CN105102492B - 含极性基团烯烃共聚物、多元系含极性基团烯烃共聚物、烯烃系树脂组合物以及各自利用其的粘接剂和层叠体 - Google Patents

含极性基团烯烃共聚物、多元系含极性基团烯烃共聚物、烯烃系树脂组合物以及各自利用其的粘接剂和层叠体 Download PDF

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Abstract

一种含极性基团烯烃共聚物,其包括99.999‑80mol%的源自乙烯和/或C3‑20α‑烯烃的结构单元,和20‑0.001mol%的源自含有环氧基且由结构式(I)或(II)表示的含极性基团单体中的至少一种的结构单元。所述含极性基团烯烃共聚物通过在过渡金属催化剂的存在共聚合而获得并具有直链状分子结构且为无规共聚物。

Description

含极性基团烯烃共聚物、多元系含极性基团烯烃共聚物、烯烃 系树脂组合物以及各自利用其的粘接剂和层叠体
技术领域
本发明涉及具有优异的性质的含极性基团烯烃共聚物,多元系极性烯烃共聚物,包含含极性基团烯烃共聚物和烯烃系树脂的烯烃系树脂组合物,使用这些中任意的层叠体,以及使用其的各种复合化制品。更特别地,本发明涉及具有特定的极性基团并且显示与各种基材材料优异的粘接性的含极性基团烯烃共聚物,多元系极性烯烃共聚物,包含含极性基团烯烃共聚物和烯烃系树脂的烯烃系树脂组合物,以及利用粘接性的粘结材料和层叠体。
背景技术
一般来说,烯烃系树脂具有高的机械强度并且在耐冲击性、长期耐久性、耐化学药品性、耐腐蚀性等方面优异,便宜且具有优异的成型性。另外,树脂能够有助于环境问题和资源的再利用性。烯烃系树脂由此用作重要的工业材料。例如,通过注射成型、挤出成型、吹塑成型等使树脂成型为膜、层叠体、容器、吹塑成型瓶等,并且在广泛的应用范围内使用。此外,通过将树脂与如例如乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)或铝箔等阻气性材料等的基材层压可以赋予除了这些性质以外的如例如阻气性等性质。由此,可以获得具有高功能的包装用材料或容器。
然而,烯烃聚合物一般为非极性并且具有以下缺点:当用作层压材料时,烯烃聚合物显示对如其它合成树脂、金属和木材等高极性的不同种类的材料的极低强度的粘接,或者没有粘接至此类材料。
因此,为了改进与高极性的不同种类的材料的粘接性,正在广泛实践其中使用有机过氧化物接枝含极性基团单体的技术(参见,例如,专利文献1)。
然而,该技术引起了以下问题:与接枝反应同时地,烯烃系树脂发生分子间交联、分子链断裂等,因此,接枝改性产物没有维持烯烃系树脂的优异的性质。例如,分子间交联引入不必要的长链分支,从而导致熔融粘度升高和宽化的分子量分布以及对粘接性和成型性的不利影响。另外,分子链断裂导致烯烃系树脂的低分子量分成的含量增加,从而造成在成型期间发生结胶和发烟的问题。
此外,可以通过提高含极性基团烯烃共聚物中的极性基团的含量来提高与高极性的不同种类的材料的粘接性。然而,通过接枝改性将大量的含极性基团单体接枝于烯烃系树脂是不容易的。作为提高含极性基团单体的含量的方法,可以使用例如,其中提高进行接枝改性的含极性基团单体的量和有机过氧化物的量的方法。该方法的使用导致烯烃系树脂的增加的分子间交联和分子链断裂的发生,从而损害例如,机械性质、耐冲击性、长期耐久性和成型性等各种性质。另外,烯烃系树脂中残留的未反应的含极性基团单体的量增加并且树脂中残留的有机过氧化物的分解物的量也增加,从而引起烯烃系树脂的劣化加速或发出令人不快的臭气的问题。由于此,所以通过自身提高烯烃系树脂中的含极性基团单体的含量的尝试受到限制。
同时,作为在不导致烯烃系树脂的分子间交联、凝胶化或分子链断裂的情况下,获得具有引入其中的含极性基团单体的烯烃系树脂的手段,已经公开了其中使用高压自由基聚合法使乙烯与含极性基团单体共聚以获得含极性基团烯烃共聚物的方法(参见专利文献2-4)。其中已使用高压自由基聚合法引入极性基团的含极性基团烯烃共聚物的分子结构的实例示于图1。根据该方法,克服由于接枝改性引起的问题并且与接枝改性相比可提高含极性基团烯烃共聚物中的含极性基团单体的含量。然而,由于聚合法为高压自由基法,所以获得的含极性基团烯烃共聚物具有不规则地具有大量长链分支和短链分支的分子结构。由于此,所以通过该方法获得的含极性基团烯烃共聚物限于与通过使用过渡金属催化剂的聚合获得的含极性基团烯烃共聚物相比,具有低弹性模量和低机械性质的含极性基团烯烃共聚物,并且可用于在限定的要求高强度的用途中。
另一方面,在迄今一般使用的茂金属催化剂用于使乙烯与含极性基团单体的共聚的情况下,认为由于聚合时催化活性的降低导致该聚合困难。然而,近几年,提出了其中在由过渡金属及与其配位的特定配体构成的催化剂的存在下通过聚合制造含极性基团烯烃共聚物的方法(参见专利文献5-8)。根据这些方法,可获得与通过高压自由基法获得的含极性基团烯烃共聚物相比,具有提高的极性基团含量且具有高弹性模量和高机械强度的共聚物(图2和图3示出通过使用过渡金属催化剂的聚合获得的含极性基团烯烃共聚物的分子结构的图像)。这些文献中所述的方法主要用于如丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯等含丙烯酸酯基团单体,或者如乙酸乙烯酯等含特定极性基团的单体与乙烯或α-烯烃的共聚物的制造,并且具有这些官能团的含极性基团烯烃共聚物显示出与高极性的不同种类的材料的充分的粘接性。这些专利文献不包括关于与高极性的不同种类的材料的具体的粘接性的陈述,并且这些文献中没有公开其中为了粘接性的目的而使用含特定的极性基团的烯烃共聚物的特征。
同时,作为能够产生与高极性的不同种类的材料的优异的粘接性的极性基团,一般已知环氧基。然而,难以通过通常的催化聚合法使含环氧基共聚单体共聚合,并且目前市场上的含环氧基极性烯烃共聚物主要为通过高压自由基聚合法制造的产品。
作为在不使用高压自由基聚合法的情况下通过聚合制造的含极性基团烯烃共聚物的实例,公开的是在关于作为所谓的掩模法(其中在特定的茂金属系催化剂和充分量的有机铝(与含极性基团单体至少等摩尔的量)的存在下进行聚合)的制造方法的发明中,通过使1,2-环氧基-9-癸烯、乙烯和1-丁烯共聚合获得的含极性基团烯烃共聚物(参见专利文献9)。
然而,根据上述发明,为了使含极性基团烯烃共聚需要大量的有机铝并且这必定导致制造成本的提高。另外,大量使用的有机铝开始作为杂质存在于含极性基团烯烃共聚物中,从而导致机械性质降低、变色和促进劣化,并且除去这些麻烦导致进一步成本提高。此外,本发明的主要效果为在获得高的聚合活性的同时制造含极性基团烯烃共聚物,并且专利文献不包括关于与高极性的不同种类的材料的具体的粘接性的陈述。另外,专利文献根本不包括关于对于含极性基团烯烃共聚物获得与高极性的不同种类的材料的充分的粘接性所必需具有的树脂性质的陈述并且没有公开其中为了高粘接性的目的使用含极性基团烯烃共聚物的特征。
从上述在先技术可以看出,存在对以下提案的期望:通过不是如将极性基团引入至烯烃共聚物的方法的接枝改性、高压自由基聚合法,以及其中使用大量有机铝的方法等各自具有一个以上的问题的方法的方法制造的、并且显示出对高极性的不同种类的材料的优异的粘接性的、含有环氧基的含极性基团烯烃共聚物的提案,以及对包括含极性基团烯烃共聚物的层叠体的提案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:JP-A-50-004144
专利文献2:日本专利2516003
专利文献3:JP-A-47-23490
专利文献4:JP-A-48-11388
专利文献5:JP-A-2010-202647
专利文献6:JP-A-2010-150532
专利文献7:JP-A-2010-150246
专利文献8:JP-A-2010-260913
专利文献9:日本专利No.4672214
发明内容
发明要解决的问题
鉴于在背景技术下前述的以往的问题,本发明的目的为开发:显示出对高极性的不同种类的材料的优异粘接性并且通过不是各自具有一个以上的问题的传统方法的方法制造的含极性基团烯烃共聚物;多元系极性烯烃共聚物;以及包括含极性基团烯烃共聚物和烯烃系树脂的烯烃系树脂组合物。本发明的另一目的为提供各自使用上述物质的粘接剂、层叠体、各种成型品以及各种复合化制品。
用于解决问题的方案
为了通过简单有效的方法制造含极性基团烯烃共聚物并且改进共聚物与不同种类的材料的粘接性以及为了由此克服上述问题,本发明人进行种种考虑并且对关于极性基团的引入方法、极性基团和聚合催化剂的选择、含极性基团烯烃共聚物的分子结构、共聚物的结构与其粘接性之间的关系等的证明进行了密切的研究。结果,结果本发明人能够发现对各种不同种类的材料具有优异的粘接性的含极性基团烯烃共聚物、多元系极性烯烃共聚物,以及包括含极性基团烯烃共聚物和烯烃系树脂的烯烃系树脂组合物。由此完成了本发明。
本发明的第一发明为如下聚合物:其为具有特定的极性基团的烯烃共聚物(A)且使用过渡金属催化剂通过聚合获得,并且其特征在于,只要含极性基团单体的含量在特定范围内就示出显著优异的粘接性并且在各种性质方面优异。
本发明的第二发明为如下聚合物:其为具有特定范围内的极窄的分子量分布并且具有特定范围内的熔点的多元系极性烯烃共聚物(B),并且其特征在于,显示出粘接性与机械性质之间的平衡的显著改进。
此外,本发明的第三发明为通过将特定配合比率的烯烃系树脂(C)添加至含极性基团烯烃共聚物(A')中获得的,且由此使得具有由烯烃系树脂具有的优异的性质并且使得维持由含极性基团烯烃共聚物具有的与高极性的不同种类的材料的充分的粘接性的烯烃系树脂组合物(D)。
<<第一发明>>
(1)一种含极性基团烯烃共聚物(A),其包括99.999-80mol%的源自乙烯和具有3-20个碳原子的α-烯烃中的至少一种的结构单元,和20-0.001mol%的源自含有环氧基且由以下结构式(I)或以下结构式(II)表示的含极性基团单体中的至少一种的结构单元,所述含极性基团烯烃共聚物为在过渡金属催化剂的存在下通过共聚合获得的且具有直链状分子结构的无规共聚物:
[化学式1]
(结构式(I)中,R1表示氢原子或具有1-10个碳原子的烷基,以及R2、R3和R4各自独立地表示氢原子、烃基或以下含环氧基的特定官能团,R2-R4的任意之一为以下含环氧基的特定官能团:
特定官能团:必须含有环氧基并且具有包含碳原子、氧原子和氢原子的分子结构的基团),
[化学式2]
(结构式(II)中,R5-R8各自独立地表示氢原子、烃基或以下含环氧基的特定官能团,R5-R8的任意之一为以下含环氧基的特定官能团,以及m为0-2:
特定官能团:必须含有环氧基并且具有包含碳原子、氧原子和氢原子的分子结构的基团)
(2)根据(1)所述的含极性基团烯烃共聚物(A),其熔点为50至140℃,熔点为对应于通过差示扫描量热法(DSC)测定的吸热曲线的最大峰位置的温度。
(3)根据(1)或(2)所述的含极性基团烯烃共聚物(A),其中含极性基团烯烃共聚物中铝(Al)的量相对于1g共聚物为0-100,000μg。
(4)根据(1)-(3)任一项所述的含极性基团烯烃共聚物(A),其通过凝胶渗透色谱(GPC)求得的重均分子量(Mw)为1,000-2,000,000。
(5)根据(1)-(4)任一项所述的含极性基团烯烃共聚物(A),其通过凝胶渗透色谱(GPC)求得的重均分子量(Mw)为33,000-2,000,000。
(6)根据(1)-(5)任一项所述的含极性基团烯烃共聚物(A),其中过渡金属催化剂为包含螯合性配体(chelatable ligand)和第5族至第11族金属的过渡金属催化剂。
(7)根据(1)-(6)任一项所述的含极性基团烯烃共聚物(A),其中过渡金属催化剂为包含以下的过渡金属催化剂:钯或镍金属;以及与其配位的三芳基膦或三芳基胂化合物。
<<第二发明>>
(8)一种多元系含极性基团烯烃共聚物(B),其包括:选自乙烯和具有3-10个碳原子的α-烯烃的一种以上的非极性单体(X1)单元;选自具有环氧基的单体的一种以上的极性单体(Z1)单元;和任意一种以上的非环状或环状单体(Z2)单元(条件是,必须包含至少一种X1单元、至少一种Z1单元和至少一种Z2单元),所述多元系含极性基团烯烃共聚物为在过渡金属催化剂的存在下通过共聚合获得的且具有直链状分子结构的无规共聚物。
(9)根据(8)所述的多元系含极性基团烯烃共聚物(B),其通过凝胶渗透色谱(GPC)求得的重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的比在1.5-3.5的范围内。
(10)根据(8)或(9)所述的多元系含极性基团烯烃共聚物(B),其熔点Tm(℃)满足50<Tm<128-6.0[Z1](其中[Z1](mol%)为源自Z1的单体单元的含量),熔点为对应于通过差示扫描量热法(DSC)测定的吸热曲线的最大峰位置的温度。
(11)根据(8)-(10)任一项所述的多元系含极性基团烯烃共聚物(B),其中选自具有环氧基的单体的一种以上的极性单体(Z1)单元的含量为0.001-20.000mol%。
(12)根据(8)-(11)任一项所述的多元系含极性基团烯烃共聚物(B),其中一种以上的非极性单体(X1)单元为乙烯单元。
(13)根据(8)-(12)任一项所述的多元系含极性基团烯烃共聚物(B),其中过渡金属催化剂为包含螯合性配体和第5族至第11族金属的过渡金属催化剂。
(14)根据(8)-(13)任一项所述的多元系含极性基团烯烃共聚物(B),其中过渡金属催化剂为包含以下的过渡金属催化剂:钯或镍金属;以及与其配位的三芳基膦或三芳基胂化合物。
<<第三发明>>
(15)一种烯烃系树脂组合物(D),其包含:含极性基团烯烃共聚物(A')和烯烃系树脂(C),所述含极性基团烯烃共聚物(A')为具有直链状分子结构且通过使乙烯和具有3-20个碳原子的α-烯烃中的至少一种与含有环氧基的含极性基团单体在过渡金属催化剂的存在下共聚合获得的无规共聚物,其中烯烃系树脂(C)的配合量相对于100重量份含极性基团烯烃共聚物(A')为1-99,900重量份。
(16)根据(15)所述的烯烃系树脂组合物(D),其中含有环氧基的含极性基团单体为由以下结构式(I)或以下结构式(II)表示的含有环氧基的含极性基团单体:
[化学式3]
(结构式(I)中,R1表示氢原子或具有1-10个碳原子的烷基,以及R2、R3和R4各自独立地表示氢原子、烃基或以下含环氧基的特定官能团,R2-R4的任意之一为以下含环氧基的特定官能团,
特定官能团:必须含有环氧基并且具有包含碳原子、氧原子和氢原子的分子结构的基团),
[化学式4]
(结构式(II)中,R5-R8各自独立地表示氢原子、烃基或以下含环氧基的特定官能团,R5-R8的任意之一为以下含环氧基的特定官能团,以及m为0-2:
特定官能团:必须含有环氧基并且具有包含碳原子、氧原子和氢原子的分子结构的基团)
(17)根据(15)或(16)所述的烯烃系树脂组合物(D),其中在含极性基团烯烃共聚物(A')中,源自乙烯和具有3-20个碳原子的α-烯烃中的至少一种的结构单元的量为99.999-80mol%和源自含有环氧基的含极性基团单体的结构单元的量为20-0.001mol%。
(18)根据(15)-(17)任一项所述的烯烃系树脂组合物(D),其中烯烃系树脂(C)为均聚物和共聚物中的至少一种,所述均聚物和共聚物通过使选自乙烯和具有3-20个碳原子的α-烯烃中的至少一种的单体聚合而获得。
(19)根据(15)-(18)任一项所述的烯烃系树脂组合物(D),其中烯烃系树脂(C)为乙烯均聚物或乙烯与具有3-20个碳原子的α-烯烃的共聚物。
(20)根据(15)-(19)任一项所述的烯烃系树脂组合物(D),其中含极性基团烯烃共聚物(A')的熔点在50至140℃的范围内,所述熔点为对应于通过差示扫描量热法(DSC)测定的吸热曲线的最大峰位置的温度。
(21)根据(15)-(20)任一项所述的烯烃系树脂组合物(D),其中含极性基团烯烃共聚物(A')为在具有螯合性配体的第5族至第11族金属的过渡金属催化剂的存在下通过聚合获得的共聚物。
(22)根据(15)-(21)任一项所述的烯烃系树脂组合物(D),其中含极性基团烯烃共聚物(A')为在包含钯或镍金属以及与其配位的三芳基膦或三芳基胂化合物的过渡金属催化剂的存在下通过聚合获得的共聚物。
(23)根据(15)-(22)任一项所述的烯烃系树脂组合物(D’),其中烯烃系树脂(C)根据JIS K7112测定的密度在0.890-1.20g/cm3的范围内。
(24)根据(15)-(23)任一项所述的烯烃系树脂组合物(D’),其中烯烃系树脂(C)的熔点在90至170℃的范围内,所述熔点为对应于通过差示扫描量热法(DSC)测定的吸热曲线的最大峰位置的温度。
(25)根据(15)-(24)任一项所述的烯烃系树脂组合物(D’),其中烯烃系树脂(C)的熔点在119至170℃的范围内,所述熔点为对应于通过差示扫描量热法(DSC)测定的吸热曲线的最大峰位置的温度。
(26)根据(15)-(25)任一项所述的烯烃系树脂组合物(D’),其通过差示扫描量热法(DSC)测定的熔解热ΔH在80-300J/g的范围内。
(27)根据(15)-(22)任一项所述的烯烃系树脂组合物(D”),其中烯烃系树脂(C)的熔点在30至124℃的范围内,所述熔点为对应于通过差示扫描量热法(DSC)测定的吸热曲线的最大峰位置的温度。
此外,本发明涉及粘接剂、层叠体和其它用途的制品,所述粘接剂、层叠体和其它用途的制品包含含极性基团烯烃共聚物(A)(第一发明),多元系含极性基团烯烃共聚物(B)(第二发明),以及烯烃系树脂组合物(D)、烯烃系树脂组合物(D’)和烯烃系树脂组合物(D”)(第三发明)中的至少一种。以下描述细节。
(28)一种粘接剂,其包含根据(1)-(7)任一项所述的含极性基团烯烃共聚物(A),根据(8)-(14)任一项所述的多元系含极性基团烯烃共聚物(B),或者,根据(15)-(27)任一项所述的烯烃系树脂组合物(D)、烯烃系树脂组合物(D’)或烯烃系树脂组合物(D”)。
(29)一种层叠体,其包含:根据(1)-(7)任一项所述的含极性基团烯烃共聚物(A),根据(8)-(14)任一项所述的多元系含极性基团烯烃共聚物(B),或者,根据(15)-(27)任一项所述的烯烃系树脂组合物(D)、烯烃系树脂组合物(D’)或烯烃系树脂组合物(D”);以及基材层。
(30)根据(29)所述的层叠体,其中基材层包含选自烯烃系树脂、高极性热塑性树脂、金属、无机氧化物的气相沉积膜、纸类、玻璃纸、织布和无纺布中的至少一种。
(31)根据(29)或(30)所述的层叠体,其中基材层包含选自聚酰胺系树脂、氟树脂、聚酯系树脂和乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)中的至少一种。
发明的效果
作为本发明的第一发明的含极性基团烯烃共聚物(A),由于具有特定的分子结构和树脂性质,所以该共聚物显示与其它基材的高粘接性;作为本发明的第二发明的多元系极性烯烃共聚物(B),由于具有特定范围内的极窄的分子量分布并且具有特定范围内的熔点,所以该共聚物显示与其它基材的高粘接性;以及通过以特定的配合比率将烯烃系树脂(C)各自添加至含极性基团烯烃共聚物(A')从而获得各自显示与其它基材的高粘接性的烯烃系树脂组合物(D)、烯烃系树脂组合物(D')和烯烃系树脂组合物(D"),完成了作为本发明的第三发明。因此,本发明已经使得可以制造工业上有用的层叠体和复合材料。通过以下将要给出的本发明的实施例中获得的数据并且通过实施例与比较例之间的比较证明了该显著的效果。.
