КОМПОЗИЦИЯ ПОЛИПРОПИЛЕНА, ПОДХОДЯЩАЯ ДЛЯ ВСПЕНЕННЫХ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ
POLYPROPYLENE COMPOSITION SUITABLE FOR FOAMED SHEET MATERIALS AND ARTICLES

Настоящее изобретение относится к композиции полипропилена, содержащей нуклеирующий агент, вспененному листовому материалу, полученному из него, многослойному листовому материалу и изделиям, содержащим вспененный листовой материал или многослойный листовой материал, например, контейнеры, такие как чаши.
Из предшествующего уровня техники общеизвестны композиции полипропилена с высокой прочностью расплава и пены, полученные из него. Однако продолжает существовать проблема получения гомогенных пен с улучшенным качеством. Из пен с улучшенным качеством могут быть получены изделия меньшей толщины с такими же или улучшенными механическими свойствами.
Например, в случае когда чаша получена из полипропиленовой пены с уменьшенной толщиной стенок, это позволяет хранить в чаше больше при том же объеме и, следовательно, снижать расходы на хранение и транспортировку. Дополнительно уменьшается количество материала, подвергаемого вторичной переработке или переработке отходов.
Один из способов получения полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-РР) описан в ЕР 0879830, поданной Borealis в 1997. В ней описываются основы от Borealis с высокой прочностью расплава (HMS) в процессе пост-реакторной обработки, когда используют перекись и бутадиен для получения длинноцепочечных разветвленных полипропиленовых материалов.
Продолжает существовать потребность в композиции полипропилена, подходящей для получения пен с улучшенной механической прочностью.
Неожиданно было обнаружено, что использование нуклеирующего агента специфического размера позволяет получить пену со значительно улучшенным качеством.
Следовательно, настоящее изобретение относится к композиции полипропилена (PC), содержащей:
- полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP); и
- нуклеирующий агент (NA) с размером частиц d50 в пределах от 1 μм до 30 μм.
2
Использование нуклеирующего агента специфического размера по настоящему изобретению позволяет значительно улучшить механические свойства пены, что в свою очередь позволяет получить более тонкое изделие с сохранением при этом механических свойств. Дополнительно, НО-абсорбция вспененного изделия из композиции по настоящему изобретению была очень низкой, что указывает на малое количество и малый объем открытых ячеек. Дополнительно также улучшены теплоизоляционные свойства. Оба являются существенными преимуществами в случае, когда жидкость вступает в прямой контакт со вспененным изделием. Следовательно, вспененным изделием абсорбируется меньше жидкости, что является по существу преимуществом в случае повторной переработки вспененного изделия. Чем меньше жидкости абсорбируется, тем значительнее уменьшаются остатки, оставшиеся после испарения жидкости, кофе, например, в случае кофе, безалкогольного напитка и аналогичного им, и, следовательно, меньше мытья требуется перед или во время повторной переработки пены, и свойства повторного переработанного продукта улучшаются. Дополнительно также улучшаются свойства печати, поскольку чернила, используемые для печати, не растекаются в результате смывания изображения. Следовательно, не требуется дополнительный слой для печати на конечном изделии.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения композиция полипропилена (PC) содержит:
(a) от 80,0 до 99,90 частей по массе полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP); и
(b) от 0,10 до 5,0 частей по массе нуклеирующего агента (NA) с размером частиц d50 в пределах от 1 μм до 30 μм, определенным, как описано в настоящем документе;
(c) необязательно от 1 до 20 частей по массе дополнительного полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP'),
при этом
общее количество полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP), нуклеирующего агента (NA) и дополнительного полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP'), в случае присутствия, составляет по меньшей мере 85 масс. % от общей массы композиции полипропилена (PC).
Настоящее изобретение описано в следующих предпочтительных вариантах, если ясно не указано иное.
Полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP)
Основным компонентом композиции полипропилена (PC) по настоящему изобретению является полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP). Полипропилен с высокой прочностью расплава разветвлен и, следовательно, отличается от линейного полипропилена тем, что скелет полипропилена имеет боковые цепи, в то время как неразветвленный полипропилен, то есть, линейный полипропилен, не имеет боковых цепочек. Боковые цепи оказывают значительное влияние на реологию полипропилена. Соответственно линейные полипропилены и расплавы полипропилена с высокой прочностью могут быть явно отличимы по их реологическому поведению при напряжении.
Разветвление может быть достигнуто при использовании специфических катализаторов, ито есть, специфических катализаторов с единым центром полимеризации на металле, или при использовании химической модификации. Получение разветвленного полипропилена при использовании специфического катализатора описано в ЕР 1892264, введенном здесь ссылкой. Разветвленный полипропилен, полученный при использовании химической модификации, описан в ЕР 0879830 А1, введенном здесь ссылкой. В таком случае разветвленный полипропилен также называют расплавом полипропилена с высокой прочностью. Полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) по настоящему изобретению получают при использовании химической модификации полипропилена (РР), как описано более подробно ниже. HMS-PP представляет коммерчески доступный от Borealis AG под торговой маркой Daploy™.
30
30
30
30
30
Следовательно, полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) в качестве основного компонента композиции полипропилена (PC) имеет прочность расплава F более чем 20,0 сН и растяжимость расплава v более чем 200 мм/с, предпочтительно имеет прочность расплава F более чем от 20,0 до 50,0 сН и растяжимость расплава v более чем от 200 до 300 мм/с для обеспечения в результате композиции полипропилена с хорошими свойствами снижения вязкости при сдвиге. Прочность расплава F и растяжимость расплава v30 измерены согласно ISO 16790:2005.
30
30
30
30
Как правило, композиция полипропилена по настоящему изобретению также имеет прочность расплава F более чем 20,0 сН и растяжимость расплава v более чем 200 мм/с, предпочтительно имеет прочность расплава F более чем от 20,0 до 50,0 сН и растяжимость расплава v более от чем 200 до 300 мм/с.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP), имеет:
30
(a) Прочность расплава F более чем 20,0 сН, такую как более чем от 20,0 до 50,0 сН, более предпочтительно более чем 21,0 сН, еще более предпочтительно от 21,0 до 50,0 сН, еще более предпочтительно от 25,0 до 50,0 сН и еще более предпочтительно от 25,0 до 45,0 сН, наиболее предпочтительно от 30,0 до 45,0 сН, такую как от 32,0 до 42,0 сН или от 34,0 сН до 42,0 сН;
И
30
(b) растяжимость расплава v более чем 200 мм/с, такую как от более чем 210 до 300 мм/с, более предпочтительно от более чем 220 до 300 мм/с, еще более предпочтительно от более чем 225 мм/с, еще более предпочтительно от 225 до 300 мм/с и еще более предпочтительно от 230 до 290 мм/с, такую как от 250 до 290 мм/с или от 253 до 290 мм/с.
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
В одном по существу предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) имеет прочность расплава F более чем 20,0 сН и растяжимость расплава v от более чем 200 до 300 мм/с, такую как прочность расплава F более чем от 20,0 до 50,0 сН и растяжимость расплава v от более чем 220 до 300 мм/с, более предпочтительно прочность расплава F более чем 21,0 сН и растяжимость расплава v более чем 225 мм/с, еще более предпочтительно прочность расплава F от 21,0 до 50,0 сН и растяжимость расплава v от 225 до 300 мм/с, еще более предпочтительно прочность расплава F от 25,0 до 50,0 сН и растяжимость расплава v от 230 до 290 мм/с, и еще более предпочтительно прочность расплава F от 25,0 до 45,0 сН и растяжимость расплава v от 230 до 290 мм/с, наиболее предпочтительно прочность расплава F от 30,0 до 45,0 сН и растяжимость расплава v от 230 до 290 мм/с, такую как прочность расплава F от 32,0 до 42,0 сН и растяжимость расплава v от 230 до 290 мм/с или прочность расплава F от 34,0 до 42,0 сН и растяжимость расплава v от 250 до 290 мм/с или прочность расплава F от 34,0 до 42,0 сН и растяжимость расплава v от 253 до 290 мм/с.
2
Дополнительно, предпочтительно полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) имеет скорость течения расплава MFR (230°С), измеренную согласно ISO 1133, не более чем 15,0 г/10 минут, более предпочтительно в пределах от 0,5 до 15,0 г/10 минут, еще более предпочтительно в пределах от 1,0 до 15,0 г/10 минут, такую как в пределах от 1,5 до 15,0 г/10 минут.
2
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) имеет скорость течения расплава MFR (230°С), измеренную согласно ISO 1133, не более чем 7,0 г/10 минут, предпочтительно в пределах от 0,5 до 7,0 г/10 минут, более предпочтительно в пределах от 0,5 до 6,5 г/10 минут, еще более предпочтительно в пределах от 0,5 до 6,0 г/10 минут, еще более предпочтительно в пределах от 1,0 до 6,0 г/10 минут, такую как в пределах от 1,5 до 5,0 г/10 минут.
Следовательно, в одном конкретном варианте осуществления настоящего изобретения полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) имеет:
2
(a) скорость течения расплава MFR (230°С) не более чем 15,0 г/10 минут, более предпочтительно в пределах от 0,5 до 15,0 г/10 минут, еще более предпочтительно в пределах от 1,0 до 15,0 г/10 минут, такую как в пределах от 1,5 до 15,0 г/10 минут;
30
(b) Прочность расплава F более чем 20,0 сН, такую как от более чем 20,0 до 50,0 сН, более предпочтительно более чем 21,0 сН, еще более предпочтительно от 21,0 до 50,0 сН, еще более предпочтительно от 25,0 до 50,0 сН, и еще более предпочтительно от 25,0 до 45,0 сН, наиболее предпочтительно от 30,0 до 45,0 сН, такую как от 32,0 до 42,0 сН или от 34,0 до 42,0 сН; и
30
(c) растяжимость расплава v более чем 200 мм/с, предпочтительно от более чем 210 до 300 мм/с, такую как от более чем 220 до 300 мм/с, более предпочтительно более чем 225 мм/с, еще более предпочтительно от 225 до 300 мм/с, еще более предпочтительно от 230 до 290 мм/с такую как от 250 до 290 мм/с или от 253 до 290 мм/с.
2
В по существу предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) имеет скорость течения расплава MFR (230°С), измеренную согласно ISO 1133, не более чем 7,0 г/10 минут, предпочтительно в пределах от 0,5 до 7,0 г/10 минут, более предпочтительно в пределах от 0,5 до 6,5 г/10 минут, еще более предпочтительно в пределах от 0,5 до 6,0 г/10 минут, еще более предпочтительно в пределах от 1,0 до 6,0 г/10 минут, такую как в пределах от 1,5 до 5,0 г/10 минут.
