丙烯聚合物的制造方法与工艺

文档序号:11294208阅读:346来源:国知局
丙烯聚合物的制造方法与工艺
丙烯聚合物交叉参考的相关申请本申请要求2012年12月3日提交的U.S.S.N.61/732,451的优先权。技术领域本发明涉及可用于挤出应用(例如模塑部件、膜、纤维和织物)的具有流变性、结晶和立构规整性能的优异组合的丙烯聚合物。

背景技术:
聚丙烯常规用于制备用于广泛制品,例如一次性卫生商品,包括尿布、卫生棉、训练罩、成人失禁产品、住院袍、婴儿擦拭物、湿巾、清洁布等的纤维和纺粘非织造物。典型的聚丙烯非织造织物可以模仿织造织物的外观、质地和强度。它们与其它材料结合提供一定范围的具有多样性能的产品,并且还单独使用或用作服装、家居用品、卫生保健、工程、工业和消费品的组件。通常,基于丙烯的材料,例如呈现优异可纺性(例如稳定制造而没有约为0.7-2旦尼尔,尤其是1-1.5旦尼尔的细纤维的断裂)的聚丙烯受困于差的纤维和/或织物性能(例如,低的拉伸强度/韧性)。相反地,显示可接受的纤维/织物性能,例如好的拉伸强度的聚丙烯组合物具有与纺丝生产线中的纤维断裂和注头(drip)相联系的差的可加工性,尤其是当制造细纤维(例如,<20微米或相当于<2旦尼尔)时。因此,感兴趣的是沿聚丙烯非织造织物的纵向(MD)和横向(TD,也称为交叉方向,CD)两者赋予优异的拉伸强度,同时显示优异的可加工性和可纺性,尤其是对于要求改进的机械强度的应用例如一次性卫生制品。同样地,一般而言,在低的织物基重(例如,<15g/m2)、高的生产线速度(例如,>600m/min)和高的生产率下,常规的聚丙烯树脂不提供期望的织物强度性能。因此,开发在低的织物基重和高的生产线速度下显示高的织物强度的基于丙烯的树脂是合乎需要的。这允许织物转化器为纺粘方法减薄(downgauge),使用更少聚丙烯树脂(更低基重织物)而不牺牲织物机械性能。当用来以高生产线速度(例如9000m/min或更高)制备低基重(小于15g/m2)纺粘织物时,当在三束纺粘构造(athreebeamspunbondingconfiguration)中运转时,典型的聚丙烯树脂沿横向(交叉)方向往往显示大致1N/5cm/gsm或更低(其中gsm是g/m2)的比拉伸强度(以N/5cm织物幅宽为单位的拉伸强度除以织物基重)。另外要关注的参考文献包括:US7105603;US6583076;US5723217;US5726103;US2010/233927;US2011/059668;US2011/081817;US2012/0116338,US2010/0233928;US2008/0182940;US2008/0172840;US2009/0022956;WO2010/087921;WO2006/044083;WO2006/118794;WO2007/024447;WO2005/111282;WO2001/94462;JP2007-023398A(JAPANPOLYCHEMCORP,2007年2月1日);和80(8)JournalOfAppliedPolymerScience,1243-1252(2001)。

技术实现要素:
本发明涉及丙烯聚合物组合物,其具有流变性、结晶和立构规整度性能的优异组合,可用于挤出应用例如模塑部件、膜、纤维和织物。具体地,本发明涉及包含至少50mol%的丙烯的丙烯聚合物,所述聚合物具有:a)熔体流动速率(MFR,ASTM1238,230℃,2.16kg)是10dg/min至21.5dg/min;b)在190℃的无量纲应力比/损耗角正切指数R2(由下面的等式(8)定义)是1.5-28;c)流动下结晶开始温度Tc,rheol(通过SAOS流变学,1℃/min确定,如下所述,其中所述聚合物具有存在的0wt%成核剂)是至少131℃;和d)通过13CNMR所测得的平均内消旋运行长度(anaveragemesorunlength)是至少97或更高。此处还公开了定义本发明的组合物的流变性、结晶和立构规整度属性的许多其它组合。本发明的组合物可以是反应器等级丙烯聚合物或者受控流变性(减粘裂化)丙烯聚合物。在减粘裂化丙烯聚合物中,本发明还涉及制造上述丙烯聚合物的方法,其包含将MFR为0.1-8dg/min(优选0.5-6dg/min,优选0.8-3dg/min)的丙烯聚合物与减粘裂化剂(例如过氧化物)在下述条件下接触:所述条件足以获得MFR为10dg/min或更大,优选10-25dg/min,优选14-19dg/min的丙烯聚合物,如此处进一步所述的。本发明还涉及丙烯聚合物组合物,其可用于生产纤维、织物、非织造物、膜、模塑制品和其它制品。所述本发明的组合物在非织造纺粘应用中是有利的,这导致了在低的织物基重(例如小于15gsm)和高织物生产线速度(例如大于600m/min)时高织物强度(在MD和CD方向两者上)以及优异的加工性/可纺性的令人期望的组合。本发明的组合物还在生产这样的模塑部件中是有利的,其表现出高的挠曲模量、高的屈服拉伸强度和高的热畸变温度。附图说明图1显示了在冷却SAOS流变学实验下损耗角正切(tanδ)的演变。图2显示了实施例1,3,10,12,13,14,16和18的复数粘度。具体实施方式本发明人已经令人惊讶地发现,特征为特定的熔体流变性、结晶性和立构规整度分子参数的独特组合的基于丙烯的组合物产生了可纺性和纤维/织物拉伸性能的优异组合。