二羧酸类与完全饱和的脂肪酸的钙盐的协同β-成核共混物制造技术

技术编号：41439960 阅读：14 留言：0更新日期：2024-05-28 20:33

一种聚丙烯组合物(PC)，可通过共混以下物质获得：i)丙烯聚合物(PP)；ii)根据式(I)的二羧酸(CHA)：其中R1至R4独立地选自由氢、烷基、烯基、炔基、羟烷基、环烷基、环烯基、芳基、取代芳基和卤化物及其组合组成的组，任选地，任何相邻的R1至R4连接在一起以形成5元环或6元环；iii)完全饱和的脂肪酸的钙盐(CaFA)。

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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及一种可通过共混丙烯聚合物与二羧酸和完全饱和的脂肪酸的钙盐的组合而获得的聚丙烯组合物，以及用于生产该聚丙烯组合物的方法、包括该聚丙烯组合物的制品，以及二羧酸和完全饱和的脂肪酸的钙盐的组合用于改善聚丙烯组合物的冲击强度的用途。

技术介绍

1、当从熔体冷却时，聚丙烯典型地结晶成单斜α-晶型。除了这种α-晶型之外，聚丙烯还可以以六方β-晶型和斜方γ-晶型结晶。亚稳态β-形式的典型特征是改善了冲击强度和裂纹扩展保留能力，这对于许多应用都是有利的，例如在管道和配件中，而且在型材和导管、汽车零件和其他技术制品中。

2、典型地，β-结晶是通过添加特定的β-成核剂来实现的，例如喹吖啶酮颜料(例如在ep 0177 961a2中)、酰胺化合物(例如njstar nu-100，n,n'-二环己基-2,6-萘二甲酰胺)以及最近的异核稀土络合物，例如wbg(最初公开在xiao w.等人,j.appl.polym.sci.,111,1076-1085(2009)中)。

3、还已知某些简单二元酸类(例如庚二酸和辛二酸，如wo 2008/074494 a1中)的钙盐可以很好地用作β-成核剂，尽管这些盐可能对痕量水和其他难以控制的参数非常敏感。

4、虽然许多β-成核剂是本领域已知的，但它们在工业工艺中使用时有些不可靠。此外，喹吖啶酮颜料向聚合物组合物引入颜色，这通常是不期望的，这取决于组合物的最终用途。

5、因此，在聚丙烯开发领域中期望另外的具有高效率、可靠性且避免着色的β-成核剂。

<p>技术实现思路

1、本专利技术基于这样的观察：某些二羧酸类的β-成核行为可以通过与完全饱和的脂肪酸的钙盐的协同相互作用而大大增强。

2、因此，在第一方面，本专利技术涉及一种聚丙烯组合物(pc)，其可通过共混以下物质获得：

3、i)丙烯聚合物(pp)；

4、ii)根据式(i)的二羧酸(cha)：

5、

6、其中r1至r4独立地选自由氢、烷基、烯基、炔基、羟烷基、环烷基、环烯基、芳基、取代芳基和卤化物及其组合组成的组，任选地，任何相邻的r1至r4连接在一起以形成5元环或6元环；

7、iii)完全饱和的脂肪酸的钙盐(cafa)。

8、在另一方面，本专利技术涉及一种用于生产根据本专利技术所述的聚丙烯组合物(pc)的方法，其包括步骤：

9、a)提供丙烯聚合物(pp)；

10、b)提供根据式(i)的二羧酸(cha)；

11、c)提供完全饱和的脂肪酸的钙盐(cafa)；

12、d)在挤出机、优选双螺杆挤出机中在从120至250℃范围内的温度下共混并挤出所述丙烯聚合物(pp)、根据式(i)的所述二羧酸(cha)和所述完全饱和的脂肪酸的钙盐(cafa)，由此产生所述聚丙烯组合物(pc)，优选呈粒料形式。

13、在另一方面，本专利技术还涉及一种制品，其为挤出制品或成型制品，其包含至少90重量％、更优选至少95重量％、最优选至少98重量％的根据本专利技术的聚丙烯组合物(pc)。

