CN109476890B - 具有高尺寸稳定性的低密度聚烯烃树脂 - Google Patents
具有高尺寸稳定性的低密度聚烯烃树脂 Download PDFInfo
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Abstract
本发明一般涉及用于制造汽车部件(例如模制零件)以及其它制品的低密度组合物;使得组合物包含(a)包含聚丙烯、丙烯‑乙烯嵌段共聚物或其组合的聚烯烃,其中,基于组合物的总重量,聚烯烃共混物的存在量为约53重量%至约65重量%;(b)第一弹性体、第二弹性体和冲击改性增容剂,其中,基于组合物的总重量,组分(b)的总重量百分比为约27重量%至约32重量%;(c)填料,基于组合物的总重量,其存在量为约5重量%至约12重量%;以及(d)添加剂包,其存在量为约0.5重量%至约5重量%。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年7月18日提交的美国临时申请第62/363729号的优先权,其内容通过引用整体并入本文。
技术领域
通常,本发明涉及化学领域。更具体地,本发明涉及聚烯烃基组合物。在一些实施例中,本文公开的聚烯烃基组合物可用作汽车和其它产品的部件,包括注塑零件。
背景技术
全球汽车行业正在寻求用于制造车辆的许多部件的重量减轻,以符合提高的燃料效率目标和其它环境重要标准(例如,美国的企业平均燃料经济性(CAFE)、欧盟(E.U.)的CO2限制))。由聚烯烃基组合物制成的汽车部件包括备用轮舱盖、车身底部面板、座椅靠背、发动机和变速器盖、保险杠面板、后面板搁板和车门装饰面板。期望在用于制造注塑零件的聚烯烃基组合物(树脂)中实现重量减轻而不损害与配合和功能相关的关键性质,包括组合物的线性热膨胀系数(CLTE)、收缩率、间隙闭合等。挑战很多,因为降低例如聚烯烃基组合物的较高重量填料含量可以导致 CLTE、收缩率和/或面板间隙的不利增加。
发明内容
在一个方面,本发明提供一种组合物,其包含:(a)包含聚丙烯、丙烯-乙烯嵌段共聚物或其组合的聚烯烃,其中基于组合物的总重量,聚烯烃的存在量为约53重量%至约65重量%;(b)第一弹性体、第二弹性体和冲击改性增容剂,其中基于组合物的总重量,第一弹性体、第二弹性体和冲击改性增容剂的总重量百分比为约25重量%至约34重量%;(c)填料,基于组合物的总重量,其存在量为约5重量%至约12重量%;以及(d)添加剂包,基于组合物的总重量,其存在量为约0.5重量%至约5重量%;其中组合物的密度为约0.90至约1.00 g/cm3,烘烤后模塑收缩率(0.5小时,120℃)为约0.5%至约0.9%,线性热膨胀系数为约1至约8(10E-5 mm/mm/℃),并且弯曲模量为约1200 MPa至约2500 MPa之间。
本发明进一步描述了可以用作汽车、水容器、机车、休闲车辆或飞机的零件的制品,其包含组合物,组合物包含:(a)包含聚丙烯、丙烯-乙烯嵌段共聚物或其组合的聚烯烃,其中基于组合物的总重量,聚烯烃的存在量为约53重量%至约65重量%;(b)第一弹性体、第二弹性体和冲击改性增容剂,其中基于组合物的总重量,第一弹性体、第二弹性体和冲击改性增容剂的总重量百分比为约25重量%至约34重量%;(c)填料,基于组合物的总重量,其存在量为约5重量%至约12重量%;以及(d)添加剂包,基于组合物的总重量,其存在量为约0.5重量%至约5重量%;其中组合物的密度为约0.90至约1.00 g/cm3,烘烤后模塑收缩率(0.5小时,120℃)为约0.5%至约0.9%,线性热膨胀系数为约1至约8(10E-5 mm/mm/℃),并且弯曲模量为约1200 MPa至约2500 MPa之间。
虽然公开了多个实施例,但是根据以下详细描述,其它实施例对于本领域技术人员将变得显而易见。显而易见的是,如本文所公开的某些实施例能够在各个方面进行修改,所有这些都不脱离本文呈现的权利要求的精神和范围。因此,附图和详细描述本质上被认为是示例性的而非限制性的。
具体实施方式
本文提供了可用作汽车、水容器、机车、休闲车辆、飞机和其它产品的部件的聚烯烃基组合物,包括例如注塑零件。在一些实施例中,这些组合物(树脂)允许制备具有降低的密度的注塑零件,同时保持或改善更高密度树脂的一种或多种以下性质:CLTE、低收缩率和尺寸稳定性。
在本发明的一个方面,提供了包含以下物质的组合物:
(a)包含聚丙烯、丙烯-乙烯嵌段共聚物或其组合的聚烯烃,其中基于组合物的总重量,聚烯烃的存在量为约53重量%至约65重量%;
(b)第一弹性体、第二弹性体和冲击改性增容剂,其中基于组合物的总重量,第一弹性体、第二弹性体和冲击改性增容剂的总重量百分比为约25重量%至约34重量%;