2
30
30
2
30
30
2
30
30
2
30
30
2
30
30
2
30
30
2
30
30
2
30
30
2
30
30
2
30
30
Соответственно, в конкретном варианте осуществления настоящего изобретения полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) имеет скорость течения расплава MFR (230°С) не более чем 15,0 г/10 минут, прочность расплава F более чем 20,0 сН и растяжимость расплава v от более чем 210 до 300 мм/с, такую как скорость течения расплава MFR (230°С) в пределах от 0,5 до 15,0 г/10 минут, прочность расплава F от более чем 20,0 до 50,0 сН и растяжимость расплава v от более чем 220 до 300 мм/с, более предпочтительно скорость течения расплава MFR (230°С) в пределах от 0,5 до 15,0 г/10 минут, прочность расплава F более чем 21,0 сН и растяжимость расплава v более чем 225 мм/с, еще более предпочтительно скорость течения расплава MFR (230°С) в пределах от 1,0 до 15,0 г/10 минут, прочность расплава F от 21,0 до 50,0 сН и растяжимость расплава v от 225 до 300 мм/с, еще более предпочтительно скорость течения расплава MFR (230°С) в пределах от 1,0 до 6,0 г/10 минут, прочность расплава F от 25,0 до 50,0 сН и растяжимость расплава v от 230 до 290 мм/с, и еще более предпочтительно скорость течения расплава MFR (230°С) в пределах от 1,0 до 15,0 г/10 минут, прочность расплава F от 25,0 до 45,0 сН и растяжимость расплава v от 230 до 290 мм/с, наиболее предпочтительно скорость течения расплава MFR (230°С) в пределах от 1,0 до 15,0 г/10 минут, прочность расплава F от 30,0 до 45,0 сН и растяжимость расплава v от 230 до 290 мм/с, такую как скорость течения расплава MFR (230°С) в пределах от 1,0 до 15,0 г/10 минут, прочность расплава F от 32,0 до 42,0 сН и растяжимость расплава v от 230 до 290 мм/с или скорость течения расплава MFR (230°С) в пределах от 1,0 до 15,0 г/10 минут, прочность расплава F от 34,0 до 42,0 сН и растяжимость расплава v от 250 до 290 мм/с, или скорость течения расплава MFR (230°С) в пределах от 1,0 до 15,0 г/10 минут, прочность расплава F от 34,0 до 42,0 сН и растяжимость расплава v от 253 до 290 мм/с.
2
В по существу предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) имеет скорость течения расплава MFR (230°С), измеренную согласно ISO 1133, не более чем 7,0 г/10 минут, предпочтительно в пределах от 0,5 до 7,0 г/10 минут, более предпочтительно в пределах от 0,5 до 6,5 г/10 минут, еще более предпочтительно в пределах от 0,5 до 6,0 г/10 минут, еще более предпочтительно в пределах от 1,0 до 6,0 г/10 минут, такую как в пределах от 1,5 до 5,0 г/10 минут или такую как в пределах от 1,0 до 5,0 г/10 минут.
Предпочтительно полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) имеет температуру плавления по меньшей мере 130°С, более предпочтительно по меньшей мере 135°С и наиболее предпочтительно по меньшей мере 140°С. Температура кристаллизации предпочтительно составляет по меньшей мере 110°С, более предпочтительно по меньшей мере 120°С.
Дополнительно полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) может представлять расплав неупорядоченного сополимера пропилена с высокой прочностью (R-HMS-PP) или гомополимер пропилена с высокой прочностью (H-HMS-PP), последний является предпочтительным.
Используемый в описании настоящей патентной заявки термин «гомополимер пропилена» относится к полипропилену, по существу состоящему из пропиленовых единиц, то есть по меньшей мере на 99,5 масс. %, предпочтительно по меньшей мере на 99,7 масс. %, такое как по меньшей мере на 99,8 масс. % пропиленовых единиц. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения гомополимер пропилена состоит только из пропиленовых единиц.
4
12
4
10
В случае когда полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) представляет неупорядоченный сополимер пропилена с высокой прочностью расплава (R-HMS-PP), он содержит мономеры, сополимеризуемые с пропиленом, например сомономерами, такими как этилен и/или С-С α-олефины, в частности этилен и/или С-С α-олефины, например, 1-бутен и/или 1-гексен. Предпочтительно неупорядоченный сополимер пропилена с высокой прочностью расплава (R-HMS-PP) содержит, по существу состоит из мономеров, сополимеризуемых с пропиленом из группы, состоящей из этилена, 1-бутена и 1-гексена. По существу неупорядоченный сополимер пропилена с высокой прочностью расплава (R-HMS-PP) содержит - помимо пропилена единицы, получаемые из этилена и/или 1-бутена. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения неупорядоченный сополимер пропилена с высокой прочностью расплава (R-HMS-PP) содержит единицы, получаемые только из этилена и пропилена. Содержание сомономера в неупорядоченном сополимере пропилена с высокой прочностью расплава (R-HMS-PP) предпочтительно составляет в пределах от более чем 0,2 до 10,0 мол.%, еще более предпочтительно в пределах от более чем 0,5 до 7,0 мол.%.
4
12
В этом отношении следует упомянуть, что полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP), представляющий либо гомополимер пропилена с высокой прочностью (H-HMS-PP), либо неупорядоченный сополимер пропилена с высокой прочностью расплава (R-HMS-PP) может содержать дополнительно ненасыщенные мономеры, отличающиеся от сомономеров, определенных для неупорядоченного сополимера пропилена с высокой прочностью расплава (R-HMS-PP). Другими словами, гомополимер пропилена с высокой прочностью расплава (H-HMS-PP) или неупорядоченный сополимер пропилена с высокой прочностью расплава (R-HMS-PP) может содержать ненасыщенные единицы, такие как бифункциональный ненасыщенный мономер(ы) и/или мультифункциональный ненасыщенный с низкомолекулярной массой полимер(ы), как описано более подробно ниже, отличающиеся от пропилена, этилена и других С-С α-олефинов. Соответственно, определение гомополимера и сополимера с точки зрения полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP) фактически относится к немодифицированному полипропилену, то есть, к полипропилену (РР), который предпочтительно представляет линейный полипропилен (l-РР), используемый для получения полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP) при использовании химической модификации, как более подробно описано ниже.
Соответственно, в одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP), содержит:
(a) когда это гомополимер пропилена с высокой прочностью (H-HMS-PP), единицы из
(i) пропилена и
(ii) бифункционального ненасыщенного мономера(ов) и/или мультифункционального ненасыщенного с низкомолекулярной массой полимера(ов),
или
(b) когда это неупорядоченный сополимер пропилена с высокой прочностью расплава (R-HMS-PP), единицы из
(i) пропилена,
4
12
(ii) этилена и/или С-С α-олефина, например, 1-бутена и/или 1-гексена, предпочтительно этилена, и
(iii) бифункционального ненасыщенного мономера(ов) и/или мультифункционального ненасыщенного с низкомолекулярной массой полимера(ов).
Используемый в описании настоящей патентной заявки термин «бифункциональный ненасыщенный» или «мультифункциональный ненасыщенный» означает предпочтительно наличие двух или более не ароматических двойных связей как, например, дивинилбензол или циклопентадиен или полибутадиен. Используют только такие би- или мультифункциональные ненасыщенные соединения, которые можно полимеризовать предпочтительно с помощью свободных радикалов (смотрите, ниже). Ненасыщенные участки в би- или мультифункциональных ненасыщенных соединениях находятся в химически связанном фактически «ненасыщенном» состоянии, поскольку двойные связи используются для ковалентной связи с полимерными цепями немодифицированного полипропилена, то есть, полипропилена (РР), предпочтительно линейного полипропилена (l-РР).
Реакция бифункционального ненасыщенного мономера(ов) и/или мультифункционального ненасыщенного с низкомолекулярной массой полимера(ов), предпочтительно с среднечисловой молекулярной массой (Мn)≤10000 г/моль, синтезированного из одного и/или более ненасыщенного мономера с немодифицированным полипропиленом, то есть, с полипропиленом (РР), предпочтительно с линейным полипропиленом (l-РР), проходит в присутствии термически разрушающегося инициатора образования свободных радикалов, например, разрушающегося инициатора образования свободных радикалов, такого как термически разрушающаяся перекись.
Бифункциональные ненасыщенные мономеры могут представлять:
- соединения дивинила, такие как дивинилаланин, m-дивинилбензол, р-дивинилбензол, дивинилпентан и дивинилпропан;
- аллильные соединения, такие как аллилакрилат, аллилметакрилат, аллилметилмалеат и простой виниловый эфир аллила;
- диены, такие как 1,3-бутадиен, хлоропрен, циклогексадиен, циклопентадиен, 2,3-диметилбутадиен, гептадиен, гексадиен, изопрен и 1,4-пентадиен;
- ароматический и/или алифатический бис (малеимид) бис (цитраконимид) и смеси этих ненасыщенных мономеров.
По существу предпочтительные бифункциональные ненасыщенный мономеры представляют 1,3-бутадиен, изопрен, диметилбутадиен и дивинилбензол.
Мультифункциональный ненасыщенный с низкомолекулярной массой полимер предпочтительно со среднечисловой молекулярной массой (Мn)≤10000 г/моль может быть синтезирован из одного или более ненасыщенного мономера.
Примеры таких низкомолекулярных полимеров представляют:
- полибутадиены, в частности таковые с отличающимися микроструктурами в полимерной цепи, то есть, 1,4-цис, 1,4-транс и 1,2-(винил), главным образом в 1,2-(винил) конфигурации,
- сополимеры бутадиена и стирола с 1,2- (винил) в полимерной цепи.
Предпочтительный низкомолекулярный полимер представляет полибутадиен, в частности полибутадиен с более чем 50,0 масс. % бутадиена в 1,2-(винил) конфигурации.
Полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) может содержать более чем один бифункциональный ненасыщенный мономер и/или мультифункциональный ненасыщенный с низкомолекулярной массой полимер. Еще более предпочтительно количество бифункционального ненасыщенного мономера(ов) и мультифункционального ненасыщенного с низкомолекулярной массой полимера(ов) в полипропилене с высокой прочностью расплава (HMS-PP) вместе составляет от 0,01 до 10,0 масс. % от общей массы указанного полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP).
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) свободен от добавок (А). Соответственно, в случае когда композиция полипропилена по настоящему изобретению содержит добавки (А), эти добавки (А) не вносят в композицию полипропилена в процессе получения полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP).
Полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) предпочтительно дополнительно имеет низкое содержание геля, как правило, менее 1,00 масс. %. Предпочтительно содержание геля составляет менее чем 0,80 масс. %, более предпочтительно менее чем 0,50 масс. %.
Подходящий HMS-PP представляет WB140HMSTM коммерчески доступный от Borealis AG.
Полипропилен (РР)
Как указано выше, полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) представляет модифицированный полипропилен, который получают реагированием полипропилена (РР) с термически разрушающимся инициатором образования свободных радикалов и необязательно с бифункциональным ненасыщенным мономером(ами) и/или с мультифункциональным ненасыщенным с низкомолекулярной массой полимером(ами). Полипропилен (РР) предпочтительно представляет линейный полипропилен (l РР)
2
Предпочтительно полипропилен (РР), предпочтительно линейный полипропилен (l-РР) имеет скорость течения расплава MFR (230°С), измеренную согласно ISO 1133, в пределах от 0,1 до 18,0 г/10 минут, такую как от 0,1 до 15,0 г/10 минут или от 0,2 до 15,0 г/10 минут, более предпочтительно от 0,2 до менее 10,0 г/10 минут, еще более предпочтительно от 0,2 до 9,0 г/10 минут, еще более предпочтительно от 0,3 до 8,0 г/10 минут.
Полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) отличается от полипропилена (РР), который используют для получения в таком скелете полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP) с боковыми цепями, при этом исходный продукт, то есть, полипропилен (РР), включая предпочтительный линейный полипропилен (l-РР), не имеет или не покрыт боковыми цепями. Боковые цепи оказывают значительное воздействие на реологию полипропилена. Соответственно, исходный продукт, то есть, полипропилен (РР), и полученный полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) может быть легко отличим по его реологическому поведению при напряжении.
