CN1042342C - 树脂组合物 - Google Patents

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Abstract

改进了的树脂组合物，它包括(A)99-40重量份数的4-甲基-1-戊烯基聚合物，(B)3-30重量份数的丁烯基液态聚合物，其动粘度在100℃时为2-5000cst和(C)1-30重量份数的1-丁烯基固态聚合物，(A)+(B)+(C)的总量为100重量份数。该树脂组合物具有优良的耐热性，柔韧性和抗冲击性。

Description

树脂组合物
本发明涉及对脂组合物，特别是在耐热性、柔韧性和抗冲击性方面得到改进的树脂组合物。
在食品和其它工业中，强烈要求具有平衡良好的耐热性、柔韧性和抗冲击性的材料。
众所周知，4-甲基-1-戊烯为基的聚合物有优良的耐热性，具有220-240℃范围内的熔点。
用此类4-甲基-1-戊烯聚合物制造的模制品尽管其耐热性优良，然而它们的柔韧性和抗冲击性差。
本发明在以下这些情况下实行，目的在于提供一种树脂组合物，它既保留4甲基-1-戊烯基聚合物的高耐热性，又具有优良的柔韧性和抗冲击性。
为了达到这个目的，发明人进行了深入的研究，发现一种含特定比例的4甲基-1-戊烯基聚合物，丁烯基液态聚合物如1-丁烯基固态聚合物的树脂组合物不仅表现出高的耐热性，而且有良好的柔韧性和高耐冲击性，因此不会流失。在这个发现的基础上本发明得以完成。
本发明通过提供一种树脂组合物而达到上述目的，这种树脂组合物包括：
(A)99-40重量份数的4甲基-1-戊烯基聚合物；
(B)0-30重量份数的丁烯基液态聚合物，其动粘度在100℃时为2-5000cst：和
(C)1-30重量份数的1-丁烯基固态聚合物，其中(A)+(B)+(C)的总数为100重量份数。
图1是显示一种测定在实施例1-5和对比实施例1中制备的膜粘性的方法的简图；和
图2是显示用来测试在实施例1-5和对比实施例1中制备的膜的耐热温度的测试片简图。
本发明的树脂组合物详细描述如下。
组分(A)，或4-甲基-1-戊烯基聚合物是本发明的树脂组合物的第一种基本组分，它是含有4-甲基-1-戊烯主成分的一种聚合物，可以以4-甲基-1-戊烯基均聚物及4-甲基-1-戊烯与其它α-烯烃的共聚物作为例子。典型的不同于4-甲基-1-戊烯的α-烯烃是带有2-20个碳原子的α-烯烃，包括乙烯、丙烯、1-丁烯、1-庚烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯、1-十八烯和1-二十烯。这些α-烯烃可以单独地或以混合物形式存在于4甲基-1-戊烯基聚合物中。当这些α-烯烃存在于4-甲基-1-戊烯基聚合物中时，它们的含量一般在1-10％重量的范围内。
在萘烷熔剂中于135℃测得的4-甲基-1-戊烯基聚合物的特性粘度[η]一般在约1.0到约3.0，优选为约2.0到约2.5的范围内。
组分(B)，或丁烯基液态聚合物优选地用作本发明的树脂组合物的一个组分的是一种含异丁烯作为主成分的聚合物，可以以异丁烯的均聚物及含大量异丁烯和少量(即不超过40摩尔％)的其它α-烯烃的共聚物作为例子。典型的不同于异丁烯的α-烯烃包括1-丁烯，2-丁烯和丁二烯。这些α-烯烃可以单独地或以混合物形式存在于丁烯基液态聚合物中。
丁烯基液态聚合物的动粘度在100℃时为2-5000cst；优选为50-1000cst因为它使得树脂组合物具有优良的模塑性和质量。
组分(C)，或1-丁烯基固态聚合物是本发明的树脂组合物的基本组分。它是一种以1-丁烯作为主成分的晶态聚合物，可以以1-丁烯均聚物及1-丁烯和其它α-烯烃的共聚物作为例子。典型的不同于1-丁烯的α-烯烃包括乙烯和丙烯。这些α-烯烃可以单独地或以混合物形式存在于1-丁烯基固态聚合物中。当这些α-烯烃包含于1-丁烯基固态聚合物中时，它们的含量一般少于30mol％，较优选的是少于20mol％。作组分(C)的1-丁烯基固态聚合物可以通过在齐格勒催化剂存在下1-丁烯的单独聚合或与其它α-烯烃混合聚合制得。
1-丁烯基固态聚合物(C)一般具有约20-60％的结晶度，为了在提供改进柔韧性时确保充分有效性，优选结晶度范围为30-50％。
1-丁烯基固态聚合物(C)的熔体流动速度为0.01-50g/10min，优选为0.05-20g/10min，以便于提供一种具有令人满意的机械强度和1-丁烯基固态聚合物(C)和4甲基-1-戊烯基聚合物(A)之间的相容性良好的树脂组合物。本发明中规定的熔体流动速度值按ASTMD1238E测定。
