. % )，更优选基 于本发明的容器的重量，不超过3000ppm，优选0? 02ppm至2000ppm，更优选0? 025ppm至 2000ppm〇
[0048] 任选的母料（即载体聚合物（B1)和成核剂⑶和可选的其它添加剂）的量基 于丙烯均聚物