(c)填料,基于组合物的总重量,其存在量为约5重量%至约12重量%;以及
(d)添加剂包,基于组合物的总重量,其存在量为约0.5重量%至约 5重量%;
其中组合物的密度为约0.90至约1.00g/cm3,烘烤后模塑收缩率(0.5 小时,120℃)为约0.5%至约0.9%,线性热膨胀系数为约1至约8(10E-5 mm/mm/℃),并且弯曲模量为约1200MPa至约2500MPa之间。
在一些实施例中,组合物的熔体流动速率(MFR,ASTM D1238,230℃, 2.16kg)为约15g/10min至约50g/10min;可选地为约20g/10min至约 50g/10min;并且可选地为约15g/10min至约35g/10min。
在一些实施例中,组合物的密度为约0.90g/cm3至约0.97g/cm3。在这些实施例的一些中,组合物的密度为约0.94g/cm3至约0.96g/cm3。
在一些实施例中,组合物的线性热膨胀系数(CLTE)为约1(10-5 mm/mm/℃)至约8(10-5mm/mm/℃);可选地为约2(10-5mm/mm/℃) 至约8(10-5mm/mm/℃);可选地为约3(10-5mm/mm/℃)至约8(10-5 mm/mm/℃);可选地为约5(10-5mm/mm/℃)至约8(10-5mm/mm/℃);可选地为约5.5(10-5mm/mm/℃)至约6.5(10-5mm/mm/℃)。
在一些实施例中,组合物在23℃下具有约25kJ/m2至约60kJ/m2的夏比缺口冲击强度。在这些实施例的一些中,在23℃下夏比缺口冲击强度为约25kJ/m2至约50kJ/m2。在这些实施例的一些中,在23℃下夏比缺口冲击强度为约28kJ/m2至约50kJ/m2。在一些实施例中,组合物在0℃下具有约5kJ/m2至约35kJ/m2的夏比缺口冲击强度。在这些实施例的一些中,组合物在-40℃下具有约2kJ/m2至约5kJ/m2的夏比缺口冲击强度。
在一些实施例中,组合物的弯曲模量为约1500MPa至约2200MPa;可选地在约1600MPa至约2000MPa之间;并且可选地在约1650MPa至约2100MPa之间。
在一些实施例,组合物的模塑收缩率(“AMMS”)为≤0.6%。在一些实施例中,组合物的模塑收缩率为约0.4%至约0.8%。在一些实施例中,组合物的烘烤后收缩率为≤0.8%。在一些实施例中,组合物的模塑收缩率为约0.5%至约1.2%。根据本发明的一些实施例,可以使用修改的 ISO-294-4方法测量模塑收缩率,其中通过模塑包含组合物的4×6×1/8英寸的圆板来修改方法,使得圆板冷却至室温并重新调节超过24小时,并且利用固定规格测量平均收缩率。
在一些实施例中,组合物的烘烤后模塑收缩率(“ABMS”)(0.5小时,120℃)为约0.5%至约1.0%,可选地为约0.6%至约1.0%;可选地为约 0.6%至约0.9%;并且可选地为约0.6%至约0.8%。可以使用修改的 ISO-294-4方法测量烘烤后模塑收缩率,其中通过将样品组合物的4×6×1/8 英寸的圆板模塑至120℃的设定温度一小时或半小时(如所示)以及在其恢复到室温并利用固定规格重新调节(即,通过将其置于室温和受控湿度超过24小时使其稳定)之后测量平均收缩率来修改方法。
I.聚烯烃
在一些实施例中,基于组合物的总重量,聚烯烃的存在量为约55重量%至约63重量%。在这些实施例的一些中,基于组合物的总重量,聚烯烃的存在量为约59重量%。在一些实施例中,聚烯烃包含具有高结晶度均聚物部分的聚丙烯。“高结晶度”是指通过高场NMR确定的具有大于 97%mmmm的中观五价百分比的聚丙烯。参见例如WIPOPCT专利申请公开号WO 2009/045351,其通过引用并入本文。在这些实施例的一些中,聚烯烃具有约40g/10min至约90g/10min的熔体流动速率(MFR,ASTM D1238,230℃,2.16kg);可选地为约50至约80g/10min;可选地为约 55至约75g/10min;可选地为约60至约70g/10min;并且可选地为约65g/10min。
在可选实施例中,聚烯烃是两种或多种聚丙烯均聚物或丙烯-乙烯共聚物或丙烯-乙烯嵌段共聚物或一种或多种聚丙烯均聚物和一种或多种丙烯- 乙烯共聚物或丙烯-乙烯嵌段共聚物的共混物。在可选实施例中,基于组合物的总重量,总聚烯烃的存在量为约55重量%至约63重量%。在这些实施例的一些中,基于组合物的总重量,总聚烯烃的存在量为约59重量%。在这些实施例的一些中,共混聚烯烃具有约40g/10min至约90g/10min 的总熔体流动速率(MFR,ASTM D1238,230℃,2.16kg);可选地为约 50至80g/10min;可选地为约55至75g/10min;可选地为约60至70g/10 min;并且可选地为约65g/10min。因此,可以利用熔体流动速率高于本文公开的或低于本文公开的那些的聚烯烃,以获得具有约40g/10min至约90g/10min的总熔体流动速率(MFR,ASTM D1238,230℃,2.16kg)的共混聚烯烃;可选地为约50至约80g/10min;可选地为约55至约75g/10 min;可选地为约60至约70g/10min;并且可选地为约65g/10min。
