Композиция термопластичного полиолефина

Композиция термопластичного полиолефина

Реферат

Настоящее изобретение относится к новой композиции, содержащей гетерофазный полипропилен, наполнитель и полиэтилен, а также получению и применению указанной композиции.

Полипропилен представляет собой материал, предпочтительный для применения во многих случаях, так как его можно адаптировать к конкретным решаемым задачам. Например, гетерофазные полипропилены широко применяют в автомобильной промышленности (например, при изготовлении бамперов), поскольку они сочетают хорошую жесткость с приемлемыми показателями ударной вязкости. Гетерофазные полипропилены содержат полипропиленовую матрицу, в которой диспергирована аморфная фаза. Аморфная фаза содержит пропиленовый сополимерный каучук, такой как этиленпропиленовый каучук (ЭПК) или полимер на основе этиленпропилендиенового мономера (ЭПДМ). Кроме того, гетерофазный полипропилен содержит некоторое количество кристаллического полиэтилена. В автомобильной промышленности такие сорта гетерофазных полипропиленов содержат пропиленовый сополимерный каучук в количестве примерно 30 масс.%, который обычно получают непосредственно в одном или двух газофазных реакторах или добавляют к матрице извне на стадии получения смеси. Указанные материалы обычно применяют в комбинации с 10-20 масс.% наполнителя, такого как тальк, что в целом приводит к получению материалов, обеспечивающих хороший баланс жесткости и ударной вязкости.

В частности, ударная вязкость при низкой температуре считается ключевым свойством, поскольку автомашины используются на протяжении всего года и в различных климатических зонах. В зимнее время опасность поломки недопустимо высока, если ударная вязкость, в частности, при -20°C или ниже, будет недостаточной. Все более часто в автомобильной промышленности возникает потребность в материалах, проявляющих не только хорошие ударные характеристики при низких температурах, но и исключительные ударные характеристики при очень низких температурах, что позволяет применять гетерофазный материал независимо от соответствующих географических условий. Для обеспечения выполнения этих требований производители автомашин нуждаются в таких сортах гетерофазного полипропилена, которые имеют очень хорошую ударную вязкостью, измеренную при -40°C.

До настоящего времени было невозможно получить гетерофазные полипропилены с приемлемыми ударными характеристиками при -40°C без потери жесткости. Основная проблема состояла в том, что при этих очень низких температурах обычный каучук, модифицированный полипропиленом, уже проявляет низкие ударные характеристики, поскольку составляющие каучуковой фазы (или фаза в целом) замерзают при достижении температуры стеклования каучуковой фазы. Например, в EP 1401894 A1 предложены пропиленовые полимеры с улучшенными свойствами, в частности, сочетающие высокую. жесткость и ударную вязкость за счет комбинации полипропилена с селективной β-нуклеацией, что, однако, не привело к достаточной ударной вязкости при температурах -20°C или ниже, и, более того, указанные полимеры обладали пониженной термомеханической стабильностью, обусловленной более низкой температурой плавления β-модификации. Также в патенте США 4363885 описана композиция пропиленового полимера, применяемая при производстве бамперов, полученная путем комбинирования гетерофазного полипропиленового сополимера с ЭПК-эластомером и тальковым наполнителем; однако, для приготовления указанной композиции требуется специальная камерная месильная машина типа Бенбери, что связано с природой применяемого эластомера, при этом достаточная ударная вязкость при температурах ниже -30°C так и не достигается. Кроме того, в патенте США 5086109 предложена композиция полипропиленовой смолы на основе полипропилена, дополнительно содержащая комбинацию ЭПК или ЭПДМ с гидрированным блок-сополимером, состоящим как из концевых блоков ароматического винилового соединения, так и из промежуточного блока сопряженного диенового полимера (стирольного эластомера), а также хлопьевидный минеральный наполнитель; однако указанная композиция не достигает температуры перехода в хрупкое состояние ниже -20°C и требует применения сравнительно дорогостоящего стирольного эластомерного компонента.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является обеспечение гетерофазного полипропилена, характеризующегося хорошей жесткостью и отличными ударными характеристиками при очень низких температурах, т.е. при температурах гораздо ниже -20°C, предпочтительно ниже -30°C, например, при -40°C.

Настоящее изобретение основано на обнаружении того факта, что гетерофазный полипропилен требует введения добавки, которая улучшает дисперсию каучуковой фазы и одновременно положительно влияет на ударные характеристики. Более точно, настоящее изобретение основано на обнаружении того факта, что полиэтилен бимодальной или мультимодальной природы необходимо вводить в гетерофазный полипропилен. Кроме того, согласно настоящему изобретению также было обнаружено, что указанное введение предпочтительно можно выполнить, если полиэтилен бимодальной или мультимодальной природы предварительно смешивают с эластомерным компонентом перед добавлением к гетерофазному полипропилену.