根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A),根据本发明的多元系极性烯烃共聚物(B),以及根据本发明的各自包括含极性基团烯烃共聚物和烯烃系树脂的烯烃系树脂组合物(D)、烯烃系树脂组合物(D')和烯烃系树脂组合物(D"),不仅在粘接性方面优异,而且在机械性质和热性质方面也优异,此外具有耐化学药品性。由此这些共聚物和组合物可应用于有用的多层成型体,并且在通过例如,挤出成型、吹塑成型等成型为多层膜、吹塑成型多层瓶等之后可在宽范围的各种用途中使用。
附图说明
[图1]图1为示出通过高压自由基聚合法经由聚合制造的烯烃共聚物的分子结构的图像的图。
[图2]图2为示出通过使用金属催化剂的聚合制造的不具有长链分支的烯烃共聚物的分子结构的图像的图。
[图3]图3为示出通过使用金属催化剂的聚合制造的具有少量长链分支的烯烃共聚物的分子结构的图像的图。
[图4]图4为示出含极性基团烯烃共聚物(A'-3-1)的配合比率和与聚酰胺的粘接强度之间的关系的图。
[图5]图5为示出含极性基团烯烃共聚物(A'-3-9)的配合比率和与聚酰胺的粘接强度之间的关系的图。
[图6]图6为示出含极性基团烯烃共聚物(A'-3-2)的配合比率和与聚酰胺的粘接强度之间的关系的图。
[图7]图7为示出含极性基团烯烃共聚物(A'-3-3)的配合比率和与聚酰胺的粘接强度之间的关系的图。
[图8]图8为示出含极性基团烯烃共聚物(A'-3-5)的配合比率和与聚酰胺的粘接强度之间的关系的图。
[图9]图9为示出含极性基团烯烃共聚物(A'-3-4)的配合比率和与氟树脂的粘接强度之间的关系的图。
[图10]图10为示出含极性基团烯烃共聚物(A'-3-9)的配合比率和与氟树脂的粘接强度之间的关系的图。
具体实施方式
关于本发明的含极性基团烯烃共聚物(A),本发明的多元系极性烯烃共聚物(B),本发明的各自包含含极性基团烯烃共聚物和烯烃系树脂的烯烃系树脂组合物(D)、烯烃系树脂组合物(D')和烯烃系树脂组合物(D"),以及本发明的各自包含任意的这些共聚物和组合物的粘接剂和层叠体,以下给出详细的说明。
[I]关于含极性基团烯烃共聚物(A)
(1)含极性基团烯烃共聚物(A)
根据本发明的含极性基团烯烃共聚物为乙烯或具有3-20个碳原子的α-烯烃与至少一种含环氧基单体的共聚物,所述共聚物为其中使单体单元无规地共聚并且具有实质的直链状分子结构的无规共聚物。
根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)的特征在于,通过使乙烯和/或具有3-20个碳原子的α-烯烃与至少一种含环氧基单体在过渡金属催化剂的存在下聚合获得。进行聚合的乙烯或具有3-20个碳原子的α-烯烃没有特别地限定。然而,优选,必须包含乙烯,并且可以根据需要进一步包含一种以上的具有3-20个碳原子的α-烯烃。尽管乙烯或具有3-20个碳原子的α-烯烃的一种可以单独进行聚合,但也可以使用其两种以上。此外,不具有极性基团的其它单体可以进一步进行聚合,只要其的使用不背离本发明的精神即可。期望源自乙烯和/或α-烯烃中的至少一种的结构单元的比例应当选自通常80-99.999mol%,优选85-99.99mol%,更优选90-99.98mol%,还更优选95-99.97mol%的范围。
(2)α-烯烃
根据本发明的α-烯烃为由结构式CH2=CHR18表示的具有3-20个碳原子的α-烯烃(R18为具有1-18个碳原子并且可具有直链结构或具有支链的烃基)。更优选具有3-12个碳原子的α-烯烃。还更优选选自丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、3-甲基-1-丁烯和4-甲基-1-戊烯的一种以上的α-烯烃。更适合选自丙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯的一种以上的α-烯烃。可以一种α-烯烃单独进行聚合,或者可以两种以上的α-烯烃进行聚合。
(3)不具有极性基团的单体
本发明中,不具有极性基团的单体没有特别地限定,只要单体为分子结构中各自具有一个以上的碳-碳双键并且其中分子由作为仅有的元素的碳和氢构成的单体即可。其实例包括二烯、三烯、芳香族乙烯基单体和环状烯烃。优选丁二烯、异戊二烯、苯乙烯、乙烯基环已烷、环己烯、乙烯基降冰片烯和降冰片烯。
(4)含极性基团单体
根据本发明的含极性基团单体需要含有环氧基。只要烯烃系树脂组合物包含具有环氧基的含极性基团烯烃共聚物,则该组合物可以层叠并粘接至由如聚酰胺树脂、聚酯树脂、乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)或具有赋予其粘接性的氟树脂等高极性热塑性树脂制成的基材,和由如铝和钢等金属材料制成的基材。
根据本发明的含极性基团单体优选为由以下结构式(I)或结构式(II)表示的含有环氧基的单体。
[化学式5]
(结构式(I)中,R1表示氢原子或具有1-10个碳原子的烷基,以及R2、R3和R4各自独立地表示氢原子、烃基或以下含环氧基的特定官能团,R2-R4的任意之一为以下含环氧基的特定官能团。
特定官能团:必须含有环氧基并且具有包含碳原子、氧原子和氢原子的分子结构的基团)
[化学式6]
(结构式(II)中,R5-R8各自独立地表示氢原子、烃基或以下含环氧基的特定官能团,R5-R8的任意之一为以下含环氧基的特定官能团,以及m为0-2。
特定官能团:必须含有环氧基并且具有包含碳原子、氧原子和氢原子的分子结构的基团)
此类含极性基团单体的分子结构没有特别地限定。然而,当考虑在过渡金属催化剂的存在下的共聚性、含极性基团单体的可操作性等时,由结构式(I)表示的含极性基团单体是更优选的。更优选由结构式(I)表示的含极性基团单体,其中R1为氢原子或具有1-10个碳原子的烷基,R2、R3和R4各自独立地为氢原子、烃基和以下含环氧基的特定官能团的任意之一,R2-R4的任意之一为含环氧基特定官能团。
(特定官能团:必须含有环氧基,并且进一步必须包含烃基、羰基和醚基的任意之一,并且具有包含碳原子、氧原子和氢原子的分子结构的基团)
由结构式(I)或结构式(II)表示的含极性基团单体的实例包括如5-己烯环氧化物、6-庚烯环氧化物、7-辛烯环氧化物、8-壬烯环氧化物、9-癸烯环氧化物、10-十一碳烯环氧化物和11-十二碳烯环氧化物等ω-烯基环氧化物类,如2-甲基-6-庚烯环氧化物、2-甲基-7-辛烯环氧化物、2-甲基-8-壬烯环氧化物、2-甲基-9-癸烯环氧化物和2-甲基-10-十一碳烯环氧化物等分子结构中具有支链的ω-烯基环氧化物类,如烯丙基缩水甘油醚、2-甲基烯丙基缩水甘油醚、邻烯丙基苯酚缩水甘油醚、间烯丙基苯酚缩水甘油醚和对烯丙基苯酚缩水甘油醚等不饱和缩水甘油醚类,如(甲基)丙烯酸4-羟丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、缩水甘油基对苯乙烯基羧酸酯、内-顺-双环[2,2,1]庚-5-烯-2,3-二羧酸、内-顺-双环[2,2,1]庚-5-烯-2-甲基-2,3-二羧酸、衣康酸、柠康酸和丁烯三羧酸等不饱和羧酸的缩水甘油酯,如环氧己基降冰片烯、环氧环己烷降冰片烯和甲基缩水甘油醚降冰片烯等含有环氧基的环状烯烃,以及如2-(邻乙烯基苯基)环氧乙烷、2-(对乙烯基苯基)环氧乙烷、2-(邻烯丙基苯基)环氧乙烷、2-(对烯丙基苯基)环氧乙烷、2-(邻乙烯基苯基)环氧丙烷、2-(对乙烯基苯基)环氧丙烷、2-(邻烯丙基苯基)环氧丙烷、2-(对烯丙基苯基)环氧丙烷、对缩水甘油基苯乙烯、3,4-环氧基-1-丁烯、3,4-环氧基-3-甲基-1-丁烯、3,4-环氧基-1-戊烯、3,4-环氧基-3-甲基-1-戊烯、5,6-环氧基-1-己烯、乙烯基环己烯一氧化物、烯丙基2,3-环氧环戊基醚、2,3-环氧基-5-乙烯基冰片烷和1,2-环氧基-4-乙烯基环已烷等其它含环氧基单体。这些中特别优选由以下结构式表示的1,2-环氧基-9-癸烯、4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯和1,2-环氧基-4-乙烯基环已烷等。
可以一种含环氧基单体单独进行聚合,或者可以两种以上的含环氧基单体组合使用。
[化学式7]
1,2-环氧基-9-癸烯
[化学式8]
4-羟丁基丙烯酸酯缩水甘油醚
[化学式9]
甲基丙烯酸缩水甘油酯
[化学式10]
1,2-环氧基-4-乙烯基环己烷
存在使用含环氧基单体的含极性基团烯烃共聚物(A)由于其中包含的环氧基之间的反应使得发生分子间交联的情况。可以允许分子间交联进行,只要该交联不背离本发明的精神即可。
(5)含极性基团烯烃共聚物(A)的结构单元
说明根据本发明的含极性基团烯烃共聚物的结构单元和结构单元的量。
源自乙烯或具有3-20个碳原子的α-烯烃中的一个分子的结构和源自含环氧基单体的一个分子的结构各自定义为含极性基团烯烃共聚物中的一个结构单元。在含极性基团烯烃共聚物中的各结构单元的以mol%计的比例为结构单元的量。
(6)含极性基团单体的结构单元的量
根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)的源自含环氧基单体的结构单元的量选自通常20-0.001mol%,优选15-0.01mol%,更优选10-0.02mol%,特别优选5-0.03mol%的范围。优选此类结构单元应当总是存在于本发明的含极性基团烯烃共聚物中。在源自含环氧基单体的结构单元的量小于上述范围的情况下,与高极性的不同种类的材料的粘接性不充分。在其量大于上述范围的情况下,不能获得充分的机械性质。
(7)含极性基团单体的结构单元的量的测定方法
根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)中的极性基团结构单元的量使用1H-NMR光谱来求得。1H-NMR光谱通过以下方法来获得。将试样以200-250mg的量与2.4mL邻二氯苯/氘代溴苯(C6D5Br)=4/1(体积比)一起并且与作为化学位移基准物质的六甲基二硅氧烷一起装入内径为10mm的NMR试样管中。使该试样管进行氮气置换然后封管。通过加热将试样溶解以获得进行NMR测定的均匀溶液。使用安装有直径为10mm的低温探针的由BrukerBiospin K.K.制造的AV400M型NMR设备在120℃下进行NMR测定。1H-NMR检测在脉冲角为1°和脉冲间隔为1.8秒、累积次数为1,024以上的条件下来进行。设定化学位移使得六甲基二硅氧烷的甲基质子的峰在0.088ppm,并且使用该化学位移作为基准来求得其它种类的质子的化学位移。13C-NMR检测在脉冲角为90°和脉冲间隔为20秒、累积次数为512以上的条件下通过完全质子去耦法来进行。设定化学位移使得六甲基二硅氧烷的甲基碳的峰在1.98ppm,并且使用该化学位移作为基准来求得其它种类的碳原子的化学位移。
含极性基团单体的结构单元的量
[4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚(4-HBAGE)的结构单元的量]
出现在0.3-3.1ppm的范围内的归属于含极性基团烯烃共聚物的峰的积分强度的和由IA1表示,并且在2.4、2.6、3.0、3.3、3.4、3.5和4.1ppm处出现的归属于共聚物中包含的4-HBAGE的质子的峰的积分强度的和由IX1表示。根据以下等式求得结构单元的量。
4-HBAGE的含量(mol%)=40×IX1/(IA1-0.6×IX1)
[1,2-环氧基-9-癸烯(C8-EPO)的结构单元的量]
出现在0.3-3.1ppm的范围内的归属于含极性基团烯烃共聚物(A)的峰的积分强度的和由IA2表示,并且出现在2.4、2.6和2.8ppm处的归属于共聚物中包含的C8-EPO的质子的峰的积分强度的和由IX2表示。根据以下等式求得结构单元的量。
C8-EPO的含量(mol%)
=(400/3)×IX2/(IA2-11/3×IX2)
[1,2-环氧基-4-乙烯基环已烷(EP-VCH)的结构单元的量]
出现在0.3-3.2ppm的范围内的归属于含极性基团烯烃共聚物的峰的积分强度的和由IA2表示,并且在3.0ppm附近出现的归属于共聚物中包含的EP-VCH的质子的峰的积分强度的和由IX2表示。根据以下等式求得结构单元的量。
EP-VCH的含量(mol%)=100×IX2/(0.5×IA2-2×IX2)
[甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)的结构单元的量]
出现在0.3-3.2ppm的范围内的归属于含极性基团烯烃共聚物(A)的峰的积分强度的和由IA3表示,并且出现在2.5、2.6、3.1、3.9和4.3ppm处的归属于共聚物中包含的GMA的质子的峰的积分强度的和由IX3表示。根据以下等式求得结构单元的量。
GMA的含量(mol%)=80×IX3/(IA3-0.8×IX3)
(8)含极性基团烯烃共聚物(A)的分子结构
根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)为乙烯和/或具有3-20个碳原子的α-烯烃与至少一种含环氧基单体的无规共聚物。
以下段落示出本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)的分子结构的实例。术语无规共聚物指其中作为以下段中落示出的分子结构实例中,在分子链中的任意位置发现结构单元A或结构单元B的概率与邻接上述结构单元的结构单元的种类无关的共聚物。含极性基团烯烃共聚物的分子链末端可以为乙烯和/或具有3-20个碳原子的α-烯烃,或者可以为含环氧基单体。如以下所示,本发明的含极性基团烯烃共聚物的分子结构(实例)为由乙烯或具有3-20个碳原子的α-烯烃和由含环氧基单体形成的无规共聚物。
[化学式11]
-ABAAAABBAABAAA-
A:乙烯或具有3-20个碳原子的α-烯烃
B:含环氧基单体
另外,以下示出通过接枝改性将极性基团引入至其中的烯烃共聚物的分子结构(实例以用于参考。在该分子结构中,通过使乙烯或具有3-20个碳原子的α-烯烃共聚形成的烯烃共聚物的一部分已经用含环氧基单体接枝改性。
[化学式12]
A:乙烯或具有3-20个碳原子的α-烯烃
B:含环氧基单体
根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)的特征在于,在过渡金属催化剂的存在下来制造,并且其分子结构为直链状。通过借助高压自由基聚合法的聚合制造的烯烃共聚物的图像作为实例示于图1,同时通过使用金属催化剂的聚合制造的烯烃共聚物的图像作为实例示于图2和图3。如从图显而易见的,分子结构取决于制造方法而不同。分子结构的此类差别可以通过选择制造方法来控制。然而,如例如,JP-A-2010-150532中所述,也可以由用旋转流变仪测量的复合弹性模量(complex modulus of elasticity)推测共聚物的分子结构。更具体地,在当用旋转流变仪测量时共聚物具有其中绝对值G*=0.1Mpa下的相位角δ(G*=0.1MPa)为40度以上的复合弹性模量的情况下,其分子结构为如图2或图3所示的直链状结构。即,该共聚物显示出完全不包含长链分支的结构(图2)或包含不影响机械强度的程度的少量长链分支(图3)。同时,在当用旋转流变仪测量时共聚物具有其中绝对值G*=0.1MPa下的相位角δ(G*=0.1MPa)小于40度的复合弹性模量的情况下,该共聚物显示出如图1所示包含过多的长链分支并且具有差的机械强度的分子结构。用旋转流变仪测定的复合弹性模量中在绝对值G*=0.1MPa下的相位角δ受分子量分布和长链分支二者影响。然而,仅关于其中Mw/Mn≤4,更优选Mw/Mn≤3的共聚物,相位角δ(G*=0.1MPa)可以为长链分支的量的指标;长链分支的量的越大,δ(G*=0.1MPa)的值越小。另外,只要Mw/Mn为1.5以上,则即使当共聚物不具有长链分支时,δ(G*=0.1MPa)的值也不会超过75度。
(9)含极性基团烯烃共聚物(A)的重均分子量(Mw)
期望根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)的重均分子量(Mw)应当在通常1,000-2,000,000,优选10,000-1,500,000,更优选20,000-1,000,000,还更优选31,000-800,000,特别优选33,000-800,000的范围内。在其Mw小于1,000的情况下,该共聚物的如机械强度和耐冲击性等性质不充分并且显示与高极性的不同种类的材料差的粘接性。在其Mw超过2,000,000的情况下,该共聚物具有过高的熔融粘度并且难以成型。
根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱(GPC)来求得。通过借助凝胶渗透色谱(GPC)进一步求得数均分子量(Mn)并且计算Mw与Mn之间的比即,Mw/Mn来获得分子量分布参数(Mw/Mn)。
根据本发明的通过GPC的测量方法如下。
(测量条件)使用的设备的种类,由Waters Inc.制造的150C;检测器,由FOXBOROCompany制造的IR检测器MIRAN 1A(测量波长,3.42μm);测量温度,140℃;溶剂,邻二氯苯(ODCB);柱,由Showa Denko K.K.制造的AD806M/S(三联柱);流速,1.0mL/分钟;注入量,0.2mL
(试样的制备)将试样制备为使用ODCB(包含0.5mg/mL BHT(2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚))的1-mg/mL的溶液,共聚物通过在140℃下加热约1小时溶解。
(分子量的计算)通过使用预先用标准聚苯乙烯绘制的校准曲线的标准聚苯乙烯法进行由保留容量换算为分子量。使用的标准聚苯乙烯为具有以下商品名的一种:F380、F288、F128、F80、F40、F20、F10、F4、F1、A5000、A2500和A1000,全部由Tosoh Corp.制造。将通过将这些标准聚苯乙烯以各自浓度为0.5mg/mL溶解于ODCB(包含0.5mg/mL BHT)中获得的溶液各自以0.2mL的量注入以绘制校准曲线。校准曲线通过最小二乘法近似,并且使用所得三次方程。对于用于换算为分子量的粘度式[η]=K×Mα,使用以下数值。
PS:K=1.38×10-4,α=0.7
PE:K=3.92×10-4,α=0.733
PP:K=1.03×10-4,α=0.78
(10)含极性基团烯烃共聚物(A)的熔点
根据本发明的烯烃系树脂(A)的熔点以用差示扫描量热计(DSC)测定的吸热曲线的最大峰温度来表示。在通过DSC测定中将热流(mW)绘制为纵轴和将温度(℃)绘制为横轴获得的吸热曲线显示多个峰的情况下,术语最大峰温度指对应于以距基线的高度计这些中最高的峰的温度。在吸热曲线仅示出一个峰的情况下,上述术语指对应于该峰的温度。
在假设聚乙烯的情况下,熔点优选为50至140℃,更优选60至138℃,最优选70至135℃。在熔点低于上述范围的情况下,树脂具有充分的耐热性。在熔点高于上述范围的情况下,树脂显示差的粘接性。
[II]关于多元系含极性基团烯烃共聚物(B)
(1)多元系含极性基团烯烃共聚物(B)
根据本发明的多元系含极性基团烯烃共聚物(B)为必须包含源自以下的三种成分的多元系极性烯烃共聚物(B):选自乙烯和具有3-10个碳原子的α-烯烃的一种以上的非极性单体(X1);选自具有环氧基的单体的一种以上的含极性基团单体(Z1);和一种以上的其它单体(Z2)。另外,通过借助接枝聚合、高压自由基聚合或任意的其它上述聚合法使单体(X1)、(Z1)和(Z2)共聚合获得的多元系含极性基团烯烃共聚物(B)已公知。然而,根据本发明的共聚物(B),与此类已知的多元系含极性基团烯烃共聚物相反,为通过在过渡金属的存在下聚合获得的并且具有有实质的直链状分子结构的特征的无规共聚物。另外,该共聚物(B)满足具有显著的粘接效果的要求。该共聚物(B)由此显著不同于已知的共聚物。
(2)非极性单体(X1)
根据本发明的非极性单体(X1)的实例包括乙烯和/或具有3-10个碳原子的α-烯烃。
其优选实例包括乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、3-甲基-1-丁烯和4-甲基-1-戊烯。其特别优选实例包括乙烯。可以使用一种α-烯烃,或者可以组合使用两种以上的α-烯烃。
两种组合的实例包括乙烯/丙烯、乙烯/1-丁烯、乙烯/1-己烯、乙烯/1-辛烯、丙烯/1-丁烯、丙烯/1-己烯和丙烯/1-辛烯。
三种组合的实例包括乙烯/丙烯/1-丁烯、乙烯/丙烯/1-己烯、乙烯/丙烯/1-辛烯、丙烯/1-丁烯/己烯和丙烯/1-丁烯/1-辛烯。
(3)含有环氧基的含极性基团单体(Z1)
根据本发明的含极性基团单体(Z1)需要含有环氧基。只要烯烃共聚物具有环氧基,则该共聚物可以层压并粘接至由如聚酰胺树脂、聚酯树脂、乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)和粘接性氟树脂等高极性热塑性树脂制成的基材,以及由如铝和钢等金属材料制成的基材。
作为含有环氧基的含极性基团单体,可以适当地使用上述作为关于上述含极性基团烯烃共聚物(A)的实例示出的单体。
(4)其它单体(Z2)
作为第三成分的其它单体(Z2),可以使用既不与(X1)相同也不与(Z1)相同的任意期望的单体。例如,在选择乙烯作为(X1)的情况下,乙烯不能用作(Z2),但可使用如,例如,1-丁烯和1-己烯等其它α-烯烃。同样,在选择4-羟丁基丙烯酸酯缩水甘油醚作为(Z1)的情况下,可使用如,例如,除了4-羟丁基丙烯酸酯缩水甘油醚以外的含环氧基单体或含酸酐单体等不是4-羟丁基丙烯酸酯缩水甘油醚的任意单体。
其它单体(Z2)为分子中各自必须包含碳-碳双键并且可以具有包含具有不同于碳原子的电负性的原子的取代基(极性基团)但不需要具有取代基的化合物。
极性基团的实例包括卤素、羟基(-OH)、羧基(-COOH)、醛基(-CHO)、烷氧基(-OR)、酯基(-COOR)、氰基(-CN)、醚基(-O-)、羰基(=CO)、环氧基和酸酐基。
根据本发明的其它单体(Z2)通过碳-碳双键在分子中的位置分类为非环状单体或环状单体。另外,非环状单体各自在分子中可以具有环状结构,只要碳-碳双键位于分子的非环状部分即可。
(4-1)非环状单体
非环状单体的实例包括α-烯烃、不饱和羧酸、不饱和羧酸酐(在碳-碳双键不在环状中的情况下)以及(甲基)丙烯酸酯。