本发明的树脂组合物是通过模塑含有上述4甲基-1-戊烯基聚合物(A)和1-丁烯基固态聚合物(C)和优选的丁烯基液态聚合物(B)的树脂组合物而制成。
为了确保制备具有优良耐热性，柔韧性和耐冲击性的，并且丁烯基液态聚合物(B)基本上不流失的树脂组合物，其中的三种组分(A),(B)和(C)的相对比例是对于99-40重量份数的组分(A)组分B为0-30重量份数，对于99-40重量份数组分(A)，组分(C)为1-30重量份数。优选的是对于94-70重量份数的组分(A)，组分(B)和(C)各为3-15重量份数。无论哪个比例，(A)+(B)+(C)的总量为100重量份数。
本发明的树脂组合物可选择性地含有一种或多种配合组分，如从抗氧剂、着色剂、紫外线吸收剂、无机填料、抗静电剂、消雾剂和热稳定剂中选择的组分。
生产本发明的树脂组合物的方法决不是有限的。一般情况下，树脂组合物的组分(A),(B)和(C)以及可按要求加入的上述任何配合成分按预定比例分别加入挤出机中。或者，单个组分和配料预先混合，再把混合物加到挤出机中。在挤出机中，混合物熔融并捏合制成树脂组合物，然后通过适当的模头，如成膜用的T形模头或管模头挤出，或注射成型。在挤出机或注射成型机中的加热温度一般为240-300℃。
本发明的树脂组合物具有优良的耐热性，柔韧性和抗冲击性，因而可用于各种应用，其中对耐热性和柔韧性要求较高的各种应用，例如包装膜，容器和用在微波炉中的各种其它部件，以及承受高温消毒的产品，如可杀菌食品包装袋、林格氏溶液输注袋。
下面的实施例和比较实施例是为了进一步阐明本发明而决不是用来限制本发明。实施例1：
90重量份数的聚4-甲基-1-戊烯(Mitsui PetrochemicalIndustries,Ltd.的MX021)，5重量份数的液态聚丁烯(B)(NipponPetrochemicals Co.,Ltd.的HV300，动粘度100℃时为630cst)和5重量份数的聚1-丁烯(C-1)(Mitsui Petrochemical Industries,Ltd.的Beaulon M2181；熔体流动速度为1.0g/10min，密度为0.900g/cm3，熔点71℃)，在Henschel混合器中混合，制得一种树脂组合物。然后将该树脂组合物加到挤出机中，在290℃的成型温度下熔融并捏和。熔融物通过T形模头挤出而得到12μm厚和300mm宽的外包装膜。
如此生产的外包装膜的屈服强度、断裂强度、伸长、模量、撕裂强度、光雾度、光泽、粘性及耐热温度按下述方法测定，结果列于表1。屈服强度，断裂强度和伸长
按ASTMD882测定。撕裂强度
按ASTMD1922测定(Elmendorf撕裂实验)。光雾度
按ASTMD1003测定。光泽
按ASTMD523于60℃测定。粘性
将模塑后在40℃老化一周的两块宽8cm、长10cm的膜重叠放置，以0.2Kg/cm2的挟压通过两个压滚之间，这样制得一测试样片，除了从膜的一侧2cm宽的地方外，两块膜彼此间在所有面积上都保持紧密接触。
然后，将测试样片按图1所示装好，如1所示。测试样1一侧的膜1a的末端部分2(此处两片膜不是彼此紧密接触)用双涂层带固定于固定桌3上的支撑物4的末端部分5上。此外，在测试样片1的同侧的另一膜1b的末端部分6上加上负载7(此处的两膜彼此不是紧密接触)，大气气氛为23℃×50％RH(相对湿度)。连续加重负载，直到测试样片的叠合膜1a和1b彼此分离，此时开始除去负载7。测定此时负载的重量(g/8cm)为膜的粘性。耐热温度
如图2所示，提供一种14cm长3cm宽的耐热外包装膜11，各为3cm宽2.5cm长的平光粒面纸片13a和13b分别叠放于外包装膜11的上端12a和下端12b上，相应部分与双层胶粘带粘合制成测试样片。
测试样片的上端12a固定于一夹具上，下端12b加载重10g的负载。装完后立即将测试样片置入一烘箱中，温度以每小时上升5℃的增量升温，直到试样断裂。以试样不断裂能承受的最大温度作为试样的耐热温度。实施例2
重复实施例1的步骤制备耐热外包装膜，不同的是聚4-甲基-1-戊烯、液态聚丁烯和聚1-丁烯(C-1)各自以相对比例85,5和10(重量份数)混合。测定膜的屈服强度，断裂强度、伸长、模量、撕裂强度、光雾度、光泽、粘性和耐热温度。结果列于表1。实施例3