30
30
Дополнительно, как указано выше, полипропилен (РР) предпочтительно представляет линейный полипропилен (l-РР). Те же принципы применимы к полипропилену (РР'), как будет более подробно описано ниже, который также присутствует в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения как линейный полипропилен (l-РР'). Соответственно, используемый в описании настоящей патентной заявки термин «линейный полипропилен» относится к линейному полипропилену, не относясь или не охватывая разветвленную структуру. В виду отсутствия разветвлений, линейные полипропилены, то есть, линейный полипропилен (l-РР) и линейный полипропилен (l-РР'), предпочтительно характеризуются низкой v растяжимостью расплава и/или низкой F прочностью расплава.
Следовательно, предпочтительно линейный полипропилен (l-РР) имеет:
30
(а) Прочность расплава F более чем 1,0 сН, предпочтительно более чем 2,0 сН, более предпочтительно в пределах от 1,0 до менее 68,0 сН, еще более предпочтительно в пределах от 1,5 до 65,0 сН, еще более предпочтительно в пределах от 2,0 до 60,0 сН, и еще более предпочтительно в пределах от 2,5 до 50,0 сН, такую как в пределах от 2,5 до 45,0 сН;
и
30
(b) растяжимость расплава v менее чем 200 мм/с, предпочтительно менее чем 190 мм/с, более предпочтительно в пределах от 100 до менее 200 мм/с, еще более предпочтительно в пределах от 120 до 190 мм/с, еще более предпочтительно в пределах от 120 до 175 мм/с, такую как в пределах от 125 до 170 мм/с.
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
Другими словами, предпочтительно линейный полипропилен (l-РР) имеет прочность расплава F более чем 1,0 сН и растяжимость расплава v менее чем 200 мм/с, предпочтительно прочность расплава F более чем 2,0 сН и растяжимость расплава v менее чем 190 мм/с, более предпочтительно прочность расплава F в пределах от 1,0 до менее 68,0 сН и растяжимость расплава v в пределах от 100 до менее 200 мм/с, еще более предпочтительно прочность расплава F в пределах от 1,5 до 65,0 сН и растяжимость расплава v в пределах от 120 до 190 мм/с, и еще более предпочтительно прочность расплава F в пределах от 2,0 до 60,0 сН и растяжимость расплава v в пределах от 120 до 190 мм/с, такую как прочность расплава F в пределах от 2,5 до 50,0 сН и растяжимость расплава v в пределах от 120 до 175 мм/с.
Соответственно, в одном конкретном варианте осуществления настоящего изобретения линейный полипропилен (l-РР) имеет:
(a) скорость течения расплава MFR2 (230°С) измеренную согласно ISO 1133, в пределах от 0,1 до 18,0 г/10 минут, такую как от 0,1 до 15,0 г/10 минут или от 0,2 до 15,0 г/10 минут, более предпочтительно от 0,2 до менее 10,0 г/10 минут, еще более предпочтительно от 0,2 до 9,0 г/10 минут, еще более предпочтительно от 0,3 до от 8,0 г/10 минут;
30
(b) прочность расплава F более чем 1,0 сН, предпочтительно более чем 2,0 сН, более предпочтительно в пределах от 1,0 до менее 68,0 сН, еще более предпочтительно в пределах от 1,5 до 65,0 сН, еще более предпочтительно в пределах от 2,0 до 60,0 сН, и еще более предпочтительно в пределах от 2,5 до 50,0 сН, такую как в пределах от 2,5 до 45,0 сН; и
30
(c) а растяжимость расплава v менее чем 200 мм/с, предпочтительно менее чем 190 мм/с, более предпочтительно в пределах от 100 до менее 200 мм/с, еще более предпочтительно в пределах от 120 до 190 мм/с, еще более предпочтительно в пределах от 120 до 175 мм/с, такую как в пределах от 125 до 170 мм/с.
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
Следовательно, в одном конкретном варианте осуществления настоящего изобретения полипропилен (РР) представляет линейный полипропилен (l-РР) со скоростью течения расплава MFR2 (230°С) от 0,1 до 18,0 г/10 минут, прочностью расплава F более чем 1,0 сН и растяжимостью расплава v менее чем 200 мм/с, предпочтительно скорость течения расплава MFR2 (230°С) в пределах от 0,2 до 15,0 г/10 минут, а прочность расплава F более чем 2,0 сН и растяжимость расплава v менее чем 190 мм/с, более предпочтительно скорость течения расплава MFR2 (230°С) в пределах от 0,2 до 15,0 г/10 минут, прочность расплава F в пределах от 1,0 до 68,0 сН и растяжимость расплава v в пределах от 100 до менее 200 мм/с, еще более предпочтительно скорость течения расплава MFR2 (230°С) в пределах от 0,2 до менее 10,0 г/10 минут, прочность расплава F в пределах от 2,0 до 60,0 сН и растяжимость расплава v в пределах от 120 до 190 мм/с, и еще более предпочтительно скорость течения расплава MFR2 (230°С) в пределах от 0,2 до 9,0 г/10 минут, прочность расплава F в пределах от 2,5 до 50,0 сН и растяжимость расплава v в пределах от 120 до 190 мм/с, такая как скорость течения расплава MFR2 (230°С) в пределах от 0,3 до от 8,0 г/10 минут, прочность расплава F в пределах от 2,5 до 45,0 сН и растяжимость расплава v в пределах от 120 до 175 мм/с.
Предпочтительно полипропилен (РР), предпочтительно линейный полипропилен (l-РР), имеет температура плавления по меньшей мере 140°С, более предпочтительно по меньшей мере 150°С и еще более предпочтительно по меньшей мере 158°С.
2
30
Полипропилен (РР), предпочтительно линейный полипропилен (l-РР) может быть получен известным способом, например, при использовании катализатора с единым центром полимеризации на металле или катализатора Циглера-Натта. Полипропилен (РР), предпочтительно линейный полипропилен (l-РР) может представлять гомополимер пропилена (Н-РР), предпочтительно гомополимер линейного пропилена (1-Н-РР), или сополимер пропилена (R-PP), предпочтительно сополимер линейного пропилена (1-R-PP). Относительно содержания сомономера и типа сомономера ссылка делается на информацию, приведенную выше, для неупорядоченного сополимера пропилена с высокой прочностью расплава (R-HMS-PP). Предпочтительно полипропилен (РР) представляет линейный полипропилен (l-РР). Еще более предпочтительно полипропилен (РР) представляет гомополимер линейного пропилена (1-Н-РР). Соответственно, вся информация, приведенная относительно скорости течения расплава MFR (230°С), температуры плавления, прочности расплава F, растяжимости расплава v30, размера частиц и распределения размера частиц, соответственно, по существу применима для гомополимера линейного пропилена (l-Н-РР).
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения полипропилен (РР), предпочтительно линейный полипропилен (l-РР) свободен от добавок (А). Соответственно, в случае когда композиция полипропилена по настоящему изобретению содержит добавки (А), эти добавки (А) предпочтительно не вносятся в композицию полипропилена в процессе получения полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP).
Нуклеирующий агент (NA)
Композиция полипропилена (PC) дополнительно содержит один или более нуклеирующий агент(ы), предпочтительно один нуклеирующий агент(ы).
Нуклеирующий агент (NA) предпочтительно выбирают из солей одноосновных карбоновых кислот и многоосновных карбоновых кислот, например бензоат натрия; соединений сорбита, например, диацетали сорбита или ксилита, например 1,3 : 2,4 Бис(3,4-диметилбензилиден) сорбит (CAS-no. 135861-56-2, например, Millad 3988, поставщик Milliken); нуклеирующих агентов на основе нонита, например, 1,2,3-тридеокси-4,6:5,7-бис-0-((4-пропилфенил) мэтилен) нонит (CAS-no. 882073-43-0, например, Millad NXot 8000, поставщик Milliken); соединений на основе фосфора, например, моно-, бис- или тетра-фенил фосфаты, например натрия 2,2'- метилен бис-(4,6-ди-трет.бутилфенил) фосфат (CAS-no. 85209-91-2, например, NA-11, поставщик Adeka Corporation) или Гидроксибис (2,4,8,10-тетра-трет.бутил-6-гидрокси-12Н-дибензо(d,g)(1.,3,2) диоксафосфацин 6-оксидато) алюминий (CAS-no. 151841-65-5, например, ADK STAB NA-21, поставщик Adeka Corporation), или тальк, или любые их смеси.
Тальк является предпочтительным. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения единственным нуклеирующим агентом, присутствующим в композиции полипропилена (PC), является тальк.
Размер частиц d50 нуклеирующего агента, например, талька, составляет в пределах от 1 μм до 30 μм, предпочтительно в пределах от 2 μм до 25 μм, более предпочтительно в пределах от 5 μм до 20 μм и наиболее предпочтительно в пределах от 5 μм до 15 μм.
Дополнительный HMS полипропилен (HMS-PP')
В процессе получения композиции полипропилена по настоящему изобретению (PC) может быть добавлен дополнительный HMS полипропилен (HMS-PP'). Этот дополнительный HMS полипропилен (HMS-PP') предпочтительно используют для внесения добавки (А) и/или одного или более нуклеирующего агента(ов) (NA) в композицию полипропилена по настоящему изобретению, предпочтительно нуклеирующий агент (NA) и необязательно добавки (А). Соответственно, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения нуклеирующий агент (NA) и необязательно добавки (А) вводят в композицию полипропилена по настоящему изобретению в форме аддитивной смеси (AM), где указанная аддитивная смесь содержит, предпочтительно состоит из дополнительного HMS полипропилена (HMS-PP'), нуклеирующего агента (NA) и необязательно добавки (А).
Для целей настоящего изобретения нуклеирующий агент (NA) не считается аддитивом (А). Однако нуклеирующий агент (NA) является частью аддитивной смеси (AM), в случае присутствия.
Как указано выше, дополнительный полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP') используют в качестве носителя для введения нуклеирующего агента (NA) и необязательно добавки (А) в композицию полипропилена (PC). Другими словами, аддитивную смесь (AM), содержащую, предпочтительно состоящую из дополнительного полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP'), нуклеирующего агента (NA) и необязательно добавки (А) используют в способе по настоящему изобретению для получения композиции полипропилена.
В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) и дополнительный полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP') являются одинаковыми.
2
30
30
Соответственно, в одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) и дополнительный полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP') имеют одинаковые свойства, в частности, с точки зрения скорости течения расплава MFR (230°С), прочности расплава F и растяжимости расплава v, как указано выше. Полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP') получают аналогично полипропилену с высокой прочностью расплава (HMS-PP).
Подходящий HMS-PP' представляет WB140HMSTM, коммерчески доступный от Borealis AG.