14、在最后一个方面，本专利技术涉及根据式(i)的二羧酸(cha)和完全饱和的脂肪酸的钙盐(cafa)用于改善通过共混丙烯聚合物与0.10至1.00重量％的根据式(i)的所述二羧酸(cha)和0.10至1.00重量％的所述完全饱和的脂肪酸的钙盐(cafa)而获得的聚丙烯组合物的简支梁缺口冲击强度的用途，其中所述聚丙烯组合物的所述简支梁缺口冲击强度比不含有根据式(i)的所述二羧酸(cha)或所述完全饱和的脂肪酸的钙盐(cafa)的等效聚丙烯组合物的简支梁缺口冲击强度高了250至2000％、更优选400至1500％、最优选500至1000％，其中所述简支梁缺口冲击强度是根据iso 179/1ea使用按照iso 19069-2注射成型的80×10×4mm3试验棒在+23℃下测定的。

15、定义

16、除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。尽管与本文描述的那些类似或等同的任何方法和材料可以在实践中用于测试本专利技术，但是本文描述了优选的材料和方法。在描述和要求保护本专利技术时，以下术语将根据如下定义使用。

17、除非另有明确说明，否则使用术语“一种(a)”、“一个(an)”等是指一种(个)或多种(个)。

18、根据本专利技术，表述“丙烯均聚物”涉及一种聚丙烯，其基本上由丙烯单元组成，即由至少99.5摩尔％、更优选至少99.8摩尔％、例如至少99.9摩尔％的丙烯单元组成。在另一个实施方案中，仅丙烯单元是可检测出的，即仅丙烯已聚合。

19、丙烯无规共聚物是丙烯单体单元和共聚单体单元的共聚物，共聚单体单元优选选自乙烯和c4-c12α-烯烃，其中共聚单体单元无规分布在聚合物链上。丙烯无规共聚物可包含来自一种或多种碳原子量不同的共聚单体的共聚单体单元。除非另有说明，在下文中量均以摩尔％给出。丙烯无规共聚物必须含有至少50摩尔％的丙烯单元。

20、丙烯均聚物和丙烯无规共聚物的典型特征是仅存在一种玻璃化转变温度。

21、完全饱和的脂肪酸类，即没有任何碳-碳双键的脂肪酸类，是碳链长度为8至26、更优选10至22的脂肪族一元羧酸类。特别优选的完全饱和的脂肪酸类是月桂酸(c12)、肉豆蔻酸(c14)、棕榈酸(c16)和硬脂酸(c18)。

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【技术保护点】

1.一种聚丙烯组合物(PC)，可通过共混以下物质获得：

2.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物(PC)，其中R1至R4独立地选自由氢和C1至C4烷基组成的组，更优选R1至R4各自为氢。

3.根据权利要求1或2所述的聚丙烯组合物(PC)，其中所述完全饱和的脂肪酸的钙盐(CaFA)是硬脂酸钙。

4.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(PC)，可通过共混以下物质获得：

5.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(PC)，其中所述完全饱和的脂肪酸的钙盐(CaFA)与根据式(I)的所述二羧酸(CHA)的重量比[CaFA]/[CHA]在从0.90至2.00的范围内、更优选在从1.00至1.70的范围内、最优选在从1.05至1.40的范围内。

6.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(PC)，其中所述丙烯聚合物(PP)具有在从0.1至5.0g/10min范围内、更优选在从0.1至2.0g/10min范围内、最优选在从0.1至1.0g/10min范围内的根据ISO 1133在230℃下在2.16kg负荷下测定的熔体流动速率(MFR2)，和/或

7.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(PC)，具有在从0.1至5.0g/10min范围内、更优选在从0.1至2.0g/10min范围内、最优选在从0.1至1.0g/10min范围内的根据ISO 1133在230℃下在2.16kg负荷下测定的熔体流动速率(MFR2)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(PC)，具有在从115.0至125.0℃范围内、更优选在从116.0至128.0℃范围内、最优选在从118.0至126.0℃范围内的通过DSC分析测定的结晶温度(Tc)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(PC)，其中所述聚丙烯组合物(PC)具有以下性质中的任一种、优选两种：