Таким образом, в первом аспекте настоящее изобретение относится к композиции (К), содержащей

(a) полипропиленовую матрицу (М-ПП),

(b) по меньшей мере один эластомерный сополимер (ЭП), содержащий звенья, полученные из

(i) этилена,

(ii) по меньшей мере одного C₃-С₂₀ α-олефина, и

(iii) возможно, несопряженного диена;

(c) полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), представляющий собой бимодальный или мультимодальный полиэтилен, и

(d) наполнитель (Н), такой как неорганический наполнитель (Н).

Настоящее изобретение включает различные полимерные материалы. Однако эти материалы не являются поперечно-сшитыми, например, путем применения агентов для поперечной сшивки.

Предпочтительно эластомерный сополимер (сополимеры) (ЭП), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) и наполнитель (Н) диспергированы в указанной полипропиленовой матрице (М-ПП). Другими словами, эластомерный сополимер (сополимеры) (ЭП) и полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) образуют включения, которые диспергированы в полипропиленовой матрице (М-ПП). Таким образом, настоящее изобретение, в частности, относится к так называемой гетерофазной системе. Соответственно, настоящее изобретение может быть также определено как гетерофазная полипропиленовая композиция (Г-ПП), содержащая

(a) полипропиленововую матрицу (М-ПП); и

(b) по меньшей мере один эластомерный сополимер (ЭП), при этом указанный эластомерный сополимер (сополимеры) (ЭП) содержит звенья, полученные из

(i) этилена,

(ii) по меньшей мере одного C₃-С₂₀ α-олефина, и

(iii) возможно, несопряженного диена;

(c) полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), представляющий собой бимодальный или мультимодальный полиэтилен; и

(d) наполнитель (Н), такой как неорганический наполнитель (Н),

при этом эластомерный сополимер (ЭП) и полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) образуют вместе или по отдельности включения внутри полипропиленовой матрицы (М-ПП).

Другими словами, полипропиленовая матрица (М-ПП) содержит (мелко) диспергированные включения, которые не являются частью матрицы, при этом указанные включения содержат либо эластомерный сополимер (ЭП), либо полиэтилен высокой плотности (ПЭВП). Термин "включение" согласно настоящему изобретению будет предпочтительно указывать, что полипропиленовая матрица (М-ПП) и включение образуют различные фазы внутри гетерофазной полипропиленовой композиции (Г-ПП), при этом указанные включения можно увидеть, например, с помощью микроскопии высокого разрешения, такой как электронная микроскопия или атомно-силовая микроскопия.

Кроме того, включения могут также содержать наполнитель (Н); однако предпочтительно наполнитель (Н) образует отдельные включения внутри полипропиленовой матрицы (М-ПП). Согласно другому варианту реализации изобретения, полипропиленовая матрица (М-ПП) содержит (мелко) диспергированные включения, которые не являются частью матрицы, при этом указанные включения содержат эластомерный сополимер (ЭП) и полиэтилен высокой плотности (ПЭВП). В таком случае полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) может, со своей стороны, предпочтительно образовать включения (мелко диспергированные) внутри эластомерного сополимера (ЭП).

Указанная композиция (К), т.е. указанная гетерофазная полипропиленовая композиция (Г-ПП), предпочтительно содержит

(a) полипропиленовую матрицу (М-ПП) в количестве по меньшей мере 36 масс.%, например, 36-81 масс.%, предпочтительно, по меньшей мере 45 масс.%, например, 45-72 масс.%,

(b) эластомерный сополимер (сополимеры) (ЭП) в количестве по меньшей мере 6 масс.%, например, 6-72 масс.%, предпочтительно, по меньшей мере 9 масс.%, например, 9-56 масс.%,

(c) полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) в количестве по меньшей мере 3 масс.%, например, 3-27 масс.%, предпочтительно, по меньшей мере 6 масс.%, например, 6-27 масс.% или 6-18 масс.%, более предпочтительно, по меньшей мере 7 масс.%, например, 7-27 масс.% или 7-18 масс.%, и

(d) наполнитель (Н) в количестве по меньшей мере 5 масс.%; 5-20 масс.%, предпочтительно 8 15 масс.%,

относительно массы всей композиции (К), более предпочтительно, относительно общей суммарной массы полипропиленовой матрицы (М-ПП), эластомерного сополимера (сополимеров) (ЭП), полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) и наполнителя (Н).

