用于管材应用的丙烯无规共聚物组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及成核的丙締无规共聚物组合物，其具有改善的关于机械性能的性能平 衡，所述机械性能包括适用于管材应用的冲击性能和加工性能。
【背景技术】
[0002] 聚丙締材料常被用于多种管材和管件应用（例如流体输送，如水或天然气），其间 所述流体被加压和/或加热。尤其是，聚丙締材料用于管道和供暖的应用，例如内部热和冷 水加压管材和管件、地板和墙壁供暖系统和散热器连接物。
[0003] 因此，丙締无规共聚物尤其适用于用作热水和工业管材的加压管材应用，因为无 规共聚物具有，尤其是，优良的冲击性能、劲度、抗蠕变性和慢开裂性及长期耐压性。
[0004] 本文所使用的表述"加压管材"指当使用时，使其经受正压的管材，即：所述管材内 部的压力高于所述管材外部的压力。
[0005] 众所周知的是增加冲击或劲度性能的一个而牺牲另一个。
[0006] 此外，用于热和冷水压力应用的丙締无规共聚物系的管材常被着色，例如绿色、灰 色、蓝色和白色等。不同的颜料对丙締无规共聚物具有不同的成核作用，且作用强度从一个 颜色到另一个颜色的变化将导致尺寸的变化，因为收缩的差异与成核相关。
[0007]自然地，加工性（如管材生产时的挤出产出率和管件注塑成型时更短的循环时 间）W及最终管材和/或管件的表面质量应是工业上可行的。
[0008] 对于a成核的聚丙締管材，Borealis(博里利斯）的W00068315(EP1183307)公 开了丙締的成核均聚物和多相共聚物，并提及管材作为最终应用的众多选项之一。所述方 案集中于模塑应用，且实施例为具有高烙体流动速率的均聚丙締和多相聚丙締，其不适用 于管材应用。
[0009]Borealis(博里利斯）的W099/24479公开了成核的丙締聚合物，但是实施例公开 了丙締的均聚物和丙締的多相共聚物。丙締的多相共聚物被记述为"坚硬的（stiff)"(实 施例9和10,例如弯曲模量为大约1500和ieOOMPa)，据此它们适用于污水管材的应用。
【发明内容】
[0010] 本发明设及一种适用于管材应用的聚丙締组合物，其包括
[0011] 具有至少一个共聚单体的多峰丙締无规共聚物（A)和成核剂度)，所述共聚单体 选自具有2或4至8个碳原子的a-締控，
[0012] 其中根据IS0179/leA:2000,使用缺口注塑成型的样本测定所述聚丙締组合物在 23°C具有至少30kJ/m2的卡比缺口冲击强度。
[0013] 本发明进一步的特征在于本发明的聚丙締组合物的多峰丙締无规共聚物（A)不 包含分散于其中的弹性体相。
[0014] 已令人惊奇地发现，依据本发明所述的聚丙締共聚物不仅显示出优良的机械性能 (关于弯曲模量），也显示出优良的冲击性能，运可由室溫下，也优选在低溫下的卡比缺口 冲击强度看出。更优选地，本发明的多峰聚丙締共聚物由张应力可见，显示出有利地可行的 抗蠕变性。进一步优选地，本发明的多峰聚丙締组合物具有加压管材应用所需的有益的耐 压性。本发明的多峰聚丙締组合物在管材挤出和/或模塑管件的循环时间方面，也优选地 具有有利的加工行为。所得最终的管材或管件具有均一的收缩行为和优良的表面质量。
[0015]用于热和冷水应用的加压管材在聚丙締管材应用领域具有众所周知的意义，且其 意味着对于本领域普通技术人员普遍接受的关于管材适用于运样的性能要求。
[0016]丙締无规共聚物表示一种丙締单体单元和共聚单体单元的共聚物，其中所述共聚 单体单元是无规分布在聚合链中的。因此，所述丙締无规共聚物包括不溶于二甲苯的部 分-二甲苯冷不溶狂CU)部分，其基于所述丙締无规共聚物的总量占至少70wt%，更优选至 少8〇￥1%，更加优选至少85￥*%，最优选至少9〇￥1%的量。