合适的聚烯烃包括市售的聚丙烯,包括但不限于ADSTIFTM、 METOCENETM以及PROFAXTM,每个可从LyondellBasell Industries(休斯顿,得克萨斯州,美国)获得。
II.弹性体
在一些实施例中,本文提供的组合物的弹性体具有以下性质并且以下面指出的量存在:
(i)第一弹性体包含密度为约0.87g/cm3至约0.90g/cm3的乙烯基共聚物,其中基于组合物的总重量,第一弹性体的存在量为约10重量%至约22重量%;
(ii)第二弹性体,其包含密度为约0.85g/cm3至约0.87g/cm3的乙烯基共聚物,其中基于组合物的总重量,第二弹性体的存在量为约4重量%至约15重量%;以及
(iii)冲击改性增容剂,其中基于组合物的总重量,冲击改性增容剂的存在量为约0.5重量%至约8重量%;
使得第一弹性体、第二弹性体和冲击改性增容剂的总重量百分比为基于组合物的总重量的约25重量%至约34重量%,可选地为约27重量%至约32重量%。
在一些实施例中,第一弹性体的乙烯基共聚物的存在量为基于组合物的总重量的约12重量%至约20重量%,可选地为约16重量%。在一些实施例中,第一弹性体的乙烯基共聚物具有约0.4g/10min至约1.1g/10 min的熔体流动速率(190℃,2.16kg);可选地为约0.6g/10min至约0.9g/10 min。在一些实施例中,第一弹性体的乙烯基共聚物是乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物或乙烯-辛烯共聚物。
在一些实施例中,第二弹性体的乙烯基共聚物的存在量为基于组合物的总重量的约6重量%至约12重量%;可选地为约9重量%。在一些实施例中,第二弹性体的乙烯基共聚物的熔体流动速率(190℃,2.16kg) 为约1.0g/10min至约1.5g/10min,例如,熔体流动速率为约1.2g/10min。在一些实施例中,第二弹性体的乙烯基共聚物是乙烯-丁烯共聚物。
在可选实施例中,第二弹性体的乙烯基共聚物的熔体流动速率(190℃,2.16kg)为约5g/10min至约50g/10min;可选地为约10g/10min至约 40g/10min;可选地为约10g/10min至约15g/10min;可选地为约13g/10 min;可选地为约25g/10min至约35g/10min;可选地为约30g/10min。在一些实施例中,第二弹性体的乙烯基共聚物是乙烯-辛烯共聚物。
在一些实施例中,用于本发明的冲击改性增容剂可以是苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)橡胶或多相聚丙烯共聚物。在一个实施例中,基于组合物的总重量,冲击改性增容剂的存在量可以为约1重量%至约10重量%的量存在;可选地为约2重量%至约8重量%;可选地为约4%至约6%;并且可选地为约4重量%。在一些实施例中,冲击改性增容剂的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)橡胶的熔体流动速率(230℃,5.0 kg)为约15 g/10 min至约33 g/10 min,例如,熔体流动速率为约22 g/10 min。在一些实施例中,冲击改性增容剂的聚烯烃多相共聚物的熔体流动速率(230℃,2.16 kg)为约0.1 g/10 min至约2 g/10 min,可选地为0.35 g/10 min至1 g/10 min,可选地为约0.45 g/10 min。
在一个实施例中,冲击改性增容剂的多相聚丙烯共聚物包含:
a)30-80重量%(可选地30-70重量%;可选地约45重量%至约55 重量%)的半结晶聚丙烯组分(组分A),其具有选自包含以下物质的组的单峰分子量分布:丙烯均聚物、含有高达8%乙烯的丙烯的无规共聚物、含有高达8%的至少一种C4-C10α-烯烃的丙烯的无规共聚物及其任何组合;任选地,半结晶聚丙烯的熔体流动速率(MFR)可以为1g/10min至500g/10 min;以及
