CN101688004A - 含非酚稳定剂的受辐射聚合物组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明主题大体上涉及聚合物组合物,更尤其涉及包含至少一种非酚稳定剂的受辐射聚合物组合物。本发明聚合物组合物在经历辐射处理之后具有意外的性能平衡,包括在受辐射之后较低的熔体流动速率比(MFRr)和高的熔体张力的意外组合,同时使消极的泛黄影响最小化。
Description
本发明主题大体上涉及聚合物组合物,更尤其涉及包含至少一种非酚稳定剂的受辐射聚合物组合物。本发明聚合物组合物在经历至少一种辐射处理之后具有出人意料的性能平衡,包括较低的熔体流动速率比(MFRr)和高的熔体张力的出人意料组合,同时使消极的泛黄影响最小化。
聚合物组合物已经大量进入其中希望制备可以预消毒,用于预期目的,然后适当地处置的特定制品的技术。从玻璃、金属和布料向聚合物组合物,尤其是聚烯烃基组合物的转移历史上受更低成本、更加方便和在处理和处置危险废物方面的日益关注所驱使。
因此,聚合物,尤其是聚烯烃聚合物可用于其中使用辐射消毒的各种应用。参见例如美国专利号4,797,438、5,122,593和5,559,167,它们都在此全文引入作为参考。聚烯烃医疗包装,医院服装,手术器具,吹塑I.V.瓶,皮下注射器,针罩,实验室器皿例如托盘、漏斗、陪氏培养皿和过滤器,和卫生相关的制品都可能要求用辐射预消毒。一般而言,用辐射消毒可以通过将聚合物组合物暴露到总共大约0.5-大约20Megarad的辐射中来达到。传统上,辐射过程在空气中进行,并在例如,大约1分钟-大约24小时的时间期间内以多重低剂量进行以获得更高的总辐射暴露量,或可以以单次、高剂量辐射聚合物组合物。
然而,虽然在空气中进行的传统的辐射过程在消除不希望的有机体和细菌方面是成功的,但是该过程可能对聚合物材料的性能施加显著应力。聚合物材料的物理性能(包括强度、韧性、脆性和美学性,例如颜色、味道和气味)通常在某种程度上受传统辐射过程的负面影响,这归因于该过程在组合物内产生高水平的自由基。受辐射过程处理的聚合物材料内自由基的形成可能归因于所述材料内聚合物链的碳-氢或碳-碳断裂。此外,在活性氧存在下,自由基可能转变成各种氧化副产物,它们一般是不稳定的。因此,氧化副产物在聚合物组合物内经历进一步降解,这在聚合物内自传播额外的降解。
具体来说,聚烯烃均聚物和共聚物,例如聚丙烯均聚物和共聚物当在氧气存在下暴露于高电离辐射中时快速降解,并显现不许可的泛黄和遭受物理完整性的严重损失。作为一般推论,对聚合物材料的总辐射暴露量越高,相当于在辐射暴露之后材料在室温下的存储时间越长,对材料的降解影响越坏。为了抗击与通过传统辐射过程产生的降解性自由基相联系的消极影响,通常使用稳定剂。然而,酚基稳定剂(它们通常用来赋予聚合物树脂在加工期间的熔体稳定性)不适合于高能量辐射暴露,因为酚基稳定剂具有使由聚合物树脂制备的任何制品在辐射处理之后严重褪色的倾向。因此,已经制备非酚稳定剂以试图并防止,或限制来自传统辐射过程的高辐射剂量的损害性影响。
具体来说,在美国专利6,664,317和6,872,764(这两篇文献都在此全文引入作为参考)中,在空气中通过传统的辐射过程辐射由包含非酚稳定剂的聚合物组合物形成的制品以将该材料消毒。这些稳定剂可以通过限制由在空气中的传统辐射处理形成的自由基引起的降解影响的严重程度而在消毒过程中略微有效,从而限制由消毒过程引起的对聚合物材料的总体降解影响。
除了消毒过程之外,高能量电离辐射处理还可以用作聚合物材料(包括聚烯烃材料)的化学加工方法。在这种情况下,传统辐射过程的电离辐射不一定用来将聚合物材料消毒,而是改为对该材料的化学组成进行实际改性。然而,由辐射处理形成的自由基可能负面影响聚合物材料的化学改性。因此,可以通过在减少氧气的环境中而不是在空气中,和通过使用酚类稳定剂(它们通常在辐射过程之前和/或之后添加)使与传统辐射过程的自由基形成相联系的降解影响最小化。此外,酚类稳定剂可以帮助使组合物在后续熔融挤出操作期间的降解性着色最小化。
例如,在通过辐射暴露化学改性聚合物组合物的前述尝试中,用酚类稳定剂处理组合物并在减少氧气的环境中使之暴露于多重低水平辐射剂量中,或暴露于单次高水平辐射剂量中。具体来说,在美国专利4,916,198、5,047,446、5,414,027、5,508,319、5,591,785和5,731,362(它们都在此全文引入作为参考)中,在预测定的、减少氧气的环境中以高辐射剂量辐射含酚类稳定剂的丙烯聚合物组合物。然而,尽管这些组合物倾向于显示比通过在空气中的传统辐射过程化学改性的组合物好的性能,上述专利的组合物仍可能倾向于在通过辐射化学改性之后显示不太合乎需要的物理性能,包括高度提高的熔体流动速率、更低的熔体张力和提高的泛黄。
为此,本领域中仍存在对具有更优选的物理性能平衡的聚合物组合物的需求,包括在通过暴露到至少一种辐射处理中进行化学改性之后具有低的熔体流动速率比、高的熔体张力和最小泛黄的组合物。
因此,已经出人意料地发现,通过在减少氧气的环境中辐射包含至少一种非酚稳定剂的聚合物组合物,所得的化学改性聚合物组合物具有较好的物理性能平衡,包括较低的熔体流动速率比、较高的熔体张力和较低的泛黄。
本发明主题大体上涉及聚合物组合物,更尤其涉及包含至少一种非酚稳定剂的受辐射聚合物组合物。
在这一方面,本发明主题的一个优选的实施方案涉及受辐射聚合物组合物,其包含:
(A)至少一种聚烯烃树脂,其中所述聚烯烃树脂选自:
具有大于80%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物;
包含丙烯和选自乙烯和C4-C10α-烯烃的烯烃的结晶无规共聚物,条件是当所述α-烯烃是乙烯时,所述结晶无规共聚物具有大约10重量%的最大聚合乙烯含量,当所述α-烯烃是C4-C10α-烯烃时,所述结晶无规共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
包含丙烯和选自乙烯和C4-C10α-烯烃和其混合物的两种烯烃的结晶无规三元共聚物,条件是所述结晶无规三元共聚物具有大约20重量%的最大聚合C4-C10α-烯烃含量,和当所述α-烯烃中至少一种是乙烯时,所述结晶无规三元共聚物具有大约5重量%的最大聚合乙烯含量;
包含以下组分的烯烃聚合物组合物:
大约10重量份-大约60重量份具有至少80%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物,或选自以下的结晶共聚物:(a)丙烯和乙烯,(b)丙烯、乙烯和C4-10α-烯烃,和(c)丙烯和C4-10α-烯烃,所述结晶共聚物具有大于大约85重量%的丙烯含量和大于大约60%的全同立构指数;
大约3重量份-大约25重量份乙烯和丙烯,或乙烯和C4-C10α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯;和
大约10重量份-大约80重量份选自以下的弹性体共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-10α-烯烃,和(c)乙烯和C4-10α-烯烃,所述弹性体共聚物任选地含有大约0.5重量%-大约10重量%二烯,并含有少于70重量%乙烯,其中所述弹性体共聚物在环境温度下可溶于二甲苯并具有大约1.5-大约4.0dl/g的特性粘度;
其中,(ii)和(iii)总共占所述烯烃聚合物组合物的总重量的大约50重量%-大约90重量%,并且(ii)/(iii)具有小于0.4的重量比;所烯烃聚合物组合物是通过以至少两阶段的聚合制备的;
包含以下的热塑性烯烃:
大约10重量%-大约60重量%具有至少80%的全同立构指数的丙烯均聚物,或选自以下的结晶共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-C10α-烯烃,和(c)乙烯和C4-C10α-烯烃,所述结晶共聚物具有大于大约85重量%的丙烯含量和大于大约60%的全同立构指数;
大约20重量%-大约60重量%选自以下的无定形共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-C10α-烯烃,和(c)乙烯和α-烯烃,所述无定形共聚物包含小于70重量%乙烯并在环境温度下可溶于二甲苯,所述无定形共聚物任选地包含大约0.5重量%-大约10重量%二烯;和
大约3重量%-大约40重量%乙烯和丙烯的共聚物或乙烯和α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯;
乙烯均聚物;
乙烯和α-烯烃的无规共聚物,所述α-烯烃选自C3-10α-烯烃,其中所述乙烯的无规共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
乙烯和两种C3-10α-烯烃的无规三元共聚物,其中所述无规三元共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
丁烯-1均聚物;
丁烯-1的共聚物、三元共聚物或其组合,其中所述丁烯-1的共聚物和丁烯-1的三元共聚物包含至少一种α-烯烃,条件是该α-烯烃不是丁烯,并且所述丁烯的共聚物和丁烯的三元共聚物具有1-15摩尔%的α-烯烃共聚单体含量;和
它们的混合物和组合;和
(B)至少一种非酚稳定剂,
其中所述受辐射聚合物组合物是通过包括以下步骤的方法制备的:
-使所述聚烯烃树脂与非酚稳定剂混合以形成中间聚烯烃树脂;
-用大约2-大约20Megarad的电子束辐射辐射该中间聚烯烃树脂以形成受辐射中间聚烯烃树脂;在减少氧气的环境中辐射该中间聚烯烃树脂,其中活性氧在小于大约15体积%的所建立并维持的浓度中,相对于所述减少氧气的环境的总体积;
-将所述受辐射中间聚烯烃树脂维持在所述减少氧气的环境中一段时间,其足以使大量长链分支在所述受辐射中间聚烯烃树脂内形成;和
-在所述受辐射中间聚烯烃树脂在所述减少氧气的环境中的同时,处理所述受辐射中间聚烯烃树脂,以使存在于所述受辐射中间聚烯烃树脂中的所有自由基基本上钝化。
此外,本发明主题的另一个优选的实施方案涉及受辐射聚合物组合物的制备方法,其中所述受辐射聚合物组合物包含:
(A)至少一种聚烯烃树脂,其中所述聚烯烃树脂选自:
具有大于80%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物;
包含丙烯和选自乙烯和C4-C10α-烯烃的烯烃的结晶无规共聚物,条件是当所述α-烯烃是乙烯时,所述结晶无规共聚物具有大约10重量%的最大聚合乙烯含量,当所述α-烯烃是C4-C10α-烯烃时,所述结晶无规共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
包含丙烯和选自乙烯和C4-C10α-烯烃和其混合物的两种烯烃的结晶无规三元共聚物,条件是所述结晶无规三元共聚物具有大约20重量%的最大聚合C4-C10α-烯烃含量,和当所述α-烯烃中至少一种是乙烯时,所述结晶无规三元共聚物具有大约5重量%的最大聚合乙烯含量;
包含以下组分的烯烃聚合物组合物:
大约10重量份-大约60重量份具有至少80%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物,或选自以下的结晶共聚物:(a)丙烯和乙烯,(b)丙烯、乙烯和C4-10α-烯烃,和(c)丙烯和C4-10α-烯烃,所述结晶共聚物具有大于大约85重量%的丙烯含量和大于大约60%的全同立构指数;
大约3重量份-大约25重量份乙烯和丙烯,或乙烯和C4-C10α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯;和
大约10重量份-大约80重量份选自以下的弹性体共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-10α-烯烃,和(c)乙烯和C4-10α-烯烃,所述弹性体共聚物任选地含有大约0.5重量%-大约10重量%二烯,并含有少于70重量%乙烯,其中所述弹性体共聚物在环境温度下可溶于二甲苯并具有大约1.5-大约4.0dl/g的特性粘度;
其中,(ii)和(iii)总共占所述烯烃聚合物组合物的总重量的大约50重量%-大约90重量%,并且(ii)/(iii)具有小于0.4的重量比;所烯烃聚合物组合物是通过以至少两阶段的聚合制备的;
包含以下的热塑性烯烃:
大约10重量%-大约60重量%具有至少80%的全同立构指数的丙烯均聚物,或选自以下的结晶共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-C10α-烯烃,和(c)乙烯和C4-C10α-烯烃,所述结晶共聚物具有大于大约85重量%的丙烯含量和大于大约60%的全同立构指数;
大约20重量%-大约60重量%选自以下的无定形共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-C10α-烯烃,和(c)乙烯和α-烯烃,所述无定形共聚物包含小于70重量%乙烯并在环境温度下可溶于二甲苯,所述无定形共聚物任选地包含大约0.5重量%-大约10重量%二烯;和
大约3重量%-大约40重量%乙烯和丙烯的共聚物或乙烯和α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯;
乙烯均聚物;
乙烯和α-烯烃的无规共聚物,所述α-烯烃选自C3-10α-烯烃,其中所述乙烯的无规共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
乙烯和两种C3-10α-烯烃的无规三元共聚物,其中所述无规三元共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
丁烯-1均聚物;
丁烯-1的共聚物、三元共聚物或其组合,其中所述丁烯-1的共聚物和丁烯-1的三元共聚物包含至少一种α-烯烃,条件是该α-烯烃不是丁烯,并且所述丁烯的共聚物和丁烯的三元共聚物具有1-15摩尔%的α-烯烃共聚单体含量;和
它们的混合物和组合;和
(B)至少一种非酚稳定剂,
所述方法包括:
-使所述聚烯烃树脂与非酚稳定剂混合以形成中间聚烯烃树脂;
-用大约2-大约20Megarad的电子束辐射辐射该中间聚烯烃树脂以形成受辐射中间聚烯烃树脂;在减少氧气的环境中辐射该中间聚烯烃树脂,其中活性氧在小于大约15体积%的所建立并维持的浓度中,相对于所述减少氧气的环境的总体积;
-将所述受辐射中间聚烯烃树脂维持在所述减少氧气的环境中一段时间,其足以使大量长链分支在所述受辐射中间聚烯烃树脂内形成;和
-在所述受辐射中间聚烯烃树脂在所述减少氧气的环境中的同时,处理所述受辐射中间聚烯烃树脂,以使存在于所述受辐射中间聚烯烃树脂中的所有自由基基本上钝化。
此外,本发明主题的另一个优选的实施方案涉及包含受辐射聚合物组合物的发泡制品,其中所述受辐射聚合物组合物包含:
(A)至少一种聚烯烃树脂,其中所述聚烯烃树脂选自:
具有大于80%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物;
包含丙烯和选自乙烯和C4-C10α-烯烃的烯烃的结晶无规共聚物,条件是当所述α-烯烃是乙烯时,所述结晶无规共聚物具有大约10重量%的最大聚合乙烯含量,当所述α-烯烃是C4-C10α-烯烃时,所述结晶无规共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
包含丙烯和选自乙烯和C4-C10α-烯烃和其混合物的两种烯烃的结晶无规三元共聚物,条件是所述结晶无规三元共聚物具有大约20重量%的最大聚合C4-C10α-烯烃含量,和当所述α-烯烃中至少一种是乙烯时,所述结晶无规三元共聚物具有大约5重量%的最大聚合乙烯含量;
包含以下组分的烯烃聚合物组合物:
大约10重量份-大约60重量份具有至少80%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物,或选自以下的结晶共聚物:(a)丙烯和乙烯,(b)丙烯、乙烯和C4-10α-烯烃,和(c)丙烯和C4-10α-烯烃,所述结晶共聚物具有大于大约85重量%的丙烯含量和大于大约60%的全同立构指数;
大约3重量份-大约25重量份乙烯和丙烯,或乙烯和C4-C10α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯;和
大约10重量份-大约80重量份选自以下的弹性体共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-10α-烯烃,和(c)乙烯和C4-10α-烯烃,所述弹性体共聚物任选地含有大约0.5重量%-大约10重量%二烯,并含有少于70重量%乙烯,其中所述弹性体共聚物在环境温度下可溶于二甲苯并具有大约1.5-大约4.0dl/g的特性粘度;
其中,(ii)和(iii)总共占所述烯烃聚合物组合物的总重量的大约50重量%-大约90重量%,并且(ii)/(iii)具有小于0.4的重量比;所烯烃聚合物组合物是通过以至少两阶段的聚合制备的;
包含以下的热塑性烯烃:
大约10重量%-大约60重量%具有至少80%的全同立构指数的丙烯均聚物,或选自以下的结晶共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-C10α-烯烃,和(c)乙烯和C4-C10α-烯烃,所述结晶共聚物具有大于大约85重量%的丙烯含量和大于大约60%的全同立构指数;
大约20重量%-大约60重量%选自以下的无定形共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-C10α-烯烃,和(c)乙烯和α-烯烃,所述无定形共聚物包含小于70重量%乙烯并在环境温度下可溶于二甲苯,所述无定形共聚物任选地包含大约0.5重量%-大约10重量%二烯;和
大约3重量%-大约40重量%乙烯和丙烯的共聚物或乙烯和α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯;
乙烯均聚物;
乙烯和α-烯烃的无规共聚物,所述α-烯烃选自C3-10α-烯烃,其中所述乙烯的无规共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
乙烯和两种C3-10α-烯烃的无规三元共聚物,其中所述无规三元共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
丁烯-1均聚物;
丁烯-1的共聚物、三元共聚物或其组合,其中所述丁烯-1的其聚物和丁烯-1的三元共聚物包含至少一种α-烯烃,条件是该α-烯烃不是丁烯,并且所述丁烯的共聚物和丁烯的三元共聚物具有1-15摩尔%的α-烯烃共聚单体含量;和
它们的混合物和组合;和
(B)至少一种非酚稳定剂,
其中所述受辐射聚合物组合物是通过包括以下步骤的方法制备的:
-使所述聚烯烃树脂与非酚稳定剂混合以形成中间聚烯烃树脂;
-用大约2-大约20Megarad的电子束辐射辐射该中间聚烯烃树脂以形成受辐射中间聚烯烃树脂;在减少氧气的环境中辐射该中间聚烯烃树脂,其中活性氧在小于大约15体积%的所建立并维持的浓度中,相对于所述减少氧气的环境的总体积;
-将所述受辐射中间聚烯烃树脂维持在所述减少氧气的环境中一段时间,其足以使大量长链分支在所述受辐射中间聚烯烃树脂内形成;和
-在所述受辐射中间聚烯烃树脂在所述减少氧气的环境中的同时,处理所述受辐射中间聚烯烃树脂,以使存在于所述受辐射中间聚烯烃树脂中的所有自由基基本上钝化。
定义
本文所使用的术语“MFRi”是指本发明主题的中间聚烯烃树脂的熔体流动速率,其中所述熔体流动速率通过ASTM D1238测定。
本文所使用的术语“MFRf”是指本发明主题的受辐射聚合物组合物通过ASTM D1238测定的最终熔体流动速率,其中所述受辐射聚合物组合物衍生自本发明主题的相应的中间聚烯烃树脂。
本文所使用的术语“MFRr”是指熔体流动速率比,其中所述熔体流动速率比定义为等于本发明主题的受辐射聚合物组合物的最终熔体流动速率(MFRf)比本发明主题的相应中间聚烯烃树脂的熔体流动速率(MFRi)。
聚合物组合物
本文表示的主题的一个优选的方面涉及包含非酚稳定剂的各种受辐射聚合物组合物。在这一方面,本发明主题优选涉及受辐射聚合物组合物,其包含:
(A)至少一种聚烯烃树脂,其中所述聚烯烃树脂选自:
