[发明专利]具有低CLTE和高刚度的多相聚丙烯

说明书

本发明涉及一种新的具有低线性热膨胀系数(CLTE)和高刚度的多相丙烯共聚物以及其制备。

聚丙烯是许多应用中选用的材料，这是因为其可适合于所需的特定目的。例如，多相聚丙烯广泛用于机动车工业(例如保险杠应用)，这是因为其结合良好刚度与合理的耐冲击强度性能。多相聚丙烯含有其中分散有非晶相的聚丙烯基体。非晶相含有丙烯共聚物橡胶，如乙烯丙烯橡胶(EPR)或乙烯丙烯二烯单体聚合物(EPDM)。另外，多相聚丙烯多少含有一点结晶聚乙烯。在机动车工业中，这种多相聚丙烯等级含有最多约30重量%的量的丙烯共聚物橡胶，所述丙烯共聚物橡胶通常在一个或两个气相反应器中直接制备或通过混配步骤从外部添加到基体中。

在机动车外部应用领域中，聚合物的热膨胀极为重要。线性热膨胀系数(CLTE)决定两个零件之间的最小间隙宽度。多数时候，零件由不同材料制成。为避免零件中的大间隙和高应力，线性热膨胀系数(CLTE)应当尽可能的低。

降低机动车化合物的线性热膨胀系数(CLTE)的常规方式是并入无机填料(通常以高载量，即10重量%到30重量%)。通过填料添加达成的热膨胀率和收缩率的降低基于在多数时候同时作用的两种不同机制：

·利用具有较低收缩率/CLTE的材料的体积稀释

·具有低CLTE和高模量的分散相的机械限制。为此，通常使用具有高长宽比的填料。

该方法的缺点在于材料可能经受差的韧性、不好的外观和难以加工的问题。此外，这些零件的重量由于填料并入而增加。为使填料并入的需求最小化，聚合物自身应当以高的尺寸稳定性为特征。

因此，本发明的一个目的是提供一种具有低线性热膨胀系数(CLTE)、相当低的密度的聚烯烃组合物，而不损害所述组合物的刚度。

本发明的一个发现是利用相当高的量(即大于150ppm)的乙烯基环烷烃聚合物和/或乙烯基烷烃聚合物使多相聚丙烯进行α-成核。另一发现是多相聚丙烯的二甲苯冷可溶物(XCS)部分与二甲苯冷不可溶物(XCI)部分的特性粘数比[(XCS)/(XCI)]等于或小于1.6。

因此，本发明涉及一种聚烯烃组合物(PO)，所述聚烯烃组合物(PO)包含：

(a)多相丙烯共聚物(HECO)，所述多相丙烯共聚物(HECO)包含

(a1)为多相丙烯共聚物(HECO)的基体的聚丙烯(PP)，和

(a2)弹性体丙烯共聚物(E)，

所述多相丙烯共聚物(HECO)的二甲苯冷可溶物(XCS)部分与二甲苯冷不可溶物(XCI)部分的特性粘数比[(XCS)/(XCI)]等于或小于1.6，和

(b)大于150ppm到等于或小于800ppm的选自乙烯基环烷烃聚合物、乙烯基烷烃聚合物及其混合物的成核剂(VP)。

已经出人意料地发现，这种聚烯烃组合物(PO)具有比本技术领域中的已知组合物优越的性能。特别地，线性热膨胀系数(CLTE)值非常低，而不损害机械性能，如刚度(参见实施例)。

在下文中将更详细地描述本发明。

本发明的聚烯烃组合物(PO)的一种必要组分是多相丙烯共聚物(HECO)。

如本发明所使用的表述“多相”表示弹性体丙烯共聚物(E)(精细地)分散于聚丙烯(PP)中。换句话说，聚丙烯(PP)构成基体，其中弹性体丙烯共聚物(E)在所述基体、即聚丙烯(PP)中形成包含物。因此，基体含有不是基体的一部分的(精细地)分散的包含物，且所述包含物含有弹性体丙烯共聚物(E)。根据本发明的术语“包含物”应优选地表示基体和包含物在多相体系内形成不同的相，所述包含物例如通过高分辨率显微镜、如电子显微镜或扫描力显微镜是可见的。

另外优选地，多相丙烯共聚物(HECO)包含仅聚丙烯(PP)和弹性体丙烯共聚物(E)作为聚合物组分。换句话说，多相丙烯共聚物(HECO)可含有其他添加剂，但不以基于总的多相丙烯共聚物(HECO)、更优选地基于丙烯共聚物(HECO)中所存在的聚合物超过5重量%、更优选超过3重量%、如超过1重量%的量含有其他聚合物。一种可以以如此低的量存在的额外聚合物是聚乙烯，所述聚乙烯是通过多相丙烯共聚物(HECO)的制备获得的反应产物。因此，特别应了解，如本发明中所限定的多相丙烯共聚物(HECO)含有仅聚丙烯(PP)、弹性体丙烯共聚物(E)和任选地如本段落中所述的量的聚乙烯。