另外,本发明的组合物理想地具有独特的流变性(包括熔体弹性)和剪切变稀特性、差异化的DSC(差示扫描量热法)行为,和通过旋转流变仪所监控的在流动动力学下的结晶。与以前的聚丙烯不同,所述本发明的组合物不需要窄的分子量分布(Mw/Mn)来实现增强的可纺性和纤维性能。所以,本发明的组合物不必用金属茂催化剂制造来获得窄的Mw/Mn,虽然使用金属茂催化剂(和窄的Mw/Mn)也是可行的,只要所述组合物满足此处所述的规定范围的组合物属性就行。本发明的组合物特别可用于形成纺粘的织物,熔喷织物,纺粘的和熔喷的织物结构的组合以及部分取向纱线,完全取向的纱线,和短切纤维。本发明的组合物还在生产具有高的挠曲模量、高的屈服拉伸强度和高的热畸变温度的模塑部件中是有利的。“烯烃”,可选择地表示为“烯属烃”,是碳和氢的具有至少一个双键的线性、支化或环状化合物。对本说明书及其所附权利要求来说,当聚合物或共聚物称为含烯烃,包括但不限于乙烯、丙烯和丁烯时,存在于此类聚合物或共聚物中的烯烃是所述烯烃的聚合形式。例如,当共聚物被说成具有35wt%-55wt%的“丙烯”含量时,应该理解的是,所述共聚物中的单体单元衍生自聚合反应中的丙烯并且所述衍生的单元按35wt%-55wt%存在,基于所述共聚物的重量。“聚合物”具有两个或更多个相同或不同的单体单元。“均聚物”是含相同单体单元的聚合物。“共聚物”是具有两种或更多种彼此不同的单体单元的聚合物。“三元共聚物”是具有三种彼此不同的单体单元的聚合物。用于涉及单体单元的术语“不同”指示所述单体单元彼此不同在于至少一个原子或是异构不同的。因此,本文所使用的共聚物的定义包括三元共聚物和类似物。“丙烯聚合物”也称作“聚丙烯”,其是包含50mol%或更大的衍生自丙烯的单元的聚合物。低聚物典型地是低分子量(例如Mn小于25000g/mol,优选小于2500g/mol)或者低单体单元数目(例如75个单体单元或更小)的聚合物。本文所使用的元素周期表各族的新的编号方案按照ChemicalandEngineeringNews,63(5),27,(1985)中所述那样。作为此处使用的,“金属茂催化剂”表示第4族过渡金属化合物,其具有连接在其上的至少一个环戊二烯基、茚基或者芴基,其能够引发烯烃催化,典型地是与活化剂相结合。术语“催化剂”和“催化剂化合物”定义为是指能够引发催化的化合物。在本文的描述中,催化剂可以描述为催化剂前体、前催化剂化合物或过渡金属化合物,并且这些术语可互换地使用。催化剂化合物可以本身用于引发催化或者可以与活化剂组合使用来引发催化。当催化剂化合物与活化剂相结合来引发催化时,所述催化剂化合物经常被称作预催化剂或者催化剂前体。“催化剂体系”是至少一种催化剂化合物、非必要的活化剂、非必要的共活化剂和非必要的载体材料的组合,其中所述体系可以将单体聚合成为聚合物。在本发明及其权利要求中,当催化剂体系被描述为包含中性稳定形式的组分时,本领域技术人员公知的是所述组分的离子形式是能够与单体反应来生产聚合物的形式。良好的可纺性在本发明中定义为当形成用于具有基重为5-25g/m2(优选7-20g/m2,优选8-15g/m2,优选9-11g/m2)的织物的0.8-5(优选0.8-4,优选0.8-2.5,优选1-1.6)旦尼尔的纤维时,在0.3-0.6ghm(g/min/孔)的生产率,在8小时的运行期间没有发生纤维断裂、注头或者硬片。硬片是小的塑性聚集体,其不利地影响了非织造织物的均匀性。在本发明及其权利要求中,当聚合物被描述为存在0wt%的成核剂时,它意味着没有外部成核剂加入所述聚合物中。所述措辞不表示聚合物不含“内部成核剂”,即,在生产纯聚合物时充当成核剂而存在的材料。当聚合物被描述为在存在0wt%的成核剂时具有某些性能,则它表示所述测试是在不向聚合物中加入外部成核剂时在它上面进行的测试。例如措辞“具有0%成核剂时,Tcp(通过DSC以10℃/min的冷却速率来测量)是至少123℃或更高”表示当在所述聚合物的样品上测量时,所讨论的聚合物的Tcp是至少123℃或更高,这里在DSC测试之前,没有向所述聚合物中加入外部成核剂。这个措辞不意味着表示成核剂不能作为正常生产方法的一部分而加入所述聚合物中。在本发明的一个优选的实施方案中,打算形成纤维和/或非织造物的丙烯聚合物是通过减粘裂化丙烯聚合物,典型地通过减粘裂化MFR为0.1-8dg/min(优选0.6-6dg/min,优选0.8-3dg/min)的丙烯聚合物来生产的。在本发明的一个优选的实施方案中,所述组合物包含减粘裂化(受控流变)丙烯聚合物或者反应器等级丙烯聚合物(即,没有处理来减粘裂化的丙烯聚合物)或者其组合。在减粘裂化丙烯组合物的情况中,在减粘裂化步骤之前所述初始聚合物将被称作“基础聚合物”。所述减粘裂化聚合物或者反应器等级聚合物(其在转化之前没有减粘裂化)可以转换成有用的制品,包括但不限于纤维、织物、网、模塑部件等。聚合物组合物在本发明一个优选的实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物可以包含减粘裂化(受控的流变)、反应器等级(非减粘裂化)的基于丙烯的聚合物,和/或其组合。本发明的丙烯聚合物组合物优选形成纤维、网、模塑部件或者其它形状。