CN109642066A - 无定形丙烯-乙烯共聚物 - Google Patents

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Abstract

提供了一种包含丙烯和乙烯的低分子量共聚物，其中该低分子量共聚物具有90至140℃的软化点，其中该低分子量共聚物具有等于y的针入度，其中y通过以下式来定义：y≤‑0.000000262249x6+0.000172031278x5‑0.046669720165x4+6.701746779438x3‑537.286013331959x2+22,802.983472587x‑400,204.018086126其中x在上式中是低分子量共聚物的软化点，并且其中该低分子量共聚物具有约3至约25的分子量多分散指数，通过X射线衍射测得的约18％至约30％的结晶度，和通过ASTM D 3236测量的在190℃下约1000至约4000 cp的Brookfield粘度。还提供了包含该低分子量共聚物的粘合剂组合物。

Description

无定形丙烯-乙烯共聚物
相关申请
本申请是2017年2月27 日 提交的美国专利申请号15/443278的部分继续申请，并要求美国专利申请号15/443278和2014年2月7 日提交的美国临时专利申请号61/937024和2016年8月24 日提交的美国临时专利申请号62/378698的优先权。所有这些申请通过引用并入。
背景
发明领域。
本发明主要涉及无定形丙烯-乙烯共聚物和用于生产这样的共聚物的方法。具体地，本发明主要涉及具有所需的针入度、软化点、结晶度、粘度和粘弹性特征的无定形丙烯-乙烯共聚物。更具体地，本发明涉及可用于在特别是在卫生应用中具有宽的操作窗口和高剥离强度的粘合剂组合物的低分子量无定形丙烯-乙烯共聚物。
相关技术的描述
无定形聚烯烃在工业上通常用于生产各种各样的产品，包括例如粘合剂。用于粘合剂中的常见聚烯烃通常包括由丙烯、乙烯和各种C4-C10α-烯烃单体，例如1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯和1-癸烯生产的共聚物。特别地，丙烯-丁烯共聚物由于源自这些共聚物的较高的粘合剂粘合强度而通常用于生产热熔体粘合剂。源自这些共聚物的大部分粘合剂粘合强度可以归因于其中包含的C4-C10α-烯烃，其可以极大地增加共聚物的随后的粘结性质。遗憾地，C4-C10α-烯烃可以由于市场供应状况而非常昂贵并且还可以在聚合过程中表现出有限的反应性。
由于C4-C10α-烯烃的以上缺点，一些制造商已经考虑用乙烯代替C4-C10α-烯烃。与许多C4-C10α-烯烃不同，乙烯可以更容易获得并且比许多通常使用的C4-C10α-烯烃，例如1-丁烯更具反应性。遗憾地，丙烯-乙烯共聚物可能在硬度方面表现出不足，由此导致粘合剂经时缺乏理想的粘合强度。一些制造商已经考虑通过在其中并入结晶聚丙烯来提高这些共聚物的硬度。然而，通过将结晶聚丙烯添加至这些共聚物，也提高了共聚物的软化点。由于较高的软化点，这可以将这些共聚物的应用限制于某些类型的粘合剂。
因此，需要以下无定形共聚物，其表现出硬度和软化点之间的理想平衡并且还可以用于生产具有改进的粘合剂特性的粘合剂。
此外，本发明还涉及可以用于特别是在卫生应用中具有宽的操作窗口和高剥离强度的粘合剂组合物的低分子量无定形丙烯-乙烯共聚物。需要高剥离强度是为卫生用户的安全性而考虑，尤其是对于尿布用户。较低的剥离强度可能会导致保持尿布结构的各种元件的粘结线的过早失效，并且随后使尿布用户暴露于超吸收材料。有关低剥离强度的另一个问题是局部粘结失效，这在尿布污染时会导致体液沟流，造成尿布穿用者的整体保护减少。
已经进行了各种尝试来模仿苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯聚合物（SIS）和苯乙烯 -丁二烯 - 苯乙烯聚合物粘合剂配制品的性能。将更复杂的苯乙烯类共聚物（例如苯乙烯 -乙烯 - 乙烯 - 丙烯 - 苯乙烯（SEEPS）、苯乙烯 - 异戊二烯 - 丁烯 - 苯乙烯（SIBS）、苯乙烯 - 乙烯 - 丁烯（SEB）、苯乙烯 - 乙烯 - 丁烯 - 苯乙烯（SEBS）、苯乙烯 - 乙烯 -丙烯 - 苯乙烯（SEPS）和苯乙烯 - 丁烯 - 丁烯 - 苯乙烯（SBBS））、各种其他热塑性橡胶、链穿梭催化的烯烃嵌段共聚物（OBC）和无定形聚α烯烃（APAO）引入到卫生行业是此类努力的实例。采用茂金属催化的烯烃也已被记录。然而，尝试并未达到实现制造简单配制品的目标，所述简单配制品产生宽的操作窗口，同时结合高剥离强度。因此，需要此类可以在粘合剂配制品中提供这些属性的聚合物。
发明概述
本发明的一个或多个实施方案涉及包含丙烯和乙烯的共聚物，其具有在90至140℃的范围内的软化点。此外，该共聚物具有等于y的针入度，y是由下式定义：
y≤-0.000000262249x6 + 0.000172031278x5 - 0.046669720165x4 +6.701746779438x3 - 537.286013331959x2 + 22,802.983472587x - 400,204.018086126
在上述式中，x是共聚物的软化点。
此外，本发明的一个或多个实施方案涉及包含丙烯和乙烯的共聚物。所述共聚物具有110至135℃的软化点和小于25 dmm的针入度。
此外，本发明的一个或多个实施方案涉及包含丙烯和乙烯的共聚物。所述共聚物具有90至121℃的软化点和小于35 dmm的针入度。
另外，本发明的一个或多个实施方案涉及包含丙烯和乙烯的共聚物。所述共聚物具有90至小于115℃的软化点和等于或小于53 dmm的针入度。
另外，本发明的一个或多个实施方案涉及包含丙烯和乙烯的低分子量共聚物。所述低分子量共聚物具有90至140℃的软化点。所述低分子量共聚物具有等于y的针入度，其中y由下式定义：
y≤-0.000000262249x6 + 0.000172031278x5 - 0.046669720165x4 +6.701746779438x3 - 537.286013331959x2 + 22,802.983472587x - 400,204.018086126
其中x在上述式中是所述共聚物的软化点。低分子量共聚物具有约3至约25的分子量多分散指数，约18％至约30％的通过X射线衍射获得的结晶度，和在190℃下通过ASTM D 3236测量的约1000至约4000 cp的Brookfield粘度。
此外，本发明的一个或多个实施方案涉及热熔体粘合剂。所述热熔体粘合剂包含含有丙烯和乙烯的共聚物。所述共聚物具有90至140℃的软化点和等于y的针入度，所述y由下式定义：
y≤-0.000000262249x6 + 0.000172031278x5 - 0.046669720165x4 +6.701746779438x3 - 537.286013331959x2 + 22,802.983472587x - 400,204.018086126
在上述式中，x是所述共聚物的软化点。
另外，本发明的一个或多个实施方案涉及热熔体粘合剂。所述热熔体粘合剂包含含有丙烯和乙烯的低分子量共聚物。所述低分子量共聚物具有90至140℃的软化点。所述低分子量共聚物具有等于y的针入度，所述y由下式定义：
