用于管材應用的丙烯無規共聚物組合物的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及成核的丙締無規共聚物組合物，其具有改善的關于機械性能的性能平 衡，所述機械性能包括適用于管材應用的沖擊性能和加工性能。
【背景技術】
[0002] 聚丙締材料常被用于多種管材和管件應用（例如流體輸送，如水或天然氣），其間 所述流體被加壓和/或加熱。尤其是，聚丙締材料用于管道和供暖的應用，例如內部熱和冷 水加壓管材和管件、地板和墻壁供暖系統和散熱器連接物。
[0003] 因此，丙締無規共聚物尤其適用于用作熱水和工業管材的加壓管材應用，因為無 規共聚物具有，尤其是，優良的沖擊性能、勁度、抗蠕變性和慢開裂性及長期耐壓性。
[0004] 本文所使用的表述"加壓管材"指當使用時，使其經受正壓的管材，即：所述管材內 部的壓力高于所述管材外部的壓力。
[0005] 眾所周知的是增加沖擊或勁度性能的一個而犧牲另一個。
[0006] 此外，用于熱和冷水壓力應用的丙締無規共聚物系的管材常被著色，例如綠色、灰 色、藍色和白色等。不同的顏料對丙締無規共聚物具有不同的成核作用，且作用強度從一個 顏色到另一個顏色的變化將導致尺寸的變化，因為收縮的差異與成核相關。
[0007]自然地，加工性（如管材生產時的擠出產出率和管件注塑成型時更短的循環時 間）W及最終管材和/或管件的表面質量應是工業上可行的。
[0008] 對于a成核的聚丙締管材，Borealis(博里利斯）的W00068315(EP1183307)公 開了丙締的成核均聚物和多相共聚物，并提及管材作為最終應用的眾多選項之一。所述方 案集中于模塑應用，且實施例為具有高烙體流動速率的均聚丙締和多相聚丙締，其不適用 于管材應用。
[0009]Borealis(博里利斯）的W099/24479公開了成核的丙締聚合物，但是實施例公開 了丙締的均聚物和丙締的多相共聚物。丙締的多相共聚物被記述為"堅硬的（stiff)"(實 施例9和10,例如彎曲模量為大約1500和ieOOMPa)，據此它們適用于污水管材的應用。
【發明內容】
[0010] 本發明設及一種適用于管材應用的聚丙締組合物，其包括
[0011] 具有至少一個共聚單體的多峰丙締無規共聚物（A)和成核劑度)，所述共聚單體 選自具有2或4至8個碳原子的a-締控，
[0012] 其中根據IS0179/leA:2000,使用缺口注塑成型的樣本測定所述聚丙締組合物在 23°C具有至少30kJ/m2的卡比缺口沖擊強度。
[0013] 本發明進一步的特征在于本發明的聚丙締組合物的多峰丙締無規共聚物（A)不 包含分散于其中的彈性體相。
[0014] 已令人驚奇地發現，依據本發明所述的聚丙締共聚物不僅顯示出優良的機械性能 (關于彎曲模量），也顯示出優良的沖擊性能，運可由室溫下，也優選在低溫下的卡比缺口 沖擊強度看出。更優選地，本發明的多峰聚丙締共聚物由張應力可見，顯示出有利地可行的 抗蠕變性。進一步優選地，本發明的多峰聚丙締組合物具有加壓管材應用所需的有益的耐 壓性。本發明的多峰聚丙締組合物在管材擠出和/或模塑管件的循環時間方面，也優選地 具有有利的加工行為。所得最終的管材或管件具有均一的收縮行為和優良的表面質量。
[0015]用于熱和冷水應用的加壓管材在聚丙締管材應用領域具有眾所周知的意義，且其 意味著對于本領域普通技術人員普遍接受的關于管材適用于運樣的性能要求。
[0016]丙締無規共聚物表示一種丙締單體單元和共聚單體單元的共聚物，其中所述共聚 單體單元是無規分布在聚合鏈中的。因此，所述丙締無規共聚物包括不溶于二甲苯的部 分-二甲苯冷不溶狂CU)部分，其基于所述丙締無規共聚物的總量占至少70wt%，更優選至 少8〇￥1%，更加優選至少85￥*%，最優選至少9〇￥1%的量。