Таким образом, согласно особенно предпочтительному варианту реализации, композиция (К), т.е., указанная гетерофазная полипропиленовая композиция (Г-ПП), содержит

(a) полипропиленовую матрицу (М-ПП) в количестве 45-72 масс.%,

(b) эластомерный сополимер (сополимеры) (ЭП) в количестве 9-56 масс.%,

(c) полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) в количестве 6-18 масс.%, например, 7-18 масс.%, и

(d) наполнитель (Н) в количестве 8-15 масс.%,

относительно массы всей композиции (К), более предпочтительно относительно общей суммарной массы полипропиленовой матрицы (М-ПП), эластомерного сополимера (сополимеров) (ЭП), полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) и наполнителя (Н).

Благодаря довольно высокому содержанию эластомерного сополимера (сополимеров) (ЭП) в. композиции (К), т.е., в указанной гетерофазной полипропиленовой композиции (Г-ПП), содержание компонентов композиции (К), растворимых в ксилоле (КР), т.е. содержание указанной гетерофазной полипропиленовой композиции (Г-ПП), также довольно высоко, т.е. составляет по меньшей мере 12 масс.%, более предпочтительно находится в диапазоне 20-70 масс.%, например, 30-50 масс.%.

Предпочтительное весовое соотношение между массой полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) и суммарной массой эластомерного сополимера (сополимеров) (ЭП) составляет от 1:10 до 2:1, предпочтительно, от 1:8 до 1:2.

Более предпочтительно, настоящая композиция (К), т.е. указанная гетерофазная полипропиленовая композиция (Г-ПП), содержит в качестве полимерных компонентов только полипропиленовую матрицу (М-ПП), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) и эластомерный сополимер (сополимеры) (ЭП). Другими словами, композиция (К), т.е. указанная гетерофазная полипропиленовая композиция (Г-ПП), может дополнительно содержать добавки и наполнитель (Н), но не другой полимер, в количестве, превышающем 5 масс.%, более предпочтительно превышающем 3 масс.%, например, превышающем 1 масс.%, относительно массы всей композиции (К). Один из дополнительных полимеров, который может присутствовать в таких низких количествах, представляет собой полиэтилен, который является продуктом реакции, образующимся при синтезе одного из компонентов, применяемых при получении согласно предложенному изобретению (см. подробно ниже). Соответственно, в частности, становится понятно, что рассматриваемая композиция (К) содержит только полипропиленовую матрицу (М-ПП), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), эластомерный сополимер (сополимеры) (ЭП) и полиэтилен в количествах, упомянутых в этом абзаце.

Неожиданно было обнаружено, что композиция (К) согласно настоящему изобретению может преодолеть недостатки гетерофазных систем, известных в данной области техники. Новая композиция (К) демонстрирует отличные ударные характеристики при очень низких температурах, т.е. при -40°C, без ухудшения жесткости композиции (К) (см. таблицы 1-3). Таким образом, с помощью предложенного изобретения возможно получение автомобильных деталей, которые также можно использовать в регионах с экстремальными погодными условиями, в частности, в регионах с чрезвычайно холодными зимами.

Как указано выше, полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) является бимодальным или мультимодальным. В частности, полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) является бимодальным или мультимодальным с точки зрения молекулярно-массового распределения и/или распределения содержания сомономера. Как будет более подробно объяснено ниже, полипропиленовая матрица (М-ПП) может быть унимодальной или мультимодальной, например, бимодальной в силу молекулярно-массового распределения и/или распределения содержания сомономера.

Таким образом, применяемое в настоящей заявке выражение "мультимодальный" или "бимодальный" относится к модальности полимера, т.е.

- форме кривой его молекулярно-массового распределения, которая представляет собой график зависимости доли с данной молекулярной массой от молекулярной массы этой фракции,

и/или

- форме кривой распределения содержания сомономера, которая представляет собой график зависимости содержания сомономера от молекулярной массы полимерных фракций.

Как будет объяснено ниже, полипропиленовую матрицу (М-ПП) и/или полиэтилен высокой плотности - (ПЭВП) можно получить путем смешивания различных видов полимеров, т.е. полимеров с различной молекулярной массой и/или содержанием сомономера. Однако предпочтительно полимерные компоненты полипропиленовой матрицы (М-ПП) и/или полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) получают в многостадийном процессе с применением расположенных друг за другом реакторов, функционирующих при различных условиях реакции. В результате каждая фракция, полученная в конкретном реакторе, будет иметь свое собственное молекулярно-массовое распределение и/или распределение содержания сомономера.