根据本发明的α-烯烃为具有3-20个碳原子的α-烯烃并且由结构式CH2=CHR18表示。在上式中,R18为氢原子或具有1-18个碳原子的烃基。R18可以为直链状、支链状或环状并且可以具有不饱和键。R18可以在其中的任意位置包含杂原子。此类α-烯烃中的优选实例包括其中R18为氢原子或具有1-10个碳原子的α-烯烃。
作为α-烯烃的实例的具体化合物包括乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、乙烯基环己烯、1,2-环氧基-4-乙烯基环己烯、苯乙烯、6-羟基-1-己烯、8-羟基-1-辛烯、9,10-氧基-1-癸烯、7-(N,N-二甲氨基)-1-庚烯、3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙烯、烯丙醇、2-烯丙氧基乙醇和乙酸烯丙酯。
不饱和羧酸的实例包括甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、四氢化邻苯二甲酸、衣康酸、柠康酸、丁烯酸、异丁烯酸、降冰片烯二羧酸和双环[2,2,1]庚-2-烯5,6-二羧酸。
不饱和羧酸酐(在碳-碳双键不在环状中的情况下)的实例包括衣康酸酐和2,7-辛二烯-1-基琥珀酸酐。
根据本发明的(甲基)丙烯酸酯为由结构式CH2=C(R21)CO2(R22)表示的化合物。在上式中,R21为氢原子或具有1-10个碳原子的烃基,可以为直链状、支链状或环状,并且可以具有不饱和键。R22为具有1-30个碳原子的烃基,可以为直链状、支链状或环状,并且可以具有不饱和键。此外,R22可以在其中的任意位置包含杂原子。
(甲基)丙烯酸酯的优选实例包括其中R21为氢原子或具有1-5个碳原子的烃基的(甲基)丙烯酸酯。其更优选的实例包括其中R21为氢原子的丙烯酸酯或其中R21为甲基的甲基丙烯酸。
(甲基)丙烯酸酯的具体实例包括甲基(甲基)丙烯酸酯、乙基(甲基)丙烯酸酯、正丙基(甲基)丙烯酸酯、异丙基(甲基)丙烯酸酯、正丁基(甲基)丙烯酸酯、异丁基(甲基)丙烯酸酯、叔丁基(甲基)丙烯酸酯、戊基(甲基)丙烯酸酯、己基(甲基)丙烯酸酯、环己基(甲基)丙烯酸酯、辛基(甲基)丙烯酸酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、壬基(甲基)丙烯酸酯、癸基(甲基)丙烯酸酯、十二烷基(甲基)丙烯酸酯、苯基(甲基)丙烯酸酯、甲苯酰基(甲基)丙烯酸酯、苄基(甲基)丙烯酸酯、羟乙基(甲基)丙烯酸酯、羟丁基(甲基)丙烯酸酯、1,4-环己烷二甲醇单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸4-羟丁酯缩水甘油醚(4-HBAGE)、2-甲氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、3-甲氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸氧化乙烯、三氟甲基(甲基)丙烯酸酯、2-三氟甲基乙基(甲基)丙烯酸酯和全氟乙基(甲基)丙烯酸酯。
可以使用一种(甲基)丙烯酸酯,或者可以组合使用多种(甲基)丙烯酸酯。
优选的化合物包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯和4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚。
(4-2)环状单体
环状单体的实例包括降冰片烯系烯烃和不饱和羧酸酐(在碳-碳双键在环状中的情况下)。其实例进一步包括如环戊烯、环己烯、降冰片烯和乙叉基降冰片烯等具有环状烯烃的骨架的化合物及其衍生物,其为具有羟基、醇盐基、羧酸基、酯基、醛基、酸酐基或环氧基的化合物。
不饱和羧酸酐(在碳-碳双键在环状中的情况下)的实例包括马来酸酐、柠康酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、5-降冰片烯-2,3-二羧酸酸酐、3,6-环氧基-1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐和四环[6.2.1.13,6.02,7]十二-9-烯-4,5-二羧酸酐。
降冰片烯系烯烃的实例包括由以下结构式(E)或结构式(F)表示的化合物。结构式(E)为具有酸酐基的降冰片烯(环戊二烯与马来酸酐的狄尔斯-阿尔德反应的产物,即,5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐),并且结构式(F)为具有羟基的降冰片烯。
[化学式13]
(5)单体(X1)、(Z1)和(Z2)的结构单元的量
根据本发明的多元系含极性基团烯烃共聚物(B)需要包括包含一种以上的单体(X1)、一种以上的单体(Z1)和一种以上的单体(Z2)的合计三种单体单元。
(X1)的结构单元的量为80.000-99.998mol%,优选80.000-99.98mol%,更优选80.000-99.94mol%。(Z1)的结构单元的量为0.001-19.999mol%,优选0.01-15.000mol%,更优选0.02-10.000mol%,还更优选0.02-5.000mol%。(Z2)的结构单元的量为0.001-19.999mol%,优选0.01-15.000mol%,更优选0.02-10.000mol%,还更优选0.02-5.000mol%。(X1)+(Z1)+(Z2)必须为100mol%。
根据本发明的多元系烯烃共聚物(B)中,在当在过渡金属催化剂的存在下进行聚合时并且当选择乙烯作为(X1)时的情况下,共聚物的结晶度由除了乙烯以外的单体的含量来决定。例如,在乙烯与(Z1)的共聚物的情况下,(Z1)的含量为强烈影响共聚物的结晶度的因素。
同时,在导致本发明的研究过程中,本发明人发现除了共聚物中(Z1)的含量以外影响粘接性的因素。即,本发明人发现熔点越低的共聚物显示越高的粘接性。具体地,本发明人示出为了进一步提高粘接性,重要的是共聚物应当以0.001mol%以上的量包含(Z1)并且应当引入另一单体(Z2),从而降低共聚物的熔点。制造共聚物时使单体(Z2)共聚的主要目的是控制共聚物的熔点,并且由于此单体(Z2)没有限定。另外,与单体(X1)和单体(Z2)相比,单体(Z1)通常昂贵。根据本发明,可以首先确定提高粘接性所必需的单体(Z1)的最小量并且可以通过使单体(Z2)以适当的量进一步共聚合来进一步提高要制造的共聚物的粘接性。
具有越低的熔点和越高的挠性的共聚物具有越高的粘接性的原因尚不清楚。然而,可推测当进行如JIS K6854,1-4(1999)“粘接剂—剥离粘接强度试验法”中示出的试验等剥离试验时,自身柔软的粘接剂显示较大的变形并且该变形的大小作为应力来测量,导致高粘接性。
此外,由于在不改变源自单体(Z1)的极性基团的含量的情况下,可以任意调节根据本发明的共聚物的熔点,所以本发明可以获得共聚物的粘接性和机械性质,特别是耐冲击性二者。
(6)含极性基团烯烃共聚物(B)的结构单元
说明根据本发明的多元系含极性基团烯烃共聚物(B)的结构单元和结构单元的量。
源自一分子乙烯和/或具有3-10个碳原子的α-烯烃(X1)的结构,源自一分子含环氧基单体(Z1)的结构,和源自一分子另一单体(Z2)的结构各自定义为含极性基团烯烃共聚物(B)中的一个结构单元。含极性基团烯烃共聚物(B)中的各结构单元以mol%计的比例为结构单元的量。
(7)含环氧基单体(Z1)的结构单元的量
根据本发明的(Z1)的结构单元的量选自通常0.001-19.999mol%,优选0.01-15.000mol%,更优选0.02-10.000mol%,特别优选0.02-5.000mol%的范围。优选此类结构单元应当总是存在于根据本发明的共聚物中。在源自含极性基团单体的结构单元的量小于上述范围的情况下,与高极性的不同种类的材料的粘接性不充分。在其量大于上述范围的情况下,不能获得充分的机械性质。可以单独使用一种含极性基团单体,或者可以组合使用两种以上的含极性基团单体。各单体的结构单元的量可以通过上述采用1H-NMR的方法来测定。
(8)多元系含极性基团烯烃共聚物(B)的重均分子量(Mw)和分子量分布参数(Mw/Mn)
期望根据本发明的多元系含极性基团烯烃共聚物(B)的重均分子量(Mw)应当在通常1,000-2,000,000,优选10,000-1,500,000,更优选20,000-1,000,000,还更优选31,000-8000,000,特别优选33,000-800,000的范围内。在其Mw小于1,000的情况下,该共聚物的如机械强度和耐冲击性等性质不充分。在其Mw超过2,000,000的情况下,该共聚物具有非常高的熔融粘度并且难以成型。
期望根据本发明的多元系含极性基团烯烃共聚物(B)的重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的比Mw/Mn应当在通常1.5-3.5,优选1.6-3.3,更优选1.7-3.0的范围内。在其Mw/Mn小于1.5的情况下,该共聚物的包括层压体的成型的各种加工性不充分。在其Mw/Mn超过3.5的情况下,该共聚物显示差的粘接粘接强度。存在Mw/Mn称为分子量分布参数的情况。
(9)熔点
根据本发明的多元系烯烃共聚物(B)需要满足以下其熔点Tm(℃)与其中含极性基团单体[Z1]的含量之间的关系。
50<Tm<128-6.0[Z1]
发现影响共聚物的粘接性的因素不仅包括共聚物的(Z1)含量而且还包括大大影响粘接性的共聚物的熔点,并且具有越低的熔点的共聚物显示越高的粘接性。然而,作为本发明人进行研究的结果,发现在例如,选择乙烯作为(X1)的乙烯/(Z1)二元共聚物的情况下,该共聚物的熔点取决于(Z1)的含量并且相当难以使其熔点降低至低于128-6.0[Z1](℃)。在改进粘接性方面有限制。
由于此,在根据本发明的共聚物的熔点超过128-6.0[Z1]的情况下,难以期望粘接性的改进并且不能赋予其充分的粘接性。同时,在其熔点低于50℃的情况下,该乙烯系共聚物不能保持最低所需的耐热性。
(10)多元系含极性基团烯烃共聚物(B)的分子结构
根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(B)为(X1)、(Z1)和(Z2)的无规共聚物。
根据本发明的多元系含极性基团烯烃共聚物(B)的特征在于,在过渡金属催化剂的存在下制造,并且其分子结构为直链状。
[III]关于含极性基团烯烃共聚物(A)、含极性基团烯烃共聚物(A')和多元系含极性基团烯烃共聚物(B)的制造
根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)、含极性基团烯烃共聚物(A')和多元系含极性基团烯烃共聚物(B)通过使用过渡金属催化剂使单体适当地共聚合来获得。.
(1)含极性基团烯烃共聚物(A)、含极性基团烯烃共聚物(A')和多元系含极性基团烯烃共聚物(B)的聚合催化剂
用于制造根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)、含极性基团烯烃共聚物(A')和多元系含极性基团烯烃共聚物(B)的聚合催化剂的种类没有特别地限定,只要使用催化剂可以使乙烯和/或一种以上的具有3-20个碳原子的α-烯烃与一种以上的含环氧基单体共聚合即可。其实例包括具有螯合性配体的第5族至第11族过渡金属的化合物。
过渡金属的优选实例包括钒原子、铌原子、钽原子、铬原子、钼原子、钨原子、锰原子、铁原子、铂原子、钌原子、钴原子、铑原子、镍原子、钯原子和铜原子。
这些中优选钒原子、铁原子、铂原子、钴原子、镍原子、钯原子和铑原子。特别优选铂原子、钴原子、镍原子和钯原子。可以单独使用这些金属的一种,或者可以组合使用其两种以上。
从聚合活性的观点,优选根据本发明的过渡金属催化剂的过渡金属M应当为选自由镍(II)、钯(II)、铂(II)、钴(II)和铑(III)组成的组的元素,特别是,任意的第10族元素。特别是从成本等的观点,镍(II)是优选的。螯合性配体包括具有选自由作为二齿配体(bidentate)或多齿配体(multidentate)的P、N、O和S组成的组的至少两种原子的配体。螯合性配体为电中性或阴离子性。其结构的实例示于由Brookhart等人进行的调查(Chem.Rev.,2000,100,1169)。
二齿阴离子性P,O配体的优选实例包括磷磺酸、磷羧酸、磷酚和磷烯醇化物。此外,二齿阴离子性N,O配体的实例包括水杨醛二亚胺(salicylaldiminates)和烟酸。其它实例包括二亚胺配体、二苯氧化物(diphenoxide)配体和二酰胺配体。
由螯合性配体获得的金属配合物的结构由可以具有一个以上的取代基的芳基膦化合物、芳基砷化合物或芳基锑化合物与其配位的以下结构式(A)和/或(B)表示。
[化学式14]
[化学式15]
(结构式(A)和(B)中,M表示属于元素周期表的任意的第5族至第11族的过渡金属,即,上述过渡金属。X1表示氧、硫、-SO3-或-CO2-。Y1表示碳或硅。符号n表示0或1的整数。E1表示磷、砷或锑。R3和R4各自独立地表示氢或具有1-30个碳原子并且可包含杂原子的烃基。R5部分各自独立地表示氢、卤素或具有1-30个碳原子并且可包含杂原子的烃基。R6和R7各自独立地表示氢原子、卤素原子、具有1-30个碳原子并且可包含杂原子的烃基、OR2、CO2R2、CO2M'、C(O)N(R1)2、C(O)R2、SR2、SO2R2、SOR2、OSO2R2、P(O)(OR2)2-y(R1)y、CN、NHR2、N(R2)2、Si(OR1)3-x(R1)x、OSi(OR1)3-x(R1)x、NO2、SO3M'、PO3M'2、P(O)(OR2)2M'或含环氧基的基团。M'表示碱金属、碱土类金属、铵、季铵或鏻;x表示0-3的整数;以及y表示0-2的整数。另外,R6和R7可以彼此连接以形成脂环式环、芳香族环或包含选自氧、氮和硫的杂原子的杂环。这些环各自为其上可以具有一个以上的取代基但不需要具有取代基的5-至8-元环。R1表示氢或具有1-20个碳原子的烃基。R2表示具有1-20个碳原子的烃基。L1表示与M配位的配体。R3和L1可以彼此键合以形成环)。更优选为由以下结构式(C)表示的过渡金属配合物。
[化学式16]
(结构式(C)中,M表示属于元素周期表的第5族至第11族的任意的过渡金属,即,上述过渡金属。X1表示氧、硫、-SO3-或-CO2-。Y1表示碳或硅。符号n表示0或1的整数。E1表示磷、砷或锑。R3和R4各自独立地表示氢或具有1-30个碳原子并且可包含杂原子的烃基。R5部分各自独立地表示氢、卤素或具有1-30个碳原子并且可包含杂原子的烃基。R8、R9、R10和R11各自独立地表示氢原子、卤素原子、具有1-30个碳原子并且可包含杂原子的烃基、OR2、CO2R2、CO2M'、C(O)N(R1)2、C(O)R2、SR2、SO2R2、SOR2、OSO2R2、P(O)(OR2)2-y(R1)y、CN、NHR2、N(R2)2、Si(OR1)3-x(R1)x、OSi(OR1)3-x(R1)x、NO2、SO3M'、PO3M'2、P(O)(OR2)2M'或含环氧基的基团。M'表示碱金属、碱土类金属、铵、季铵或鏻;x表示0-3的整数;以及y表示0-2的整数。另外,适当地选自R8-R11的两个以上的基团可以彼此连接以形成脂环式环、芳香族环或包含选自氧、氮和硫的杂原子的杂环。这些环各自为其上可以具有一个以上的取代基但不需要具有取代基的5-至8-元环。R1表示氢或具有1-20个碳原子的烃基。R2表示具有1-20个碳原子的烃基。L1表示与M配位的配体。R3和L1可以彼此键合以形成环)。
包括具有螯合性配体的第5族至第11族过渡金属化合物的催化剂的代表性已知实例为所谓的SHOP型和Drent型的催化剂。SHOP型催化剂为包含镍金属和与其配位的具有可以具有取代基的芳基的磷系配体的催化剂(参见,例如,International Publication WO2010/050256)。Drent型催化剂为包含钯金属和与其配位的具有可以具有取代基的芳基的磷系配体的催化剂(参见,例如,JP-A-2010-202647)。
(2)有机金属化合物
当制造根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)、含极性基团烯烃共聚物(A')或多元系含极性基团烯烃共聚物(B)时,通过其中使含环氧基单体与少量的有机金属化合物接触,其后,使乙烯和/或具有3-20个碳原子的α-烯烃在过渡金属催化剂的存在下与含环氧基单体共聚合的方法可以进一步提高聚合活性。
有机金属化合物为包含一种以上的可以具有取代基的烃基的有机金属化合物,并且可以由以下结构式(H)表示。
R30 nM30X30m-n 结构式(H)
(在式中,R30表示具有1-12个碳原子并且可以具有取代基的烃基;M30为选自由元素周期表的第1族、第2族、第12族和第13族组成的组的金属;X30表示卤素原子或氢原子;m表示M30的价数;以及n为1-m。)
由结构式(H)表示的有机金属化合物的实例包括如三正丁基铝、三正己基铝和三正癸基铝等烷基铝类,以及如甲基二氯化铝、乙基基二氯化铝、二甲基氯化铝、二乙基氯化铝和二乙基乙氧化铝等烷基卤化铝类。优选选择三烷基铝。更优选选择具有有4个以上的碳原子的烃基的三烷基铝。还更优选选择具有有6个以上的碳原子的三烷基铝。特别优选选择三正己基铝、三正辛基铝或三正癸基铝。最合适的是三正辛基铝。
从聚合活性和成本的观点,优选应当使有机金属化合物以其与含极性基团共聚单体的摩尔比为10-5-0.9,优选10-4-0.2,更优选10-4-0.1的量接触。
(2-1)铝(Al)的残留量
根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)、含极性基团烯烃共聚物(A')和多元系含极性基团烯烃共聚物(B)各1g中残留的铝(Al)的量期望为100,000μgAl/g以下,更期望70,000μgAl/g以下,还更期望20,000μgAl/g以下,特别期望10,000μgAl/g以下,优选5,000μgAl/g以下,更优选1,000μgAl/g以下,最优选500μgAl/g以下。在其量大于上述的情况下,结果为降低的机械性质,聚合产物的变色或劣化的促进等。铝(Al)的残留量优选为尽可能的小。例如,其量可以为极小至约1μgAl/g,或者可以为0μgAl/g。另外,单位μgAl/g指1g含极性基团烯烃共聚物中包含的铝(Al)的以μg计的量。
(2-2)铝(Al)的量
根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)、含极性基团烯烃共聚物(A')或多元系含极性基团烯烃共聚物(B)中包含的铝(Al)的量可以计算为通过将进行聚合的烷基铝中包含的铝(Al)的量除以获得的含极性基团烯烃共聚物的量获得的值。
以上由供给以聚合的烷基铝的量计算含极性基团烯烃共聚物(A)、含极性基团烯烃共聚物(A')或多元系含极性基团烯烃共聚物(B)中包含的铝(Al)的量。然而,其量可以通过荧光X射线分析或感应耦合等离子体(ICP)分析来测定。在使用荧光X射线分析或ICP分析的情况下,可以例如,通过以下方法进行测量。
<1>荧光X射线分析
称量3-10g试验试样并且用通过加热压制机的加热和加压来成型以制造直径为45mm的平板状试样。对于平板状试样的中心部直径为30mm的部分,使用由RigakuIndustrial Corp.制造的扫描荧光X射线分析仪"ZSX100e"(Rh管球,4.0kW),在以下条件下进行测定。
·X射线输出:50kV—50mA
·分析晶体:PET
·检测器:PC(比例计数器)
·检测线:Al-Kα线
铝的含量可以由预先制成的校准曲线和由在这些条件下进行的测定结果来求得。可以通过借助ICP分析测定多个聚乙烯树脂的铝含量并且在这些条件下通过荧光X射线分析进一步测定这些聚乙烯树脂来制作校准曲线。
<2>感应耦合等离子体(ICP)分析
将试验试样、3mL特级硝酸和1mL过氧化氢水溶液(过氧化氢含量,30重量%)装入由Teflon(注册商标)制成的容器中,并且使用微波分解器(MLS-1200MEGA,由MilestoneGeneral K.K.制造)在500W的最大输出下进行热分解操作以获得试验试样的溶液。试验试样溶液用ICP分光仪(IRIS-AP,由Thermo Jarrell Ash Corp.制造)来测定。由此测定铝含量。对于测定铝含量,使用用具有已知的铝元素浓度的标准溶液制作的校准曲线。
(3)制造含极性基团烯烃共聚物(A)、含极性基团烯烃共聚物(A')和多元系含极性基团烯烃共聚物(B)的聚合方法
制造根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)、含极性基团烯烃共聚物(A')和多元系含极性基团烯烃共聚物(B)的聚合方法没有限定。优选使用其中在介质中生成的聚合物的至少一部分形成浆料的淤浆聚合,其中已经液化的单体自身用作介质的本体聚合,其中在气化的单体中进行聚合的气相聚合,或其中生成的聚合物的至少一部分溶解于已经在高温高压下液化的单体中的高压离子聚合等。关于聚合形式,可使用间歇聚合、半间歇聚合和连续聚合的任意形式。此外,聚合可以为活性聚合或者可以为其中在导致链转移的同时使单体聚合的聚合。此外,可以使用所谓的链穿梭剂(CSA)进行链穿梭反应或配位链转移聚合(CCTP)。具体的制造方法和条件公开于,例如,JP-A-2010-260913和JP-A-2010-202647中。
[IV]烯烃系树脂组合物(D)
(1)关于烯烃系树脂组合物(D)
根据本发明的烯烃系树脂组合物(D)为通过将1-99,900重量份烯烃系树脂(C)引入至100重量份含极性基团烯烃共聚物(A')中获得的组合物。烯烃系树脂(C)的引入量优选为1-99,000重量份,更优选1-90,000重量份,还更优选1-50,000重量份,特别优选1-19,900重量份。在烯烃系树脂(C)的引入量小于1重量份或大于99,900重量份的情况下,烯烃系树脂组合物(D)显示差的粘接性。
在烯烃系树脂组合物(D)中的含极性基团烯烃共聚物(A')为通过高压自由基法制造的含极性基团烯烃共聚物的情况下,当将即使少量的烯烃系树脂(C)引入其中时粘接性也急剧降低。相比之下,只要烯烃系树脂组合物中的含极性基团烯烃共聚物为根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A'),即使当烯烃系树脂(C)引入其中的配合量高时,组合物也维持充分的粘接性。