b)20-70重量%(可选地40-70重量%;可选地约45重量%至约55 重量%)的丙烯的二元共聚物组分(组分B)和至少一种选自乙烯和/或 C4-C10α-烯烃的共聚单体,二元共聚物含有50-75%的丙烯,其中二元共聚物在室温下可溶于二甲苯并且具有4至7.5dl/g的特性粘度[η](在十氢化萘中);任选地,组分B在室温下可溶于二甲苯中并且具有25重量%至约 50重量%,可选地约30重量%至约45重量%的乙烯部分,并且在室温下具有4-7dl/g的特性粘度[η](在十氢化萘中);并且任选地组分B具有小于 0.15g/10min的熔体流动速率。
在一些实施例中,基于组合物的总重量,第一弹性体、第二弹性体和冲击改性增容剂的总重量百分比为约25重量%至约34重量%,可选地为约27重量%至约23重量%。合适的弹性体和冲击改性增容剂可从ExxonMobil Corporation的其Vistamaxx®品牌、The DOWChemical Co MPany的其Engage®品牌、LyondellBasell Industries的其Catalloy®品牌、Kraton Performance Polymer Inc.以及Mitsui Chemicals,Inc.的其Tafmer®品牌。
III.填料
在一些实施例中,填料的存在量为约5重量%至约12重量%,可选地为约6重量%至约11.4重量%,可选地为约8重量%至约11.5重量%,并且可选地为约9重量%,其中每个范围和百分比基于组合物的总重量。在一些实施例中,填料可以是具有高纵横比的滑石、玻璃、玻璃泡、碳纤维、矿物纤维、诸如木材、亚麻、小麦秸秆、椰子、洋麻和大麻的生物填料及其组合(例如滑石与玻璃泡或滑石与碳纤维)。
IV.添加剂包
在一些实施例中,添加剂包可以包含以下一种或多种:抗氧化剂(一个或多个);脱模剂(一个或多个);划痕减少添加剂(一个或多个);成核剂(一个或多个);选自包含羟基碳酸镁铝及其水合物的组的中和剂(一个或多个)/酸清除剂(一个或多个);和硬脂酸和/或硬脂酸盐。
在一些实施例中,添加剂包包含抗氧化剂,其中抗氧化剂是有机亚磷酸酯或多于一种有机亚磷酸酯的共混物。
在一些实施例中,划痕减少添加剂可以包括润滑剂,例如脂肪酰胺;其实例包括油酰胺(“OR”)、乙烯双乙酰磺胺(EBS)和/或芥酸酰胺等。例如,油酰胺(OR)可以是由Croda提供的芥酸酰胺(ER) 可以是Croda提供的并且乙烯双乙酰磺胺(EBS)可以是 Croda提供的
在一些实施例中,脱模添加剂可以包括甘油单硬脂酸酯、硬脂酸、硬脂酸盐、硬脂酸镁、硬脂酸钙等中的一种或多种。参见例如,美国专利第 3886105号,其通过引用并入本文。可选地,硬脂酸镁可以用作分散助剂。
在一些实施例中,添加剂包包含成核剂,其中成核剂是六氢邻苯二甲酸、其盐或其酸酐。在一些实施例中,成核剂是六氢邻苯二甲酸的钙盐。参见例如,WIPOPCT申请公开号WO2008/073401,其通过引用并入本文。在一些实施例中,基于组合物的总重量,成核剂的存在量为约0.05重量%至约3重量%;可选地为约0.1重量%至约0.2重量%。在这些实施例的一些中,基于组合物的总重量,成核剂的存在量为约0.15重量%。
在一些实施例中,添加剂包包含中和剂/酸清除剂,其中中和剂/酸清除剂是镁铝羟基碳酸盐或其水合物。镁铝羟基碳酸盐水合物可有效地阻止受阻胺光稳定剂失活。用于本发明的一种镁铝羟基碳酸盐水合物由Kyowa Chemical Industry Co.Ltd.以商标“DHT-4A或DHT-4V”销售。
在一些实施例中,添加剂包进一步包含一种或多种以下类型的物质:着色剂、加味剂、除臭剂、增塑剂、冲击改性剂、表面活性剂、润湿剂、阻燃剂、紫外光稳定剂、抗氧化剂、杀生物剂、金属钝化剂、增稠剂、热稳定剂、消泡剂、偶联剂、聚合物合金增容剂、发泡剂、乳化剂、交联剂、蜡、颗粒、流动促进剂和其它添加材料,以增强聚合物组分的可加工性或最终使用性质。这些添加剂可以以常规量使用。在一些实施例中,量不超过组合物总重量的10重量%(重量%)。
在一些实施例中,任选地在组合物被共混或挤出时,将添加剂单独地 (或组合地)直接添加到组合物中,使得添加剂在整个组合物中大致均匀地分布。这种类型的添加剂添加可以称为“盐和胡椒添加”。在其它实施例中,添加剂可以预共混到聚合物载体中。聚合物载体可以是聚乙烯或聚丙烯的均聚物。具有夹带添加剂的聚合物载体可以称为母料。可以在组合物被共混或挤出时添加母料,使得添加剂在整个组合物中大致均匀地分布。任选地,聚合物载体可以是组合物总重量的0.5-2重量%;可选地,聚合物载体可以占组合物总重量的约1重量%。在更进一步的实施例中,一些添加剂可以经由母料路线来添加,并且其它添加剂可以经由盐和胡椒添加来添加。
在又一个实施例中,多种母料可以带有不同的添加剂。例如,第一母料可以带有着色剂,并且第二母料可以带有添加剂的剩余部分。在使用多种母料的实施例中,每种母料的聚合物载体可以相同或不同。