重复实施例1中的步骤制备耐热外包装膜，不同的是聚1-丁烯(C-1)用聚1丁烯(C-2)(Mitsui Petrochemical Ind-ustries,Ltd.的Beaulon M3080；熔体流动速度为0.2g/10min，密度0.890g/cm3，熔点为98℃)代替。测定膜的屈服强度、断裂强度、伸长、模量、撕裂强度、光雾度、光泽、粘性和耐热温度。结果列于表1。实施例4
重复实施例1中的步骤制备耐热外包装膜，不同的是聚4-甲基-1-戊烯、液态聚丁烯和代替聚1-丁烯(C-1)的聚1-丁烯(C-2)各自以相对比例85,5和10(重量份数)混合。测定膜的屈服强度、断裂强度、伸长、模量、撕裂强度、光雾度，光泽、粘性和耐热温度。结果列于表1。实施例5
重复实施例1中的步骤制备耐热外包装膜、不同的是聚4-甲基-1-戊烯、液态聚丁烯和代替聚1-丁烯(C-1)的聚1-丁烯(C-2)各自以85,7和8(重量份)数的相对比例混合。测定膜的屈服强度、断裂强度、伸长、模量、撕裂强度、光雾度，光泽、粘性和耐热温度。结果列于表1。对比实施例1
重复实施例1中的步骤制备耐热外包装膜，不同的是用来模制膜的树脂组合物被由90重量份数聚4-甲基-1-戊烯和10重量份数的液态聚丁烯组成的组合物代替。测定膜的屈服强度，断裂强度、伸长、模量、撕裂强度、光雾度，光泽、粘性和耐热温度。结果列于表1。
表1-1
试验号     组合物 膜厚(μm)     拉伸特性 撕裂强度(kg/cm2L/T*)
聚4-甲基-1-戊烯 液体聚丁烯 聚1-丁烯     2％模量(kg/cm2) 断裂强度(kg/cm2)    伸长率(％)
实施例1     Mx021(90)    HV300(5)     M2181(5)  11.9     3249/3420  500/227     160/570  9/9
实施例2     Mx021(85)    HV300(5)     M2181(10)  13.1     3255/3016  426/231     180/560  7/13
实施例3     Mx021(90)    HV300(5)     M3080(5)  11.4     3177/3201  491/272     180/570  15/17
实施例4     Mx021(85)    HV300(5)     M3080(10)  11.5     2898/2895  470/233     180/550  10/14
实施例5     Mx021(85)    HV300(7)     M3080(8)  11.4     2725/2965  454/224     240/540  10/20
对比实施例1     Mx021(90)    HV300(10)      -  12.0     5481/5615  500/284     160/480  40/27
*L=纵向    T=横向
**括号中所有数据指重量份数
表1-2
试验号 光雾度/光泽(％)     粘着性，g/8cm(在40℃老化1个星期后)膜(180°剥离) 模塑加工成膜 膜表面状态 耐热温度℃
实施例1 0.3/144 1.6 好 好 190
实施例2  0.4/143     1.6     好     好     180
实施例3  0.4/147     2.0     好     好     190
实施例4  0.3/144     3.4     好     好     180
实施例5  0.3/144     3.6     好     好     180
对比实施例1  0.4/141     1.4     好     好     190
实施例6
将70重量份数的聚4-甲基-1-戊烯(Mitsui PetrochemicalIndustries,Ltd.的Mx021,15重量份数的液态聚丁烯(B)(NipponPetrochemicals,Co.,Ltd的HV 300；100℃时动粘度为630cst)和15重量份数的聚1-丁烯(C-1)(Mitsui Petrochemical Ind-ustries,Ltd.的Beaulon M2181；熔体流动速度为1.0g/10min密度为0.900g/cm3；熔点为71℃)在Henschel混合器中混合，制得的树脂组合物。然后将树脂组合物加到挤出机中，在290℃的模塑温度下熔融捏和。熔融物通过T形模头挤出形成200μm厚，300mm宽的膜。
