CN107075227B - 具有良好阻燃性的高频可焊乙烯类聚合物组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供至少包含以下组分的组合物：A)包含第一乙烯类互聚物的第一组合物；并且其中第一组合物的密度小于或等于0.91g/cc且熔融指数(I2)为6.0g/10min到20.0g/10min；B)任选地至少一种填充剂，其在大于或等于10MHz的频率下能够被交变电磁场激发；C)选自以下的至少一种阻燃剂：i)以组合物的重量计，30.0wt％到50.0wt％的一种或多种非卤素、无机阻燃剂化合物；或ii)以组合物的重量计，8.0wt％到30.0wt％的一种或多种含卤素阻燃剂化合物；以及D)至少一种极性聚合物。

Description

具有良好阻燃性的高频可焊乙烯类聚合物组合物
相关申请案的交叉引用
本申请案要求2014年10月2日提交的美国临时申请案第62/058,970号的权益，其以引用的方式并入本文中。
背景技术
经聚合物涂布的织物为柔性复合材料，其包含通过特定涂布工艺粘附在一起的涂层(聚合物层)和衬底(织物层)。聚合物涂层赋予织物特性，如图形的印刷、对尘粒、液体和气体的不渗透性。聚合物涂层还可改善现有物理性质，如抗撕裂性和抗磨损性。织物组分一般决定撕裂和拉伸强度、伸长率和尺寸稳定性。然而，许多特性由这些组分两者的组合决定。必须通过充分考虑在成品制品中所要求的特性来仔细选择基础织物和聚合物。
许多经涂布的织物应用要求射频(RF)可焊性和优异的阻燃性。柔性PVC(聚氯乙烯)由于优异的RF可焊性和固有阻燃性，为用于经涂布的织物应用的常见涂布材料。经乙烯基(PVC)涂布的聚酯为用于各种应用的当今市场上使用的最常见材料。其它组合物描述如下。
国际公开案第WO2013/096705号公开了形成聚烯烃类制品的方法，其包括以下：(a)将能够被高频电磁场激发的填充剂并入聚烯烃调配物中；(b)由聚烯烃调配物形成衬底，所述衬底具有至少一个表面；以及(c)使聚烯烃衬底的表面在使得衬底焊接到聚烯烃衬底的第二表面或到第二聚烯烃衬底的表面的条件下经受高频电磁场，以形成聚烯烃类制品。聚烯烃调配物包含以聚烯烃调配物的重量计量为至少5重量％的与钠、钙或钾离子交换的沸石；以及选自由以下组成的群组的基础聚合物：(a)均匀支化的线性或基本上线性乙烯/α-烯烃共聚物，其密度为0.865克/立方厘米到0.905克/立方厘米并且熔融指数(在190℃下在2.13千克下测量)为0.5克/10分钟到30克/10分钟，(b)均匀支化的丙烯/α-烯烃共聚物，其密度为0.863克/立方厘米到0.885克/立方厘米并且熔体流动速率(在230℃下在2.13千克下测量)为2克/10分钟到30克/10分钟，或(c)其组合；并且其中基础聚合物的熔融温度低于100℃。聚烯烃衬底呈现粘性的焊接失效和对于10密耳(0.254毫米)厚度在小于或等于六秒的焊接时间下大于7磅/英寸(1.23牛顿/毫米)的焊接强度，以形成聚烯烃类制品。
美国专利3336173公开了聚烯烃和成纤维聚合物甲酰胺的掺合物，以形成电子-可焊织物。美国专利5627223公开了一种组合物，其包含聚烯烃、热塑性淀粉和偶联剂(例如离子化合物)以生产高频-焊接的制品。美国专利6100335公开了基于丙烯聚合物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)和有机过氧化物的掺合物的聚合物组合物，用于高频可焊片材。
美国公开案2004/0077791公开了包含以下的高频可焊、热塑性橡胶组合物：(A)包含(i)橡胶；和(ii)热塑性聚烯烃均聚物或共聚物的热塑性橡胶；以及(B)极性改性剂，量为有效地使得热塑性材料橡胶组合物高频可焊，并且其中极性改性剂选自由以下组成的群组：(i)量为至少约25wt％的热塑性聚氨酯树脂、(ii)氯化聚烯烃树脂、(iii)乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物、(iv)苯乙烯、丁二烯和丙烯腈的三元共聚物，或(v)其混合物。
美国专利5399396公开了RF-可焊多层膜，其具有阻挡层和密封层。密封聚合物层的组合物为乙烯和烯系不饱和酯(乙酸乙烯酯(VA)或丙烯酸酯)衍生的聚合物。密封层具有防粘连缠结表面。美国专利5135785公开了袋和膜，其含有至少一个聚烯烃的阻挡层和至少一个乙烯-乙酸乙烯酯的密封层。密封层公开为可使用射频焊接可焊。
国际公开案第WO 93/24568号公开通过包括以下步骤的方法制备的聚合物制品：(1)掺合包含以下的聚合物组合物：(A)至少一种乙烯乙酸乙烯酯共聚物、(B)至少一种丙烯乙烯共聚物和(C)(1)约0.01重量％到约5重量％的交联剂，(2)约0.1重量％到约35重量％的一种或多种聚合物，所述一种或多种聚合物选自：(i)至少一种乙烯基芳香族化合物的至少一种共聚物或三元共聚物、(ii)α-烯烃和至少一种单体的至少一种共聚物或三元共聚物，所述至少一种单体选自由丙烯酸、丙烯酸酯乙烯基硅烷和乙烯醇组成的群组，(iii)除丙烯均聚物或丙烯-乙烯共聚物以外的至少一种聚烯烃，(iv)至少一种聚醚酰胺嵌段共聚物，(v)至少一种离聚物，(vi)至少一种氧化聚烯烃蜡，或(1)或(2)的混合物；以及将聚合物组合物形成为制品。聚合物制品公开为射频可焊。
JP10219048A(英国摘要)公开了包含以下的聚丙烯组合物：(A)0.1pts.wt.-5pts.wt.的金属氧化物粒子、(B)0.1pts.wt.-5pts.wt.的经离子取代的沸石以及(C)100pts.wt.的聚丙烯。组合物公开为具有高频焊接特性、抗菌特性和UV光-屏蔽特性，并且通过将超细沸石粒子和超细金属氧化物粒子作为晶体晶核-形成剂添加到聚丙烯树脂而能够呈现优异透光率。
WO2002/088229公开了包含以下的HF响应组合物：(A)分子筛材料和(B)至少一种互聚物，所述至少一种互聚物包含(i)衍生自具有2到20个碳原子的至少一种脂肪族烯烃单体的聚合物单元；以及(ii)衍生自如下的聚合物单元：(a)至少一种乙烯基或亚乙烯基芳香族单体，或(b)至少一种位阻脂肪族或环脂肪族乙烯基或亚乙烯基单体，或(c)至少一种乙烯基或亚乙烯基芳香族单体和至少一种位阻脂肪族或环脂肪族乙烯基或亚乙烯基单体的组合，及任选地(d)除衍生自(a)、(b)或(c)以外的衍生自至少一种烯系不饱和可聚合单体聚合物单元。
存在用更“环境安全”的那些材料(如烯烃类聚合物)替代被视为较不“环境安全”的材料(像PVC)的日益增大的需要。然而，烯烃类聚合物通常为非极性聚合物并因此为非射频活性的。此外烯烃类聚合物通常具有高燃料数(fuel numbers)，这使其非常可燃。存在研发RF可焊并且具有良好阻燃性(例如可通过严格的阻燃性测试如NFPA 701)的烯烃类组合物的进一步需要。这些需要已经通过以下发明得到满足。
发明内容
本发明提供至少包含以下组分的组合物：
A)包含第一乙烯类互聚物的第一组合物，并且其中第一组合物的密度小于或等于0.91g/cc且熔融指数(I2)为6.0g/10min到20.0g/10min；
B)任选地至少一种填充剂，其在大于或等于10MHz的频率下能够被交变电磁场激发；
C)选自以下的至少一种阻燃剂：
i)以组合物的重量计，30.0wt％到50.0wt％的一种或多种非卤素、无机阻燃剂化合物；或
ii)以组合物的重量计，8.0wt％到30.0wt％的一种或多种含卤素阻燃剂化合物；以及
D)至少一种极性聚合物。
具体实施方式
如上文所论述，本发明提供一种组合物，其至少包含以下组分：
A)包含第一乙烯类互聚物的第一组合物，并且其中第一组合物的密度小于或等于0.91g/cc且熔融指数(I2)为6.0g/10min到20.0g/10min；
B)任选地至少一种填充剂，其在大于或等于10MHz的频率下能够被交变电磁场激发；
C)选自以下的至少一种阻燃剂：
i)以组合物的重量计，30.0wt％到50.0wt％，进一步32.0wt％到48.0wt％，进一步35.0wt％到46.0wt％的一种或多种非卤素、无机阻燃剂化合物；或
ii)以组合物的重量计，8.0wt％到30.0wt％，进一步8.5wt％到25.0wt％，进一步9.0wt％到20.0wt％的一种或多种含卤素阻燃剂化合物；以及
D)至少一种极性聚合物。
本发明组合物可包含如本文所述的两个或更多个实施例。
组分A可包含本文所述的两个或更多个实施例。
组分B可包含本文所述的两个或更多个实施例。
组分C可包含本文所述的两个或更多个实施例。
组分D可包含本文所述的两个或更多个实施例。如本文所用，“极性聚合物”是指包含包含至少一个杂原子的化学基团的聚合物。杂原子的一些实例包括O、N以及Cl。