Добавки (А)
Добавки (А) могут представлять любые добавки, используемые в области полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP) и их применения. Соответственно, добавки (А), используемые в композиции полипропилена по настоящему изобретению, и, следовательно, в форме аддитивной смеси (AM), включают без ограничения стабилизаторы, такие как антиоксиданты (например, стерически затрудненные фенолы, фосфиты/фосфониты, серосодержащие антиоксиданты, поглотители свободных алкильных радикалов, ароматические амины, стабилизаторы на основе затрудненных аминов или их смеси), деактиваторы металлов (например, Irganox MD 1024), или УФ стабилизаторы (например, светостабилизаторы на основе затрудненных аминов). Другие типичные добавки представляют модификаторы, такие как антистатические агенты или агенты против запотевания (например, этоксилированные амины и амиды, или сложные эфиры глицерина), поглотители кислот, вспенивающие агенты, сцепляющие агенты (например, полиизобутен), лубриканты и смолы (йономерные воски, РЕ- и воски на основе РЕ и этилена, воски Фишера-Тропша, воски на основе монтана, соединения на основе фтора или парафиновые воски), наряду с добавками, понижающими трение и агенты, препятствующие слипанию (например, стеарат Са, эрукамид, олеамид, тальк на основе натурального кремния и синтетического кремния, или цеолиты). Предпочтительно добавки (А) выбирают из группы, состоящей из антиоксидантов (например, стерически затрудненные фенолы, фосфиты/фосфониты, серосодержащие антиоксиданты, поглотители свободных алкильных радикалов, ароматические амины, стабилизаторы на основе затрудненных аминов или их смеси), деактиваторов металлов (например, Irganox MD 1024), УФ стабилизаторов (например, светостабилизаторы на основе затрудненных аминов), антистатических агентов или агентов против запотевания (например, этоксилированные амины и амиды, или сложные эфиры глицерина), поглотителей кислот, вспенивающих агентов, сцепляющих агентов (например, полиизобутен), лубрикантов и смол (йономерные воски, РЕ- и воски на основе РЕ и этилена, воски Фишера-Тропша, воски на основе монтана, соединения на основе фтора или парафиновые воски), наряду с добавками, понижающими трение, и агентов, препятствующих слипанию (например, стеарат Са, эрукамид, олеамид, тальк на основе натурального кремния и синтетического кремния или цеолиты) и их смесей.
Предпочтительные добавки представляют понижающие трение агенты, такие как, например, стеарат Са.
Как указано выше, добавки (А) не охватывают нуклеирующий агент.
Как правило, общее количество добавок (А) составляет не более чем 15 масс. %, более предпочтительно не более чем 10 масс. %, такое как в пределах от 0,1 до 10 масс. %, предпочтительно 0,1 до 5 масс. %, более предпочтительно от 0,2 до 1 масс. % от общей массы композиции полипропилена.
Композиция полипропилена (PC)
Как указано выше, композиция полипропилена (PC) содержит полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) и нуклеирующий агент (NA).
Основной компонент в композиции полипропилена по настоящему изобретению (PC) представляет полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP). Соответственно, композиция полипропилена содержит по меньшей мере 70 масс. %, более предпочтительно по меньшей мере 75 масс. %, еще более предпочтительно по меньшей мере от 80 масс. %, еще более предпочтительно по меньшей мере от 85 масс. %, и еще более предпочтительно по меньшей мере 90 масс. %, такое как по меньшей мере 95 масс. %, полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP).
Более предпочтительно композиция полипропилена по настоящему изобретению содержит:
(a) от 80,0 до 99,90 частей по массе предпочтительно от 90 до 99,90 частей по массе, более предпочтительно от 92 до 99,80 частей по массе, еще более предпочтительно от 93,0 до 99,70 частей по массе, еще более предпочтительно от 95,0 до 99,70 частей по массе полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP); и
(b) от 0,10 до 15,0 частей по массе, предпочтительно от 0,20 до 10,0 частей по массе, более предпочтительно от 0,30 до 7,0 частей по массе и наиболее предпочтительно от 0,30 до 5,0 частей по массе нуклеирующего агента (NA);
(c) необязательно от 1 до 20 частей по массе, предпочтительно от 1 до 10 частей по массе, более предпочтительно от 1 до 5 частей по массе, дополнительного полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP').
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения помимо полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP), дополнительного полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP'), иные полимеры, в случае наличия, присутствуют только в количестве не превышающем 5 масс. %, более предпочтительно не превышающем 2 масс. %, еще более предпочтительно не превышающем 1 масс. % от общей массы композиции полипропилена (PC).
Более предпочтительно общее количество полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP), нуклеирующего агента (NA) и дополнительного полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP') составляют по меньшей мере 85 масс. % от общей массы композиции полипропилена (PC), более предпочтительно по меньшей мере 90 масс. % от общей массы композиции полипропилена (PC), еще более предпочтительно по меньшей мере 95 масс. % от общей массы композиции полипропилена (PC) и наиболее предпочтительно по меньшей мере 99 масс. % от общей массы композиции полипропилена (PC).
В конкретном варианте осуществления настоящего изобретения в композиции полипропилена (PC) представлены только полимерные компоненты: полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) и дополнительный полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP'), в случае присутствия.
Как указано выше, полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) является основной частью в композиции полипропилена по настоящему изобретению. Соответственно, предпочтительно конечная композиция полипропилена демонстрирует реологическое поведение аналогичное полипропилену с высокой прочностью расплава (HMS-PP).
Следовательно, композиция полипропилена по настоящему изобретению предпочтительно имеет:
30
(а) прочность расплава F более чем 20,0 сН, такую как от более чем 20,0 до 50,0 сН, более предпочтительно более чем 21,0 сН, еще более предпочтительно от 21,0 до 50,0 сН, еще более предпочтительно от 25,0 до 50,0 сН и еще более предпочтительно от 25,0 до 45,0 сН, наиболее предпочтительно от 30,0 до 45,0 сН, такую как от 32,0 до 42,0 сН или от 34,0 сН до 42,0 сН;
и
30
(b) растяжимость расплава v более чем 200 мм/с, предпочтительно от более чем 210 до 300 мм/с, такую как от более чем 220 до 300 мм/с, более предпочтительно более чем 225 мм/с, еще более предпочтительно от 225 до 300 мм/с, еще более предпочтительно от 230 до 290 мм/с, такую как от 250 до 290 мм/с или от 253 до 290 мм/с.
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
В одном по существу предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения композиция полипропилена (PC) имеет прочность расплава F более чем 20,0 сН и растяжимость расплава v более чем 200 мм/с, предпочтительно от более чем 210 до 300 мм/с, такую как прочность расплава F от более чем 20,0 до 50,0 сН и растяжимость расплава v от более чем 220 до 300 мм/с, более предпочтительно прочность расплава F более чем 21,0 сН и растяжимость расплава v более чем 225 мм/с, еще более предпочтительно прочность расплава F от 21,0 до 50,0 сН и растяжимость расплава v от 225 до 300 мм/с, еще более предпочтительно прочность расплава F от 25,0 до 50,0 сН и растяжимость расплава v от 230 до 290 мм/с, и еще более предпочтительно прочность расплава F от 25,0 до 45,0 сН и растяжимость расплава v от 230 до 290 мм/с, наиболее предпочтительно прочность расплава F от 30,0 до 45,0 сН и растяжимость расплава v от 230 до 290 мм/с, такую как прочность расплава F от 32,0 до 42,0 сН и растяжимость расплава v от 230 до 290 мм/с или прочность расплава F от 34,0 до 42,0 сН и растяжимость расплава v от 250 до 290 мм/с или прочность расплава F от 34,0 до 42,0 сН и растяжимость расплава v от 253 до 290 мм/с.
2
Дополнительно, предпочтительно композиция полипропилена (PC) имеет скорость течения расплава MFR (230°С), измеренную согласно ISO 1133, не более чем 15,0 г/10 минут, более предпочтительно в пределах от 0,5 до 15,0 г/10 минут, еще более предпочтительно в пределах от 0,5 до 15,0 г/10 минут, еще более предпочтительно в пределах от 1,0 до 15,0 г/10 минут, такую как в пределах от 1,5 до 15,0 г/10 минут или такую как в пределах от 1,0 до 15,0 г/10 минут.
2
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения композиция полипропилена (PC) имеет скорость течения расплава MFR (230°С), измеренную согласно ISO 1133, не более чем 7,0 г/10 минут, предпочтительно в пределах от 0,5 до 7,0 г/10 минут, более предпочтительно в пределах от 0,5 до 6,5 г/10 минут, еще более предпочтительно в пределах от 0,5 до 6,0 г/10 минут, еще более предпочтительно в пределах от 1,0 до 6,0 г/10 минут, такую как в пределах от 1,5 до 5,0 г/10 минут или такую как в пределах от 1,0 до 5,0 г/10 минут.
Следовательно, в одном конкретном варианте осуществления настоящего изобретения композиция полипропилена (PC) имеет:
2
(a) скорость течения расплава MFR (230°С) не более чем 15,0 г/10 минут, предпочтительно в пределах от 0,5 до 15,0 г/10 минут, более предпочтительно в пределах от 0,5 до 15,0 г/10 минут, еще более предпочтительно в пределах от 1,0 до 15,0 г/10 минут, такую как в пределах от 1,5 до 15,0 г/10 минут или такую как в пределах от 1,0 до 15,0 г/10 минут;
30
(b) прочность расплава F более чем 20,0 сН, такую как от более чем 20,0 до 50,0 сН, более предпочтительно более чем 21,0 сН, еще более предпочтительно от 21,0 до 50,0 сН, еще более предпочтительно от 25,0 до 50,0 сН и еще более предпочтительно от 25,0 до 45,0 сН, наиболее предпочтительно от 30,0 до 45,0 сН, такую как от 32,0 до 42,0 сН или от 34,0 до 42,0 сН; и
30
(с) растяжимость расплава v более чем 200 мм/с, предпочтительно от более чем 210 до 300 мм/с, такую как от более чем 220 до 300 мм/с, более предпочтительно более чем 225 мм/с, еще более предпочтительно от 225 до 300 мм/с, еще более предпочтительно от 230 до 290 мм/с, такую как от 250 до 290 мм/с или от 253 до 290 мм/с.
2
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения композиция полипропилена (PC) имеет скорость течения расплава MFR (230°С), измеренную согласно ISO 1133, не более чем 7,0 г/10 минут, предпочтительно в пределах от 0,5 до 7,0 г/10 минут, более предпочтительно в пределах от 0,5 до 6,5 г/10 минут, еще более предпочтительно в пределах от 0,5 до 6,0 г/10 минут, еще более предпочтительно в пределах от 1,0 до 6,0 г/10 минут, такую как в пределах от 1,5 до 5,0 г/10 минут или такую как в пределах от 1,0 до 5,0 г/10 минут.
2
30
30
2
30
30
2
30
30
2
30
30
2
30
30
2
30
30
30
30
2
30
30
2
30
30
2
30
30
Соответственно, в конкретном варианте осуществления настоящего изобретения композиция полипропилена (PC) имеет скорость течения расплава MFR (230°С) не более чем 15,0 г/10 минут, прочность расплава F более чем 20,0 сН и растяжимость расплава v от более чем 210 до 300 мм/с, такую как скорость течения расплава MFR (230°С) в пределах от 0,5 до 15,0 г/10 минут, прочность расплава F от более чем 20,0 до 50,0 сН и растяжимость расплава v от более чем 220 до 300 мм/с, более предпочтительно скорость течения расплава MFR (230°С) в пределах от 0,5 до 15,0 г/10 минут, прочность расплава F более чем 21,0 сН и растяжимость расплава v более чем 225 мм/с, еще более предпочтительно скорость течения расплава MFR (230°С) в пределах от 1,0 до 15,0 г/10 минут, прочность расплава F от 21,0 до 50,0 сН и растяжимость расплава v от 225 до 300 мм/с, еще более предпочтительно скорость течения расплава MFR (230°С) в пределах от 1,0 до 15,0 г/10 минут, прочность расплава F от 25,0 до 50,0 сН и растяжимость расплава v от 230 до 290 мм/с, и еще более предпочтительно скорость течения расплава MFR (230°С) в пределах от 1,0 до 15,0 г/10 минут, прочность расплава F от 25,0 до 45,0 сН и растяжимость расплава v от 230 до 290 мм/с, наиболее предпочтительно скорость течения расплава MFR2 (230°С) в пределах от 1,0 до 15,0 г/10 минут, прочность расплава F от 30,0 до 45,0 сН и растяжимость расплава v от 230 до 290 мм/с, такую как скорость течения расплава MFR (230°С) в пределах от 1,0 до 15,0 г/10 минут, прочность расплава F от 32,0 до 42,0 сН и растяжимость расплава v от 230 до 290 мм/с или скорость течения расплава MFR (230°С) в пределах от 1,0 до 15,0 г/10 минут, прочность расплава F от 34,0 до 42,0 сН и растяжимость расплава v от 250 до 290 мм/с или скорость течения расплава MFR (230°С) в пределах от 1,0 до 15,0 г/10 минут, прочность расплава F от 34,0 до 42,0 сН и растяжимость расплава v от 253 до 290 мм/с.