V.模制零件/制品
在另一方面,提供了包含一种或多种本文公开的组合物的制品。在一些实施例中,制品是汽车的一部分,例如模制零件,但也可以包括水容器、机车、休闲车辆、飞机和其它产品。在一些实施例中,模制零件是保险杠面板、保险杠、摇杆、包层、轮展、车门面板或仪表面板。在一些实施例中,这种模制零件可以用于辅助汽车行业追求制造具有改进的燃料效率和较低排放的较轻重量的汽车。在一些实施例中,本文公开的模制零件展示出当前较高密度组合物的性质特征,例如用于当前保险杠面板树脂的那些。这些性质包括例如一致的收缩率和CLTE性质,同时展示出降低的密度。与本领域已知的其它较低密度组合物相反,在一些实施例中,本文提供的组合物不会导致CLTE或收缩率的增加。在一些实施例中,本文提供的组合物(树脂)与现有工具相容,因此不需要任何或仅有限的重组费用。在一些实施例中.本文提供的组合物通过避免膨胀/收缩间隙的任何增加而与其它低密度组合物形成对比。汽车行业正在寻求减少间隙,以改善工艺。
在一些实施例中,制品可以包括嵌入的着色剂。在可选实施例中,制品可以在模制之后(或之前)着色、涂漆或密封。在进一步的实施例中,制品可以涂有各种材料以促进可涂漆性。在更进一步的实施例中,制品可以涂有透明密封或蜡(在涂漆之前、之后或代替涂漆)。透明密封、蜡和/ 或涂料(单独或组合)可以保护制品免受诸如阳光、热、风、雨、道路碎片(包括污垢和臭虫、树木花粉或树液)和/或鸟粪等元素的影响。
VI.方法和工艺
在另一方面,提供了制造注塑零件(例如汽车的)的方法,包含熔融共混成分(a)、(b)、(c)和(d):
(a)包含聚丙烯、丙烯-乙烯嵌段共聚物或其组合的聚烯烃,其中基于组合物的总重量,聚烯烃的存在量为约53重量%至约65重量%;
(b)第一弹性体、第二弹性体和冲击改性增容剂,其中基于组合物的总重量,第一弹性体、第二弹性体和冲击改性增容剂的总重量百分比为约27重量%至约32重量%;
(c)填料,基于组合物的总重量,其存在量为约5重量%至约12重量%;以及
(d)添加剂包,基于组合物的总重量,其存在量为约0.5重量%至约 5重量%,其中组合物的密度为约0.90至约1.00g/cm3,烘烤后模塑收缩率(0.5小时,120℃)为约0.5%至约0.9%,线性热膨胀系数为约1至约 8(10E-5mm/mm/℃),并且弯曲模量为约1200MPa至约2500MPa之间。在一些实施例中,方法包含将熔融共混物造粒以形成多个粒料。在一些实施例中,方法包含注塑所造粒共混物。在一些实施例中,用诸如高强度连续混合机或内部间歇混合机(班伯里混合机或双螺杆挤出机)的挤出机将成分共混。
VII.定义
在本说明书中,术语“α-烯烃”或“α-烯烃”是指通式CH2=CH-R的烯烃,其中R是含有1至10个碳原子的直链或支链烷基。α-烯烃可以选自,例如,丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-十二碳烯等。
在本说明书中,术语“弹性体”是指具有类橡胶性质和约0%至约20%的结晶度的聚合物化合物。在一些实施例中,聚合物可以具有约0%至约 5%的结晶度。
在本说明书中,术语“弹性体乙烯共聚物组合物”是指由至少一种弹性体乙烯共聚物制成和/或含有至少一种弹性体乙烯共聚物的组合物。
在本说明书中,术语“多相聚丙烯共聚物”是指通过分散在聚丙烯基质中的乙烯和丙烯的共聚制备的共聚物(或橡胶共聚物)。聚丙烯基质可以是均聚物或共聚物。
在本说明书中,术语“均聚物”和类似术语是指仅由或基本上由衍生自单一种类单体的单元组成的聚合物,例如,乙烯均聚物是仅包含或基本上包含衍生自乙烯的单元的聚合物,并且丙烯均聚物是仅包含或基本上包含衍生自丙烯的单元的聚合物等。
在本说明书中,术语“冲击改性增容剂”是指与弹性体乙烯共聚物组合物和聚烯烃的界面协同相互作用以改善整个组合物性质的化合物。出于本发明的目的,术语“冲击改性增容剂”包括苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)橡胶和上述多相聚丙烯共聚物。
在本说明书中,术语“互聚物”是指通过至少两种类型的单体或共聚单体的聚合制备的聚合物。它包括但不限于共聚物(其可以指由两种不同类型的单体或共聚单体制备的聚合物,尽管它可以与“互聚物”互换使用以指由三种或更多种不同类型的单体或共聚单体制成的聚合物)、三元共聚物 (其可以指由三种不同类型的单体或共聚单体制备的聚合物)、四元共聚物(其可以指由四种不同类型的单体或共聚单体制备的聚合物)等。
在本说明书中,术语“单体”和“共聚单体”可互换使用。术语是指具有可聚合部分的任何化合物,其被添加到反应器中以产生聚合物。在其中聚合物被描述为包含一种或多种单体的那些情况下,例如,包含丙烯和乙烯的聚合物,聚合物包含衍生自单体的单元,例如-CH2-CH2-,而不是单体本身,例如,CH2=CH2。