(a)具有大于80%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物;
(b)包含丙烯和选自乙烯和C4-C10α-烯烃的烯烃的结晶无规共聚物,条件是当所述α-烯烃是乙烯时,所述结晶无规共聚物具有大约10重量%的最大聚合乙烯含量,当所述α-烯烃是C4-C10α-烯烃时,所述结晶无规共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
(c)包含丙烯和选自乙烯和C4-C10α-烯烃和其混合物的两种烯烃的结晶无规三元共聚物,条件是所述结晶无规三元共聚物具有大约20重量%的最大聚合C4-C10α-烯烃含量,和当所述α-烯烃中至少一种是乙烯时,所述结晶无规三元共聚物具有大约5重量%的最大聚合乙烯含量;
包含以下组分的烯烃聚合物组合物:
(i)大约10重量份-大约60重量份具有至少80%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物,或选自以下的结晶共聚物:(a)丙烯和乙烯,(b)丙烯、乙烯和C4-10α-烯烃,和(c)丙烯和C4-10α-烯烃,所述结晶共聚物具有大于大约85重量%的丙烯含量和大于大约60%的全同立构指数;
(ii)大约3重量份-大约25重量份乙烯和丙烯,或乙烯和C4-C10α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯;和
(iii)大约10重量份-大约80重量份选自以下的弹性体共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-10α-烯烃,和(c)乙烯和C4-10α-烯烃,所述弹性体共聚物任选地含有大约0.5重量%-大约10重量%二烯,并含有少于70重量%乙烯,其中所述弹性体共聚物在环境温度下可溶于二甲苯并具有大约1.5-大约4.0dl/g的特性粘度;
其中,(ii)和(iii)总共占所述烯烃聚合物组合物的总重量的大约50重量%-大约90重量%,并且(ii)/(iii)具有小于0.4的重量比;所烯烃聚合物组合物是通过以至少两阶段的聚合制备的;
(e)包含以下的热塑性烯烃:
(i)大约10重量%-大约60重量%具有至少80%的全同立构指数的丙烯均聚物,或选自以下的结晶共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-C10α-烯烃,和(c)乙烯和C4-C10α-烯烃,所述结晶共聚物具有大于大约85重量%的丙烯含量和大于大约60%的全同立构指数;
(ii)大约20重量%-大约60重量%选自以下的无定形共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-C10α-烯烃,和(c)乙烯和α-烯烃,所述无定形共聚物包含小于70重量%乙烯并在环境温度下可溶于二甲苯,所述无定形共聚物任选地包含大约0.5重量%-大约10重量%二烯;和
(iii)大约3重量%-大约40重量%乙烯和丙烯的共聚物或乙烯和α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯;
(f)乙烯均聚物;
(g)乙烯和α-烯烃的无规共聚物,所述α-烯烃选自C3-10α-烯烃,其中所述乙烯的无规共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
(h)乙烯和两种C3-10α-烯烃的无规三元共聚物,其中所述无规三元共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
(i)丁烯-1均聚物;
(j)丁烯-1的共聚物、三元共聚物或其组合,其中所述丁烯-1的共聚物和丁烯-1的三元共聚物包含至少一种α-烯烃,条件是该α-烯烃不是丁烯,并且所述丁烯的共聚物和丁烯的三元共聚物具有1-15摩尔%的α-烯烃共聚单体含量;和
(k)它们的混合物和组合;和
(B)至少一种非酚稳定剂,
其中所述受辐射聚合物组合物是通过包括以下步骤的方法制备的:
-使所述聚烯烃树脂与非酚稳定剂混合以形成中间聚烯烃树脂;
-用大约2-大约20Megarad的电子束辐射辐射该中间聚烯烃树脂以形成受辐射中间聚烯烃树脂;在减少氧气的环境中辐射该中间聚烯烃树脂,其中活性氧在小于大约15体积%的所建立并维持的浓度中,相对于所述减少氧气的环境的总体积;
-将所述受辐射中间聚烯烃树脂维持在所述减少氧气的环境中一段时间,其足以使大量长链分支在所述受辐射中间聚烯烃树脂内形成;和
-在所述受辐射中间聚烯烃树脂在所述减少氧气的环境中的同时,处理所述受辐射中间聚烯烃树脂,以使存在于所述受辐射中间聚烯烃树脂中的所有自由基基本上钝化。
受辐射聚合物组合物(包括预消毒和化学改性的组合物)用于许多工业(包括医疗和化学领域)中的各种各样的应用。然而,正如前面提到的那样,过去的包含酚类和非酚稳定剂的通过传统辐射过程制备的受辐射聚合物组合物(其中该组合物在空气中受辐射,不管是否进行传统的辐射方法来将该组合物消毒或化学改性)受困于降低的物理性能,包括高度提高的熔体流动速率、更低的熔体张力和提高的泛黄。因此,本发明组合物较之以前的组合物是有利的,因为它们具有更好的物理性能平衡,包括更低的熔体流动速率比、更高的熔体张力和降低的泛黄,尽管经历了高的总辐射剂量,该辐射剂量可以为大约2Megarad-大约20Megarad的总辐射暴露量。
此外,如上所述,在制备具有更好的物理性能平衡的受辐射聚合物组合物的尝试中,在减少氧气的环境中辐射包含酚类稳定剂的聚合物组合物以控制在聚合物组合物内形成的自由基的量。然而,虽然这些组合物较之通过传统辐射过程在空气中辐射的包含酚类和非酚稳定剂的先前聚合物组合物表现更好的物理性能,但是它们仍显示不太合乎需要的物理性能平衡。据信,在减少氧气的环境中受辐射的包含酚类稳定剂的聚合物组合物所经历的不太合乎需要的物理性能平衡的原因归结于酚类稳定剂妨碍自由基重新形成反应,这认为导致在辐射暴露期间和之后产生的游离端长链聚合物分支。因而,以前所得的受辐射聚合物组合物具有不太合乎需要的性能。
相反,本发明主题涉及包含非酚稳定剂的受辐射聚合物组合物,其中所述聚合物组合物在减少氧气的环境中受辐射。本发明受辐射聚合物组合物独特之处在于它们出人意料地具有合乎需要的物理性能平衡,包括较低的熔体流动速率比、较高的熔体张力和减少的泛黄。
另外,本发明主题的受辐射聚合物组合物的值得注意的性能平衡解决了在配制具有合乎需要的物理性能平衡的化学改性聚合物组合物方面长期感觉到的困难。因为本发明受辐射聚合物组合物较之本领域中以前已知的受辐射聚合物组合物具有更合乎需要的性能平衡,包括更低的熔体流动速率比、更高的熔体张力和减少的泛黄,所以本发明受辐射聚合物组合物提供超过现有预消毒的受辐射聚合物组合物和现有化学改性的受辐射聚合物组合物的意外的优点。
例如,本发明受辐射聚合物组合物出人意料地具有较低的熔体流动速率比和较高的熔体张力,它们产生较耐用、较少脆性的产物,该产物可以按经济的加工方式制备。此外,提高的物理性能出人意料地为本发明受辐射聚合物组合物提供与以前已知的受辐射聚合物组合物相比减少的泛黄。
因此,在本发明主题的一个实施方案中,受辐射聚合物组合物可以具有在230℃和2.16kg载荷下的大约0.001-大约200g/10min,更优选在230℃和2.16kg载荷下的大约0.01-大约100g/10min,最优选在230℃和2.16kg载荷下的大约0.1-大约50g/10min的熔体流动速率(MFRf)。
在本发明主题的另一个实施方案中,当受辐射聚合物组合物的MFRf在230℃和2.16kg载荷下为大约0.001-大约10g/10min时,所述受辐射聚合物组合物可以具有大约9-大约100cN,更优选大约12-大约80cN,最优选大约14-大约70cN的熔体张力。在本发明主题的又一个实施方案中,当受辐射聚合物组合物的MFRf在230℃和2.16kg载荷下为大约10-大约200g/10min时,所述受辐射聚合物组合物可以具有大约0.1-大约15cN,更优选大约0.5-大约12cN,最优选大约1-大约10cN的熔体张力。
此外,在本发明主题的一个实施方案中,受辐射聚合物组合物可以具有小于45,更优选小于40,最优选小于35的熔体流动速率比(MFRr),其中如此前所限定(MFRr)=(MFRf)/(MFRi)。
此外,本发明主题的受辐射聚合物组合物可以具有小于16,优选小于14,最优选小于12的黄度。
因此,本发明含非酚稳定剂的受辐射聚合物组合物(它们在减少氧气的环境中受辐射)与此前已知的受辐射聚合物组合物相比是新颖的,并且通过提供具有更合乎需要的性能平衡(包括更低的熔体流动速率比、更高的熔体张力和减少的泛黄)的受辐射聚合物组合物而满足本领域中长期感觉到的需求。
聚烯烃树脂
在本发明主题中,各种类型的聚合物树脂可以用于受辐射聚合物组合物,包括各种均聚物、共聚物、三元共聚物和它们的共混物。
在本发明主题的一个尤其优选的方面中,聚合物树脂包含至少一种聚烯烃树脂。此外,在本发明主题的另一个尤其优选的方面中,聚烯烃树脂选自:
(a)具有大于80%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物;
(b)包含丙烯和选自乙烯和C4-C10α-烯烃的烯烃的结晶无规共聚物,条件是当所述α-烯烃是乙烯时,所述结晶无规共聚物具有大约10重量%的最大聚合乙烯含量,当所述α-烯烃是C4-C10α-烯烃时,所述结晶无规共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
(c)包含丙烯和选自乙烯和C4-C10α-烯烃和其混合物的两种烯烃的结晶无规三元共聚物,条件是所述结晶无规三元共聚物具有大约20重量%的最大聚合C4-C10α-烯烃含量,和当所述α-烯烃中至少一种是乙烯时,所述结晶无规三元共聚物具有大约5重量%的最大聚合乙烯含量;
包含以下组分的烯烃聚合物组合物:
(i)大约10重量份-大约60重量份具有至少80%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物,或选自以下的结晶共聚物:(a)丙烯和乙烯,(b)丙烯、乙烯和C4-10α-烯烃,和(c)丙烯和C4-10α-烯烃,所述结晶共聚物具有大于大约85重量%的丙烯含量和大于大约60%的全同立构指数;
(ii)大约3重量份-大约25重量份乙烯和丙烯,或乙烯和C4-C10α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯;和
(iii)大约10重量份-大约80重量份选自以下的弹性体共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-10α-烯烃,和(c)乙烯和C4-10α-烯烃,所述弹性体共聚物任选地含有大约0.5重量%-大约10重量%二烯,并含有少于70重量%乙烯,其中所述弹性体共聚物在环境温度下可溶于二甲苯并具有大约1.5-大约4.0dl/g的特性粘度;
其中,(ii)和(iii)总共占所述烯烃聚合物组合物的总重量的大约50重量%-大约90重量%,并且(ii)/(iii)具有小于0.4的重量比;所烯烃聚合物组合物是通过以至少两阶段的聚合制备的;
(e)包含以下的热塑性烯烃:
(i)大约10重量%-大约60重量%具有至少80%的全同立构指数的丙烯均聚物,或选自以下的结晶共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-C10α-烯烃,和(c)乙烯和C4-C10α-烯烃,所述结晶共聚物具有大于大约85重量%的丙烯含量和大于大约60%的全同立构指数;
(ii)大约20重量%-大约60重量%选自以下的无定形共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-C10α-烯烃,和(c)乙烯和α-烯烃,所述无定形共聚物包含小于70重量%乙烯并在环境温度下可溶于二甲苯,所述无定形共聚物任选地包含大约0.5重量%-大约10重量%二烯;和
(iii)大约3重量%-大约40重量%乙烯和丙烯的共聚物或乙烯和α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯;
(f)乙烯均聚物;
(g)乙烯和α-烯烃的无规共聚物,所述α-烯烃选自C3-10α-烯烃,其中所述乙烯的无规共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
(h)乙烯和两种C3-10α-烯烃的无规三元共聚物,其中所述无规三元共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
(i)丁烯-1均聚物;
(j)丁烯-1的共聚物、三元共聚物或其组合,其中所述丁烯-1的共聚物和丁烯-1的三元共聚物包含至少一种α-烯烃,条件是该α-烯烃不是丁烯,并且所述丁烯的共聚物和丁烯的三元共聚物具有1-15摩尔%的α-烯烃共聚单体含量;和
(k)它们的混合物和组合。
在又一个优选的实施方案中,聚烯烃树脂选自:
(a)具有大于80%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物;
(b)包含丙烯和选自乙烯和C4-C10α-烯烃的烯烃的结晶无规共聚物,条件是当所述α-烯烃是乙烯时,所述结晶无规共聚物具有大约10重量%的最大聚合乙烯含量,当所述α-烯烃是C4-C10α-烯烃时,所述结晶无规共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
(c)包含丙烯和选自乙烯和C4-C10α-烯烃和其混合物的两种烯烃的结晶无规三元共聚物,条件是所述结晶无规三元共聚物具有大约20重量%的最大聚合C4-C10α-烯烃含量,和当所述α-烯烃中至少一种是乙烯时,所述结晶无规三元共聚物具有大约5重量%的最大聚合乙烯含量;
(d)包含以下组分的烯烃聚合物组合物:
(i)大约10重量份-大约60重量份具有至少80%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物,或选自以下的结晶共聚物:(a)丙烯和乙烯,(b)丙烯、乙烯和C4-10α-烯烃,和(c)丙烯和C4-10α-烯烃,所述结晶共聚物具有大于大约85重量%的丙烯含量和大于大约60%的全同立构指数;
(ii)大约3重量份-大约25重量份乙烯和丙烯,或乙烯和C4-C10α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯;和
(iii)大约10重量份-大约80重量份选自以下的弹性体共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-10α-烯烃,和(c)乙烯和C4-10α-烯烃,所述弹性体共聚物任选地含有大约0.5重量%-大约10重量%二烯,并含有少于70重量%乙烯,其中所述弹性体共聚物在环境温度下可溶于二甲苯并具有大约1.5-大约4.0dl/g的特性粘度;
其中,(ii)和(iii)总共占所述烯烃聚合物组合物的总重量的大约50重量%-大约90重量%,并且(ii)/(iii)具有小于0.4的重量比;所烯烃聚合物组合物是通过以至少两阶段的聚合制备的;
(e)包含以下的热塑性烯烃:
(i)大约10重量%-大约60重量%具有至少80%的全同立构指数的丙烯均聚物,或选自以下的结晶共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-C10α-烯烃,和(c)乙烯和C4-C10α-烯烃,所述结晶共聚物具有大于大约85重量%的丙烯含量和大于大约60%的全同立构指数;
(ii)大约20重量%-大约60重量%选自以下的无定形共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-C10α-烯烃,和(c)乙烯和α-烯烃,所述无定形共聚物包含小于70重量%乙烯并在环境温度下可溶于二甲苯,所述无定形共聚物任选地包含大约0.5重量%-大约10重量%二烯;和
(iii)大约3重量%-大约40重量%乙烯和丙烯的共聚物或乙烯和α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯;
(f)乙烯均聚物;
(g)乙烯和α-烯烃的无规共聚物,所述α-烯烃选自C3-10α-烯烃,其中所述乙烯的无规共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;和
(h)乙烯和两种C3-10α-烯烃的无规三元共聚物,其中所述无规三元共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量。
此外,在本发明主题的另一个优选的方面中,所述聚烯烃树脂选自:
(a)具有大于80%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物;
(b)包含丙烯和选自乙烯和C4-C10α-烯烃的烯烃的结晶无规共聚物,条件是当所述α-烯烃是乙烯时,所述结晶无规共聚物具有大约10重量%的最大聚合乙烯含量,当所述α-烯烃是C4-C10α-烯烃时,所述结晶无规共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
(c)包含丙烯和选自乙烯和C4-C10α-烯烃和其混合物的两种烯烃的结晶无规三元共聚物,条件是所述结晶无规三元共聚物具有大约20重量%的最大聚合C4-C10α-烯烃含量,和当所述α-烯烃中至少一种是乙烯时,所述结晶无规三元共聚物具有大约5重量%的最大聚合乙烯含量;和
(d)包含以下组分的烯烃聚合物组合物:
(i)大约10重量份-大约60重量份具有至少80%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物,或选自以下的结晶共聚物:(a)丙烯和乙烯,(b)丙烯、乙烯和C4-10α-烯烃,和(c)丙烯和C4-10α-烯烃,所述结晶共聚物具有大于大约85重量%的丙烯含量和大于大约60%的全同立构指数;
(ii)大约3重量份-大约25重量份乙烯和丙烯,或乙烯和C4-C10α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯;和
(iii)大约10重量份-大约80重量份选自以下的弹性体共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-10α-烯烃,和(c)乙烯和C4-10α-烯烃,所述弹性体共聚物任选地含有大约0.5重量%-大约10重量%二烯,并含有少于70重量%乙烯,其中所述弹性体共聚物在环境温度下可溶于二甲苯并具有大约1.5-大约4.0dl/g的特性粘度;
其中,(ii)和(iii)总共占所述烯烃聚合物组合物的总重量的大约50重量%-大约90重量%,并且(ii)/(iii)具有小于0.4的重量比;所烯烃聚合物组合物是通过以至少两阶段的聚合制备的。
本发明主题的聚烯烃树脂另外可以具有各种性能。具体来说,在数个优选的实施方案中结晶丙烯均聚物可以具有大约90%-大约99.5%的全同立构指数,丙烯和烯烃的结晶无规共聚物可以具有大约6%-大约8%的最大聚合乙烯含量,结晶无规共聚物可以具有大约16%的最大聚合C4-C10α-烯烃含量,结晶无规共聚物可以具有大于60%的全同立构指数,更优选结晶无规共聚物可以具有至少70%的全同立构指数,和结晶无规三元共聚物可以具有大约16%的最大聚合C4-C10α-烯烃含量。
此外,在数个优选的实施方案中,结晶无规三元共聚物可以具有大约6%-大约8%的最大聚合乙烯含量,结晶无规三元共聚物可以具有大于85%的全同立构指数,烯烃聚合物组合物可以包含大约15份-大约55份结晶丙烯均聚物,烯烃聚合物组合物可以包含具有大约90%-大约99.5%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物,烯烃聚合物组合物可以包含具有大约90%-大约99重量%的丙烯含量的结晶共聚物,烯烃聚合物组合物可以包含大约5份-大约20份乙烯和丙烯的共聚物,烯烃聚合物组合物可以包含大约15份-大约65份弹性体共聚物,和烯烃聚合物组合物的弹性体共聚物可以包含大约10%-大约60%乙烯。