2
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения композиция полипропилена (PC) имеет скорость течения расплава MFR (230°С), измеренную согласно ISO 1133, не более чем 7,0 г/10 минут, предпочтительно в пределах от 0,5 до 7,0 г/10 минут, более предпочтительно в пределах от 0,5 до 6,5 г/10 минут, еще более предпочтительно в пределах от 0,5 до 6,0 г/10 минут, еще более предпочтительно в пределах от 1,0 до 6,0 г/10 минут, такую как в пределах от 1,5 до 5,0 г/10 минут или такую как в пределах от 1,0 до 5,0 г/10 минут.
Композиция полипропилена (PC) предпочтительно дополнительно имеет низкое содержание геля, как правило, менее 1,00 масс. %. Предпочтительно содержание геля составляет менее чем 0,80 масс. %, более предпочтительно менее чем 0,50 масс. %.
Следовательно, принимая во внимание приведенную выше информацию, настоящее изобретение относится к композиции полипропилена, содержащей:
(a) от 80,0 до 99,90 частей по массе предпочтительно от 90 до 99,90 частей по массе, более предпочтительно от 92 до 99,80 частей по массе, еще более предпочтительно от 93,0 до 99,70 частей по массе полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP); и
(b) от 0,10 до 15,0 частей по массе, предпочтительно от 0,20 до 10,0 частей по массе, более предпочтительно от 0,30 до 7,0 частей по массе и наиболее предпочтительно от 0,30 до 5,0 частей по массе нуклеирующего агента (NA),
(c) необязательно от 1 до 20 частей по массе, предпочтительно от 1 до 10 частей по массе, более предпочтительно от 1 до 5 частей по массе дополнительного полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP')
где композиция полипропилена имеет:
2
- скорость течения расплава MFR (230°С), измеренную согласно ISO 1133, не более чем 7,0 г/10 минут, более предпочтительно в пределах от 0,5 до 15,0 г/10 минут, еще более предпочтительно в пределах от 1,0 до 15,0 г/10 минут, такую как в пределах от 1,5 до 15,0 г/10 минут или такую как в пределах от 1,0 до 15,0 г/10 минут;
- содержание геля менее 1,00 масс. %, предпочтительно менее чем 0,80 масс. %, более предпочтительно менее чем 0,50 масс. %;
30
- прочность расплава F более чем 20,0 сН, такую как от более чем 20,0 до 50,0 сН, более предпочтительно более чем 21,0 сН, еще более предпочтительно от 21,0 до 50,0 сН, еще более предпочтительно от 25,0 до 50,0 сН, и еще более предпочтительно от 25,0 до 45,0 сН, наиболее предпочтительно от 30,0 до 45,0 сН, такую как от 32,0 до 42,0 сН или от 34,0 сН до 42,0 сН;
и
30
- растяжимость расплава v от более чем 210 до 300 мм/с, такую как от более чем 220 до 300 мм/с, более предпочтительно более чем 225 мм/с, еще более предпочтительно от 225 до 300 мм/с, еще более предпочтительно от 230 до 290 мм/с, такую как от 250 до 290 мм/с или от 253 до 290 мм/с.
2
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения композиция полипропилена (PC), имеет скорость течения расплава MFR (230°С), измеренную согласно ISO 1133, не более чем 7,0 г/10 минут, предпочтительно в пределах от 0,5 до 7,0 г/10 минут, более предпочтительно в пределах от 0,5 до 6,5 г/10 минут, еще более предпочтительно в пределах от 0,5 до 6,0 г/10 минут, еще более предпочтительно в пределах от 1,0 до 6,0 г/10 минут, такую как в пределах от 1,5 до 5,0 г/10 минут или такую как в пределах от 1,0 до 5,0 г/10 минут.
Пена
Настоящее изобретение также относится к пене, содержащей композицию полипропилена по настоящему изобретению. Предпочтительно пена содержит по меньшей мере 70 масс. %, более предпочтительно по меньшей мере 80 масс. %, более предпочтительно по меньшей мере 90 масс. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 95 масс. % композиции полипропилена по настоящему изобретению. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения пена состоит из композиции полипропилена по настоящему изобретению (PC) (помимо вспенивающих агентов, если таковые присутствуют в пене после процесса вспенивания).
3
3
3
3
Плотность пены предпочтительно составляет от 100 до 300 кг/м, предпочтительно от 125 до 275 кг/м, более предпочтительно от 150 до 250 кг/м и наиболее предпочтительно от 175 до 225 кг/м.
Вспененный листовой материал
3
3
3
3
3
3
3
3
Пена по настоящему изобретению предпочтительно находится в форме листа толщиной 1,5 мм или менее и/или плотностью от 100 до 300 кг/м, более предпочтительно от 125 до 275 кг/м, более предпочтительно от 150 до 250 кг/м и наиболее предпочтительно от 175 до 225 кг/м. Следовательно, в одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к вспененному листовому материалу толщиной 1,5 мм или менее и/или плотностью от 100 до 300 кг/м, более предпочтительно от 125 до 275 кг/м, более предпочтительно от 150 до 250 кг/м и наиболее предпочтительно от 175 до 225 кг/м.
Предпочтительно толщина составляет от 0,2 до 1,5 мм, более предпочтительно от 0,5 до 1,2 мм и по существу предпочтительно от 0,7 до 1,0 мм, такую как от 0,7 до 0,9 мм.
Пена предпочтительно имеет размер диаметра ячейки, определенный при использовании светооптического микроскопа, от 100 до 500 μм, более предпочтительно от 125 до 400 μм и наиболее предпочтительно от 170 до 320 μм.
Пена дополнительно характеризуется шероховатостью поверхности. Как правило, шероховатость поверхности составляет менее 3,5 μм, предпочтительно менее 2,5 μм и наиболее предпочтительно менее 1,5 μм.
Многослойный листовой материал
3
Дополнительно настоящее изобретение относится к многослойному листовому материалу, содержащему вспененный листовой материал по настоящему изобретению, и покрывающий слой, покрывающий слой (CL) имеет плотность по меньшей мере 0,85 г/см.
Предпочтительно покрывающий слой (CL) содержит полипропилен (CL-PP) предпочтительно в количестве по меньшей мере 85 масс. %, более предпочтительно по меньшей мере 90 масс. % и наиболее предпочтительно по меньшей мере 95 масс. %.
Полипропилен (CL-PP) предпочтительно выбирают из группы, состоящей из поливной пленки из полипропилена, раздувной пленки из полипропилена и двуосно ориентированной пленки из полипропилена (ВОРР). Более предпочтительно полипропилен (CL-PP) представляет двуосно ориентированную пленку из полипропилена (ВОРР).
Толщина покрывающего слоя (CL) предпочтительно не превышает 100 μм, более предпочтительно составляет от 5 до 40 μм и наиболее предпочтительно от 10 до 30 μm.
Покрывающий слой может непосредственно граничить с вспененным слоем, полученным из вспененного листового материала по настоящему изобретению.
В качестве альтернативы и предпочтительно адгезивный слой (AL) присутствует между вспененным слоем, полученным из вспененного листового материала по настоящему изобретению, и покрывающим слоем.
Адгезивный слой предпочтительно содержит смесь полиэтилен-полипропилен (РЕ-РР) с массовым соотношением РЕ : РР от 5:95 до 95:5, предпочтительно от 5:95 до 50:50, более предпочтительно от 5:95 до 30:70 и наиболее предпочтительно от 10:90 до 20:80.
Толщина адгезивного слоя (AL), как правило, больше покрывающего слоя (CL).
Толщина адгезивного слоя (AL) предпочтительно не превышает 120 μм, более предпочтительно составляет от 20 до от 80 μм, еще более предпочтительно составляет от 30 до 70 μм и наиболее предпочтительно от 40 до 60 μм.
Следовательно, в одном варианте осуществления настоящего изобретения многослойный листовой материал содержит:
- вспененный листовой материал по настоящему изобретению; и
3
- покрывающий слой (CL), покрывающий слой с плотность по меньшей мере 0,85 г/см и содержащий полипропилен (CL-PP), который предпочтительно представляет двуосноориентированный полипропилен (ВОРР), в количестве по меньшей мере 85 масс. %, предпочтительно по меньшей мере 90 масс. % и наиболее предпочтительно по меньшей мере 95 масс. % и/или с толщиной предпочтительно не превышающей 100 μм, более предпочтительно от 5 до 40 μм и наиболее предпочтительно от 10 до 30 μм.
При этом вспененный листовой материал по настоящему изобретению непосредственно прикрепляется к покрывающему слою (CL).
В этом варианте осуществления настоящего изобретения отсутствует дополнительный слой, по существу отсутствует адгезивный слой, присутствующий между вспененным листовым материалом по настоящему изобретению и покрывающим слоем (CL).
В альтернативном или предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения многослойный листовой материал содержит:
- адгезивный слой, содержащий смесь полиэтилен-полипропилен (РЕ-РР) с массовым соотношением РЕ : РР от 5:95 до 95:5, предпочтительно от 5:95 до 50:50, более предпочтительно от 5:95 до 30:70 и наиболее предпочтительно от 10:90 до 20:80 с толщиной, не превышающей 100 μм, более предпочтительно составляет от 20 до 80 μм, еще более предпочтительно составляет от 30 до 70 μм и наиболее предпочтительно от 40 до 60 μм;
- вспененный листовой материал по настоящему изобретению, непосредственно прикрепляющийся к первой стороне адгезивного слоя; и
3
- покрывающий слой (CL), непосредственно прикрепляющийся ко второй стороне адгезивного слоя, покрывающий слой имеет плотность по меньшей мере 0,85 г/см и содержит полипропилен (CL-PP), который предпочтительно представляет двуосноориентированную пленку из полипропилена (ВОРР), в количестве по меньшей мере 85 масс. %, предпочтительно по меньшей мере 90 масс. % и наиболее предпочтительно по меньшей мере 95 масс. % и/или имеет толщину предпочтительно не превышающую 100 μм, более предпочтительно от 5 до 40 μм и наиболее предпочтительно от 10 до 30 μм.
Изделие
Настоящее изобретение дополнительно относится к изделию, содержащему вспененный листовой материал или многослойный листовой материал по настоящему изобретению, изделию, предпочтительно содержащему многослойный листовой материал по настоящему изобретению.
Изделие может представлять контейнер, например, бутылку, чашу, банку, канистру, миску или лоток; наружную тару, например, для контейнера; крышку, например, для контейнера; пленку; вставочный элемент; прокладочный элемент; тару для транспортировки; тубу; подложку; трубы; емкость; панель, например, строительная панель; защитное покрытие, например, защитное покрытие кузова грузовика; ленточный материал; рулонный материал или профильный материал.
Изделие предпочтительно представляет контейнер.
Контейнер предпочтительно содержит многослойный листовой материал по настоящему изобретению, при этом покрывающий слой расположен на внутренней части контейнера. Внутренняя часть представляет сторону, где расположена жидкость.