[0017] 因此，所述無規共聚物不包含分散于其中的彈性聚合物相。
[0018] 對本領域普通技術人員已知的是，所述無規共聚物與多相聚丙締不同，所述多相 聚丙締是丙締的共聚物，其包含具有一個或多個乙締和C4-C8a-締控共聚物的丙締同型 (homo)或無規共聚物基質組分（1)和丙締的彈性體共聚物組分（2)，其中所述彈性體（無 定型）共聚物組分（2)分散在所述丙締同型或無規共聚物基質聚合物（1)中。
[0019] 通常，丙締聚合物包含至少兩個丙締聚合物部分（組分），其在不同的聚合條件下 被生產，導致對于所述部分的不同的（重量平均）分子量和/或不同的共聚單體含量，優選 地通過在具有不同聚合條件的多個聚合階段聚合來生產，被稱為"多峰的"。前綴"多"設及 組成丙締聚合物的不同聚合物部分的數目。例如多峰聚丙締；僅由兩個部分組成的丙締聚 合物被稱為"雙峰的"，而僅由=個部分組成的丙締聚合物被稱為峰的"。
[0020] 因此，術語"不同"意指所述丙締聚合物部分在至少一種性質上彼此不同，優選地 在重均分子量或共聚單體含量上不同或二者均不同，更優選至少在重均分子量中不同。
[0021] 分子量分布曲線的形式，即：聚合物重量部分對其分子量，及對運樣的多峰丙締聚 合物的函數圖像的外觀，與單獨部分的曲線相比至少是明顯加寬的。
[0022] 本發明所使用的丙締無規共聚物是多峰丙締無規共聚物，更優選是雙峰丙締無規 共聚物。優選地，所述多峰丙締無規共聚物（A)由兩個丙締共聚物部分組成，具有條件為至 少兩個部分中的一個，優選兩個部分都是丙締無規共聚物部分。
[0023]因此，所述丙締均聚物表示基本上由丙締單體單元組成的聚合物。由于大規模 聚合的需要，丙締均聚物包括較少量的共聚單體是可能的，其通常低于所述丙締均聚物的 0.Imol%，優選低于0. 05mol%，最優選低于0.Olmol%。
[0024]成核劑表示一種化合物或組合物，其加入的目的為在固體聚合物中增加結晶速 率，并導致固體聚合物的提高的結晶度（并常導致更小的晶體尺寸）。
[00巧]用于本發明的聚丙締組合物中的多峰丙締無規共聚物（A)包含至少一個選自具 有2或4至8個碳原子的a-締控的共聚單體。
[0026] 所述多峰丙締無規共聚物（A)可包含僅一種類型的共聚單體或兩種或多種類型 的共聚單體。
[0027] 所述多峰丙締無規共聚物（A)的共聚單體優選地選自Cz及C4至CeQ-締控。尤 其優選的共聚單體是乙締。
[0028] 對于本發明的聚丙締組合物特別合適的是多峰丙締無規共聚物（A)，其是具有乙 締共聚單體的丙締無規共聚物。
[0029] 優選的是所述丙締無規共聚物（A)(其優選為具有乙締共聚單體的丙締無規共聚 物）包含至少具有低分子量的丙締無規共聚物（低分子量（LMW)部分）和具有高分子量的 丙締無規共聚物（高分子量（HMW)部分）。因此，所述LMW部分比HMW部分具有更低的重均 分子量。
[0030] 眾所周知的是聚合物的烙體流動速率（MFR)是聚合物重均分子量（Mw)的一個指 征，聚合物的MFR越高，Mw越低；各自地，聚合物的MFR越低，Mw越高。因此，低分子量部分 的MFR高于高分子量部分的MFR。
[0031] 優選地，低分子量部分和高分子量部分均為丙締無規共聚物部分，它們可具有基 本上相同的或不同的共聚單體含量。因此優選的是高分子量部分與低分子量部分相比，具 有相同的至更高的，優選更高的共聚單體含量。