根据本发明的烯烃系树脂组合物(D)中可以包含一种含极性基团烯烃共聚物(A')或两种以上的含极性基团烯烃共聚物(A')。同时,其中可以使用一种烯烃系树脂(C)或两种以上的烯烃系树脂(C)。
(2)烯烃系树脂组合物(D)的制造方法
根据本发明的烯烃系树脂组合物(D)可以使用已知的方法来制造。例如,组合物可以通过以下方法制造:其中将含极性基团烯烃共聚物(A')、烯烃系树脂(C)和根据需要添加的其它成分使用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、捏合机、班伯里混炼机、往复式捏合机(BUSSKNEADER)或辊式捏合机等来熔融捏合的方法;或者其中将含极性基团烯烃共聚物(A')、烯烃系树脂(C)和根据需要添加的其它成分溶解于适当的良好溶剂(例如,如己烷、庚烷、硅烷、环己烷或二甲苯等烃类溶剂)中,然后去除溶剂的方法。
(3)其它成分
各种树脂改性剂和其它成分可以引入至根据本发明的烯烃系树脂组合物(D)中,只要其引入不背离本发明组合物的功能的精神即可。此类成分的实例包括丁二烯系橡胶、异丁烯橡胶、异戊二烯系橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶和石油树脂。可以单独添加这些成分的一种,或者可以添加其混合物。
(4)含极性基团烯烃共聚物(A')
根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A')为乙烯和/或具有3-20个碳原子的α-烯烃与至少一种含环氧基单体的共聚物。含极性基团烯烃共聚物(A')的分子结构和共聚物的制造方法与根据本发明的第一方明和第二发明的含极性基团烯烃共聚物(A)的基本相同。
(5)含极性基团单体的结构单元的量
根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A')中源自含极性基团单体的结构单元的量选自通常20-0.001mol%,优选15-0.01mol%,更优选10-0.02mol%,特别优选5-0.02mol%的范围。优选此类结构单元应当总是存在于根据本发明的含极性基团烯烃共聚物中。在源自含极性基团单体的结构单元的量小于上述范围的情况下,与高极性的不同种类的材料的粘接性不充分。在其量大于上述范围的情况下,不能获得充分的机械性质。可以单独使用一种含极性基团单体,或者可以组合使用两种以上的含极性基团单体。
(6)含极性基团烯烃共聚物(A')的重均分子量(Mw)
期望根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A')的重均分子量(Mw)应当在通常1,000-2,000,000,优选10,000-1,500,000,更优选20,000-1,000,000,还更优选31,000-800,000,特别优选33,000-800,000的范围内。在其Mw小于1,000的情况下,组合物的如机械强度和耐冲击性等性质不充分并且具有与高极性的不同种类的材料差的粘接性。在其Mw超过2,000,000的情况下,组合物具有非常高的熔融粘度并且难以成型。
(7)烯烃系树脂(C)
根据本发明烯烃系树脂(C)没有特别地限定。烯烃系树脂(C)可以选自乙烯均聚物、通过使选自具有3-20个碳原子的α-烯烃的单体聚合获得的均聚物、通过使选自乙烯和/或具有3-20个碳原子的α-烯烃的两种以上的单体共聚合获得的共聚物以及乙烯和/或选自具有3-20个碳原子的α-烯烃的一种以上的单体与包含极性基团的一种以上的乙烯基单体的共聚物,这些均聚物和共聚物通过高压自由基聚合法,其中使用齐格勒型、菲利普斯型或单位点催化剂的高、中和低压法以及其它已知的方法来获得。这些中优选乙烯均聚物、乙烯与一种以上的具有3-20个碳原子的α-烯烃的共聚合物以及乙烯与一种以上的包含极性基团的乙烯基单体的共聚物。
根据本发明的均聚物通过仅使乙烯聚合或仅使选自具有3-20个碳原子的α-烯烃的一种单体聚合来获得。更优选的均聚物为乙烯均聚物、丙烯均聚物、1-丁烯均聚物、1-己烯均聚物、1-辛烯均聚物和1-十二烯均聚物等。还更优选乙烯均聚物和丙烯均聚物。
根据本发明的烯烃系共聚物为各自通过使选自乙烯、具有3-20个碳原子的α-烯烃、环状烯烃、其它不包含极性基团的乙烯基单体和包含极性基团的乙烯基单体的两种以上的单体共聚合而获得且包括选自乙烯或具有3-20个碳原子的α-烯烃的至少一种单体的的烯烃系共聚物。可以使两种单体进行聚合,或者可以使三种以上的单体进行聚合。优选烯烃系共聚物为乙烯与选自具有3-20个碳原子的α-烯烃的一种以上的α-烯烃的共聚物和乙烯与选自环状烯烃的一种以上的环状烯烃的共聚物。更优选乙烯与选自丙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯的一种以上的α-烯烃共聚物和乙烯与降冰片烯的共聚物。
根据本发明的环状烯烃的实例包括如环己烯和环辛烯等单环状烯烃,如降冰片烯、降冰片二烯、二环戊二烯、二氢二环戊二烯、四环十二烯、三环戊二烯、二氢三环戊二烯、四环戊二烯和二氢四环戊二烯等多环状烯烃,以及通过使官能团键合至这些烯烃形成的取代烯烃。这些中优选的环状烯烃包括降冰片烯。其中使降冰片烯共聚合的烯烃系共聚物一般具有有脂环结构的主链骨架,因此具有低吸湿性。此外,其加成聚合物在耐热性方面也是优异的。
根据本发明的不包含极性基团的单体为分子结构中各自具有一个以上的碳-碳双键并且其中分子由碳和氢元素构成的单体。其除了以上示出的乙烯和α-烯烃以外的实例包括二烯、三烯和芳香族乙烯基单体。优选丁二烯、异戊二烯、苯乙烯、乙烯基环已烷和乙烯基降冰片烯。
根据本发明的包含极性基团的单体没有限定。例如,单体可以选自(a)包含羧酸基或酸酐基的单体,(b)包含酯基的单体,(c)包含羟基的单体,(d)包含氨基的单体,和(e)包含硅烷基的单体。
包含羧酸基或酸酐基的单体(a)的实例包括如马来酸、富马酸、柠康酸和衣康酸等α,β-不饱和二羧酸,这些酸的酸酐,以及如丙烯酸、甲基丙烯酸、糠酸、丁烯酸、乙酸乙烯酯和戊烯酸等不饱和单羧酸。包含酯基的单体(b)的实例包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸(正或异)丙酯和(甲基)丙烯酸(正、异或叔)丁酯,及其特别优选的实例包括丙烯酸甲酯。包含羟基的单体(c)的实例包括(甲基)丙烯酸羟乙酯和(甲基)丙烯酸2-羟丙酯。包含氨基的单体(d)的实例包括(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基乙酯和(甲基)丙烯酸环己基氨基乙酯。包含硅烷基的单体(e)的实例包括如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰基硅烷和乙烯基三氯硅烷等不饱和硅烷化合物。
(8)烯烃系树脂(C)的制造方法
根据本发明的烯烃系树脂(C)的制造方法没有限定。其实例包括高压自由基聚合法,其中使用齐格勒型、菲利普斯型或单位点催化剂的高、中和低压法,以及其它已知的方法。
(9)烯烃系树脂(C)的熔融流速(MFR)
期望根据JIS K7120(1999)、条件D,在温度为190℃和荷重为2.16kg的条件下测量的烯烃系树脂(C)的MFR应当在通常0.01-100g/10分钟,优选0.1-80g/10分钟,更优选0.3-50g/10分钟的范围内。在其MFR超过100g/10分钟的情况下,组合物的如机械强度和耐冲击性等性质不充分。在其MFR小于0.01g/10分钟的情况下,组合物具有非常高的熔融粘度并且难以成型。
(10)烯烃系树脂(C)的密度
期望根据JIS K7112-A法(1999)测定的烯烃系树脂(C)的密度应当在通常0.840-1.20g/cm3,优选0.850-0.990g/cm3,更优选0.860-0.980g/cm3,特别优选0.870-0.970g/cm3的范围内。在其密度超过1.20g/cm3的情况下,组合物的如耐冲击性等性质不充分。在其密度小于0.840g/cm3的情况下,组合物具有差的耐热性。
[V]烯烃系树脂组合物(D')
(1)关于烯烃系树脂组合物(D')
烯烃系树脂组合物(D')为其中包含于其中的烯烃系树脂(C)进一步限定在密度的范围内和熔点的范围内的烯烃系树脂组合物(D)。因此,变得可制造具有令人满意的在与不同种类的材料充分的粘接性和耐热性之间的平衡的烯烃系树脂组合物。即,除了组合物(D')在作为成分包含的烯烃系树脂(C)的密度范围和熔点范围方面不同于组合物(D)以外,烯烃系树脂组合物(D')与烯烃系树脂组合物(D)基本相同。
(2)烯烃系树脂组合物(D')中包含的烯烃系树脂(C)的密度
根据JIS K7112-A法(1999)测定的烯烃系树脂组合物(D')中包含的烯烃系树脂(C)的密度优选为0.890-1.20g/cm3,更优选0.895-0.990g/cm3,还更优选0.900-0.980g/cm3。在其密度小于上述范围的情况下,组合物具有不充分的耐热性。在其密度大于上述范围的情况下,组合物具有差的耐冲击性。
(3)烯烃系树脂组合物(D')中包含的烯烃系树脂(C)的熔点
烯烃系树脂组合物(D')中包含的烯烃系树脂(C)的熔点用差示扫描量热计(DSC)测定的吸热曲线的最大峰温度来表示。
烯烃系树脂组合物(D')中包含的烯烃系树脂(C)可以为结晶性树脂或无定形树脂。尽管结晶性树脂的熔点可以通过上述熔点测量的方法来测量,但存在无定形树脂不显示熔点的情况。由于根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A')为结晶性树脂,优选烯烃系树脂(C)也应当具有熔点。然而,只要烯烃系树脂组合物(D')具有优选范围内的熔点并且显示粘接性,烯烃系树脂(C)可以为无定形烯烃系树脂。通过上述熔点测量的方法测量的烯烃系树脂组合物(D')中包含的烯烃系树脂(C)的熔点优选为在90至170℃的范围内,更优选在100至155℃的范围内,特别优选在110至140℃的范围内。在其熔点低于上述范围的情况下,组合物具有不充分的耐热性。在其熔点高于上述范围的情况下,组合物显示差的粘接性。
(4)烯烃系树脂组合物(D')的熔点
根据本发明的烯烃系树脂组合物(D')的熔点以用差示扫描量热计(DSC)测定的吸热曲线的最大峰温度来表示。
烯烃系树脂组合物(D')的熔点优选为119至170℃,更优选119.5至155℃,最优选120至140℃。在其熔点低于上述范围的情况下,组合物具有不充分的耐热性。在其熔点高于上述范围的情况下,组合物显示差的粘接性。
(5)烯烃系树脂组合物(D')的熔解热ΔH
根据本发明的烯烃系树脂组合物(D')的熔解热ΔH根据JIS K7122(1987)来测定。即,由用差示扫描量热计(DSC)测定的吸热曲线上出现的峰的面积求得其熔解热。其熔解热ΔH优选为在80-300J/g的范围内,更优选在85-290J/g的范围内,特别优选在100-280J/g的范围内。在其熔解热小于上述范围的情况下,该组合物具有不充分的耐热性。在其熔解热大于上述范围的情况下,该组合物显示差的粘接性。
[VI]烯烃系树脂组合物(D")
(1)关于烯烃系树脂组合物(D")
烯烃系树脂组合物(D")为其中包含于其中的烯烃系树脂(C)进一步限定在密度范围内和熔点范围内的烯烃系树脂组合物(D)。结果,与其它种类的材料的粘接性可以显著改进并且烯烃系树脂组合物中的环氧基含量可以降低至低值,从而使得可以避免由环氧基之间的反应导致的分子链的交联和凝胶化,并且可以消除可通过交联或凝胶化损害机械性质、耐冲击性、成型性等的担心。即,除了组合物(D")在作为成分包含的烯烃系树脂(C)的密度范围和熔点范围方面不同于组合物(D)以外,烯烃系树脂组合物(D")与烯烃系树脂组合物(D)基本相同。
(2)烯烃系树脂组合物(D")中包含的烯烃系树脂(C)的密度
根据JIS K7112-A法(1999)测定的根据本发明的烯烃系树脂(C)的密度期望为0.840-0.932g/cm3,更期望0.840-0.928g/cm3,还更期望0.840-0.922g/cm3,优选0.840-0.915g/cm3,特别优选0.840-0.910g/cm3。在其密度大于上述范围的情况下,组合物具有差的粘接性。烯烃系树脂组合物(D")中包含的烯烃系树脂(C)越多越柔软,即,树脂(C)的密度越低,更多的改进粘接性。由于该原因,下限没有特别限定。然而,假定聚乙烯的情况下,难以制造密度低于0.840g/cm3的烯烃系树脂。
(3)烯烃系树脂组合物(D")中包含的烯烃系树脂(C)的熔点
烯烃系树脂组合物(D")中包含的烯烃系树脂(C)的熔点以用差示扫描量热计(DSC)测定的吸热曲线的最大峰温度来表示。
其熔点期望为30至124℃,更期望30至120℃,还更期望30至115℃,优选30至110℃,特别优选30至100℃。在其熔点高于上述范围的情况下,组合物具有差的粘接性。烯烃系树脂组合物(D")中包含的烯烃系树脂(C)越多越柔软,即,树脂(C)的熔点越低,越多的改进粘接性。由于该原因,下限没有特别限定。然而,假定聚乙烯的情况下,难以制造熔点低于30℃的烯烃系树脂。
同时,由通过DSC测量获得的吸热曲线上出现的峰面积计算的熔解热ΔH(J/g)取决于烯烃系树脂的结晶度。因此,随着烯烃系树脂的结晶度变得越低,ΔH降低并且难以观察到吸热曲线上的峰。即,存在具有低结晶度的烯烃系树脂不显示由吸热曲线的最大峰温度定义的熔点的情况。由于共混柔软的烯烃系树脂在本发明的精神内,所以可以使用根据定义不显示熔点的树脂,只要树脂具有低结晶度且柔软即可。熔解热ΔH(J/g)为由在DSC测量中当将热流(mW)和温度(℃)分别绘制为纵轴和横轴时获得的吸热曲线上出现的峰的面积计算的值,并且指当1g试样中包含的晶体熔融时吸收的以J单位计的能量的总量。
[VII]添加剂
如抗氧化剂、紫外线吸收剂、润滑剂、抗静电剂、着色剂、颜料、交联剂、发泡剂、成核剂、阻燃剂、导电材料和填料等添加剂可以引入至根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)、多元系含极性基团烯烃共聚物(B)、烯烃系树脂组合物(D)、烯烃系树脂组合物(D')和烯烃系树脂组合物(D"),只要其引入不背离本发明的精神即可。
[VIII]粘接剂
根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)、多元系含极性基团烯烃共聚物(B)、烯烃系树脂组合物(D)、烯烃系树脂组合物(D')和烯烃系树脂组合物(D")显示与其它基材的高粘接性并且使得可以制造工业上有用的层叠体。使用其作为粘接剂的优势通过以下将要给出的实施例中获得的数据并且通过实施例与比较例之间的比较而证明。
[IX]层叠体和复合化制品
(1)层叠体的材料
根据本发明的层叠体为包括以下的层叠体:由任意的含极性基团烯烃共聚物(A)、多元系含极性基团烯烃共聚物(B)、烯烃系树脂组合物(D)、烯烃系树脂组合物(D')和烯烃系树脂组合物(D")构成的层;和基材层。基材的实例包括:如例如高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物和乙烯/丙烯酸酯共聚物等聚乙烯系树脂,例如离聚物、丙烯均聚物树脂、和丙烯与其它α-烯烃的共聚物等聚丙烯系树脂,例如聚(1-丁烯)和聚(4-甲基-1-戊烯)等烯烃系树脂,例如聚(氯乙稀)、聚(偏二氯乙烯)、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯和聚丙烯腈等乙烯基系聚合物,例如尼龙6、尼龙66、尼龙10、尼龙11、尼龙12、尼龙610和聚(间苯二甲基-己二酰二胺)等聚酰胺系树脂,例如聚(对苯二甲酸乙二酯)、聚(对苯二甲酸/间苯二酸乙二酯)、聚(对苯二甲酸丁二酯)、聚(乳酸)、聚(丁二酸丁二酯)和芳香族聚酯等聚酯系树脂,聚(乙烯醇),乙烯/乙烯醇共聚物,聚碳酸酯树脂,粘接性氟树脂,例如酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、醇酸树脂、不饱和聚酯、聚氨酯和热固性聚酰亚胺等热固性树脂,以及例如玻璃纸等纤维素系聚合物等具有成膜能力的热塑性树脂的膜或片(包括拉伸的或印刷的膜或片);如铝、铁、铜等或包含任意的这些金属作为主要成分的合金的金属箔或金属片;如具有气相沉积的二氧化硅的塑料膜和具有气相沉积的氧化铝的塑料膜等无机氧化物的气相沉积膜;例如,如金、银或铝等金属或者任意的此类金属的除了氧化物以外的化合物的气相沉积膜;如道林纸、牛皮纸、纸板、玻璃纸和合成纸等各种纸,以及玻璃纸、织布和无纺布。
根据本发明的基材层可以根据其预期的用途或被包装物的种类来适当地选择。例如,在被包装物为易腐蚀的食物的情况下,可使用如聚酰胺、聚(偏二氯乙烯)、乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)、聚(乙烯醇)或聚酯等在透明性、钢性和阻气性方面优异的树脂。在被包装物为糖果或纤维等的情况下,优选使用在透明性、钢性和阻水性方面令人满意的聚丙烯等。在应用于机动车等的燃料池或燃料通过的管、软管或管道等的情况下,可使用由如EVOH、聚酰胺或氟树脂等具有优异的燃料透过防止性的树脂。阻隔性树脂的实例包括聚酰胺系树脂、聚酯系树脂、EVOH、聚(偏二氯乙烯)系树脂、聚碳酸酯系树脂、取向聚丙烯(OPP)、取向聚酯(OPET)、取向聚酰胺,通过如涂布有气相沉积的氧化铝的膜和涂布有气相沉积的二氧化硅的膜等通过无机金属氧化物的气相沉积涂布的膜,如涂布有气相沉积的铝的膜等通过金属的气相沉积涂布的膜,以及金属箔。
(2)层叠体的用途
根据本发明的层叠体适合用作,例如,食品的包装材料。食品的实例包括如土豆片等零食糖果,包括饼干、煎饼和巧克力等的糖果类,如汤粉等粉末调味料,以及如鲣鱼片和熏制食品等食品。袋类容器可以通过沉积层叠体使得乙烯系共聚物层的表面与其自身相对并且将重叠的边缘的至少一部分热密封来形成。具体地,此类袋类容器适合,例如,用于包装水性物质并且用作一般袋、液体汤包装袋、液体纸容器、层压用的原片、特殊形状液体包装袋(例如,自立袋)、规格袋、重袋、半重袋、包装膜、砂糖袋、油性物质包装袋、如食品包装用的容器等各种包装容器以及输液袋。
(3)层叠体的制造
制造根据本发明的层叠体的加工方法的实例包括通常已知的技术,如通常的压制成型,如空冷吹胀成型、具有两段空气冷却的吹胀成型、高速吹胀成型、平模成型(T-模成型)和水冷吹胀成型等挤出成型技术,如挤出层压加工、夹心层压加工(sandwichlaminating)和干燥层压加工等层压加工技术,吹塑成型,压空成型、注射成型和旋转成型。
(4)层叠体
根据本发明的层叠体为通过如,例如,挤出层压加工、夹心层压加工和干燥层压加工等已知的层压加工技术制造的层叠体。该层叠体为可以通过使层压材料与至少一种基材层进行层压制造的层叠体,所述层压材料包括任意的本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)、多元系含极性基团烯烃共聚物(B)、烯烃系树脂组合物(D)、烯烃系树脂组合物(D')和烯烃系树脂组合物(D")。
(5)挤出成型品
根据本发明的挤出成型品为通过借助挤出成型使任意的根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)、多元系含极性基团烯烃共聚物(B)、烯烃系树脂组合物(D)、烯烃系树脂组合物(D')和烯烃系树脂组合物(D")成型获得的挤出成型品。
(6)多层共挤出成型品
根据本发明的多层共挤出成型品为可以通过已知的多层共挤出成型来成型并且至少包括包含任意的本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)、多元系含极性基团烯烃共聚物(B)、烯烃系树脂组合物(D)、烯烃系树脂组合物(D')和烯烃系树脂组合物(D")的层的多层共挤出成型品。
(7)多层膜
根据本发明的多层膜为可以通过已知的多层膜成型技术制造,并且至少包括基材层和包含任意的本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)、多元系含极性基团烯烃共聚物(B)、烯烃系树脂组合物(D)、烯烃系树脂组合物(D')和烯烃系树脂组合物(D")的层的多层膜。
(8)多层吹塑成型品
根据本发明的多层吹塑成型品为可以通过已知的多层吹塑成型制造并且至少包括基材层和包含任意的本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)、多元系含极性基团烯烃共聚物(B)、烯烃系树脂组合物(D)、烯烃系树脂组合物(D')和烯烃系树脂组合物(D")的层的多层吹塑成型品。
(9)多层管状成型品
根据本发明的多层管状成型品为可以通过使多层管状物成型的已知技术制造,并且至少包括基材层和包含任意的本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)、多元系含极性基团烯烃共聚物(B)、烯烃系树脂组合物(D)、烯烃系树脂组合物(D')和烯烃系树脂组合物(D")的层的多层管状成型品。
(10)多层片
根据本发明的多层片为通过已知的多层片成型制造,并且至少包括基材层和包含任意的本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)、多元系含极性基团烯烃共聚物(B)、烯烃系树脂组合物(D)、烯烃系树脂组合物(D')和烯烃系树脂组合物(D")的层的多层片。
(11)注射成型品
根据本发明的注射成型品为通过借助注射成型使任意的根据本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)、多元系含极性基团烯烃共聚物(B)、烯烃系树脂组合物(D)、烯烃系树脂组合物(D')和烯烃系树脂组合物(D")成型而获得的注射成型品。对于制造根据本发明的注射成型品,可以使用已知的技术。
(12)多层注射成型品
根据本发明的多层注射成型品为至少包括包含任意的本发明的含极性基团烯烃共聚物(A)、多元系含极性基团烯烃共聚物(B)、烯烃系树脂组合物(D)、烯烃系树脂组合物(D')和烯烃系树脂组合物(D")的层并且可以通过使用注射成型使多个层重叠而制造的多层注射成型品。多层注射成型品可以具有任意的构造,只要两种以上的材料以多层排列配置即可。根据本发明的多层注射成型品可以通过能够多层注射成型的已知注射成型技术而成型。.