此外,在数个优选的实施方案中,烯烃聚合物组合物的弹性体共聚物可以包含大约12%-大约55%乙烯,烯烃聚合物组合物可以具有0.1-0.3的组分(ii)/(iii)的重量比,热塑性烯烃可以包含大约20%-大约50%丙烯均聚物,热塑性烯烃可以包含具有大约90%-大约99.5%的全同立构指数的丙烯均聚物,热塑性烯烃可以包含大约30%-大约50%选自(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-C8α-烯烃和(c)乙烯和α-烯烃的无定形共聚物,和热塑性烯烃可以包含大约10%-大约20%乙烯和丙烯的共聚物,或乙烯和α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯。
此外,本发明主题的聚烯烃树脂可以是均化的。
本发明主题的聚烯烃树脂可以通过各种催化剂体系制备,其中所述催化剂体系包含至少一种金属茂催化剂、齐格勒-纳塔催化剂或它们的组合。
因此,在本发明主题的一个实施方案中,可以通过至少一种催化剂体系制备聚烯烃树脂,其中所述催化剂体系包含至少一种以下式(A)的金属茂化合物:
其中
M是锆、铪或钛;
X是相同或不同的,并且各自彼此独立地是氢、卤素、-R、-OR、-OSO2CF3、-OCOR、-SR、-NR2或-PR2,其中两个X基团任选地接合形成环系,该环系任选地包含至少一个杂原子;
R是相同或不同的,并且各自彼此独立地是任选含至少一个C1-C10烷基作为取代基的直链或支链C1-C20烷基、C3-C20环烷基,C6-C20芳基,C7-C20烷芳基或C7-C20芳烷基,其中R任选地包含至少一个选自元素周期表第13-17族的杂原子且R任选地包含至少一个不饱和键;
L是选自C1-C20烷叉基、C3-C20环烷叉基、C6-C20芳叉基、C7-C20烷基芳叉基和C7-C20芳基烷叉基的二价桥联基,其中L任选地包含至少一个选自元素周期表第13-17族的杂原子,或是含至多5个硅原子的甲硅烷叉基;
R1和R2是相同或不同的,并且各自彼此独立地是氢或直链或支链C1-C20烷基或C3-C20环烷基,其中所述C1-C20烷基或C3-C20环烷基任选包含至少一个C1-C10-烷基作为取代基,C6-C20芳基、C7-C40烷芳基或C7-C40芳烷基,和其中R1和R2任选地包含至少一个选自元素周期表第13-17族的杂原子,和R1和R2任选地包含至少一个不饱和键;
T和T′是相同或不同的,并且各自彼此独立地是以下式(B)、(C)、(D)、(E)、(F)或(G)的二价基团:
其中
由符号*和**表示的原子在每种情况下与式(A)的金属茂化合物中的相同符号表示的原子接合,和
R5和R6是相同或不同的,并且各自彼此独立地是氢或直链或支链C1-C20烷基或C3-C20环烷基,其中所述C1-C20烷基或C3-C20环烷基任选地包含至少一个C1-C10烷基作为取代基,C6-C20芳基、C7-C40烷芳基或C7-C40芳烷基,和其中R1和R2任选地包含至少一个选自元素周期表第13-17族的杂原子,R5和R6任选地包含至少一个不饱和键,或选自两个R5基团,或R5和R6基团的两个基团接合形成饱和或不饱和C3-C20环系,该C3-C20环系任选地包含至少一个杂原子。
在本发明主题的另一个实施方案中,可以通过至少一种催化剂体系制备聚烯烃树脂,其中所述催化剂体系包含至少一种式(A)的金属茂化合物,并且其中该金属茂化合物的M是锆。此外,在另一个实施方案中,本发明主题的聚烯烃树脂可以通过至少一种催化剂体系制备,其中所述催化剂体系包含至少一种式(A)的金属茂化合物,其中R是相同或不同的,并且各自彼此独立地是C1-C10烷基,包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基或正辛基,或R是相同或不同的并且各自彼此独立地是C3-C20-环烷基,包括但不限于环戊基或环己基。此外,在另一个优选的实施方案中,本发明主题的聚烯烃树脂可以通过包含至少一种式(A)的金属茂化合物的至少一种催化剂体系制备,其中两个X基团接合形成C4-C40-二烯基配体,尤其是1,3-二烯基配体,或-OR33O-,其中R33是选自C1-C40-烷叉基、C6-C40芳叉基、C7-C40烷基芳叉基和C7-C40芳基烷叉基的二价基。在另一个实施方案中,X是相同或不同的,并且各自彼此独立地是卤素,包括氯,或甲基、-R、-OR,或两个X基团接合形成-OR33O-。
在又一个实施方案中,本发明主题的聚烯烃树脂可以通过包含至少一种式(A)的金属茂化合物的至少一种催化剂体系制备,其中L是选自甲硅烷叉基(包括-SiMe2-、-SiPh2-、-SiPhMe-和-SiMe(SiMe3)-)和烷叉基(-CH2-、-(CH2)2-、-(CH2)3-和-C(CH3)2-)的基团。
此外,在另一个实施方案中,本发明主题的聚烯烃树脂可以通过包含至少一种式(A)的金属茂化合物的至少一种催化剂体系制备,其中R1和R2是相同或不同的,并且各自彼此独立地是直链或支链C1-C10烷基,尤其是直链C1-C4烷基,包括但不限于甲基、乙基、正丙基或正丁基,或支链C3或C4烷基,包括但不限于异丙基或叔丁基。在另一个实施方案中,本发明主题的聚烯烃树脂可以通过包含至少一种式(A)的金属茂化合物的至少一种催化剂体系制备,其中R1和R2都是甲基、乙基或异丙基。在又一个实施方案中,R1是直链或支链C1-C10烷基,它在α位是未支化的,包括但不限于,直链C1-C4烷基,R2是在α位支化的C3-C10烷基。直链C1-C4烷基的非限制性实例包括甲基、乙基、正丙基和正丁基,C3-C10烷基的非限制性实例包括支链C3或C4烷基,包括异丙基或叔丁基。
此外,在另一个实施方案中,本发明主题的聚烯烃树脂可以通过包含至少一种式(A)的金属茂化合物的至少一种催化剂体系制备,其中R5是相同或不同的,并且各自彼此独立地是氢或直链或支链C1-C10烷基,包括但不限于C1-C4烷基,或C3-C10环烷基,包括但不限于C5-C6环烷基、C6-C18芳基、C7-C24烷芳基,或两个相邻的R5基团任选地接合形成5-7元环系。C1-C4烷基的非限制性实例包括,但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基和正丁基。C3-C10环烷基的非限制性实例包括但不限于C5-C6环烷基,包括但不限于环戊基和环己基。C6-C18芳基的非限制性实例包括但不限于,苯基或萘基,C7-C24烷芳基的非限制性实例包括但不限于,甲基苯基、乙基苯基、正丙基苯基、异丙基苯基、叔丁基苯基、二甲基苯基、二乙基苯基、二异丙基苯基、二叔丁基苯基、三甲基苯基、甲基-叔丁基苯基、甲基萘基和二甲基萘基。
另外,在另一个实施方案中,本发明主题的聚烯烃树脂可以通过包含至少一种式(A)的金属茂化合物的至少一种催化剂体系制备,其中R6与相邻的R5基一起形成环系。由R6和相邻的R5基接合形成的环系的非限制性实例包括不饱和6-元环系,或R6可以是以下式(H)的芳基:
其中
R11是相同或不同的,并且各自彼此独立地是氢或直链或支链C1-C20烷基或C3-C20环烷基,其中所述C1-C20烷基或C3-C20环烷基任选地包含至少一个C1-C10烷基作为取代基,C6-C20芳基、C7-C40烷芳基或C7-C40芳烷基,和其中R11任选地包含至少一个选自元素周期表第13-17族的杂原子,R11任选地包含至少一个不饱和键,或两个R11基团任选地接合形成饱和或不饱和C3-C20环系,所述C3-C20环系任选地包含至少一个杂原子;
R12是氢、卤素或直链或支链C1-C20烷基或C3-C20环烷基,其中所述C1-C20烷基或C3-C20环烷基任选地包含至少一个C1-C10烷基作为取代基,C6-C20芳基、C7-C40烷芳基或C7-C40芳烷基,和其中R12任选地包含至少一个选自元素周期表第13-17族的杂原子,且R12任选地包含至少一个不饱和键。
在一个优选的实施方案中,R11可以是氢,R12可以是-C(R13)3支链烷基,其中
R13是相同或不同的,并且各自彼此独立地是直链或支链C1-C6烷基,或两个或三个R13基接合形成一个或多个环系。
仍此外,在另一个实施方案中,本发明主题的聚烯烃树脂可以通过包含至少一种式(A)的金属茂化合物的至少一种催化剂体系制备,其中T和T’被上述式(H)的至少一个R6基取代。在一个优选的实施方案中,T和T’都可以被式(H)的至少一个R6基取代。在又一个实施方案中,T和T′中至少一个具有式(D),并被式(H)的至少一个R6基取代,其中其它T或T′具有式(B)或(D),并且被式(H)的至少一个R6基取代。具体来说,此类金属茂化合物可以具有式(J):
此外,对于本发明主题尤其有用的示例性金属茂化合物和它们的制备方法在WO 01/48034和WO 03/045964中进行了描述,这两篇文献都在此全文引入作为参考。
本发明主题的式(A)的金属茂化合物优选按外消旋或假外消旋形式使用,其中术语假外消旋形式是指当不考虑配合物的所有其它取代基时,该配合物包含彼此按外消旋排列的两个T和T′基。
此外,本发明主题进一步考虑通过使用包含各种金属茂化合物的混合物的催化剂体系制备本发明主题的聚烯烃树脂。
对用于制备本发明主题的聚烯烃树脂的催化剂体系的尤其有用的金属茂化合物的非限制性实例包括:
二氯·二甲基硅烷二基·双(茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(四氢茚基)合锆、
二氯·亚乙基·双(茚基)合锆、
二氯·亚乙基·双(四氢茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-甲基茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-异丙基茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-叔丁基茚基)合锆、
二溴·二乙基硅烷二基·双(2-甲基茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-乙基茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-甲基-4,5-苯并茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-乙基-4,5-苯并茚基)合锆、
二氯·甲基苯基硅烷二基·双(2-甲基-4,5-苯并茚基)合锆、
二氯·甲基苯基硅烷二基·双(2-乙基-4,5-苯并茚基)合锆、
二氯·二苯基硅烷二基·双(2-甲基-4,5-苯并茚基)合锆、
二氯·二苯基硅烷二基·双(2-乙基-4,5-苯并茚基)合锆、
二氯·二苯基硅烷二基·双(2-甲基茚基)合铪
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-甲基-4-苯基茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-乙基-4-苯基茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-甲基-4-(1-萘基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-乙基-4-(1-萘基)-茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-丙基-4-(1-萘基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-异丁基-4-(1-萘基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-丙基-4-(9-菲基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-甲基-4-异丙基茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2,7-二甲基-4-异丙基茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-甲基-4,6-二异丙基茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-甲基-4-(对三氟甲基苯基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-甲基-4-(3’,5’-二甲基苯基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-甲基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)合锆、
二氯·二乙基硅烷二基·双(2-甲基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-乙基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-丙基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-异丙基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-正丁基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·双(2-己基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·(2-异丙基-4-苯基茚基)·(2-甲基-4-苯基茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·(2-异丙基-4-(1-萘基)茚基)·(2-甲基-4-(1-萘基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·(2-异丙基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)·(2-甲基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·(2-异丙基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)·(2-乙基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·(2-异丙基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)·(2-甲基-4-(3’,5’-双-叔丁基苯基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·(2-异丙基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)·(2-甲基-4-(1’-萘基)茚基)合锆、
二氯·亚乙基·(2-异丙基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)·(2-甲基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·(2-甲基-4-(4′-叔丁基苯基)茚基)·(2-异丙基4-(1-萘基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·(2-甲基-4-苯基)-1-茚基)·(2-异丙基-4-(4′-叔丁基苯基)-1-茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·(2-异丙基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)·(2,6-二甲基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·(2-异丙基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)·(2,7-二甲基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·(2-异丙基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)·(2,5,6,7-四甲基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·(2-异丙基-4-苯基茚基)·(6-甲基-4-苯基-1,2,3,5-四氢-s-indacen-7-基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·(2-异丙基-4-苯基茚基)·(6-甲基-4-(4’-叔丁基苯基)-1,2,3,5-四氢-s-indacen-7-基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·(2-异丙基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)·(6-甲基-4-苯基-1,2,3,5-四氢-s-indacen-7-基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·(2-异丙基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)·(6-甲基-4-(4’-叔丁基苯基)-1,2,3,5-四氢-s-indacen-7-基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·(2-异丙基-4-(4′-叔丁基苯基)茚基)·(2-甲基-4,5-苯并茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·(2-甲基-4-(4′-叔丁基苯基)茚基)·(2-异丙基-4-苯基茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基·(2-乙基-4-(4′-叔丁基苯基)茚基)·(2-异丙基-4-苯基)茚基)合锆、
二甲基硅烷二基双-6-(3-甲基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)二甲基、
二氯·二甲基硅烷二基双-6-(4-甲基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基双-6-(4-异丙基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基双-6-(4-叔丁基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基双-6-(3-异丙基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基双-6-(3-苯基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)合锆、
二甲基·二甲基硅烷二基双-6-(2,5-二甲基-3-苯基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基双-6-[2,5-二甲基-3-(2-甲基苯基)环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩]合锆、
二氯·二甲基硅烷二基双-6-[2,5-二甲基-3-(2,4,6-三甲基苯基)环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩]合锆、
