用于容器的成核聚丙烯組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種由聚丙烯組合物制成的容器，該聚丙烯組合物具有加工性能、沖 擊/剛度平衡、有利的顏色和感官性能的改善的組合。該容器通常是成型容器，尤其是注射 成型容器。
【背景技術(shù)】
[0002] 諸如包裝應(yīng)用（例如食品和醫(yī)療包裝及塑料杯）的用于容器的注射成型件對用來 制造這些制品的聚合物材料給予了具體要求。對于這些大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用，最重要的是良好 的加工性能。此外，用于包裝的制品必須提供足夠的剛度/沖擊平衡來對最終制品提供足 夠的堅度和完整性。最后，材料（尤其是用于食品和醫(yī)療包裝的材料）還應(yīng)具有良好的感 官性能。在一些應(yīng)用中，也需要良好的光學(xué)性能。
[0003] 聚丙烯的用于改善加工性能的高熔體流動速率（MFR)可以在聚合過程中通過以 下方式來提供：通過使用諸如氫氣的所謂鏈終止劑（也被稱作例如分子量控制劑或MFR控 制劑）或通過用過氧化物處理生成的聚丙烯以降低聚合物的鏈長度（所謂的減粘裂化）來 控制形成的聚合物的鏈長度。
[0004] 增加的MFR增加了剛度，而同時犧牲了沖擊強度性能。如果使用過氧化物處理生 產(chǎn)高M(jìn)FR的聚丙烯，則與在聚合過程中提供高M(jìn)FR的聚丙烯相比，這對沖擊性能有較少的劣 化作用。其原因被認(rèn)為是過氧化物處理（減粘裂化）的高M(jìn)FR的聚丙烯的分子量分布（MWD) 比"反應(yīng)器制備"的高M(jìn)FR的聚丙烯的MWD窄。但是，眾所周知的是：減粘裂化的聚丙烯一 般具有不希望的感官性能，例如不想要的味道和氣味，并可能使最終產(chǎn)品有不希望的顏色 效果（黃顏色）。
[0005] 因此，對于具有令人滿意的沖擊/剛度平衡及良好的加工性能，并且同時具有良 好的顏色性能和感官性能的組合物，特別是用于薄壁包裝的組合物有需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 因此，本發(fā)明提供一種用于食品包裝的成型容器，其包含一種聚丙烯組合物，優(yōu)選 其由一種聚丙烯組合物組成，所述聚丙烯組合物包含
[0007] -丙烯均聚物或丙烯共聚物（A)，其具有
[0008] ⑴根據(jù)ISO 1133在230°C和2. 16kg的載荷下測定的為至少25g/10min的熔體 流動速率；和
[0009] (ii)在組分⑷是共聚物的情況下，共聚單體含量不超過5. Owt. % ;
[0010] 及
[0011] -成核劑⑶。
[0012] 已驚訝地發(fā)現(xiàn)：本發(fā)明的容器的聚丙烯組合物的上述定義特征的組合提供了非常 有利的沖擊/剛度平衡。出乎意料地，所述的組合對成型容器提供了提高的沖擊性能，同時 使剛度至少保持在例如對注射成型容器有利的水平。結(jié)果是，本發(fā)明的容器具有優(yōu)良的堅 度，并且額外地有較少或沒有翹曲問題。
[0013] 此外，本發(fā)明的丙烯均聚物或共聚物（A)和成核劑（B)的組合提供了良好的感官 性能，并且額外地，例如薄壁制品即使沒有任何額外的成核劑/澄清劑時也有利地是清晰 的和透明的并具有發(fā)白的外觀。例如，當(dāng)容器被堆積起來時，形成的堆疊具有理想的發(fā)白的 外觀。如果需要，則使用額外的成核劑和/或澄清劑可以進(jìn)一步改善清晰度和剛度。