具体地,本发明涉及丙烯聚合物,其包含至少50mol%的丙烯(优选至少80mol%的丙烯,优选至少90mol%的丙烯,优选100mol%的丙烯),所述聚合物具有:a)熔体流动速率(MFR,ASTM1238,230℃,2.16kg)是10-21.5dg/min(优选12-22dg/min,优选13-20dg/min,优选14-19dg/min,优选14-18dg/min,优选14-17dg/min);b)在190℃的无量纲应力比/损耗角正切指数R2(通过下面的等式(8)定义)是1.5-28(优选2-15,优选2.5-6.5);c)流动下结晶开始温度Tc,rheol(通过SAOS流变学,1℃/min测定,如下所述,其中所述聚合物具有存在的0wt%成核剂)是至少131℃(优选133℃或更大,优选135℃或更大,优选136℃或更大,优选137℃或更大);和d)通过13CNMR所测定的平均内消旋运行长度是至少97或者更高(优选97-150,优选100-140,优选105-130);和非必要地,e)在角频率0.1rad/s在190℃的损耗角正切tanδ(通过下面的等式(2)定义)是10-70(优选14-70,优选35-65,优选45-55)。在本发明的一个优选的实施方案中,所述丙烯聚合物是丙烯均聚物。可用于此处的优选的本发明的丙烯聚合物组合物包括丙烯聚合物,其另外具有一种或多种下面的性能:1.Mw是30,000-2,000,000g/mol,优选150,000-300,000g/mol,更优选190,000-240,000g/mol,其是通过测试方法部分中所述的GPC来测量的;和/或2.Tm(第二次熔融,1℃/min升降温速度(rampspeed),也称作“Tmp”)是100℃-200℃,优选110℃-185℃,优选115℃-175℃,更优选140℃-170℃,更优选155℃-167℃,其是通过下面的测试方法中所述的DSC方法测量的;和/或3.百分比结晶度(基于结晶热)是20%-80%,优选30%-70%,更优选35%-55%,其是通过下面的测试方法中所述的DSC方法来测量的;和/或4.玻璃化转变温度Tg是-50℃至120℃,优选-20℃至100℃,更优选0℃到90℃,其是通过下面的测试方法中所述的DSC方法来测定的;和/或5.在具有0wt%的成核剂的样品上所测定的结晶温度Tc(1℃/min升降温速度,也称作“Tcp”)是15℃-150℃,优选110℃-150℃,更优选126℃-147℃,优选129℃-139℃,其是通过下面在测试方法中所述的DSC方法来测量的;和/或6.支化指数(g'vis)是0.85或更大,优选0.90或更大,优选0.95或更大,优选0.99或更大。在此处本发明的任何实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物的Mw/Mn可以是1-7,优选1.2-5,更优选1.5-4,其是通过GPC测量的。在此处本发明的任何实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物的Mz/Mw可以是1.5-2.5,更优选1.8-2.2,更优选1.9-2.1,其是通过GPC测量的。在此处本发明的任何实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物的流动下结晶开始温度Tc,rheol(用SAOS流变学,1℃/min,190℃测定,这里待测试的聚合物样品具有0%的成核剂,如下所述)可以是131℃或更大,优选135℃或更大,优选136℃或更大,优选137℃。在此处本发明的任何实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物的190℃的无量纲应力比指数R1(通过下面的等式(7)定义)可以是1.2-4.5,优选1.8-3.6,优选2-3,其是通过下面在测试方法部分中所述的SAOS流变学方法来测定的。在此处本发明的任何实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物的190℃无量纲应力比/损耗角正切指数R2(通过下面的等式(8)定义)可以是1.5-28,优选2-15,优选2.5-6.5,其是通过下面在测试方法部分中所述的SAOS流变学方法来测定的。在此处本发明的任何实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物的190℃的无量纲剪切变稀指数R3(通过下面的等式(9)定义)可以是6-13,优选6.5-12.5,优选7-10,其是通过下面在测试方法部分中所述的SAOS流变学方法来测定的。在此处本发明的任何实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物在190℃的无量纲损耗角正切/弹性指数R4(通过下面的等式(10)定义)可以是1.5-20,优选1.7-10.7,优选2-6,其是通过下面在测试方法部分中所述的SAOS流变学方法来测定的。在此处本发明的任何实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物在角频率0.1rad/s(通过下面的等式(2)定义)在190℃的损耗角正切(tanδ)可以是14-70,优选35-65,优选45-55,其是通过下面在测试方法部分中所述的SAOS流变学方法来测定的。在此处本发明的任何实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物的平均内消旋运行长度(通过下面的等式(16)定义)可以是97或者更高,优选100或更高,优选105或更高,其是通过下面在测试方法部分中所述的13CNMR方法来测定的。