在一个实施例中，极性聚合物选自以下：乙烯乙酸乙烯酯(EVA)共聚物、氯化聚乙烯、马来酸酐官能化的烯烃类聚合物(例如马来酸酐官能化的乙烯类聚合物以及进一步马来酸酐接枝的乙烯类聚合物)、乙烯丙烯酸共聚物、乙烯丙烯酸酯共聚物(例如乙烯丙烯酸乙酯共聚物)、乙烯乙酸乙烯酯一氧化碳三元共聚物、乙烯丙烯酸酯一氧化碳三元共聚物(例如乙烯丙烯酸正丁酯一氧化碳三元共聚物)或其组合。在另一实施例中，以组合物的重量计，组分D以10wt％到50wt％，进一步12wt％到45wt％，进一步15wt％到40wt％的量存在。
在一个实施例中，极性聚合物选自以下：乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、氯化乙烯类聚合物；马来酸酐官能化的烯烃类聚合物(例如马来酸酐官能化的乙烯类聚合物以及进一步马来酸酐接枝的乙烯类聚合物)、乙烯丙烯酸共聚物；乙烯丙烯酸酯共聚物或其组合。在另一实施例中，以组合物的重量计，组分D以10wt％到50wt％，进一步12wt％到45wt％，进一步15wt％到40wt％的量存在。
在一个实施例中，极性聚合物选自以下：乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、氯化乙烯类聚合物；马来酸酐官能化的烯烃类聚合物(例如马来酸酐官能化乙烯类聚合物以及进一步马来酸酐接枝的乙烯类聚合物)或其组合。在另一实施例中，以组合物的重量计，组分D以10wt％到50wt％，进一步12wt％到45wt％，进一步15wt％到40wt％的量存在。
在一个实施例中，以组合物的重量计，组分D以10wt％到50wt％，进一步12wt％到45wt％，进一步15wt％到40wt％的量存在。
在一个实施例中，极性聚合物以下：a)乙烯乙酸乙烯酯(EVA)共聚物，和马来酸酐官能化的乙烯类聚合物，以及进一步马来酸酐接枝的乙烯类聚合物，或氯化乙烯类聚合物。在另一实施例中马来酸酐官能化的乙烯类聚合物与乙烯乙酸乙烯酯的重量比为0.40到0.80，进一步为0.50到0.70。
在一个实施例中，第一组合物的熔融指数(I2)为6.0g/10min到18.0g/10min，或6.0g/10min到15.0g/10min，或6.0g/10min到12.0g/10min，或6.0g/10min到10.0g/10min，或6.5g/10min到10.0g/10min。
在一个实施例中，第一组合物的熔融指数(I2)为7.0g/10min到20.0g/10min，或7.0g/10min到15.0，或7.0g/10min到12.0g/10min，或7.0g/10min到10.0g/10min，或7.5g/10min到10.0g/10min。
在一个实施例中，第一组合物的熔融指数(I2)为6.0g/10min到20.0g/10min，进一步为6.2g/10min到20.0g/10min，进一步为6.4g/10min到20.0g/10min，进一步为7.0g/10min到20.0g/10min；进一步为6.0g/10min到15.0g/10min，进一步为6.2g/10min到12.0g/10min，进一步为6.4g/10min到10.0g/10min，进一步为7.0g/10min到10.0g/10min。
在一个实施例中，第一组合物的密度小于或等于0.91g/cc，进一步为0.86g/cc到0.91g/cc，进一步为0.86g/cc到0.90g/cc，进一步为0.87g/cc到0.90g/cc。
在一个实施例中，第一组合物的密度小于或等于0.91g/cc，进一步为0.86g/cc到0.91g/cc，进一步为0.86g/cc到0.90g/cc，进一步为0.87g/cc到0.90g/cc；并且熔融指数(I2)为6.0g/10min到20.0g/10min，进一步为6.2g/10min到20.0g/10min，进一步为6.4g/10min到20.0g/10min，进一步为7.0g/10min到20.0g/10min；进一步为6.0g/10min到15.0g/10min，进一步为6.2g/10min到12.0g/10min，进一步为6.4g/10min到10.0g/10min，进一步为7.0g/10min到10.0g/10min。
在一个实施例中，第一组合物的密度小于或等于0.91g/cc，进一步为0.86g/cc到0.91g/cc，进一步为0.86g/cc到0.90g/cc，进一步为0.87g/cc到0.90g/cc；并且熔融指数(I2)为6.0g/10min到20.0g/10min，进一步为6.2g/10min到20.0g/10min，进一步为6.3g/10min到20.0g/10min，进一步为6.4g/10min到20.0g/10min，进一步为7.0g/10min到20.0g/10min，进一步为7.5g/10min到15.0g/10min，进一步为8.0g/10min到12.0g/10min，进一步为8.2g/10min到10.0g/10min。
在一个实施例中，第一乙烯类互聚物为乙烯/α-烯烃共聚物或乙烯/α-烯烃嵌段共聚物。
在一个实施例中，第一乙烯类互聚物为乙烯/α-烯烃嵌段共聚物。合适的α-烯烃包括C3-C20α-烯烃，进一步C3-C10α-烯烃，进一步C4-C8α-烯烃。
在一个实施例中，第一乙烯类互聚物为乙烯/α-烯烃共聚物。合适的α-烯烃包括C3-C20α-烯烃，进一步C3-C10α-烯烃，进一步C4-C8α-烯烃。
在一个实施例中，第一乙烯类互聚物的密度为0.860g/cc到0.910g/cc，进一步为0.865g/cc到0.908g/cc，进一步为0.870g/cc到0.905g/cc(1cc＝1cm3)。
在一个实施例中，第一乙烯类互聚物的熔融指数(I2)为0.1g/10min到30.0g/10min，进一步为0.5g/10min到20.0g/10min，进一步为1g/10min到10.0g/10min。
在一个实施例中，以组合物的重量计，第一乙烯类互聚物以5.0wt％到35.0wt％，进一步7.0wt％到30.0wt％，进一步9.0wt％到25.0wt％的量存在。
在一个实施例中，组合物包含组分B。
在一个实施例中，组分B的填充剂为沸石。
在一个实施例中，填充剂在10MHz到50MHz的频率下被交变电磁场激发。在另一实施例中，填充剂为沸石。
在一个实施例中，以组合物的重量计，组分B以10wt％到30wt％，进一步12wt％到25wt％，进一步15wt％到22wt％的量存在。在另一实施例中，填充剂为沸石。
在一个实施例中，第一组合物进一步包含第二乙烯类互聚物。在另一实施例中，第二乙烯类互聚物为乙烯/α-烯烃共聚物或乙烯/α-烯烃嵌段共聚物。
在一个实施例中，第二乙烯类互聚物的密度为0.860g/cc到0.910g/cc，进一步为0.865g/cc到0.905g/cc，进一步为0.870g/cc到0.900g/cc。
在一个实施例中，第二乙烯类互聚物的熔融指数(I2)为7.0g/10min到30.0g/10min，进一步为10.0g/10min到25.0g/10min，进一步为12.0g/10min到20.0g/10min。
在一个实施例中，以组合物的重量计，第二乙烯类互聚物以5.0wt％到35.0wt％，进一步7.0wt％到30.0wt％，进一步9.0wt％到25.0wt％的量存在。
在一个实施例中，第一乙烯类互聚物与第二乙烯类互聚物的重量比为0.8到1.2，进一步为0.9到1.1。
在一个实施例中，第一乙烯类互聚物与第二乙烯类互聚物的密度比为0.8到1.2，进一步为0.9到1.1。
在一个实施例中，第一乙烯类互聚物与第二乙烯类互聚物的I2比为0.10到0.60，进一步为0.15到0.40。
在一个实施例中，第一乙烯类互聚物与第二乙烯类聚合物的熔点(Tm)比为1.00到1.35，进一步为1.01到1.30。
第一乙烯类互聚物可包含本文所述的两个或更多个实施例的组合。
第二乙烯类互聚物可包含本文所述的两个或更多个实施例的组合。
在一个实施例中，组分A的第一组合物的密度为0.860g/cc到0.890g/cc，进一步为0.865g/cc到0.885g/cc，进一步为0.870g/cc到0.880g/cc。
在一个实施例中，以组合物的重量计，第一组合物包含大于或等于90wt％，进一步大于或等于95wt％，进一步大于或等于0.98wt％的第一乙烯类互聚物。
在一个实施例中，以组合物的重量计，第一组合物包含大于或等于90wt％，进一步大于或等于95wt％，进一步大于或等于0.98wt％的总重量的第一乙烯类互聚物和第二乙烯类互聚物。
组分A的第一组合物可包含本文所述的两个或更多个实施例的组合。
在一个实施例中，组合物的密度为1.1g/cc到1.5g/cc，进一步为1.2g/cc到1.4g/cc。
在一个实施例中，组合物的I2为0.05g/10min到2.0g/10min，进一步为0.08g/10min到1.5g/10min，进一步为0.10g/10min到1.2g/10min。