y≤-0.000000262249x6 + 0.000172031278x5 - 0.046669720165x4 +6.701746779438x3 - 537.286013331959x2 + 22,802.983472587x - 400,204.018086126
其中x在上述式中是所述共聚物的软化点；其中，低分子量共聚物具有约3至约25的分子量多分散指数，约18％至约30％的通过X射线衍射获得的结晶度，并在190℃下通过ASTMD 3236测量的约1000至约4000 cp的Brookfield粘度。
此外，本发明的一个或多个实施方案涉及用于生产共聚物的方法。所述方法包括使丙烯和乙烯在包含电子供体的催化剂体系存在下反应以形成共聚物。所述共聚物具有90至140℃的软化点和等于y的针入度，所述y由下式定义：
y≤-0.000000262249x6 + 0.000172031278x5 - 0.046669720165x4 +6.701746779438x3 - 537.286013331959x2 + 22,802.983472587x - 400,204.018086126
在上述式中，x是所述共聚物的软化点。
在本发明的又进一步实施方案中，提供了用于生产共聚物的方法。所述方法包括使丙烯和乙烯在包含电子供体的催化剂体系存在下反应以形成共聚物。所述共聚物具有110至140℃的软化点和等于y的针入度，所述y由下式定义：
y≤-0.000751414552642x4 + 0.374053308337937x3 - 69.5967657676062x2 + 5,734.02599677759x - 176,398.494888882
在上述式中，x是所述共聚物的软化点。
附图简述
在本文中参考以下附图描述本发明的实施方案，其中：
图1A描绘在实施例1中生产的特定丙烯-乙烯共聚物的粘弹性特征；
图1B描绘在实施例1中生产的特定丙烯-乙烯共聚物的粘弹性特征；
图2描绘在实施例4中生产的粘合剂的粘弹性特征；
图3描绘在实施例5中生产的粘合剂的粘弹性特征；
图4描绘在实施例6中生产的粘合剂的粘弹性特征。
图5描绘比较例Aerafin®180共聚物的随温度变化的粘弹性特征。
图6描绘本发明的低分子量共聚物的随温度变化的粘弹性特征。
图7描绘本发明的低分子量共聚物和比较例Aerafin®180共聚物的毛细管流变学特性。
图8描绘分子量的实验布局。
图9描绘各种分子量分布的粘合剂组合物的剥离强度性能。
图10描绘在各种粘合剂配制品中随本发明的低分子量共聚物含量变化的剥离强度。
图11-20描绘含有本发明的低分子量共聚物的粘合剂组合物的剥离强度vs喷涂温度以及比较数据。
发明详述
本发明主要涉及无定形丙烯-乙烯共聚物和它们的各种应用。现在市场上存在的许多丙烯-乙烯共聚物通常表现出关于它们的软化点或硬度的缺陷。本文描述的本发明的共聚物表现出目前不能在这些商业共聚物中获得的改进的性质。特别地，如下文进一步详细描述的，本发明的共聚物可以表现出所需的软化点和针入度，由此导致可用于多种多样应用的共聚物。此外，本发明的低分子量共聚物提供额外的特征，包括用于粘合剂应用的宽的操作窗口以及高的剥离强度。
丙烯-乙烯共聚物
市售的丙烯-乙烯共聚物通常不足够强以用于包装应用或卫生产品（例如尿布和女性护理产品）的粘合剂。通常，这与缺乏共聚物的强度和粘合性质之间的平衡有关。历史上，为了生产具有足够强度的共聚物，必须限制共聚物的乙烯含量。已经观察到在共聚物的乙烯含量与其软化点和针入度（其指示是共聚物强度）之间存在相关性。通常，乙烯含量可以与共聚物的软化点具有负相关性和与共聚物的针入度具有正相关性。换言之，共聚物中存在的乙烯越多，该共聚物的软化点越低和针入度越高。因此，增加在丙烯 - 乙烯共聚物中的乙烯含量可降低共聚物的软化点，但也可能如增加的针入度所示损害其强度。
不同于目前可用的常规丙烯 - 乙烯共聚物，本发明的共聚物可以在乙烯含量相对较高的情况下表现出所期望的软化点和针入度。如前所述，可能期望利用乙烯作为在丙烯共聚物中的共聚单体，这是由于与其他α-烯烃相比乙烯的高可用性和低成本。此外，使用乙烯作为共聚单体存在聚合益处，因为乙烯可以是比许多其它α-烯烃更具有反应性。
根据各种实施方案，本文描述的丙烯-乙烯共聚物可包含不同量的乙烯。例如，丙烯-乙烯共聚物可以包含至少1、3、5、7、10、12、14、15、17、18或20和/或不大于70、65、60、55、50、45、40、35、30、27或25 wt%的乙烯。此外，所述丙烯-乙烯共聚物可以包含1至70、3至65、5至60、7至55、10至50、12至45、14至40、15至35、17至30、18至27或20至25 wt%的乙烯。
此外，在各种实施方案中，丙烯 - 乙烯共聚物可以包含不同量的丙烯。例如，丙烯-乙烯共聚物可以包含至少40、50、60、65或70和/或不大于99、95、90、85或80 wt%的丙烯。此外，所述丙烯 - 乙烯共聚物可以包含40至99、50至95、60至90、65至85或70至80 wt%的丙烯。
在各种实施方案中，所述共聚物可以包含至少50、65、75或85和/或不大于99、97.5、95或90 wt%的乙烯与丙烯的组合。此外，所述共聚物可以包含50至99、65至97.5、75至95或85至90 wt%的乙烯与丙烯的组合。此外或可替代地，所述共聚物可以包含具有至少0.5:1、1:1、2:1或2.5:1和/或不大于20:1、15:1、10:1或5:1的丙烯对乙烯的重量比。此外，所述共聚物可以包含具有0.5:1至20:1、1:1至15:1、2:1至10:1或2.5:1至5:1的丙烯对乙烯的重量比。
在各种实施方案中，共聚物可以含有一种或多种C4 -C10α-烯烃。如前所述，C4 -C10α-烯烃可以在用于粘合剂时用于增加共聚物的所得粘合强度。这些C4-C10α-烯烃可以包括例如1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯以及它们的组合。根据一个或多个实施方案，所述共聚物可以包含至少0.5、1、2、3、4或5和/或不大于40、30、25、20、15或10 wt%的至少一种C4 -C10α-烯烃。此外，所述共聚物可以包含0.5至40、1至30、2至25、3至20、4至15或5至10 wt%的至少一种C4 -C10α-烯烃。
如上所述，共聚物的较低软化点可以是期望的，以使共聚物可以在较低应用温度下使用和处理。在各种实施方案中，所述共聚物可以具有至少85、90、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、113、115、116、119、120、121、124、125或127°C的软化点。额外地或替代地，所述共聚物可以具有不超过145、140、138、137、136、135、134、132、130、129、128、127、126、125、124、123、122、121、120、118、117、115、110或109.9℃的软化点，如根据ASTM E28 Standard Test Method for Softening Point of ResinsDerived from Pine Chemicals and Hydrocarbons，通过环球仪使用5℃/分钟的加热速率和USP Glycerin的浴液测量的。
