[发明专利]具有低收缩率和CLTE的高流动性聚烯烃组合物

说明书

本发明涉及一种新的具有低收缩率和线性热膨胀系数(CLTE)的聚烯烃组合物以及其制备。

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，聚合物的收缩率和热膨胀率极为重要。收缩率影响零件的加工(尤其在注塑中)，而线性热膨胀系数(CLTE)在零件寿命期间很重要。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)应当尽可能低。

降低机动车化合物的收缩率和线性热膨胀系数(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%)。通过填料添加实现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具有差的韧性、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。为使对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)、低收缩率和相当低的重量的聚烯烃组合物，而不损害所述组合物的韧性和刚度。另外，期望增强由聚烯烃组合物制成的零件的耐刮划性。

本发明的一个发现是提供一种聚烯烃组合物，所述聚烯烃组合物包含

(a)多相丙烯共聚物(HECO)，所述多相丙烯共聚物(HECO)包含

(a1)具有30克/10分钟到350克/10分钟的熔体流动速率MFR₂(230℃)的聚丙烯(PP)，和

(a2)具有在1.5dl/g到3.0dl/g范围内的特性粘数(IV)的弹性体丙烯共聚物(E)，所述特性粘数(IV)是以多相丙烯共聚物(HECO)的二甲苯冷可溶物(XCS)部分的特性粘数(IV)测得的，和

(b)聚乙烯(PE)，其具有15克/10分钟到100克/10分钟、优选大于15克/10分钟到100克/10分钟的熔体流动速率MFR₂(190℃)，

其中

(i)总的聚烯烃组合物(PO)具有大于15克/10分钟到200克/10分钟的熔体流动速率MFR₂(230℃)，并且

(ii)弹性体丙烯共聚物(E)与聚乙烯(PE)的重量比小于2.0。

为进一步改善聚烯烃组合物(PO)的性能，可将无机填料(F)和/或与上文所提及的第一聚乙烯(PE)不同的第二聚乙烯(PE2)并入聚烯烃组合物(PO)中。

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，收缩率以及线性热膨胀系数(CLTE)值非常低，而不损害机械性能，如韧性和刚度(参见实施例)。还积极影响了耐刮划性。

在下文中将更详细地描述本发明。

如上文所提及，特别在机动车领域应使用聚烯烃组合物。在该领域中，有趋向较大制品的趋势。这类制品的问题在于在制造期间需要高压。为降低压力，所用材料的熔体流动应当相当高。因此，本发明的聚烯烃组合物应具有大于15克/10分钟到200克/10分钟、优选20克/10分钟到150克/10分钟、更优选20克/10分钟到80克/10分钟、还更优选22克/10分钟到80克/10分钟的熔体流动速率MFR₂(230℃)。

本发明的另一重要方面为聚烯烃组合物中存在相当高的量的聚乙烯(PE)。已观测到，利用少量的聚乙烯(PE)，不能实现热膨胀率和/或收缩率的期望改善。因此，优选地，弹性体丙烯共聚物(E)与聚乙烯(PE)的重量比[(E)/(PE)]小于2.0，更优选小于1.8，仍更优选在1.0到2.0范围内，还更优选在1.2到1.8范围内，仍还更优选在1.2到小于1.6范围内。