可替换的,本发明的任何丙烯聚合物组合物的平均内消旋运行长度(通过下面的等式(16)定义)可以是97-150,优选100-140,优选105-130。在此处本发明的任何实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物的Tmp(第二次加热,通过DSC以1℃/min的加热速率来测量)可以是120℃或更大,140℃或更大,优选155℃或更大,优选160℃或更大,其是通过下面在测试方法部分中所述的DSC方法来测定的。在此处本发明的任何实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物的Tmp(通过DSC以10℃/min的加热速率来测量)可以是120℃或更大,优选140℃或更大,优选155℃或更大,优选160℃或更大,其是通过下面在测试方法部分中所述的DSC方法来测定的。在此处本发明的任何实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物的Tcp(通过DSC以1℃/min的冷却速率来测量,这里待测量的聚合物具有0wt%的成核剂)可以是125℃或更大,优选126℃或更大,优选127℃或更大,优选128℃或更大,优选129℃,优选130℃或更大,优选133℃或更大,其是通过下面在测试方法部分中所述的DSC方法来测定的。在此处本发明的任何实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物的Tcp(通过DSC以10℃/min的冷却速率来测量,这里待测试的聚合物具有0wt%的成核剂)可以是115℃或更大,优选116℃或更大,优选117℃或更大,优选118℃或更大,优选119℃或更大,优选120℃或更大,优选121℃或更大,优选122℃或更大,优选123℃或更大,其是通过下面在测试方法部分中所述的DSC方法来测定的。在此处本发明的任何实施方案中,所述组合物的超冷参数(asupercoolingparameter)SPC(通过下面的等式(12)定义)(通过DSC以1℃/min的加热和冷却速率来测量,这里待测试的聚合物具有0%的成核剂)可以是-11℃或更小,优选-15℃或更小,或者优选小于-17℃,其是通过下面在测试方法部分中所述的DSC方法测定的。在此处本发明的任何实施方案中,所述组合物的超冷参数SPC(通过下面的等式(12)定义)(通过DSC以10℃/min的加热和冷却速率来测量,这里待测试的聚合物具有0%的成核剂)可以是-1℃或更小,优选-3.5℃或更小,其是通过下面在测试方法部分中所述的DSC方法测定的。在此处本发明的任何实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物的流动下结晶开始温度(经由SAOS流变学,1℃/min来测定)Tc,rheol(这里待测试的聚合物具有0wt%的成核剂)可以是131℃或更大,优选135℃或更大,优选136℃或更大,优选137℃或更大,其是通过下面在测试方法部分中所述的SAOS流变学方法测定的,和在190℃的无量纲应力比指数R1(通过下面的等式(7)定义)是1.2-4.5,优选1.8-3.6,优选2-3,其是通过下面在测试方法部分中所述的SAOS流变学方法测定的。在此处本发明的任何实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物的Tmp(通过DSC以1℃/min的加热速率来测量)可以是140℃或更大,优选155℃或更大,优选160℃或更大,其是通过下面在测试和材料部分中所述的DSC方法来测定的,和在190℃的无量纲应力比指数R1(通过下面的等式(7)定义)可以是1.2-4.5,优选1.8-3.6,优选2-3,其是通过下面在测试方法部分中所述的SAOS流变学方法来测定的。在此处本发明的任何实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物的Tc,rheol可以是131℃或更大,优选135℃或更大,优选136℃或更大,优选137℃或更大,其是通过下面在测试方法部分中所述的SAOS流变学方法来测定的,和在190℃的无量纲损耗角正切/弹性指数R4(通过下面的等式(10)定义)可以是1.5-20,优选1.7-10.7,优选2-6,其是通过下面在测试方法部分中所述的SAOS流变学方法来测定的。在此处本发明的任何实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物的Tcp(通过DSC以1℃/min的加热和冷却速率来测量,这里待测试的聚合物具有0wt%的成核剂)可以是125℃或更大(优选126℃或更大,优选127℃或更大,优选128℃或更大,优选130℃或更大,优选133℃或更大),其是通过下面的测试方法部分所述的DSC方法来测定的,和在190℃的无量纲损耗角正切/弹性指数R4(通过下面的等式(10)定义)可以是1.50-20,优选1.7-10.7,优选2-6,其是通过下面在测试方法部分中所述的SAOS流变学方法来测定的。