При наложении кривых распределения (молекулярной массы или содержания сомономера) для таких фракций с получением кривой молекулярно-массового распределения или кривой распределения содержания сомономера в готовом полимере, на указанных кривых могут присутствовать два или более максимумов или по меньшей мере отчетливое уширение по сравнению с кривыми для отдельных фракций. Такой полимер, полученный в две или более последовательных стадий, называют бимодальным или мультимодальным, в зависимости от количества стадий.

Более подробно отдельные компоненты предложенной композиции (К) будут определены далее.

Полипропиленовая матрица (М-ПП) может представлять собой гомополимер пропилена (М-ГоПП) или сополимер пропилена (М-СоПП).

Однако предпочтительно пропиленовая матрица (М-ПП) представляет собой гомополимер пропилена (М-ГоПП).

Выражение "гомополимер пропилена", применяемое в настоящем изобретении, относится к полипропилену, который по существу состоит более чем на 99,5 масс.%, еще более предпочтительно по меньшей мере более чем на 99,7 масс.%, например, по меньшей мере более чем на 99,8 масс.% из пропиленовых звеньев. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения, в пропиленовом гомополимере можно определить только пропиленовые звенья. Содержание сомономера можно определить с применением инфракрасной спектроскопии с Фурье-преобразованием, как описано ниже в примерах.

Когда полипропиленовая матрица (М-ПП) представляет собой сополимер пропилена (М-СоПП), указанный сополимер пропилена (М-СоПП) содержит звенья, полученные из по меньшей мере одного сомономера, выбранного из группы, включающей этилен и C₄-С₂₀ α-олефина, предпочтительно, по меньшей мере одного сомономера, выбранного из группы, включающей этилен и C₄-С₁₀ α-олефин, например, 1-бутен или 1-гексен. Наиболее предпочтительно, пропиленовый сополимер (М-СоПП) представляет собой пропилен-этиленовый сополимер. Содержание сомономера, например, содержание этилена, в пропиленовом сополимере (М-СоПП) в таком случае предпочтительно сравнительно низкое, т.е. до 5.0 масс.%, более предпочтительно от 0.5 до 5.0 масс.%, еще более предпочтительно от 1.0 до 4.5 масс.%, еще более предпочтительно от 2.0 до 4.0 масс.%. В частности, этилен является единственным сомономером в пропиленовом сополимере (М-СоПП).

Если полипропиленовая матрица (М-ПП) представляет собой гомополимер пропилена (М-ГоПП), указанный гомополимер пропилена (М-ГоПП) может быть мультимодальным или бимодальным с точки зрения молекулярной массы. В свою очередь, в случае, если полипропиленовая матрица (М-ПП) представляет собой пропиленовый сополимер (М-СоПП), указанный пропиленовый сополимер (М-СоПП) может быть мультимодальным, например, бимодальным, с точки зрения содержания сомономера и/или молекулярной массы. В частности, понятно, что пропиленовый сополимер (М-СоПП) является мультимодальным, например, бимодальным, с точки зрения содержания сомономера.

Кроме того, если полипропиленовая матрица (М-ПП) имеет мультимодальный, например, бимодальный, характер, в частности является мультимодальной, например, бимодальной, с точки зрения содержания сомономера, понятно, что индивидуальные фракции присутствуют в количествах, влияющих на свойства материала. Соответственно, понятно, что каждая из этих фракций присутствует по меньшей мере в количестве 10 масс.% относительно массы полипропиленовой матрицы (М-ПП). Соответственно, в случае бимодальной системы, особенно с точки зрения содержания сомономера, разделение на две фракции приближенно составляет 50:50. Таким образом, согласно одному варианту реализации изобретения, полипропиленовая матрица (М-ПП) содержит две фракции, которые отличаются по содержанию в них сомономера, например, содержанию этилена, при этом первая фракция присутствует в количестве от 40 до 60 масс.%, а вторая фракция присутствует в количестве от 60 до 40 масс.%.

Разницу в содержании сомономера между двумя фракциями определяют способом, согласно предпочтительному варианту реализации изобретения, описанному в следующем абзаце.