在一个实施例中，组合物的I10为2.0g/10min到20.0g/10min，进一步为3.0g/10min到15.0g/10min。
在一个实施例中，组合物的I10/I2为10到50，进一步为10到45，进一步为10到40。
在一个实施例中，组合物的％质量损失(NFPA 701测试方法)小于或等于40wt％，进一步小于或等于30wt％，进一步小于或等于20wt％，进一步小于或等于10wt％。
在一个实施例中，组合物的％质量损失(NFPA 701测试方法)小于或等于5.0wt％，进一步小于或等于3.0wt％，进一步小于或等于2.0wt％。
在一个实施例中，组合物的％质量损失(NFPA 701测试方法)小于或等于1.8wt％，进一步小于或等于1.5wt％，进一步小于或等于1.0wt％，进一步小于或等于0.5wt％。
在一个实施例中，组合物的熔点(Tm)大于或等于110℃，进一步大于或等于115℃，进一步大于或等于120℃。
在一个实施例中，组合物的熔点(Tm)小于或等于135℃，进一步小于或等于130℃，进一步小于或等于125℃。
在一个实施例中，组合物的ΔH熔融为10.0J/g到40.0J/g，进一步为12.0J/g到35.0J/g，进一步为15.0J/g到32.0J/g。
在一个实施例中，组合物的VICAT温度为35.0℃到60.0℃，进一步为48.0℃到58.0℃。
在一个实施例中，组合物的肖氏A级硬度为68到95，进一步为70到92。
在一个实施例中，组分A与组分D的重量比为1.00到1.40，进一步为1.02到1.35，进一步为1.05到1.30。
在一个实施例中，组合物包含组分B，并且其中组分A与组分B的重量比为1.00到1.50，进一步为1.05到1.45。
在一个实施例中，组分A与组分C的重量比为0.30到0.80，进一步为0.35到0.75，进一步为0.40到0.70。
在一个实施例中，组合物包含30.0wt％到50.0wt％的一种或多种非卤素、无机阻燃剂作为组分C)。在另一实施例中，组分A与组分C的重量比为0.30到0.80，进一步为0.35到0.75，进一步为0.40到0.70。
在一个实施例中，以组合物的重量计，组合物包含8.0wt％到30.0wt％的一种或多种含卤素阻燃剂化合物作为组分C。在另一实施例中重量比为1.50到6.50，进一步为1.70到6.00，进一步为1.90到5.50。在另一实施例中组分A与组分C的重量比为1.50到3.50，进一步为1.70到3.00，进一步为1.90到2.80。
本发明组合物可包含本文所述的两个或更多个实施例。
本发明还提供包含由本文所述的本发明组合物形成的至少一个部件的制品。在另一实施例中，制品为经涂布的衬底，并且其中涂层由本发明组合物形成。
乙烯类互聚物(组分A)
在一个实施例中，第一乙烯类互聚物的密度为0.865g/cc到0.910g/cc，进一步为0.870g/cc到0.905g/cc。
在一个实施例中，第一乙烯类互聚物的分子量分布(MWD)为1.2到4.0，进一步为1.5到3.8，进一步为1.8到3.0，进一步为2.0到2.8。
在一个实施例中，第一乙烯类互聚物的熔融指数(I2)为0.5g/10min到20.0g/10min，进一步为1.0g/10min到15.0g/10min，进一步为2.0g/10min到10.0g/10min。
在一个实施例中，第一乙烯类互聚物的熔点(Tm)大于或等于90℃，进一步大于或等于92℃，进一步大于或等于95℃。
在一个实施例中，第一乙烯类互聚物的熔点小于或等于135℃，进一步小于或等于130℃，进一步小于或等于125℃。
第一乙烯类互聚物可包含本文所述的两个或更多个实施例的组合。
乙烯/α-烯烃互聚物(组分A)
在一个实施例中，第一乙烯类互聚物为乙烯/α-烯烃互聚物，并且进一步为乙烯/α-烯烃共聚物。合适的α-烯烃包括C3-C20α-烯烃，进一步C3-C10α-烯烃以及进一步C3、C4、C6和C8α-烯烃。
在一个实施例中，乙烯类互聚物为均匀支化的线性乙烯/α-烯烃共聚物或均匀支化的基本上线性乙烯/α-烯烃共聚物。合适的α-烯烃包括C3-C20α-烯烃，进一步C3-C10α-烯烃以及进一步C3、C4、C6和C8α-烯烃。
如关于乙烯/α-烯烃共聚物所用的术语“均匀”和“均匀支化的”是指其中α-烯烃共聚单体无规分布在给定聚合物分子内并且所有聚合物分子具有相同或基本上相同的共聚单体/乙烯比率的共聚物。均匀支化的乙烯/α-烯烃共聚物包括均匀支化的线性乙烯/α-烯烃共聚物和均匀支化的基本上线性乙烯/α-烯烃共聚物。
包括在均匀支化的线性乙烯/α-烯烃共聚物之中的为乙烯共聚物，其不具有长链分支(或可测量的长链分支)但具有衍生自聚合成共聚物的共聚单体的短链分支并且共聚单体皆均匀分布在相同聚合物链内和在不同聚合物链之间。即，均匀支化的线性乙烯/α-烯烃共聚物不具有长链分支，正如同线性低密度乙烯/α-烯烃共聚物的情况，并且可使用如例如Elston在美国专利3,645,992中所描述的“均匀的支化分布”聚合工艺制备。均匀支化的线性乙烯/α-烯烃共聚物的商业实例包括由三井化学公司(Mitsui Chemical Company)供应的TAFMER聚合物以及由埃克森美孚化学公司(ExxonMobil Chemical Company)供应的EXACT聚合物。
均匀支化的基本上线性乙烯/α-烯烃共聚物描述于例如美国专利案第5,272,236号；第5,278,272号；第6,054,544号；第6,335,410号和第6,723,810号中；每个全部以引用的方式并入本文中。基本上线性乙烯/α-烯烃共聚物为其中共聚单体无规分布在给定聚合物分子内并且其中所有聚合物分子具有相同或基本上相同共聚单体/乙烯比率的那些共聚物。另外，基本上线性乙烯/α-烯烃共聚物具有长链分支(链分支具有比通过将一种共聚单体并入聚合物主链中形成的支化更多的碳原子)长链分支具有与聚合物主链相同的共聚单体分布，并且可具有与聚合物主链的长度大致相同的长度。“基本上线性”通常指平均经“每1000个碳0.01个长链分支”到“每1000个总碳3个长链分支”取代的聚合物。在该群组内的聚合物包括可购自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)的ENGAGE和AFFINITY产品。与均匀支化的基本上线性乙烯/α-烯烃共聚物相比，均匀支化的线性乙烯/α-烯烃共聚物不具有可测量或明显长链分支。
均匀支化的基本上线性乙烯/α-烯烃共聚物形成一类独特的均匀支化的乙烯聚合物。它们不同于由Elston在美国专利3,645,992中描述的均匀支化的线性乙烯/α-烯烃共聚物类别，并且此外，它们与例如使用由Anderson等人在美国专利4,076,698中公开的技术制备的常规非均相“齐格勒-纳塔催化剂聚合”线性乙烯/α-烯烃共聚物(例如LLDPE、ULDPE和VLDPE)不是相同类别；它们与高压、自由基引发、高度支化的聚乙烯如例如低密度聚乙烯(LDPE)、乙烯-丙烯酸(EAA)共聚物和乙烯乙酸乙烯酯(EVA)共聚物也不是相同类别。
均匀支化的基本上线性乙烯/α-烯烃共聚物具有优异可加工性，即使它们具有相对地窄分子量分布。出人意料地，基本上线性乙烯/α-烯烃共聚物的根据ASTM D 1238的熔体流动比率(I10/I2)可大幅变化，并且基本上独立于分子量分布(Mw/Mn或MWD)。这种出人意料的性能与常规均匀支化的线性乙烯/α-烯烃共聚物(如例如由Elston在U.S.3,645,992中描述那些)和不均匀支化的“常规齐格勒-纳塔聚合”线性乙烯/α-烯烃共聚物(如例如由Anderson等人在U.S.4,076,698中描述的那些)完全相反。不同于基本上线性乙烯/α-烯烃共聚物，线性乙烯/α-烯烃共聚物(不论均匀或不均匀支化)具有流变特性，使得随着分子量分布增大，I10/I2值也增大。
可使用例如Randall的方法(《高分子化学物理综述(Rev.Macromol.Chem.Phys.)》1989，C29(2&3)，第285至297页)通过行业中已知的常规技术如13C核磁共振(13C NMR)光谱法测定“长链分支(LCB)”。两种其它方法为与低角度激光散射检测器耦接的凝胶渗透色谱法(GPC-LALLS)和与差示粘度计检测器耦接的凝胶渗透色谱法(GPC-DV)。这些长链分支检测技术的使用和基础理论已经在文献中列有充分证据。参见例如Zimm,B.H.和Stockmayer,W.H.，《化学物理学杂志(J.Chem.Phys.)》，17，1301(1949)和，Rudin,A.，《聚合物表征的现代方法(Modern Methods of Polymer Characterization)》，约翰·威利父子公司(JohnWiley&Sons)，纽约(New York)(1991)第103至112页。
