具有高刚性和韧性的高流动聚烯烃组合物的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有改进的性能(诸如刚性和韧性的良好平衡）的聚烯烃组合物。根据 本发明的聚烯烃组合物包括两种定义的多相丙烯共聚物的混合物。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯是许多应用中选择的材料，因为其可以适应需要的特定目的。例如，多相聚 丙烯被广泛地应用在汽车工业中（例如，在保险杠应用中），因为其可将良好的刚性和合理 的冲击强度特性相结合。多相聚丙烯包含无定形相分散在其中的聚丙烯基体。无定形相中 包含丙烯共聚物橡胶，如乙烯丙烯橡胶(EPR)或乙烯丙烯二烯单体聚合物(EPDM)。此外，多 相聚丙烯包含一定程度的结晶聚乙烯。在汽车工业中，该多相聚丙烯等级包含约30重量％ 的量的丙烯共聚物橡胶，其通常直接在一个或两个气相反应器中被制备或通过混合步骤外 部地添加到基体中。
[0003] 越来越多地通过注射成型的方式制备汽车部件。注射成型或大的汽车部件，如保 险杠、车身板或仪表板，需要具有足够低的粘度（即足够高的熔体流动速率）、但仍可接受且 平衡机械性能的聚合物。然而，较高的熔体流动速率（即较高流动性）的聚合物通常表现出 较低分子量，因此机械性能较差。分子量的降低不仅降低了粘度、增加了流动性，还改变或 恶化了诸如韧性的机械性能。因此，提供表现出高流动性和优异的机械性能的结合的聚合 物组合物不是不重要的。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种除优异的机械性能之外还具有高流动性的聚烯烃组合 物，使得该组合物可以使用例如注射成型用于汽车部件，特别是大的汽车部件的制备。
[0005] 本发明的发明人发现上面目的可以通过结合两种不同的具有所限定的特征的多 相丙烯共聚物来实现。
[0006] 因此，本发明提供了一种聚烯烃组合物，包括
[0007] (a)第一多相丙烯共聚物(HEC01)，具有
[0008] (i)在15.0至55.0g/10min范围内的、根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230 。〇,和
[0009] (ii)在24至38重量％范围内的、根据ISO 16152(25°C)测定的二甲苯冷可溶物含 量(XCS)，
[0010] 其中进一步地
[0011] (iii)根据DIN ISO 1628/1(在十氢化萘中、135°C下）测定的多相丙烯共聚物 (HEC01)的二甲苯冷可溶物(XCS)级分的特性粘度（IV)在2.0至3.5dl/g范围内、如在2.0至 2.8dl/g范围内，和
[0012] (b)第二多相丙烯共聚物(HEC02)，具有
[0013] (i)在0.5至8.0g/10min范围内的、根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230 。〇,和
[0014] (ii)在33至55重量％范围内的、根据ISO 16152(25°C)测定的二甲苯冷可溶物含 量(XCS)，
[0015] 其中进一步地
[0016] (iii)根据DIN ISO 1628/1(在十氢化萘中、135°C下）测定的多相丙烯共聚物 (HEC02)的二甲苯冷可溶物(XCS)级分的特性粘度（IV)在1.5至2.6dl/g范围内。本发明的其 他优选实施例在所附的从属权利要求中描述。
[0017] 详细说明
[0018] 如上所述，根据本发明的聚烯烃组合物包括两种特别的多相丙烯共聚物。
[0019] 如在本发明中使用的"多相丙烯共聚物"或"多相"的表述表明弹性体丙烯共聚物 (精细地)分散在(半)结晶聚丙烯中。换言之，（半)结晶聚丙烯构成基体，其中，弹性体丙烯 共聚物在基体中形成内含物，即在(半)结晶聚丙烯中。因此，基体包含不是基体的一部分的 (精细地)分散的内含物且该内含物包含弹性体丙烯共聚物。根据本发明的术语"内含物"优 选表示基体和内含物在多相体系中形成不同的相，例如所述内含物通过高分辨率显微镜 (如电子显微镜或原子力显微镜)是可见的。