(13)覆盖金属构件
根据本发明的覆盖金属构件为可以通过用任意的含极性基团烯烃共聚物(A)、多元系含极性基团烯烃共聚物(B)、烯烃系树脂组合物(D)、烯烃系树脂组合物(D')和烯烃系树脂组合物(D")作为金属覆盖材料来覆盖金属制造的覆盖金属构件。
实施例
以下将参考实施例和比较例详细说明本发明,从而通过实施例中获得的优选数据和实施例与比较例之间的比较证明本发明的构成的合理性和优势以及相对于先前技术的优势。用于测定本发明中制造的含极性基团烯烃共聚物的性质的试验方法和用于测定获得的层叠体的试验方法如下。
[实验例1]含极性基团烯烃共聚物的评价
(1)含极性基团烯烃共聚物中的含极性基团结构单元的量
各含极性基团烯烃共聚物种中的含极性基团结构单元的量使用1H-NMR光谱来求得。上文中给出了详细说明。
(2)重均分子量(Mw)和分子量分布参数(Mw/Mn)
重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱(GPC)来求得。通过借助凝胶渗透色谱(GPC)进一步求得数均分子量(Mn)并且计算Mw与Mn之间的比即Mw/Mn来求得分子量分布参数(Mw/Mn)。上文中给出了详细说明。
(3)熔点
熔点通过用差示扫描量热计(DSC)测定的吸热曲线的峰值温度来表示。由SIINano Technology Inc.制造的DSC(DSC 7020)用于测量,其在以下条件下进行。
将约5.0mg试样装入铝盘,并且以10℃/分钟将内容物加热至200℃,在200℃下保持5分钟,然后以10℃/分钟冷却至30℃。将该试样在30℃保持5分钟,然后以10℃/分钟再一次加热,从而获得该加热的吸热曲线。曲线中的最大峰温度取作熔点。
(4)粘接强度
通过制备压制板加工时的试验试样和各种基材膜二者,将试验试样和各基材膜堆叠并热压从而制造层叠体,并且使层叠体进行剥离试验来测量粘接强度。依次说明制备方法和测量方法的步骤。
[1]试验试样的压制板的制备方法
将试验试样放入尺寸为50mm×60mm和厚度为0.5mm的加热压制用模具中。在表面温度为180℃的热压制机中,进行预热5分钟并且重复加压和减压,从而去除熔融树脂中的残留气体。此外,将树脂在4.9MPa下加压并且保持5分钟。其后,将模具转移至表面温度为25℃的压制机中,并且将树脂在4.9MPa的压力下保持3分钟,从而将树脂冷却。由此,制造厚度为约0.5mm的压制板。
[2]EVOH膜的制备方法
将多层T-模成型机用于使由作为中央层的EVOH和作为两外层的LLDPE构成的两种三层膜成型。其后,剥离作为外层的LLDPE,从而制备厚度为100μm的EVOH单层膜。膜成型条件如下。
成型机:两种三层T-模
成型温度:200℃
层构成:LLDPE/EVOH/LLDPE
膜厚度:300μm(100μm/100μm/100μm)
外层:LLDPE(商品名:Novatec UF943,由Japan Polyethylene Corp.制造),MFR=2.0g/10分钟,密度=0.937g/cm3
中间层:EVOH(商品名:EVAL F101B,由Kuraray Co.Ltd.制造)
[3]聚酰胺膜的制备方法
将多层T-模成型机用于使由作为中央层的聚酰胺和作为两外层的LLDPE构成的两种三层膜成型。其后,剥离作为外层的LLDPE,从而制备厚度为100μm的聚酰胺单层膜。膜成型条件如下。
成型机:两种三层T-模
成型温度:250℃
层构成:LLDPE/聚酰胺/LLDPE
膜厚度:300μm(100μm/100μm/100μm)
外层:LLDPE(商品名:Novatec UF943,由Japan Polyethylene Corp.制造),MFR=2.0g/10分钟,密度=0.937g/cm3
中间层:聚酰胺(商品名:Amilan CM1021FS,由Toray Industries,Inc.制造)
[4]聚酯膜的制造方法
将多层T-模成型机用于使由作为中央层的聚酯和作为两外层的LLDPE构成的两种三层膜成型。其后,剥离作为外层的LLDPE,从而制备厚度为100μm的聚酯单层膜。膜成型条件如下。
成型机:两种三层T-模
成型温度:250℃
层构成:LLDPE/聚酯/LLDPE
膜厚度:300μm(100μm/100μm/100μm)
外层:LLDPE(商品名:Novatec UF943,由Japan Polyethylene Corp.制造),MFR=2.0g/10分钟,密度=0.937g/cm3
中间层:聚对苯二甲酸乙二酯(商品名:Novapex IG229Z,由Mitsubishi ChemicalCorp.制造)
[5]氟树脂膜的制造方法
将多层T-模成型机用于使由作为中央层的氟树脂和作为两外层的LLDPE构成的两种三层膜成型。其后,剥离作为外层的LLDPE,从而制备厚度为100μm的氟树脂单层膜。膜成型条件如下。
成型机:两种三层T-模
成型温度:230℃
层构成:LLDPE/氟树脂/LLDPE
膜厚度:300μm(100μm/100μm/100μm)
外层:LLDPE(商品名:Novatec UF943,由Japan Polyethylene Corp.制造),MFR=2.0g/10分钟,密度=0.937g/cm3
中间层:氟树脂(商品名:Neoflon EFEP RP-5000,由Daikin Industries,Ltd.制造)
[6]EVOH膜与试验试样的层叠体的制备方法
将切成尺寸为50mm×60mm的、通过以上给出的压制板的制备方法获得的试验试样的压制板和通过以上给出的EVOH膜的制备方法获得的EVOH膜堆叠,并且放入尺寸为50mm×60mm和厚度为0.5mm的热压制用模具中。使用表面温度为200℃的热压制机,将叠层在4.9MPa下加压3分钟。其后,将模具转移至表面温度为25℃的压制机中,并且将制品在4.9MPa的压力下保持3分钟,从而将制品冷却。由此,制备试验试样压制板与EVOH的层叠体。
[7]聚酰胺膜与试验试样的层叠体的制备方法
将切成尺寸为50mm×60mm的、通过以上给出的压制板的制备方法获得的试验试样的压制板和通过以上给出的聚酰胺膜的制备方法获得的聚酰胺膜堆叠,并且放入尺寸为50mm×60mm和厚度为0.5mm的热压制用模具中。使用表面温度为250℃的热压制机,将叠层在4.9MPa下加压5分钟。其后,将模具转移至表面温度为25℃的压制机中,并且将制品在4.9MPa的压力下保持3分钟,从而将制品冷却。由此,制备试验试样压制板与聚酰胺的层叠体。
[8]聚酯膜与试验试样的层叠体的制备方法
将切成尺寸为50mm×60mm的、通过以上给出的压制板的制备方法获得的试验试样的压制板和通过以上给出的聚酯膜的制备方法获得的聚酯膜堆叠,并且放入尺寸为50mm×60mm和厚度为0.5mm的热压制用模具中。使用表面温度为200℃的热压制机,将叠层在4.9MPa下加压3分钟。其后,将模具转移至表面温度为25℃的压制机中,并且将制品在4.9MPa的压力下保持3分钟,从而将制品冷却。由此,制备试验试样压制板与聚酯的层叠体。
[9]氟树脂膜与试验试样的层叠体的制备方法
将切成尺寸为50mm×60mm的、通过以上给出的压制板的制备方法获得的试验试样的压制板和通过以上给出的氟树脂膜的制备方法获得的氟树脂膜堆叠,并且放入尺寸为50mm×60mm和厚度为0.5mm的热压制用模具中。使用表面温度为200℃的热压制机,将叠层在4.9MPa下加压3分钟。其后,将模具转移至表面温度为25℃的压制机中,并且将制品在4.9MPa的压力下保持3分钟,从而将制品冷却。由此,制备试验试样压制板与氟树脂的层叠体。
[10]层叠体的粘接强度的测量方法
将通过层叠体的制备方法获得的各层叠体切成10mm的宽度并且使用Tensilon(由Toyo Seiki Ltd.制造)以50mm/分钟的速度进行T剥离,从而测量粘接强度。粘接强度的单位为gf/10mm。在粘接强度非常高的情况下,在剥离试验期间试验试样层或基材层屈服并且破裂。这是由于与试验试样层和基材层的较低的拉伸破裂强度相比,层叠体的粘接强度较高而产生的现象;可以认为,其粘接性非常高。在由于该现象而不能测量粘接强度的情况下,该结果由各实施例的“粘接强度”列中的“无法剥离”表示;认为与其中测量粘接强度的值的层叠体相比,试验试样经高度粘接。
(5)耐化学药品性
[1]试验试样的压制板的制备方法
将试验试样放入尺寸为50mm×60mm和厚度为1mm的热压制用模具中。在表面温度为180℃的热压制机中,进行预热5分钟并且重复加压和减压,从而去除熔融树脂中的残留气体。此外,将树脂在4.9MPa下加压并且保持5分钟。其后,将模具转移至表面温度为25℃的压制机中,并且将树脂在4.9MPa的压力下保持3分钟,从而将树脂冷却。由此,制造厚度为约0.9mm的试验试样压制板。
[2]耐化学药品性的评价方法
将通过试验试样的压制板的制备方法制备的试验试样压制板切成10mm的宽度,从而制造耐化学药品性评价用试验片。将该评价用试验片放入耐压容器中,并且将通过将455mL异辛烷、455mL甲苯和90mL乙醇混合获得的三种化学药品混合物溶液添加至其中。将该耐压容器放入将温度调整为60℃的烘箱中。24小时后,取出评价用试验片。然后将试验片在气流内风干另外24小时。
在风干后的评价用试验片没有保留原形的情况下,其耐化学药品性被评为“差”。在风干后的评价用试验片保留原形的情况下,其耐化学药品性被评为“良好”。
(6)复合弹性模量的绝对值G*=0.1MPa下的相位角δ(G*=0.1MPa)的测定
将试样放入厚度为1.0mm的热压制用模具中。在表面温度为180℃的热压制机中,进行预热5分钟并且重复加压和减压,从而去除熔融树脂中的残留气体。此外,将树脂在4.9MPa下加压并且保持5分钟。其后,将模具转移至表面温度为25℃的压制机中,并且将树脂在4.9MPa的压力下保持3分钟,从而将树脂冷却。由此,制造厚度为约1.0mm的试样压制板。从试样压制板中切出直径为25mm的圆盘,并且使用由Rheometrics Inc.制造的旋转流变仪ARES型作为动态粘弹性测量装置在氮气气氛下在以下条件下测定作为试样的该圆盘的动态粘弹性。
·板:直径为25mm的平行板
·温度:160℃
·应变:10%
·测量角频率的范围:1.0×10-2至1.0×102rad/s
·测量间隔:5点/10进位
将相位角δ相对于作为复合弹性模量的绝对值G*(Pa)的常用对数的logG*绘图,并且将对应于logG*=5.0的任意点的δ(度)值取作δ(G*=0.1MPa)。在测量点不包括对应于logG*=5.0的点的情况下,使用分别位于logG*=5.0前后的两个点,通过线性插值求得logG*=5.0的δ值。在全部测量点为logG*<5的情况下,使用最大的三个logG*的三个点的值,用二次曲线通过外推求得logG*=5.0的δ值。
(7)铝(Al)的量
各含极性基团烯烃共聚物中包含的铝(Al)的量可以通过以下方法来求得:其中通过将供给以聚合的烷基铝中包含的铝(Al)的量除以获得的含极性基团烯烃共聚物的量计算其量的方法;和其中通过荧光X射线分析测定其量的方法。
[1]由烷基铝的聚合添加量计算的方法
具体地,使用以下计算式计算铝含量。
铝(Al)含量的单位:μgAl/g
(单位μgAl/g指1g含极性基团烯烃共聚物中包含的铝(Al)的以μg计的量)
μgAl=n×Mw(Al)×103(μg)
n:供给以聚合的烷基铝的添加量(mmol)
Mw(Al):铝(Al)元素的分子量(26.9g/mol)
[2]通过荧光X射线分析的测定方法
各含极性基团烯烃共聚物中包含的铝(Al)的量使用荧光X射线分析来求得。上文中给出了详细说明。
[实施例1-1]
Drent型配体(2-异丙基苯基)(2'-甲氧基苯基)(2"-磺酰苯基)膦(I)的合成
将正丁基锂的己烷溶液(2.5M;10mL;25.3mmol)在0℃下逐渐滴加至苯磺酸酐(2g;12.6mmol)的四氢呋喃(20mL)溶液中,并且在将该混合物的温度升高至室温的同时,将该混合物搅拌1小时。将该反应液冷却至-78℃,并且将三氯化磷(1.0mL;12.6mmol)添加至其中。将该混合物搅拌2小时(反应液A)。
将镁分散于四氢呋喃(20mL)中,并且将1-溴-2-甲氧基苯(2.3g;12.6mmol)添加至其中。将所得混合物在室温下搅拌3小时。将该溶液在-78℃下滴加至以上制备的反应液A中,并且将所得混合物搅拌1小时(反应液B)。
将正丁基锂的己烷溶液(2.5M;5.0mL;12.6mmol)在-30℃下逐渐滴加至1-溴-2-异丙基苯(2.5g;12.6mmol)的二乙醚(20mL)溶液中,并且将混合物在室温下搅拌2小时。将该溶液在-78℃下滴加至以上制备的反应液B中,并且将所得混合物在室温下搅拌一晚。LC-MS纯度,60%。
将水(50mL)添加至其中,并且将盐酸添加至其中使得混合物为酸性(pH<3)。其后,用二氯甲烷(100mL)萃取混合物,并且用硫酸钠干燥萃取物。蒸馏出溶剂。用甲醇使反应产物重结晶,从而获得1.1g作为白色固体的目的物(I)。产率,22%。
1H NMR(CDCl3,ppm):8.34(t,J=6.0Hz,1H)、7.7-7.6(m,3H)、7.50(t,J=6.4Hz,1H)、7.39(m,1H)、7.23(m 1H)、7.1-6.9(m,5H)、3.75(s,3H)、3.05(m,1H)、1.15(d,J=6.8Hz,3H),1.04(d,J=6.4Hz,3H)。31P NMR(CDCl3,ppm):-10.5.
[化学式17]
配合物的形成
向已进行充分的氮气置换的30-mL烧瓶中引入100μmol双二苄叉基丙酮钯和100μmol磷磺酸配体(I)。向其中添加脱水甲苯(10mL)。其后,用超声波振动器将该混合物处理10分钟,从而制备催化剂浆料。
乙烯与1,2-环氧基-9-癸烯的共聚合
容积为2.4L并且配备有搅拌叶片的高压釜内的气氛用精制氮气置换。其后,将干燥甲苯(1.0L)和36mL(0.2mol)1,2-环氧基-9-癸烯引入其中。在搅拌内容物的同时,将高压釜加热至100℃并且将氮气供给至0.3MPa。其后,将乙烯供给至1.3MPa的压力,从而导致1MPa的乙烯分压。压力调整完成后,将150μmol过渡金属配合物(I-Pd配合物)压入具有氮气的高压釜中以开始共聚合。在反应期间,将温度保持在100℃下并且连续供给乙烯以保持压力。由此使单体聚合120分钟。其后,将高压釜冷却并且减压从而使反应停止。将反应溶液倒入1L丙酮中,从而析出聚合物。经由过滤和洗涤回收所得聚合物,然后在真空下在60℃下干燥直到达到恒定的重量为止。
聚合的条件和结果示于表1,和性质测定的结果示于表2。在表2中,“ND”指“没有测定”(下文同样适用)。在表1中,聚合活性表示相对于1mol用于聚合的配合物生成的共聚物的量(g)。另外,假设配体和双二苄叉基丙酮钯以1:1的比反应以形成钯配合物来计算聚合活性。
[实施例1-2]
乙烯与4-乙烯基-1,2-环氧环己烷的共聚合
除了将20.9mL(0.2mol)4-乙烯基-1,2-环氧环己烷用作含极性基团共聚单体并且将过渡金属配合物的量变更为50μmol,并且聚合压力、聚合温度和聚合时间分别为2.3MPa、100℃和240分钟以外,进行与实施例1-1相同的步骤。聚合的条件和结果示于表1,和性质测定结果示于表2。
[实施例1-3]
乙烯与4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚(4-HBAGE)的共聚合
除了将54mL(0.3mol)4-HBAGE用作含极性基团共聚单体,将过渡金属配合物的量变更为50μmol,并且将聚合温度和聚合时间分别变更为90℃和70分钟以外,进行与实施例1-1相同的步骤。聚合的条件和结果示于表1,和性质测定结果示于表2。
[实施例1-4]
SHOP型配体B-27DM的合成
根据国际公布WO 2010/050256(合成例4)中记载的方法获得以下示出的配体B-27DM。
[化学式18]
配合物的形成
向已进行充分的氮气置换的50-mL茄形烧瓶中引入112mg(200μmol)以下示出的B-27DM。接着,将56mg(200μmol)双-1,5-环辛二烯镍(0)(以下,称为Ni(COD)2)引入至50-mL茄形烧瓶中并且溶解于20mL的干燥甲苯中,从而制备10-mmol/L的Ni(COD)2的甲苯溶液。将此处获得的全部Ni(COD)2甲苯溶液(20mL)引入至包含B-27DM的茄形烧瓶中,并且将混合物在40℃的水浴中搅拌30分钟,从而获得20mL B-27DM与Ni(COD)2之间的反应生成物的10-mmol/L溶液。
乙烯与4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚(4-HBAGE)的共聚合
向容积为2.4L并且配备有搅拌叶片的高压釜中引入1,000mL干燥甲苯、36.6mg(0.1mmol)三-正辛基铝(TNOA)和2.7mL(15mmol)4-HBAGE。在搅拌内容物的同时,将高压釜加热至100℃并且将氮气供给至0.3MPa。其后,将乙烯供给至2.8MPa的压力,从而导致2.5MPa的乙烯分压。在温度和压力变得稳定后,将2.4mL(24μmol)以上制备的B-27DM/Ni配合物溶液压入具有氮气的高压釜中以开始共聚合。在反应期间,将温度保持在100℃并且连续供给乙烯以保持压力。使单体聚合80分钟。其后,将高压釜冷却并且减压,从而使反应停止。将反应溶液倒入1L的丙酮中,从而析出聚合物。经由过滤和洗涤回收所得聚合物,然后在真空下在60℃下干燥直到达到恒定的重量为止。由此,去除含极性基团共聚物中残存的含极性基团单体,并且最终回收了28g的量的含极性基团烯烃共聚物。聚合的条件和结果示于表1,和性质测定的结果示于表2。在表1中,聚合活性表示相对于1mol用于聚合的配合物生成的共聚物的量(g)。另外,假设B-27DM和Ni(COD)2以1:1的比反应以形成镍配合物来计算聚合活性。进行共聚合的4-HBAGE为已经用分子筛3A脱水的4-HBAGE。
[实施例1-5至1-12]
除了变更配体的量、含极性基团单体的浓度、聚合温度和聚合时间以外,通过与实施例1-4相同的方式进行聚合来制备实施例1-5至1-12的含极性基团烯烃共聚物。聚合的条件和结果示于表1,和性质测定的结果示于表2。
[实施例1-13至1-15]
除了省略聚合开始后的乙烯补充以外,以与实施例1-4基本相同的方式进行聚合。在进行聚合时变更配体的量、含极性基团单体的浓度、聚合温度和聚合时间。由此,制备实施例1-13至1-15的含极性基团烯烃共聚物。聚合的条件和结果示于表1,和性质测定的结果示于表2。在该聚合方法中,与聚合开始时相比聚合停止时的乙烯分压较低,因为省略了乙烯补充。表1中的“乙烯分压”列的表述“2.5→1.5”表示聚合开始时的乙烯分压为2.5MPa和聚合停止时的乙烯分压为1.5MPa(下文中同样适用)。
[实施例1-16]
SHOP型配体2-(2,6-二苯氧基苯基)(2-苯氧基苯基)膦基-6-(五氟苯基)酚(B-114)的合成
根据JP-A-2013-043871(合成例4)中所述的方法获得以下示出的配体B-114。
[化学式19]
配合物的形成