与不均匀支化的乙烯/α-烯烃共聚物相比，其由于不均匀支化的聚合物宽的短链分支分布而具有两个或更多个熔融峰，均匀支化的乙烯/α-烯烃共聚物将优选地具有单个熔融峰，如使用差示扫描量热法(DSC)所测量。
在一个实施例中，乙烯/α-烯烃互聚物以及进一步共聚物的熔融指数(I2)为0.1g/10min到30g/10min，进一步为0.2g/10min到15g/10min，进一步为0.5g/10min到10g/10min，进一步为1g/10min到6g/10min(在190℃/2.16kg下)。从0.1g/10min到30g/10min的所有个别值和子范围都包括在本文中并且公开于本文中；例如，熔体流动速率可从下限0.1g/10min、0.2g/10min、0.3g/10min、0.4g/10min、0.5g/10min、0.7g/10min、0.8g/10min或1.0g/10min到上限30g/10min、25g/10min、20g/10min、15g/10min、10g/10min或6g/10min。举例来说，乙烯/α-烯烃互聚物以及进一步共聚物的熔体流动速率可在0.1g/10min到25g/10min；或0.2g/10min到20g/10min；或0.3g/10min到15g/10min；或0.4g/10min到12g/10min；或0.5g/10min到10g/10min；或0.5g/10min到5g/10min的范围内。
在一个实施例中，乙烯/α-烯烃共聚物的结晶度为至少10重量％到38重量％。从10重量％到38重量％的所有个别值和子范围都包括在本文中并且公开于本文中；例如结晶度可从下限10重量％、13重量％或18重量％到上限38重量％、34重量％、31重量％。举例来说，乙烯/α-烯烃共聚物的结晶度可在至少13重量％到36重量％的范围内；或在替代方案中，至少16重量％到34重量％。
乙烯/α-烯烃互聚物以及进一步共聚物包含衍生自乙烯的单元和衍生自α-烯烃共聚单体的聚合物单元。合适的α-烯烃包括C3到C10α-烯烃；以及进一步C3、C4、C6和C8α-烯烃。
乙烯/α-烯烃互聚物以及进一步乙烯/α-烯烃共聚物可包含如本文所述的两个或更多个实施例的组合。
乙烯/α-烯烃嵌段共聚物(组分A)
在一个实施例中，第一乙烯类互聚物为如下所述的乙烯/α-烯烃嵌段共聚物。
如本文所用，术语“乙烯/α-烯烃嵌段共聚物”、“乙烯/烯烃嵌段共聚物”或“OBC”是指乙烯/α-烯烃多嵌段共聚物，并且包括呈聚合形式的乙烯和一种或多种可共聚α-烯烃共聚单体，其特征在于两个或更多个聚合单体单元的多嵌段或链段在化学或物理性质方面不同。在本文中，关于术语乙烯/α-烯烃嵌段共聚物和本段中讨论的类似术语，术语“互聚物”可与“共聚物”互换使用。当在共聚物中提及“乙烯”或“共聚单体”的量时，应理解此意指其聚合单元。在一些实施例中，多嵌段共聚物可由下式表示：
(AB)n,
其中n至少为是1，优选大于1的整数，如2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100或更大；“A”表示硬嵌段或链段；并且“B”表示软嵌段或链段。优选地，A和B以与基本上上支化或基本上星形方式相反的实质上线性方式连接。在其它实施例中，A嵌段和B嵌段沿聚合物链无规分布。换句话说，嵌段共聚物通常不具有如下结构：AAA-AA-BBB-BB。
在再其它实施例中，嵌段共聚物通常不具有包含不同共聚单体的第三类型的嵌段。在又其它实施例中，嵌段A和嵌段B中各自具有基本上无规分布在嵌段内的单体或共聚单体。换句话说，嵌段A和嵌段B都不包含组成相异的两个或更多个子链段(或子嵌段)，如端部链段，其具有与嵌段的其余部分基本上不同的组成。
优选地，乙烯包含整个嵌段共聚物的大部分摩尔分数，即乙烯包含至少整个聚合物的50摩尔％。更优选地，乙烯包含至少60摩尔％、至少70摩尔％或至少80摩尔％，其中整个聚合物的基本上其余部分包含至少一种其它共聚单体，其优选地为具有3或更多个碳原子的α-烯烃。适合的α-烯烃在上文论述。在一些实施例中，烯烃嵌段共聚物可包含50mol％到90mol％乙烯，优选地60mol％到85mol％乙烯，更优选地65mol％到80乙烯。对于许多乙烯/辛烯嵌段共聚物，优选的组合物包含大于整个聚合物的80摩尔％的乙烯含量和整个聚合物的10摩尔％到15摩尔％，优选地15摩尔％到20摩尔％的辛烯含量。
如上文所论述，烯烃嵌段共聚物(OBC)包括各种量的“硬”链段和“软”链段。“硬”链段为其中以聚合物的重量计，乙烯以大于95重量％或大于98重量％、最多100重量％的量存在的聚合单元的嵌段。换句话说，以聚合物的重量计，在硬链段中的共聚单体含量(除乙烯以外的单体的含量)小于5重量％或小于2重量％，并且可能低到零。在一些实施例中，硬链段包括衍生自乙烯的所有或基本上所有单元。“软”链段为其中以聚合物的重量计，共聚单体含量(除乙烯以外的单体的含量)大于5重量％，或大于8重量％，或大于10重量％，或大于15重量％的聚合单元的嵌段。在一些实施例中，在软链段中的共聚单体含量可大于20重量％、大于25重量％、大于30重量％、大于35重量％、大于40重量％、大于45重量％、大于50重量％，或大于60重量％，并且可最多100重量％。
软链段可以OBC总重量的1重量％到99重量％存在于OBC中，或OBC总重量的5重量％到95重量％、10重量％到90重量％、15重量％到85重量％、20重量％到80重量％、25重量％到75重量％、30重量％到70重量％、35重量％到65重量％、40重量％到60重量％或45重量％到55重量％。相反地，硬链段可以类似范围存在。软链段重量百分比和硬链段重量百分比可基于从DSC或NMR获得的数据计算。此类方法和计算公开于例如以Colin L.P.Shan、Lonnie Hazlitt等人的名义提交于2006年3月15日并且颁予陶氏全球技术公司(DowGlobal Technologies Inc.)的名称为“乙烯/α-烯烃嵌段互聚物(Ethylene/α-OlefinBlock Interpolymers)”的美国专利第7,608,668号中，其公开内容以全文引用的方式并入本文中。具体来说，硬和软链段重量百分比和共聚单体含量可如在US 7,608,668的第57栏到第63栏中所述测定。
烯烃嵌段共聚物(OBC)为包含两个或更多个优选地以线性方式而不是侧接或接枝方式接合的化学上相异的区域或链段(被称作“嵌段”)的聚合物，即包含相对于聚合烯系官能度端到端接合的化学上分化的单元的聚合物。在实施例中，嵌段在并入的共聚单体的量或类型、密度、结晶度、可归因于此类组合物的聚合物的微晶尺寸、立体异构性(全同立构或间同立构)的类型或程度、区域规整性或区域不规整性、支化量(包括长链支化或超支化)、均质性或任何其它化学或物理性质方面不同。与现有技术的嵌段互聚物(包括通过依次单体添加、立体易变催化剂或阴离子聚合技术产生的互聚物)相比，本发明OBC的特征在于聚合物多分散性(PDI或Mw/Mn或MWD)、即嵌段长度分布和/或嵌段数量分布两者的独特分布，在实施例中，这归因于在其制备中使用的梭移剂以及多种催化剂的作用。
在一个实施例中，乙烯/α-烯烃嵌段共聚物以连续方法生产，并且其多分散指数PDI(或MWD)为1.7到3.5，或1.8到3.0，或1.8到2.5，或1.8到2.2。当以分批或半分批法生产时，OBC的PDI为1.0到3.5，或1.3到3.0，或1.4到2.5，或1.4到2.0。
另外，烯烃嵌段共聚物的PDI符合舒尔茨-弗洛里分布(Schultz-Florydistribution)而不是泊松分布(Poisson distribution)。本发明OBC具有多分散的嵌段分布以及多分散的嵌段尺寸分布。这使得形成具有改进和可区别的物理性质的聚合物产物。多分散嵌段分布的理论益处先前已在Potemkin，《物理评论E(Physical Review E)》(1998)57(6)，第6902至6912页以及Dobrynin，《化学物理杂志(J.Chem.Phys.)》(1997)107(21)，第9234至9238页中建模并且讨论。
在一个实施例中，本发明乙烯/α-烯烃嵌段共聚物具有嵌段长度的最概然分布。
在一个实施例中，乙烯/α-烯烃嵌段共聚物具有以下特性中的至少一者：
(A)1.7到3.5的Mw/Mn，以摄氏度为单位的至少一个熔点Tm，以及以克/立方厘米为单位的密度d，其中Tm和d的数值对应于以下关系：
Tm>-2002.9+4538.5(d)-2422.2(d)2，和/或
(B)1.7到3.5的Mw/Mn，并且其特征在于熔化热ΔH(以J/g为单位)和定义为在最高的DSC峰与最高的结晶分析分离(“CRYSTAF”)峰之间的温差的Δ量，ΔT(以摄氏度为单位)，其中ΔT和ΔH的数值具有以下关系：