在此处本发明的任何实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物的Tcp(通过DSC以10℃/min的冷却速率来测量,这里待测量的聚合物具有0wt%的成核剂)可以是115℃或更大,优选116℃或更大,优选117℃或更大,优选118℃或更大,优选119℃或更大,优选120℃或更大,优选122℃或更大,优选123℃或更大,其是通过下面在测试方法部分中所述的DSC方法来测定的,和在190℃的无量纲损耗角正切/弹性指数R4(通过下面的等式(10)定义)可以是1.5-20,优选1.7-10.7,优选2-6,其是通过下面在测试方法部分中所述的SAOS流变学方法来测定的。在此处本发明的任何实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物包含基于丙烯的聚合物,其具有:(1)MFR是10dg/min至21.5dg/min;(2)在190℃的无量纲应力比/损耗角正切指数R2(通过下面的等式(8)定义)是1.5-28;(3)在0%的成核剂时,流动下结晶开始温度Tc,rheol(经由SAOS流变学,1℃/min测量)是至少131℃或更高;和(4)通过13CNMR所测定的平均内消旋运行长度是至少97或者更高。在此处本发明的任何实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物包含基于丙烯的聚合物,其具有:1)MFR是10dg/min至21.5dg/min;2)在角频率0.1rad/s(通过下面的等式(2)定义)在190℃的损耗角正切(tanδ)是14-70;3)在0%成核剂时,流动下结晶开始温度Tc,rheol(经由SAOS流变学,1℃/min测量)是至少131℃或更高;和4)通过13CNMR所测定的平均内消旋运行长度是至少97或者更高。在此处本发明的任何实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物包含基于丙烯的聚合物,其具有:1)MFR是10dg/min至21.5dg/min;2)在190℃的无量纲损耗角正切/弹性指数R4(通过下面的等式(10)定义)是1.5-20;3)在0%成核剂时,Tcp(通过DSC以1℃/min的冷却速率测量)是至少125℃或更高;和4)通过13CNMR所测定的平均内消旋运行长度是至少97或者更高。在此处本发明的任何实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物包含基于丙烯的聚合物,其具有:1)MFR是10dg/min-21.5dg/min;和a)在190℃的无量纲应力比指数R1(通过下面的等式(7)定义)是1.2-4.5;或者b)在190℃的无量纲应力比/损耗角正切指数R2(通过下面的等式(8)定义)是1.5-28;或者c)在190℃的无量纲剪切变稀指数R3(通过下面的等式(9)定义)是6-13;或者d)在190℃的无量纲损耗角正切/弹性指数R4(通过下面的等式(10)定义)是1.5-20;或者e)在190℃在角频率0.1rad/s的损耗角正切(tanδ)(通过下面的等式(2)定义)是14-70;或者f)在190℃在剪切速率500s-1的应力比(SR)(通过下面的等式(6)定义)是3.1-6.1;和2)a)在具有0%成核剂时,流动下结晶开始温度Tc,rheol(经由SAOS流变学,1℃/min测定)是至少131℃或更高;或者b)在具有0%成核剂时,Tcp(通过DSC以1℃/min的冷却速率测量)是至少125℃或更高;或者c)在具有0%成核剂时,Tcp(通过DSC以10℃/min的冷却速率测量)是至少117℃或更高;或者d)在具有0%成核剂时,超冷参数SCP(通过DSC以10℃/min的加热和冷却速率测量)小于-1℃;或者e)在具有0%成核剂时,超冷参数SCP(通过DSC以1℃/min的加热和冷却速率测量)小于-11℃;和4)a)通过13CNMR所测定的平均内消旋运行长度是至少97或者更高;或者b)每10,000个单体上的总缺陷数(立体(stereo)的和区域(regio)的)小于103。在本发明的另一优选的实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物具有:1)MFR是14dg/min-19dg/min;和2)a)在190℃的无量纲应力比指数R1(通过下面的等式(7)定义)是2.0-3.0;或者b)在190℃的无量纲应力比/损耗角正切指数R2(通过下面的等式(8)定义)是2.5-6.5;或者c)在190℃的无量纲剪切变稀指数R3(通过下面的等式(9)定义)是7.0-10.0;或者d)在190℃的无量纲损耗角正切/弹性指数R4(通过下面的等式(10)定义)是2.0-6.0;或者e)在190℃在角频率0.1rad/s的损耗角正切(tanδ)(通过下面的等式(2)定义)是35-65;或者f)在190℃在剪切速率500s-1的应力比(SR)(通过下面的等式(6)定义)是3.3-4.0;和3)a)具有0%成核剂时,流动下结晶开始温度Tc,rheol(经由SAOS流变学,1℃/min测量)是至少134℃或更高;或者b)具有0%成核剂时,Tcp(通过DSC以1℃/min的冷却速率测量)是至少133℃或更高;或者c)具有0%成核剂时,Tcp(通过DSC以10℃/min的冷却速率测量)是至少123℃或更高;或者d)具有0%成核剂时,超冷参数SCP(通过DSC以10℃/min的加热和冷却速率测量)小于-3.5℃;或者e)具有0%成核剂时,超冷参数SCP(通过DSC以1℃/min的加热和冷却速率测量)小于-17.0℃;和4)a)通过13CNMR所测定的平均内消旋运行长度是至少100或更高;或者b)每10,000个单体上的总缺陷数(立体的和区域的)小于100。