在本说明书中,术语“聚合物”是指通过聚合相同或不同类型的单体制备的大分子化合物。术语“聚合物”包括均聚物、共聚物、三元共聚物、互聚物等。
在本说明书中,术语“聚合物组合物”是指由至少一种聚合物制成和/ 或含有至少一种聚合物的组合物。
在本说明书中,如本文所用的术语“聚烯烃”包括聚合物,例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯和具有与较少量的共聚单体(诸如乙酸乙烯酯)聚合的至少约50重量%的乙烯的乙烯共聚物以及“烯烃”族分类中的其它聚合物树脂。
聚烯烃可以通过多种工艺制备,包括使用单级、分级或顺序反应器、浆液、溶液和流化床工艺的间歇和连续工艺,以及一种或多种催化剂,包括例如非均相和均相体系和Ziegler-Natta、Phillips、茂金属、单一位置和几何形状受限型催化剂以制备具有不同性质组合的聚合物。这些聚合物可以是高度支化的或基本上线性的,并且支化的分散性和平均分子量可以基于根据聚合物领域的教导选择用于制造的参数和工艺而变化。
在本说明书中,术语“室温”是指约23摄氏度的温度(除非在ASTM 中对其进行不同的定义,在这种情况下,“室温”表示在该ASTM中针对该特定测试/程序/方法)的定义。
在本说明书中,术语“热塑性聚合物”是指当暴露于热时软化并在冷却至室温时恢复其原始状态的聚合物。
在本说明书中,术语“齐格勒-纳塔催化聚合物”和“Z-N-催化聚合物”是指在齐格勒-纳塔催化剂存在下制备的任何聚合物。
VIII.测试方法
熔体质量流动速率(MFR)以g/10min给出,并使用ASTM D1238 测量,其标题为“挤出塑性计的热塑性塑料的熔体流动速率的测试方法”,在下面指定的条件下。如本文所用的术语“ASTM D1238”是指用于确定由挤出塑性计进行的热塑性塑料的熔体流动速率的标准测试方法。通常,该测试方法包括使用挤出塑性计确定熔融热塑性树脂的挤出速率。在规定的预热时间之后,树脂在规定的温度/载荷和筒中的活塞位置的条件下通过具有特定长度和孔口直径的模具挤出。该测试方法于2013年8月1日批准并于2013年8月公布,其内容通过引用整体并入本文。有关参考ASTM 标准,请访问ASTM网站www.astm.org,或通过service@astm.org联系 ASTM客户服务。
填料或灰分含量以%给出并使用ASTM D5630测量,其标题为“塑料中灰分含量的标准测试方法”。本文所用的术语“ASTM D5630”是指用于通过破坏性灰化程序确定塑料的无机物含量的标准测试方法。该测试方法于 2013年4月1日批准并于2013年4月公布,其内容通过引用整体并入本文。有关参考ASTM标准,请访问ASTM网站www.astm.org,或通过service@astm.org联系ASTM客户服务。
密度以g/cm3给出,并使用ISO1183-1测量,其标题为“塑料-用于确定非蜂窝状塑料密度的方法-第1部分:液浸法、液体比重瓶法和滴定法”。如本文所用的术语“ISO1183-1”是指作为2012年5月15日的第二版公布的测试方法,其内容通过引用整体并入本文。
弯曲模量(或“弯曲模量”)以兆帕(MPa)给出并使用ISO178测量,其标题为“塑料-弯曲性质的确定”。如本文所用的术语“ISO178”是指作为 2010年12月15日的第五版公布的测试方法,其内容通过引用整体并入本文。
夏比缺口冲击强度(或“缺口夏比冲击强度”)以kJ/m2给出,并使用 ISO179-1测量,其标题为“塑料-夏比冲击性质的确定。第1部分:非仪器化冲击测试。“如本文所用的术语“ISO179”或“179-1”是指作为2010年6月 15目的第二版公布的测试方法,其内容通过引用整体并入本文。
多轴仪器化冲击(MAII)能量值以焦耳(J)给出,并且记录百分比延性失效模式,并使用ASTM D3763测量,其标题为“使用载荷和位移传感器的塑料的高速穿刺性质的标准测试方法”。如本文所用的术语“ASTM D3763”是指于2015年9月1日批准并于2015年9月公布的测试方法,其内容通过引用整体并入本文。有关参考ASTM标准,请访问ASTM网站www.astm.org,或通过service@astm.org联系ASTM客户服务。
从注塑圆板上切下的退火测试样品的热机械分析(TMA)测量的线性热膨胀系数(CLTE)以(10E-5mm/mm/℃)给出,作为流动方向上的三个数据点和横流动方向上的三个数据点的平均值。每个数据点使用 ISO11359-2测量,其标题为“塑料-热机械分析(TMA)-第2部分:线性热膨胀系数和玻璃化转变温度的确定”。如本文所用的术语“ISO11359-2”是指1999年10月1日作为第一版公布的测试方法,其内容通过引用整体并入本文。