对于大于零并且最多130J/g的ΔH，ΔT>-0.1299ΔH+62.81
对于大于130J/g的ΔH，ΔT≥48℃，
其中使用至少5％的累积聚合物测定CRYSTAF峰，并且如果小于5％的聚合物具有可鉴别的CRYSTAF峰，那么CRYSTAF温度是30℃；和/或
(C)在300％应变和1次循环下用压缩成形的且具有以克/立方厘米为单位的密度d的乙烯/α-烯烃互聚物膜测量的以百分比计的弹性恢复Re其中当乙烯/α-烯烃互聚物基本上不含交联相时，Re和d的数值满足以下关系：
Re>1481-1629(d)；和/或
(D)具有当使用TREF分级时，在40℃与130℃之间洗脱的分子级分，其特征在于所述级分具有大于或等于量(-0.2013)T+20.07，更优选地大于或等于量(-0.2013)T+21.07的摩尔共聚单体含量，其中T为TREF分级的峰值洗脱温度的数值，以℃为单位测量；和/或
(E)具有在25℃下的储能模量G'(25℃)和在100℃下的储能模量G'(100℃)，其中G'(25℃)与G'(100℃)的比率在1:1到9:1的范围内。
乙烯/α-烯烃嵌段共聚物还可以下特性中的至少一者：
(F)当使用TREF时在40℃与130℃之间洗脱的分子级分，其特征在于级分的嵌段指数为至少0.5并且至多1，并且分子量分布Mw/Mn大于1.3；和/或
(G)平均嵌段指数大于零并且最多1.0，并且分子量分布Mw/Mn大于1.3。
应理解，乙烯/α-烯烃嵌段共聚物可具有特性(A)至(G)中的一个、一些、全部或任何组合。嵌段指数可如美国专利第7,608,668号中详细描述来测定，所述专利出于所述目的以引用的方式并入本文中。用于测定特性(A)到(G)的分析方法公开于例如美国专利第7,608,668号第31栏第26行到第35栏第44行中，所述专利出于所述目的以引用的方式并入本文中。
在一个实施例中，乙烯/α-烯烃嵌段共聚物具有以上特性A到E中的至少一者。
用于制备本发明OBC的合适单体包括乙烯和一种或多种除乙烯以外的加成可聚合单体。合适的共聚单体的实例包括3到30个，优选地3到20个碳原子的直链或支链α-烯烃，如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯、1-十八烯以及1-二十烯；3到30个，优选地3到20个碳原子的环烯烃，如环戊烯、环庚烯、降冰片烯、5-甲基-2-降冰片烯、四环十二烯以及2-甲基-1,4,5,8-二甲桥-1,2,3,4,4a,5,8,8a-八氢萘；二烯烃和聚烯烃，如丁二烯、异戊二烯、4-甲基-1,3-戊二烯、1,3-戊二烯、1,4-戊二烯、1,5-己二烯、1,4-己二烯、1,3-己二烯、1,3-辛二烯、1,4-辛二烯、1,5-辛二烯、1,6-辛二烯、1,7-辛二烯、亚乙基降冰片烯、乙烯基降冰片烯、二环戊二烯、7-甲基-1,6-辛二烯、4-亚乙基-8-甲基-1,7-壬二烯以及5,9-二甲基-1,4,8-癸三烯；以及3-苯基丙烯、4-苯基丙烯、1,2-二氟乙烯、四氟乙烯以及3,3,3-三氟-1-丙烯。
在一个实施例中，乙烯/α-烯烃嵌段共聚物的密度为0.850g/cc到0.900g/cc，或0.855g/cc到0.890g/cc，或0.860g/cc到0.880g/cc。在另一实施例中，乙烯/α-烯烃嵌段共聚物的熔融指数(MI或I2)为0.5g/10min到40g/10min，或0.8g/10min到30g/10min，或1.0g/10min到20g/10min，或1.0g/10min到10g/10min，如通过ASTM D1238(190℃/2.16kg)所测量。在一个实施例中，乙烯/α-烯烃嵌段共聚物包含聚合的乙烯和一种α-烯烃作为唯一单体类型。在另一实施例中，α-烯烃选自丙烯、1-丁烯、1-己烯或1-辛烯。
在一个实施例中，乙烯/α-烯烃嵌段共聚物不包括苯乙烯。
乙烯/α-烯烃嵌段共聚物可通过链梭移方法生产制造，如在以引用的方式并入本文中的美国专利第7,858,706号中所描述。具体来说，合适的链梭移剂和相关信息在第16栏第39行到第19栏第44行中列出。合适的催化剂描述于第19栏第45行到第46栏第19行中并且合适的共催化剂描述于第46栏第20行到第51栏第28行中。所述方法描述于整个文献中，但具体地在第51栏第29行到第54栏第56行中。所述方法还在例如以下各者中有所描述：美国专利第7,608,668号；第US 7,893,166号；以及第7,947,793号。
乙烯/α-烯烃嵌段共聚物可包含本文所述两个或更多个实施例的组合。
极性聚合物(组分D)
极性聚合物为包含包含至少一个杂原子例如O、N或Cl的至少一种化学基团的聚合物。
在一个实施例中，以极性聚合物的重量计，极性聚合物包含大于或等于0.5wt％，进一步大于或等于1.0wt％，进一步大于或等于2.0wt％，进一步大于或等于5.0wt％的包含至少一个杂原子的至少一种化学基团。
在一个实施例中，以极性聚合物的重量计，极性聚合物包含大于或等于10wt％，进一步大于或等于12wt％，进一步大于或等于15wt％，进一步大于或等于20wt％的包含至少一个杂原子发至少一种化学基团。
在一个实施例中，以组合物的重量计，极性聚合物以大于0wt％到30wt％，优选地2wt％到30wt％，更优选地5wt％到25wt％的量存在。
在一个实施例中，极性聚合物选自以下：乙烯乙酸乙烯酯(EVA)共聚物、氯化乙烯类聚合物、马来酸酐官能化烯的烃类聚合物、乙烯丙烯酸共聚物、乙烯丙烯酸酯共聚物(例如乙烯丙烯酸乙酯)、乙烯乙酸乙烯酯一氧化碳三元共聚物、乙烯丙烯酸酯一氧化碳三元共聚物或其组合。
例如通过在含水浆料中合并氯和乙烯类聚合物(例如HDPE)生产氯化乙烯类聚合物。在一个实施例中，以氯化乙烯类聚合物的重量计，聚合物的氯含量为25wt％到50wt％，进一步30wt到40wt％。
极性聚合物可包含如本文所述的两个或更多个实施例的组合。
填充剂(组分B)
在一个实施例中，填充剂为沸石。在另一实施例中，以组合物的重量计，填充剂以5wt％到30wt％，进一步10wt％到25wt％的量存在。沸石具有HF(高频；≥10MHz)响应性。此类材料为特征在于由通道或孔形成的多孔结构的无机固体材料。孔可为不均匀的具有不同孔直径，或均匀的具有恒定孔直径。多孔结构提供具有对于能够进入孔的分子物质如水分子的吸附能力的大内表面面积。孔可基本上穿透固体材料的整个体积。
在一个实施例中，沸石选自合成或天然结晶金属铝硅酸盐。在另一实施例中，沸石具有直径小于1.2纳米(nm)的通道。沸石还可被称作框架铝硅酸盐，因为框架是基于(在拐角)通过共享氧原子彼此连接的[(Al,Si)4]四面体的三维网络。铝取代硅产生电荷不均衡，需要包括阳离子。呈水合形式，最重要铝硅酸盐种类的沸石如由下式表示
Mx[(AlO2)x(SiO2)y]zH2O，
其中M表示n价态的阳离子，x为在单位晶胞中铝类四面体和电荷均衡阳离子的数目，y为在单位晶胞中硅类四面体的数目，以及z为在沸石孔中水分子的数目。式[(AlO2)x(SiO2)y]的加括号部分表示阴离子框架组合物。总和(x+y)为在单位晶胞中四面体的总数。比率y/x可根据沸石的类型变化，并且取决于结构通常具有约1到6的值。AlO2-阴离子的咬合可产生低于1的比率。
框架含有可被阳离子M和水分子占据的通道和空隙。水分子可可逆地去除，例如通过施加热。阳离子M可为第IA族元素或第IIA族元素，即，其可为碱金属阳离子或碱土金属阳离子。在优选但非限制性实施例中，通常，M选自由以下组成的群组：钠、钾、钙、镁、锶和钡，更优选地钠、钾和钙。
合适的合成沸石包括在类型X、3A、4A和5A的族内的那些沸石。具体例示的沸石等级具有在约0.3nm到约0.8nm的范围内的微孔尺寸，以及在约2微米(μm)到约16μm的范围内的粒度。出于本发明的目的，沸石可有利地以(商业地)供应，具体地说，以供应形式和水合状态使用。事先处理或活化例如以去除吸附的水不认为是必需的。有利的是，沸石以粉末形式使用。
在本发明的范围内的是，在本发明组合物中可使用多于一种沸石，即，两种或更多种不同沸石的混合物。
在一个实施例中，以组合物的重量计，沸石(或沸石的混合物)以至少5重量％(wt％)、优选地5wt％到30wt％，进一步10wt％到25wt％，并且进一步12wt％到20wt％的量存在。
沸石可使用常规可用的任何方法并入以确保沸石在整个组合物中形成均匀的分散体。举例来说，叶轮混合、回旋混合、班伯里(Banbury)混合器、双螺杆挤出机和其它此类装置。由本发明组合物形成的制品，例如片材、膜，或压缩或注射模制制品，按需要接着可被运送到高频电磁场中用于介电质加热，按需要包括制品的一个或多个部件的HF焊接或HF密封，从而制备中间或最终制造的制品。
