制備用于熱塑性絕緣體的聚丙烯共混物的方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的參考
[0002] 本申請(qǐng)要求美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/617, 347號(hào)（2012年3月29日提交）的權(quán)益。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本申請(qǐng)的多個(gè)實(shí)施方式涉及聚丙烯均聚物和丙烯-α-烯烴互聚物的聚合物共混 物。本發(fā)明的其他方面涉及控制冷卻聚丙烯和丙烯_α -烯烴互聚物的聚合物熔融共混物 以形成聚合物組合物。
【背景技術(shù)】
[0004] 在線材和纜線中的交聯(lián)絕緣層的公眾監(jiān)督作為驅(qū)動(dòng)更可持續(xù)材料的發(fā)展的社會(huì) 意識(shí)持續(xù)增強(qiáng)。一個(gè)令人喜歡的可持續(xù)標(biāo)準(zhǔn)為再循環(huán)能力。交聯(lián)材料不容易再循環(huán)是為人 們所熟知的，并且在其壽命的終點(diǎn)時(shí)，交聯(lián)材料通常通過焚燒或填埋來處理。
[0005] 在尋找具有針對(duì)線材和纜線用途的適當(dāng)?shù)碾姄舸?qiáng)度的交聯(lián)絕緣層的可持續(xù)替 代品的過程中，已知聚合物絕緣層中的擊穿強(qiáng)度受到聚合物形態(tài)的影響。例如，已知與對(duì)應(yīng) 適當(dāng)?shù)慕Y(jié)晶條件的分枝的均聚物相比，分枝聚烯烴和線性聚烯烴的共混物的等溫結(jié)晶提高 聚烯烴共混物中樹枝化電阻以及電擊穿強(qiáng)度。
[0006] 但是等溫結(jié)晶具有缺點(diǎn)。等溫結(jié)晶需要使目標(biāo)聚合物保持在恒定的結(jié)晶溫度一段 延長(zhǎng)的時(shí)間（有時(shí)以小時(shí)為單位）以確保完全結(jié)晶。出于該原因，對(duì)于許多商業(yè)用途，等溫 結(jié)晶是不實(shí)際的。
[0007] 因此，本領(lǐng)域認(rèn)識(shí)到需要用于線材和纜線用途的交聯(lián)絕緣材料的替代品。由此，需 要具有充分電介質(zhì)強(qiáng)度的熱塑性絕緣層，以及在商業(yè)規(guī)模制造其的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 一個(gè)實(shí)施方式為制備熱塑性聚合物組合物的方法，所述方法包括：
[0009] (a)加熱包括聚丙烯均聚物和丙烯-α -烯烴互聚物的聚合物共混物至大于140 °C 的熔融溫度以及至少該聚丙烯均聚物或該丙烯-α_烯烴互聚物的熔融溫度中較高的一個(gè) 溫度，加熱時(shí)間足以形成聚合物熔融共混物；以及
[0010] (b)從所述熔融溫度冷卻所述聚合物熔融共混物至環(huán)境溫度，其中所述冷卻包 括：
[0011] (i)從所述熔融溫度無控制冷卻所述聚合物熔融共混物至范圍在140?125°C的 初始冷卻溫度，
[0012] (ii)以范圍在0. 1?30°C /分鐘的平均冷卻速度，從所述初始冷卻溫度控制冷卻 所述聚合物熔融共混物至范圍在110?100°c的中間冷卻溫度，以及
[0013] (iii)從所述中間冷卻溫度通過控制冷卻或者無控制冷卻，冷卻所述聚合物熔融 共混物至環(huán)境溫度，從而形成所述聚合物組合物。
【附圖說明】
[0014] 圖la，Ib為在具有至少一個(gè)如上所述制備的聚合物組合物層的纜線中從不同位 置的掃描電子顯微鏡（"SEM"）纖維照片，顯示從橫切面（蝕刻表面）觀察的形態(tài)；以及
[0015] 圖2a-d為實(shí)施例4中制備的樣品的SEM顯微照片，其在保持在200°C 2分鐘并且 自然冷卻至140°C之后，分別以0. 3、1、3和10°C /分鐘的平均速度從140°C冷卻至30°C。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 本公開提供用于制備聚合物組合物的方法。該方法包括加熱包括聚丙烯均聚物和 丙烯-α -烯烴互聚物的聚合物共混物以形成聚合物熔融共混物。該方法還包括以范圍在 0. 1至30攝氏度/分鐘（"°C /min"）的速度控制冷卻聚合物熔融共混物。
[0017] 聚合物組合物
[0018] 聚丙烯均聚物可以為任何本領(lǐng)域已知的聚丙烯均聚物。如在本文中使用的，術(shù)語 "均聚物"表示包括來自單一單體類型的重復(fù)單元的聚合物，但其不排除殘留量的用于制備 均聚物的其他成分，例如鏈轉(zhuǎn)移劑。聚丙烯均聚物可以為齊格勒-納塔催化的聚合物，茂金 屬催化的聚合物或限制幾何構(gòu)型催化劑催化的聚合物，以及可以使用氣相、溶液或淤漿聚 合物（slurry polymer)制備方法來制備。