二氯·二甲基硅烷二基双-6-(2,4,5-三甲基-3-苯基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基双-6-(2,5-二乙基-3-苯基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基双-6-(2,5-二异丙基-3-苯基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基双-6-(2,5-二叔丁基-3-苯基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基双-6-(2,5-二(三甲基)甲硅烷基-3-苯基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基双-6-(2-甲基-5-异丙基-3-苯基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基双-6-(2-甲基-5-异丙基-3-(4’-叔丁基苯基)环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基-6-(2-甲基-5-异丙基-3-苯基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)-6-(2,5-二甲基-3-苯基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基-6-(2-甲基-5-异丙基-3-(4’-叔丁基苯基)环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)-6-(2,5-二甲基-3-(4’-叔丁基苯基)环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基-6-(2-甲基-5-异丙基-3-苯基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)-6-(2,5-二甲基-3-(4’-叔丁基苯基)环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基-6-(2-甲基-5-异丙基-3-(4’-叔丁基苯基)环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)-6-(2,5-二甲基-3-苯基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基-6-(2,5-二甲基-3-苯基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)·(2-甲基-4-苯基茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基-6-(2,5-二甲基-3-苯基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)·(2-异丙基-4-苯基茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基-6-(2,5-二甲基-3-苯基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)·(2-异丙基-4-(1-萘基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基-6-(2,5-二甲基-3-苯基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)·(2-异丙基-4-(4’-叔丁基苯基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基-6-(2,5-二甲基-3-苯基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)·(2-异丙基-4-(3’,5’-二甲基苯基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基-6-(2,5-二甲基-3-苯基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)·(2-异丙基-4-(2’,5’-二甲基苯基)茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基-6-(2-甲基-5-异丙基-3-苯基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)·(2-甲基-4-苯基茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基-6-(2-甲基-5-异丙基-3-苯基环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)·(2-乙基-4-苯基茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基-6-(2-甲基-5-异丙基-3-(3’,5’-二甲基苯基)环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)·(2-甲基-4-苯基茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基-6-(2-甲基-5-异丙基-3-(2’,5’-二甲基苯基)环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)·(2-甲基-4-苯基茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基-6-(2-甲基-5-异丙基-3-(4’-叔丁基苯基)环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)·(2-甲基-4-苯基茚基)合锆、
二氯·二甲基硅烷二基-6-(2-甲基-5-异丙基-3-(3’,5’-二甲基苯基)环戊二烯基-[1,2-b]-噻吩)·(2-甲基-4-(4’-甲基苯基)茚基)合锆、
二甲基合锆、一氯·单(烷基芳氧基)合锆化合物、(烷基芳氧基)合锆化合物和它们的混合物。
此外,在另一个实施方案中,本发明主题的聚烯烃树脂可以通过包含至少一种齐格勒/纳塔催化剂的至少一种催化剂体系制备,其中所述催化剂体系可以包含烷基铝和固体催化剂组分间的至少一种反应产物,所述固体催化剂组分可以包含至少一种在卤化镁载体上的过渡金属,其中所述卤化镁载体优选是MgCl2载体。具体来说,包含齐格勒/纳塔催化剂的催化剂体系可以通过使用以下组分间的反应产物获得:
(i)包含(a)至少一种钛化合物,所述钛化合物优选不含任何Ti-π键,(b)至少一种内电子供体化合物和(c)卤化镁载体的固体催化剂组分;
(ii)烷基-铝化合物;和
(iii)任选地,至少一种外电子供体化合物。
在本发明主题的一个实施方案中,在催化剂体系中使用至少一种外电子供体化合物以获得至少一种任选具有大于大约80的全同立构规整度(mm)的聚烯烃树脂。然而,如果使用至少一种内电子供体化合物,则齐格勒/纳塔催化剂的立体特异性可能足够高,从而使得外电子供体化合物的使用变得不必要。
有用的内电子供体化合物的非限制性实例在专利EP-A-361,493中进行了描述,该文献在此全文引入作为参考。
在另一个优选的实施方案中,卤化镁载体(包括氯化镁载体)优选可以呈活性形式,并且是为本领域技术人员熟知的。例如,美国专利4,298,718和4,495,338(这两篇文献都在此全文引入作为参考)描述了卤化镁载体在齐格勒-纳塔催化中的应用。
在又一个实施方案中,钛化合物可以选自至少一种卤化钛、钛卤并-醇化物或它们的组合。有用的钛化合物的非限制性实例包括TiCl4、TiCl3、至少一种Ti(OR35)m’X1 n钛卤并-醇化物,其中
R35是相同或不同的,各自彼此独立地是C1-C12烃或COR36;
X1是卤素;
(m’+n’)是钛的价态;和
R36是任选含至少一个C1-C10烷基作为取代基的直链或支链C1-C20烷基、C3-C20环烷基,C6-C20芳基,C7-C20烷芳基或C7-C20芳烷基。
在另一个实施方案中,含钛化合物、内电子供体化合物和卤化镁载体的固体催化剂组分可以呈球形颗粒形式,并且任选地具有大约10-大约150μm的平均直径。有用的球形固体催化剂组分的非限制性制备方法在专利EP-A-395,083、EP-A-553,805和EP-A-553,806中进行了描述,它们都在此全文引入作为参考。
此外,在另一个实施方案中,内电子供体化合物可以包括,但不限于,至少一种醚、酯、胺、酮和1,3-二醚。在一个优选的实施方案中,所述酯包含多元羧酸的至少一种酯。有用的内电子供体化合物的非限制性实例在专利EP-A-361,493、EP-A-361,494、EP-A-362,705和EP-A-451,645中进行了描述,它们都在此全文引入作为参考。
在另一个实施方案中,烷基-铝化合物可以选自铝三烷基化物,包括但不限于三乙基Al、三异丁基Al、三正丁基Al、三正己基Al、三正辛基Al和它们的混合物。此外,在一个优选的实施方案中,可以使用Al三烷基化物和Al-烷基卤化物、Al烷基氢化物或Al烷基倍半氯化物(包括AlEt2Cl和Al2Et3Cl3)。
在另一个实施方案中,外电子供体化合物可以是相同或不同于内电子供体化合物,在另一个实施方案中,如果内电子供体化合物包含多元羧酸的至少一种酯,包括邻苯二甲酸酯,则外供体优选选自至少一种R37R38Si(OR39)2硅化合物,其中
R37、R38和R39是相同或不同的,并且各自彼此独立地是C1-C20烷基,任选含至少一个C1-C10烷基作为取代基的C3-C20环烷基,C6-C20芳基,C7-C20烷芳基或C7-C20芳烷基。
有用的硅化合物的非限制性实例包括甲基-环己基-二甲氧基硅烷、二苯基-二甲氧基硅烷、甲基-叔丁基-二甲氧基硅烷、二环戊基-二甲氧基硅烷和它们的组合。
此外,制备本发明主题的聚烯烃树脂的催化剂体系可以包含至少一种助催化剂。在一个优选的实施方案中,助催化剂可以选自铝氧烷化合物、有机铝化合物、D+E-助催化剂化合物,其中
E-为相容阴离子,其能够使源自式(A)的金属茂化合物和D+E-助催化剂化合物的反应的活性催化物质稳定,并且其中E-充分不稳定而能够通过烯属单体除去;和它们的混合物。适合的有用助催化剂是为本领域技术人员熟知的。
非酚稳定剂
在本发明主题中,各种类型的非酚稳定剂可以用于受辐射聚合物组合物。可以在受辐射之前,在受辐射之后或以这两种方式向本发明主题的聚烯烃树脂中添加非酚稳定剂。优选地,在将聚烯烃树脂辐射之前将本发明主题的至少一种非酚稳定剂添加到本发明主题的至少一种聚烯烃树脂中。
所有本公开内容中限定的非酚稳定剂定义为不含酚类实体或含最低量酚类实体的化学组合物,其中所述最低量的酚类实体不实质上负面影响本发明受辐射聚合物组合物的性能、本发明受辐射聚合物组合物的制备方法和由本发明受辐射聚合物组合物制备的制品。
在本发明主题的一个实施方案中,非酚稳定剂包含至少一种:
(a)位阻胺;
(b)选自以下的化合物:
i.)羟胺;
ii.)硝酮;
iii.)氧化胺;
iv.)苯并呋喃酮;和
v.)它们的混合物;
(c)有机亚磷酸酯;
(d)亚膦酸酯;和
(e)它们的混合物。
在一个优选的实施方案中,本发明主题的非酚稳定剂包含至少一种位阻胺,其中所述位阻胺包含至少一个以下式(I)的基团:
其中
Rx彼此独立地各自是氢、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C3-C10芳基和烷基部分含1-10个碳原子且芳基部分含3-10个碳原子的芳烷基。
在这一方面,在另一个优选的实施方案中,非酚稳定剂包含至少一种位阻胺,其中所述位阻胺选自:
其中R’具有式(X(i))
其中
R″是氢或R″′;和
R″′具有式(XVIV(i))
R″″′具有式(XX(i))
和它们的组合。
此外,在本发明主题的另一个实施方案中,非酚稳定剂可以选自至少一种空间位阻胺,包括但不限于,羟基-取代的N-烷氧基位阻胺。此类化合物的非限制性实例可以参见美国专利6,392,041,该文献在此全文引入作为参考。
在一个特定的实施方案中,本发明非酚稳定剂可以按大约0.005重量%-大约10重量%,更优选大约0.007重量%-大约5重量%,甚至更优选大约0.01重量%-大约3重量%的量包含至少一种位阻胺,基于受辐射聚合物组合物的总重量。
在又一个优选的实施方案中,非酚稳定剂可以包含至少一种羟胺,其中所述羟胺具有式(XXIII):
其中
T1是C1-C36直链或支链烷基、C5-C12环烷基或C7-C9芳烷基,所述C7-C9芳烷基任选地被至少一个C1-C12烷基或至少一个卤素原子取代;和
T2是氢或C1-C36直链或支链烷基、C5-C12环烷基或C7-C9芳烷基,所述C7-C9芳烷基任选地被至少一个C1-C12烷基或至少一个卤素原子取代。
甚至更如此,在本发明主题的又一个实施方案中,式(XXIII)的羟胺可以包括N,N-二烃基羟胺,其中T1和T2是相同或不同的,并且各自可以彼此独立地是苄基、甲基、乙基、辛基、月桂基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十七烷基或十八烷基,或T1和T2可以各自是氢化牛脂胺中常见的烷基组合。N,N-二烃基羟胺的非限制性实例包括N,N-二苄基羟胺、N,N-二乙基羟胺、N,N-二辛基羟胺、N,N-二月桂基羟胺、N,N-二(十二烷基)羟胺、N,N-二(十四烷基)羟胺、N,N-二(十六烷基)羟胺、N,N-二(十八烷基)羟胺、N-十六烷基-N-十四烷基羟胺、N-十六烷基-N-十七烷基羟胺、N-十六烷基-N-十八烷基羟胺、N-十七烷基-N-十八烷基羟胺、N-甲基-N-十八烷基羟胺、N,N-二(氢化牛脂)羟胺和它们的组合。
此外,在又一个实施方案中式(XXIII)的羟胺可以包括至少一种N,N-二(烷基)羟胺,它可以通过包括N,N-二(氢化牛脂)胺(FS-042,可从Ciba Specialty Chemicals Corp.商购)的直接氧化的方法制备。
在本发明主题的又一个实施方案中,非酚稳定剂可以包含至少一种硝酮。此外,在另一个实施方案中,硝酮可以包含式(XXIII)的羟胺的至少一种氧化产物。硝酮的非限制性实例包括N-苄基-α-苯基硝酮、N-乙基-α-甲基硝酮、N-辛基-α-庚基硝酮、N-月桂基-α-十一烷基硝酮、N-十四烷基-α-十三烷基硝酮、N-十六烷基-α-十五烷基硝酮、N-十八烷基-α-十七烷基硝酮、N-十六烷基-α-十七烷基硝酮、N-十八烷基-α-十五烷基硝酮、N-十七烷基-α-十七烷基硝酮、N-十八烷基-α-十六烷基硝酮、N-甲基-α-十七烷基硝酮、衍生自N,N-二(氢化牛脂)羟胺的至少一种硝酮和它们的组合。
甚至更如此,在又一个实施方案中,本发明主题的非酚稳定剂可以包含至少一种氧化胺,其中所述氧化胺具有式(XXIV):
其中
G1和G2是相同或不同的,并且各自彼此独立地是C6-C36直链或支化烷基、C6-C12芳基、C7-C36芳烷基、C7-C36烷芳基、C5-C36环烷基、C6-C36烷基环烷基或C6-C36环烷基烷基;
G3是C1-C36直链或支链烷基、C6-C12芳基、C7-C36芳烷基、C7-C36烷芳基、C5-C36环烷基、C6-C36烷基环烷基或C6-C36环烷基烷基;
条件是G1、G2和G3中至少一个包含β碳-氢键,并且G1、G2和G3的上述烷基、芳烷基、烷芳基、环烷基、烷基环烷基和环烷基烷基任选地包含至少一个含杂原子的基团,所述含杂原子的基团选自-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-COO-、-OCO-、-CO-、-NG4-、-CONG4-、-NG4CO-和它们的组合,并且所述烷基、芳烷基、烷芳基、环烷基、烷基环烷基和环烷基烷基任选被至少一个选自以下的基团取代:-OG4、-SG4、-COOG4、-OCOG4、-COG4、-N(G4)2、-CON(G4)2、-NG4COG4和含-C(CH3)(CH2Rz)NL’(CH2Rz)(CH3)C-的5-和6-元环;其中
G4是相同或不同的,并且彼此独立地是氢或C1-C8烷基;
Rz是氢或甲基;
L′是C1-C30直链或支链烷基、-C(O)R″″或-OR″″;和
R″″是C1-C30直链或支链烷基。
在另一个实施方案中,本发明主题的非酚稳定剂可以包含至少一种式(XXIV)的氧化胺,其中G1和G2可以是相同或不同的,并且可以各自彼此独立地是苄基,其中该苄基可以是任选取代的。在又一个实施方案中,氧化胺的G1和G2可以是相同或不同的并且可以各自彼此独立地是C8-C26烷基,更优选C10-C26烷基。
此外,在其它实施方案中,氧化胺的G3可以是C1-C22烷基,包括但不限于甲基,其中该甲基可以是任选取代的,并且氧化胺的G1、G2和G3可以是相同或不同的,并且可以各自彼此独立地是C6-C36烷基。
在又一个实施方案中,本发明主题的非酚稳定剂可以包含至少一种多(氧化胺)。本发明主题的多(氧化胺)的有用的实施方案包括,但不限于每化合物包含至少两个叔胺氧化物的叔胺氧化物。有用的多(氧化胺)的非限制性实例包括脂族和脂环族二胺的叔胺氧化物类似物,包括但不限于,1,4-二氨基丁烷、1,6-二氨基己烷、1,10-二氨基癸烷、1,4-二氨基环己烷和它们的组合,和芳族基二胺,包括,二氨基蒽醌、二氨基茴香醚和它们的组合。
此外,在本发明主题的又一个实施方案中,非酚稳定剂可以包含衍生自上述二胺的低聚物和聚合物的至少一种叔胺氧化物。衍生自上述二胺的低聚物和聚合物的有用的氧化胺的非限制性实例包括与至少一种聚合物连接的至少一种氧化胺,包括与至少一种聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚酯、聚酰胺、聚苯乙烯和它们的混合物连接的氧化胺,其中衍生自上述二胺的低聚物和聚合物的氧化胺可以任选地包含至少一个含杂原子的结构部分,包括-O-、-S-、-SO-、-CO2-、-CO-、-CONG4-和它们的组合。
在又一个实施方案中,本发明主题的式(XXIV)的氧化胺的G1、G2和G3可以与含至少一种位阻胺的分子连接。有用的位阻胺的非限制性实例包括美国专利6,664,317和6,872,764中描述的那些,这两篇文献都在此全文引入作为参考。
另外,在又一个实施方案中,本发明主题的非酚稳定剂可以包含至少一种苯并呋喃酮,其中所述苯并呋喃酮具有式(XXV):
其中
R25、R26和R27是相同或不同的,并且各自彼此独立地是氢、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C3-C10芳基和烷基部分含1-10个碳原子且芳基部分含3-10个碳原子的芳烷基。
在一个优选的实施方案中,式(XXV)的苯并呋喃酮的R25、R26和R27可以彼此独立地是氢和甲基。
对本发明主题有用的苯并呋喃酮的非限制性实例包括美国专利4,325,863、4,338,244、5,175,312、5,216,052、5,252,643、5,369,159、5,488,117、5,356,966、5,367,008、5,428,162、5,428,177、5,614,572、5,883,165和5,516,920中描述的那些,它们都在此全文引入作为参考。此外,对本发明主题有用的苯并呋喃酮的其它非限制性实例包括3-(4-(2-乙酰氧基乙氧基)-苯基)-5,7-二叔丁基苯并呋喃-2-酮、5,7-二叔丁基-3-(4-(2-硬脂酰氧基乙氧基)苯基)-苯并呋喃-2-酮、3,3′-双(5,7-二-叔丁基-3-(4-[2-羟基乙氧基)苯基)-2-酮]、5,7-二叔丁基-3-(4-乙氧基苯基)-苯并呋喃-2-酮、3-(4-乙酰氧基-3,5-二甲基苯基)-5,7-二叔丁基苯并呋喃-2-酮、3-(3,5-二甲基-4-新戊酰基氧基苯基)-5,7-二-叔丁基苯并呋喃-2-酮、3-(3,4-二甲基苯基)-5,7-二叔丁基苯并呋喃-2-酮和3-(2,3-二甲基苯基)-5,7-二叔丁基苯并呋喃-2-酮和它们的混合物。
在一个特定的实施方案中,本发明非酚稳定剂可以按大约0.005重量%-大约10重量%,更优选大约0.007重量%-大约5重量%,甚至更优选大约0.01重量%-大约3重量%的量包含至少一种羟胺、硝酮、氧化胺、苯并呋喃酮和它们的混合物,基于受辐射聚合物组合物的总重量。
在又一个实施方案中本发明主题的非酚稳定剂可以包含至少一种有机亚磷酸酯、亚膦酸酯或它们的混合物,其中所述有机亚磷酸酯和亚膦酸酯具有至少一种选自(XXVI)、(XXVII)、(XXVIII)、(XXVIV)、(XXX)、(XXXI)和(XXXII)的通式:
其中
n是2、3或4;
p是1或2;
q是2或3;
r是4-12;
y是1、2或3;和
z是1-6;
如果n和/或q是2,则A1是C2-C18亚烷基,含至少一个氧、硫、-NR4-或其组合的C2-C12亚烷基,亚苯基或具有通式(XXXIII)或(XXXIV)的基团:
如果n和/或q是3,则A1是基团-CrH2r-1-;
如果n是4,则A1是
A2是C2-C18亚烷基,含至少一个氧、硫、-NR4-或其组合的C2-C12亚烷基,亚苯基或具有通式(XXXIII)或(XXXIV)的基团:
B是直接键、-CH2-、-CHR4-、-CR1R4-、硫、C5-C7环烷叉基或C5-C7环己叉基,其中所述C5-C7环烷叉基和C5-C7环己叉基在至少一个3、4和5位任选取代有至少一个C1-C4烷基;
如果p是1,则D1是C1-C4烷基;
如果p是2,则D1是-CH2OCH2-;
如果p是1,则D2是C1-C4烷基;
如果p是2,则D2是C1-C4烷基或-CH2OCH2-;
如果y是1,则E是C1-C18烷基、-OR1或卤素;
如果y是2,则E是—O—A2—O—;
如果y是3,则E是R4C(CH2O—)3或N(CH2CH2O—)3;
Q是z价醇或酚的基团,其中Q经由所述z价醇或酚中的氧与通式(XXXII)中的磷原子连接;
Ra、Rb和R3是相同或不同的,并且各自彼此独立地是任选含至少一个氧、硫或-NR4-的C1-C18烷基,其中R1、R2和R3彼此独立地各自任选被至少一个卤素取代,-COOR4,-CN,-CONR4R4,C7-C9苯基烷基,C5-C12环烷基,任选取代有至少一个卤素、C1-C3烷基或C1-C18烷氧基的苯基,任选取代有至少一个卤素、C1-C3烷基或C1-C18烷氧基的萘基,C7-C9苯基烷基或通式(XXXVI)的基团:
其中
m是3-6的整数;
R4是氢、C1-C18烷基、C5-C12环烷基或C7-C9苯基烷基;
R30和R31是相同或不同的,并且各自彼此独立地是氢、C1-C8烷基或C5-C6环烷基;
如果q是2,则R7和R8各自相同或不同并且各自彼此独立地是C1-C4烷基,或一同形成2,3-去氢五亚甲基;
如果q是3,则R7和R8是甲基;
R14各自相同或不同,并且各自彼此独立地是氢、C1-C9烷基或环己基;
R15各自相同或不同,并且各自彼此独立地是氢或甲基;
X2和Y各自相同或不同,并且各自彼此独立地是直接键或氧;
Z是直接键、亚甲基、-C(R16)2-或硫;和
R16各自相同或不同并且各自彼此独立地是C1-C8烷基。
在数个优选的实施方案中,本发明主题的非酚稳定剂可以包含至少一种有机亚磷酸酯、亚膦酸酯或它们的混合物,其中所述有机亚磷酸酯和亚膦酸酯具有至少一种(XXVI)、(XXVII)、(XXX)和(XXXI)的通式,其中n可以是2,y可以是1、2或3,A1可以是C2-C18亚烷基、对亚苯基或对亚联苯基,如果y是1,则E可以是C1-C18烷基、-OR1或氟,如果y是2,则E可以是对亚联苯基,如果y是3,则E可以是N(CH2CH2O-)3,R1、R2和R3可以相同或不同并且各自可以彼此独立地是C1-C18烷基、C7-C9苯基烷基、环己基和苯基,其中C1-C18烷基、C7-C9苯基烷基、环己基和苯基可以各自任选取代有至少一个C1-C3烷基,R14可以是氢或C1-C9烷基,R15可以是氢或甲基,X可以是直接键,Y可以是氧,Z可以是一或-CH(R16)-,R16可以是C1-C4烷基。
此外,在数个优选的实施方案中,本发明主题的非酚稳定剂可以包含至少一种有机亚磷酸酯、亚膦酸酯或它们的混合物,其中所述有机亚磷酸酯和亚膦酸酯具有至少一种(XXVI)、(XXVII)、(XXX)和(XXXI)的通式,其中n可以是2,y可以是1或3,A1可以对亚联苯基,如果y是1,则E可以是C1-C18烷氧基或氟,如果y是3,则E可以是N(CH2CH2O-)3,R1、R2和R3可以相同或不同,并且可以各自彼此独立地是C1-C18烷基或苯基,其中所述C1-C18烷基和苯基可以各自任选被2或3个C2-C12烷基取代,R14可以是甲基或叔丁基,R15可以是氢,X可以是直接键,Y可以是氧,Z可以是直接键、亚甲基或-CH(CH3)-。
在本发明主题的又一个实施方案中,非酚稳定剂可以包含至少一种有机亚磷酸酯、亚膦酸酯或它们的混合物,其中所述有机亚磷酸酯和/或亚膦酸酯可以具有式(XXXVII):
其中
R17和R18各自相同或不同,并且各自彼此独立地是氢、C1-C8烷基、环己基或苯基;和
R19和R20各自相同或不同,并且各自彼此独立地是氢或C1-C4烷基。
对本发明主题有用的式(XXXVII)的有机亚磷酸酯和亚膦酸酯的非限制性实例包括亚磷酸三苯酯,亚磷酸二苯基烷基酯,亚磷酸苯基二烷基酯,亚磷酸三(壬基苯基)酯,亚磷酸三月桂基酯,亚磷酸三(十八烷基)酯,二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯,亚磷酸三(2,4-二-叔丁基苯基)酯(168,可从Ciba Specialty Chemicals Corp.商购),二异癸基季戊四醇二亚磷酸酯,双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,二异癸氧基季戊四醇二亚磷酸酯,双(2,4-二叔丁基-6-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,双(2,4,6-三(叔丁基苯基))季戊四醇二亚磷酸酯,三硬脂基山梨醇三亚磷酸酯,二亚膦酸四(2,4-二-叔丁基-苯基)4,4′-亚联苯基酯(P-EPQ,可从Ciba Specialty Chemicals Corp.商购),6-异辛基氧基-2,4,8,10-四-叔丁基-二苯并-[d,f]-1,3,2-二氧杂phosphecin,6-氟-2,4,8,10-四-叔丁基-12-甲基-二苯并[d,g]-1,3,2-二氧杂phosphocin,亚磷酸二(2,4-二-叔丁基-6-甲基苯基)甲基酯,磷酸三(nylpnyl)酯,亚磷酸二(2,4-二-叔丁基-6-甲基苯基)乙基酯(38,可从Ciba Specialty Chemicals Corp.商购),双(2,4-二-叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(626,可从GE Chemicals商购),2,2′,2″-次氮基[三乙基三(3,3′,5,5′-四-叔丁基-1,1′-联苯-2,2′-二基)亚磷酸酯](12,可从Ciba Specialty ChemicalsCorp.商购),641(可从GE Chemicals商购),Dover-S9228(可从Dover Chemicals商购)或HP10(可从Adeka Argus商购)。
在一个特定的实施方案中,本发明非酚稳定剂可以按大约0.005重量%-大约10重量%,更优选大约0.007重量%-大约5重量%,甚至更优选大约0.01重量%-大约3重量%的量包含至少一种有机亚磷酸酯、亚膦酸酯和它们的混合物,基于受辐射聚合物组合物的总重量。
在一个尤其优选的实施方案中,本发明主题的非酚稳定剂包含至少一种选自944、622、2020、119、770和它们的混合物的位阻胺,单独地或与选自N,N-二(氢化牛脂)胺(FS-042)、由N,N-二(氢化牛脂)胺(FS-042)的直接氧化制备的N,N-二(烷基)羟胺、N-十八烷基-a-十七烷基硝酮、GenoxTM EP、二(C16-C18)烷基甲胺氧化物、3-(3,4-二甲基苯基)-5,7-二-叔丁基-苯并呋喃-2-酮、HP-136(BF1)和它们的混合物的至少一种羟胺、硝酮、氧化胺或苯并呋喃酮相结合,和单独地或与至少一种选自三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯(168)的有机亚磷酸酯或亚膦酸酯相结合。具体来说,在一个优选的实施方案中,本发明主题的非酚稳定剂可以包括美国专利6,664,317和6,872,764中描述的那些,这两篇文献都在此全文引入作为参考。
受辐射聚合物组合物的制备方法
本发明主题的受辐射聚合物组合物可以通过各种方法制备。
然而,在本发明主题的一个优选的实施方案中,通过使至少一种聚烯烃树脂与至少一种非酚稳定剂混合形成中间聚烯烃树脂来制备受辐射聚合物组合物。可以通过为本领域技术人员熟知的各种方法混合聚烯烃树脂和非酚稳定剂,它们包括但不限于熔融共混、干共混、挤出和它们的组合。
此外,在一个优选的实施方案中,在将至少一种聚烯烃树脂与至少一种非酚稳定剂混合形成中间聚烯烃树脂之后,然后在减少氧气的环境中将该中间聚烯烃树脂暴露于大约2Megarad-大约20Megarad辐射的总剂量中而不使该中间聚烯烃树脂显著凝胶化,其中所述受控、预定、减少氧气的环境包含小于15体积%活性氧,相对于所述减少氧气的环境的总体积计,并且在该过程期间维持或降低该环境中的活性氧水平。
在整个本公开内容中的表述″活性氧″是指呈将与受辐射中间聚烯烃树脂反应的形式的氧,并且更具体地是指受辐射中间聚烯烃树脂中存在的游离自由基,它们由辐射过程产生。在整个本公开内容中的表述“活性氧”可以包括,但不限于分子氧,它呈正常存在于空气中的氧气形式。在另一个优选的实施方案中,本发明主题的方法的活性氧含量要求可以通过利用至少一种真空,或通过置换其中将发生辐射处理的减少氧气的环境中的部分或全部空气(用惰性气体,包括但不限于氮气)来达到。
此外,术语″rad″通常定义为导致每克受辐射材料吸收100ergs能量的电离辐射的量,而不论辐射源如何。至于本发明主题,通常不测定中间聚烯烃树脂当被辐射时吸收的能量。然而,本方法可以进行以致从电离辐射的能量吸收可以通过常规剂量计测量,它是包括织物、膜或其组合的条带的测量仪器,其中该织物、膜或其组合的条带包含辐射敏感性染料。这种辐射敏感性染料可以用作能量吸收感测装置。因此,整个公开内容中使用的术语″rad″是指电离辐射的量,这种量的电离辐射导致位于受辐射的中间聚烯烃树脂的表面的剂量计的每克包含辐射敏感性染料的织物、膜或其组合吸收100ergs能量的当量。
在本发明主题的又一个实施方案中,受辐射聚合物组合物的制备方法可以包括,在将聚烯烃树脂与非酚稳定剂混合制备中间聚烯烃树脂和辐射该中间聚烯烃树脂制备受辐射中间聚烯烃树脂之间,可以将中间聚烯烃树脂维持在减少氧气的环境中,其中活性氧浓度小于大约15体积%,优选小于5体积%,更优选小于0.004体积%,相对于所述减少氧气的环境的总体积。此外,在本发明的另一个优选的实施方案中,可以将中间聚烯烃树脂保持在与中间聚烯烃树脂中存在的任何无定形部分有关的玻璃化转变温度以上,如果此种部分存在于中间聚烯烃树脂中的话。在另一个尤其优选的实施方案中,中间聚烯烃树脂中存在的任何无定形部分的玻璃化转变温度可以小于大约40℃,优选在大约25℃。
在另一个优选的实施方案中,辐射处理的辐射可以是γ幅射或电子束辐射,其中辐射优选是电子束辐射。此外,在一个优选的实施方案中,辐射可以由从电子发生器束流的电子形成,该发生器具有500-10,000千伏特的加速电势。
在本发明主题的其中中间聚烯烃树脂不包含一定量聚合二烯的一个实施方案中,可以用大约1Megarad-大约20Megarad,优选大约1.5Megarad-大约18Megarad,最优选大约2Megarad-大约15Megarad的总辐射剂量获得令人满意的结果。此外,在本发明主题的一个优选的实施方案中,可以按大约1Megarad-大约10,000Megarad/分钟,优选大约18Megarad-大约2,000Megarad/分钟的剂量速率传递总辐射剂量以达到上述总辐射剂量。
在本发明主题的其中中间聚烯烃树脂包含一定量聚合二烯的一个实施方案中,可以用大约0.25Megarad-大约1.5Megarad,优选大约0.5Megarad-大约1.5Megarad的总辐射剂量获得令人满意的结果,该总辐射剂量可以按上述剂量速率传递。
在本发明主题的又一个实施方案中,将中间聚烯烃树脂暴露到必要剂量的辐射中保持一段在中间聚烯烃树脂内足以形成相当大量断链的时期以形成受辐射中间聚烯烃树脂。在一个优选的实施方案中,对于大约1Megarad-大约20Megarad的总辐射暴露量,将中间聚烯烃树脂暴露到必要剂量的辐射中大约0.0001秒至数天,以形成受辐射中间聚烯烃树脂。暴露的时期基于使用的辐射的类型,例如γ或电子束,和辐射率。本领域技术人员可以根据希望的最终结果制订暴露时间。
在本发明主题的另外优选的实施方案中,总辐射暴露量可以为大约1.5Megarad-大约18Megarad,更优选可以为大约2Megarad-大约15Megarad,并且减少氧气的环境中的活性氧可以在小于大约5体积%,更优选小于大约0.004体积%的所建立并维持的浓度中,相对于所述减少氧气的环境的总体积。
此外,当打算在减少氧气的环境中辐射中间聚烯烃树脂时,辐射应该具有足够的能量以按所需程度穿透中间聚烯烃树脂。因此,在本发明主题的一个优选的实施方案中,辐射必须足以使中间聚烯烃树脂的分子结构离子化并激发中间聚烯烃树脂的原子结构,但不足以影响中间聚烯烃树脂内的原子核。
在中间聚烯烃树脂已经暴露于必要剂量的辐射中而形成受辐射中间聚烯烃树脂之后,在本发明主题的一个实施方案中,然后将受辐射中间聚烯烃树脂维持在减少氧气的环境中一段对大量长链分支在所述受辐射中间聚烯烃树脂内形成足够的时间。在一个优选的实施方案中,在暴露到辐射中大约一分钟至数天,更优选大约1分钟-大约5小时之后,将受辐射中间聚烯烃树脂维持在减少氧气的环境中。在另一个优选的实施方案中,需要最低量的时间以便聚烯烃树脂链碎片充分迁移至自由基部位,重新形成完整链或在链上形成长分支。在本发明主题的一个备选实施方案中,可以将受辐射中间聚烯烃树脂维持在减少氧气的环境中小于一分钟,例如,大约半分钟的时间,然而,所得的游离端长链支化通常较低。
此外,在该维持步骤期间,在另一个实施方案中,可以保持受辐射中间聚烯烃树脂在环境温度下或高温下,其中所述高温优选为20℃-110℃。
至于处理由聚烯烃树脂暴露于辐射中形成的受辐射中间聚烯烃树脂,在受辐射中间聚烯烃树脂在减少氧气的环境中的同时和在辐射处理之后,本发明主题包括通过钝化步骤、猝灭步骤或其组合基本上钝化受辐射中间聚烯烃树脂中存在的全部自由基。在数个实施方案中,可以通过施加热,添加用作自由基捕集剂(包括但不限于甲硫醇)的添加剂或两者的组合进行钝化步骤、猝灭步骤或其组合。
此外,在本发明主题的另一个实施方案中,可以在大约20℃-大约200℃,更优选大约100℃-大约150℃的温度下进行钝化步骤、猝灭步骤或其组合。
在本发明主题的又一个实施方案中,在辐射处理之后将受辐射中间聚烯烃树脂暴露到热处理中,所述热处理包括在大约200℃下挤出受辐射中间聚烯烃树脂,这样可以基本上使受辐射中间聚烯烃树脂熔融,并因此可以基本上钝化受辐射中间聚烯烃树脂中的全部自由基。此外,在本发明主题还有的其它实施方案中,在将受辐射中间聚烯烃树脂挤出或熔融配混之前,可以将受辐射中间聚烯烃树脂与至少一种添加剂聚合物其混,包括但不限于丙烯均聚物、丙烯共聚物、丙烯三元共聚物、乙烯均聚物、乙烯共聚物、乙烯三元共聚物、丁烯均聚物、丁烯共聚物、丁烯三元共聚物、塑性体和它们的组合。此外,在另一个优选的实施方案中,还可以在将受辐射中间聚烯烃树脂挤出或熔融配混之前添加至少一种添加剂,包括但不限于稳定剂、颜料、填料和它们的组合。
本发明主题的其它实施方案可以包括将受辐射中间聚烯烃树脂导入至少一个流化床或含流化介质的分阶段流化床系统,所述流化介质包含至少一种惰性气体,包括但不限于氮气,其中所述床可以建立并维持在至少大约60℃-大约160℃,优选大约80℃-大约140℃的温度下,其中受辐射中间聚烯烃树脂在流化床中的平均停留时间具有大约5分钟-大约120分钟,优选大约20分钟-大约30分钟。
在本发明主题的一个尤其优选的实施方案中,可以首先将包含至少一种聚烯烃树脂和至少一种非酚稳定剂的中间聚烯烃树脂挤出成粒料形式,然后在上述减少氧气的环境中辐射呈粒料形式的中间聚烯烃树脂。具体来说,在本发明主题的一个优选的实施方案中,可以将聚烯烃树脂与在挤出过程之前、期间、之后或其组合添加的非酚稳定剂一起导入挤出机中以制备呈粒料形式的中间聚烯烃树脂,然后在上述减少氧气的环境中辐射该呈粒料形式的中间聚烯烃树脂以达到上述总辐射剂量,以制备受辐射中间聚烯烃树脂,将该粒化受辐射中间聚烯烃树脂维持在上述减少氧气的环境中,随后处理该粒化受辐射中间聚烯烃树脂,以基本上钝化该粒化受辐射中间聚烯烃树脂中存在的全部自由基,以制备本发明主题的受辐射聚合物组合物。本发明主题的辐射过程可以包括将中间聚烯烃树脂暴露到单次辐射处理或多重辐射处理中。
在本发明主题的一个优选的实施方案中,在减少氧气的环境中的有用的辐射过程包括美国专利4,916,198、5,047,446、5,414,027、5,508,319、5,591,785和5,731,362中描述的那些,它们都在此全文引入。
添加剂、稳定剂和填料
本发明主题的受辐射聚合物组合物除了至少一种非酚稳定剂之外还可以进一步包含本领域中熟知的常规添加剂和稳定剂。
然而,如上所述,已经意外地发现,通过在减少氧气的环境中辐射包含至少一种非酚稳定剂的聚合物组合物,所得的聚合物组合物具有较好的物理性能平衡,包括较低的熔体流动速率比、较高的熔体张力和较低的泛黄。因此,在减少氧气的环境中的辐射之前或之后添加到本发明主题的聚烯烃树脂中的任何添加剂、稳定剂、填料等不应该显著地负面影响本发明主题的受辐射聚合物组合物的较好的物理性能平衡。
在这一方面,本发明主题的受辐射聚合物组合物另外可以包含至少一种添加剂、稳定剂、填料或它们的组合。添加剂、稳定剂和填料可以包括,但不限于,UV吸收剂,包括但不限于2-(2-羟苯基)-2H-苯并三唑、2-羟基二苯甲酮、取代和未取代的苯甲酸的酯、丙烯酸酯和丙二酸酯、草酰胺、三-芳基-邻羟苯基-s-三嗪和它们的组合,金属钝化剂,硫代增效剂,过氧化物清除剂,碱性助稳定剂,酸清除剂,成核剂,澄清剂,常规填料,分散剂,其它添加剂和它们的组合,它们可以按为本领域技术人员熟知的量添加。