在一个实施例中，以沸石的重量计，水以相对于沸石重量在1wt％到21wt％，进一步2wt％到19wt％，进一步3wt％到18wt％，并且进一步3wt％到17wt％的范围内的量存在于沸石中。此水一般存在在沸石内、吸收到沸石上，如所供应的，但其还可通过将沸石干燥到要求的水含量来确保和控制。水的量测量为烧失量(LOI)，其为在575℃下维持一小时的重量损失。
在一个实施例中，沸石为在类型X、3A、4A或5A的族内的合成沸石。在另一实施例中，合成沸石在类型4A或5A的族内。
阻燃剂(组分C)
如本领域中已知，阻燃剂材料为在小到适中火暴露下不容易点燃或传播火焰的化合物或化合物的混合物。阻燃剂降低火的强度和蔓延。阻燃剂减少燃烧的烟雾和有毒副产物。
阻燃剂包括非卤素、无机阻燃剂化合物，其包括但不限于金属水合物和金属氧化物。非卤素、无机阻燃剂的实例包括三水合铝(ATH)、氢氧化镁(MDH)(碾磨或沉淀等级)和三氧化锑。
阻燃剂还包括含卤素阻燃剂化合物。含卤素阻燃剂化合物包括但不限于卤化芳基化合物，进一步溴化芳基化合物。实例包括溴化酰亚胺化合物、溴化双酰亚胺化合物和溴化醚化合物。进一步实例包括溴化双邻苯二甲酰亚胺化合物、溴化二苯醚化合物和溴化双酚化合物。
阻燃剂可包含本文所述的两个或更多个实施例的组合。
添加剂
本发明组合物可包含一种或多种添加剂。添加剂包括但不限于抗氧化剂、紫外吸收剂、抗静电剂、着色剂(例如二氧化钛、碳黑和颜料)、粘度改性剂、防结块剂、脱模剂、摩擦系数(COF)改性剂、热稳定剂、气味改性剂/吸附剂及其任何组合。
在一个实施例中，组合物进一步包含抗氧化剂、紫外线吸收剂、颜料、热稳定剂或其组合。
在一个实施例中，本发明组合物进一步包含一种或多种附加聚合物。附加聚合物包括但不限于乙烯类聚合物和丙烯类聚合物。
在一个实施例中，组合物进一步包含烯烃类聚合物(例如PP、RCP、HDPE)。
制品
本发明还提供包含由本发明组合物形成的至少一个部件的制品。制品包括但不限于膜、涂层、注射模制制品、热成型制品和泡沫。附加制品包括医疗装置(例如压力套箍和稳定装置)；可充气制品(例如玩具、船艇、缓冲件和家具)、被单布(例如天篷、横幅、标牌、帐篷、防水帆布和用于池、池塘或填埋场的衬垫)、书籍装订以及托架(例如体育袋和背包)。
定义
除非相反地陈述、从上下文暗示或本领域惯用的，否则所有份数和百分比都是按重量计，并且所有测试方法都是到本公开的提交日为止的现行方法。
如本文所用，术语“组合物”包括包含所述组合物的(一种或多种)材料，以及由所述组合物的材料形成的反应产物和分解产物。
术语“包含”和其派生词并不旨在排除任何附加组分、步骤或程序的存在，无论其是否在本文中公开。为了避免任何疑问，除非相反地陈述，否则在本文中通过使用术语“包含”主张的所有组合物可包括无论聚合或呈其它形式的任何附加添加剂、佐剂或化合物。相比之下，术语“基本上由……组成”从任何随后叙述的范围中排除任何其它组分、步骤或程序，除了对可操作性来说不是必不可少的那些之外。术语“由……组成”排除未具体界定或列举的任何组分、步骤或程序。
如本文所用，术语“聚合物”是指通过聚合相同或不同类型的单体而制备的聚合化合物。因此，通用术语聚合物涵盖术语均聚物(用于指仅由一种类型单体制备的聚合物，理解为痕量杂质可并入聚合物结构中)和如下文所定义的术语互聚物。痕量杂质可并入聚合物之中和/或之内。
如本文所用，术语“互聚物”是指通过聚合至少两种不同类型的单体而制备的聚合物。因此，通用术语互聚物包括共聚物(用于指由两种不同类型的单体制备的聚合物)和由多于两种不同类型的单体制备的聚合物。
如本文所用，术语“烯烃类聚合物”是指包含呈聚合形式的多数量烯烃单体(例如乙烯或丙烯)(以聚合物的重量计)并且任选地可包含至少一种共聚单体的聚合物。
如本文所用，术语“乙烯类聚合物”是指包含呈聚合形式的多数量乙烯单体(以聚合物的重量计)并且任选地可包含至少一种共聚单体的聚合物。
如本文所用，术语“乙烯类互聚物”是指包含呈聚合形式的多数量乙烯单体(以互聚物的重量计)和至少一种共聚单体的互聚物。
如本文所用，术语“乙烯类共聚物”是指包含呈聚合形式的多数量乙烯单体(以共聚物的重量计)和共聚单体作为仅有的两种单体类型的共聚物。
如本文所用，术语“乙烯/α-烯烃互聚物”是指包含呈聚合形式的多数量乙烯单体(以互聚物的重量计)和至少一种α-烯烃的互聚物。此术语不包括上文所论述的乙烯/α-烯烃嵌段共聚物。
如本文所用，术语“乙烯/α-烯烃共聚物”是指包含呈聚合形式的多数量乙烯单体(以共聚物的重量计)和α-烯烃作为仅有的两种单体类型的共聚物。此术语不包括上文所论述的乙烯/α-烯烃嵌段共聚物。
如本文所用，术语“丙烯类聚合物”是指包含呈聚合形式的多数量丙烯单体(以聚合物的总重量计)并且任选地可包含至少一种共聚单体的聚合物。
测试方法
密度：使用ASTM D792，方法B进行测量结果。进行五次测量，并且报告平均值。
对于乙烯类聚合物(颗粒形式)或乙烯类聚合物掺合物(例如在第一组合物中两种乙烯类聚合物)根据ASTM D 1238，条件190℃/2.16kg测量熔融指数(或I2，I2或MI)，并且以洗脱的克/10分钟为单位报告。进行三次测量，并且报告平均值。根据ASTM D-1238，条件190℃/10kg负荷测量I10(或I10)，并且以g/10min为单位报告。进行三次测量，并且报告平均值。
差示扫描量热法
使用差示扫描量热法(DSC)测量乙烯(PE，或OBC)类样品和丙烯(PP)类样品中的结晶度。称量约五毫克到八毫克样品并且将其放置于DSC盘中。将盖子在盘上卷边以确保封闭的氛围。将样品盘放置于DSC单元中，并且然后以约10℃/min的速率对于PE加热到180℃温度(对于PP加热到230℃)。使样品在此温度下保持三分钟。然后，对于PE以10℃/min的速率将样品冷却到-60℃(对于PP冷却到-40℃)，并且在所述温度下等温保持三分钟。接着以10℃/min的速率加热样品，直到完全熔融(第二次加热)为止。通过使由第二加热曲线确定的熔化热(Hf)除以PE的292J/g的理论熔化热(对于PP，165J/g)并使该量乘以100来计算％结晶度(例如对于PE，％cryst.＝(Hf/292J/g)×100；并且对于PP，％cryst.＝(Hf/165J/g)×100)。
除非另外陈述，否则由获自如上所述DSC的第二加热曲线(峰值Tm)测定每种聚合物的熔点(Tm)。由第一冷却曲线(峰值Tc)测定结晶温度(Tc)。
凝胶渗透色谱法
凝胶渗透色谱系统由聚合物实验室(Polymer Laboratories)PL-210型或聚合物实验室PL-220型仪器组成。柱和传送室在140℃下操作。使用三根聚合物实验室的10微米混合B柱。溶剂为1,2,4-三氯苯。制备浓度为“0.1克聚合物于50毫升含有200ppm丁基化羟基甲苯(BHT)的溶剂中”的样品。通过在160℃下轻微搅动两小时制备样品。注射体积为100微升并且流速为1.0毫升/分钟。
GPC柱组的校准用21种窄分子量分布聚苯乙烯标准物执行，其分子量在580到8,400,000范围内，以六种“混合液”混合物形式排列，并且单独的分子量之间间隔至少十倍。标准物购自聚合物实验室(英国什罗普郡(Shropshire,UK))。对于等于或大于1,000,000的分子量制备“0.025克于50毫升溶剂中”的聚苯乙烯标准物，并且对于小于1,000,000的分子量，制备“0.05克于50毫升溶剂中”的聚苯乙烯标准物。在温和搅动下，在80℃下溶解聚苯乙烯标准物维持30分钟。首先运行窄标准物混合物，并且按照最高分子量组分递减的次序以使降解降到最低。使用以下等式使聚苯乙烯标准物峰值分子量转化成聚乙烯分子量(如Williams和Ward《聚合物科学聚合物快报杂志(J.Polym.Sci.,Polym.Let.)》，6，621(1968)中所述)：M聚乙烯＝0.431(M聚苯乙烯)。使用威斯克泰TriSEC软件3.0版本(VISCOTEKTriSEC software Version 3.0)进行聚乙烯等效分子量计算。
机械特性
拉伸特性(10％模量、20％模量、30％模量；断裂应变；断裂应力；挠曲模量)在注射模制测试样品上测量-参见实验部分拉伸样品(ASTM D 638I型拉伸条)用阿克西科恩模具插件(Axxicon Mold Inserts)注射模制。测试试样尺寸为165mm(6.5")×13mm(0.5")×3.2mm(0.125")。根据ASTM D 638(508mm/min)用五个测试试样测定平均拉伸特性，并且报告平均值。
VICAT软化温度
将测试试样放置在测试设备中，使得穿过的针驻留在其表面上距边缘至少1mm。将10N或50N的负荷施加到试样。然后将试样降入处于23℃的油浴内。浴液以120℃/小时的速率升高，直到针穿过1mm为止。Vicat软化温度为平头针在特定负荷下穿过试样至1mm的深度的温度。当材料在高温应用中使用时，温度反映预期的软化的点。根据ASTM D1525测定VICAT软化温度。测试样品通过注射模制制备-参见实验部分。注射模制样品尺寸如下：80mm×10mm×4mm(厚度)。测试五个测试样品，并且报告平均值。