此外，所述共聚物可以具有85至145℃、90至140℃、90至110℃、90至121℃、90至115℃、95至138℃、95至110℃、96至136℃、97至135℃、98至134℃、99至132℃、100至130℃、101至129℃、102至128℃、103至127℃、104至126℃、105至125℃、106至124℃、107至123℃、108至122℃、109至121℃或110至120℃的软化点，如根据之前讨论的ASTM E28测量的。
尽管显示出上述的低软化点，但所述共聚物还可以显示所需的针入度值。通常，针入度值越低，共聚物强度特性和的模量越高；但是，如果针入度太低，则粘合性能可以受到负面影响。在各种其它实施方案中，当软化点为90至140℃时，本文描述的共聚物的针入度值可以由下式定义：
y≤-0.000000262249x6 + 0.000172031278x5 - 0.046669720165x4 +6.701746779438x3 - 537.286013331959x2 + 22,802.983472587x - 400,204.018086126。
按照ASTM D5 Standard Test Method for Penetration of BituminousMaterials并使用以下规格测量针入度：
● 主轴(spindle)的重量是47.5 +/- 0.05克。套圈针(ferrule needle)组合件的重量为2.50 +/- 0.05克。针和主轴组装件的总重量为50.0 +/- 0.05克。还应当提供50 +/-0.05克的重量以达到100g的总载荷，
● 在25 +/- 0.1℃[77 +/- 0.2°F]的温度下在水浴中调理样品，
● 针刺入样品的时间为5 +/- 0.1 s。
在各种其它实施方案中，当软化点为110至140℃时，本文描述的共聚物的针入度值可以由下式定义：
y≤-0.000751414552642x4 + 0.374053308337937x3 - 69.5967657676062x2 + 5,734.02599677759x - 176,398.494888882
在上式中，"y"定义共聚物的针入度（dmm），且x是共聚物的软化点（℃）。
在各种实施方案中，所述共聚物可以具有至少1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、15、20、30或35丝米（"dmm"）的针入度，如根据之前讨论的ASTM D5测量的。额外地或替代地，所述共聚物可以具有不大于75、73.8、70、60、50、45、40、30、29、28、27、26、25、24、23、22、21、20或15 dmm的针入度，如根据之前讨论的ASTM D5测量的。此外，所述共聚物可以具有1至75、2至50、3至30、4至29、5至28、6至27、7至26、8至25、9至24、10至23、11至22、12至21或13至20 dmm的针入度，如根据之前讨论的ASTM D5测量的。
取决于其预期最终用途，共聚物可以具有不同的软化点和针入度范围。在各种实施方案中，所述共聚物可以具有90至121℃的软化点和小于35 dmm的针入度。在其它实施方案中，所述共聚物可以具有90至115℃的软化点和小于53 dmm的针入度。在各种实施方案中，所述共聚物可以具有110至138℃的软化点和1至15 dmm的针入度。此外，在某些实施方案中，所述共聚物可以具有110至135℃的软化点和5至15 dmm的针入度。此外，在某些实施方案中，所述共聚物可以具有110至130℃的软化点和10至15 dmm的针入度。
在各种实施方案中，所述共聚物可以具有110至137℃的软化点和1至22 dmm的针入度。此外，在某些实施方案中，所述共聚物可以具有110至135℃的软化点和5至22 dmm的针入度。在其它实施方案中，所述共聚物可以具有110至135℃的软化点和10至24 dmm的针入度。此外，在某些实施方案中，所述共聚物可以具有110至130℃的软化点和10至20 dmm的针入度。
在各种实施方案中，所述共聚物可以具有110至134℃的软化点和1至25 dmm的针入度。此外，在某些实施方案中，所述共聚物可以具有110至132℃的软化点和5至25 dmm的针入度。此外，在某些实施方案中，所述共聚物可以具有110至130℃的软化点和10至25 dmm的针入度。
在各种实施方案中，所述共聚物可以具有110至124℃的软化点和1至30 dmm的针入度。此外，在某些实施方案中，所述共聚物可以具有110至122℃的软化点和5至30 dmm的针入度。此外，在某些实施方案中，所述共聚物可以具有110至120℃的软化点和10至30 dmm的针入度。
在各种实施方案中，所述共聚物可以具有110至120℃的软化点和30至50 dmm的针入度。此外，在某些实施方案中，所述共聚物可以具有110至120℃的软化点和35至50 dmm的针入度。此外，在某些实施方案中，所述共聚物可以具有110至120℃的软化点和30至45 dmm的针入度。
在各种实施方案中，所述共聚物可以具有90至125℃的软化点和小于30 dmm的针入度。此外，在某些实施方案中，所述共聚物可以具有90至123℃的软化点和小于35 dmm的针入度。此外，在某些实施方案中，所述共聚物可以具有90至125℃的软化点和10至30 dmm的针入度。在各种实施方案中，所述共聚物可以具有90至109.9℃的软化点和小于73.8 dmm的针入度。此外，在某些实施方案中，所述共聚物可以具有127至140℃的软化点和小于25dmm的针入度。此外，在某些实施方案中，所述共聚物可以具有124至126℃的软化点和小于30 dmm的针入度。
在各种实施方案中，所述共聚物可以具有121至123℃的软化点和小于40 dmm的针入度。此外，在某些实施方案中，所述共聚物可以具有119至120℃的软化点和小于50 dmm的针入度。此外，在某些实施方案中，所述共聚物可以具有116至118℃的软化点和小于60 dmm的针入度。在其它实施方案中，所述共聚物可以具有113至117℃的软化点和小于70 dmm的针入度。
通常，共聚物的较低的软化点有时可能伴随着较低的玻璃化转变温度（"Tg"）。在各种实施方案中，所述共聚物可以具有至少-100、-80、-60或-40和/或不高于约20、0、-10或-20℃的玻璃化转变温度，如根据DMA测量的。此外，所述共聚物可以具有-100至20℃、-80至0℃、-60至-10℃或-40至-20℃的Tg，如根据DMA测量的。
此外，在各种实施方案中，所述共聚物可以具有在190℃下至少100、500、1,000、3,000或5,000和/或不大于约100,000、75,000、50,000、35,000或25,000 cP的熔体粘度，如根据ASTM D3236测量的。此外，所述共聚物可以具有在190℃下100至100,000、500至75,000、1,000至50,000、3,000至35,000或5,000至25,000 cP的熔体粘度，如根据ASTM D3236测量的。
根据一个或多个实施方案，所述共聚物可以具有在190℃下至少100、300、500或750和/或不大于30,000、10,000、5,000或2,500 cps的Brookfield粘度，如根据ASTM D3236测量的。此外，所述共聚物可以具有在190℃下100至30,000、300至10,000、500至5,000或750至2,500 cps的Brookfield粘度。