[0020] 如根据本发明采用的第一多相丙烯共聚物（HEC01)和第二多相丙烯共聚物 (HEC02)在下面更详细地描述。
[0021 ] 第一多相丙烯共聚物(HEC01)
[0022] 如上所阐明的，根据本发明的聚烯烃组合物包括作为重要组分的第一多相丙烯共 聚物（HEC01)。优选的是，在和本文中提到的其他组分混合之前，第一多相丙烯共聚物 (HEC01)仅包括作为聚合物组分的基体聚丙烯（PP1)和在其中分散的弹性体丙烯共聚物 (E1)。换言之，第一多相丙烯共聚物(HEC01)可包含另外添加剂但不包含基于第一多相丙烯 共聚物(HEC01)的总量、更优选为基于在第一多相丙烯共聚物(HEC01)中存在的聚合物的量 超过5重量％、更优选超过3重量％、如超过1重量％的其他聚合物。可以以这样低的量存在 的一种另外聚合物为通过制备第一多相丙烯共聚物(HEC01)获得的反应产物聚乙烯。因此， 应当特别理解的是，本发明的第一多相丙烯共聚物(HEC01)仅包括聚丙烯(PP1)、弹性体丙 烯共聚物(E1)和任选的本段中提到的量的聚乙烯。
[0023] 本发明一个重要的方面为第一多相丙烯共聚物(HEC01)具有相当高的熔体流动速 率，即具有至少15.0g/10min、更优选为在15.0至55.0g/10min的范围内、还更优选为在20.0 至50.0g/10min的范围内、仍更优选为在20.0至45.0g/10min的范围内的熔体流动速率MFR 2 (230〇C)〇
[0024]优选地，理想的是第一多相丙烯共聚物(HE⑶1)为热机械稳定的。因此，应当理解 的是，第一多相丙烯共聚物(HEC01)具有至少135°C，更优选在135至168°C的范围内的熔融 温度(Tm)。
[0025]优选地，在多相丙烯共聚物(HEC01)中的丙烯含量为83.0至94.0重量％，更优选 85.0至93.0重量％，基于第一多相丙烯共聚物(HEC01)的总量，更优选为基于第一多相丙烯 共聚物(HEC01)的聚合物组分的量，还更优选为基于聚丙烯(PP1)和弹性体丙烯共聚物(E1) 一起的量。其余部分构成用于分别为丙烯共聚物(R-PP1)的聚丙烯(PP1)和弹性体丙烯共聚 物(E1)的所限定的共聚单体，优选为乙烯。因此，共聚单体含量，优选为乙烯含量为在6.0至 17.0重量％的范围内，更优选为在7.0至15.0重量％的范围内。
[0026]如上所阐明的，第一多相丙烯共聚物(HEC01)的基体为聚丙烯(ΡΡ1)。
[0027]构成第一多相丙烯共聚物(HEC01)的基体的根据本发明的聚丙烯(ΡΡ1)应具有60 至400g/10min、优选为在100至350g/10min的范围内，更优选为在150至300g/10min的范围 内的熔体流动速率MFR 2 (230°C)。
[0028] 聚丙烯(PP1)可以为丙烯共聚物(R-PP1)或丙烯均聚物(H-PP1)，后者是优选的。
[0029] 因此，理解的是聚丙烯(PP1)具有等于或低于9.0重量％、更优选为等于或低于7.0 重量％、仍更优选为等于或低于4.0重量％的共聚单体含量。
[0030] 在本发明中所用的丙烯均聚物的表达涉及一种聚丙烯，其基本上由，即等于或大 于99.0重量％ (诸如至少99.3重量％ )、仍更优选为至少99.5重量％ (诸如至少99.8重量％ ) 的丙稀单元。如果其他单体单元是少量存在的，该单元选自乙稀和/或如下所述的C4至Cl2d 烯烃。在优选实施例中，在丙烯均聚物中只有丙烯单元是可检测的。
[0031] 如果聚丙烯(PP1)为丙烯共聚物(R-PP1)，其包括与丙烯可共聚的单体，例如，诸如 乙烯和/或C4至C 12a烯烃、特别是乙烯和/或C4至C1Qa烯烃，如1-丁烯和/或1-己烯的共聚单 体。优选地，丙烯共聚物(R-PP1)包括与丙烯可共聚合的单体、特别是由与丙烯可共聚合的 单体组成，该与丙烯可共聚合的单体选自由乙烯、1-丁烯和1-己烯组成的组。更特别地，除 丙烯外，丙烯共聚物(R-PP1)还包括衍生自乙烯和/或1-丁烯的单元。在优选的实施例中，丙 烯共聚物(R-PP1)包含仅衍生自乙烯和丙烯的单元。在丙烯共聚物(R-PP1)中的共聚单体含 量优选地在大于1.0至9.0重量％的范围内，还更优选在大于1.0至7.0重量％的范围内。