肖氏A硬度
用肖氏A型硬度计获取硬度测量值。将硬度计放置到约0.125英寸厚度的通过注射模制方法制备的薄片上。注射模制测试样品-参见实验部分。注射模制样品尺寸如下：4英寸×6英寸×～0.125英寸(厚度)。测试五个测试样品，并且报告平均值。
实验
在本研究中使用的聚合物列于下表1和表2中。阻燃剂列于表3中。无机填充剂列于表4中，并且其它添加剂列于表5中。
表1：聚合物
聚合物 密度(g/cm3) 熔点(℃) MI(在190℃下
INFUSE 9500* 0.877 122 5.0
INFUSE 9817** 0.877 120 15.0
ENGAGE 8450*** 0.902 97 3.0
ENGAGE 8411**** 0.880 76 18.0
*第一乙烯类聚合物(乙烯/辛烯嵌段共聚物)，可购自陶氏化学公司。
**第二乙烯类聚合物(乙烯/辛烯嵌段共聚物)，可购自陶氏化学公司。***第一乙烯类聚合物(乙烯/辛烯共聚物)，可购自陶氏化学公司。****第二乙烯类聚合物(乙烯/辛烯共聚物)，可购自陶氏化学公司。
表2：极性聚合物
Figure BDA0001251034720000211
*可购自陶氏化学公司(氯化聚乙烯)。**可购自朗盛(Lanxess)(乙烯乙酸乙烯酯共聚物)。***可购自杜邦(DuPont)(乙烯乙酸乙烯酯共聚物)。****可购自陶氏化学公司(MAH-官能化的乙烯类聚合物)。
表3：阻燃剂
Figure BDA0001251034720000212
*可购自雅保公司(Albemarle Corporation)。**可购自雅保公司。
***可购自雅保公司。****可购自科聚亚(Chemtura)。
表4：无机填充剂
填充剂
ZEOLITE 4A* 1Na<sub>2</sub>O:1Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>:2.0±0.1SiO<sub>2</sub>:x H<sub>2</sub>O
*可购自TRICAT；能够被频率大于或等于10MHz的交变电磁场激发。
表5：添加剂
添加剂 功能
TiO2* 着色颜料
IRGANOX B225** 抗氧化剂
CHIMASORB 2020*** UV添加剂
MAGLITE A(RX-13911)**** 热稳定剂
*可购自杜邦。**可购自汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals)。
***可购自巴斯夫公司(BASF)。****可购自赫斯达公司(HallStar company)。
组合物
制备组合物并且示于表6至表9中。组合物在具有通用螺杆的Coperion ZSK-2660L/D挤出机(15个机筒)上混配。挤出机以300RPM螺杆速度运行，其中对于每个机筒温度设定在150℃。对于每种调配物，制备添加剂的干粉混合物，并且制备聚合物颗粒的混合物。将聚合物颗粒混合物和约60wt％的总干粉混合物供应到挤出机的进料喉中。使用在机筒#8处的侧臂将剩余的干粉混合物供应到挤出机中。熔融聚合物组合物通过两个孔模离开挤出机，以形成两股挤出物，并且挤出物股束穿过16'长水浴，用于水骤冷。随后，使股束穿过BERLYN气刀以移除过量水。一旦股束冷却并充分干燥，经由Lab Tech侧部切割机将它们短切成颗粒。
表6：比较组合物(A至F)
Figure BDA0001251034720000221
Figure BDA0001251034720000231
每个wt％以组合物的总重量计。
*第一组合物的密度根据以下等式确定：1/pb＝w1/p1+w2/p2，其中pb＝第一组合物的密度，w1＝第一乙烯类互聚物的重量分数，p1＝第一乙烯类互聚物的密度，w2＝第二乙烯类互聚物的重量分数，p2＝第二乙烯类互聚物的密度。对于附加乙烯类互聚物：1/pb＝∑wi/pi，对于i＝1到n，其中n＝在第一组合物中乙烯类互聚物的总数；wi＝第i乙烯类互聚物的重量分数，pi＝第i乙烯类互聚物的熔融指数。第一组合物含有第一乙烯类互聚物和第二乙烯类互聚物。
第一组合物的熔融指数(I2)还可从以下等式估算：
1/I2b＝∑[wi(1/I2i)1/a]a。I2b＝第一组合物的熔融指数(I2)，wi＝第i乙烯类互聚物的重量分数，I2i＝第i乙烯类互聚物的熔融指数，并且α＝3.5。对于组合物A至C中的每一种，计算的第一组合物的熔融指数(I2)为8.3g/10min(测量＝8.2g/10min)。对于组合物D至E中的每一种，计算的熔融指数(I2)为6.6g/10min(测量＝6.9g/10min)。
表7：本发明组合物(1至4)和比较组合物(G、H)
Figure BDA0001251034720000232
Figure BDA0001251034720000241
每个wt％以组合物的总重量计。
*第一组合物的密度根据以下等式确定：1/pb＝w1/p1+w2/p2，其中pb＝第一组合物的密度，w1＝第一乙烯类互聚物的重量分数，p1＝第一乙烯类互聚物的密度，w2＝第二乙烯类互聚物的重量分数，p2＝第二乙烯类互聚物的密度。对于附加乙烯类互聚物：1/pb＝∑wi/pi，对于i＝1到n，其中n＝在第一组合物中乙烯类互聚物的总数；wi＝第i乙烯类互聚物的重量分数，pi＝第i乙烯类互聚物的熔融指数。第一组合物含有第一乙烯类互聚物和第二乙烯类互聚物。
表8：本发明(5至9)
Figure BDA0001251034720000242
每个wt％以组合物的总重量计。
*第一组合物的密度根据以下等式确定：1/pb＝w1/p1+w2/p2，其中pb＝第一组合物的密度，w1＝第一乙烯类互聚物的重量分数，p1＝第一乙烯类互聚物的密度，w2＝第二乙烯类互聚物的重量分数，p2＝第二乙烯类互聚物的密度。对于附加乙烯类互聚物：1/pb＝∑wi/pi，对于i＝1到n，其中n＝在第一组合物中乙烯类互聚物的总数；wi＝第i乙烯类互聚物的重量分数，pi＝第i乙烯类互聚物的熔融指数。第一组合物含有第一乙烯类互聚物和第二乙烯类互聚物。
表9：本发明组合物(9至13)
Figure BDA0001251034720000243
Figure BDA0001251034720000251
每个wt％以组合物的总重量计。
*第一组合物的密度根据以下等式确定：1/pb＝w1/p1+w2/p2，其中pb＝第一组合物的密度，w1＝第一乙烯类互聚物的重量分数，p1＝第一乙烯类互聚物的密度，w2＝第二乙烯类互聚物的重量分数，p2＝第二乙烯类互聚物的密度。对于附加乙烯类互聚物：1/pb＝∑wi/pi，对于i＝1到n，其中n＝在第一组合物中乙烯类互聚物的总数；wi＝第i乙烯类互聚物的重量分数，pi＝第i乙烯类互聚物的熔融指数。第一组合物含有第一乙烯类互聚物和第二乙烯类互聚物。
注射模制
用于特性(密度、VICAT、肖氏A硬度、拉伸特性-参见“测试方法”部分)测量的所有样品薄片通过使用配备有单个注射模座的KRAUSS MAFFEI KM 110-390/390CL注射模制机使每种组合物模制获得。注射模制方法条件列于列出的以下表10中。组合物特性示于以下表11和表12中。
表10：注射模制条件
Figure BDA0001251034720000252
Figure BDA0001251034720000261
表11：比较组合物特性(A至F)
A B C D E F
密度(g/cc) 1.16 1.08 1.02 1.1 1.19 1.04
I2(在190C下)(g/10min) 1.2 1.2 1.8 0.9 1 0.9
I10@(在190C下)(g/10min) 13.1 13.6 19.3 11 11.6 17.8
I10/I2 11 11 11 12 12 20
平均VICAT(C) 43.5 44.1 39 59.3 57.6 47.9
肖氏A硬度 81.6 81.2 65.4 88.5 87.9 79.4
DSCΔH熔融(J/g) 25.5 31.8 40.9 37.7 38.1 45.5
DSC T<sub>m1</sub>(C) 122.3 122.2 123 97.3 97 98.7
平均-20％模量(psi) 380.4 375.5 213.1 671.2 625.2 291.2
平均-断裂应变(％) 182.9 279.1 854.3 285.4 238.3 724.1
平均-断裂应力(psi) 611.6 661.5 842.5 1298.2 1098.2 1749.9
表12：本发明组合物特性(10至14)
10 11 12 13 14