В случаях, когда полипропиленовая матрица (М-ПП) представляет собой пропиленовый сополимер (М-СоПП), указанный пропиленовый сополимер (М-СоПП) содержит по меньшей мере две фракции, содержание сомономера в которых различается. Пропиленовый сополимер (М-СоПП) предпочтительно содержит по меньшей мере две фракции, более предпочтительно состоит из двух фракций, содержание сомономера в которых, например, содержание этилена, различается на по меньшей мере 0.8 масс.%, более предпочтительно, различается на по меньшей мере 1.2 масс.%. С другой стороны, разница в содержании сомономера в двух фракциях не должна быть слишком высока, т.е. не выше, чем 6.0 масс.%, предпочтительно не выше, чем 5.0 масс.%, для того, чтобы избежать тенденции к разделению. Таким образом, становится понятно, что пропиленовый сополимер (М-СоПП) содержит по меньшей мере две фракции, более предпочтительно состоит из двух фракций, содержание сомономеров в которых различается на 2.0-6.0 масс.%, более предпочтительно на 2.5-5.0 масс.%. Соответственно, согласно одному варианту реализации изобретения, пропиленовый сополимер (М-СоПП) содержит, предпочтительно состоит, из первой фракции, представляющей собой пропиленовый гомополимер, и второй фракции, представляющей собой пропиленовый сополимер, содержание сомономера в котором, предпочтительно содержание этилена, составляет по меньшей мере 0.5 масс.%, более предпочтительно по меньшей мере 1.5 масс.%, например, по меньшей мере 2.0 масс.%, например, по меньшей мере 2.5 масс.%.

Полипропиленовую матрицу (М-ПП) можно получить на стадии полимеризации, выполняемой в одном или более реакторах полимеризации. Предпочтительно полипропиленовую матрицу (М-ПП), содержащую два или более различных пропиленовых полимера, можно получить, осуществляя полимеризацию в двух или более различных реакторах полимеризации (например, реакторах для блочной полимеризации и/или газофазных реакторах; в качестве реакторов для блочной полимеризации предпочтительными являются циркуляционные реакторы), тем самым получая в различных реакторах полимеризации полимеры с различными требуемыми распределениями по молекулярной массе или мономерными составами.

Кроме того, предпочтительно полипропиленовая матрица (М-ПП) имеет сравнительно низкую скорость течения расплава. Скорость течения расплава, главным образом, зависит от средней молекулярной массы. Это связано с тем фактом, что длинные молекулы образуют материал с более низкой склонностью к текучести, чем короткие молекулы. Увеличение молекулярной массы означает уменьшение величины СТР. Скорость течения расплава (СТР) измеряют в г/10 мин полимера, выгружаемого через определенную фильеру при заданных температурных условиях и давлении и измерении вязкости полимера, на которую, в свою очередь, для каждого вида полимера главным образом влияет его молекулярная масса, а также степень его разветвления. Скорость течения расплава, измеренную при загрузке 2.16 кг при 230°C (ISO 1133) обозначают как СТР₂ (230°С). Соответственно, предпочтительно в настоящем изобретении СТР₂ (230°С) полипропиленовой матрицы (М-ПП) находится в диапазоне от 0.05 до 250.0 г/10 мин, более предпочтительно от 1.0 до 100.0 г/10 мин, еще более предпочтительно от 2.0 до 50.0 г/10 мин.

Предпочтительно полипропиленовая матрица (М-ПП) является изотактической. Соответственно, понятно, что полипропиленовая матрица (М-ПП) имеет довольно высокую концентрацию пентад, а именно, выше, чем 80%, более предпочтительно выше, чем 85%, еще более предпочтительно выше, чем 90%, еще более предпочтительно выше, чем 92%, еще более предпочтительно выше, чем 93%, например, выше, чем 95%.

Если полипропиленовая матрица (М-ПП) представляет собой пропиленовый сополимер (М-СоПП), также понятно, что звенья, полученные из С₂-С₂₀ α-олефинов, отличных от пропилена, распределены внутри пропиленового сополимера (М-СоПП) случайным образом.

Второе требование настоящего изобретения состоит в присутствии по меньшей мере одного эластомерного сополимера (сополимеров) (ЭП), предпочтительно одного или двух эластомерных сополимеров (сополимеров) (ЭП), в композиции (К) согласно настоящему изобретению, т.е. в гетерофазной полипропиленовой композиции (Г-ПП).