可用于本发明主题的UV吸收剂的非限制性实例包括美国专利3,004,896、3,055,896、3,072,585、3,074,910、3,189,615、3,218,332、3,230,194、4,127,586、4,226,763、4,275,004、4,278,589、4,315,848、4,347,180、4,383,863、4,675,352、4,681,905、4,853,471、5,268,450、5,278,314、5,280,124、5,319,091、5,410,071、5,436,349、5,516,914、5,554,760、5,563,242、5,574,166、5,607,987和5,977,219中描述的那些,它们都在此全文引入作为参考,并包括,但不限于,2-(2-羟基-5-甲基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3,5-二-叔丁基-2-羟基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔丁基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)-2H-苯并三唑、5-氯-2-(3,5-二-叔丁基-2-羟基苯基)-2H-苯并三唑、5-氯-2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3-仲丁基-5-叔丁基-2-羟基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2-羟基-4-辛基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3,5-二-叔戊基-2-羟基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3,5-二-α-枯基-2-羟基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-(2-(-羟基-八-(亚乙基氧基)羰基-乙基)-苯基)-2H-苯并三唑、2-(3-十二烷基-2-羟基-5-甲基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-(2-辛氧基羰基)乙基苯基)-2H-苯并三唑、十二烷基化的2-(2-羟基-5-甲基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-(2-辛氧基羰基乙基)苯基)-5-氯-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-5-(2-(2-乙基己氧基)-羰基乙基)-2-羟基苯基)-5-氯-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-(2-甲氧基羰基乙基)苯基)-5-氯-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-(2-甲氧基羰基乙基)苯基)-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-5-(2-(2-乙基己氧基)羰基乙基)-2-羟基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-(2-异辛氧基羰基乙基)苯基-2H-苯并三唑、2,2′-亚甲基-二(4-叔辛基-(6-2H-苯并三唑-2-基)苯酚)、2-(2-羟基-3-α-枯基-5-叔辛基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2-羟基-3-叔辛基-5-α-枯基苯基)-2H-苯并三唑、5-氟-2-(2-羟基-3,5-二-α-枯基苯基)-2H-苯并三唑、5-氯-2-(2-羟基-3,5-二-α-枯基苯基)-2H-苯并三唑、5-氯-2-(2-羟基-3-α-枯基-5-叔辛基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-(2-异辛氧基羰基乙基)苯基)-5-氯-2H-苯并三唑、5-三氟甲基-2-(2-羟基-3-α-枯基-5-叔辛基苯基)-2H-苯并三唑、5-三氟甲基-2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)-2H-苯并三唑、5-三氟甲基-2-(2-羟基-3,5-二-叔辛基苯基)-2H-苯并三唑、甲基3-(5-三氟甲基-2H-苯并三唑-2-基)-5-叔丁基-4-羟基氢肉桂酸酯、5-丁磺酰基-2-(2-羟基-3-α-枯基-5-叔辛基苯基)-2H-苯并三唑、5-三氟甲基-2-(2-羟基-3-α-枯基-5-叔丁基苯基)-2H-苯并三唑、5-三氟甲基-2-(2-羟基-3,5-二-叔丁基苯基)-2H-苯并三唑、5-三氟甲基-2-(2-羟基-3,5-二-α-枯基苯基)-2H-苯并三唑、5-丁磺酰基-2-(2-羟基-3,5-二-叔丁基苯基)-2H-苯并三唑、5-苯磺酰基-2-(2-羟基-3,5-二-叔丁基苯基)-2H-苯并三唑,二苯甲酮的4-羟基、4-甲氧基、4-辛氧基、4-癸氧基、4-十二烷氧基、4-苄氧基、4,2′,4′-三羟基和2′-羟基-4,4′-二甲氧基衍生物,4-叔丁基苯基水杨酸酯、水杨酸苯基酯、水杨酸辛基苯基酯、二苯甲酰基间苯二酚、双(4-叔丁苯甲酰基)间苯二酚、苯甲酰基间苯二酚、2,4-二叔丁基苯基3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸十六烷基酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸十八烷基酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸2-甲基-4,6-二叔丁基苯基酯,α-氰基-α,α-二苯基丙烯酸乙基酯或异辛基酯、α-甲酯基-肉桂酸甲基酯、α-氰基-α-甲基-对甲氧基-肉桂酸甲基酯或丁基酯、α-甲酯基-对甲氧基-肉桂酸甲基酯、N-(α-甲酯基-α-氰基乙烯基)-2-甲基-二氢吲哚、S和PR25,对甲氧基苄叉基丙二酸二甲基酯(CAS#7443-25-6)、S和PR31,对甲氧基亚苄基丙二酸二(1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-基)酯(CAS#147783-69-5),4,4′-二辛基氧基草酰替苯胺、2,2′-二乙氧基草酰替苯胺、2,2′-二辛氧基-5,5′-二叔丁基草酰替苯胺、2,2′-双十二烷基氧基-5,5′-二叔丁基草酰替苯胺、2-乙氧基-2′-乙基草酰替苯胺、N,N′-双(3-二甲基氨基丙基)草酰胺、2-乙氧基-5-叔丁基-2′-乙草酰替苯胺、2-乙氧基-2′-乙基-5,4′-叔丁草酰替苯胺、邻-和对-甲氧基-二取代的草酰替苯胺、邻-和对-乙氧基-二取代的草酰替苯胺,三-芳基-邻羟基苯基-s-三嗪,在WO 96/28431、EP 434608、EP 941989、GB 2,317,893、美国专利3,843,371;4,619,956;4,740,542;5,096,489;5,106,891;5,298,067;5,300,414;5,354,794;5,461,151;5,476,937;5,489,503;5,543,518;5,556,973;5,597,854;5,681,955;5,726,309;5,736,597;5,942,626;5,959,008;5,998,116和6,013,704中描述的三嗪,它们都在此全文引入作为参考,并包括,但不限于,4,6-双-(2,4-二甲基苯基)-2-(2-羟基-4-辛氧基苯基)-s-三嗪1164(可从Cytec Corp.商购)、4,6-二-(2,4-二甲基苯基)-2-(2,4-二羟基苯基)-s-三嗪、2,4-二(2,4-二羟基苯基)-6-(4-氯苯基)-s-三嗪、2,4-二[2-羟基-4-(2-羟基乙氧基)苯基]-6-(4-氯苯基)-s-三嗪、2,4-二[2-羟基-4-(2-羟基-4-(2-羟基乙氧基)苯基]-6-(2,4-二甲基苯基)-s-三嗪、2,4-二[2-羟基-4-(2-羟基乙氧基)苯基]-6-(4-溴苯基)-s-三嗪、2,4-二[2-羟基-4-(2-乙酰氧基乙氧基)苯基]-6-(4-氯苯基)-s-三嗪、2,4-二(2,4-二羟基苯基)-6-(2,4-二甲基苯基)-s-三嗪、2,4-二(4-联苯基)-6-(2-羟基-4-辛基氧基羰基乙叉基氧基苯基)-s-三嗪、2-苯基-4-[2-羟基-4-(3-仲-丁基氧基-2-羟基丙基氧基)苯基]-6-[2-羟基-4-(3-仲-戊基氧基-2-羟基丙基氧基)-苯基]-s-三嗪、2,4-二(2,4-二甲基苯基)-6-[2-羟基-4-(3-苄基氧基-2-羟基-丙基氧基)苯基]-s-三嗪、2,4-二(2-羟基-4-正-丁基氧基苯基)-6-(2,4-二-正-丁基氧基-苯基)-s-三嗪、2,4-二(2,4-二甲基苯基)-6-[2-羟基-4-(3-壬基氧基*-2-羟基-丙基氧基)-5-α-枯基苯基]-s-三嗪(*表示辛基氧基、壬基氧基和癸基氧基的混合物)、亚甲基二-{2,4-二(2,4-二甲基苯基)-6-[2-羟基-4-(3-丁基氧基-2-羟基丙氧基)苯基]-s-三嗪},在3:5′,5:5′和3:3′位按照5∶4∶1比率桥接的亚甲基桥接二聚体混合物,2,4,6-三(2-羟基-4-异辛基氧基羰基异亚丙基氧基苯基)-s-三嗪,2,4-二(2,4-二甲基苯基)-6-(2-羟基-4-己基氧基-5-α-枯基-苯基)-s-三嗪,2-(2,4,6-三甲基苯基)-4,6-二[2-羟基-4-(3-丁基氧基-2-羟基-丙基氧基)苯基]-s-三嗪,2,4,6-三[2-羟基-4-(3-仲-丁基氧基-2-羟基丙基氧基)-苯基)-s-三嗪,4,6-二-(2,4-二甲基苯基)-2-(2-羟基-4-(3-十二烷基氧基-2-羟基丙氧基)-苯基)-s-三嗪和4,6-二-(2,4-二甲基苯基)-2-(2-羟基-4-(3-十三烷基氧基-2-羟基丙氧基)-苯基)-s-三嗪的混合物,400(可从Ciba Specialty Chemicals Corp.商购),4,6-二-(2,4-二甲基苯基)-2-(2-羟基-4-(3-(2-乙基己基氧基)-2-羟基丙氧基)-苯基)-s-三嗪,4,6-二苯基-2-(4-己基氧基-2-羟基苯基)-s-三嗪和它们的混合物。
可用于本发明主题的金属钝化剂的非限制性实例包括N,N′-二苯基草酰胺,N-水杨醛-N′-水杨酰基肼,N,N′-二(水杨酰基)肼,N,N′-二(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基丙酰基)肼,3-水杨酰基氨基-1,2,4-三唑,二(苄叉基)草酰基二酰肼,草酰替苯胺,间苯二甲酰二酰肼,癸二酰基二苯基酰肼,N,N′-二乙酰基己二酰基二酰肼,N,N′-二(水杨酰基)草酰基二酰肼,N,N′-二(水杨酰基)硫代丙酰基二酰肼和它们的混合物。
可用于本发明主题的硫代增效剂的非限制性实例包括硫代二丙酸二月桂酯或硫代二丙酸二硬脂酰酯和它们的混合物。
可用于本发明主题的过氧化物清除剂的非限制性实例包括β-硫代二丙酸的酯,包括β-硫代二丙酸的月桂基、硬脂基、肉豆蔻基或十三烷基酯,巯基苯并咪唑、和2-巯基苯并咪唑锌盐、二丁基二硫代氨基甲酸锌、二-十八烷二硫化物、季戊四醇四(β-十二烷基巯基)丙酸酯和它们的混合物。
可用于本发明主题的碱性助稳定剂的非限制性实例蜜胺、聚乙烯吡咯烷酮、二氰基二酰胺、三烯丙基氰尿酸酯、脲衍生物、肼衍生物、胺、聚酰胺、聚氨酯和它们的混合物。
可用于本发明主题的酸清除剂的非限制性实例包括氧化锌,乳酸钙,二水滑石(dihydrotalcite)和高级脂肪酸的碱金属盐和碱土金属盐,包括但不限于,硬脂酸钙、硬脂酸锌、山嵛酸镁、硬脂酸镁、蓖麻酸钠、棕榈酸钾、焦儿茶酸锑、焦儿茶酸锌和它们的混合物。
可用于本发明主题的成核剂的非限制性实例包括无机物,包括但不限于,滑石粉,金属氧化物,包括但不限于二氧化钛和氧化镁,碱土金属的磷酸盐、碳酸盐或硫酸盐,有机化合物,包括但不限于单-或多羧酸和其盐,包括但不限于,4-叔丁基苯甲酸、己二酸、二苯基乙酸、琥珀酸钠、苯甲酸钠,聚合化合物,包括但不限于离子共聚物(离聚物),和它们的混合物。
可用于本发明主题的澄清剂的非限制性实例包括取代和未取代的双苄叉基山梨醇。
可用于本发明主题的常规填料的非限制性实例包括增强剂,包括但不限于碳酸钙、硅酸盐、玻璃纤维、玻璃球管、石棉、滑石、高岭土、云母、硫酸钡、没有在本公开内容其它地方提供的金属氧化物和氢氧化物、炭黑、石墨、木屑、其它天然产物的粉末或纤维、合成纤维和它们的混合物。
可用于本发明主题的分散剂的非限制性实例包括聚氧化乙烯蜡、矿物油和它们的混合物。
可用于本发明主题的其它添加剂的非限制性实例包括增塑剂、润滑剂、乳化剂、颜料、流变添加剂、催化剂、流动控制剂、光学增白剂、阻燃剂、抗静电剂、发泡剂和它们的混合物。
制品
本发明主题的受辐射聚合物组合物可以用于制备本领域中通常已知的各种制品,包括但不限于发泡制品、吹塑制品、注塑制品、挤出制品、片材、膜和它们的组合。
此外,由本发明主题的受辐射聚合物组合物制备的制品可以通过为本领域技术人员熟知的制造方法制备。
实施例
以下实施例说明优选的组合物并且没有对它们施加限制的意图。所有聚合物分子量是平均分子量。所有百分率基于所制备的最终组合物的重量百分率,并且除非另有说明,所有总计等于100重量%。
试验方法
在整个公开内容中的所有熔体流动速率(包括MFRi和MFRf)通过ASTM D1238测量。
在整个公开内容中的熔体张力在Goettfert Rheotens设备上在200℃下测量。该Rheoten设备由安装在平衡杆上的两个反转轮构成。从毛细管模口挤出本发明主题的受辐射聚合物组合物的熔体丝条并在所述反转轮之间牵引直到该丝条破裂。反转轮的牵引速度起初是恒定的以建立力的基准,然后将恒定加速施用于丝条直到丝条破裂。在试验期间在破裂之前测得的最大力取作熔体张力。熔体张力的延伸率由破裂时的速度表示。
在整个公开内容中的黄度(YI)根据ASTM 1295-77测量。
在整个公开内容中的泡沫密度根据ASTM D972测量。
944(Chim 944),Ciba Specialty Chemicals Corp.,聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]s-均三嗪-2,4-二基][[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基}亚氨基]六亚乙基[2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基}亚氨基]]。
GenoxTM EP,GE Chemicals,二(C16-C18)烷基甲基氧化胺。
1010(Irg.1010),Ciba Specialty Chemicals Corp.,季戊四醇四[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯酚)丙酸酯。
聚合物A是具有0.25dg/min的MFR、95.6的全同立构规整度指数的聚丙烯均聚物,并可从Basell Polyolefins商购。
聚合物B是具有0.15dg/min的MFR、95.7的全同立构规整度指数的聚丙烯均聚物,并可从Basell Polyolefins商购。
聚合物C是具有2dg/min的MFR、6.4的全同立构规整度指数的聚丙烯无规共聚物,并可从Basell Polyolefins商购。
聚合物D是具有0.4dg/min的MFR、95.4的全同立构规整度指数的聚丙烯均聚物,并可从Basell Polyolefins商购。
聚合物E是具有12dg/min的MFR、95.0的全同立构规整度指数的丙烯均聚物,并可从Basell Polyolefins商购。
示例性中间聚烯烃树脂(样品4-28)的制备
通过将由至少一种聚合物A-E构成的聚烯烃树脂与至少一种非酚稳定剂,连同0.03pph硬脂酸钙干共混制备示例性的中间聚烯烃树脂(表1中的样品4-28)。在共混之后,然后在1 1/4 in Killion挤出机上在210℃下以100r.p.m的螺杆速度将示例性的中间聚烯烃树脂以粒料形式挤出。然后通过上述试验方法测量粒化的示例性中间聚烯烃树脂的MFR和YI。
对比中间聚烯烃树脂(样品1-3和29-31)的制备
通过使用没有任何酚类或非酚稳定剂的至少一种聚合物A-E,或通过将由至少一种聚合物A-E构成的聚烯烃树脂与至少一种酚类稳定剂干共混制备对比中间聚烯烃树脂(表1中的样品1-3和29-31)。所有对比中间聚烯烃树脂样品,连同示例性中间聚烯烃树脂样品都与0.03pph硬脂酸钙一起制备。在共混之后,然后在1 1/4in Killion挤出机上在210℃下以100r.p.m的螺杆速度将对比中间聚烯烃树脂以粒料形式挤出。然后通过上述试验方法测量粒化的对比中间聚烯烃树脂的MFR和YI。
示例性受辐射中间聚烯烃树脂在减少氧气的环境中的制备(样品
4-23,26和28)
然后将粒化的示例性中间聚烯烃树脂(表1中的样品4-23、26和28)单独地加入玻璃反应管中,随后用氮气吹扫玻璃反应管至少15分钟以确保每种粒化的中间聚烯烃树脂在减少氧气的环境中以便辐射处理。在吹扫之后,关闭玻璃反应管并塞进冰中。除非另外规定,使每种粒化的中间聚烯烃树脂经历辐射处理,该辐射处理包括以指出的剂量将每种粒化的示例性中间聚烯烃树脂暴露到电子束辐射的剂量中以获得指出的总辐射暴露量。在辐射处理之后,通过将玻璃反应管置于设置在表1所示的温度的油浴中保持105分钟,然后以表1所示的温度将样品猝灭。
对于γ辐射,在环境温度下辐射中间聚烯烃树脂。
对比受辐射中间聚烯烃树脂在空气(样品24-25和27)和在减少氢
气的环境(样品1-3和29-31)中的制备
通过在空气中以传统的辐射处理过程辐射示例性中间聚烯烃树脂(表1中的样品24-25和27),或通过在减少氧气的环境中辐射对比中间聚烯烃树脂(表1中的样品1-3和29-31)制备对比受辐射中间聚烯烃树脂。
因此,为了通过在空气中辐射示例性中间聚烯烃树脂制备对比受辐射中间聚烯烃树脂,将示例性中间聚烯烃树脂加入铝容器中并在环境空气中以指出的剂量辐射以获得指出的总辐射暴露量。在环境空气中辐射处理之后,然后接着通过将玻璃反应管置于设置在表1所示的温度的油浴中保持105分钟将对比受辐射中间聚烯烃树脂热处理,然后以表1所示的温度猝灭。
至于通过在减少氧气的环境中辐射对比中间聚烯烃树脂制备的对比受辐射中间聚烯烃树脂,将对比中间聚烯烃树脂样品单独地加入玻璃反应管中,随后用氮气吹扫玻璃反应管至少15分钟以确保每种粒化的中间聚烯烃树脂在减少氧气的环境中以便辐射处理。在吹扫之后,关闭玻璃反应管并塞进冰中。除非另外规定,使每种对比粒化的中间聚烯烃树脂经历辐射处理,该辐射处理包括以指出的剂量将每种对比粒化的示例性中间聚烯烃树脂暴露到电子束辐射的剂量中以获得指出的总辐射暴露量。在辐射处理之后,通过将玻璃反应管置于设置在80℃下的油浴中保持105分钟处理对比受辐射中间聚烯烃树脂,然后通过将玻璃反应管置于设置在140℃下的烘箱中保持90分钟进行猝灭。
对于γ辐射,在环境温度下辐射对比中间聚烯烃树脂。
此外,对于γ辐射,在环境温度下辐射样品。
辐射处理
如表1所示,以单次剂量或多重剂量进行辐射处理。
在减少氧气的环境中的辐射处理
用于辐射示例性中间聚烯烃树脂以制备示例性受辐射中间聚烯烃树脂或用于辐射对比中间聚烯烃树脂以制备对比受辐射中间聚烯烃树脂的示例性减少氧气的环境基本上不含所有活性氧,并且充有氮气,除非另外规定。
在传统辐射环境(在空气)中的辐射处理
用于对比中间聚烯烃树脂的在空气中的示例性传统辐射环境包括在环境空气中的铝容器。
示例性受辐射中间聚烯烃树脂的处理
在辐射本发明主题的受辐射中间聚烯烃树脂的示例性实施方案并维持该示例性实施方案在减少氧气的环境中之后,对每种样品进行包括一个或两个步骤的至少一种处理过程。处理步骤包括表1概括的至少一个热处理、猝灭处理或它们的组合。
对比受辐射中间聚烯烃树脂的处理
在辐射受辐射中间聚烯烃树脂的对比实施方案之后,对每种样品进行包括一个或两个步骤的至少一种处理过程。处理步骤包括表1概括的至少一个热处理、猝灭处理或它们的组合。
示例性发泡受辐射聚合物组合物的制备
通过将聚合物A与0.05pph FS042、0.05pph Chimassorb 944、1.3pph聚合物E和0.03pph硬脂酸钙干共混制备示例性发泡受辐射聚合物组合物(表2中的样品32-37)。然后在ZSK-92挤出机上在210-230℃下挤出该共混物。然后在辐射室中通过使粒料经由输送带穿过电子束(4MeV,50mA束电流Van de Graff发生器)辐射挤出的粒料。调节输送带的速度以提供表2所示的总辐射剂量。此外,在小于0.004体积%在辐射室和其余实验内建立和维持减少氧气的环境的活性氧含量。然后将受辐射的粒料输送到具有不同温度区的流化床反应器中以便进行表2所示的热和淬火处理。表2中的Z1、Z2和Z4表示流化床反应器内的不同温度区。在辐射之后,由每种样品制备泡沫杆。在两个串连单螺杆挤出机上制备泡沫杆,其中异丁烷用作发泡剂。第一挤出机是2.5”单螺杆挤出机,挤出机温度设置在230-235℃。第二挤出机是3.5”单螺杆挤出机,挤出机温度设置在177-182℃。此外,在辐射之后,由表2中的样品32、35和36制备泡沫片材。在1.5″单螺杆挤出机上制造泡沫片材,挤出机温度设置在175-200℃,使用可以从Reedy International获得的Safoam FPE-20作为发泡剂。
在整个公开内容中作为参考的所有引入在本文的公开内容的精神和范围内进行,并且没有限制以下权利要求的公开或范围的意图。
此外,虽然如此描述了本发明主题,但是显然可以按许多方式对它进行修改或改变。这些修改和改变不应认为是背离本发明主题的精神和范围,并且所有这些修改和改变确定为包括在以下权利要求的范围内。
Claims (117)
1.一种受辐射聚合物组合物,其包含:
(A)至少一种聚烯烃树脂,其中所述聚烯烃树脂选自:
具有大于80%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物;
包含丙烯和选自乙烯和C4-C10α-烯烃的烯烃的结晶无规共聚物,条件是当所述α-烯烃是乙烯时,所述结晶无规共聚物具有大约10重量%的最大聚合乙烯含量,当所述α-烯烃是C4-C10α-烯烃时,所述结晶无规共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
包含丙烯和选自乙烯和C4-C10α-烯烃和其混合物的两种烯烃的结晶无规三元共聚物,条件是所述结晶无规三元共聚物具有大约20重量%的最大聚合C4-C10α-烯烃含量,和当所述α-烯烃中至少一种是乙烯时,所述结晶无规三元共聚物具有大约5重量%的最大聚合乙烯含量;
包含以下组分的烯烃聚合物组合物:
大约10重量份-大约60重量份具有至少80%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物,或选自以下的结晶共聚物:(a)丙烯和乙烯,(b)丙烯、乙烯和C4-10α-烯烃,和(c)丙烯和C4-10α-烯烃,所述结晶共聚物具有大于大约85重量%的丙烯含量和大于大约60%的全同立构指数;