向已进行充分的氮气置换的50-mL茄形烧瓶中引入145mg(200μmol)上述示出的2-(2,6-二苯氧基苯基)(2-苯氧基苯基)膦基-6-(五氟苯基)酚(B-114)。接着,将56mg(200μmol)双-1,5-环辛二烯镍(0)(以下,称为Ni(COD)2)引入至50-mL茄形烧瓶中并且溶解于20mL干燥甲苯中,从而制备10-mmol/L的Ni(COD)2的甲苯溶液。将此处获得的全部Ni(COD)2甲苯溶液(20mL)引入至包含B-114的茄形烧瓶中,并且将混合物在40℃的水浴下搅拌30分钟,从而获得20mL B-114与Ni(COD)2之间的反应生成物的10-mmol/L溶液。
乙烯与4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚(4-HBAGE)的共聚合
向容积为2.4L并且配备有搅拌叶片的高压釜中引入1,000mL干燥甲苯、36.6mg(0.10mmol)三-正辛基铝(TNOA)和1.8mL(10mmol)4-HBAGE。在搅拌内容物的同时,将高压釜加热至90℃并且将氮气供给至0.3MPa。其后,将乙烯供给至2.8MPa的压力,从而导致2.5MPa的乙烯分压。在温度和压力变得稳定后,将2.0mL(20μmol)上述制备的B-114/Ni配合物溶液压入具有氮气的高压釜中以开始共聚合。在反应期间,将温度保持在90℃。使单体聚合46分钟。其后,将高压釜冷却并且减压,从而使反应停止。将反应溶液倒入1L丙酮中,从而析出聚合物。经由过滤和洗涤回收所得聚合物,然后在真空下在60℃下干燥直到达到恒定的重量为止。由此,去除含极性基团共聚物中残存的含极性基团单体,并且最终回收了32g的量的含极性基团烯烃共聚物。
聚合的条件和结果示于表1,和性质测定的结果示于表2。在表1中,聚合活性表示相对于1mol用于聚合的配合物生成的共聚物的量(g)。在该聚合方法中,与聚合开始时相比,聚合停止时的乙烯分压较低,因为省略了乙烯补充。
另外,假设B-114和Ni(COD)2以1:1的比反应以形成镍配合物来计算聚合活性。
进行共聚合的4-HBAGE为已经用分子筛3A脱水的4-HBAGE。
[比较例1-1]
乙烯的均聚合
除了既不使用含极性基团共聚单体也不使用三-正辛基铝(TNOA)并且将过渡金属配合物的量变更为0.2μmol,以及聚合压力、聚合温度和聚合时间分别为3.0MPa、100℃和30分钟以外,进行与实施例1-4相同的步骤。聚合的条件和结果示于表1,和性质测定的结果示于表2。
[比较例1-2]
该比较例为作为乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物并且通过高压法制造的含极性基团烯烃共聚物(商品名:Bondfast E,由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造)。性质的测定结果示于表2。
[比较例1-3]
该比较例为作为乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物并且通过高压法制造的含极性基团烯烃共聚物(商品名:Bondfast 2C,由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造)。性质测定的结果示于表2。
[表1]
[表2]
[实施例和比较例的结果的考察]
实施例1-1至实施例1-16各自具有0.001mol%以上的极性基团结构单元的量并且具有实用上充分的聚酰胺的粘接性。此外,实施例1-1至实施例1-14各自具有33,000以上的重均分子量(Mw)并且显示优异的与聚酰胺的粘接性。相比之下,比较例1-1不包含极性基团并且与聚酰胺完全不粘接。由此证明含极性基团烯烃共聚物与高极性基材具有充分的粘接性,只要共聚物中包含的极性基团结构单元的量为0.001mol%以上即可。
实施例1-1至1-3、实施例1-4至1-15和实施例1-16为通过不同的制造方法制造的含极性基团烯烃共聚物。这些含极性基团烯烃共聚物,尽管通过不同的制造方法来制造,但各自显示充分的粘接性。该事实表明对于制造与高极性材料具有充分高的粘接性的含极性基团烯烃共聚物,可以使用其中在特定的过渡金属催化剂的存在下使单体聚合的任意方法而没有特别限定,并且表明用于生产根据本发明的含极性基团烯烃共聚物的方法没有特别限定。
实施例1-11和实施例1-12不仅与聚酰胺树脂而且与EVOH、聚酯和氟树脂具有实用上充分的粘接性。该事实明确表明,与本发明的含极性基团烯烃共聚物具有粘接性的材料不限于特定的高极性材料,并且共聚物与各种高极性材料具有充分的粘接性。
实施例1-1至实施例1-16具有高粘接性,尽管如此,还示出充分的耐化学药品性。相比之下,比较例1-2和比较例1-3尽管在粘接性方面令人满意但具有不充分的耐化学药品性。推测该原因为分子结构不同。实施例1-1至实施例1-16由于在过渡金属催化剂的存在下制造共聚物所以具有直链状分子结构。相比之下,已知比较例1-2和比较例1-3通过高压法而制造,并且认为这些共聚物具有有过多量的短链分支和长链分支的分子结构。认为结构的差异引起无定形部分对药品的膨胀性的差异,导致耐化学药品性的差异。这些结果证明,根据本发明的含极性基团烯烃共聚物为不仅与高极性材料具有高粘接性而且耐化学药品性也优异的含极性基团烯烃共聚物。
通过以上给出的实施例令人满意的结果和通过实施例与比较例之间的比较明确表明了本发明的构成(本发明的特定特征)的优势和合理性及其相对于现有技术的优越性。
[实验例2]多元系含极性基团烯烃共聚物(B)的评价
(1)含极性基团结构单元的量
使用1H-NMR光谱求得含极性基团结构单元的量。具体地,通过实验例1和上文中所述的方法求得其量。
(2)重均分子量(Mw)和分子量分布参数(Mw/Mn)
重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱(GPC)来求得。通过借助凝胶渗透色谱(GPC)进一步求得数均分子量(Mn)并且计算Mw与Mn之间的比即Mw/Mn来求得分子量分布参数(Mw/Mn)。具体地,通过实验例1和上文中所述的方法求得分子量和参数。
(3)熔点
由用差示扫描量热计(DSC)测定的吸热曲线的峰值温度表示熔点。通过与实验例1相同的步骤进行测量。
(4)粘接强度
通过制备试验试样的压制板和各种基材膜二者,使压制板和各基材膜堆叠并热压从而制造层叠体,并且使层叠体进行剥离试验来测量粘接强度。通过与实验例1相同的步骤进行测量。
(5)拉伸冲击强度
[1]拉伸冲击强度的试验试样的制造方法
将实施例和比较例的各树脂组合物的颗粒放入厚度为1mm的热压制机用模具中。在表面温度为230℃的热压制机中,进行预热5分钟并且重复加压和减压,从而使树脂熔融并且去除熔融树脂中的残留气体。此外,将树脂在4.9MPa下加压并保持5分钟。其后,在4.9MPa下加压的状态下的树脂以10℃/分钟的速度逐渐冷却。在当温度降低至室温附近时,从模具中取出成型板。将获得的成型板在温度为23±2℃和湿度为50±5%的环境下48小时以上来状态调节。从状态调节后的压制板中冲压出具有ASTM D1822Type-S的形状的试验片,从而获得用于拉伸冲击强度的试验试样。
[2]拉伸冲击强度试验的条件
使用试验片以参考JIS K 7160-1996,B法测量其拉伸冲击强度。另外,试验片的形状仅为其中条件不同于JIS K 7160-1996中的形状。关于其它条件等,通过根据JIS K7160-1996的方法进行试验。
(6)通过动态粘弹性测量的δ(G*=0.1MPa)的测定
通过经由与实验例1相同的步骤的动态粘弹性测量测定δ(G*=0.1MPa)。
(7)铝(Al)的量
经由与实验例1相同的步骤测定各多元系含极性基团烯烃共聚物中包含的铝(Al)的量。
[实施例2-1]
SHOP型配体(B-27DM)的合成
以与实施例1-4相同的方式合成SHOP型配体(B-27DM)。
配合物的形成
以与实施例1-4相同的方式获得B-27DM与Ni(COD)2之间的反应生成物。
(用于制造乙烯/4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚(4-HBAGE)/丙烯酸正丁酯三元共聚物的共聚合)
向容积为2.4L并且配备有搅拌叶片的高压釜中引入1,000mL干燥甲苯、36.6mg(0.1mmol)三-正辛基铝(TNOA)、3.6mL(20mmol)4-HBAGE和7.1mL(50mmol)丙烯酸正丁酯。在搅拌内容物的同时,将高压釜加热至80℃并且将氮气供给至0.4MPa。其后,将乙烯供给至2.8MPa的压力,从而导致2.4MPa的乙烯分压。在温度和压力变得稳定后,将以上制备的10mL(100μmol)B-27DM-Ni配合物溶液压入具有氮气的高压釜中以开始共聚合。在反应期间,将温度保持在80℃并且连续供给乙烯以保持压力。使单体聚合180分钟。其后,将高压釜冷却并且减压从而使反应停止。将反应溶液倒入1L丙酮中,从而析出聚合物。经由过滤和洗涤回收所得聚合物,然后在真空下在60℃下干燥直到达到恒定的重量为止。由此,去除含极性基团共聚物中残存的含极性基团单体,并且最终回收了19.4g的量的含极性基团烯烃共聚物。聚合的条件和结果示于表3,和性质测定的结果示于表4。假设B-27DM和Ni(COD)2以1:1的比反应以形成镍配合物来计算聚合活性。
进行共聚合的4-HBAGE为已经用分子筛3A脱水的4-HBAGE。
[实施例2-2、比较例2-1和比较例2-2]
除了变更配体的量、共聚单体的种类、单体浓度、聚合温度和聚合时间以外,通过与实施例2-1相同的方式进行聚合制备实施例2-2、比较例2-1和比较例2-2的含极性基团烯烃共聚物。聚合的条件和结果示于表3,和性质测定的结果示于表4。
[实施例2-3]
SHOP型配体(B-111)的合成
根据JP-A-2013-043871(合成例1)获得以下示出的配体B-111。
[化学式20]
配合物的形成
向已进行充分的氮气置换的50-mL茄形烧瓶中引入137mg(200μmol)以下示出的B-111。接着,将56mg(200μmol)双-1,5-环辛二烯镍(0)(以下,称为Ni(COD)2)引入至50-mL茄形烧瓶中并且溶解于20mL干燥甲苯中,从而制备10-mmol/L的Ni(COD)2的甲苯溶液。将此处获得的全部Ni(COD)2甲苯溶液(20mL)引入引入至包含B-111的茄形烧瓶,并且将混合物在40℃的水浴下搅拌30分钟,从而获得20mL B-111与Ni(COD)2之间的反应产物的10-mmol/L溶液。
(用于制造乙烯/4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚(4-HBAGE)/丙烯酸正丁酯三元共聚物的共聚合)
向容积为2.4L并且配备有搅拌叶片的高压釜中引入1,000mL干燥甲苯、54.9mg(0.15mmol)三-正辛基铝(TNOA)、3.96mL(22mmol)4-HBAGE和19.9mL(140mmol)丙烯酸正丁酯。在搅拌内容物的同时,将高压釜加热至70℃并且将氮气供给至0.4MPa。其后,将乙烯供给至2.8MPa的压力,从而导致2.4MPa的乙烯分压。在温度和压力变得稳定后,将18mL(180μmol)以上制备的B-111-Ni配合物溶液压入具有氮气的高压釜中以开始共聚合。在反应期间,将温度保持在70℃并且连续供给乙烯以保持压力。使单体聚合120分钟。其后,将高压釜冷却并且减压从而使反应停止。将反应溶液倒入1L丙酮中,从而析出聚合物。经由过滤和洗涤回收所得聚合物,然后在真空下在60℃下干燥直到达到恒定的重量为止。由此,去除含极性基团共聚物中残存的含极性基团单体,并且最终回收了21.0g的量的含极性基团烯烃共聚物。聚合的条件和结果示于表3,和性质测定的结果示于表4。假设B-111和Ni(COD)2以1:1的比反应以形成镍配合物来计算聚合活性。
进行共聚合的4-HBAGE为已经用分子筛3A脱水的4-HBAGE。
[实施例2-4]
除了变更配体的量、共聚单体的种类、单体浓度、聚合温度和聚合时间以外,以与实施例2-3相同的方式通过进行聚合制备实施例2-4的含极性基团烯烃共聚物。聚合的条件和结果示于表3,和性质测定的结果示于表4。
[比较例2-3]
该比较例为作为乙烯、丙烯和己烯的共聚物并且用茂金属系催化剂制造的烯烃共聚物(商品名:Kernel KF370,由Japan Polyethylene Corp.制造)。性质测定的结果示于表4。
[比较例2-4]
该比较例为作为乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物并且通过高压法制造的含极性基团烯烃共聚物(商品名:Bondfast E,由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造)。性质测定的结果示于表4。
[比较例2-5]
该比较例为作为乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物并且通过高压法制造的含极性基团烯烃共聚物(商品名:Bondfast 2C,由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造)。性质测定的结果示于表4。
[表3]
[表4]
[实施例和比较例的结果的考察]
已经变得清楚的是,作为多元系含极性基团烯烃共聚物的实施例2-1至实施例2-4显示优异的粘接性,而作为不具有极性基团的烯烃共聚物的比较例2-3完全不显示粘接性。这表明包含极性基团对于显示粘接性是必须的。
已经变得清楚的是,实施例2-1至实施例2-4的多元系含极性基团烯烃共聚物,与具有相同极性基团的比较例2-1和比较例2-2的二元系含极性基团烯烃共聚物相比,具有显著改进的粘接性。这表明通过用任意的第三共聚单体赋予共聚物柔软性,无论极性基团和第三共聚单体的种类都可以改进粘接性。
实施例2-1至实施例2-4具有高粘接性,尽管如此,显示充分的耐冲击性。相比之下,比较例2-4和比较例2-5尽管在粘接性方面令人满意,但具有不充分的耐冲击性。推测该原因为分子结构不同。实施例2-1至实施例2-4由于在过渡金属催化剂的存在下制造共聚物,所以具有直链状分子结构。相比之下,已知比较例2-4和比较例2-5通过高压法来制造,并且认为这些共聚物具有有过多量的短链分支和长链分支的分子结构。认为作为此类结构的结果,比较例的共聚物具有降低的耐冲击性。
这些结果证明了作为多元系含极性基团烯烃共聚物,并且可以具有改进的粘接性和改进的耐冲击性,同时获得令人满意的二者之间的平衡的本发明的共聚物的有用性。
[实验例3]烯烃系树脂组合物(D)的评价
(1)含极性基团烯烃共聚物(A')中的含极性基团结构单元的量
含极性基团结构单元的量通过使用1H-NMR光谱来求得。具体地,通过实验例1和上文中所述的方法求得其量。
(2)重均分子量(Mw)和分子量分布参数(Mw/Mn)
重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱(GPC)来求得。通过借助凝胶渗透色谱(GPC)进一步求得数均分子量(Mn)并且计算Mw与Mn之间的比即Mw/Mn来求得分子量分布参数(Mw/Mn)。具体地,通过实验例1和上文中所述的方法求得分子量和参数。
(3)熔点
通过用差示扫描量热计(DSC)测定的吸热曲线的峰值温度来表示熔点。经由与实验例1相同的步骤进行测量。
(4)粘接强度
通过制备试验试样的压制板和各种基材膜二者,使压制板和各基材膜堆叠并热压从而制造层叠体,并且使层叠体进行剥离试验来测量粘接强度。经由与实验例1相同的步骤进行测量。
(5)通过动态粘弹性测量的δ(G*=0.1MPa)的测定
通过经由与实验例1相同步骤的动态粘弹性测量测定δ(G*=0.1MPa)。
(6)铝(Al)的量
经由与实验例1相同步骤测定各含极性基团烯烃共聚物(A')中包含的铝(Al)的量。
(7)熔体流速(MFR)
根据JIS K7120(1999)在温度为190℃和荷重为2.16kg的条件下测量MFR。上文中给出了详细说明。
(8)密度
根据JIS K7112-A法(1999)测定密度。上文中给出了详细说明。
[制造例3-1]含极性基团烯烃共聚物(A'-3-1)的制造
SHOP型配体(B-27DM)的合成
以与实施例1-4相同的方式来合成SHOP型配体(B-27DM)。
配合物的形成
以与实施例1-4相同的方式获得B-27DM与Ni(COD)2之间的反应生成物。
乙烯与4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚(4-HBAGE)的共聚合
向容积为2.4L并且配备有搅拌叶片的高压釜中引入1,000mL干燥甲苯、54.9mg(0.15mmol)三-正辛基铝(TNOA)和2.7mL(15mmol)4-HBAGE。在搅拌内容物的同时,将高压釜加热至105℃并且将氮气供给至0.3MPa。其后,将乙烯供给至2.8MPa的压力,从而导致2.5Mpa的乙烯分压。在温度和压力变得稳定后,将3.0mL(30μmol)以上制备的B-27DM-Ni配合物溶液压入具有氮气的高压釜中以开始共聚合。在反应期间,将温度保持在105℃并且连续供给乙烯以保持压力。使单体聚合60分钟。其后,将高压釜冷却并且减压从而使反应停止。将反应溶液倒入1L丙酮中,从而析出聚合物。经由过滤和洗涤回收所得聚合物,然后在真空下在60℃下干燥直到达到恒定的重量为止。由此,去除含极性基团共聚物中残存的含极性基团单体,并且最终回收了38g的量的含极性基团烯烃共聚物。聚合的条件和结果示于表5,和性质测定的结果示于表6。在表5中,聚合活性表示相对于1mol用于聚合的配合物生成的共聚物的量(g)。另外,假设B-27DM和Ni(COD)2以1:1的比反应以形成镍配合物来计算聚合活性。
进行共聚合的4-HBAGE为已经用分子筛3A脱水的4-HBAGE。
[制造例3-2至3-4]含极性基团烯烃共聚物(A'-3-2、A'-3-3和A'-3-4)的制造
除了变更配体的量、含极性基团单体的浓度、聚合温度和聚合时间以外,通过与制造例3-1相同的方式进行共聚合制备制造例3-2至制造例3-4的含极性基团烯烃共聚物。聚合的条件和结果示于表5,和性质测定的结果示于表6。
[制造例3-5]含极性基团烯烃共聚物(A'-3-5)的制造
除了省略聚合开始后的乙烯补充以外,以与制造例3-1基本相同的方式进行聚合。进行聚合时变更配体的量、含极性基团单体的浓度、聚合温度和聚合时间。由此,制备制造例3-5的含极性基团烯烃共聚物。聚合的条件和结果示于表5,和性质测定的结果示于表6。在该聚合方法中,与聚合开始时相比,聚合停止时的乙烯分压较低,因为省略了乙烯补充。
[制造例3-6]含极性基团烯烃共聚物(A'-3-6)的制造
SHOP型配体2-(2,6-二苯氧基苯基)(2-苯氧基苯基)膦基-6-(五氟苯基)酚(B-114)的合成
以与实施例1-16相同的方式获得2-(2,6-二苯氧基苯基)(2-苯氧基苯基)膦基-6-(五氟苯基)酚(B-114)。
配合物的形成
以与实施例1-16相同的方式获得2-(2,6-二苯氧基苯基)(2-苯氧基苯基)膦基-6-(五氟苯基)酚(B-114)与双-1,5-环辛二烯镍(0)(Ni(COD)2)的配合物的溶液。
乙烯与4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚(4-HBAGE)的共聚合
以与实施例1-16相同的方式获得乙烯与4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚(4-HBAGE)的共聚物。
聚合的条件和结果示于表5,和性质测定的结果示于表6.