Эластомерный сополимер (сополимеры) (ЭП) содержит, предпочтительно состоит, из звеньев, полученных из этилена, и по меньшей мере другого C₃-С₂₀ α-олефина, такого как C₃-С₁₀ α-олефин, более предпочтительно звеньев, полученных из этилена и по меньшей мере другого α-олефина, выбранного из группы, включающей пропилен, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-гептен и 1-октен. Эластомерный сополимер (ЭП) может также содержать звенья, полученные из несопряженного диена, однако, предпочтительно, что эластомерный сополимер состоит из звеньев, полученных только из этилена и пропилена и/или С₄-С₂₀ α-олефинов. Подходящие несопряженные диены, в случае их применения, включают ациклические диены с прямой или разветвленной цепью, такие как 1,4-гексадиен, 1,5-гексадиен, 1,6-октадиен, 5-метил-1, 4-гексадиен, 3,7-диметил-1,6-октадиен, 3,7-диметил-1,7-октадиен, и смешанные изомеры дигидромирцена и дигидрооцимена, и однокольцевые эпициклические диены, такие как 1,4-циклогексадиен, 1,5-циклооктадиен, 1,5-циклододекадиен, 4-винилциклогексен, 1-аллил-4-изопропилиден циклогексан, 3-аллил циклопентен, 4-циклогексен и 1-изопропенил-4-(4-бутенил) циклогексан. Также являются подходящими мультикольцевые алициклические конденсированные и мостиковые кольцевые диены, в том числе, тетрагидроинден, метилтетрагидроинден, дициклопентадиен, бицикло-(2,2,1)-гепта-2,5-диен, 2-метил-бициклогептадиен и алкенил, алкилиден, циклоалкенил и циклоалкилиден норборнены, такие как 5-метилен-2-норборнен, 5-изопропилиден норборнен, 5-(4-циклопентенил)-2-норборнен; и 5-циклогексилиден-2-норборнен. Предпочтительными несопряженными диенами являются 5-этилиден-2-норборнен, 1,4-гексадиен и дициклопентадиен.

Соответственно, эластомерный сополимер (сополимеры) (ЭП) содержат по меньшей мере звенья, полученные из этилена и пропилена, и могут содержать другие звенья, полученные из дополнительного α-олефина, определенного в предыдущем абзаце. Однако особенно предпочтительно, что эластомерный сополимер (сополимеры) (ЭП) содержит звенья, полученные только из этилена и пропилена, и, возможно, несопряженного диена, определенного в предыдущем абзаце, такого как 1,4-гексадиен. Таким образом, полимер на основе этиленпропиленовых несопряженных диеновых мономеров (ЭПДМ) и/или этиленпропиленовый каучук (ЭПК) в качестве эластомерного сополимера (сополимеров) (ЭП) является/являются особенно предпочтительными, последний - наиболее предпочтительным.

Подобно полипропиленовой матрице (М-ПП), эластомерный сополимер (сополимеры) (ЭП) может быть унимодальным или мультимодальным, например, бимодальным. Однако, предпочтительно, что эластомерный сополимер (сополимеры) (ЭП) является/являются унимодальным. Что касается определения унимодального и мультимодального, например, бимодальноного полимера, такое определение дано выше.

Согласно конкретному варианту реализации настоящего изобретения, предложенная композиция (K), т.е. гетерофазная полипропиленовая композиция (Г-ПП), содержит по меньшей мере один эластомерный сополимер (ЭП1) и один эластомерный сополимер (ЭП2), при этом указанный эластомерный сополимер (ЭП2) имеет более высокое содержание этилена, чем эластомерный сополимер (ЭП1), что приводит к более низкой температуре стеклования эластомерного сополимера (ЭП2) по сравнению с эластомерным сополимером (ЭП1). Таким образом, согласно предпочтительному варианту реализации изобретения, температура стеклования (точка) эластомерного сополимера (ЭП1) выше, а именно, по меньшей мере на 5°C выше, а именно, на 5-10°C выше, по сравнению с эластомерным сополимером (ЭП2). Еще более предпочтительная композиция (К) согласно настоящему изобретению, т.е. гетерофазная полипропиленовая композиция (Г-ПП), содержит только два различных эластомерных сополимера (ЭП), а именно, эластомерный сополимер (ЭП1) и эластомерный сополимер (ЭП2), но не другие эластомерные сополимеры (ЭП).

В случаях, когда композиция (К) согласно настоящему изобретению, т.е. гетерофазная полипропиленовая композиция (Г-ПП), содержит (по меньшей мере) два различных эластомерных сополимера (ЭП), понятно, что весовое отношение между эластомерным сополимером (ЭП1) и эластомерным сополимером (ЭП2) составляет от 18:1 до 1:9, более предпочтительно, от 9:1 до 1:4.5. Таким образом, согласно конкретному варианту реализации изобретения, композиция согласно настоящему изобретению (К), т.е. гетерофазная полипропиленовая композиция (Г-ПП), содержит от 4 до 36 масс.%, предпочтительно, от 5 до 32 масс.%, более предпочтительно, от 6 до 28 масс.%, эластомерного сополимера (ЭП1) и от 2 до 36 масс.%, предпочтительно, от 3 до 30 масс.%, более предпочтительно, от 4 до 24 масс.%, эластомерного сополимера (ЭП2).