大约3重量份-大约25重量份乙烯和丙烯,或乙烯和C4-C10α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯;和
大约10重量份-大约80重量份选自以下的弹性体共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-10α-烯烃,和(c)乙烯和C4-10α-烯烃,所述弹性体共聚物任选地含有大约0.5重量%-大约10重量%二烯,并含有少于70重量%乙烯,其中所述弹性体共聚物在环境温度下可溶于二甲苯并具有大约1.5-大约4.0dl/g的特性粘度;
其中,(ii)和(iii)总共占所述烯烃聚合物组合物的总重量的大约50重量%-大约90重量%,并且(ii)/(iii)具有小于0.4的重量比;所烯烃聚合物组合物是通过以至少两阶段的聚合制备的;
包含以下的热塑性烯烃:
大约10重量%-大约60重量%具有至少80%的全同立构指数的丙烯均聚物,或选自以下的结晶共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-C10α-烯烃,和(c)乙烯和C4-C10α-烯烃,所述结晶共聚物具有大于大约85重量%的丙烯含量和大于大约60%的全同立构指数;
大约20重量%-大约60重量%选自以下的无定形共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-C10α-烯烃,和(c)乙烯和α-烯烃,所述无定形共聚物包含小于70重量%乙烯并在环境温度下可溶于二甲苯,所述无定形共聚物任选地包含大约0.5重量%-大约10重量%二烯;和
大约3重量%-大约40重量%乙烯和丙烯的共聚物或乙烯和α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯;
乙烯均聚物;
乙烯和α-烯烃的无规共聚物,所述α-烯烃选自C3-10α-烯烃,其中所述乙烯的无规共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
乙烯和两种C3-10α-烯烃的无规三元共聚物,其中所述无规三元共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
丁烯-1均聚物;
丁烯-1的共聚物、三元共聚物或其组合,其中所述丁烯-1的共聚物和丁烯-1的三元共聚物包含至少一种α-烯烃,条件是该α-烯烃不是丁烯,并且所述丁烯的共聚物和丁烯的三元共聚物具有1-15摩尔%的α-烯烃共聚单体含量;和它们的混合物和组合;和
(B)至少一种非酚稳定剂,
其中所述受辐射聚合物组合物是通过包括以下步骤的方法制备的:
-使所述聚烯烃树脂与非酚稳定剂混合以形成中间聚烯烃树脂;
-用大约1-大约20Megarad的电子束辐射辐射该中间聚烯烃树脂以形成受辐射中间聚烯烃树脂;在减少氧气的环境中辐射该中间聚烯烃树脂,其中活性氧在小于大约15体积%的所建立并维持的浓度中,相对于所述减少氧气的环境的总体积;
-将所述受辐射中间聚烯烃树脂维持在所述减少氧气的环境中一段时间,其足以使大量长链分支在所述受辐射中间聚烯烃树脂内形成;和
-在所述受辐射中间聚烯烃树脂在所述减少氧气的环境中的同时,处理所述受辐射中间聚烯烃树脂,以使存在于所述受辐射中间聚烯烃树脂中的所有自由基基本上钝化。
2.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述结晶丙烯均聚物具有大约90%-大约995%的全同立构指数。
3.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述丙烯和烯烃的结晶无规共聚物具有大约6%-大约8%的最大聚合乙烯含量。
4.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述结晶无规共聚物具有大约16%的最大聚合C4-C10α-烯烃含量。
5.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述结晶无规共聚物具有大于60%的全同立构指数。
6.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述结晶无规共聚物具有至少70%的全同立构指数。
7.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述结晶无规三元共聚物具有大约16%的最大聚合C4-C10α-烯烃含量。
8.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述结晶无规三元共聚物具有大约6%-大约8%的最大聚合乙烯含量。
9.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述结晶无规三元共聚物具有大于85%的全同立构指数。
10.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述烯烃聚合物组合物包含大约15份-大约55份所述结晶丙烯均聚物。
11.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述烯烃聚合物组合物包含具有大约90-大约99.5%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物。
12.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述烯烃聚合物组合物包含具有大约90%-大约99重量%的丙烯含量的结晶共聚物。
13.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述烯烃聚合物组合物包含大约5份-大约20份所述乙烯和丙烯的共聚物。
14.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述烯烃聚合物组合物包含大约15份-大约65份所述弹性体共聚物。
15.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述烯烃聚合物组合物的弹性体共聚物包含大约10%-大约60%乙烯。
16.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述烯烃聚合物组合物的弹性体共聚物包含大约12%-大约55%乙烯。
17.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述烯烃聚合物组合物具有0.1-0.3的组分(ii)/(iii)的重量比。
18.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述热塑性烯烃包含大约20%-大约50%丙烯均聚物。
19.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述热塑性烯烃包含具有90-99.5%的全同立构指数的丙烯均聚物。
20.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述热塑性烯烃包含大约30%-大约50%选自以下的无定形共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-C10α-烯烃和(c)乙烯和α-烯烃。
21.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述热塑性烯烃包含大约10%-大约20%乙烯和丙烯的共聚物,或乙烯和α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯。
22.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述电子束辐射为大约1.5Megarad-大约18Megarad。
23.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述电子束辐射为大约2Megarad-大约15Megarad。
24.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述活性氧在相对于所述减少氧气的环境的总体积计小于大约5体积%的所建立并维持的浓度中。
25.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述活性氧在相对于所述减少氧气的环境的总体积计小于大约0.004体积%的所建立并维持的浓度中。
26.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述非酚稳定剂包含至少一种:
(a)位阻胺;
(b)选自以下的化合物:
i.)羟胺;
ii.)硝酮;
iii.)氧化胺;
iv.)苯并呋喃酮;和
v.)它们的混合物;
(c)有机亚磷酸酯;
(d)亚膦酸酯;和
(e)它们的混合物。
30.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述非酚稳定剂包含至少一种氧化胺,其中所述氧化胺具有以下式(XXIV)
其中
G1和G2各自彼此独立地是C6-C36直链或支化烷基、C6-C12芳基、C7-C36芳烷基、C7-C36烷芳基、C5-C36环烷基、C6-C36烷基环烷基或C6-C36环烷基烷基;
G3是C1-C36直链或支链烷基、C6-C12芳基、C7-C36芳烷基、C7-C36烷芳基、C5-C36环烷基、C6-C36烷基环烷基或C6-C36环烷基烷基,条件是G1、G2和G3中至少一个包含β碳-氢键,并且所述烷基、芳烷基、烷芳基、环烷基、烷基环烷基和环烷基烷基任选地包含至少一个含杂原子的基团,所述含杂原子的基团选自-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-COO-、-OCO-、-CO-、-NG4-、-CONG4-、-NG4CO-和它们的组合,并且所述烷基、芳烷基、烷芳基、环烷基、烷基环烷基和环烷基烷基任选被至少一个选自以下的基团取代:-OG4、-SG4、-COOG4、-OCOG4、-COG4、-N(G4)2、-CON(G4)2、-NG4COG4和含-C(CH3)(CH2Rz)NL′(CH2Rz)(CH3)C-的5-和6-元环;其中
G4彼此独立地是氢或C1-C8烷基;
Rz是氢或甲基;
L′是C1-C30直链或支链烷基、-C(O)R″″或-OR″″;和
R″″是C1-C30直链或支链烷基。
32.权利要求31的受辐射聚合物组合物,其中R25、R26和R27彼此独立地是氢和甲基。
33.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述非酚稳定剂包含至少一种有机亚磷酸酯、亚膦酸酯或它们的混合物,其中所述有机亚磷酸酯和亚膦酸酯具有至少一个选自(XXVI)、(XXVII)、(XXVIII)、(XXVIV)、(XXX)、(XXXI)和(XXXII)的通式:
其中
n是2、3或4;
p是1或2;
q是2或3;
r是4-12;
y是1、2或3;和
z是1-6;
如果n和/或q是2,则A1是C2-C18亚烷基,含至少一个氧、硫、-NR4-或其组合的C2-C12亚烷基,亚苯基或具有通式(XXXIII)或(XXXIV)的基团:
如果n和/或q是3,则A1是基团-CrH2r-1-;
如果n是4,则A1是
A2是C2-C18亚烷基,含至少一个氧、硫、-NR4-或其组合的C2-C12亚烷基,亚苯基或具有通式(XXXIII)或(XXXIV)的基团:
B是直接键、-CH2-、-CHR4-、-CR1R4-、硫、C5-C7环烷叉基或C5-C7环己叉基,其中所述C5-C7环烷叉基和C5-C7环己叉基在至少一个3、4和5位任选取代有至少一个C1-C4烷基;
如果p是1,则D1是C1-C4烷基;
如果p是2,则D1是-CH2OCH2-;
如果p是1,则D2是C1-C4烷基;
如果p是2,则D2是C1-C4烷基或-CH2OCH2-;
如果y是1,则E是C1-C18烷基、-OR1或卤素;
如果y是2,则E是—O—A2—O—;
如果y是3,则E是R4C(CH2O—)3或N(CH2CH2O—)3;
Q是z价醇或酚的基团,其中Q经由所述z价醇或酚中的氧与通式(XXXII)中的磷原子连接;
Ra、Rb和R3彼此独立地各自是任选含至少一个氧、硫或-NR4-并且任选被至少一个卤素取代的C1-C18烷基;-COOR4;-CN;-CONR4R4;C7-C9苯基烷基;C5-C12环烷基;任选取代有至少一个卤素、C1-C3烷基或C1-C18烷氧基的苯基;任选取代有至少一个卤素、C1-C3烷基或C1-C18烷氧基的萘基;C7-C9苯基烷基或通式(XXXVI)的基团:
其中
m是3-6的整数;
R4是氢、C1-C18烷基、C5-C12环烷基或C7-C9苯基烷基;
R30和R31彼此独立地各自是氢、C1-C8烷基或C5-C6环烷基;
如果q是2,则R7和R8彼此独立地各自是C1-C4烷基,或一同形成2,3-去氢五亚甲基;
如果q是3,则R7和R8是甲基;
R14彼此独立地各自是氢、C1-C9烷基或环己基;
R15彼此独立地各自是氢或甲基;
X2和Y彼此独立地各自是直接键或氧;
Z是直接键、亚甲基、-C(R16)2-或硫;和
R16彼此独立地各自是C1-C8烷基。
34.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述非酚稳定剂包含至少一种有机亚磷酸酯、亚膦酸酯或它们的混合物,其中所述有机亚磷酸酯和亚膦酸酯中至少一种具有通式(XXXVII):
其中
R17和R18彼此独立地各自是氢、C1-C8烷基、环己基或苯基;和
R19和R20彼此独立地各自是氢或C1-C4烷基。
35.受辐射聚合物组合物的制备方法,其中所述受辐射聚合物组合物包含:
(A)至少一种聚烯烃树脂,其中所述聚烯烃树脂选自:
具有大于80%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物;
包含丙烯和选自乙烯和C4-C10α-烯烃的烯烃的结晶无规共聚物,条件是当所述α-烯烃是乙烯时,所述结晶无规共聚物具有大约10重量%的最大聚合乙烯含量,当所述α-烯烃是C4-C10α-烯烃时,所述结晶无规共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
包含丙烯和选自乙烯和C4-C10α-烯烃和其混合物的两种烯烃的结晶无规三元共聚物,条件是所述结晶无规三元共聚物具有大约20重量%的最大聚合C4-C10α-烯烃含量,和当所述α-烯烃中至少一种是乙烯时,所述结晶无规三元共聚物具有大约5重量%的最大聚合乙烯含量;
包含以下组分的烯烃聚合物组合物:
大约10重量份-大约60重量份具有至少80%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物,或选自以下的结晶共聚物:(a)丙烯和乙烯,(b)丙烯、乙烯和C4-10α-烯烃,和(c)丙烯和C4-10α-烯烃,所述结晶共聚物具有大于大约85重量%的丙烯含量和大于大约60%的全同立构指数;
大约3重量份-大约25重量份乙烯和丙烯,或乙烯和C4-C10α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯;和
大约10重量份-大约80重量份选自以下的弹性体共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-10α-烯烃,和(c)乙烯和C4-10α-烯烃,所述弹性体共聚物任选地含有大约0.5重量%-大约10重量%二烯,并含有少于70重量%乙烯,其中所述弹性体共聚物在环境温度下可溶于二甲苯并具有大约1.5-大约4.0dl/g的特性粘度;
其中,(ii)和(iii)总共占所述烯烃聚合物组合物的总重量的大约50重量%-大约90重量%,并且(ii)/(iii)具有小于0.4的重量比;所烯烃聚合物组合物是通过以至少两阶段的聚合制备的;
包含以下的热塑性烯烃:
大约10重量%-大约60重量%具有至少80%的全同立构指数的丙烯均聚物,或选自以下的结晶共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-C10α-烯烃,和(c)乙烯和C4-C10α-烯烃,所述结晶共聚物具有大于大约85重量%的丙烯含量和大于大约60%的全同立构指数;
大约20重量%-大约60重量%选自以下的无定形共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-C10α-烯烃,和(c)乙烯和α-烯烃,所述无定形共聚物包含小于70重量%乙烯并在环境温度下可溶于二甲苯,所述无定形共聚物任选地包含大约0.5重量%-大约10重量%二烯;和
大约3重量%-大约40重量%乙烯和丙烯的共聚物或乙烯和α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯;
乙烯均聚物;
乙烯和α-烯烃的无规共聚物,所述α-烯烃选自C3-10α-烯烃,其中所述乙烯的无规共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
乙烯和两种C3-10α-烯烃的无规三元共聚物,其中所述无规三元共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
丁烯-1均聚物;
丁烯-1的共聚物、三元共聚物或其组合,其中所述丁烯-1的共聚物和丁烯-1的三元共聚物包含至少一种α-烯烃,条件是该α-烯烃不是丁烯,并且所述丁烯的共聚物和丁烯的三元共聚物具有1-15摩尔%的α-烯烃共聚单体含量;和它们的混合物和组合;和
(B)至少一种非酚稳定剂,
该方法包括:
-使所述聚烯烃树脂与非酚稳定剂混合以形成中间聚烯烃树脂;
-用大约1-大约20Megarad的电子束辐射辐射该中间聚烯烃树脂以形成受辐射中间聚烯烃树脂;在减少氧气的环境中辐射该中间聚烯烃树脂,其中活性氧在小于大约15体积%的所建立并维持的浓度中,相对于所述减少氧气的环境的总体积;
-将所述受辐射中间聚烯烃树脂维持在所述减少氧气的环境中一段时间,其足以使大量长链分支在所述受辐射中间聚烯烃树脂内形成;和
-在所述受辐射中间聚烯烃树脂在所述减少氧气的环境中的同时,处理所述受辐射中间聚烯烃树脂,以使存在于所述受辐射中间聚烯烃树脂中的所有自由基基本上钝化。
36.权利要求35的方法,其中所述结晶丙烯均聚物具有大约90%-大约99.5%的全同立构指数。
37.权利要求35的方法,其中所述丙烯和烯烃的结晶无规共聚物具有大约6%-大约8%的最大聚合乙烯含量。
38.权利要求35的方法,其中所述结晶无规共聚物具有大约16%的最大聚合C4-C10α-烯烃含量。
39.权利要求35的方法,其中所述结晶无规共聚物具有大于60%的全同立构指数。
40.权利要求35的方法,其中所述结晶无规共聚物具有至少70%的全同立构指数。
41.权利要求35的方法,其中所述结晶无规三元共聚物具有大约16%的最大聚合C4-C10α-烯烃含量。
42.权利要求35的方法,其中所述结晶无规三元共聚物具有大约6%-大约8%的最大聚合乙烯含量。
43.权利要求35的方法,其中所述结晶无规三元共聚物具有大于85%的全同立构指数。
44.权利要求35的方法,其中所述烯烃聚合物组合物包含大约15份-大约55份所述结晶丙烯均聚物。
45.权利要求35的方法,其中所述烯烃聚合物组合物包含具有大约90-大约99.5%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物。
46.权利要求35的方法,其中所述烯烃聚合物组合物包含具有大约90%-大约99重量%的丙烯含量的结晶共聚物。
47.权利要求35的方法,其中所述烯烃聚合物组合物包含大约5份-大约20份所述乙烯和丙烯的共聚物。
48.权利要求35的方法,其中所述烯烃聚合物组合物包含大约15份-大约65份所述弹性体共聚物。
49.权利要求35的方法,其中所述烯烃聚合物组合物的弹性体共聚物包含大约10%-大约60%乙烯。
50权利要求35的方法,其中所述烯烃聚合物组合物的弹性体共聚物包含大约12%-大约55%乙烯。
51权利要求35的方法,其中所述烯烃聚合物组合物具有0.1-0.3的组分(ii)/(iii)的重量比。