[0014] 對于有利的加工性能，本發(fā)明的聚合物組合物的流動性優(yōu)良。而且，本發(fā)明的容器 的聚丙烯組合物可以使生產(chǎn)容器的總周期時間減少。周期時間在本文中被定義為，將聚丙 烯熔體（優(yōu)選通過注射）引入模具及固化并從模具移除成型（優(yōu)選注射成型）制品所需要 的時間。此外，所述的容器的聚丙烯組合物的特征可以使成型工藝過程中的加工溫度降低。
[0015] 最后，感官性能也比平常的過氧化物處理的高流動聚丙烯材料的感官性能更好。 此外，可以避免任何降解問題。
[0016] "本發(fā)明的聚丙烯組合物"、"本發(fā)明的容器的聚丙烯組合物"和"本發(fā)明的容器"在 本文中也被簡稱為"聚丙烯組合物"、"容器的聚丙烯組合物"和"容器"。
[0017] 優(yōu)選地，該成型容器（本文中稱作"容器"）是注射成型（IM)的容器。
[0018] 本發(fā)明的容器優(yōu)選具有3. 0_或更薄的壁厚。更優(yōu)選地，容器的壁厚為2. 0_或更 薄，還更優(yōu)選1. 〇mm或更薄。下限優(yōu)選為0. 2mm。優(yōu)選地，該容器的壁厚在0. 3mm至1. 0mm 的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0. 4mm至0. 9mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0. 4mm至0. 75mm的范圍內(nèi).
[0019] 除非另有說明，否則下文定義的本發(fā)明的容器的優(yōu)選性能是通過如下方式測量 的：根據(jù)測量的要求，通過重新熔化容器，并將這樣的熔體用于性能測量，或首先從熔體形 成測試樣品并將所得到的測試樣品用于性能測量。下文使用的"（本發(fā)明的）容器的聚丙 烯組合物"的性能的表述表示所定義的性能是在聚丙烯組合物被成型成本發(fā)明的容器之前 由該聚丙烯組合物測量的。
[0020] 本發(fā)明的容器的沖擊性能和剛度性能各自之間的有利平衡在本文中一般分別表 述為卡畢缺口沖擊強度（Charpy Notched Impact Strength)、儀器化落錘（IFW)和拉伸模 量；本發(fā)明的容器的聚丙烯組合物的優(yōu)異加工性能一般表現(xiàn)為熔體流動速率、螺旋流和用 于生產(chǎn)容器的總周期時間；并且，有利的光學(xué)性能表示為霧度。上述測定方法（包括樣品制 備）在下文"測量方法"中定義。
[0021] 容器的聚丙烯組合物（優(yōu)選容器）優(yōu)選具有根據(jù)ISO 1133在230°C和2. 16千克 的載荷下測定的為至少25g/10min、至少35g/10min，更優(yōu)選為至少45g/10min并且最優(yōu)選 為至少50g/10min的熔體流動速率MFR 2。優(yōu)選地，所述的容器的聚丙烯組合物（優(yōu)選容器） 的MFR2不高于200g/10min，更優(yōu)選不高于125g/10min并且最優(yōu)選不高于80g/10min。
[0022] 丙烯均聚物或共聚物（A)優(yōu)選是丙烯與一種或多種烯烴共聚單體的共聚物，優(yōu)選 是丙烯與一種或多種烯烴共聚單體的無規(guī)共聚物。
[0023] 術(shù)語"無規(guī)"表明共聚單體在丙烯共聚物中無規(guī)分布。根據(jù)IUPAC(高分子科學(xué)中 的基本術(shù)語；IUPAC推薦1996)來理解術(shù)語無規(guī)。
