具有高刚度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性能的聚烯烃组合物，诸如刚度、韧性和流动性的良好平衡。 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，因为其可以适应所需要的特定目的。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度和合 理的冲击强度特性相结合。多相聚丙烯含有无定形相中分散在其中的聚丙烯基体。无定形 相含有丙烯共聚物橡胶，如乙烯丙烯橡胶(EPR)或乙烯丙烯二烯单体聚合物(EPDM)。此外， 多相聚丙烯含有一定程度的结晶聚乙烯。在汽车工业中，该多相聚丙烯等级含有约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化合步 骤外部地添加到基体中。
[0003] 逐渐通过注射成型的方式制备汽车部件。大型汽车部件的注射成型，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）、但仍是可接受的以及 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。分子量方面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机械性能的结合的聚 合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机械性能之外具有高流动性的聚烯烃组合物，使 得该组合物可以用于采用例如注射成型来制造汽车部件，特别是大型汽车部件。
[0005] 本发明的发明人已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)在2.0至3.5dl/g范围内的、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)，和
[0012] (b)包括丙烯均聚物(H-PP2)和弹性体丙烯共聚物(E2)的第二多相丙烯共聚物 (HEC02)，其中
[0013] (i)所述丙烯均聚物(H-PP2)具有在15至400g/10min范围内（如30g/10min以上至 120g/10min)的、根据ISO 1133测量的熔体流动速率MFR2(230°C);
[0014] (^)第二多相丙烯共聚物（冊(：02)的二甲苯冷可溶物〇03)级分具有在3.7至 9.0dl/g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;和
[0015] (iii)第二多相丙烯共聚物(HEC02)的二甲苯冷可溶物(XCS)级分的共聚单体含量 在10.0至40.0重量％范围内，如在12.0至30.0重量％的范围内。
[0016] 优选地，第二多相丙烯共聚物(HE⑶2)具有根据ISO 16152(25°C)测定的、低于40 重量％、优选为在8至35重量％的范围内的二甲苯冷可溶物含量(XCS)。
[0017] 在一个优选的实施方式中，第二多相丙烯共聚物(HEC02)满足不等式(IV)
[0018]
[0019] 其中
[0020] C为第二多相丙烯共聚物(HEC02)的二甲苯冷可溶物(XCS)级分的按重量％计的共 聚单体含量，和
[0021 ] IV为第二多相丙烯共聚物(HE⑶2)的二甲苯冷可溶物(XCS)级分的按d 1 /g计的特 性粘度。
[0022]本发明的其他优选实施方式在所附的从属权利要求中描述。
[0023] 详细说明
[0024] 如上所述，根据本发明的聚烯烃组合物包括两种特定多相丙烯共聚物。
[0025] 如在本发明中使用的表述"多相丙烯共聚物"或"多相"表明（很好地)分散于(半） 结晶聚丙烯中的弹性体丙烯共聚物。换言之，（半)结晶聚丙烯构成基体，其中弹性体丙烯共 聚物形成基体中（即在(半)结晶聚丙烯中）内含物。因此，基体含有不是基体的一部分的（很 好地)分散的内含物，且该内含物含有弹性体丙烯共聚物。根据本发明的术语"内含物"应优 选表示基体和内含物在多相丙烯共聚物体系内形成不同的相，所述内含物例如通过高分辨 率显微镜(如电子显微镜或原子力显微镜)或通过动态力学热分析(DMTA)是可见的。特别在 DMTA中，多相结构的存在可通过至少两种不同的玻璃化转变温度的存在来识别。
[0026]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。
[0027] 第一多相丙烯共聚物(HEC01)
[0028] 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)和分散于其中的弹性体丙烯共聚物 (E1)。换言之，第一多相丙烯共聚物(HEC01)可含有另外添加剂但不含有基于第一多相丙烯 共聚物(HEC01)的总量、更优选基于第一多相丙烯共聚物(HEC01)中存在的聚合物超过5重 量％、更优选超过3重量％、如超过1重量％的其它聚合物。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，如在本发明所定义的第一多相丙烯共聚物(HEC01)仅含有聚丙烯(PP1)、弹性体 丙烯共聚物(E1)和任选的如本段中提到的量的聚乙烯。
[0029] 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50.0 g/lOmin的范围内、仍更优选为在20.0至45. Og/lOmin的范围内的熔体流动速率MFR2 (230〇C)〇
[0030] 优选地，需要的是在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(HE⑶1)具有至少135°C的熔融温度(T m)，更优选在135至168 °C的范围内。
[0031] 优选地，基于第一多相丙烯共聚物(HEC01)的总量，更优选基于第一多相丙烯共聚 物(HEC01)的聚合物组分的量，还更优选基于聚丙烯(PP1)和弹性体丙烯共聚物(E1)-起的 量，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％。其余部分构成用于分别为丙烯共聚物（R-PP1)和弹性体丙烯共聚物(E1)的聚丙烯 (PP1)的如所限定的共聚单体，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。
[0032] 如上所阐明的，第一多相丙烯共聚物(HEC01)的基体为聚丙烯(PP1)。
[0033]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(PP1)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)。
[0034]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。 [0035]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。
[0036] 在本发明中所用的丙烯均聚物的表达，例如丙烯均聚物(H-PP1)和丙烯均聚物(H-PP2)的表达，涉及一种聚丙烯，其基本上由，即大于99.0重量％ (诸如至少99.5重量％ )、仍 更优选为至少99.7重量％(如至少99.8重量％)的丙烯单元组成。在其他单体单元是少量存 在的情况下，该单元选自乙烯和/或如下所述的〇4至(： 12€1-烯烃。在一个优选的实施方式中， 只有在丙烯均聚物中的丙烯单元是可检测的。
[0037] 在聚丙烯(PP1)为丙烯共聚物(R-PP1)的情况下，其包括可与丙烯共聚的单体，例 如，诸如乙烯和/或C4至C12a-烯烃、特别是乙烯和/或C4至C 1Qa-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)包括可与丙烯共聚合的单体、特别是由可与丙烯 共聚合的单体组成，该可与丙烯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)包括可衍生自乙烯和/或1-丁烯的单元。在一个优选的 实施例中，丙烯共聚物(R-PP1)仅包含可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. 〇至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。
[0038] 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，优选为在0.5至4.5重量％的范围内 (如1.0至4.0重量％的范围内）的二甲苯冷可溶物含量(XCS)。
[0039] 然而，在一个优选的实施方式中，聚丙烯(PP1)，特别是在聚丙烯(PP1)为丙烯均聚 物(H-PP1)的情况下，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％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。
[0040] 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)。
[0041] 弹性体丙烯共聚物(E1)优选地包括可与丙烯共聚合的单体，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)包括可与丙烯共聚合的单体、特别是由可与丙烯共聚合的单体 组成，该可与丙烯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)包括可衍生自乙烯和/或1-丁烯的单元。因此，在一个特别优选 的实施方式中，弹性体丙烯共聚物相(E1)仅包括可衍生自乙烯和丙烯的单元。
[0042] 在聚丙烯(PP1)为丙烯共聚物(R-PP1)的情况下，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。
[0043] 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(ECH01)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(ECH01)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)。
[0044] 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 )，而不是基于 总的聚烯烃组合物。
[0045] 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。在基体 和弹性体相具有相似的分子量的情况下形成小颗粒。小颗粒通常是优选的，因为这改进了 多相体系的整体性能。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，在本例中这意味着对弹性体丙烯共聚物(E1)的低重均分子量方面的严重降 低，其具有对机械性能的负面影