[制造例3-7]含极性基团烯烃共聚物(A'-3-7)的制造
Drent型配体(2-异丙基苯基)(2'-甲氧基苯基)(2"-磺酰苯基)膦(I)的合成
以与实施例1-1相同的方式获得Drent型配体(2-异丙基苯基)(2'-甲氧基苯基)(2"-磺酰苯基)膦(I)。
配合物的形成
向已进行充分的氮气置换的30-mL烧瓶中引入100μmol双二苄叉基丙酮钯和100μmol磷-磺酸配体(I)。将脱水甲苯(10mL)添加至其中。其后,用超声波振动器将该混合物处理10分钟,从而制备催化剂浆料。
乙烯与1,2-环氧基-9-癸烯的共聚合
以与实施例1-1相同的方式获得乙烯与1,2-环氧基-9-癸烯的共聚物。
聚合的条件和结果示于表5,和性质测定的结果示于表6。
[制造例3-8]含极性基团烯烃共聚物(A'-3-8)的制造
乙烯与4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚(4-HBAGE)的共聚合
除了将54mL(0.3mol)4-HBAGE用作含极性基团单体并且将过渡金属配合物的量变更为50μmol并且将聚合温度和聚合时间分别变更为90℃和70分钟以外,进行与制造例3-7相同的步骤。聚合的条件和结果示于表5,和性质测定的结果示于表6。
含极性基团烯烃共聚物(A'-3-9)
该共聚物为作为乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物并且通过高压法制造的含极性基团烯烃共聚物(商品名:Bondfast E,由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造)。该含极性基团烯烃共聚物的性质示于表6。
[表5]
[表6]
[实施例3-1]
将含极性基团烯烃共聚物(A'-3-1)以0.05g的量与9.95g线状低密度聚乙烯(商品名:F30FG(表中称为“LLDPE”),由Japan Polyethylene Corp.制造)干式共混。将该混合物引入至小型双螺杆捏合机(型式:MC15,由DSM Xplore制造)并且熔融捏合5分钟。对于该捏合,将料筒温度和螺杆旋转速度分别设定为180℃和100rpm。5分钟后,通过树脂排出口挤出棒状树脂组合物。将该树脂组合物放在由不锈钢制成的托盘上,并且使得在室温下冷却固化。将冷却的树脂组合物造粒从而制造树脂组合物的颗粒。使获得的树脂组合物颗粒进行上述的粘接强度测量,从而测量其粘接强度。粘接强度测量的结果示于表7。
[实施例3-2至3-32]
除了变更含极性基团烯烃共聚物的种类和含极性基团烯烃共聚物与线状低密度聚乙烯的配合比率以外,以与实施例3-1相同的方式制造实施例3-2至3-32的树脂组合物。原料树脂的配合比率和粘接强度测量的结果示于表7和表8。
[实施例3-33]
将含极性基团烯烃共聚物(A'-3-7)以3.0g的量与7.0g线状低密度聚乙烯(商品名:F30FG,由Japan Polyethylene Corp.制造)干式共混。将该混合物引入至小型双螺杆捏合机(型式:MC15,由DSM Xplore制造)并且熔融捏合5分钟。对于该捏合,将料筒温度和螺杆旋转速度分别设定为180℃和100rpm。5分钟后,通过树脂排出口挤出棒状树脂组合物。将该树脂组合物放在由不锈钢制成的托盘上,并且使得在室温下冷却固化。将冷却的树脂组合物造粒从而制造树脂组合物的颗粒。使获得的树脂组合物颗粒进行上述的粘接强度测量,从而测量其粘接强度。粘接强度测量的结果示于表10。
[实施例3-34]
将含极性基团烯烃共聚物(A'-3-8)以3.0g的量与7.0g线状低密度聚乙烯(商品名:F30FG,由Japan Polyethylene Corp.制造)干式共混。将该混合物引入至小型双螺杆捏合机(型式:MC15,由DSM Xplore制造)并且熔融捏合5分钟。对于该捏合,将料筒温度和螺杆旋转速度分别设定为180℃和100rpm。5分钟后,通过树脂排出口挤出棒状树脂组合物。将该树脂组合物放在由不锈钢制成的托盘上,并且使得在室温下冷却固化。将冷却的树脂组合物造粒从而制造树脂组合物的颗粒。使获得的树脂组合物颗粒进行上述的粘接强度测量,从而测量其粘接强度。粘接强度测量的结果示于表10。
[实施例3-35至实施例3-39]
除了用表9示出的各烯烃系树脂代替用于实施例3-34的线状低密度聚乙烯以外,以与实施例3-34相同的方式制造实施例3-35至3-39的树脂组合物并测定粘接强度。各烯烃系树脂的制造商、商品名、等级、聚合单体和树脂性质示于表9,和粘接强度测量的结果示于表10。表9中的各“LLDPE”表示线状低密度聚乙烯。
[比较例3-1至比较例3-10]
除了将含极性基团烯烃共聚物的种类变更为含极性基团烯烃共聚物(A'-3-9)并且变更含极性基团烯烃共聚物与线状低密度聚乙烯的配合比率以外,以与实施例3-1相同的方式制造比较例3-1至比较例3-10的树脂组合物。原料树脂的配合比率和粘接强度测量的结果示于表11。
[比较例3-11]
将线状低密度聚乙烯(商品名:Novatec(F30FG)(表中称为“LLDPE”),由JapanPolyethylene Corp.制造)以10g的量引入至小型双螺杆捏合机(型式:MC15,由DSM Xplore制造)并且熔融捏合5分钟。对于该捏合,将料筒温度和螺杆旋转速度分别设定为180℃和100rpm。5分钟后,通过树脂排出口挤出棒状树脂组合物。将该树脂组合物放在由不锈钢制成的托盘上,并且使得在室温下冷却固化。将冷却的树脂组合物造粒从而制造树脂组合物的颗粒。使获得的树脂组合物颗粒进行上述的粘接强度测量,从而测量其粘接强度。粘接强度测量的结果示于表11。
[表7]
[表8]
[表9]
[表10]
[表11]
[实施例和比较例的结果的考察]
实施例3-1至3-7为通过将100重量份含极性基团烯烃共聚物(A'-3-1)与线状低密度聚乙烯(LLDPE)以相应比率配合获得的树脂组合物。含极性基团烯烃共聚物(A'-3-1)的配合比率和与聚酰胺的粘接强度之间的关系示于图4。
比较例3-1、3-2、3-3、3-5、3-7、3-9和3-10为通过将100重量份通过高压法制造的含极性基团烯烃共聚物(A'-3-9)与线状低密度聚乙烯(LLDPE)以相应比率配合获得的树脂组合物。含极性基团烯烃共聚物(A'-3-9)的配合比率和与聚酰胺的粘接强度之间的关系示于图5。其中引入含极性基团烯烃共聚物(A'-3-9)的树脂组合物在含极性基团烯烃共聚物(A'-3-9)的配合比率大的区域中显示充分的粘接性,但粘接性随着其配合比率降低而急剧下降。同时,其中引入含极性基团烯烃共聚物(A'-3-1)的树脂组合物,无论含极性基团烯烃共聚物(A'-3-1)的配合比率都维持高粘接性。这些结果证明,通过将在过渡金属催化剂的存在下制造的含极性基团烯烃共聚物与烯烃系树脂以特定范围内的配合比率共混获得的树脂组合物,即使当烯烃系树脂的配合比率提高时,也显示与高极性材料充分的粘接性。
实施例3-1至实施例3-23和实施例3-29至实施例3-32为通过将100重量份极性基团含量不同的各含极性基团烯烃共聚物(A'-3-1、A'-3-2、A'-3-3、A'-3-5和A'-3-6)与LLDPE以各种配合比率配合获得的树脂组合物。含极性基团烯烃共聚物(A'-3-2)的配合比率和与聚酰胺的粘接强度之间的关系示于图6,含极性基团烯烃共聚物(A'-3-3)的配合比率和与聚酰胺的粘接强度之间的关系示于图7,以及含极性基团烯烃共聚物(A'-3-5)的配合比率和与聚酰胺的粘接强度之间的关系示于图8。这些树脂组合物无论各含极性基团烯烃共聚物的配合比率都显示充分的粘接性。该事实明确表明,根据本发明的树脂组合物即使当引入的含极性基团烯烃共聚物中包含的极性基团结构单元的量为任意的这些值时,也显示充分的粘接性。
实施例3-33至实施例3-39为通过将100重量份含极性基团烯烃共聚物与233重量份任意的各种烯烃系树脂配合获得的组合物。获得的烯烃系树脂组合物无论烯烃树脂的MFR和密度以及聚合单体的种类都各自显示与聚酰胺充分的粘接性。该事实表明,烯烃系树脂无论其种类和性质都显示充分的粘接性,只要这些烯烃系树脂与任意的含极性基团烯烃共聚物以特定范围内的配合比率共混即可。
实施例3-24至3-28为通过将100重量份含极性基团烯烃共聚物(A'-3-4)与线状低密度聚乙烯(LLDPE)以相应比率配合获得的树脂组合物。含极性基团烯烃共聚物(A'-3-4)的配合比率和与氟树脂的粘接强度之间的关系示于图9。比较例3-2、3-4、3-6、3-8和3-10为通过将100重量份通过高压法制造的含极性基团烯烃共聚物(A'-3-9)与线状低密度聚乙烯(LLDPE)以相应比率配合获得的树脂组合物。含极性基团烯烃共聚物(A'-3-9)的配合比率和与氟树脂的粘接强度之间的关系示于图10。其中引入含极性基团烯烃共聚物(A'-3-9)的树脂组合物在含极性基团烯烃共聚物(A'-3-9)的配合比率大的区域显示充分的粘接性,但粘接性随着其配合比率降低而急剧下降。同时,其中引入含极性基团烯烃共聚物(A'-3-4)的树脂组合物无论含极性基团烯烃共聚物(A'-3-4)的配合比率都维持高粘接性。该事实证明,通过将在过渡金属催化剂的存在下制造的含极性基团烯烃共聚物与烯烃系树脂以特定范围内的配合比率共混获得的树脂组合物,即使当烯烃系树脂的配合比率提高时,也显示与高极性材料充分的粘接性,和该倾向不限于与特定高极性基材的组合。
通过将具有直链结构的含极性基团烯烃共聚物与烯烃系树脂共混获得的烯烃系树脂组合物,无论含极性基团烯烃共聚物与烯烃系树脂的配合比率都维持粘接性的原因尚不清楚。然而,认为各烯烃系树脂组合物中包含的含极性基团烯烃共聚物可能需要具有直链状分子结构。以如JIS K6854,1-4(1999)“粘接剂—剥离粘接强度试验法”中所示剥离试验中测量的数值计来评价烯烃共聚物与高极性的不同种类的材料的粘接性。然而,认为通过该方法测量的此类数值为不同材料之间的界面处施加的化学和物理结合力与各材料的内聚力或变形时的应力的和。通过高压自由基聚合法制造的含极性基团烯烃共聚物具有包含过多量的短链分支和长链分支的高支化分子结构。已知与具有直链结构的烯烃系树脂相比,具有此类结构的烯烃系树脂的机械性质、内聚力、耐冲击性等较差,并且推测含极性基团烯烃共聚物也具有该倾向。认为即使当通过高压自由基聚合法制造的含极性基团烯烃共聚物与不同种类的材料具有充分的化学键时,其内聚力也比具有直链结构的含极性基团烯烃共聚物的差,导致粘接性降低。
[实验例4]烯烃系树脂组合物(D')的评价
(1)含极性基团烯烃共聚物(A')中的含极性基团结构单元的量
含极性基团结构单元的量使用1H-NMR光谱来求得。具体地,通过实验例1和上文中所述的方法求得其量。
(2)重均分子量(Mw)和分子量分布参数(Mw/Mn)
重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱(GPC)来求得。通过借助凝胶渗透色谱(GPC)进一步求得数均分子量(Mn)并且计算Mw与Mn之间的比即Mw/Mn来求得分子量分布参数(Mw/Mn)。具体地,通过实验例1和上文中所述的方法求得分子量和参数。
(3)熔点
通过用差示扫描量热计(DSC)测定的吸热曲线的峰值温度表示熔点。通过与实验例1相同的步骤进行测量。
(4)粘接强度
通过准备试验试样的压制板和各种基材膜二者,使压制板和各基材膜堆叠并热压从而制造层叠体,并且使层叠体进行剥离试验来测量粘接强度。通过与实验例1相同的步骤进行测量。
(5)通过动态粘弹性测量的δ(G*=0.1MPa)的测定
通过经由与实验例1相同的步骤的动态粘弹性测量测定δ(G*=0.1MPa)。
(6)铝(Al)的量
经由与实验例1相同步骤测定含极性基团烯烃共聚物(A')中包含的铝(Al)的量。
(7)熔解热ΔH
使用差示扫描量热计(DSC)在与熔点的测量相同的条件下测定熔解热ΔH(J/g)。上文中给出了详细说明。
(8)熔体流速(MFR)
通过与实验例3相同的步骤测量MFR。
(9)密度
通过与实验例3相同的步骤测量密度。
[制造例4-1]含极性基团烯烃共聚物(A'-4-1)的制造
Drent型配体(2-异丙基苯基)(2'-甲氧基苯基)(2"-磺酰苯基)膦(I)的合成
以与实施例1-1相同的方式获得Drent型配体(2-异丙基苯基)(2'-甲氧基苯基)(2"-磺酰苯基)膦(I)。
配合物的形成
向已进行充分的氮气置换的30-mL烧瓶中引入100μmol双二苄叉基丙酮钯和100μmol磷-磺酸配体(I)。将脱水甲苯(10mL)添加至其中。其后,将该混合物用超声波振动器处理10分钟,从而制备催化剂浆料。
乙烯与4-乙烯基-1,2-环氧环己烷的共聚合
以与实施例1-2相同的方式进行乙烯与4-乙烯基-1,2-环氧环己烷的共聚合。
聚合的条件和结果示于表12,和性质测定的结果示于表13。
[制造例4-2]含极性基团烯烃共聚物(A'-4-2)的制造
SHOP型配体(B-27DM)的合成
以与实施例1-4相同的方式合成SHOP型配体(B-27DM)。
配合物的形成
以与实施例1-4相同的方式获得B-27DM与Ni(COD)2之间的反应生成物。
乙烯与4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚(4-HBAGE)的共聚合
向容积为2.4L并且配备有搅拌叶片的高压釜中引入1,000mL干燥甲苯、54.9mg(0.15mmol)三-正辛基铝(TNOA)和2.7mL(15mmol)4-HBAGE。在搅拌内容物的同时,将高压釜加热至105℃并且将氮气供给至0.3MPa。其后,将乙烯供给至2.8MPa的压力,从而导致2.5MPa的乙烯分压。在温度和压力变得稳定后,将3.0mL(30μmol)以上制备的B-27DM-Ni配合物溶液压入具有氮气的高压釜中以开始共聚合。在反应期间,将温度保持在105℃并且连续供给乙烯以保持压力。使单体聚合60分钟。其后,将高压釜冷却并且减压从而使反应停止。将反应溶液倒入1L丙酮中,从而析出聚合物。经由过滤和洗涤回收所得聚合物,然后在真空下在60℃下干燥直到达到恒定的重量为止。由此,去除含极性基团共聚物中残存的含极性基团单体,并且最终回收了38g的量的含极性基团烯烃共聚物。聚合的条件和结果示于表12,和性质测定的结果示于表13。在表12中,聚合活性表示相对于1mol用于聚合的配合物生成的共聚物的量(g)。另外,假设B-27DM和Ni(COD)2以1:1的比反应以形成镍配合物来计算聚合活性。
进行共聚合的4-HBAGE为已经用分子筛3A脱水的4-HBAGE。
[制造例4-4至制造例4-7]含极性基团烯烃共聚物(A'-4-4至A'-4-7)的制造
除了变更配体的量、含极性基团单体的浓度、聚合温度和聚合时间以外,通过与制造例4-2相同的方式进行聚合制备制造例4-4至制造例4-7的含极性基团烯烃共聚物。聚合的条件和结果示于表12,和性质测定的结果示于表13。
[制造例4-3和制造例4-8]含极性基团烯烃共聚物(A'-4-3和A'-4-8)的制造
除了省略聚合开始后的乙烯补充以外,以与制造例4-2基本相同的方式进行聚合。在进行聚合时变更配体的量、含极性基团单体的浓度、聚合温度和聚合时间。由此,制备制造例4-3和制造例4-8的含极性基团烯烃共聚物。聚合的条件和结果示于表12,和性质测定的结果示于表13。在该聚合方法中,与聚合开始时相比,聚合停止时的乙烯分压较低,因为省略了乙烯补充。
含极性基团烯烃共聚物(A'-4-9)
该共聚物为作为乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物并且通过高压法制造的含极性基团烯烃共聚物(商品名:Bondfast E,由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造)。性质测定的结果示于表13。
含极性基团烯烃共聚物(A'-4-10)
该共聚物为作为乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物并且通过高压法制造的含极性基团烯烃共聚物(商品名:Bondfast 2C,由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造)。性质测定的结果示于表13。
[表12]
[表13]
[实施例4-1]
将含极性基团烯烃共聚物(A'-4-1)以7.0g的量与3.0g作为烯烃系树脂的高密度聚乙烯(商品名:HS330P,由Japan Polyethylene Corp.制造)干式共混。将该混合物引入至小型双螺杆捏合机(型式:MC15,由DSM Xplore制造)并且熔融捏合5分钟。对于该捏合,将料筒温度和螺杆旋转速度分别设定为180℃和100rpm。5分钟后,通过树脂排出口挤出棒状烯烃系树脂组合物。将该烯烃系树脂组合物放在由不锈钢制成的托盘上,并且使得在室温下冷却固化。将冷却的烯烃系树脂组合物造粒,从而制造进行用于测定各种性质的试验的烯烃系树脂组合物的颗粒。使用的聚乙烯的制造商、等级、商品名、分类、聚合单体和树脂性质示于表14,和其在烯烃系树脂组合物中的配合比率示于表15。性质评价的结果示于表16。
在表14中,“HDPE”表示高密度聚乙烯,“LLDPE”表示线状低密度聚乙烯,“PP”表示聚丙烯,和“COC”表示环状烯烃共聚物。
[实施例4-2至实施例4-12和比较例4-1至比较例4-4]
除了变更含极性基团烯烃共聚物的种类、烯烃系树脂的种类和配合比率以外,以与实施例4-1相同的方式制造实施例4-2至实施例4-12和比较例4-1至比较例4-4的树脂组合物。各烯烃系树脂的制造商、等级、商品名、分类、聚合单体和树脂性质示于表14,和原料树脂的配合比率示于表15。性质评价的结果示于表16。
[表14]
[表15]
[表16]
[实施例和比较例的结果的考察]
实施例4-1至实施例4-12为通过将100重量份各含极性基团烯烃共聚物(A'-4-1、A'-4-2、A'-4-3、A'-4-4、A'-4-5、A'-4-6、A'-4-7和A'-4-8)与1-99,900重量份密度为0.890g/cm3以上的任意的烯烃系树脂适当地共混获得的烯烃系树脂组合物,并且显示出与聚酰胺充分的粘接性。这些树脂组合物进一步具有119℃以上的熔点并且显示令人满意的高耐热性。此外,其中已经共混熔点为90℃以上的烯烃系树脂的实施例4-1至实施例4-3和实施例4-5至实施例4-12显示熔点为119℃以上且熔解热ΔH为80J/g以上的较高的耐热性。
其中使用密度低于0.890g/cm3的烯烃系树脂的比较例4-1和比较例4-2的熔点低于119℃,显示差的耐热性。此外,这些树脂组合物熔解热ΔH小于80J/g,表明其耐热性较差。
比较例4-3和比较例4-4为通过将100重量份同样通过高压法制造的各含极性基团烯烃共聚物(A'-4-9和A'-4-10)与1-99,900重量份密度为0.890g/cm3以上的烯烃系树脂适当地共混获得的烯烃系树脂组合物,并且尽管在耐热性方面令人满意,但显示与聚酰胺非常低的粘接性。该事实表明,与通过高压自由基聚合法制造的含极性基团烯烃共聚物相比,本发明的含极性基团烯烃共聚物当与密度为0.890g/cm3以上的烯烃系树脂共混时,粘接性降低很少,并且只要100重量份根据本发明的含极性基团烯烃共聚物与1-99,900重量份密度为0.890g/cm3以上的烯烃系树脂共混,就可以使粘接性与耐热性平衡。
通过将具有直链结构的含极性基团烯烃共聚物与密度为0.890g/cm3以上的烯烃系树脂共混获得的烯烃系树脂组合物的粘接性仅发生了轻微的下降并且具有充分的粘接性的原因尚不清楚。然而,认为各烯烃系树脂组合物中包含的含极性基团烯烃共聚物可能需要具有直链状分子结构。以如JIS K6854,1-4(1999)“粘接剂—剥离粘接强度试验法”中所示的剥离试验中测量的数值计来评价烯烃共聚物与高极性的不同种类的材料的粘接性。然而,认为通过该方法测量的此类数值为不同材料之间的界面处施加的化学和物理结合力与各材料的内聚力或变形时的应力的和。通过高压自由基聚合法制造的含极性基团烯烃共聚物具有包含过多量的短链分支和长链分支的高支化分子结构。已知与具有直链结构的烯烃系树脂相比,具有此类结构的烯烃系树脂的机械性质、内聚力、耐冲击性等较差,并且推测含极性基团烯烃共聚物也具有该倾向。认为即使当通过高压自由基聚合法制造的含极性基团烯烃共聚物与不同种类的材料具有充分的化学键时,其内聚力也比具有直链结构的含极性基团烯烃共聚物的差,导致粘接性降低。
实施例4-8、实施例4-11和实施例4-12为通过将100重量份各含极性基团烯烃共聚物与1-99,900重量份密度为0.890g/cm3以上的烯烃系树脂适当地共混获得的烯烃系树脂组合物,并且即使与氟树脂也显示充分的粘接性。该事实明确表明,本发明的烯烃系树脂组合物与其具有粘接性的材料不限于特定的高极性材料,和该组合物与各种高极性材料具有充分的粘接性。
实施例4-1至实施例4-12为其中100重量份各含极性基团烯烃共聚物与密度为0.890g/cm3以上的任意的烯烃系树脂配合的组合物。证明无论烯烃系树脂的MFR、聚合单体的种类和配合比率,获得的烯烃系树脂组合物都可以具有与对高极性树脂的高粘接性平衡的耐热性。该事实表明,只要引入至本发明的含极性基团烯烃共聚物中的烯烃系树脂的密度为0.890g/cm3以上,则可以使烯烃系树脂组合物的耐热性与其粘接性平衡。
[实验例5]烯烃系树脂组合物(D")的评价
(1)含极性基团烯烃共聚物(A')中的含极性基团结构单元的量
含极性基团结构单元的量使用1H-NMR光谱来求得。具体地,通过实验例1和上文中所述的方法求得其量。
(2)重均分子量(Mw)和分子量分布参数(Mw/Mn)
重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱(GPC)来求得。通过借助凝胶渗透色谱(GPC)进一步求得数均分子量(Mn)并且计算Mw与Mn之间的比即Mw/Mn来求得分子量分布参数(Mw/Mn)。具体地,通过实验例1和上文中所述的方法求得分子量和参数。
(3)熔点
通过用差示扫描量热计(DSC)测定的吸热曲线的峰值温度来表示熔点。通过与实验例1相同的步骤进行测量。
(4)粘接强度
通过准备试验试样的压制板和各种基材膜二者,使压制板和各基材膜堆叠并热压从而制造层叠体,并且使层叠体进行剥离试验来测量粘接强度。通过与实验例1相同的步骤进行测量。
(5)粘接强度比
通过粘接强度的测量方法来测量实施例和比较例的各树脂组合物的粘接强度以及树脂组合物中包含的含极性基团烯烃共聚物的粘接强度,并且将树脂组合物的粘接强度除以树脂组合物中包含的含极性基团烯烃共聚物的粘接强度,所得值取作粘接强度比。