在一个或多个实施方案中，本文描述的共聚物还可以具有小于100,000、50,000或25,000的数均分子量（Mn），如通过凝胶渗透色谱法测定的。
在各种实施方案中，当在高温下经受长时间段的储存条件时，本文描述的共聚物不显示明显的颜色改变。在由于储存发生的任何老化之前，本发明的共聚物可以具有如根据ASTM D1544测量的小于4、3、2或1的初始加德纳色度。在177℃下热老化至少96小时之后，本发明的共聚物可以显示如根据ASTM D1544测量的小于7、5、3或2的最终加德纳色度。因此，本发明的共聚物即使在长时间储存和暴露后也可以保持所需的颜色。
此外，本文描述的共聚物可以是无定形或半结晶的。本文所用的"无定形"是指共聚物具有小于5%的结晶度，如根据ASTM E 794-85使用差示扫描量热法（"DSC"）测量的。本文所用的"半结晶"是指共聚物具有5至40%的结晶度，如根据ASTM E 794-85使用DSC测量的。在各种实施方案中，共聚物可以具有不大于60、40、30、20、10、5、4、3、2或1%的结晶度，如根据ASTM E 794-85使用DSC测量的。
低分子量共聚物
在本发明的另一个实施方案中，提供了包含丙烯和乙烯的低分子量共聚物，
其中，低分子量共聚物具有在90至140℃的范围内的软化点，
其中，低分子量共聚物具有等于y的针入度，
其中y通过以下式来确定：
y≤-0.000000262249x6 + 0.000172031278x5 - 0.046669720165x4 +6.701746779438x3 - 537.286013331959x2 + 22,802.983472587x - 400,204.018086126
其中x在上式中是低分子量共聚物的软化点，和
其中，低分子量共聚物具有约3至约25的分子量多分散性，约18至约30％的如通过X射线衍射测得的结晶度，在190℃通过ASTM D3236测得的约1000至约4000 cp的Brookfield粘度。
本发明的低分子量共聚物可用于生产聚烯烃基热熔体粘合剂，其用于制造层压的物品。包含所述低分子量共聚物的粘合剂也可用于制备个人护理卫生制品，如婴儿和成人失禁尿布、垫和妇女卫生巾。本发明的热熔体粘合剂既产生制造层合结构期间宽的操作窗口也产生高的剥离强度，尽管使用的聚烯烃的分子量低。本发明的热熔体粘合剂对于跨宽的操作窗口的层压材料产生基本上一致的剥离强度。此外，出人意料的是，尽管与对比例聚合物的软化点和结晶度相反，本发明的低分子量共聚物具有相对高的软化点和高的结晶度，但含有本发明的低分子量共聚物的热熔体粘合剂组合物可以容易地在较低的温度下施加。可以使用各种喷涂喷嘴和缝隙模头在约120℃至约160℃的温度下施加包含本发明的低分子量共聚物的粘合剂配制品。其他范围是从约130℃至约160℃和从约130℃至约150℃。含有本发明的低分子量共聚物的粘合剂配制品可以用从约100至约600米/分钟的各种机器速度施加。
如果给定，按照在实施例14-16中概述的程序测量低分子量共聚物的性质。否则，使用在本说明书中列出的测试方法。
本发明的低分子量共聚物的重均分子量（Mw）范围为约25,000至约50,000。另外的Mw范围为大约30,000至大约45,000，和大约35,000至大约40,000。或数均分子量（Mn）可以为大约1,000至大约20,000。其他的范围是从约1500至约16000，约2,000至约15,000，和2,500至14,000。所述低分子量共聚物的z均分子量（Mz）可以为大约80,000至大约140,000。Mz的其他范围为约85,000至约130,000，约90,000至约120,000，约100,000至约120,000。低分子量共聚物的分子量（Mn，Mw和Mz）是根据实施例14-16所概述的程序进行测量。
低分子量共聚物的多分散性（Mw / Mn）的范围可以从约3至约25，从约4至约24，从约5至约20，从约6至约15，和从约8至约10 。
低分子量共聚物的玻璃化转变温度（Tg）的范围可以从约-45℃至约-30℃。
熔融温度（Tm）的范围可以从约90℃至约138℃，从约100℃至约135℃，和从约120℃至约130℃。
熔化能ΔHm（焦耳 /克）可以小于15焦耳/克。
如通过X射线衍射测定的低分子量共聚物的结晶度可以从约18％至约30％。结晶度的其它范围可以为约20％至约30％、约22％至约28％和约22％至约26％。低分子量共聚物的结晶温度（Tc）的范围可以从约50℃至约110℃，从约60℃至约80℃，以及从约50℃至约70℃。低分子量共聚物的结晶能（ΔHc）可以小于20焦耳/克、小于15焦耳/克或小于10焦耳/克。
低分子量共聚物在190℃下的Brookfield粘度可为约1000厘泊至约4,000厘泊，约1200厘泊至约3600厘泊，和约1,500厘泊至约3000厘泊。
在低分子量共聚物在25℃下的储能模量（G'）的范围可以为约1MPa至10MPa，约2MPa至约8MPa，和约3 MPa至约5MPa。
低分子量共聚物的拉伸强度的范围可从约2.5 MPa至约4.5 MPa或从约2.7 MPa至约3.5 MPa。
低分子量共聚物的的G'/ G''交叉温度(crossover temperature)可以为约100℃至约120℃或约105℃至约110℃。
在低分子量共聚物的交叉温度下的tan δ的范围可从约0.35至约0.50或从约0.38至约0.48。
在本发明的另一个实施方案中，低分子量的共聚物具有约25,000至约45,000的重均分子量，约1,000至约12,000的数均分子量，约90,000至约140,000的 z均分子量，约3至约25的多分散性（Mw/Mn比），约20％至约30％的结晶度，以及在190℃下1,000至4,000厘泊的Brookfield粘度。本发明的低分子量共聚物的其它特征包括1至10MPa的储能模量（在25℃下G'）；110至120℃的交叉温度（对于G'和G''）与0.35至0.50的相关tan δ；和-40至-25℃的玻璃化转变温度。
用于生产丙烯-乙烯共聚物的方法
在各种实施方案中，可以通过使丙烯单体与乙烯单体在包含至少一种电子供体的催化剂体系存在下反应来生产共聚物。
在各种实施方案中，所述催化剂体系可以包含Ziegler-Natta催化剂。根据一个或多个实施方案，Ziegler-Natta催化剂可以包含含钛组分、铝组分和电子供体。在某些实施方案中，所述催化剂包含在氯化镁载体上的氯化钛。
在某些实施方案中，所述催化剂体系可以包含由钛化合物与有机铝助催化剂形成的多相负载型催化剂体系。在各种实施方案中，所述助催化剂可以包含烷基铝助催化剂。在另一个实施方案中，助催化剂可以是三乙基铝或四乙基铝（“TEAL”）。