Контейнер может представлять, например, бутылку, чашу, банку, канистру, миску или лоток.
В по существу предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения контейнер представляет чашу, предпочтительно корпус чаши содержит, более предпочтительно состоит из многослойного листового материала по настоящему изобретению. Предпочтительно корпус чаши имеет покрывающий слой на внутренней стороне.
При использовании многослойного листового материала по настоящему изобретению корпус чаши имеет превосходные теплоизоляционные свойства, например, в случае, когда она содержит холодные или горячие напитки. Более того, поглощение жидкости чашей минимально, поскольку покрывающий слой расположен на внутренней стороне чаши, таким образом, укупоривая поры вспененного листового материала от жидкости внутри чаши. Как правило, в чаше покрывающий слой расположен на внутренней стороне чаши, что обеспечивает адекватную пригодность для печати. Однако вспененный листовой материал по настоящему изобретению как таковой имеет хорошую пригодность для печати, устраняя, таким образом, необходимость в специфических слоях на ее внешней стороне.
Способ
Как указано выше, полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) получают при использовании полипропилена (РР), предпочтительно линейного полипропилена (l-РР). Способ включает по меньшей мере стадию (а), на которой полипропилен (РР) реагирует с термически разрушающимся инициатором образования свободных радикалов и необязательно с бифункциональным ненасыщенным мономером(ами) и/или с мультифункциональным ненасыщенным с низкомолекулярной массой полимером(ами), с получением, таким образом, полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP).
Предпочтительно способ по настоящему изобретению включает после стадии (а) следующую стадию (b), на которой в полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) добавляют нуклеирующий агент (NA). Как указано выше, нуклеирующий агент (NA) может быть добавлен отдельно или в качестве смеси с дополнительным полипропиленом с высокой прочностью расплава (HMS-PP'). Дополнительные добавки (А) могут необязательно присутствовать, как правило, в смеси с дополнительным полипропиленом с высокой прочностью расплава (HMS-PP'), в случае присутствия.
Еще более предпочтительно способ по настоящему изобретению включает после стадии (а) следующую стадию (b), на которой в полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) добавляют нуклеирующий агент (NA) и необязательно дополнительные добавки (А), то есть, отличающиеся от нуклеирующего агента (NA). Это может быть осуществлено при использовании указанной выше аддитивной смеси (AM).
Далее полученную таким образом композицию полипропилена подвергают процессу вспенивания с получением, таким образом, пены, содержащей композицию полипропилена по настоящему изобретению.
Относительно определений и предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения: пены, композиции полипропилена, полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP), дополнительного полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP'), полипропилена (РР), полипропилена (РР'), нуклеирующего агента (NA), добавки (А) и аддитивной смеси (AM), ссылка делается на приведенную выше информацию.
Как указано выше, на стадии (а) способа получения композиции полипропилена полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) получают обработкой полипропилена (РР), предпочтительно линейного полипропилена (l-РР), термически разрушающимися инициаторами образования свободных радикалов. Однако в таком случае существует высокий риск того, что полипропилен (РР), предпочтительно линейный полипропилен (РР), разрушается, что вредно. Следовательно, предпочтительно химическую модификацию проводят при дополнительном использовании бифункциональных ненасыщенных мономеров(а) и/или мультифункционального ненасыщенного с низкомолекулярной массой полимера(ов) в качестве химически связывающей мостиковой групп(ы). Подходящий способ получения полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP) описан, например, в ЕР 0787750, ЕР 0879830 А1 и ЕР 0890612 А2. Все документы введены здесь ссылками. Следовательно, количество термически разрушающихся инициаторов образования свободных радикалов, предпочтительно перекисей, предпочтительно составляет в пределах от 0,05 до 3,00 масс. % от общей массы количества полипропилена (РР). Как правило, термически разрушающиеся инициаторы образования свободных радикалов добавляют вместе с бифункциональным ненасыщенным мономером(ами) и/или с мультифункциональным ненасыщенным с низкомолекулярной массой полимером(ами) в полипропилен (РР), предпочтительно в линейный полипропилен (l-РР). Однако также возможно, но менее предпочтительно, сначала добавить бифункциональный ненасыщенный мономер(ы) и/или мультифункциональный ненасыщенный с низкомолекулярной массой полимер(ы) в полипропилен (РР), предпочтительно в линейный полипропилен (l-РР), и затем добавить термически разрушающиеся инициаторы образования свободных радикалов, или наоборот, сначала добавляют термически разрушающиеся инициаторы образования свободных радикалов в полипропилен (РР), предпочтительно в линейный полипропилен (l-РР), и затем добавляют бифункциональный ненасыщенный мономер(ы) и/или мультифункциональный ненасыщенный с низкомолекулярной массой полимер(ы).
Для бифункционального ненасыщенного мономера(ов) и/или мультифункционального ненасыщенного с низкомолекулярной массой полимера(ов), используемых для получения полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP), ссылка делается на часть «полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP)».
Как указано выше, предпочтительно бифункциональный ненасыщенный мономер(ы) и/или мультифункциональный ненасыщенный с низкомолекулярной массой полимер(ы) используют в присутствии термически разрушающегося инициатора образования свободных радикалов.
Перекиси являются предпочтительными термически разрушающимися инициаторами образования свободных радикалов. Более предпочтительно термически разрушающиеся инициаторы образования свободных радикалов выбирают из группы, состоящей из ацильной перекиси, алкильной перекиси, гидроперекиси, перэфира и пероксикарбоната.
Следующие приведенные перекиси являются по существу предпочтительными:
перекись бензоила, перекись 4-хлорбензоила, перекись 3-метоксибензоила и/или перекись метилбензоила.
Алкильные перекиси: перекись аллил t-бутила, 2,2-бис(1-бутилпероксибутан), 1,1-бис(t-бутилперокси)-3,3,5-триметилциклогексан, n-бутил-4,4-бис(1-бутилперкоси) валерат, диизопропиламинометил -t-амил пероксид, диметиламинометил -t-амил пероксид, диэтиламинометил- t-бутил пероксид, диметиламинометил -t-бутил пероксид, 1,1-ди-(1-амилперокси)циклогексан, t-амил пероксид, t-бутилкумил пероксид, t-бутил пероксид и/или 1-гидроксибутил n-бутил пероксид.
Перэфиры и пероксикарбонаты: бутил перацетат, кумил перацетат, кумил перпропионат, циклогексил перацетат, ди-t-бутил перадипат, ди-t-бyтил перазелаинат, ди-t-бутил перглютарат, ди-t-бутил перфталат, ди-t-бутил персибацинат, 4-нитрокумил перпропионат, 1- фенилэтил пербензоат, фенилэтил нитро-пербензоат, t-бутилбицикло-(2,2,1)гептан перкарбоксилат, t-бутил-4-карбометокси пербутират, t-бутилциклобутан перкарбоксилат, t-бутилциклогексил пероксикарбоксилат, t-бутилциклопентил перкарбоксилат, t-бутилциклопропан перкарбоксилат, t-бутилдиметил перциннамат, t-бутил-2-(2,2-дифенилвинил) пербензоат, t-бутил-4-метокси пербензоат, t-бутилпербензоат, t-бутилкарбоксициклогексан, t-бутил пернафтонат, t-бутил пероксиизопропилкарбонат, t-бутил перэфир толуиловой кислоты, t-бутил- 1- фенилциклопропил перкарбоксилат, t-бутил-2-пропил перпентен -2-оат, t-бутил- 1- метилциклопропил перкарбоксилат, t-бутил-4-нитрофенил перацетат, t-бутил нитрофенил пероксикарбамат, t-бутил-N-сукцинимид перкарбоксилат, t-бутил перкротонат, t-бутил пермалеиновая кислота, t-бутил перметакрилат, t-бутил пероктат, t-бутил пероксиизопропилкарбонат, t-бутил перизобутират, t-бутил перактилат и/или t-бутил перпропионат.
Или смеси из указанных выше термически разрушающихся инициаторов образования свободных радикалов.
В одном варианте осуществления стадию (b) начинают, когда прошло по меньшей мере 70%, предпочтительно по меньшей мере от 80%, еще более предпочтительно по меньшей мере 90%, такое как по меньшей мере 95 или 99% реакции между полипропиленом (РР) и термически разрушающимся инициатором образования свободных радикалов и необязательно бифункциональным ненасыщенным мономером с получением полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP).
Если не указано иное, то в следующем предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения описано наоборот.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, на стадии (а) и на необязательной стадии (b) используют экструдер, такой как двухшнековый экструдер.
Применение экструдера является по существу преимуществом, поскольку позволяет одновременное использование, как для получения полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP), так и для последующего добавления нуклеирующего агента в указанный полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP). Как указано выше, нуклеирующий агент (NA) может быть добавлен отдельно или вместе с дополнительными добавками (А), отличающимися от нуклеирующего агента.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения полипропилен (РР) добавляют в экструдер, как подробно указано выше, вместе с термически разрушающимся инициатором образования свободных радикалов, предпочтительно перекисью, и необязательно с бифункциональным ненасыщенным мономером(ами) и/или с мультифункциональным ненасыщенным с низкомолекулярной массой полимером(ами), предпочтительно с бифункциональный ненасыщенный мономер(ы) выбирают из соединения дивинила, аллильных соединений или диенов, с обеспечением полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP) на стадии (а). Также возможно применение комбинации экструдера, расположенного ниже по технологической линии, и устройства для предварительного смешивания, где бифункциональный ненасыщенный мономер(ы) и/или мультифункциональный ненасыщенный с низкомолекулярной массой полимер(ы) и термически разрушающийся инициатор образования свободных радикалов добавляют в полипропилен в устройство для предварительного смешивания.
Затем на стадии (b) нуклеирующий агент (NA), дополнительный полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP'), в случае присутствия, и добавки (А), то есть, отличающиеся от нуклеирующего агента (NA), в случае присутствия, предпочтительно подают в задний по ходу шнековый экструдер, чтобы не мешать реакции модификации для обеспечения полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP), как указано выше.
В этом аспекте используемый в описании настоящей патентной заявки термин «задний по ходу шнековый экструдер» следует понимать, как последние 75% длины шнекового экструдера, предпочтительно последние 70% длины шнекового экструдера, более предпочтительно по меньшей мере 65% длины шнекового экструдера.