模塑收缩率可以通过模塑4×6×1/8英寸圆板来测量,使圆板可以冷却到室温并在48小时内重新调节,并利用固定规格测量平均收缩率。
可以通过将室温、模塑的4×6×1/8英寸圆板加热至120℃的设定温度一小时或半小时(如所示)以及在将其恢复到室温并利用固定规格重新调节(或通过将其置于室温和受控湿度下超过24小时使其稳定)之后测量平均收缩率来测量烘烤后模塑收缩率。
当与权利要求和/或说明书中的术语“包含”结合使用时,词语“一”或“一个”的使用可以表示“一个”,但它也与“一个或多个”、“至少一个”和“一个或多于一个”的含义一致。
在整个申请中,术语“约”用于表示值包括装置的误差变化,用于确定值的方法,或研究中存在的变化。
术语“包含”、“具有”和“包括”是开放式连系动词。这些动词中的一个或多个的任何形式或时态,例如“包含”、“包含”、“具有”、“具有”、“包括”和“包括”,也是开放式的。例如,“包含”、“具有”或“包括”一个或多个步骤的任何方法不限于仅拥有那些一个或多个步骤,还包括其它未列出的步骤。
“方法”是一系列的一个或多个步骤,其被采取以产生最终产品、结果或成品。如本文所用,词语“方法”可与词语“工艺”互换使用。
本申请中使用的术语“烯烃”是指其中分子中至少一个碳-碳双键是末端双键的链烯。烯烃的一些非限制性实例包括苯乙烯、乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、壬烯、癸烯或十二碳烯。
以上定义取代通过引用并入本文的任何参考文献中的任何冲突定义。然而,定义某些术语的事实不应被视为指示任何未定义的术语是无限期的。相反,所使用的所有术语被认为以一般技术人员可以理解的术语来描述所附权利要求。
实例
包括以下实例以说明所附权利要求的实施例。本领域技术人员应当理解,在不脱离本文发明的精神和范围的情况下,可以对所公开的具体实施例进行许多改变,并且仍然获得相同或相似的结果。
使用这些材料制备实例1-4,基于总组合物重量的重量百分比总结在表1中。
首先,在低速离线带式共混器中将添加剂(如表1所示)与少于1重量%的滑石(基于总组合物)混合。在一个实施例中,预混合可以增强添加剂的分布并有助于防止形成具有潜在粘性原料的团聚体。然后将添加剂共混物与所有其它剩余成分一起装入Farrel F270班伯里混合机的混合室中 (同时)并按表2的加工条件进行处理。
将实例1-4中每一个的共混组合物从Farrel F270班伯里混合机中取出到倾卸挤出机中,通过模具挤出并造粒,然后根据表3的各种测试方法进行测试。表3中提供了测试结果。
表1:
表2
表3
根据本发明,无需过度实验就可以制备和实施本文公开和要求保护的所有组合物、制品和方法。虽然已经根据某些实施例描述了本发明的组合物、制品和方法,但是对于本领域技术人员显而易见的是,可以在不脱离所附权利要求的概念、精神和范围的情况下对组合物、制品和方法以及在本文描述的方法的步骤或步骤顺序进行改变。
参考文献
以下参考文献通过引用具体地并入本文,它们提供了对本文所述的那些补充的示例性程序或其它细节,
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于2013年8月1日批准的ASTM标准D1238,“通过挤出塑性计的热塑性塑料的熔体流动速率的测试方法”。
于2013年4月1日批准的ASTM标准D5630,“塑料中灰分含量的标准测试方法”。
于2015年9月1日批准的ASTM标准D3763,“使用载荷和位移传感器的塑料的高速穿刺性质的标准测试方法”。
国际标准ISO1183-1,“塑料-用于确定非蜂窝状塑料密度的方法--第1 部分:液浸法、液体比重瓶法和滴定法”,第二版,2012年5月15日。
国际标准ISO178,“塑料-弯曲性质的确定”,第5版,2010年12月 15日。
国际标准ISO179-1,“塑料-夏比冲击性质的确定。第1部分:非仪器化冲击测试,“第二版,2010年6月15日。
国际标准ISO11359-2,“塑料-热机械分析(TMA)-第2部分:线性热膨胀系数和玻璃化转变温度的确定”,第1版,1999年10月1日。
Claims (16)
1.一种组合物,其包含:
(a)包含聚丙烯、丙烯-乙烯嵌段共聚物或其组合的聚烯烃,其中,基于所述组合物的总重量,所述聚烯烃的存在量为53重量%至65重量%;
(b)第一弹性体、第二弹性体和冲击改性增容剂,其中,基于所述组合物的所述总重量,所述第一弹性体、所述第二弹性体和所述冲击改性增容剂的总重量百分比为25重量%至34重量%, 其中;