在一个或多个实施方案中，所述催化剂体系可以具有至少1:1、5:1、10:1或15:1和/或不大于100:1、50:1、35:1或25:1的铝与钛的摩尔比。此外，所述催化剂体系可以具有1:1至100:1、5:1至50:1、10:1至35:1或15:1至25:1的铝与钛的摩尔比。额外地或替代地，在各种实施方案中，所述催化剂体系可以具有至少0.5:1、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1或6:1和/或不大于100:1、50:1、35:1、20:1、15:1、10:1或8:1的铝与硅的摩尔比。此外，所述催化剂体系可以具有0.5:1至100:1、1:1至50:1、2:1至35:1、2:1至20:1、2:1至15:1、2:1至10:1或2:1至8:1的铝与硅的摩尔比。
电子供体能够增加共聚物的立体专一性。然而，严格调节电子供体的含量可以是重要的，因为在一些情况下它们可以抑制催化剂活性至不可接受的水平。聚合过程中使用的电子供体可以包括例如有机酯、醚、醇、胺、酮、酚、膦和/或有机硅烷。此外，所述催化剂体系可以包含内部供体和/或外部供体。
在各种实施方案中，所述催化剂体系包含至少一种外部电子供体。在一个或多个实施方案中，所述外部电子供体包含至少一种烷氧基硅烷。特别地，在某些实施方案中，所述烷氧基硅烷可以包括二环戊基二甲氧基硅烷、环己基甲基二甲氧基硅烷或其组合。此外，在一些实施方案中，所述烷氧基硅烷可以包含、基本由或完全由二环戊基二甲氧基硅烷组成。
已经观察到，将上述外部供体添加至催化剂体系可以提高共聚物的硬度（即降低针入度）和粘度。然而，与现有技术中先前已经观察的相反，上述电子供体实际上可以降低生产的共聚物的软化点，而不是使其提高。此外，已经观察到，当使用上述电子供体时，聚合过程中添加至反应器的基本全部（即大于95%）的乙烯可以反应。因此，这可以导致获得具有较高乙烯含量和较低丙烯含量的共聚物。因此，当使用上述电子供体时，可以生产具有较高乙烯含量，但仍显示出软化点和硬度之间的所需平衡的丙烯-乙烯共聚物。
额外地或替代地，根据各种实施方案，所述催化剂体系可以具有至少0.1:1、0.5:1、1:1、1.25:1、1.5:1或2:1和/或不大于20:1、15:1、10:1、5:1、4.5:1或4:1的电子供体与钛的摩尔比。此外，所述催化剂体系可以具有0.1:1至20:1、0.5:1至15:1、1:1至10:1、1.25:1至5:1、1.5:1至4.5:1或2:1至4:1的电子供体与钛的摩尔比。额外地或替代地，在各种实施方案中，所述催化剂体系可以包含至少0.5:1、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1或6:1和/或不大于100:1、50:1、35:1、20:1、15:1、10:1或8:1的TEAL助催化剂与电子供体的摩尔比。此外，所述催化剂体系可以包含0.5:1至100:1、1:1至50:1、2:1至35:1、2:1至20:1、2:1至15:1、2:1至10:1或2:1至8:1的TEAL助催化剂与电子供体的摩尔比。在某些实施方案中，电子供体的类型可以影响必需的TEAL/电子供体比率。例如，在电子供体是二环戊基二甲氧基硅烷的实施方案中，TEAL/电子供体比率可以小于20:1。
所述催化剂体系可以表现出200至2,000、400至1,200或500至1,000 g/g的催化剂活性。通过测量反应器中制备的聚合物的重量与装入反应器的催化剂的重量的比率计算催化剂活性。这些测量基于1小时的反应时间。
由于添加外部供体可以提高粘度和分子量，可以要求添加氢气以在聚合期间用作链终止剂。例如，所述方法可以在5至100、10至80或15至50 psig的氢气压力下进行。
在各种实施方式中，聚合反应可发生在100至200，110至180，或120至150℃的温度下。此外，聚合反应可以在500至2,000，700至1500，或800至1250 psig的压力下进行。
在某些实施方案中，反应器可以包括搅拌反应器并且聚合反应可以具有在反应器中0.1至6、0.5至4或1至2小时的停留时间。在各种实施方案中，可以将乙烯作为气体添加至反应器并且可以将丙烯作为液体添加。
并入丙烯-乙烯共聚物的最终产品
本文描述的共聚物可以用于一系列广泛应用，包括例如粘合剂、密封剂、屋顶膜、防水膜和衬垫物、地毯、层压制品、胶带（例如防篡改胶带、水活化胶带、涂胶胶带、密封胶带、稀松布增强胶带、饰面胶带、增强和非增强胶纸胶带、盒子制造胶带、纸胶带、包装胶带、布基胶带、遮蔽胶带、隐形胶带、电工胶带、电器胶带、冰球专用胶带、医用胶带等）、标签（例如通用标签、饮料标签、冷冻机标签、智能标签、消费性电子产品标签等）、厚涂涂料、聚合物共混物、线缆涂料、模塑制品和橡胶添加剂。在某些实施方案中，本文描述的共聚物可以用于粘合剂，例如热熔体粘合剂、基于水的粘合剂、基于溶剂的粘合剂、热熔体压敏粘合剂、基于溶剂的压敏粘合剂、热熔体无纺物/卫生粘合剂和热熔体包装粘合剂。特别地，由于其如上所述的软化点和针入度的独特组合，由本发明的共聚物生产的粘合剂可以用于一系列广泛的最终产品，包括卫生包装和其它包装应用。在许多实施方案中，可以选择本发明的共聚物的各种性质，例如软化点和针入度以适合并入所述共聚物的组合物的预期最终用途。
此外，在各种实施方案中，本文描述的本发明的共聚物还可以用于改性现有的聚合物共混物，所述聚合物共混物通常用于塑料、弹性体应用、屋顶应用、电缆填装和轮胎改性。本发明的共聚物可以改进这些聚合物共混物的粘合性、可加工性、稳定性、粘弹性、热性质和机械性质。
在各种实施方案中，可以改性本发明的共聚物以生产接枝共聚物。在这样的实施方案中，本发明的共聚物可以用马来酸酐、富马酸酯和马来酸酯、甲基丙烯酸酯（例如甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸羟乙酯）、甲基丙烯酸、乙烯基衍生物、硅烷衍生物或其组合接枝。可以使用本领域中已知的任何常规方法，包括例如酯交换和自由基诱导偶合生产这些接枝共聚物。
上面所指出的各种最终用途和最终产物可以利用本发明的共聚物本身，或者可以与其它添加剂和聚合物相结合。可与本发明共聚物结合以形成聚合物共混物的合适的聚合物可以包括例如基于异戊二烯的嵌段共聚物；基于丁二烯的嵌段共聚物；氢化的嵌段共聚物；乙烯乙酸乙烯酯共聚物；聚酯；基于聚酯的共聚物；氯丁橡胶；氨基甲酸酯；聚丙烯酸酯；丙烯酸酯共聚物，例如乙烯丙烯酸共聚物，乙烯丙烯酸正丁酯共聚物和乙烯丙烯酸甲酯共聚物；聚醚醚酮；聚酰胺；苯乙烯类嵌段共聚物；氢化苯乙烯类嵌段共聚物；无规苯乙烯共聚物；乙烯 - 丙烯橡胶；乙烯乙酸乙烯酯共聚物；丁基橡胶；苯乙烯 - 丁二烯橡胶；丁二烯丙烯腈橡胶；天然橡胶；聚异戊二烯；聚异丁烯；聚乙酸乙烯酯；聚乙烯；聚丙烯包括无规立构聚丙烯，齐格勒 - 纳塔催化的烯烃聚合物，共聚物和三元共聚物；从乙烯，丙烯和二烯形成的三元共聚物（EPDM）；金属茂催化的烯烃聚合物和共聚物，例如聚丙烯聚合物；乙烯聚合物，乙烯 - 丙烯聚合物，乙烯 - 丁烯共聚物；乙烯 - 己烯共聚物；乙烯 - 辛烯共聚物；乙烯十二碳烯共聚物；丙烯 - 丁烯共聚物；丙烯 - 己烯共聚物；丙烯 - 辛烯共聚物；和丙烯- 十二碳烯共聚物。
在各种实施方案中，本文所述的共聚物可以用于制备热熔体粘合剂。根据一个或多个实施方案，所述粘合剂可以包含至少1、5、10、20、30或40和/或不大于95、90、80、70、60或55 wt%的本发明的共聚物。此外，所述粘合剂可以包含1至95、5至90、10至80、20至70、30至60或40至55 wt%的本发明的共聚物。在某些实施方案中，粘合剂可以完全由本发明的共聚物构成。