[0032] 聚丙烯(PP1)可具有宽范围内、即多达5.0重量％的二甲苯冷可溶物含量(XCS)。因 此，聚丙烯(PP1)可具有在0.3至5.0重量％的范围内，如0.5至4.5重量％的二甲苯冷可溶物 含量(XCS)。
[0033]然而，在优选实施例中，聚丙烯(PP1)，特别是如果聚丙烯(PP1)为丙烯均聚物(H-PP1 )，具有0.5至5.0重量％的范围内、更优选为在1.0至4.0重量％的范围内，还更优选为 1.5至3.5重量％的二甲苯冷可溶物(XCS)含量。
[0034]第一多相丙烯共聚物(HEC01)的一种其他基本组分是其弹性体丙烯共聚物(E1)。 [0035]弹性体丙烯共聚物(E1)优选地包括与丙烯可共聚的单体，例如，诸如乙烯和/或C4 至C12a烯烃、特别是乙烯和/或C4至C1Qa烯烃，如1-丁烯和/或1-己烯的共聚单体。优选地，弹 性体丙烯共聚物(E1)包括与丙烯可共聚合的单体、特别是由与丙烯可共聚合的单体组成， 该与丙烯可共聚合的单体选自由乙烯、1-丁烯和1-己烯组成的组。更特别地，除丙烯外，弹 性体丙烯共聚物(E1)还包括衍生自乙烯和/或1-丁烯的单元。因此，在特别优选的实施例 中，弹性体丙烯共聚物相(E1)包括仅衍生自乙烯和丙烯的单元。
[0036]如果聚丙烯(PP1)为丙烯共聚物(R-PP1)，优选的是丙烯共聚物(R-PP1)和弹性体 丙烯共聚物(E1)的共聚单体是相同的。
[0037]弹性体丙烯共聚物相(E1)的性质主要影响第一多相丙烯共聚物(HEC01)的二甲苯 冷可溶物(XCS)含量。因此，根据本发明，第一多相丙烯共聚物(HEC01)的二甲苯冷可溶物 (XCS)级分被认为是第一多相丙烯共聚物(HEC01)的弹性体丙烯共聚物(E1)。
[0038]因此，第一多相丙烯共聚物(HEC01)的弹性体丙烯共聚物(E1)、即二甲苯冷可溶物 (XCS)级分的量优选在24至38重量％的范围内，更优选为在25至37重量％的范围内，还更优 选为在26至36重量％的范围内。这些值是基于第一多相丙烯共聚物(HEC01)，而不是总的聚 烯烃组合物。
[0039] 本发明的一个重要要求为弹性体丙烯共聚物(E1)具有平衡的重均分子量。如果基 体和弹性体相具有相似的分子量则形成小颗粒。因为这改进了多相体系的整体性能，小颗 粒通常是优选的。然而，在本发明中，基体具有按照趋势的高熔体流动速率和由此具有相当 低的重均分子量。因此，弹性体丙烯共聚物(E1)也应具有低重均分子量，以获得小颗粒。另 一方面，在本例中这意味着弹性体丙烯共聚物(E1)的低重均分子量的严重降低，其具有对 机械性能的负面影响。因此，特性粘度必须谨慎选择。
[0040] 低特性粘度(IV)值反映低重均分子量。因此，可以理解的是，第一多相丙烯共聚物 (HEC01)的弹性体丙烯共聚物相(E1)、即二甲苯冷可溶物级分(XCS)具有在2.0至3.5dl/g范 围内（如在2.0至2.8dl/g范围内）、更优选为在等于或大于2. ldl/g至3.2dl/g的范围内、仍 更优选为在等于或大于2.3dl/g至3.0dl/g的范围内的根据DIN ISO 1628/1(在十氢化萘 中、135°C下)测定的特性粘度（IV)。
[0041] 在弹性体丙烯共聚物相(E1)内的共聚单体含量、优选为乙烯含量应还优选地也在 特定范围内。因此，在优选的实施例中，第一多相丙烯共聚物(HEC01)的弹性体丙烯共聚物 (E1 )、即二甲苯冷可溶物级分(XCS)的共聚单体含量、更优选为乙烯含量在26至40重量％的 范围内，仍更优选为在28至38重量％的范围内，还更优选在31至38重量％的范围内。因此， 应当理解的是，第一多相丙烯共聚物(HEC01)的弹性体丙烯共聚物(E1)、即二甲苯冷可溶物 级分(XCS)的丙烯含量优选为在60至74重量％的范围内，仍更优选在62至72重量％的范围 内，还更优选在62至69重量％的范围内。
[0042]如下将要说明的，第一多相聚丙烯(HEC01)以及其各个组分(基体和弹性体共聚 物)可通过混合不同的聚合物类型、即不同的分子量和/或共聚单体含量的聚合物来制备。 然而，优选的是，第一多相聚丙烯(HEC01)以及其各个组分(基体和弹性体共聚物)在连续步 骤方法中制备，采用串联