[0019] 聚丙烯均聚物可以主要是全同立構(gòu)或主要是間同立構(gòu)的。在本文中針對(duì)聚丙烯均 聚物使用時(shí)，術(shù)語"主要是"是指超過60%。例如，主要是間同立構(gòu)的聚丙烯均聚物可以具 有超過60 %的外消旋二元組。在一實(shí)施方式中，聚丙烯均聚物是主要為全同立構(gòu)的。在多 個(gè)實(shí)施方式中，聚丙烯均聚物可以具有利用13C-核磁共振（"NMR"）分析的至少70%、至少 80%、至少90 %或至少95%的全同立構(gòu)五元組。
[0020] 在多個(gè)實(shí)施方式中，聚丙烯均聚物是非核化的。
[0021] 在一實(shí)施方式中，聚丙烯均聚物可具有依據(jù)ASTM D-1238(230°C /2. 16kg)測(cè)定的 從0.5至10g/10分鐘（"min"），或從1至5g/10min的熔融指數(shù)（"12"）。另外，聚丙烯 均聚物可具有通過凝膠滲透色譜測(cè)定的范圍在2至12或3至8的聚合物多分散指數(shù)（即， 重均分子量/數(shù)均分子量；"Mw/Mn"或分子重量分布（"MWD"））。
[0022] 示例性可商購(gòu)聚丙稀均聚物包括可購(gòu)買自Braskem S. A. ( SSo Paulo, Brazil) 的 BRASKEM? PP H358-2;可購(gòu)買自 LyondellBasell (Rotterdam, Netherlands)的 MOPLEN? HP1073;或者可購(gòu)買自 Sabic (Riyadh, Saudi Arabia)的 PP525P。
[0023] 丙烯-α-烯烴互聚物為丙烯單體與一種或多種類型的α-烯烴共聚單體共聚而 成的。丙烯-α -烯烴互聚物可以為齊格勒-納塔催化的聚合物，茂金屬催化的聚合物或限 制幾何構(gòu)型催化劑催化的聚合物，以及可以使用氣相、溶液或淤漿聚合物制備方法來制備。
[0024] α -烯烴共聚單體可以為乙烯、C4_2(l (即具有4至20個(gè)碳原子的單體）線性、分 枝或環(huán)狀α-烯烴，或其兩種或更多種的混合物。適合的C4_ 2(la-烯烴的非限制性例子包 括1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯 以及1-十八烯。α -烯烴還可以含有例如環(huán)己烷或環(huán)戊烷的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，得到例如3-環(huán)己 基-1-丙烯（烯丙基環(huán)己烷）以及乙烯基環(huán)己烷的α-烯烴。示例性丙烯-α-烯烴互聚 物包括丙烯/乙烯、丙烯/ 丁烯、丙烯/1-己烯、丙烯/1-辛烯、乙烯/丙烯/1-辛烯、乙烯/ 丙烯/ 丁烯和乙烯/丙烯/二烯單體（"EPDM"）。丙烯-α-烯烴互聚物可以為無規(guī)互聚 物。在一實(shí)施方式中，丙烯-α-烯烴互聚物的α-烯烴組分為乙烯。
[0025] 丙烯_ α _烯烴互聚物的聚合的α _烯烴組分可以占總丙烯_ α _烯烴互聚物的超 過0至至多15摩爾百分比（"mol%"）或5至15mol%。聚合的丙烯可以占丙烯-α-烯 烴互聚物剩余部分的全部或基本上全部。
[0026] 在一實(shí)施方式中，丙烯-α-烯烴互聚物具有根據(jù)ASTM D-792測(cè)定的0.855? 0. 90g/cm3、或0. 86?0. 88g/cm3的密度。丙烯- α-烯烴互聚物可以具有依據(jù)ASTM D-1238(230°C /2. 16kg)測(cè)定的 1 至 10g/10min 或 1 至 5g/10min 的熔融指數(shù)（"Ι2"）。另 夕卜，丙烯-α -烯烴互聚物可以具有根據(jù)凝膠滲透色譜測(cè)定的范圍在2至6或范圍在2至4 的 PDI。
[0027] 示例性可商購(gòu)丙烯-α -烯烴互聚物包括均可購(gòu)買自Dow Chemical Company(Midland, Michigan, USA)的 VERSIFY? 2200 和 2400;可購(gòu)買自 ExxonMobil Chemical(Irving, Texas, USA)的 VISTAMAXX? 3020FL ;或可購(gòu)買自 Mitsui Chemicals(Tokyo, Japan)的 TAFMER? XM。
[0028] 將聚丙烯均聚物和丙烯-a -烯烴互聚物結(jié)合在一起以形成聚合物共混物。在一 個(gè)實(shí)施方式中，聚丙烯均聚物和丙烯-a_烯烴互聚物可以熔融共混以形成聚合物共混物。 另外，可以對(duì)聚丙烯均聚物和丙烯-a -烯烴互聚物的干燥共混物進(jìn)行混配（例如通過熔融 擠出），并形成為任何期望的形狀（膜、顆粒、纜線絕緣層等）。然后聚合物共混物可以被熔 融成形為如下述進(jìn)一步討論的制品。在一實(shí)施方式中，聚丙烯均聚物和丙烯-