此外，取决于预期最终用途，这些热熔体粘合剂还可以包含各种添加剂，包括例如聚合物、增粘剂、加工油、蜡、抗氧化剂、增塑剂、颜料和填料。
在各种实施方案中，所述粘合剂可以包含至少10、20、30或40和/或不大于90、80、70或55 wt%的至少一种不同于本发明的共聚物的聚合物。此外，所述粘合剂可以包含10至90、20至80、30至70或40至55 wt%的至少一种不同于本发明的共聚物的聚合物。这些聚合物可以包括任何以上列出的聚合物。
在各种实施方案中，所述粘合剂可以包含至少10、20、30或40和/或不大于90、80、70或55 wt%的至少一种增粘剂。此外，所述粘合剂可以包含10至90、20至80、30至70或40至55 wt%的至少一种增粘剂。合适的增粘剂可以包括，例如，脂环族烃树脂，C5烃树脂；C5 / C9烃树脂；芳族改性的C5树脂；C9烃树脂；纯单体树脂，如苯乙烯与α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对甲基苯乙烯、茚、甲基茚、C5树脂和C9树脂的共聚物；萜烯树脂；萜烯酚醛树脂；萜烯苯乙烯树脂；松香酯；改性松香酯；完全或部分氢化松香的液体树脂；完全或部分氢化的松香酯；完全或部分氢化改性的松香树脂；完全或部分氢化的松香醇类；完全或部分氢化的C5树脂；完全或部分氢化的C5 / C9树脂；完全或部分氢化的芳族改性的C5树脂；完全或部分氢化的C9树脂；完全或部分氢化的纯单体树脂；完全或部分氢化的C 5 /脂环族树脂；完全或部分氢化的C5 /脂环族/苯乙烯/ C9树脂；完全或部分氢化的脂环族树脂；以及它们的组合。示例性的商业烃树脂包括Regalite TM烃树脂（Eastman Chemical）。
在各种实施方案中，所述粘合剂可以包含至少1、2、5、8或10和/或不大于40、30、25或20 wt%的至少一种加工油。此外，所述粘合剂可以包含2至40、5至30、8至25或10至20 wt%的至少一种加工油。加工油可以包括例如矿物油、环烷油、链烷油、芳族油、蓖麻油、菜籽油、甘油三酯油或其组合。如本领域技术人员将意识到的，加工油还可以包括增量油，其通常用于粘合剂。如果粘合剂待用作压敏粘合剂以生产胶带或标签或用作粘合剂以粘合无纺制品，则所述油在粘合剂中的使用可以是合乎需要的。在某些实施方案中，粘合剂可以不包括任何加工油。
在各种实施方案中，所述粘合剂可以包含至少1、2、5、8或10和/或不大于40、30、25或20 wt%的至少一种蜡。此外，所述粘合剂可以包含1至40、5至30、8至25或10至20 wt%的至少一种蜡。合适的蜡可以包括例如微晶蜡、石蜡、通过Fischer-Tropsch法生产的蜡、官能化的蜡（马来酸酯化、富马酸酯化或具有其他官能团的蜡等）和植物蜡。如果粘合剂是用作热熔体包装粘合剂，则可能需要在粘合剂中使用蜡。在某些实施方案中，粘合剂可能不包含蜡。
在各种实施方案中，所述粘合剂可以包含至少0.1、0.5、1、2或3和/或不大于20、10、8或5 wt%的至少一种抗氧化剂。此外，所述粘合剂可以包含0.1至20、1至10、2至8或3至5wt%的至少一种抗氧化剂。
在各种实施方案中，所述粘合剂可以包含至少0.5、1、2或3和/或不大于20、10、8或5 wt%的至少一种增塑剂。此外，所述粘合剂可以包含0.5至20、1至10、2至8或3至5 wt%的至少一种增塑剂。合适的增塑剂可以包括例如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、氯化石蜡和不含邻苯二甲酸酯的增塑剂。商业增塑剂可以包括例如BenzoflexTM增塑剂（EastmanChemical）和Eastman 168TM（Eastman Chemical）。
在各种实施方案中，所述粘合剂可以包含至少10、20、30或40和/或不大于90、80、70或55 wt%的至少一种填料。此外，所述粘合剂可以包含1至90、20至80、30至70或40至55wt%的至少一种填料。合适的填料可以包括例如炭黑、碳酸钙、氧化钛、氧化锌或其组合。
可以使用常规技术和设备生产粘合剂组合物。例如，可以在混合器，例如sigma叶片混合器、塑度计、Brabender混合器、双螺杆挤出机或罐内共混机（品脱罐）中共混粘合剂组合物的组分。在各种实施方案中，可以通过合适的技术，包括例如挤出、压缩模塑、压延或辊式涂布技术（例如凹板印刷、逆辊等）、帘式涂布、狭缝模头涂布或喷涂将粘合剂成型为所需形式，例如胶带或片材。
此外，可以通过溶剂浇注法或通过熔融粘合剂，然后使用本领域中已知的常规热熔体粘合剂施用设备将粘合剂施用至基材。合适的基材可以包括例如无纺物、纺织品、纸、玻璃、塑料、膜（聚乙烯、聚丙烯、聚酯等）和金属。通常，可以将约0.1至100 g/m2的粘合剂组合物施用至基材。
根据一个或多个实施方案，所述热熔体粘合剂可以具有在177℃下至少100、300、500或750和/或不大于30,000、10,000、5,000或2,500 cps的Brookfield粘度，如根据ASTMD3236测量的。此外，所述热熔体粘合剂可以具有在177℃下100至30,000、300至10,000、500至5,000或750至2,500 cps的Brookfield粘度。额外地或替代地，所述热熔体粘合剂可以具有0.1、0.5、1或1.5和/或不大于20、15、10或5 lbf的环形初粘力（loop tack），如根据ASTMD6195测量的。此外，所述热熔体粘合剂可以具有0.1至20、0.5至15、1至10或1.5至5 lbf的环形初粘力，如根据ASTM D6195测量的。
此外，在各种实施方案中，所述热熔体粘合剂可以具有至少1、2、5、10或15和/或不大于50、40、35、30或25 g/mm的剥离强度，如根据ASTM D903测量的。此外，所述热熔体粘合剂可以具有1至50、2至40、5至35、10至30或15至25 g/mm的剥离强度，如根据ASTM D903测量的。额外地或替代地，所述热熔体粘合剂可以具有至少0.05、0.1、0.2或0.5和/或不大于20、10、5或1 lbf/英寸的90°剥离强度，如根据ASTM D903测量的。此外，所述热熔体粘合剂可以具有0.05至20、0.1至10、0.2至5或0.5至1 lbf/英寸的90°剥离强度，如根据ASTM D903测量的。
根据各种实施方案，含本发明的共聚物的粘合剂可以具有宽的操作窗口，并且可以具有从80至230℃的应用窗口。这种宽操作窗口可通过在不同温度下的粘合剂的剥离强度来证实。添加水平可以为0.5-30gsm。在一个或多个实施方案中，所述热熔体粘合剂对在较低温度（例如100至145℃）下施用的样品可以具有至少2、5、25或40和/或不大于250、200或175 g/mm的剥离强度，如根据ASTM D903测量的。此外，所述热熔体粘合剂对在较低温度（例如100至145℃）下施用的样品可以具有2至250、25至200或40至175 g/mm的剥离强度，如根据ASTM D903测量的。额外地或替代地，所述热熔体粘合剂对在较高温度（例如145至180℃）下施用的样品可以具有至少1、5、30或40和/或不大于250、200或150 g/mm的剥离强度，如根据ASTM D903测量的。此外，所述热熔体粘合剂对在较高温度（例如145至180℃）下施用的样品可以具有1至250、30至200或40至150 g/mm的剥离强度，如根据ASTM D903测量的。