可用于此处的本发明的丙烯聚合物组合物包括:聚丙烯均聚物、聚丙烯共聚物、抗冲共聚物聚丙烯及其共混物。所述均聚物可以是全同立构聚丙烯、间同立构聚丙烯或者其共混物,包括与无规立构聚合物的共混物。所述共聚物可以是无规共聚物、统计共聚物、嵌段共聚物或者其共混物。制造所述丙烯聚合物的方法不是关键的,因为它们可以通过淤浆,溶液,气相,超临界聚合方法(如US7807769所述的方法),超溶液均相聚合方法(如US2010/0113718所述的方法)或者其它合适的方法来制造,并且使用适用于聚烯烃聚合的催化剂体系例如齐格勒-纳塔类型催化剂、金属茂类型催化剂、其它适当的催化剂体系或者其组合。这样的催化剂是本领域公知的,并且描述在例如ZieglerCatalysts(GerhardFink,RolfMülhaupt和HansH.Brintzinger,Eds.,Springer-Verlag1995);Resconi等人,SelectivityinPropenePolymerizationwithMetalloceneCatalysts,100Chem.Rev.1253-1345(2000);和I,IIMetallocene-basedPolyolefins(Wiley&Sons2000)中。在一个优选的实施方案中,有用的丙烯聚合物是通过US6342566;6384142;5741563;WO03/040201;和WO97/19991所述的催化剂、活化剂和方法来制造的。在另一优选的实施方案中,US7807769和美国专利申请公开No.2010/0113718中所述的催化剂可用于制造此处所用的丙烯聚合物。在一个优选的实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物可以是单峰反应器等级、双峰反应器等级、反应器内共混物、或者两种或更多种丙烯聚合物的挤出机共混物(例如,MFR为36dg/min和2dg/min的共混物)。在另一实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物可以具有单峰、双峰或者多峰分子量分布(Mw/Mn)的聚合物物质,其是通过GPC测定的。用双峰或者多峰表示GPC-SEC迹线具有大于一个峰或者拐点。拐点是这样的点,这里曲线的二阶导数发生了符号改变(例如从负到正,反之亦然)。本发明的组合物有利地赋予模塑部件以有利的物理性能,包括高劲度度(挠曲模量)、高屈服拉伸强度、高屈服应变和高的热畸变温度,甚至不使用成核剂也是如此。在另一实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物通过ASTMD790A(具有0%成核剂)所测定的1%正割挠曲模量是190kpsi或更高,优选大于200kpsi,优选大于210kpsi。在本发明的另一实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物的通过ASTM638(具有0%成核剂)所测定的屈服应力大于4700psi,优选大于5000psi,优选大于5100psi。在本发明的另一实施方案中,所述组合物通过ASTM638(具有0%成核剂)所测定的屈服应变大于7%,优选大于8%psi,和优选大于9%。在本发明的另一实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物的屈服拉伸强度是4700psi或更高,优选大于5000psi,优选大于5100psi(通过ASTM638测定,具有0wt%成核剂)。在本发明的另一实施方案中,所述组合物通过ASTMD648(具有0%成核剂)所测定的在66psi的热畸变温度是95℃或更大,优选大于98℃,优选大于100℃,优选大于105℃。聚合物微结构是通过下面的测试方法部分中所述的13CNMR光谱来测定的,并且包括全同立构和间同立构二单元组([m]和[r]),三单元组([mm]和[rr])和五单元组([mmmm]和[rrrr])的浓度。名称“m”或“r”描述了成对的邻近的丙烯基团的立体化学,“m”指的是内消旋和“r”是外消旋。可用于本发明的本发明的丙烯聚合物组合物中存在的聚合物具有一些水平的立构规整度。优选可用于本发明的本发明的丙烯聚合物组合物中存在的聚合物具有一些水平的全同立构规整度。因此在本发明的一个实施方案中,全同立构聚丙烯被用于本发明的丙烯聚合物组合物中。类似地,高度全同立构聚丙烯可以用于本发明丙烯聚合物组合物的另一实施方案中。作为此处使用的,“全同立构”定义为根据13CNMR分析,具有至少10%全同立构五单元组。作为此处使用的,“高度全同立构”定义为根据13CNMR分析,具有至少60%全同立构五单元组。在本发明的另一实施方案中,所述组合物的通过13CNMR(描述在测试方法部分中)所测定的平均内消旋运行长度MRL(通过下面的等式(16)定义)高于97,优选高于100,优选高于105,优选97-150,优选100-140,优选105-130。