(i)所述第一弹性体包含密度为0.87 g/cm3至0.90 g/cm3的乙烯基共聚物,其中,基于所述组合物的所述总重量,所述第一弹性体的存在量为10重量%至22重量%;
(ii)所述第二弹性体包含密度为0.85 g/cm3至0.87 g/cm3的乙烯基共聚物,其中,基于所述组合物的所述总重量,所述第二弹性体的存在量为4重量%至15重量%;以及
(iii)基于所述组合物的所述总重量,所述冲击改性增容剂的存在量为0.5重量%至8重量%,以及所述冲击改性增容剂是具有15 g/10 min至30 g/10 min的使用ASTM D1238,在230℃,5 kg下测量的熔体流动速率的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)橡胶或具有0.1g/10 min至1.5 g/10 min的使用ASTM D1238在230℃,2.16 kg下测量的熔体流动速率的多相聚丙烯共聚物;
(c)填料,基于所述组合物的所述总重量,其存在量为5重量%至12重量%;以及
(d)添加剂包,基于所述组合物的所述总重量,其存在量为0.5重量%至5重量%,其中,所述添加剂包包含成核剂,其中,所述成核剂是六氢邻苯二甲酸、其盐或其酸酐,基于所述组合物的所述总重量,其存在量为0.05重量%至3重量%;
其中,所述组合物的密度为0.90至1.00 g/cm3,在0.5小时和120℃下测量的烘烤后模塑收缩率为0.5%至0.9%,以10-5 mm/mm/℃给出的线性热膨胀系数为1至8,并且弯曲模量为1200 MPa至2500 MPa之间。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述第一弹性体的所述乙烯基共聚物具有0.4g/10 min至1.1 g/10 min的使用ASTM D1238在190℃,2.16 kg下测量的熔体流动速率。
3.根据权利要求2所述的组合物,其中,所述第一弹性体的所述乙烯基共聚物选自乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物和乙烯-辛烯共聚物。
4.根据权利要求3所述的组合物,其中,所述第一弹性体的所述乙烯基共聚物是乙烯-丁烯共聚物。
5.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述第二弹性体的所述乙烯基共聚物具有1 g/10 min至1.5 g/10 min的使用ASTM D1238在190℃,2.16 kg下测量的熔体流动速率。
6.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述第二弹性体的所述乙烯基共聚物具有5 g/10 min至50 g/10 min使用ASTM D1238在190℃,2.16 kg下测量的熔体流动速率。
7.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述添加剂包包含一个或多个下述物质:
•抗氧化剂;
•脱模剂;
•划痕减少添加剂;
•中和剂/酸清除剂,选自水合铝酸碳酸镁及其水合物;以及
•硬脂酸或硬脂酸盐。
8.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述组合物具有15 g/10 min至50 g/10 min使用ASTM D1238在230℃,2.16 kg下测量的熔体流动速率。
9.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述组合物具有0.90 g/cm3至0.97 g/cm3的密度。
10.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述组合物具有5至8的以10-5 mm/mm/℃给出的线性热膨胀系数。
11.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述组合物具有大于1650 MPa且小于2100MPa的弯曲模量。
12.根据权利要求1所述的组合物,还包括所述组合物的所述模塑收缩率百分比为0.5%至0.8%。
13.根据权利要求12所述的组合物,其中,所述组合物的所述模塑收缩率百分比为0.6%。
14.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述组合物的所述烘烤后收缩率百分比为0.6%至0.9%。
15.由根据权利要求1所述的组合物形成的制品。
16.根据权利要求15所述的制品,其中,所述制品是汽车的一部分。
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