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] 相關申請的參考
[0002] 本申請要求美國臨時申請61/617, 347號（2012年3月29日提交）的權益。
技術領域
[0003] 本申請的多個實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】
[0004] 在線材和纜線中的交聯絕緣層的公眾監督作為驅動更可持續材料的發展的社會 意識持續增強。一個令人喜歡的可持續標準為再循環能力。交聯材料不容易再循環是為人 們所熟知的，并且在其壽命的終點時，交聯材料通常通過焚燒或填埋來處理。
[0005] 在尋找具有針對線材和纜線用途的適當的電擊穿強度的交聯絕緣層的可持續替 代品的過程中，已知聚合物絕緣層中的擊穿強度受到聚合物形態的影響。例如，已知與對應 適當的結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晶提高 聚烯烴共混物中樹枝化電阻以及電擊穿強度。
[0006] 但是等溫結晶具有缺點。等溫結晶需要使目標聚合物保持在恒定的結晶溫度一段 延長的時間（有時以小時為單位）以確保完全結晶。出于該原因，對于許多商業用途，等溫 結晶是不實際的。
[0007] 因此，本領域認識到需要用于線材和纜線用途的交聯絕緣材料的替代品。由此，需 要具有充分電介質強度的熱塑性絕緣層，以及在商業規模制造其的方法。

【發明內容】

[0008] 一個實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 溫度，加熱時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；以及
[0015] 圖2a-d為實施例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域已知的聚丙烯均聚物。如在本文中使用的，術語 "均聚物"表示包括來自單一單體類型的重復單元的聚合物，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或主要是間同立構的。在本文中針對聚丙烯均 聚物使用時，術語"主要是"是指超過60%。例如，主要是間同立構的聚丙烯均聚物可以具 有超過60 %的外消旋二元組。在一實施方式中，聚丙烯均聚物是主要為全同立構的。在多 個實施方式中，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%的全同立構五元組。
[0020] 在多個實施方式中，聚丙烯均聚物是非核化的。
[0021] 在一實施方式中，聚丙烯均聚物可具有依據ASTM D-1238(230°C /2. 16kg)測定的 從0.5至10g/10分鐘（"min"），或從1至5g/10min的熔融指數（"12"）。另外，聚丙烯 均聚物可具有通過凝膠滲透色譜測定的范圍在2至12或3至8的聚合物多分散指數（即， 重均分子量/數均分子量；"Mw/Mn"或分子重量分布（"MWD"））。
[0022] 示例性可商購聚丙稀均聚物包括可購買自Braskem S. A. ( SSo Paulo, Brazil) 的 BRASKEM? PP H358-2;可購買自 LyondellBasell (Rotterdam, Netherlands)的 MOPLEN? HP1073;或者可購買自 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個碳原子的單體）線性、分 枝或環狀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己烷或環戊烷的環狀結構，得到例如3-環己 基-1-丙烯（烯丙基環己烷）以及乙烯基環己烷的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互聚 物。在一實施方式中，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] 在一實施方式中，丙烯-α-烯烴互聚物具有根據ASTM D-792測定的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ASTM D-1238(230°C /2. 16kg)測定的 1 至 10g/10min 或 1 至 5g/10min 的熔融指數（"Ι2"）。另 夕卜，丙烯-α -烯烴互聚物可以具有根據凝膠滲透色譜測定的范圍在2至6或范圍在2至4 的 PDI。
[0027] 示例性可商購丙烯-α -烯烴互聚物包括均可購買自Dow Chemical Company(Midland, Michigan, USA)的 VERSIFY? 2200 和 2400;可購買自 ExxonMobil Chemical(Irving, Texas, USA)的 VISTAMAXX? 3020FL ;或可購買自 Mitsui Chemicals(Tokyo, Japan)的 TAFMER? XM。
[0028] 將聚丙烯均聚物和丙烯-a -烯烴互聚物結合在一起以形成聚合物共混物。在一 個實施方式中，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，可以對聚丙烯均聚物和丙烯-a -烯烴互聚物的干燥共混物進行混配（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 融成形為如下述進一步討論的制品。在一實施方式中，聚丙烯均聚物和丙烯-