这样制得的膜的屈服强度，模量、撕裂强度、光雾度、冲击强度、流失性能及耐热性按下述方法测定，结果列于表2。屈服强度和模量
按ASTMD882测定。撕裂强度
按ASTMD1922(Elmendorf撕裂试验)测定。光雾度：
按ASTMD1003测定。流失性能
从200μm厚的膜上切制宽50mm，长50mm的测试样片。在烘箱中于80℃加热2小时后，用下列标准评价试样片的触感。O-无粘性或不发粘X-粘性或粘稠的耐热性
将树脂组合物加到注射成型机器中，物料在295℃模塑制成50mm厚，50mm高，直径为46mm的测试样片。在烘箱中于160℃加热30分钟后，用以下标准目测评价测试样片外形。O-既无形变又无熔融X-有形变或熔融冲击强度
按ASTMD3420测定。实施例7
重复实施例6的步骤制备耐热外包装膜和注射成型样片，不同的是用聚1-丁烯(C-2)(Mitsui Petrochemical Industries,Ltd.的Beaulon M3080；熔体流动速度为0.2g/10min；密度为0.890g/cm3；熔点为98℃)代替聚1-丁烯(C-1)。测定膜的屈服强度、模量、撕裂强度、光雾度、冲击强度、流失性能和耐热性。结果列于表2。实施例8
重复实施例6的步骤制备膜和注射成型样片，不同的是聚4-甲基-1-戊烯，液态聚丁烯和聚1-丁烯(C-1)分别以60,20和20(重量份数)的相对比例混合。测定膜及成型样片的屈服强度、模量、撕裂强度、光雾度、冲击强度和耐热性。结果列于表2。对比实施例2
重复实施例6的步骤制备膜和注射成型样片，不同的是模塑制膜的树脂组合物被100重量份数的聚4-甲基-1-戊烯代替。测定膜和样片的屈服强度、模量、撕裂强度、光雾度、冲击强度、流失性能和耐热性。结果列于表2。对比实施例3
重复实施例6的步骤制备膜和注射成型样片，不同的是模塑制膜的对脂组合物被70重量份数的聚4-甲基-1-戊烯和30重量份数的液态聚丁烯代替。评价膜和样片的屈服强度、模量、撕裂强度、光雾度、冲击强度、流失性能和耐热性。结果列于表2。对比例4
重复实施例6的步骤制备膜和注射成型样片，不同的是聚4-甲基-1-戊烯，聚1-丁烯(C-1)分别以70和30(重量份数)的相对比例混合。评价膜及成型样片的屈服强度、模量、撕裂强度、光雾度、冲击强度、流失性能和耐热性。结果列于表2。
表2
    聚4-甲基-1-戊烯 液体聚丁烯 聚1-丁烯     拉伸特性   光雾度(％) 撕裂强度(kg/cm2L/T*) 膜冲击强度 流失性能 耐热性(160℃)
模量(kg/cm2) 屈服强度(kg/cm2)
实施例6     70     15     15     5390     181     39  30/45  3000  0  0
实施例7     70     15     15     5010     177     39  35/50  3200  0  0
实施例8     60     20     20     4050     151     49  40/54  3500  0  0
对比实施例2     100     -     -     9500     300     0.5    4/5  110  0  0
对比实施例3 70 30 - 5750 181 25 38/54 2500  X(液体PB的流失)  000
对比例4     70     -     30     4380     171     49   9/11  1000  0  0
*L=纵向    T=横向
本发明的树脂组合物具有优良的柔韧性、抗冲击性以及耐热性，因为它具有160℃的高耐热温度，因此本发明的树脂组合物能用在一般柔韧材料完全不适用的高温范围。主要由于这种预期用途的扩大，本发明的树脂组合物实践中会带来很大收益

Claims (1)

1．一种树脂组合物，它包括：
(A)94-70重量份数的4-甲基-1-戊烯基聚合物；
(B)3-15重量份数的丁烯基液态聚合物，它在100℃时的动粘度为2-5000cst；和
(C)3-15重量份数的1-丁烯基固态聚合物，
其中(A)+(B)+(C)的总量为100重量份数。
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