根据一个或多个实施方案，所述热熔体粘合剂可以具有至少0.1、0.2或0.3和/或不大于5、3、2或1 kg的探针初粘力（probe tack），如根据ASTM D9279测量的。此外，所述热熔体粘合剂可以具有0.1至3、0.2至2或0.3至5 kg的探针初粘力，如根据ASTM D9279测量的。此外在各种实施方案中，所述热熔体粘合剂可以具有至少0.1、0.5或1和/或不大于50000、10000、5000、1000、500、100、50、20、10、7或4小时的保持力(holding power)，如根据ASTM D3654测量的。此外，所述热熔体粘合剂可以具有0.1至10、0.5至7或1至4小时的保持力，如根据ASTM D3654测量的。
根据各种实施方案，所述热熔体粘合剂可以具有至少2、10、25或45和/或不大于200、120或80℃的剥离破坏温度（"PAFT"），如根据ASTM D4498测量的。此外，所述热熔体粘合剂可以具有2、10至200、25至120或45至80℃的PAFT，如根据ASTM D4498测量的。额外地或替代地，所述热熔体粘合剂可以具有至少2、5、10、25、50或75和/或不大于200、150或130 °C的剪切破坏温度（"SAFT"），如根据ASTM D4498测量的。此外，所述热熔体粘合剂可以具有2至200、50至150或75至125 ℃的SAFT，如根据ASTM D4498测量的。
在各种实施方案中，当经延长的时间段经历高温下的储存条件时，包含本发明的共聚物的粘合剂不显示颜色上的基本改变。在由于储存发生的任何老化之前，粘合剂可以具有如根据ASTM D1544测量的小于18、15、10、8、5、4、3、2或1的初始加德纳色度。在177℃下热老化至少96小时之后，粘合剂可以显示如根据ASTM D1544测量的小于18、15、10、7、5、3、2或1的最终加德纳色度。因此，粘合剂即使在长时间储存和暴露后也可以保持所需的颜色。
在本发明的另一个实施方案中，低分子量共聚物可在粘合剂组合物如本发明中先前所描述的利用。特别是，低分子量的共聚物可用来生产具有宽操作窗口和用于层压的材料例如但不限于卫生产品的高剥离强度包括用于基板的破坏性粘合的热熔体粘合剂。含有低分子量共聚物的粘合剂组合物可以以约0.5 gsm至约5gsm和适合于产生具有期望的粘结强度层压材料的添加比率施加。使用本发明的配制品产生的剥离强度可以为约20克/25毫米（约1克 /毫米）至约400克/ 25毫米（16克/毫米）和至产生基材破坏的粘合强度。在其它实施方案中，剥离强度的范围可为至少20g / 25mm、30g / 25mm、40g / 25mm、50g / 25mm、60g / 25mm、70g / 25mm、80g / 25mm、90g/ 25mm或100g/ 25mm/或不高于400g/ 25mm、375g/ 25mm、350g / 25mm、300g/ 25mm、275g/ 25mm、250g / 25mm、 225g/ 25mm或200g/25mm。此外，该粘合剂配制品可具有20g/ 25mm至375g/ 25mm、25g /25mm至350g/ 25mm、30g/ 25mm至325g/ 25mm、40g/ 25mm至300g / 25mm、50g / 25mm至275g/ 25mm、60g /25mm至250g / 25mm、70g / 25mm至225g/ 25mm、80g / 25mm至200g/ 25mm的范围内的剥离强度。在本发明的一个实施方案中，该粘合剂配制品被用作热熔体粘合剂和包含至少一种共聚物和至少一种增粘剂树脂。任选地，热熔体粘合剂还可以包括蜡，油，和/或抗氧化剂。在一个具体的实施方案中，热熔体粘合剂包含约50至约60重量％的低分子量共聚物和约40至约45％（重量）增粘剂树脂。
本发明可以进一步通过下文的其实施方案的实施例举例说明，不过应该理解除非另外具体指出，这些实施例仅出于举例说明目的被包括而并非意在限制本发明范围。
实施例
实施例1
在该实施例中，在约1小时的平均停留时间的情况下，在2升搅拌反应器中生产各种丙烯-乙烯共聚物。反应器温度保持在大约140℃下并且压力为900 psig。将丙烯作为液体进料至反应器，同时将乙烯作为气体进料至反应器。在Ziegler-Natta催化剂存在下发生聚合，所述Ziegler-Natta催化剂是在氯化镁载体上的氯化钛。该特定催化剂是由钛化合物与烷基铝助催化剂（"TEAL"）组合形成的多相负载型催化剂体系。所述催化剂体系包含21的Al/Ti摩尔比。当排出共聚物时，任何未反应的单体和其它蒸气从反应器排放。
使用上述催化剂体系和外部电子供体生产样品1-11（1A-1K）。如下所述，电子供体是环己基甲基二甲氧基硅烷（"C"）或二环戊基二甲氧基硅烷（"D"）。在不存在任何电子供体的情况下使用上述催化剂体系生产比较样品1（C1）。如由供体/Ti摩尔比表示的，添加的电子供体的量对于每个样品而言不同。
由该反应生产的共聚物在下表1中描述，连同其各种性质和用于生产其的反应条件。应当注意，根据先前讨论的ASTM D5使用针入度计来测量针入度而不实际在水中运行试样；然而，在运行测试之前在水中调理试样。
表1
共聚物样品 1A 1B 1C 1D 1E 1F 1G 1H 1I 1J 1K C1
Al / Ti摩尔比 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21
硅烷供体 C C D D D D D D D D D -
供体/ Ti，摩尔比 0.5 1.2 1.0 2.0 2.0 2.0 2.5 2.5 3.0 2.0 2.0 -
氢气（psig） 40 20 15 25 25 40 40 25 50 80 80 -
反应器温度，℃ 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140 140
反应器压力（psig） 900 900 900 900 900 900 900 900 900 900 900 900
催化剂活性（克/克） 714.3 1003.3 920.4 887.8 817.1 728.4 803.1 842.9 780.8 824.3 841.7 -
粘度@190℃，厘泊 1853 5863 9088 9838 21125 6850 10238 16575 5525 1122 1748 7013
软化点（℃） 130.3 142.2 134.8 131.6 128.6 121.8 126.3 132.6 119 117.7 129.1 120.7
针入度（dmm） 20 14 15 29 17 20 22 21 28 26 20 82
重量％乙烯 15.2 12.5 17.5 24.6 20.2 22.6 25.3 22.6 25.2 21.1 19.5 21.7
重量％丙烯 84.8 87.5 82.5 75.4 79.8 77.4 74.7 77.4 74.8 78.9 80.5 78.3
聚合物产量（g） 537.5 780.0 709.6 712.9 656.1 584.9 657.7 690.3 652.0 661.9 675.9 720.9