[0017] 因此，所述无规共聚物不包含分散于其中的弹性聚合物相。
[0018] 对本领域普通技术人员已知的是，所述无规共聚物与多相聚丙締不同，所述多相 聚丙締是丙締的共聚物，其包含具有一个或多个乙締和C4-C8a-締控共聚物的丙締同型 (homo)或无规共聚物基质组分（1)和丙締的弹性体共聚物组分（2)，其中所述弹性体（无 定型）共聚物组分（2)分散在所述丙締同型或无规共聚物基质聚合物（1)中。
[0019] 通常，丙締聚合物包含至少两个丙締聚合物部分（组分），其在不同的聚合条件下 被生产，导致对于所述部分的不同的（重量平均）分子量和/或不同的共聚单体含量，优选 地通过在具有不同聚合条件的多个聚合阶段聚合来生产，被称为"多峰的"。前缀"多"设及 组成丙締聚合物的不同聚合物部分的数目。例如多峰聚丙締；仅由两个部分组成的丙締聚 合物被称为"双峰的"，而仅由=个部分组成的丙締聚合物被称为峰的"。
[0020] 因此，术语"不同"意指所述丙締聚合物部分在至少一种性质上彼此不同，优选地 在重均分子量或共聚单体含量上不同或二者均不同，更优选至少在重均分子量中不同。
[0021] 分子量分布曲线的形式，即：聚合物重量部分对其分子量，及对运样的多峰丙締聚 合物的函数图像的外观，与单独部分的曲线相比至少是明显加宽的。
[0022] 本发明所使用的丙締无规共聚物是多峰丙締无规共聚物，更优选是双峰丙締无规 共聚物。优选地，所述多峰丙締无规共聚物（A)由两个丙締共聚物部分组成，具有条件为至 少两个部分中的一个，优选两个部分都是丙締无规共聚物部分。
[0023]因此，所述丙締均聚物表示基本上由丙締单体单元组成的聚合物。由于大规模 聚合的需要，丙締均聚物包括较少量的共聚单体是可能的，其通常低于所述丙締均聚物的 0.Imol%，优选低于0. 05mol%，最优选低于0.Olmol%。
[0024]成核剂表示一种化合物或组合物，其加入的目的为在固体聚合物中增加结晶速 率，并导致固体聚合物的提高的结晶度（并常导致更小的晶体尺寸）。
[00巧]用于本发明的聚丙締组合物中的多峰丙締无规共聚物（A)包含至少一个选自具 有2或4至8个碳原子的a-締控的共聚单体。
[0026] 所述多峰丙締无规共聚物（A)可包含仅一种类型的共聚单体或两种或多种类型 的共聚单体。
[0027] 所述多峰丙締无规共聚物（A)的共聚单体优选地选自Cz及C4至CeQ-締控。尤 其优选的共聚单体是乙締。
[0028] 对于本发明的聚丙締组合物特别合适的是多峰丙締无规共聚物（A)，其是具有乙 締共聚单体的丙締无规共聚物。
[0029] 优选的是所述丙締无规共聚物（A)(其优选为具有乙締共聚单体的丙締无规共聚 物）包含至少具有低分子量的丙締无规共聚物（低分子量（LMW)部分）和具有高分子量的 丙締无规共聚物（高分子量（HMW)部分）。因此，所述LMW部分比HMW部分具有更低的重均 分子量。
[0030] 众所周知的是聚合物的烙体流动速率（MFR)是聚合物重均分子量（Mw)的一个指 征，聚合物的MFR越高，Mw越低；各自地，聚合物的MFR越低，Mw越高。因此，低分子量部分 的MFR高于高分子量部分的MFR。
[0031] 优选地，低分子量部分和高分子量部分均为丙締无规共聚物部分，它们可具有基 本上相同的或不同的共聚单体含量。因此优选的是高分子量部分与低分子量部分相比，具 有相同的至更高的，优选更高的共聚单体含量。