Что касается возможных мономерных звеньев, составляющих эластомерный сополимер (ЭП1) и эластомерный сополимер (ЭП2), они соответствуют определениям, сделанным для эластомерного сополимера (ЭП). Эластомерный сополимер (ЭП2) предпочтительно имеет более высокое общее содержание сомономера, чем эластомерный сополимер (ЭП1), при этом указанное общее содержание сомономера представляет собой сумму содержания этилена, содержания С₄-С₂₀ α-олефина и содержания несопряженного диена.

Соответственно, эластомерный сополимер (ЭП1) содержит, предпочтительно, состоит из звеньев, полученных из пропилена и по меньшей мере другого α-олефина, выбранного из группы, включающей этилен и С₄-С₂₀ α-олефин, такой как С₄-C₁₀ α-олефин, более предпочтительно, звеньев, полученных из пропилена и по меньшей мере другого α-олефина, выбранного из группы, включающей этилен, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-гептен и 1-октен. Эластомерный сополимер (ЭП1) может также содержать звенья, полученные из несопряженного диена, однако, предпочтительно, что эластомерный сополимер состоит из звеньев, полученных только из пропилена и этилена и/или C₄-С₂₀ α-олефинов. Что касается возможных несопряженных диенов, в случае их применения, они даны в перечне, приведенном выше.

Эластомерный сополимер (ЭП1) предпочтительно содержит по меньшей мере звенья, полученные из пропилена и этилена, и может содержать другие звенья, полученные из дополнительных α-олефинов, как определено в предыдущем абзаце. Однако, особенно предпочтительно, что эластомерный сополимер (ЭП) содержит звенья, полученные только из пропилена и этилена и, возможно, несопряженного диена, как определено выше, такого как 1,4-гексадиен. Таким образом, полимер на основе этиленпропиленового несопряженного диенового мономера (ЭПДМ) или этиленпропиленовый каучук (ЭПК) являются особенно предпочтительными в качестве эластомерного сополимера (ЭП1), при этом, последний - наиболее предпочтительный.

Содержание звеньев, полученных из пропилена, в эластомерном сополимере (ЭП1) лежит в диапазоне от 30.0 до 80.0 масс.%, более предпочтительно, от 40.0 до 75.0 масс.%. Таким образом, согласно конкретному варианту реализации изобретения, эластомерный сополимер (ЭП1) содержит от 20.0 до 70.0 масс.%, более предпочтительно. 25.0 до 60.0 масс.%, звеньев, полученных из этилена. Эластомерный сополимер (ЭП1) предпочтительно представляет собой полимер на основе этиленпропиленового несопряженного диенового мономера (ЭПДМ) или этиленпропиленовый каучук (ЭПК), при этом последний особенно предпочтителен, с содержанием пропилена, как определено в этом абзаце.

Эластомерный сополимер (ЭП1) можно получить с применением общепринятых методов газофазной полимеризации α-олефинов; однако, предпочтительно получать его с помощью каталитической системы на подложке, например, каталитической системы Циглера-Натта или металлоценовой каталитической системы. Дополнительная информация о получении эластомерного сополимера (ЭП1) будет приведена ниже.

Эластомерный сополимер (ЭП2) предпочтительно содержит звенья, полученные из этилена, по меньшей мере одного C₃-С₂₀ α-олефина и, возможно, несопряженного диена.

Более точно, эластомерный сополимер (ЭП2) содержит, предпочтительно, состоит из звеньев, полученных из этилена и по меньшей мере другого C₃-С₂₀ α-олефина, такого как C₃-C₁₀ α-олефин, более предпочтительно, звеньев, полученных из этилена и по меньшей мере другого α-олефина, выбранного из группы, включающей пропилен, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-гептен и 1-октен. Эластомерный сополимер (ЭП2) может также содержать звенья, полученные из несопряженного диена, однако, предпочтительно, что эластомерный сополимер (ЭП2) состоит из звеньев, полученных только из этилена и C₃-С₂₀ α-олефинов. Что касается возможных несопряженных диенов, в случае их применения, Что касается возможных несопряженных диенов, в случае их применения, они даны в перечне, приведенном выше.

Предпочтительно эластомерный сополимер (ЭП2) содержит по меньшей мере звенья, полученные из этилена и пропилена, и может содержать другие звенья, полученные из дополнительного α-олефина, как определено в предыдущем абзаце. Однако особенно предпочтительно, когда эластомерный сополимер (ЭП2) содержит звенья, полученные только из этилена и пропилена и, возможно, несопряженного диена, как определено выше, такого как 1,4-гексадиен. Таким образом, полимер на основе этиленпропиленового несопряженного диенового мономера (ЭПДМ) или этиленпропиленовый каучук (ЭПК) являются особенно предпочтительными в качестве эластомерного сополимера (ЭП1), а последний - наиболее предпочтительным.