密度(g/cc) 1.4 1.4 1.4 1.4 1.2
I2(在190C下)(g/10min) 0.1 0.4 0.1 0.4 1.0
I10(在190C下)(g/10min) 3.9 5.8 3.4 4.3 14.7
I10/I2 39 14 34 11 15
平均VICAT(℃) 55.8 56.1 47.2 45.8 42.2
肖氏A硬度 89.9 90.2 86.1 85.7 71.4
DSCΔH熔融(J/g) 23.39 20.86 17.07 16.18 30.66
DSC T<sub>m1</sub>(℃) 122.61 122.63 122.51 122.78 123.88
平均-10％模量(psi) 588.8 578.2 433.5 404.4 186.8
平均-20％模量(psi) 744.7 726.1 565.8 530.9 267.9
平均-30％模量(psi) 834.6 805.9 643.9 603.8 308.9
平均-断裂应变(％) 286.4 348.9 329.0 354.2 966.6
平均-断裂应力(psi) 1365.2 1245.0 989.1 878.4 868.5
平均-挠曲模量(ksi) 17.7 19.7 11.8 13.9 4.2
可燃性
根据标准NFPA 701测试方法1测试每种组合物的可燃性(参见测试设置的NFPA701-2010)。对于每种组合物检验三个测试试样，并且报告平均值。
呈颗粒形式的每种组合物(60克)使用设置为150℃和40,000psi的液压PHI橡胶压机，压缩模制到尺寸为150mm(±5mm)×400mm(±5mm)×0.38mm[或5.9in(±0.2in)×15.8in(±0.2in)×0.015in]的凹槽中。将此样品凹槽放置到加热压板中，并且加压到40,000psi维持51/2分钟。接着，从压机取出在凹槽中的样品，并允许在实验室实验台上冷却。从凹槽取出样品，并且使用实验室剪刀修整样品溢料。
将每个测试试样(以上凹槽尺寸的)暴露于点火的火焰维持45秒。在45秒的燃烧之后，移去火焰。分别测量并记录试样的“续燃时间”(在移去火焰之后试样的燃烧时间)以及掉落至测试室的底部的材料的燃烧时间。
为通过以上测试方法1，必须满足以下准则：(1)由于燃烧破坏的平均重量损失必须为40％或更小(以测试试样的初始重量计)，和(2)掉落至测试室的底部的试样的残渣片段不得继续燃烧多于两秒。如表13和表14中所见，比较组合物未能通过此测试方法，并且本发明组合物通过此测试方法。
表13：可燃性特性
Figure BDA0001251034720000271
表14：可燃性特性
Figure BDA0001251034720000272
带挤出
呈颗粒形式的每种组合物用HAAKE单挤出机(3/4"直径和25L/D；在机筒中有三个加热区)挤出，并且配备有带/槽模。应用以下挤出条件：约50RPM螺杆速度以及140℃(加热区1)、160℃(加热区2)、190℃(加热区3)和190℃(模头)的温度分布。将挤出物(带(膜形式))挤出到具有三个辊配置的冷却辊系统上。每个冷却辊的温度控制在约15℃下。成品带收集在卷取系统上，并且每个带的尺寸为3.5英寸到4英寸宽和10密耳到15密耳厚。
介电特性和RF焊接
挤出带(10密耳至15密耳厚)用CALLANAN RF焊机射频焊接。CALLANAN RF焊机的功率输出为2KW，并且运行/发电机频率为27.12MHz。对于每种组合物，切割“10英寸长度”的带以提供“3.5英寸至4英寸×10英寸×10密耳至15密耳”带部分。放置两个带部分(一个在另一个顶部上)，以形成“3.5英寸至4英寸×10英寸×20密耳至30密耳”带测试样品。将尺寸为“1/2英寸×8英寸”的密封条/模头安置于测试样品的中线区域中，其中条的长度平行于测试样品的长度以沿测试样品的长度形成尺寸为1/2英寸×8英寸RF焊接，其中在测试样品的每个末端处具有一英寸未焊接区域。膜在加工方向上密封。
在RF焊接过程期间，将待焊接的膜放置在密封条和底部金属板之间。经由气压缸以30psi压力使密封条向下进入到底部金属板，并且当施加射频(交变电磁场)时在条和板之间按压膜。功率电平设置可从0％调节到100％。在此研究中，典型设置为80％至90％。典型焊接时间为2秒到4秒。为了调节RF焊机，调节克莱顿(Clayton)设置以使工作段的共振频率最佳。当工作段的共振频率在发电机的输出频率(27.12MHz)下几乎共振时，发电机输出的最大功率可耦合。在此研究中，克莱顿设置设定为20到22。结果示于表15和表16中。在焊接每个测试样品之后，在环境温度和大气下使样品冷却到室温过夜。测试样品然后用手拉以确定在不使所述焊接断裂的情况下(或“在密封处断裂”失效的情况下)两个带部分是否可分开。如果此类分离出现，那么测试样品不是RF可焊的。如果无此类分离出现，那么测试样品为RF可焊的。
表15：比较组合物-RF焊接结果
Figure BDA0001251034720000281
Figure BDA0001251034720000291
表16：本发明组合物-RF焊接结果
Figure BDA0001251034720000292
交变电场造成在材料中的偶极子振荡。在电场中极性分子倾向于沿场方向取向，使得偶极子的正(或负)端分别与电场中的负(或正)电荷对齐。由于在RF焊接中使用的高频率下偶极子极化不是瞬时，所以随着偶极子尝试与快速交变电场对齐，取向变成异相。不完全对齐造成内部分子摩擦，并引起热的产生。这些本发明组合物显现非常良好RF可焊性，如上文所示。

Claims (14)

1.一种组合物，其至少包含以下组分：
A）包含第一乙烯/α-烯烃嵌段共聚物的第一组合物，所述第一乙烯/α-烯烃嵌段共聚物包含沿聚合物链无规分布并且以线性方式连接的至少一个硬嵌段和至少一个软嵌段，所述硬嵌段为其中乙烯以大于95 wt%的量存在的聚合单元，所述软嵌段为包含乙烯的聚合单元并且共聚单体的含量为大于5 wt%；并且其中所述第一组合物的密度为0.87 g/cc至0.90g/cc且熔融指数（I2）为6.0 g/10 min到20.0 g/10 min；
B）至少一种填充剂，其在大于或等于10 MHz的频率下能够被交变电磁场激发；
C）包含以下的至少一种阻燃剂：
以组合物的重量计，30.0 wt%到50.0 wt%的一种或多种非卤素、无机阻燃剂化合物；以及
D）至少一种极性聚合物；以及
所述组合物的熔点大于或等于120°C，
其中所述组合物的根据NFPA 701测试方法的%质量损失小于或等于5 wt%；以及
所述组合物为射频可焊的。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述极性聚合物选自以下：乙烯乙酸乙烯酯（EVA）、氯化乙烯类聚合物共聚物；马来酸酐官能化的烯烃类聚合物；乙烯-丙烯酸共聚物；乙烯-丙烯酸酯共聚物；或其组合。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一组合物进一步包含第二乙烯/α-烯烃嵌段共聚物，其中所述第二乙烯/α-烯烃嵌段共聚物不同于所述第一乙烯/α-烯烃嵌段共聚物。
4.根据权利要求2所述的组合物，其中所述第一组合物进一步包含第二乙烯/α-烯烃嵌段共聚物，其中所述第二乙烯/α-烯烃嵌段共聚物不同于所述第一乙烯/α-烯烃嵌段共聚物。
5.根据权利要求3所述的组合物，其中所述第一乙烯/α-烯烃嵌段共聚物与所述第二乙烯/α-烯烃嵌段共聚物的重量比为0.8到1.2。
6.根据权利要求4所述的组合物，其中所述第一乙烯/α-烯烃嵌段共聚物与所述第二乙烯/α-烯烃嵌段共聚物的密度比为0.8到1.2。
7.根据权利要求3-6中任一项所述的组合物，其中所述第一乙烯/α-烯烃嵌段共聚物与所述第二乙烯/α-烯烃嵌段共聚物的密度比为0.8到1.2。
8.根据权利要求3-6中任一项所述的组合物，其中所述第一乙烯/α-烯烃嵌段共聚物与所述第二乙烯/α-烯烃嵌段共聚物的I2比为0.10到0.60。
9.根据权利要求3-6中任一项所述的组合物，其中所述组合物的密度为1.2 g/cc到1.4g/cc。
10.根据权利要求3-6中任一项所述的组合物，其中所述组合物的I2为0.1 g/10 min到2.0 g/10 min。
11.根据权利要求3-6中任一项所述的组合物，其中所述组合物的I10为2.0到20。
12.根据权利要求3-6中任一项所述的组合物，其中所述组合物的I10/I2为10到50。
13.根据权利要求3-6中任一项所述的组合物，其包含5 wt%至30 wt%的填充剂，所填充剂为沸石。
14.一种制品，其包含由根据前述权利要求中任一项所述的组合物形成的至少一个部件。
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