[0032] 所述高分子量部分的共聚单体含量，基于高分子量部分的单体单元总含量，通 常处于的范围是1. 0-17.Omol%，优选1. 5-10.Omol%，更优选3. 5-8. 5mol%，更加优选 5. 0-8.Omol%，最优选 6. 0 到 7. 5mol%。
[0033] 所述低分子量部分的共聚单体含量，基于低分子量部分的单体单元总含量， 通常处于的范围是0. 1-11.Omol%，优选1. 5-8. 5wt%，更优选3. 5-7. 5mol%，最优选 5. 0-6. 5mol%。
[0034] 在本发明的一个优选实施方案中，所述多峰丙締无规共聚物（A)包含至少低分子 量部分（LMW部分）和高分子量部分（HMW部分），其中所述高分子量部分（HMW部分）比低 分子量部分（LMW部分）具有更高的共聚单体（优选乙締共聚单体）含量。在运个优选的 实施方案中，所述HMW部分的共聚单体（优选乙締共聚单体）含量处于上文所限定的优选 范围内。
[0035] 所述多峰丙締无规共聚物（A)的共聚单体含量，基于多峰丙締无规共聚物 (A)中单体单元总含量，通常处于的范围是0.l-14mol%，优选1. 5-10.Omol%，更优选 3. 5-8. 5mol%，更加优选 4. 0-7.Omol%，最优选 4. 5-6. 5mol%。
[0036] 所述低分子量部分和所述高分子量部分可包括相同类型的共聚单体或不同类型 的共聚单体。因此，优选的是两个部分均包括相同类型的共聚单体。
[0037] 所述低分子量部分，基于所述丙締无规共聚物的总量（lOOwt% )优选W 35-55wt%的量，更优选W40-50wt%的量存在，最优选W40-47wt%的量存在于所述丙締 无规共聚物中；所述高分子量部分，基于所述丙締无规共聚物的总量（lOOwt% )，优选W 65-45wt%的量，更优选W60-50wt%的量，最优选W60-53wt%的量存在于丙締无规共聚 物中。
[0038] 所述多峰丙締无规共聚（A)优选具有890到910,优选895到90化g/m3的密度。
[0039] 优选的是所述丙締无规共聚物（A)由如上下文所定义的具有低分子量的丙締无 规共聚物（低分子量（LMW)部分）、具有高分子量的丙締无规共聚物（高分子量（HMW)部 分）、成核剂度）和任选的另外的添加剂组成。
[0040] 所述多峰丙締无规共聚物（A)可进一步包含预聚物部分。在预聚物部分存在的情 况下，所述部分被计算至低分子量部分或高分子量部分的量（wt% )，优选至高分子量部分 的量。所述预聚物部分可W是丙締均聚物或共聚物。
[0041] 特别优选的是，依据本发明所述的聚丙締组合物由如上下文所定义的丙締无规共 聚物（A)、成核剂度）和任选的另外的添加剂组成。
[0042] 因此，所述多峰丙締无规共聚物（A)的量，基于聚丙締组合物的总重量 (IOOwt% )，优选为 90. 0-99. 75wt%、更优选 95. 0-99. 75wt%，更加优选 96. 5-99. 75wt%。
[0043] 用于本发明的所述聚丙締组合物中的成核剂度）优选选自：
[0044]-聚合成核剂；
[004引-单簇酸和多簇酸盐，例如苯甲酸钢；
[004引-山梨糖醇化合物，例如山梨糖醇或木糖醇的二缩醒，如1，3:2, 4双化4-二甲基 苯亚甲基）山梨糖醇（CAS-号：135861-56-2,例如Millad3988,供应商Milliken);
[0047]-壬醇（nonitoU系的成核剂，例如1，2, 3-S脱氧基-4, 6:5, 7-双-0-((4-丙基 苯基）亚甲基壬醇（CAS-号：882073-43-0,例如MilladNX8000,供应商Mill化en);
[004引-憐系的化合物，例如单-、双-或四-苯基憐酸醋，例如2,