[0024] 容器的聚丙烯組合物（優(yōu)選容器）的總烯烴共聚單體含量基于聚丙烯組合物的總 重量（100wt. % )，優(yōu)選基于容器的重量，優(yōu)選不超過5. Owt. %，優(yōu)選不超過4. Owt. %，更優(yōu) 選不超過3. Owt. %，仍更優(yōu)選不超過2. 5wt. %，仍更優(yōu)選不超過1. 75wt. %，仍更優(yōu)選不超 過1. 5wt. %，并且最優(yōu)選不超過1. 3wt. %，并且進(jìn)一步優(yōu)選所述總烯烴共聚單體含量基于 聚丙烯組合物的總重量（lOOwt. % )，優(yōu)選基于容器的重量為至少0. lwt. %。
[0025] 容器的聚丙烯組合物（優(yōu)選容器）優(yōu)選具有根據(jù)ISO 16152:2005測定的不超 過5. 5wt. %，更優(yōu)選不超過4. 5wt. %，仍更優(yōu)選不超過3wt. %，并且甚至更優(yōu)選1. 0至 2. 5wt. %的二甲苯可溶物含量（XS)。
[0026]當(dāng)根據(jù) ISO 179-1:2000 在從測試樣品 ISO 527-2:1996 1A 型切割的 80X10 X 4mm 的缺口樣品上測定時，容器的聚丙烯組合物（優(yōu)選容器）的卡畢缺口沖擊強度優(yōu)選為 至少1. 9kJ/m2,優(yōu)選從1. 9到7. OkJ/m2,更優(yōu)選2. 0至6. OkJ/m2,并且仍更優(yōu)選2. 0至 5. OkJ/m2。使用根據(jù)ISO 179-1/leA的缺口沖擊樣品。測試溫度是23±2°C，并且根據(jù)ISO 1873-2:2007進(jìn)行注射成型。
[0027] 如在后文"測量方法"中所描述的那樣，當(dāng)根據(jù)ISO 6603-2:2000在從0. 5mm厚度 的薄壁矩形箱（本文中例如使用了 145X95X50mm的箱）的底部切割的0.5mm厚的樣品上 測定時，容器的聚丙烯組合物（優(yōu)選容器）的儀器化落錘（IFW)測試的穿刺能量優(yōu)選高于 〇. 1J，更優(yōu)選高于〇. 14J，仍更優(yōu)選在0. 14J和0. 5J之間，仍更優(yōu)選在0. 14J和0. 3J之間， 并且最優(yōu)選在0. 14J和0. 2J之間。
[0028]當(dāng)根據(jù) ISO 527-1:1996 和 ISO 527-2:1996 在測試樣品 ISO 527-2:19961A 型成 型樣品上測定，根據(jù)ISO 1873-2:2007進(jìn)行注塑成型時，容器的聚丙烯組合物（優(yōu)選容器） 的拉伸模量優(yōu)選為至少l〇〇〇MPa，更優(yōu)選至少1300MPa，仍更優(yōu)選至少1400MPa，還更優(yōu)選 1500MPa 至 3000MPa，并且最優(yōu)選 1600MPa 至 2500MPa。
[0029] 在本發(fā)明中，根據(jù)下文"測量方法"中所詳細(xì)描述的方法，螺旋流分別在600巴、 1000巴和1400巴下測定，即螺旋流螺旋流巴)和螺旋流巴
[0030] 容器的聚丙烯組合物（優(yōu)選容器）的螺旋流優(yōu)選為至少20cm、更優(yōu)選為至 少30cm，并且最優(yōu)選為至少33cm。
[0031] 優(yōu)選地，容器的聚丙烯組合物（優(yōu)選容器）的螺旋流低于50cm。
[0032] 容器的聚丙烯組合物（優(yōu)選容器）的螺旋流(1_ E)優(yōu)選為至少40cm、更優(yōu)選為至 少45cm，并且最優(yōu)選為至少50cm。
[0033] 優(yōu)選地，容器的聚丙烯組合物（優(yōu)選容器）的螺旋流(1_ E)低于70cm。
[0034] 容器的聚丙烯組合物（優(yōu)選容器）的螺旋流(14QQE)優(yōu)選為至少50cm、更優(yōu)選為至 少60cm，并且最優(yōu)選為至少65cm。
