[发明专利]官能化聚丙烯和生产方法

说明书

                    本发明领域

本发明涉及具有粘度与泛黄指数特性的独特组合的新的官能化聚丙烯。本发明还涉及一种新的聚丙烯官能化的方法。

                    本发明背景 

单体接枝到聚烯烃上是已知的(见M.P.Stevens，(Addison-Wesley)的“Polymer Chemistry”，1975年，第196-202页)。例如，马来化是接枝的一种，其中马来酸酐被接枝到聚合物的主链上。聚烯烃的马来化至少分成3组：聚乙烯的马来化、聚丙烯的马来化、丙烯和乙烯或其它单体的共聚物的马来化。

聚乙烯的马来化提供较高分子量的产物，并且除非做特殊准备，否则由于交联该产物的熔体指数会显著减小(例如见“Journal ofApplied Polymer Science”，44，1941年，N.G.Gaylord等(1992)；和美国专利第4,026,967、4,028,436、4,031,062、4,071,494、4,218,263、4,315,863、4,347,341、4,358,564、4,376,855、4,506,056、4,632,962、4,780,228、4,987,190、以及5,021,510号)。聚丙烯的马来化按相反的趋势进行，获得较低分子量的产物，并且由于在马来化过程中的碎裂流速急剧增加(例如见美国专利第3,414,551、3,480,580、3,481,910、3,642,722、3,862,265、3,932,368、4,003,874、4,548,993、和4,613,679号)。文献中的一些参考资料没有提到聚乙烯和聚丙烯的马来化的区别，申请的专利范围为聚烯烃在一定条件下的马来化，这些条件分别只对聚乙烯或聚丙烯有用。通常，使聚丙烯马来化的条件对于聚乙烯的马来化并不理想，这是因为各自的马来化的化学具有相反的特性：对于聚丙烯而言是碎裂成较低分子量，而对于聚乙烯而言是交联成较高分子量。这显示在美国专利第4,404,312号中。丙烯和乙烯或其它单体的共聚物的马来化遵循多数组分的模式。

聚丙烯的马来化可以进一步再细分为间歇式或连续式方法。在间歇式方法中，通常保持所有的反应物和产物在整个间歇制备时间内处于反应中。一般间歇式马来化方法由于其高成本，因而难于具有商业上的竞争性。固有地更昂贵，由于需要试运转和净化(cleanup)费用，间歇式方法本来就更为昂贵。

在前述文献中所述的马来化聚丙烯也可以被分成两种产物类型，作为是否包括溶剂的官能，或者作为反应期间或马来化产物的后处理(Workup)中的溶剂。在美国专利3,414,551、4,506,056、和5,001,197中，产物的后处理包括将马来化聚丙烯产物溶解在溶剂中，随后进行沉淀或者用溶剂进行洗涤。该处理除去了可溶性成分，并由此改变“表观”分子量和酸值。采用挤出机生产产物的方法中保留了溶剂溶解成分。此外，挤出机方法常常在该方法的后期阶段将真空系统结合进来，以除去挥发性的低分子量成分。由此，与从溶剂方法得到的那些产物或在产物后处理中使用溶剂的那些产物相比，用挤出机生产的产物中存在必要的不同成分。

聚烯烃马来化的另一细致分类与反应方法的状态有关。溶剂方法、或其中加入溶剂以使聚丙烯溶胀的方法(见美国专利第4,370,450号)常常在低于熔融聚烯烃(无溶剂)方法的温度下进行。这些方法只包含表面马来化，在表面之下大量的聚丙烯未被马来化。采用熔融聚丙烯的方法包括所有聚丙烯的无规马来化。溶剂方法也更昂贵，是因为必须有溶剂回收/提纯。如果该方法固有地产生挥发性副产物，如在马来化中，则溶剂提纯甚至更昂贵。注意如果水是“溶剂”，则聚丙烯不可溶，并且反应必定只在聚丙烯固相表面发生。进一步地，在含水方法中，马来酸酐与水反应成为马来酸。采用这两种方式的包含水的方法必然地不同于非含水方法。在熔融方法中，在该方法的最终没有溶剂或水残留以被提纯或再利用。这样，熔融方法在环保方面将“更具绿色”，并且较为便宜。

                    本发明概要

本发明的组合物包含官能化聚丙烯，它具有至少为77的泛黄指数色(yellowness index color)，和在190℃时大于7000cP的布鲁克菲尔德热粘度(Brookfield Thermosel viscosity)。优选官能化聚丙烯进一步的特征在于具有大于6毫克KOH/克聚合物的酸值。