Соответственно, экструдер (Е), используемый в способе по настоящему изобретению, предпочтительно имеет по ходу технологической линии питающее отверстие (FT), первую зону смешивания (MZ1), вторую зону смешивания (MZ2) и мундштук (D), где между первой зоной смешивания (MZ1) и второй зоной смешивания (MZ2) расположено боковое питающее отверстие (SFT). Предпочтительно экструдер представляет шнековый экструдер, такой как двухшнековый экструдер. Соответственно, через питающее отверстие (FT) подают полипропилен (РР), термически разрушающийся инициатор образования свободных радикалов, предпочтительно перекись, и необязательно бифункциональный ненасыщенный мономер и/или мультифункциональный ненасыщенный с низкомолекулярной массой полимер, предпочтительно выбранный из соединения дивинила, аллильных соединений или диенов, но не нуклеирующий агент (NA), не дополнительный полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP'), в случае присутствия, и не добавки (А), отличающиеся от нуклеирующего агента (NA), в случае присутствия, следовательно, предпочтительно использование в экструдере питателя и последующее прохождение через расположенную ниже по технологической линии первую зону смешивания (MZ1). Предпочтительно сдвиговое напряжение в указанной первой зоне смешивания (MZ1) является таковым, что полипропилен (РР) расплавляется и начинается реакция между инициатором образования свободных радикалов и необязательным бифункциональным ненасыщенным мономером и/или мультифункциональным ненасыщенным с низкомолекулярной массой полимером. После первой зоны смешивания (MZ1), то есть, между первой зоной смешивания (MZ1) и второй зоной смешивания (MZ2), добавляют, то есть, подают в экструдер нуклеирующий агент (NA), дополнительный полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP'), в случае присутствия, и добавки (А), отличающиеся от нуклеирующего агента (NA), в случае присутствия. Предпочтительно нуклеирующий агент (NA), дополнительный полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP'), в случае присутствия, и добавки (А), отличающиеся от нуклеирующего агента (NA), в случае присутствия, добавляют через боковое питающее отверстие (SFT), следовательно, предпочтительно используют боковой питатель. Далее все компоненты композиции полипропилена, включая нуклеирующий агент (NA), дополнительный полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP'), в случае присутствия, и добавки (А), отличающиеся от нуклеирующего агента (NA), в случае присутствия, пропускают через расположенную ниже по технологической линии вторую зону смешивания (MZ2). Наконец, композицию полипропилена выпускают через мундштук (D).
Предпочтительно первая зона смешивания (MZ1) длиннее, чем вторая зона смешивания (MZ2). Предпочтительно соотношение длины между первой зоной смешивания (MZ1) и второй зоной смешивания (MZ2) [мм (MZ1) / мм (MZ2)] составляет по меньшей мере 2/1, более предпочтительно 3/1, еще более предпочтительно в пределах от 2/1 до 15/1, еще более предпочтительно 3/1 до 10/1.
В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP), полученный на стадии (а), отделяют перед последующей технологической обработкой. Такое отделение может включать хранение и транспортировку полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP) на другое предприятие.
Если не указано иное, то в следующих предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения описано наоборот.
В этом варианте осуществления настоящего изобретения на стадии способа (b) полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) комбинируют с нуклеирующим агентом (NA), при этом нуклеирующий агент (NA) может быть добавлен отдельно или в качестве смеси с дополнительным полипропиленом с высокой прочностью расплава (HMS-PP'). Дополнительные добавки (А), отличающиеся от нуклеирующего агента, могут необязательно присутствовать, как правило, в качестве смеси с дополнительным полипропиленом с высокой прочностью расплава (HMS-PP'), в случае присутствия.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения на стадии (а) используют экструдер, такой как двухшнековый экструдер.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, полипропилен (РР), как подробно указано выше, добавляют в экструдер вместе с термически разрушающимся инициатором образования свободных радикалов, предпочтительно перекисью, и необязательно с бифункциональным ненасыщенным мономером(ами) и/или с мультифункциональным ненасыщенным с низкомолекулярной массой полимером(ами), предпочтительно с бифункциональным ненасыщенным мономером(ом), выбранным из соединения дивинила, аллильных соединений или диенов, с обеспечением на стадии (а) полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP). Также возможно применение комбинации экструдера, расположенного ниже по технологической линии, и устройства для предварительного смешивания, где в устройстве для предварительного смешивания в полипропилен добавляют бифункциональный ненасыщенные мономер(ы) и/или мультифункциональный ненасыщенный с низкомолекулярной массой полимер(ы) и термически разрушающийся инициатор образования свободных радикалов.
Соответственно, экструдер (Е), используемый для получения полипропилена с высокой прочностью расплава (HMS-PP), предпочтительно имеет по ходу технологической линии питающее отверстие (FT), первую зону смешивания (MZ1), необязательно вторую зону смешивания (MZ2) и мундштук (D). Предпочтительно экструдер представляет шнековый экструдер, такой как двухшнековый экструдер. Соответственно, через питающее отверстие (FT) подают полипропилен (РР), термически разрушающийся инициатор образования свободных радикалов, предпочтительно перекись, и необязательно бифункциональный ненасыщенный мономер и/или мультифункциональный ненасыщенный с низкомолекулярной массой полимер, предпочтительно выбранный из соединения дивинила, аллильных соединений или диенов, но не нуклеирующий агент (NA), не дополнительный полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP'), в случае присутствия, и не добавки (А), отличающиеся от нуклеирующего агента (NA), в случае присутствия, следовательно, предпочтительно в экструдере используют питатель и далее пропускают через первую зону смешивания (MZ1), расположенную ниже по технологической линии. Предпочтительно сдвиговое напряжение в указанной первой зоне смешивания (MZ1) является таковым, что полипропилен (РР) расплавляется и начинается реакция между инициатором образования свободных радикалов и необязательным бифункциональным ненасыщенным мономером и/или мультифункциональным ненасыщенным с низкомолекулярной массой полимером.
После первой зоны смешивания (MZ1) полученный продукт пропускают через вторую зону смешивания (MZ2), расположенную ниже по технологической линии, в случае присутствия. Наконец, полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) выпускают через мундштук (D).
В случае, когда присутствует вторая зона смешивания, первая зона смешивания (MZ1) длиннее, чем вторая зона смешивания (MZ2). Предпочтительно соотношение длины между первой зоной смешивания (MZ1) и второй зоной смешивания (MZ2) [мм (MZ1) / мм (MZ2)] составляет по меньшей мере 2/1, более предпочтительно 3/1, еще более предпочтительно в пределах от 2/1 до 15/1, еще более предпочтительно 3/1 до 10/1.
Полученный таким образом полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) затем на стадии (b) комбинируют с нуклеирующим агентом (NA), дополнительным полипропиленом с высокой прочностью расплава (HMS-PP'), в случае присутствия, и добавками (А), отличающимися от нуклеирующего агента (NA), в случае присутствия.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения на стадии (b) используют экструдер, такой как двухшнековый экструдер.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения через питающее отверстие (FT) в экструдер добавляют полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP), как подробно указано выше, вместе с нуклеирующим агентом (NA), дополнительным полипропиленом с высокой прочностью расплава (HMS-PP'), в случае присутствия, и добавками (А), отличающимися от нуклеирующего агента (NA), в случае присутствия. Также возможно применение комбинации экструдера, расположенного ниже по технологической линии, и устройства для предварительного смешивания, где в устройстве для предварительного смешивания нуклеирующий агент (NA), дополнительный полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP'), в случае присутствия, и добавки (А), отличающиеся от нуклеирующего агента (NA), в случае присутствия, добавляют в полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP).
Соответственно, экструдер (Е), используемый для получения композиции пропилена (PC), предпочтительно имеет по ходу технологической линии питающее отверстие (FT), первую зону смешивания (MZ1), необязательно вторую зону смешивания (MZ2) и мундштук (D). Предпочтительно экструдер представляет шнековый экструдер, такой как двухшнековый экструдер. Соответственно, полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP), нуклеирующий агент (NA), дополнительный полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP'), в случае присутствия, и добавки (А), отличающиеся от нуклеирующего агента (NA), в случае присутствия, подают через питающее отверстие (FT), следовательно, предпочтительно используют питатель в экструдере и далее пропускают через первую зону смешивания (MZ1), расположенную ниже по технологической линии. Предпочтительно сдвиговое напряжение в указанной первой зоне смешивания (MZ1) является таковым, что полипропилен с высокой прочностью расплава (HMS-PP) расплавляется и смешивается с нуклеирующим агентом (NA), дополнительным полипропиленом с высокой прочностью расплава (HMS-PP'), в случае присутствия, и добавками (А), отличающимися от нуклеирующего агента (NA), в случае присутствия.
После первой зоны смешивания (MZ1) полученный продукт пропускают через вторую зону смешивания (MZ2), расположенную ниже по технологической линии, в случае присутствия. Наконец, композицию полипропилена (PC) выпускают через мундштук (D).
В случае, когда присутствует вторая зона смешивания, первая зона смешивания (MZ1) длиннее, чем вторая зона смешивания (MZ2). Предпочтительно соотношение длины между первой зоной смешивания (MZ1) и второй зоной смешивания (MZ2) [мм (MZ1) / мм (MZ2)] составляет по меньшей мере 2/1, более предпочтительно 3/1, еще более предпочтительно в пределах от 2/1 до 15/1, еще более предпочтительно 3/1 до 10/1.
Если ясно не указано иное, далее будут приведены предпочтительные признаки всех вариантов осуществления настоящего изобретения и варианты способа.
2
Процесс вспенивания известен специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение. В таком процессе расплав композиции полипропилена по настоящему изобретению, содержащий газообразный или жидкий вспенивающий агент, такой как бутан, смеси бутана и пропана, HFC или СO; мгновенно расширяется при снижении давления. Предпочтительно используют жидкий вспенивающий агент, например, бутан, смеси бутана и пропана. Может быть применен, как непрерывный процесс вспенивания, так и периодический процесс. При непрерывном процессе вспенивания, композицию полипропилена расплавляют и заполняют газом в экструдере под давлением, как правило, выше 20 бар перед экструдированием через мундштук, где давление падает, приводя к образованию пены. Механизм вспенивания полипропилена при экструзии с вспениванием описан, например, в Н. Е. Naguib, С.В. Park, N. Reichelt, Fundamental foaming mechanisms governing the volume expansion of extruded polypropylene foams, Journal of Applied Polymer Science, 91, 2661-2668 (2004). Процессы вспенивания описаны в S. Т. Lee, Foam Extrusion, Technomic Publishing (2000). При периодическом процессе вспенивания композицию полипропилена (микро-)гранулы, смешивают с вспенивающим агентом под давлением и нагревают ниже температуры плавления перед мгновенным сбросом давления в автоклаве. Растворенный вспенивающий агент образует пузырьки и создает пенную структуру. Непрерывное получение вспененных гранул описано, например, в DE 3539352.
Количество вспенивающего агента, как правило, составляет менее 10 масс. % от общей массы полимерной композиции и вспенивающего агента, предпочтительно менее 5 масс. % от общей массы полимерной композиции и вспенивающего агента.
Предпочтительные вспенивающие агенты представляют бутан, смеси бутана и пропана.
Как указано выше, предпочтительно образуется вспененный листовой материал. Способы формирования вспененных листовых материалов общеизвестны из предшествующего уровня техники и среди прочего описаны в TW М 463649, который введен здесь ссылкой в полном объеме. Предпочтительно для получения вспененного листового материала по настоящему изобретению используют способ и устройство, описанные в TW М 463649.
Изделие может представлять контейнер, например, бутылку, чашу, банку, канистру, миску или лоток; наружную тару, например, для контейнера; крышку, например, для контейнера; пленку; вставочный элемент; прокладочный элемент; тару для транспортировки; тубу; подложку; трубы; емкость; панель, например, строительная панель; защитное покрытие, например, защитное покрытие кузова грузовика; ленточный материал; рулонный материал или профильный материал, такой как материал по настоящему изобретению, полученный при использовании процедуры, известной из предшествующего уровня техники.
Применение
Настоящее изобретение дополнительно относится к применению композиции полипропилена (PC) по настоящему изобретению, вспененного листового материала по настоящему изобретению или многослойного листового материала по настоящему изобретению для получения изделия, такого как контейнер.
Контейнер может представлять, например, бутылку, чашу, банку, канистру, миску или лоток.
ПРИМЕРЫ.
А. Методы измерения.
Для приведенного выше описания настоящего изобретения, если ясно не указанно иное, наряду с приведенными ниже Примерами применяют следующие определения терминов и методы определения.