[0035] 優(yōu)選地，容器的聚丙烯組合物（優(yōu)選容器）的螺旋流a4(KlE)低于90cm。
[0036] 容器的聚丙烯組合物（優(yōu)選容器）的霧度優(yōu)選低于40%，更優(yōu)選低于30%，并且 仍然更優(yōu)選低于20%。霧度的下限不是關(guān)鍵的，并且通常大于2%。根據(jù)ASTMD 1003-07 對測試樣品ISO 294-3:2003 60X60X0. 5mm小板ISO D1型測定霧度。
[0037] 關(guān)于本發(fā)明的容器的聚丙烯組合物的制備方法，在第一制備實施方案中，成核劑 (B)和丙烯均聚物或丙烯共聚物（A)通過機械共混被結(jié)合在一起，任選地與一種或多種其 它添加劑結(jié)合。
[0038] 任選地，并且優(yōu)選地，成核劑（B)以母料（MB)的形式被共混到丙烯均聚物或丙烯 共聚物（A)，該母料（MB)包括所述成核劑（B)、載體聚合物（B1)和任選的其它添加劑。機 械共混（也被稱為"復(fù)合"）是一種眾所周知且已使用的用于結(jié)合聚合物組合物的組分的技 術(shù)。機械共混可以以本領(lǐng)域所熟知的方式例如在攪拌機或擠出機中進(jìn)行，優(yōu)選在擠出機中 進(jìn)行。傳統(tǒng)的復(fù)合設(shè)備或共混設(shè)備的實例是例如班伯里密煉機（Banbury mixer)、雙滾橡膠 磨（2-roll rubber mill)，布斯混煉機（Buss-co-kneader)或擠出機，優(yōu)選雙螺桿擠出機。
[0039] 因此，本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，本發(fā)明的容器包括聚丙烯組合物，優(yōu)選由聚 丙烯組合物組成，所述聚丙烯組合物包括
[0040]-丙烯均聚物或丙烯共聚物（A)，優(yōu)選丙烯共聚物，具有
[0041] ⑴根據(jù)ISO 1133在230°C和2. 16kg的載荷下測定的為至少25g/10min的熔體 流動速率；和
[0042] (ii)在組分⑷是共聚物的情況下，不超過5. Owt. %的共聚單體含量，及
[0043]-母料（MB)，其包含成核劑⑶和載體聚合物（B1)。
[0044] 在一個替代的、第二制備實施方案中，成核劑（B)在丙烯均聚物或丙烯共聚物（A) 的聚合過程中被引入到丙烯均聚物或丙烯共聚物（A)中。
[0045] 下文進(jìn)一步定義了所述第一和第二制備實施方案的優(yōu)選實施方案。
[0046] 丙烯均聚物或丙烯共聚物（A)的量基于丙烯均聚物或丙烯共聚物（A)、成核劑 (B)和任選的載體聚合物（B1)的組合重量，優(yōu)選基于聚丙烯組合物的總重量（100wt. % )， 更優(yōu)選基于本發(fā)明的容器的重量，優(yōu)選是90.0 wt. %至99. 75wt. %，更優(yōu)選95. Owt. %至 99. 25wt. %，并且甚至更優(yōu)選 96. 5wt. % 至 98. 5wt. %。
[0047] 優(yōu)選地，成核劑（B)的量基于丙烯均聚物或丙烯共聚物（A)、成核劑（B)和任選 的載體聚合物（B1)的組合重量，優(yōu)選基于聚丙烯組合物的總重量（100wt. % )，更優(yōu)選基 于本發(fā)明的容器的重量，不超過3000ppm，優(yōu)選0? 02ppm至2000ppm，更優(yōu)選0? 025ppm至 2000ppm〇
[0048] 任選的母料（即載體聚合物（B1)和成核劑⑶和可選的其它添加劑）的量基 于丙烯均聚物