在本发明的另一实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物中所用聚合物是间同立构,优选高度间同立构。作为此处使用的,“间同立构”定义为根据13CNMR分析,具有至少10%间同立构五单元组。作为此处使用的,“高度间同立构”定义为根据13CNMR分析,具有至少60%间同立构五单元组。在本发明的另一实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物可以包含立构规整聚合物与无规立构丙烯聚合物的共混物。无规立构聚丙烯定义为具有小于10%全同立构或者间同立构五单元组。优选的无规立构聚丙烯典型的Mw是10,000-1,000,000g/mol。可用于此处的丙烯聚合物包括通过金属茂催化剂体系所生产的那些,包括具有组成分布宽度指数(CDBI)是60%或更大,优选70%或更大,优选80%或更大,优选90%或更大的那些丙烯聚合物。CDBI是如WO93/03093所述来测量的,并且改变是忽略重均分子量(Mw)低于25,000g/mol的任何级分。在本发明的另一实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物可以与此处所述的任何聚丙烯进一步混合,例如MFR为22dg/min或更大,优选20-30dg/min,优选22-28dg/min,优选25dg/min的均聚丙烯。本发明的丙烯聚合物组合物可以在这样的共混物中以1wt%-99wt%存在,基于共混物重量,优选5wt%-50wt%,优选5wt%-25wt%。优选MFR为22dg/min或更大的均聚丙烯在共混物中的存在量是99wt%-1wt%,基于所述共混物的重量(优选95wt%-50wt%,优选95wt%-75wt%)和本发明的丙烯聚合物组合物在所述共混物中的存在量是1wt%-99wt%,基于所述共混物的重量,优选5wt%-50wt%,优选5wt%-25wt%。可用于减粘裂化的丙烯聚合物在本发明的一个优选的实施方案中,本发明的丙烯聚合物组合物是通过减粘裂化MFR为0.1-8dg/min的基础丙烯聚合物来生产的。可用于此处来生产所述减粘裂化聚合物的基础丙烯聚合物包括聚丙烯均聚物,聚丙烯共聚物及其共混物。所述均聚物可以是全同立构聚丙烯,间同立构聚丙烯或其共混物(包括与无规立构聚丙烯的共混物)。所述共聚物可以是无规共聚物、统计共聚物、嵌段共聚物或其共混物。制造所述基础丙烯聚合物的方法不是关键的,因为它可以通过淤浆、溶液、气相、超临界聚合方法(如US7807769所述的方法),超溶液均相聚合方法(如美国专利申请公开No.2010/0113718所述的方法)或者其它合适的方法来制造,并且使用适用于聚烯烃聚合的催化剂体系例如齐格勒-纳塔类型催化剂,金属茂类型催化剂,其它适当的催化剂体系或者其组合。这样的催化剂是本领域公知的,并且描述在例如ZieglerCatalysts(GerhardFink,RolfMülhaupt和HansH.Brintzinger,Eds.,Springer-Verlag1995);Resconi等人,SelectivityinPropenePolymerizationwithMetalloceneCatalysts,100Chem.Rev.1253-1345(2000);和I,IIMetallocene-basedPolyolefins(Wiley&Sons2000)中。在一个优选的实施方案中,所述基础丙烯聚合物是通过US6342566;6384142;5741563;WO03/040201;和WO97/19991所述的催化剂、活化剂和方法来制造的。在一个优选的实施方案中,基础丙烯聚合物可以是单峰反应器等级、双峰反应器等级、反应器内共混物,或两种或更多种丙烯聚合物的挤出机共混物(例如,具有0.8dg/min和2dg/min的MFR的聚合物的共混物)。基础聚合物可以具有通过GPC测定的聚合物物质的单峰、双峰或多峰态分子量分布(Mw/Mn)。所谓双峰或多峰是指GPC-SEC迹线具有多于一个的峰或拐点。拐点是其中曲线的二阶导数符号发生改变所在的点(例如由负到正,或反之亦然)。典型地,将基础聚合物减粘裂化到优选在10-25dg/min,更优选14-19dg/min范围内的最终MFR。在本发明的另一个实施方案中,基础聚合物可以不要求过氧化物裂化来提高MFR,只要反应器内基础聚合物具有合乎需要的MFR(例如,在10-25dg/min的范围内)和流变特性。本发明组合物还可以是两种或更多种丙烯聚合物的有或者没有过氧化物裂化步骤的挤出机共混物,只要满足关键熔体流变参数、结晶和立构规整度属性的组合。可用于制备本发明减粘裂化聚合物的优选的基础丙烯聚合物典型地具有:1.通过试验方法部分中描述的GPC方法测量的240,000-2,000,000g/mol,优选265,000-800,000g/mol,更优选300,000-600,000g/mol的Mw;和/或2.通过试验方法部分中描述的GPC方法测量的1-25,优选1.6-15,更优选2-8,更优选3-6的Mw/Mn;和/或3.通过下面试验方法中描述的DSC方法测量的100℃-200℃,优选120℃-185℃,优选130℃-175℃,更优选140℃-170℃,甚至更优选155℃-167℃的Tm(第二次熔融,1℃/min升降温速度,也称为“Tmp”);和/或4.