[0032] 所述高分子量部分的共聚單體含量，基于高分子量部分的單體單元總含量，通 常處于的范圍是1. 0-17.Omol%，優選1. 5-10.Omol%，更優選3. 5-8. 5mol%，更加優選 5. 0-8.Omol%，最優選 6. 0 到 7. 5mol%。
[0033] 所述低分子量部分的共聚單體含量，基于低分子量部分的單體單元總含量， 通常處于的范圍是0. 1-11.Omol%，優選1. 5-8. 5wt%，更優選3. 5-7. 5mol%，最優選 5. 0-6. 5mol%。
[0034] 在本發明的一個優選實施方案中，所述多峰丙締無規共聚物（A)包含至少低分子 量部分（LMW部分）和高分子量部分（HMW部分），其中所述高分子量部分（HMW部分）比低 分子量部分（LMW部分）具有更高的共聚單體（優選乙締共聚單體）含量。在運個優選的 實施方案中，所述HMW部分的共聚單體（優選乙締共聚單體）含量處于上文所限定的優選 范圍內。
[0035] 所述多峰丙締無規共聚物（A)的共聚單體含量，基于多峰丙締無規共聚物 (A)中單體單元總含量，通常處于的范圍是0.l-14mol%，優選1. 5-10.Omol%，更優選 3. 5-8. 5mol%，更加優選 4. 0-7.Omol%，最優選 4. 5-6. 5mol%。
[0036] 所述低分子量部分和所述高分子量部分可包括相同類型的共聚單體或不同類型 的共聚單體。因此，優選的是兩個部分均包括相同類型的共聚單體。
[0037] 所述低分子量部分，基于所述丙締無規共聚物的總量（lOOwt% )優選W 35-55wt%的量，更優選W40-50wt%的量存在，最優選W40-47wt%的量存在于所述丙締 無規共聚物中；所述高分子量部分，基于所述丙締無規共聚物的總量（lOOwt% )，優選W 65-45wt%的量，更優選W60-50wt%的量，最優選W60-53wt%的量存在于丙締無規共聚 物中。
[0038] 所述多峰丙締無規共聚（A)優選具有890到910,優選895到90化g/m3的密度。
[0039] 優選的是所述丙締無規共聚物（A)由如上下文所定義的具有低分子量的丙締無 規共聚物（低分子量（LMW)部分）、具有高分子量的丙締無規共聚物（高分子量（HMW)部 分）、成核劑度）和任選的另外的添加劑組成。
[0040] 所述多峰丙締無規共聚物（A)可進一步包含預聚物部分。在預聚物部分存在的情 況下，所述部分被計算至低分子量部分或高分子量部分的量（wt% )，優選至高分子量部分 的量。所述預聚物部分可W是丙締均聚物或共聚物。
[0041] 特別優選的是，依據本發明所述的聚丙締組合物由如上下文所定義的丙締無規共 聚物（A)、成核劑度）和任選的另外的添加劑組成。
[0042] 因此，所述多峰丙締無規共聚物（A)的量，基于聚丙締組合物的總重量 (IOOwt% )，優選為 90. 0-99. 75wt%、更優選 95. 0-99. 75wt%，更加優選 96. 5-99. 75wt%。
[0043] 用于本發明的所述聚丙締組合物中的成核劑度）優選選自：
[0044]-聚合成核劑；
[004引-單簇酸和多簇酸鹽，例如苯甲酸鋼；
[004引-山梨糖醇化合物，例如山梨糖醇或木糖醇的二縮醒，如1，3:2, 4雙化4-二甲基 苯亞甲基）山梨糖醇（CAS-號：135861-56-2,例如Millad3988,供應商Milliken);
[0047]-壬醇（nonitoU系的成核劑，例如1，2, 3-S脫氧基-4, 6:5, 7-雙-0-((4-丙基 苯基）亞甲基壬醇（CAS-號：882073-43-0,例如MilladNX8000,供應商Mill化en);
[004引-憐系的化合物，例如單-、雙-或四-苯基憐酸醋，例如2,