Содержание сомономера в полипропилене
13
Количественное определение содержания сомономеров определяют при использовании известного метода инфракрасной спектроскопии с Фурье-преобразованием (FTIR), калиброванной по результатам количественного С-ядерно-магнитного резонанса (ЯМР) при использовании способа, хорошо известного из предшествующего уровня техники. Тонкие пленки спрессовали до толщины 250 μм и записывали спектр при передаче волн.
-1
-1
В частности, содержание этилена в сополимере полипропилена-этилена определяли при использовании базового скорректированного пика площади поверхности количественных полос при 720-722 и 730-733 см. Сополимеры пропилен-1-бутена оценивали при 767 см. Количественные результаты получены, исходя из толщины пленки.
Температура плавления (Тm) и теплота плавления (Hf), температура кристаллизации (Тс) и теплота кристаллизации (Нc): Температуру плавления Тm и температуру кристаллизации Тс измерили при использовании дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC) и устройства ТА Instruments Q2000 согласно ISO 11357/3 на образцах от 5 до 10 мг. Температуру кристаллизации и плавления получили в цикле нагревание /охлаждение/ нагревание при показателе сканирования 10°С/минуту при температуре в пределах от 30 до 225°С. Температуру плавления и кристаллизации определили, как пики эндотерм и экзотерм в цикле охлаждения и втором цикле нагревания, соответственно.
2
MFR (230°С) измерили согласно ISO 1133 (230°С, нагрузка 2,16 кг).
30
Прочность расплава F и растяжимость расплава v30
Тест описан согласно ISO 16790:2005.
Механическое упрочнение определяют при использовании метода, описанного в статье «Rheotens-Mastercurves and Drawability of Polymer Melts», M.H. Wagner, Polymer Engineering and Sience, Vol. 36, страницы 925-935. Содержание этого документа введено ссылкой. Механическое упрочнение полимеров анализируют при использовании устройства Rheotens (продукт от , Siemensstr.2, 74711 Buchen, Germany), в котором расплавленный жгут удлиняют, протягивая с заданным ускорением.
30
Эксперимент на Rheotens имитирует промышленное формование и экструзию. По существу расплав прессуют или экструдируют через круглый мундштук, в результате чего происходит оттяжение жгута. Напряжение экструдата фиксируют, как функцию свойств расплава и измеряемых параметров (в частности, соотношение между скоростью выхода и тянущей скоростью, в частности измерение скорости вытяжения). Для получения представленных ниже результатов материалы экструдируют при использовании лабораторного экструдера HAAKE Polylab system и шестеренчатого насоса с цилиндрическим мундштуком (L/D=6,0/2,0 мм). Шестеренчатый насос предварительно регулируют до стандартной скорости экструзии 5 мм/с и устанавливают температуру плавления 200°С. Продольная вытяжка между мундштуком и мотальными дисками Rheotens составляет 80 мм. В начале эксперимента скорость наматывания мотальных дисков Rheotens отрегулирована до скорости экструдированного жгута полимера (нулевое усилие натяжения); затем в эксперименте начинают медленно повышать скорость мотальных дисков Rheotens до момента разрыва элементарных волокон полимера. Ускорение мотальных дисков настолько мало, что усилие натяжение измеряют в квази-условиях. Ускорение вытянутого жгута расплава составляет 120 мм/с2. Rheotens работает в комбинации с PC program EXTENS. Эта программа сбора данных в реальном времени обрабатывает и хранит данные измерения силы натяжения и скорости вытяжения. Конечные точки кривой Rheotens (сила натяжения от скорости вращения блока) принимают за F прочности расплава и показатели растяжимости.
Содержание геля
р
p+m
XHU
XHU
XHU
XHU
р
XHU
р
Отвесили около 2 г полимера (m) и поместили на металлическую сетку, и взвесили (m). Полимер на сетке экстрагировали в аппарате Сокслета с кипящим ксилолом в течение 5 часов при температуре кипения. После этого элюент заменили свежим ксилолом и кипятили в течение еще одного часа. Затем сетку высушили и снова взвесили (m+m). Массу фракции, нерастворимой в горячем ксилоле (m), получили при использовании формулы m+m - mm = m, она находится в зависимости от массы полимера (m), с получением фракции, нерастворимой в ксилоле m/m.
Размер частиц/Распределение размер частиц полимера
Провели гранулометрический анализ образцов полимера. При ситовом анализе использовали составную колонну из сит с сетчатым экраном с определенным размером ячеек, соответствующим следующим размерам: >20 μм, >32 μм, >63 μм, >100 μм, >125 μм, >160 μм, >200 μм, >250 μм, >315 μм, >400 μм, >500 μм, >710 μм, >1 мм, >1,4 мм, >2 мм, >2,8 мм. Образцы залили в верхнее сито, которое имеет самый большой размер ячеек. Каждое следующее нижнее сито в колонне имеет меньший размер ячеек по сравнению с расположенным выше (смотрите, размеры, указанные выше). В основании находится сборник. Колонну помещают на механический встряхивающий классификатор для ситового анализа. Встряхивающее устройство трясет колонну. По окончанию встряхивания материал из каждого сита взвешивают. Затем массу образца из каждого сита делят на общую массу, с получением процента остающегося в каждом сите.
Размер частиц нуклеирующего агента
Средний размер частиц d50 расчитывают по распределению размера частиц [массовый процент], как определено при использовании гравиметрического метода осаждения из жидкости согласно ISO 13317-3 при использовании устройства Sedigraph 5100 (Micromeritics Corporation).
Плотность пены
Плотность пены измерили при использовании аналитических и полумикро прецизионных весов Switzerland PRECISA Gravimetrics AG, Switzerland, гидростатических весов (XS225A); метод тестирования: приложение сил Архимеда, автоматический расчет плотности образца.
Размер диаметра ячейки пены
Размер диаметра ячейки пены определили при использовании светооптического микроскопа от Tawain CBS Stereoscopic microscope;
Использовали следующий метод тестирования:
1. Разрежьте полосу вспененного материала в поперечном направлении (CD) и в продольном направлении (MD).
2. Закрепите вспененный материал плоским зажимом и используйте бритвенное лезвие для получения тонких пластин.
3. Сфокусируйте микроскоп на 100× и отрегулируйте падение света на вспененный материал.
4. Проведите измерение длины и ширины каждой отдельной ячейки в CD и MD направлении и зафиксируйте показатели.
5. Посчитайте количество измеренных отдельных ячеек и зафиксируйте показатели.
6. Проведите измерение толщины стенок ячейки по 3-4 касательным линиям по всей длине каждой отдельной ячейки в CD и MD направлении и зафиксируйте показатели.
7. Проведите три измерения общей толщины полосы, начиная с нижней первой измеренной группы ячеек к средней группе ячеек и к верхней группе ячеек.
8. Проведите измерение общей длины, начиная с самой нижней целой ячейки к самой высокой верхней ячейке.
9. Передвигайте поле зрения микроскопа, таким образом, чтобы самая верхняя не целая ячейка касалась нижней части экрана.
10. Повторите этапы измерения 4-9 с каждой отдельной ячейкой в пределах от около 0,200'' до 0,800'' измеряемой полосы. Убедитесь, что общая длина и совокупность ячеек не пересекается. Каждое измерение общей длины после первого измерения начинайте с верхней части самой высокой предшествующей целой ячейки до верхней части следующей самой высокой целой ячейки.
Шероховатость поверхности пены
Шероховатость поверхности пены измерили при использовании портативного тестера шероховатости поверхности, модель SJ-310 от Mitutoyo, Japan. Тестер шероховатости поверхности (также известный, как профилометр) представляет контактный тестер шероховатости поверхности. Определение шероховатости проходит полностью автоматически и выполняется при использовании входящего в комплект программного обеспечения.
В. Примеры
Получение термочаши:
Были проведены следующие стадии.
2
30
30
1. Получение смеси DaployTM WB140HMS от Borealis AG (HMS-PP) с нуклеирующим агентом тальком в массовом соотношении 97/3. Полипропилен с высокой прочностью расплава WB140HMS имел скорость течения расплава MFR (230°С) 2,1 г/10 минут, прочность расплава F=36 сН и растяжимость расплава v=255 мм/с. Тальк представляет собой коммерческий продукт HV4 от IMIFABI company с размером частиц d50 7 μм и d95 20 μм;
2. Подача полученной смеси на 1-ю стадию в 1-ый одношнековый экструдер от Pitac Taiwan (диаметр шнека 90 мм; соотношение L/D 26). Экструдер работает при температуре 200°С (5 нагревательных зон: 150°С; 200°С; 200°С; 200°С; 200°С), расплавляя, таким образом, полимер;
3. Подача 5 масс. % жидкого бутана (в качестве вспенивающего агента) в последнюю секцию 1-го одношнекового экструдера с получением, таким образом, расплавленной смеси;
4. Прохождение расплавленной смеси через 2-ой одношнековый экструдер от Pitac Taiwan (диаметр шнека 120 мм; соотношение L/D 34) с охлаждением, таким образом, расплавленной смеси до 160°С в конце 2-го одношнекового экструдера;
3
5. Прохождение расплавленной смеси с 4-ой стадии через экструзионный мундштук, расположенный в конце 2-го экструдера; когда выходящий из экструдера расплав увеличивается в размерах при падении давления в условиях атмосферного давления (разница составляет около 100 бар); за счет мгновенного падения вспенивающий агент в расплавленной смеси увеличивается в размерах, вызывая, таким образом, вспенивание и приводя в результате к образованию вспененной структуры; далее вспененную структуру охлаждают в охлаждающих барабанах до температуры ниже 100°C с получением, таким образом, листов пены с плотность 200 кг/м и толщиной 0,7 мм;
6. Последующее прохождение листа пены и ВОРР пленки 20 μм толщиной через встроенный в технологическую линию блок экструзионного ламинирования YC Group Taiwan для ламинирования листа пены с одной стороны подложкой, полученной из коммерческого полипропилена РС932 от LCY, Tawain и с другой стороны указанной подложки ВОРР пленкой, с получением, таким образом, 3 слойного листа из 0,7 мм листа пены, 50 μм подложки и 20 μм ВОРР пленки;
7. Сворачивание 3 слойного листа в рулонный материал;
8. Выдержка 3 слойного листа в течение 3 дней и последующая технологическая обработка 3 слойного листа при использовании прокаточной машины от Pitac Tawain с получением плоских листов шириной 652 мм и длиной 762 мм, с одновременной обработкой слоя пены 3 слойного листа коронным разрядом;
9. Последующее нанесение печати на прошедшую обработку коронным разрядом поверхность прошедшего обработку прокаточной машиной листа при использовании устройства для УФ офсетной печати от Komori Japan и последующее прохождение процесса высекания штампом от Baodear Tawain с получением материала вставочного элемента;
10. Материал вставочного элемента используют в чашеформующем устройстве от АСЕ PACK Korea с получением термочаши (во время процесса материал вставочного элемента для боковой поверхности чаши нагревают вплоть до 280°С; температура сваривания бокового шва составляет 450°С для расплавления малой площади поверхности материала вставочного элемента для боковой поверхности чаши, что делает его пригодным к соединению, при этом материал вставочного элемента для донной части (ширина от 80 мм) чаши нагревают вплоть до 100°С для проведения стадий формования и высекания с получением, таким образом, донной части чаши; далее проводят нагревание указанной донной части чаши вплоть до 300°С и вальцовку боковой поверхностью чаши; процесс завальцовки верхнего края чаши проводят нагреванием стороны, противоположной донной части боковой поверхности чаши вплоть до 400°С и последующим проведением процесса завальцовки.