该值为通过将含极性基团烯烃共聚物与烯烃系树脂共混改进粘接性的效果的指标;在该值大于“1”的情况下,这指通过将含极性基团烯烃共聚物与烯烃系树脂共混改进了粘接性。
(6)通过动态粘弹性测量的δ(G*=0.1MPa)的测定。
通过经由与实验例1相同的步骤的动态粘弹性测量测定δ(G*=0.1MPa)。
(7)铝(Al)的量
经由与实验例1相同步骤测定含极性基团烯烃共聚物(A')中包含的铝(Al)的量。
(8)熔体流速(MFR)
通过与实验例3相同的步骤测量MFR。
(9)密度
通过与实验例3相同的步骤测量密度。
[制造例5-1]含极性基团烯烃共聚物(A'-5-1)的制造
Drent型配体(2-异丙基苯基)(2'-甲氧基苯基)(2"-磺酰苯基)膦(I)的合成
以与实施例1-1相同的方式获得Drent型配体(2-异丙基苯基)(2'-甲氧基苯基)(2"-磺酰苯基)膦(I)。
配合物的形成
向已进行充分的氮气置换的30-mL烧瓶中引入100μmol双二苄叉基丙酮钯和100μmol磷-磺酸配体(I)。将脱水甲苯(10mL)添加至其中。其后,将该混合物用超声波振动器处理10分钟,从而制备催化剂浆料。
乙烯与4-乙烯基-1,2-环氧环己烷的共聚合
容积为2.4L并且配备有搅拌叶片的高压釜中的大气用精制氮气置换。其后,将干燥甲苯(1.0L)和20.9mL(0.2mol)4-乙烯基-1,2-环氧环己烷引入其中。在搅拌内容物的同时,将高压釜加热至100℃并且将氮气供给至0.3MPa。其后,将乙烯供给至2.3MPa的压力,从而导致2MPa的乙烯分压。压力调整完成后,将50μmol过渡金属配合物(I-Pd配合物)压入具有氮气的高压釜中以开始共聚合。在反应期间,将温度保持在100℃并且连续供给乙烯以保持压力。由此使单体聚合240分钟。其后,将高压釜冷却并且减压从而使反应停止。将反应溶液倒入1L丙酮中,从而析出聚合物。经由过滤和洗涤回收所得聚合物,然后在真空下在60℃下干燥直到达到恒定的重量为止。
聚合的条件和结果示于表17,和性质测定的结果示于表18。在表17中,聚合活性表示相对于1mol用于聚合的配合物生成的共聚物的量(g)。另外,假设配体和双二苄叉基丙酮钯以1:1的比反应以形成钯配合物来计算聚合活性。
[制造例5-2]含极性基团烯烃共聚物(A'-5-2)的制造
SHOP型配体2-(2,6-二苯氧基苯基)(2-苯氧基苯基)膦基-6-(五氟苯基)酚(B-114)的合成
以与实施例1-16相同的方式获得2-(2,6-二苯氧基苯基)(2-苯氧基苯基)膦基-6-(五氟苯基)酚(B-114)。
配合物的形成
以与实施例1-16相同的方式获得2-(2,6-二苯氧基苯基)(2-苯氧基苯基)膦基-6-(五氟苯基)酚(B-114)与双-1,5-环辛二烯镍(0)(Ni(COD)2)的配合物的溶液。
乙烯与4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚(4-HBAGE)的共聚合
以与实施例1-16相同的方式获得乙烯与4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚(4-HBAGE)的共聚物。
聚合的条件和结果示于表17,和性质测定的结果示于表18。
[制造例5-3]含极性基团烯烃共聚物(A'-5-3)的制造
SHOP型配体B-27DM的合成
以与实施例1-4相同的方式合成SHOP型配体(B-27DM)。
配合物的形成
以与实施例1-4相同的方式获得B-27DM与Ni(COD)2之间的反应生成物。
乙烯与4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚(4-HBAGE)的共聚合
向容积为2.4L并且配备有搅拌叶片的高压釜中引入1,000mL干燥甲苯、36.6mg(0.10mmol)三-正辛基铝(TNOA)和2.7mL(15mmol)4-HBAGE。在搅拌内容物的同时,将高压釜加热至105℃并且将氮气供给至0.3MPa。其后,将乙烯供给至2.8MPa的压力,从而导致2.5Mpa的乙烯分压。在温度和压力变得稳定后,将2.5mL(25μmol)以上制备的B-27DM/Ni配合物溶液压入具有氮气的高压釜中以开始共聚合。在反应期间,将温度保持在105℃。使单体聚合170分钟。其后,将高压釜冷却并且减压从而使反应停止。将反应溶液倒入1L丙酮中,从而析出聚合物。经由过滤和洗涤回收所得聚合物,然后在真空下在60℃下干燥直到达到恒定的重量为止。由此,去除含极性基团共聚物中残存的含极性基团单体,并且最终回收了33g的量的含极性基团烯烃共聚物。
聚合的条件和结果示于表17,和性质测定的结果示于表18。在表17中,聚合活性表示相对于1mol用于聚合的配合物生成的共聚物的量(g)。在该聚合方法中,与聚合开始时相比,聚合停止时的乙烯分压较低,因为省略了乙烯补充。
另外,假设B-27DM和Ni(COD)2以1:1的比反应以形成镍配合物来计算聚合活性。
进行共聚合的4-HBAGE为已经用分子筛3A脱水的4-HBAGE。
[制造例5-4]含极性基团烯烃共聚物(A'-5-4)的制造
乙烯与4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚(4-HBAGE)的共聚合
向容积为2.4L并且配备有搅拌叶片的高压釜中引入1,000mL干燥甲苯、36.6mg(0.10mmol)三-正辛基铝(TNOA)和2.7mL(15mmol)4-HBAGE。在搅拌内容物的同时,将高压釜加热至50℃并且将氮气供给至0.3MPa。其后,将乙烯供给至2.8MPa的压力,从而导致2.5MPa的乙烯分压。在温度和压力变得稳定后,将2.0mL(20μmol)以上制备的B-27DM-Ni配合物溶液压入具有氮气的高压釜中以开始共聚合。在反应期间,将温度保持在50℃并且连续供给乙烯以保持压力。使单体聚合50分钟。其后,将高压釜冷却并且减压从而使反应停止。将反应溶液倒入1L丙酮中,从而析出聚合物。经由过滤和洗涤回收所得聚合物,然后在真空下在60℃下干燥直到达到恒定的重量为止。由此,去除含极性基团共聚物中残存的含极性基团单体,并且最终回收了41的量的含极性基团烯烃共聚物。
聚合的条件和结果示于表17,和性质测定的结果示于表18。在表17中,聚合活性表示相对于1mol用于聚合的配合物生成的共聚物的量(g)。
另外,假设B-27DM和Ni(COD)2以1:1的比反应以形成镍配合物来计算聚合活性。
进行共聚合的4-HBAGE为已经用分子筛3A脱水的4-HBAGE。
[制造例5-5至制造例5-7]含极性基团烯烃共聚物(A'-5-5至A'-5-7)的制造
除了变更配体的量、含极性基团单体的浓度、聚合温度和聚合时间以外,通过与制造例5-4相同的方式进行聚合制备制造例5-5至制造例5-7的含极性基团烯烃共聚物。聚合的条件和结果示于表17,和性质测定的结果示于表18。
[制造例5-8]含极性基团烯烃共聚物(A'-5-8)的制造
除了变更配体的量、含极性基团单体的浓度、聚合温度和聚合时间以外,通过与制造例5-3相同的方式进行聚合制备制造例5-8的含极性基团烯烃共聚物。聚合的条件和结果示于表17,和性质测定的结果示于表18。
含极性基团烯烃共聚物(A'-5-9)
该共聚物为作为乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物并且通过高压法制造的含极性基团烯烃共聚物(商品名:Bondfast E,由Sumitomo Chemical Co.,Ltd.制造)。性质测定的结果示于表18。
[表17]
[表18]
[实施例5-1]
将含极性基团烯烃共聚物(A'-5-1)以7.0g的量与3.0g乙烯/丁烯共聚物(商品名:Tafmer(A-4085S),由Mitsui Chemicals,Inc.制造)干式共混。将该混合物引入至小型双螺杆捏合机(型式:MC15,由DSM Xplore制造)并且熔融捏合5分钟。对于该捏合,将料筒温度和螺杆旋转速度分别设定为180℃和100rpm。5分钟后,通过树脂排出口挤出棒状树脂组合物。将该树脂组合物放在由不锈钢制成的托盘上,并且使得在室温下冷却固化。将冷却的树脂组合物造粒,从而制造烯烃系树脂组合物的颗粒。使获得的烯烃系树脂组合物进行用于测定各种性质的试验。使用的烯烃系树脂的制造商、等级、商品名、分类、聚合单体和树脂性质示于表19,和其在烯烃系树脂组合物中的配合比率示于表20。性质评价的结果示于表21。
在表19中,“LDPE”表示高压法低密度聚乙烯,“LLDPE”表示线状低密度聚乙烯,“EEA”表示乙烯/丙烯酸乙酯共聚物,“EVA”表示乙烯/乙酸乙烯酯共聚物,和“EPR”表示乙烯/丙烯橡胶。
[实施例5-2至实施例5-12和比较例5-1至比较例5-3]
除了变更含极性基团烯烃共聚物和烯烃系树脂的种类和含极性基团烯烃共聚物与烯烃系树脂的配合比率以外,以与实施例5-1相同的方式制造实施例5-2至实施例5-12和比较例5-1至比较例5-3的树脂组合物。使用的各烯烃系树脂的制造商、等级、商品名、分类、聚合单体和树脂性质示于表19。其在烯烃系树脂组合物中的配合比率示于表20,和性质评价的结果示于表21。
[表19]
[表20]
[表21]
[实施例和比较例的结果的考察]
实施例5-1、实施例5-3至实施例5-8、实施例5-10和实施例5-11为通过将100重量份各含极性基团烯烃共聚物(A'-5-1、A'-5-3、A'-5-4、A'-5-6和A'-5-7)与1-99,900重量份熔点为124℃以下的任意的烯烃系树脂适当地共混获得的烯烃系树脂组合物,并且显示与氟树脂令人满意的高粘接性。这些树脂组合物进一步具有1.0以上的粘接强度比,表明粘接性的改进效果充分。此外,其中已经共混熔点为110℃以下的烯烃系树脂的实施例5-1、实施例5-3至实施例5-8和实施例5-11,关于与氟树脂的粘接,粘接强度比为2.0以上,表明粘接性改进效果显著。
使用熔点高于124℃的烯烃系树脂的比较例5-1显示与氟树脂相当低的粘接性并且粘接强度比小于1.0。此处没有观察到粘接性改进效果。
比较例5-2和比较例5-3为同样通过将100重量份通过高压自由基法制造的含极性基团烯烃共聚物(A'-5-9)与1-99,900重量份的熔点在特定范围内的一种烯烃系树脂适当地共混获得的烯烃系树脂组合物,并且显示与氟树脂非常低的粘接强度和差的粘接强度比。该事实表明,与通过高压自由基聚合法制造的含极性基团烯烃共聚物相比,本发明的含极性基团烯烃共聚物当与熔点为124℃以下的烯烃系树脂共混时大大改进粘接性,和表明只要100重量份根据本发明的含极性基团烯烃共聚物与1-99,900重量份熔点为124℃以下的烯烃系树脂共混,则获得高的粘接性改进效果。
通过将具有直链结构的含极性基团烯烃共聚物与熔点为124℃以下的烯烃系树脂共混获得的烯烃系树脂组合物与含极性基团烯烃共聚物自身相比,显示改进的粘接性的原因尚不清楚。然而,认为各烯烃系树脂组合物种包含的含极性基团烯烃共聚物可能需要具有直链状分子结构。以如JIS K6854,1-4(1999)“粘接剂—剥离粘接强度试验法”中所示的剥离试验中测量的数值计来评价烯烃共聚物与高极性的不同种类的材料的粘接性。然而,认为通过该方法测量的此类数值为不同材料之间的界面处施加的化学和物理结合力与各材料的内聚力或变形时的应力的和。通过高压自由基聚合法制造的含极性基团烯烃共聚物具有包含过多量的短链分支和长链分支的高支化分子结构。已知与具有直链结构的烯烃系树脂相比,具有此类结构的烯烃系树脂的机械性质、内聚力、耐冲击性等较差,并且推测含极性基团烯烃共聚物也具有该倾向。认为即使当通过高压自由基聚合法制造的含极性基团烯烃共聚物与不同种类的材料具有充分的化学键时,其内聚力也比具有直链结构的含极性基团烯烃共聚物的差,导致粘接性降低。
实施例5-2、实施例5-9和实施例5-12为通过将含极性基团烯烃共聚物(A'5-2、A'-5-5和A'-5-8)以特定范围内的配合比率与熔点为124℃以下的任意的烯烃系树脂共混获得的烯烃系树脂组合物,并且显示与聚酰胺充分的粘接性。这些树脂组合物的粘接强度比为2.0以上,表明粘接性的改进效果显著。该事实表明,在不限于特定的基材的应用中,产生通过将具有直链结构的含极性基团烯烃共聚物与熔点为124℃以下的烯烃系树脂共混获得的烯烃系树脂组合物的粘接性改进效果。
实施例5-1至实施例5-12为其中各含极性基团烯烃共聚物与熔点为124℃以下的任意的烯烃系树脂配合的组合物。证明无论烯烃系树脂的MFR、聚合单体的种类和配合比率,都获得充分的烯烃系树脂组合物的粘接性改进效果。
通过以上给出的实施例令人满意的结果和通过实施例与比较例之间的比较明确表明了本发明的构成(本发明的特定特征)的优势和合理性及其现有技术的优越性。
尽管参考示其特定的实施方案已详细描述了本发明,但在不背离本发明的精神和范围的情况下,本文中可以进行对于本领域的技术人员显而易见的各种变更和改进。权利要求书的范围符合最宽泛的解释以涵盖所有此类改进以及等同的结构和功能。本申请基于2013年3月27日提交的日本专利申请(申请号2013-067402),2013年3月27日提交的日本专利申请(申请号2013-067409),2013年6月26日提交的日本专利申请(申请号2013-133857),2014年2月28日提交的日本专利申请(申请号2014-039324),和2014年2月28日提交的日本专利申请(申请号2014-039335),通过参考将其内容并入本文中。
产业上的可利用性
本发明的含极性基团烯烃共聚物(A),本发明的多元系极性烯烃共聚物(B),以及本发明的各自包括含极性基团烯烃共聚物和烯烃系树脂的烯烃系树脂组合物(D)、烯烃系树脂组合物(D')和烯烃系树脂组合物(D"),与其它基材具有高粘接性并且使得可以制造工业上有用的层叠体。可以通过本发明制造的树脂组合物不仅在粘接性方面而且还在机械性质和热性质方面优异,并且可用作有用的多层成型体。这些树脂组合物与各种基材层压后,广泛应用于包装材料和包装容器领域,如纤维、管、燃料池、中空容器和鼓盒等工业材料领域,如止水材料等建材领域,包括用于电子或家用电器的构件的电子领域,包括电线和电缆的电线领域等。

Claims (24)

1.一种含极性基团烯烃共聚物的制造方法,所述含极性基团烯烃共聚物包括99.999-80mol%的源自乙烯和具有3-20个碳原子的α-烯烃中的至少一种的结构单元,和20-0.001mol%的源自含有环氧基且由以下结构式(I)或以下结构式(II)表示的含极性基团单体中的至少一种的结构单元,其中所述含极性基团烯烃共聚物中铝Al的量相对于1g所述共聚物为0-10,000μg,所述制造方法包括在过渡金属催化剂的存在下通过共聚合获得作为具有直链状分子结构的无规共聚物的含极性基团烯烃共聚物,所述过渡金属催化剂为包含螯合性配体和选自镍、钯的金属的过渡金属催化剂,所述含极性基团烯烃共聚物具有熔点为50至140℃,所述熔点为对应于通过差示扫描量热法DSC测定的吸热曲线的最大峰位置的温度:
[化学式1]
结构式(I)中,R1表示氢原子或具有1-10个碳原子的烷基,以及R2、R3和R4各自独立地表示氢原子、烃基或以下含环氧基的特定官能团,R2-R4的任意之一为以下含环氧基的特定官能团:
特定官能团:必须含有环氧基并且具有包含碳原子、氧原子和氢原子的分子结构的基团,
[化学式2]
结构式(II)中,R5-R8各自独立地表示氢原子、烃基或以下含环氧基的特定官能团,R5-R8的任意之一为以下含环氧基的特定官能团,以及m为0-2:
特定官能团:必须含有环氧基并且具有包含碳原子、氧原子和氢原子的分子结构的基团。
2.根据权利要求1所述的含极性基团烯烃共聚物的制造方法,所述含极性基团烯烃共聚物具有通过凝胶渗透色谱GPC求得的重均分子量Mw为1,000-2,000,000。
3.根据权利要求1所述的含极性基团烯烃共聚物的制造方法,所述含极性基团烯烃共聚物具有通过凝胶渗透色谱GPC求得的重均分子量Mw为33,000-2,000,000。
4.根据权利要求1所述的含极性基团烯烃共聚物的制造方法,其中所述过渡金属催化剂为包含以下的过渡金属催化剂:钯或镍金属;以及与其配位的三芳基膦或三芳基胂化合物。
5.一种多元系含极性基团烯烃共聚物的制造方法,所述多元系含极性基团烯烃共聚物包括:选自乙烯和具有3-10个碳原子的α-烯烃的一种以上的非极性单体X1单元;选自具有环氧基的单体的一种以上的极性单体Z1单元;和任意的非环状或环状单体Z2单元,条件是,必须包含至少一种X1单元、至少一种Z1单元和至少一种Z2单元;所述制造方法包括在过渡金属催化剂的存在下通过共聚合获得作为具有直链状分子结构的无规共聚物的多元系含极性基团烯烃共聚物,所述过渡金属催化剂为包含螯合性配体和选自镍、钯的金属的过渡金属催化剂,其中所述多元系含极性基团烯烃共聚物中铝Al的量相对于1g所述共聚物为0-10,000μg,所述多元系含极性基团烯烃共聚物,其单位为℃的熔点Tm满足50<Tm<128-6.0[Z1],其中以mol%计的[Z1]为源自Z1的单体单元的含量,所述熔点为对应于通过差示扫描量热法DSC测定的吸热曲线的最大峰位置的温度。
6.根据权利要求5所述的多元系含极性基团烯烃共聚物的制造方法,所述多元系含极性基团烯烃共聚物通过凝胶渗透色谱GPC求得的重均分子量Mw与数均分子量Mn的比在1.5-3.5的范围内。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的多元系含极性基团烯烃共聚物的制造方法,其中所述选自具有环氧基的单体的一种以上的极性单体Z1单元的含量为0.001-20.000mol%。
8.根据权利要求5或权利要求6所述的多元系含极性基团烯烃共聚物的制造方法,其中所述一种以上的非极性单体X1单元为乙烯单元。
9.根据权利要求5或权利要求6所述的多元系含极性基团烯烃共聚物的制造方法,其中所述过渡金属催化剂为包含以下的过渡金属催化剂:钯或镍金属;以及与其配位的三芳基膦或三芳基胂化合物。
10.一种烯烃系树脂组合物的制造方法,所述烯烃系树脂组合物包含:含极性基团烯烃共聚物A'和烯烃系树脂C,其中所述含极性基团烯烃共聚物A'中铝Al的量相对于1g所述共聚物为0-10,000μg,所述含极性基团烯烃共聚物A'具有熔点为50至140℃,所述熔点为对应于通过差示扫描量热法DSC测定的吸热曲线的最大峰位置的温度,所述烯烃系树脂C的配合量相对于100重量份所述含极性基团烯烃共聚物A'为1-99,900重量份,
所述制造方法包括通过使乙烯和具有3-20个碳原子的α-烯烃中的至少一种与含有环氧基的含极性基团单体在过渡金属催化剂的存在下共聚合获得作为具有直链状分子结构的无规共聚物的含极性基团烯烃共聚物A',所述过渡金属催化剂为包含螯合性配体和选自镍、钯的金属的过渡金属催化剂。
11.根据权利要求10所述的烯烃系树脂组合物的制造方法,其中所述含有环氧基的含极性基团单体为含有环氧基并由以下结构式(I)或以下结构式(II)表示的含极性基团单体:
[化学式3]
结构式(I)中,R1表示氢原子或具有1-10个碳原子的烷基,以及R2、R3和R4各自独立地表示氢原子、烃基或以下含环氧基的特定官能团,R2-R4的任意之一为以下含环氧基的特定官能团,
特定官能团:必须含有环氧基并且具有包含碳原子、氧原子和氢原子的分子结构的基团,
[化学式4]
结构式(II)中,R5-R8各自独立地表示氢原子、烃基或以下含环氧基的特定官能团,R5-R8的任意之一为以下含环氧基的特定官能团,以及m为0-2:
特定官能团:必须含有环氧基并且具有包含碳原子、氧原子和氢原子的分子结构的基团。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的烯烃系树脂组合物的制造方法,其中在所述含极性基团烯烃共聚物A'中,源自乙烯和具有3-20个碳原子的α-烯烃中的至少一种的结构单元的量为99.999-80mol%和源自所述含有环氧基的含极性基团单体的结构单元的量为20-0.001mol%。
13.根据权利要求10或权利要求11所述的烯烃系树脂组合物的制造方法,其中所述烯烃系树脂C为均聚物和共聚物中的至少一种,所述均聚物和所述共聚物通过使选自乙烯和具有3-20个碳原子的α-烯烃中的至少一种的单体聚合而获得。
14.根据权利要求10或权利要求11所述的烯烃系树脂组合物的制造方法,其中所述烯烃系树脂C为乙烯均聚物或为乙烯与具有3-20个碳原子的α-烯烃的共聚物。
15.根据权利要求10或权利要求11所述的烯烃系树脂组合物的制造方法,其中所述含极性基团烯烃共聚物A'通过在包含钯或镍金属以及与其配位的三芳基膦或三芳基胂化合物的过渡金属催化剂的存在下聚合而获得。
16.根据权利要求10或权利要求11所述的烯烃系树脂组合物的制造方法,其中所述烯烃系树脂C的根据JIS K7112测量的密度在0.890-1.20g/cm3的范围内。
17.根据权利要求10或权利要求11所述的烯烃系树脂组合物的制造方法,其中所述烯烃系树脂C的熔点在90至170℃的范围内,所述熔点为对应于通过差示扫描量热法DSC测定的吸热曲线的最大峰位置的温度。
18.根据权利要求10或权利要求11所述的烯烃系树脂组合物的制造方法,其中所述烯烃系树脂C的熔点在119至170℃的范围内,所述熔点为对应于通过差示扫描量热法DSC测定的吸热曲线的最大峰位置的温度。
19.根据权利要求10或权利要求11所述的烯烃系树脂组合物的制造方法,所述烯烃系树脂组合物通过差示扫描量热法DSC测定的熔解热ΔH在80-300J/g的范围内。
20.根据权利要求10或权利要求11所述的烯烃系树脂组合物的制造方法,其中所述烯烃系树脂C的熔点在30至124℃的范围内,所述熔点为对应于通过差示扫描量热法DSC测定的吸热曲线的最大峰位置的温度。
21.一种粘接剂的制造方法,其包括使用根据权利要求1至权利要求4任一项中所述的含极性基团烯烃共聚物、根据权利要求5至权利要求9任一项中所述的多元系含极性基团烯烃共聚物或根据权利要求10-20任一项中所述的烯烃系树脂组合物。
22.一种层叠体的制造方法,其包括使用:根据权利要求1至权利要求4任一项所述的含极性基团烯烃共聚物、根据权利要求5至权利要求9任一项所述的多元系含极性基团烯烃共聚物或根据权利要求10至20任一项所述的烯烃系树脂组合物;和基材层。
23.根据权利要求22所述的层叠体的制造方法,其中所述基材层包含选自烯烃系树脂、高极性热塑性树脂、金属、无机氧化物的气相沉积膜、纸类、玻璃纸、织布和无纺布中的至少一种。
24.根据权利要求22或权利要求23所述的层叠体的制造方法,其中所述基材层包含选自聚酰胺系树脂、氟树脂、聚酯系树脂和乙烯/乙烯醇共聚物EVOH中的至少一种。
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