10.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(PC)，具有在从157至167℃范围内的第一熔融温度(Tm1)和在从142至155℃范围内的第二熔融温度(Tm2)，其中与所述第一熔融温度相关联的熔化焓(ΔHm1)和与所述第二熔融温度相关联的熔化焓(ΔHm2)之间的比率([ΔHm1]/[ΔHm2])在从0.05至1.00的范围内、更优选在从0.05至0.80的范围内、最优选在从0.1至0.65的范围内，

11.一种用于生产根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(PC)的方法，包括步骤：

12.一种制品，其为挤出制品或成型制品，包含至少90重量％、更优选至少95重量％、最优选至少98重量％的根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(PC)。

13.根据权利要求12所述的挤出或成型制品，具有在从50至99％范围内、更优选在从55至95％范围内、最优选在从60至90％范围内的通过广角X射线散射(WAXS)测定的核心β相含量(Kβ)。

14.根据式(I)的二羧酸(CHA)和完全饱和的脂肪酸的钙盐(CaFA)用于改善通过共混丙烯聚合物与0.10至1.00重量％的根据式(I)的所述二羧酸(CHA)和0.10至1.00重量％的所述完全饱和的脂肪酸的钙盐(CaFA)而获得的聚丙烯组合物的简支梁缺口冲击强度的用途，其中所述聚丙烯组合物的所述简支梁缺口冲击强度比不含有根据式(I)的所述二羧酸(CHA)或所述完全饱和的脂肪酸的钙盐(CaFA)的等效聚丙烯组合物的简支梁缺口冲击强度高了250至2000％、更优选400至1500％、最优选500至1000％，其中所述简支梁缺口冲击强度是根据ISO 179/1eA使用按照ISO 19069-2注射成型的80×10×4mm3试验棒在+23℃下测定的。

15.根据权利要求14所述的用途，其中所述聚丙烯组合物是根据权利要求1至12中任一项所述的聚丙烯组合物(PC)。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种聚丙烯组合物(pc)，可通过共混以下物质获得：

2.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物(pc)，其中r1至r4独立地选自由氢和c1至c4烷基组成的组，更优选r1至r4各自为氢。

3.根据权利要求1或2所述的聚丙烯组合物(pc)，其中所述完全饱和的脂肪酸的钙盐(cafa)是硬脂酸钙。

4.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(pc)，可通过共混以下物质获得：

5.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(pc)，其中所述完全饱和的脂肪酸的钙盐(cafa)与根据式(i)的所述二羧酸(cha)的重量比[cafa]/[cha]在从0.90至2.00的范围内、更优选在从1.00至1.70的范围内、最优选在从1.05至1.40的范围内。

6.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(pc)，其中所述丙烯聚合物(pp)具有在从0.1至5.0g/10min范围内、更优选在从0.1至2.0g/10min范围内、最优选在从0.1至1.0g/10min范围内的根据iso 1133在230℃下在2.16kg负荷下测定的熔体流动速率(mfr2)，和/或

7.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(pc)，具有在从0.1至5.0g/10min范围内、更优选在从0.1至2.0g/10min范围内、最优选在从0.1至1.0g/10min范围内的根据iso 1133在230℃下在2.16kg负荷下测定的熔体流动速率(mfr2)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(pc)，具有在从115.0至125.0℃范围内、更优选在从116.0至128.0℃范围内、最优选在从118.0至126.0℃范围内的通过dsc分析测定的结晶温度(tc)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物(pc)，其中所述聚丙烯组合物(pc)具有以下性质中的任一种、优选两种：

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【专利技术属性】
技术研发人员：王静波，马库斯·加莱特纳，克劳斯·贝恩赖特纳，潘琤，
申请(专利权)人：博里利斯股份公司，
类型：发明
国别省市：

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