Понятно, что звенья, полученные из этилена, составляют основную часть в эластомерном сополимере (ЭП2). Соответственно, предпочтительно, когда содержание звеньев, полученных из этилена, в эластомерном сополимере (ЭП2) составляет более чем 50.0 масс.%, более предпочтительно, лежит в диапазоне от 50.0 до 70.0 масс.%, более предпочтительно, от 51.0 до 60.0 масс.%. Предпочтительно, когда эластомерный сополимер (ЭП2) с содержанием этилена, как определено в этом абзаце, представляет собой полимер на основе этиленпропиленового несопряженного диенового мономера (ЭПДМ) или этиленпропиленовый каучук (ЭПК), последний - особенно предпочтительный.

Кроме того, плотность эластомерного сополимера (ЭП2), измеренная согласно ISO 1183, будем предпочтительно не превышать 900 кг/м³, более предпочтительно, будет лежать в диапазоне от 850 до 900 кг/м³, еще более предпочтительно, в диапазоне от 855 до 875 кг/м³.

Эластомерный сополимер (ЭП2) можно получить с помощью общепринятых методов полимеризации в растворе или методов газофазной полимеризации α-олефинов при применении гомогенных или гетерогенных катализаторов.

С учетом приведенной выше информации, понятно, что предложенная композиция (К), т.е., гетерофазная полипропиленовая композиция (Г-ПП), содержит

(a) полипропиленовую матрицу (М-ПП) в количестве от 36 до 81 масс.%, предпочтительно, от 45 до 72 масс.%,

(b) эластомерный сополимер (сополимеры) (ЭП1) в количестве от 4 до 36 масс.%, предпочтительно, от 5 до 32 масс.%,

(c) эластомерный сополимер (сополимеры) (ЭП2) в количестве от 2 до 36 масс.%, предпочтительно, от 4 до 24 масс.%,

(d) полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) в количестве от 3 до 27 масс.%, предпочтительно, от 6 до 18 масс.%, и

(e) наполнитель (Н) в количестве от 5 до 20 масс.%, более предпочтительно, от 8 до 15 масс.%,

относительно массы всей композиции (К), более предпочтительно, относительно общей суммарной массы полипропиленовой матрицы (М-ПП), эластомерного сополимера (ЭП1), эластомерного сополимера (ЭП2), полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) и наполнителя (Н),

при этом эластомерный сополимер (сополимеры) (ЭП1) и эластомерный сополимер (сополимеры) (ЭП2) представляют собой различные химические соединения.

Дополнительный существенный аспект настоящего изобретения состоит в том, что предложенная композиция (К), т.е., гетерофазная полипропиленовая композиция (Г-ПП), содержит определенный полиэтилен высокой плотности (ПЭВП).

Под полиэтиленом высокой плотности (ПЭВП) согласно этому изобретению подразумевают полиэтилен с плотностью, измеренной согласно ISO 1183-187, составляющей по меньшей мере 940 кг/м³, более предпочтительно, лежащей в диапазоне от 940 до 960 кг/м³, например, от 942 до 955 кг/м³.

Относительно обычных сортов полиэтилена известно, что их можно применять для улучшения в некоторой степени дисперсии эластомерных компонентов в полимерной матрице. Хотя мелко диспергированные включения улучшают ударные характеристики гетерофазной системы, все же невозможно обеспечить материалы с отличной ударной вязкостью при очень низких температурах, таких как -40°C. Основная проблема таких систем все-таки состоит в том, что аморфная фаза, в настоящем документе, фаза, содержащая эластомерный сополимер (сополимеры) (ЭП), гетерофазной системы, проявляет тенденцию к кристаллизации при таких низких температурах, которые достигали температуры стеклования эластомерных компонентов. Теперь неожиданно было обнаружено, что эту проблему можно преодолеть, если ввести полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), представляющий собой бимодальный или мультимодальный полиэтилен по своему распределению по молекулярной массе и/или распределению сомономера.

Соответственно, полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) содержит по меньшей мере две фракции с различным содержанием сомономера и/или с различной средневесовой молекулярной массой M_w.

Таким образом, согласно конкретному варианту реализации изобретения, полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) содержит, предпочтительно, состоит из фракции (А) и фракции (В), при этом указанная фракция (А) имеет более низкое содержание сомономера и/или более низкую средневесовую молекулярную массу M_w, измеренную согласно ISO 16014, чем фракция (В).

Соответственно, фракция (А) представляет собой полиэтиленовый гомополимер или полиэтиленовый сополимер при условии, что если фракция (А)