52.权利要求35的方法,其中所述热塑性烯烃包含大约20%-大约50%丙烯均聚物。
53.权利要求35的方法,其中所述热塑性烯烃包含具有90-99.5%的全同立构指数的丙烯均聚物。
54.权利要求35的方法,其中所述热塑性烯烃包含大约30%-大约50%选自以下的无定形共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-C10α-烯烃和(c)乙烯和α-烯烃。
55.权利要求35的方法,其中所述热塑性烯烃包含大约10%-大约20%乙烯和丙烯的共聚物,或乙烯和α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯。
56.权利要求35的方法,其中所述电子束辐射为大约1.5Megarad-大约18Megarad。
57.权利要求35的方法,、其中所述电子束辐射为大约2Megarad-大约15Megarad。
58.权利要求35的方法,其中所述活性氧在相对于所述减少氧气的环境的总体积计小于大约5体积%的所建立并维持的浓度中。
59.权利要求35的方法,其中所述活性氧在相对于所述减少氧气的环境的总体积计小于大约0.004体积%的所建立并维持的浓度中。
60.权利要求35的方法,其中所述非酚稳定剂包含至少一种:
(a)位阻胺;
(b)选自以下的化合物:
i.)羟胺;
ii.)硝酮;
iii.)氧化胺;
iv.)苯并呋喃酮;和
v.)它们的混合物;
(c)有机亚磷酸酯,
(d)亚膦酸酯;和
(e)它们的混合物。
64.权利要求35的方法,其中所述非酚稳定剂包含至少一种氧化胺,其中所述氧化胺具有以下式(XXIV)
其中
G1和G2各自彼此独立地是C6-C36直链或支化烷基、C6-C12芳基、C7-C36芳烷基、C7-C36烷芳基、C5-C36环烷基、C6-C36烷基环烷基或C6-C36环烷基烷基;
G3是C1-C36直链或支链烷基、C6-C12芳基、C7-C36芳烷基、C7-C36烷芳基、C5-C36环烷基、C6-C36烷基环烷基或C6-C36环烷基烷基,条件是G1、G2和G3中至少一个包含β碳-氢键,并且所述烷基、芳烷基、烷芳基、环烷基、烷基环烷基和环烷基烷基任选地包含至少一个含杂原子的基团,所述含杂原子的基团选自-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-COO-、-OCO-、-CO-、-NG4-、-CONG4-、-NG4CO-和它们的组合,并且所述烷基、芳烷基、烷芳基、环烷基、烷基环烷基和环烷基烷基任选被至少一个选自以下的基团取代:-OG4、-SG4、-COOG4、-OCOG4、-COG4、-N(G4)2、-CON(G4)2、-NG4COG4和含-C(CH3)(CH2Rz)NL′(CH2Rz)(CH3)C-的5-和6-元环;其中
G4彼此独立地是氢或C1-C8烷基;
Rz是氢或甲基;
L′是C1-C30直链或支链烷基、-C(O)R″″或-OR″″;和
R″″是C1-C30直链或支链烷基。
66.权利要求35的方法,其中R25、R26和R27彼此独立地是氢和甲基。
67权利要求35的方法,其中所述非酚稳定剂包含至少一种有机亚磷酸酯、亚膦酸酯或它们的混合物,其中所述有机亚磷酸酯和亚膦酸酯具有至少一个选自(XXVI)、(XXVII)、(XXVIII)、(XXVIV)、(XXX)、(XXXI)和(XXXII)的通式:
其中
n是2、3或4;
p是1或2;
q是2或3;
r是4-12;
y是1、2或3;和
z是1-6;
如果n和/或q是2,则A1是C2-C18亚烷基,含至少一个氧、硫、-NR4-或其组合的C2-C12亚烷基,亚苯基或具有通式(XXXIII)或(XXXIV)的基团:
如果n和/或q是3,则A1是基团-CrH2r-1-;
如果n是4,则A1是
A2是C2-C18亚烷基,含至少一个氧、硫、-NR4-或其组合的C2-C12亚烷基,亚苯基或具有通式(XXXIII)或(XXXIV)的基团:
B是直接键、-CH2-、-CHR4-、-CR1R4-、硫、C5-C7环烷叉基或C5-C7环己叉基,其中所述C5-C7环烷叉基和C5-C7环己叉基在至少一个3、4和5位任选取代有至少一个C1-C4烷基;
如果p是1,则D1是C1-C4烷基;
如果p是2,则D1是-CH2OCH2-;
如果p是1,则D2是C1-C4烷基;
如果p是2,则D2是C1-C4烷基或-CH2OCH2-;
如果y是1,则E是C1-C18烷基、-OR1或卤素;
如果y是2,则E是—O—A2—O—;
如果y是3,则E是R4C(CH2O—)3或N(CH2CH2O—)3;
Q是z价醇或酚的基团,其中Q经由所述z价醇或酚中的氧与通式(XXXII)中的磷原子连接;
R1、R2和R3彼此独立地各自是任选含至少一个氧、硫或-NR4-并且任选被至少一个卤素取代的C1-C18烷基;-COOR4;-CN;-CONR4R4;C7-C9苯基烷基;C5-C12环烷基;任选取代有至少一个卤素、C1-C3烷基或C1-C18烷氧基的苯基;任选取代有至少一个卤素、C1-C3烷基或C1-C18烷氧基的萘基;C7-C9苯基烷基或通式(XXXVI)的基团:
其中
m是3-6的整数;
R4是氢、C1-C18烷基、C5-C12环烷基或C7-C9苯基烷基;
R30和R31彼此独立地各自是氢、C1-C8烷基或C5-C6环烷基;
如果q是2,则R7和R8彼此独立地各自是C1-C4烷基,或一同形成2,3-去氢五亚甲基;
如果q是3,则R7和R8是甲基;
R14彼此独立地各自是氢、C1-C9烷基或环己基;
R15彼此独立地各自是氢或甲基;
X2和Y彼此独立地各自是直接键或氧;
Z是直接键、亚甲基、-C(R16)2-或硫;和
R16彼此独立地各自是C1-C8烷基。
69.一种包含受辐射聚合物组合物的发泡制品,其中所述受辐射聚合物组合物包含:
(A)至少一种聚烯烃树脂,其中所述聚烯烃树脂选自:
具有大于80%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物;
包含丙烯和选自乙烯和C4-C10α-烯烃的烯烃的结晶无规共聚物,条件是当所述α-烯烃是乙烯时,所述结晶无规共聚物具有大约10重量%的最大聚合乙烯含量,当所述α-烯烃是C4-C10α-烯烃时,所述结晶无规共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
包含丙烯和选自乙烯和C4-C10α-烯烃和其混合物的两种烯烃的结晶无规三元共聚物,条件是所述结晶无规三元共聚物具有大约20重量%的最大聚合C4-C10α-烯烃含量,和当所述α-烯烃中至少一种是乙烯时,所述结晶无规三元共聚物具有大约5重量%的最大聚合乙烯含量;
包含以下组分的烯烃聚合物组合物:
大约10重量份-大约60重量份具有至少80%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物,或选自以下的结晶共聚物:(a)丙烯和乙烯,(b)丙烯、乙烯和C4-10α-烯烃,和(c)丙烯和C4-10α-烯烃,所述结晶共聚物具有大于大约85重量%的丙烯含量和大于大约60%的全同立构指数;
大约3重量份-大约25重量份乙烯和丙烯,或乙烯和C4-C10α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯;和
大约10重量份-大约80重量份选自以下的弹性体共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-10α-烯烃,和(c)乙烯和C4-10α-烯烃,所述弹性体共聚物任选地含有大约05重量%-大约10重量%二烯,并含有少于70重量%乙烯,其中所述弹性体共聚物在环境温度下可溶于二甲苯并具有大约1.5-大约4.0dl/g的特性粘度;
其中,(ii)和(iii)总共占所述烯烃聚合物组合物的总重量的大约50重量%-大约90重量%,并且(ii)/(iii)具有小于04的重量比;所烯烃聚合物组合物是通过以至少两阶段的聚合制备的;
包含以下的热塑性烯烃:
大约10重量%-大约60重量%具有至少80%的全同立构指数的丙烯均聚物,或选自以下的结晶共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-C8α-烯烃,和(c)乙烯和C4-C10α-烯烃,所述结晶共聚物具有大于大约85重量%的丙烯含量和大于大约60%的全同立构指数;
大约20重量%-大约60重量%选自以下的无定形共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-C10α-烯烃,和(c)乙烯和α-烯烃,所述无定形共聚物包含小于70重量%乙烯并在环境温度下可溶于二甲苯,所述无定形共聚物任选地包含大约0.5重量%-大约10重量%二烯;和
大约3重量%-大约40重量%乙烯和丙烯的共聚物或乙烯和α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯;
乙烯均聚物;
乙烯和α-烯烃的无规共聚物,所述α-烯烃选自C3-10α-烯烃,其中所述乙烯的无规共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
乙烯和两种C3-10α-烯烃的无规三元共聚物,其中所述无规三元共聚物具有大约20重量%的最大聚合α-烯烃含量;
丁烯-1均聚物;
丁烯-1的共聚物、三元共聚物或其组合,其中所述丁烯-1的共聚物和丁烯-1的三元共聚物包含至少一种α-烯烃,条件是该α-烯烃不是丁烯,并且所述丁烯的共聚物和丁烯的三元共聚物具有1-15摩尔%的α-烯烃共聚单体含量;和它们的混合物和组合;和
(B)至少一种非酚稳定剂,
其中所述受辐射聚合物组合物是通过包括以下步骤的方法制备的:
-使所述聚烯烃树脂与非酚稳定剂混合以形成中间聚烯烃树脂;
-用大约1-大约20Megarad的电子束辐射辐射该中间聚烯烃树脂以形成受辐射中间聚烯烃树脂;在减少氧气的环境中辐射该中间聚烯烃树脂,其中活性氧在小于大约15体积%的所建立并维持的浓度中,相对于所述减少氧气的环境的总体积;
-将所述受辐射中间聚烯烃树脂维持在所述减少氧气的环境中一段时间,其足以使大量长链分支在所述受辐射中间聚烯烃树脂内形成;和
-在所述受辐射中间聚烯烃树脂在所述减少氧气的环境中的同时,处理所述受辐射中间聚烯烃树脂,以使存在于所述受辐射中间聚烯烃树脂中的所有自由基基本上钝化。
70.权利要求69的发泡制品,其中所述结晶丙烯均聚物具有大约90%-大约99.5%的全同立构指数。
71.权利要求69的发泡制品,其中所述丙烯和烯烃的结晶无规共聚物具有大约6%-大约8%的最大聚合乙烯含量。
72.权利要求69的发泡制品,其中所述结晶无规共聚物具有大约16%的最大聚合C4-C10α-烯烃含量。
73.权利要求69的发泡制品,其中所述结晶无规共聚物具有大于60%的全同立构指数。
74.权利要求69的发泡制品,其中所述结晶无规共聚物具有至少70%的全同立构指数。
75.权利要求69的发泡制品,其中所述结晶无规三元共聚物具有大约16%的最大聚合C4-C10α-烯烃含量。
76.权利要求69的发泡制品,其中所述结晶无规三元共聚物具有大约6%-大约8%的最大聚合乙烯含量。
77.权利要求69的发泡制品,其中所述结晶无规三元共聚物具有大于85%的全同立构指数。
78.权利要求69的发泡制品,其中所述烯烃聚合物组合物包含大约15份-大约55份所述结晶丙烯均聚物。
79.权利要求69的发泡制品,其中所述烯烃聚合物组合物包含具有大约90-大约99.5%的全同立构指数的结晶丙烯均聚物。
80.权利要求69的发泡制品,其中所述烯烃聚合物组合物包含具有大约90%-大约99重量%的丙烯含量的结晶共聚物。
81.权利要求69的发泡制品,其中所述烯烃聚合物组合物包含大约5份-大约20份所述乙烯和丙烯的共聚物。
82权利要求69的发泡制品,其中所述烯烃聚合物组合物包含大约15份-大约65份所述弹性体共聚物。
83.权利要求69的发泡制品,其中所述烯烃聚合物组合物的弹性体共聚物包含大约10%-大约60%乙烯。
84.权利要求69的发泡制品,其中所述烯烃聚合物组合物的弹性体共聚物包含大约12%-大约55%乙烯。
85.权利要求69的发泡制品,其中所述烯烃聚合物组合物具有0.1-0.3的组分(ii)/(iii)的重量比。
86.权利要求69的发泡制品,其中所述热塑性烯烃包含大约20%-大约50%丙烯均聚物。
87.权利要求69的发泡制品,其中所述热塑性烯烃包含具有90-99.5%的全同立构指数的丙烯均聚物。
88.权利要求69的发泡制品,其中所述热塑性烯烃包含大约30%-大约50%选自以下的无定形共聚物:(a)乙烯和丙烯,(b)乙烯、丙烯和C4-C10α-烯烃和(c)乙烯和α-烯烃。
89.权利要求69的发泡制品,其中所述热塑性烯烃包含大约10%-大约20%乙烯和丙烯的共聚物,或乙烯和α-烯烃的共聚物,其中所述共聚物在环境温度下不溶于二甲苯。
90.权利要求69的发泡制品,其中所述电子束辐射为大约1.5Megarad-大约18Megarad。
91.权利要求69的发泡制品,其中所述电子束辐射为大约2Megarad-大约15Megarad。
92.权利要求69的发泡制品,其中所述活性氧在相对于所述减少氧气的环境的总体积计小于大约5体积%的所建立并维持的浓度中。
93.权利要求69的发泡制品,其中所述活性氧在相对于所述减少氧气的环境的总体积计小于大约0.004体积%的所建立并维持的浓度中。
94.权利要求69的发泡制品,其中所述非酚稳定剂包含至少一种:
(a)位阻胺;
(b)选自以下的化合物:
i.)羟胺;
ii.)硝酮;
iii.)氧化胺;
iv.)苯并呋喃酮;和
v.)它们的混合物
(c)有机亚磷酸酯,
(d)亚膦酸酯;和
(e)它们的混合物。
98权利要求69的发泡制品,其中所述非酚稳定剂包含至少一种氧化胺,其中所述氧化胺具有以下式(XXIV)
其中
G1和G2各自彼此独立地是C6-C36直链或支化烷基、C6-C12芳基、C7-C36芳烷基、C7-C36烷芳基、C5-C36环烷基、C6-C36烷基环烷基或C6-C36环烷基烷基;
G3是C1-C36直链或支链烷基、C6-C12芳基、C7-C36芳烷基、C7-C36烷芳基、C5-C36环烷基、C6-C36烷基环烷基或C6-C36环烷基烷基,条件是G1、G2和G3中至少一个包含β碳-氢键,并且所述烷基、芳烷基、烷芳基、环烷基、烷基环烷基和环烷基烷基任选地包含至少一个含杂原子的基团,所述含杂原子的基团选自-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-COO-、-OCO-、-CO-、-NG4-、-CONG4-、-NG4CO-和它们的组合,并且所述烷基、芳烷基、烷芳基、环烷基、烷基环烷基和环烷基烷基任选被至少一个选自以下的基团取代:-OG4、-SG4、-COOG4、-OCOG4、-COG4、-N(G4)2、-CON(G4)2、-NG4COG4和含-C(CH3)(CH2Rz)NL′(CH2Rz)(CH3)C-的5-和6-元环;其中
G4彼此独立地是氢或C1-C8烷基;
Rz是氢或甲基;
L′是C1-C30直链或支链烷基、-C(O)R″″或-OR″″;和
R″″是C1-C30直链或支链烷基。
100.权利要求69的发泡制品,其中R25、R26和R27彼此独立地是氢和甲基。
101.权利要求69的发泡制品,其中所述非酚稳定剂包含至少一种有机亚磷酸酯、亚膦酸酯或它们的混合物,其中所述有机亚磷酸酯和亚膦酸酯具有至少一个选自(XXVI)、(XXVII)、(XXVIII)、(XXVIV)、(XXX)、(XXXI)和(XXXII)的通式:
其中
n是2、3或4;
p是1或2;
q是2或3;
r是4-12;
y是1、2或3;和
z是1-6;
如果n和/或q是2,则A1是C2-C18亚烷基,含至少一个氧、硫、-NR4-或其组合的C2-C12亚烷基,亚苯基或具有通式(XXXIII)或(XXXIV)的基团:
如果n和/或q是3,则A1是基团-CrH2r-1-;
如果n是4,则A1是
A2是C2-C18亚烷基,含至少一个氧、硫、-NR4-或其组合的C2-C12亚烷基,亚苯基或具有通式(XXXIII)或(XXXIV)的基团:
B是直接键、-CH2-、-CHR4-、-CR1R4-、硫、C5-C7环烷叉基或C5-C7环己叉基,其中所述C5-C7环烷叉基和C5-C7环己叉基在至少一个3、4和5位任选取代有至少一个C1-C4烷基;
如果p是1,则D1是C1-C4烷基;
如果p是2,则D1是-CH2OCH2-;
如果p是1,则D2是C1-C4烷基;
如果p是2,则D2是C1-C4烷基或-CH2OCH2-;
如果y是1,则E是C1-C18烷基、-OR1或卤素;
如果y是2,则E是—O—A2—O—;
如果y是3,则E是R4C(CH2O—)3或N(CH2CH2O—)3;
Q是z价醇或酚的基团,其中Q经由所述z价醇或酚中的氧与通式(XXXII)中的磷原子连接;
R1、R2和R3彼此独立地各自是任选含至少一个氧、硫或-NR4-并且任选被至少一个卤素取代的C1-C18烷基;-COOR4;-CN;-CONR4R4;C7-C9苯基烷基;C5-C12环烷基;任选取代有至少一个卤素、C1-C3烷基或C1-C18烷氧基的苯基;任选取代有至少一个卤素、C1-C3烷基或C1-C18烷氧基的萘基;C7-C9苯基烷基或通式(XXXVI)的基团:
其中
m是3-6的整数;
R4是氢、C1-C18烷基、C5-C12环烷基或C7-C9苯基烷基;
R30和R31彼此独立地各自是氢、C1-C8烷基或C5-C6环烷基;
如果q是2,则R7和R8彼此独立地各自是C1-C4烷基,或一同形成2,3-去氢五亚甲基;
如果q是3,则R7和R8是甲基;
R14彼此独立地各自是氢、C1-C9烷基或环己基;
R15彼此独立地各自是氢或甲基;
X2和Y彼此独立地各自是直接键或氧;
Z是直接键、亚甲基、-C(R16)2-或硫;和
R16彼此独立地各自是C1-C8烷基。
103.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中以单个方法步骤在所述减少氧气的环境中辐射所述中间聚烯烃树脂并在所述减少氧气的环境中维持所述中间聚烯烃树脂。
104.权利要求35的方法,其中以单个方法步骤在所述减少氧气的环境中辐射所述中间聚烯烃树脂并在所述减少氧气的环境中维持所述中间聚烯烃树脂。
105.权利要求69的发泡制品,其中以单个方法步骤在所述减少氧气的环境中辐射所述中间聚烯烃树脂并在所述减少氧气的环境中维持所述中间聚烯烃树脂。
106.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述受辐射聚合物组合物包含大约0.005重量%-大约10重量%所述非酚稳定剂。
107.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述受辐射聚合物组合物包含大约0.007重量%-大约5重量%所述非酚稳定剂。
108.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述受辐射聚合物组合物包含大约0.01重量%-大约3重量%所述非酚稳定剂。
109.权利要求35的方法,其中所述受辐射聚合物组合物包含大约0.005重量%-大约10重量%所述非酚稳定剂。
110.权利要求35的方法,其中所述受辐射聚合物组合物包含大约0.007重量%-大约5重量%所述非酚稳定剂。
111.权利要求35的方法,其中所述受辐射聚合物组合物包含大约0.01重量%-大约3重量%所述非酚稳定剂。
112.权利要求69的发泡制品,其中所述受辐射聚合物组合物包含大约0.005重量%-大约10重量%所述非酚稳定剂。
113.权利要求69的发泡制品,其中所述受辐射聚合物组合物包含大约0.007重量%-大约5重量%所述非酚稳定剂。
114.权利要求69的发泡制品,其中所述受辐射聚合物组合物包含大约0.01重量%-大约3重量%所述非酚稳定剂。
115.权利要求1的受辐射聚合物组合物,其中所述中间聚烯烃树脂在受辐射之前呈粒料形式。
116.权利要求35的方法,其中所述中间聚烯烃树脂在受辐射之前呈粒料形式。
117.权利要求69的发泡制品,其中所述中间聚烯烃树脂在受辐射之前呈粒料形式。
118.权利要求35的方法,其中多次辐射所述中间聚烯烃树脂。
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