通过下面试验方法中描述的DSC方法测量的20%-80%,优选10%-70%,更优选35%-55%的百分率结晶度(基于结晶热);和/或5.通过下面试验方法中描述的DSC方法测定的-50℃至120℃,优选-20℃至100℃,更优选0℃至90℃的玻璃化转变温度(Tg);和/或6.通过下面试验方法中描述的DSC方法测量的50℃-170℃,优选100℃-150℃,更优选110℃-145℃,优选115℃-135℃的具有0%成核剂情况下的结晶温度(Tc,1℃/min升降温速度,也称为“Tcp”);和/或7.通过试验方法部分中描述的GPC方法测量的0.85或更多,优选0.90或更多,优选0.95或更多,优选0.99或更多的支化指数(g'vis);和/或8.0.1-8dg/min,优选0.5-5dg/min,更优选0.8-3dg/min的MFR(ASTM1238,230℃,2.16kg);和/或9.至少10%立构规整度(例如,至少间同立构或至少10%全同立构)。可用于本发明的基础丙烯均聚物或丙烯共聚物优选具有一定水平的全同立构规整度。因此,在本发明的一个实施方案中,使用全同立构聚丙烯作为这里的基础丙烯聚合物。类似地,高度全同立构聚丙烯可以在另一个实施方案中用作基础聚合物。在本发明的另一个实施方案中,基础丙烯聚合物可以具有通过13CNMR(试验方法部分中描述)测定的高于50,更优选高于80,更优选高于100,更优选高于105的平均内消旋运行长度MRL(由下面等式(16)定义)。在本发明的另一实施方案中,可用于此处的所述基础丙烯聚合物是间同立构的,优选高度间同立构的。作为此处使用的,“间同立构”定义为根据13CNMR分析,具有至少10%的间同立构五单元组。作为此处使用的,“高度间同立构”定义为根据13CNMR分析,具有至少60%的间同立构五单元组。在本发明的另一实施方案中,可用于此处的所述基础丙烯聚合物可以包含立构规整聚合物(例如全同立构聚丙烯或者高度全同立构聚丙烯)与无规立构丙烯聚合物的共混物。无规立构聚丙烯定义为小于10%的全同立构或者间同立构五单元组。有用的无规立构聚丙烯典型的Mw是10,000-1,000,000g/mol。减粘裂化/断链术语“减粘裂化”和“断链”可互换地使用,并定义为是使用一种或多种自由基引发剂提高聚合物熔体流动速率(MFR)的方法。这描述在US6,747,114中。“自由基引发剂”定义为具有一个或多个未配对电子的分子片段。当基础聚合物,或聚合物的共混物用自由基引发剂例如过氧化物处理时,优选在该聚合物处于熔化状态下,更优选处于完全熔化状态下,该聚合物会发生根据本发明所述的断链。优选,该断链加以控制。例如,当使用自由基引发剂时,被处理的聚合物的自由基是通过过氧化物的热分解所产生的。还可以使用其它来源的自由基,例如重氮化合物、氧或其它化合物。在任何情况下,可以考虑,从引发剂(例如过氧化物)产生的自由基夺取聚合物的丙烯残基上的叔氢。所得的自由基歧化成两个较低分子量的链,一个有接近末端的烯烃,另一个是饱和聚合物。这一方法可以继续产生连续较低分子量的聚合物。因此,在合适的条件下,引发断链引起聚合物或聚合物共混物发生受控降解。交联是在断链过程中发生的竞争过程。在交联反应中,自由基相结合以形成更高分子量的支化高分子。最后,这一合成反应可以导致聚合物的硫化。在乙烯和丙烯的共聚物中,交联和降解的这一平衡主要取决于共聚物的组成。因为降解反应与丙烯残基独特地相关联,在共聚物中较低量的丙烯倾向于让交联超过降解。然而,应该认识到,断链和交联反应不是互相排斥的。也就是说,甚至在降解过程中,也可以发生一些量的支化。在一些情形下,支化和断链反应是随机的,并不导致Mw/Mn增加。支化的量取决于许多变量,主要是反应条件,聚合物的组成和降解的程度。具有更高乙烯含量的无规共聚物应该产生更高水平的支化,与具有较低乙烯含量的那些相比。因此,在本发明的某些实施方案中,降解的速率或程度与丙烯和乙烯位点的相对量基本上成正比。例如,如果存在太多的乙烯位点,则过氧化物或其它自由基引发剂的使用可能导致交联而不是断链,并且被处理的材料不降解到较高的MFR。因此,本发明的某些特定实施方案的重要方面涉及在共混物中使用的聚合物的相对量。在基础丙烯聚合物的共混物中,对于两种聚合物彼此独立地发生这些降解过程。自由基引发剂(例如,过氧化物)可以在聚合物处于固体形式时被添加到聚合物上,例如用引发剂如过氧化物(它可以是粉末、液体或其它形式)涂覆聚合物粒料,在这种情况下当引发剂变成活性(这通常在高于聚合物熔点的温度下发生)时,该聚合物被说成是用引发剂“处理的”。然而,优选地,在聚合物已经形成之后,但在聚合物处于熔融状态下的同时,例如,在聚合后加工过程中,例如当聚合物混合物(它可以包括溶剂)被引入到脱挥发分装置或挤出机中时,将自由基引发剂添加到聚合物中(典型地在升高的温度下进行)。术语“熔融”是指当聚合物的任何部分熔融时聚合物的状态,并包括完全熔融和部分熔融。优选地,在聚合物的温度高于其熔点的同时,聚合物由自由基引发剂进行处理。在一个实施方案中,减粘裂化剂是过氧化物和在另一个实施方案中是有机过氧化物,其中至少甲基或更高级烷基或芳基与所述过氧化物的一个或两个氧原子键接。在又一个实施方案中,减粘裂化剂是空间受阻过氧化物,其中与每个氧原子连接的烷基或芳基至少是仲碳,在另一个实施方案中,是叔碳。空间受阻过氧化物(“减粘裂化剂”)的非限制性实例包括2...
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