如上表1所示，添加外部供体通常提高硬度（其由针入度的降低表明），连同提高共聚物的软化点和粘度。如表1中所述，采用外部供体生产的样品比比较例样品（C1）具有显著更低的针入度值。此外，观察到比较例样品非常粘，但仍缺乏由低于30 dmm的针入度值表示的样品强度。
先前的研究表明，大于1.25:1（供体：Ti摩尔比）的外部供体水平开始不利地影响共聚物的性质。与这些研究相反，在该实施例中观察到在大于1.25:1（供体：Ti摩尔比）的外部供体水平下聚合物性质改进。由于添加外部供体可以提高粘度和分子量，相比于不添加外部供体的相似组合物的聚合，可以要求添加氢气或较高水平的氢气以在聚合期间用作链终止剂。
图1A和1B描绘来自表1的样品1B、1E和1F的粘弹性特性。此外，图1A和1B还提供各种市售共聚物的粘弹性特性用作比较。这些市售的共聚物包括INFUSETM 9817 (Dow)、AFFINITYTM GA1900 (Dow)、RextacTM 2730 (Rextac)和EastoflexTM E1060 (Eastman)。图1A描绘共聚物的弹性模量（G'），而图1B描绘共聚物的tanδ。
如图1A和1B中所示，样品1B从-15至100℃显示所需的弹性模量（G'）平稳状态，代表在宽施用温度范围内的弹性特征。这在热熔体压敏粘合剂（"PSA"）应用如胶带和标签中重要，因为G'平稳状态（即曲线的平坦性）通常代表能量吸收和解吸特征以及在测量温度范围内的粘合剂强度。在该平稳状态后，共聚物可能开始流动。先前，烯属共聚物的G'的平坦性仅可通过专用催化方法（茂金属催化）和/或并入α-烯烃获得。
实施例2
在该实施例中，使用实施例1中描述的方法和体系产生各种丙烯 - 乙烯共聚物；然而，在该实施例中使用的外部电子供体为环己基甲基二甲氧基硅烷。此外，对各样品添加的电子供体的量如由供体/Ti摩尔比所示那样改变。在该方法中生产的共聚物描述在下表2中，连同其各种性质和用于生产其的反应条件。
表2
共聚物样品 2A 2B 2C 2D 2E 2F 2G
Al / Ti摩尔比 21 21 21 21 21 21 21
供体/ Ti，摩尔比 1.1 1.2 0.5 1.0 1.0 1.5 2.0
TEAL /供体，摩尔比 31.3 29.6 70.0 32.9 32.9 24.7 16.5
氢气（psig） 40 20 20 25 25 25 25
反应器温度，℃ 140 140 140 140 140 140 140
反应器压力（psig） 900 900 900 900 900 900 900
催化剂活性（克/克） 843.9 1003.3 1006.8 1001.3 957.2 962.9 904.1
粘度@ 190℃，厘泊 3600 6600 5175 4865 7263 5538 4715
软化点（℃） 140.3 138.4 145.3 126.6 135.9 133 129.6
针入度（dmm） 10 14 17 32 24 23 32
重量％乙烯流 10.0 10.0 10.0 15.0 13.0 15.0 15.0
重量％乙烯 11.7 11.9 11.3 19.3 17.2 18.2 19.3
重量％丙烯 88.3 88.1 88.7 80.7 82.8 81.8 80.7
聚合物产量（g） 648.7 780.0 760.1 772.0 738.0 757.8 726.0
如表2中所述，使用环己基甲基二甲氧基硅烷作为外部供体能够生产具有所需的针入度和软化点的组合的共聚物。然而，该平衡主要受供体/Ti摩尔比的影响。如表2中样品2F和2G所示，当供体/Ti摩尔比从1.5:1增加至2:1时，软化点略微降低和针入度显著增加，这是不期望的。
实施例3
在该实施例中，使用实施例1中描述的方法和体系生产各种丙烯-乙烯共聚物。在该实施例中使用的外部电子供体是二环戊基二甲氧基硅烷。此外，对各样品添加的电子供体的量如由供体/Ti摩尔比所示那样改变。在该方法中生产的共聚物描述在下表3中，连同其各种性质和用于生产其的反应条件。
如表3中所示，生产具有所需软化点和针入度的共聚物需要的二环戊基二甲氧基硅烷的量不同于如以上实施例2中所示需要的环己基甲基二甲氧基硅烷的量。如通过比较例样品C1和C2表明的，二环戊基二甲氧基硅烷水平通常需要为2:1或更大以获得生产的共聚物的所需性质。此外，观察到，相比于使用环己基甲基二甲氧基硅烷生产的共聚物，使用二环戊基二甲氧基硅烷生产的共聚物通常具有低得多的软化点。此外，使用二环戊基二甲氧基硅烷生产的共聚物能够保持所需的针入度值。
比较表3中的样品3C和3F显示二环戊基二甲氧基硅烷水平从3:1增加至4:1（在17.5%乙烯流下）导致更多乙烯被并入到聚合物中，由此产生具有较低软化点的共聚物。
当比较样品3D和3F时，观察到另一个值得注意的结果，所述样品3D和3F都使用相同的乙烯流（13%）生产并且具有相同的针入度（21 dmm）。然而，通过将二环戊基二甲氧基硅烷水平从2:1增加至3:1，相比于样品3D（18.2%），样品3F出人意料地具有增加的乙烯含量（24.2%）。该增加的乙烯量导致样品3F的更低的软化点。此外，理论上讲，样品3F的丙烯部分还比样品3D的丙烯部分更加有规立构（即更硬），由此抵消通常伴随着更高乙烯含量的柔软度。
实施例4
采用来自实施例1的样品1B、1E和1F生产粘合剂。将粘合剂用通过具有设定在177℃的加热块的可变速马达控制的桨式搅拌器采用机械搅拌在品脱大小的罐中制造。将共聚物连同抗氧化剂在氮气氛下引入品脱大小的罐中并加热至177℃。然后在共聚物熔融后将树脂和油引入混合物。在一些情况下，也可以连同树脂和/或油一起添加蜡或代替树脂和/或油添加蜡。将该混合物搅拌30分钟直至其完全均匀。在彻底混合后，将粘合剂倒入硅酮衬里的纸板箱中并冷却。下表4描述这些粘合剂的组成和性质。此外，使用INFUSETM 9807嵌段共聚物（Dow）和Kraton® D1102共聚物（Kraton）生产比较例粘合剂。应该注意表4中列举的组成组分基于重量百分比。
表4
材料 比较例粘合剂1 比较例粘合剂2 本发明的粘合剂1 本发明的粘合剂2 本发明的粘合剂3
INFUSE <sup>TM</sup> 9807 20
Kraton<sup>®</sup> D1102 19.7
共聚物样品1B 40
共聚物样品1E 40
共聚物样品1F 40
REGALITE <sup>TM</sup> S5100 59.7
REGALITE <sup>TM</sup> R1090 54 48.5 48.5 48.5
Kaydol 矿物油 10.5 10.5 10.5
Calsol 5550油 25 19.6
Irganox<sup>®</sup> 1010 1 1 1 1 1
总计 100 100 100 100 100
300毫米剥离强度（g / mm） 13.1 14.6 2.3 21.5 13.3
Brookfield粘度177℃（厘泊） 约1800 约1400 806 2167 940
使用动态力学分析（"DMA"）分析表4中的比较例粘合剂1、比较例粘合剂2、本发明粘合剂2和本发明粘合剂3的粘弹性特性。图2描绘这些粘合剂的粘弹性特性。还将表4中的粘合剂作为一次性尿布结构粘合剂进行测试并如根据ASTM D903使用Instron在已经使用空气辅助螺旋喷涂设备（Acumeter Spray Coater）将粘合剂施用在无纺织物和聚乙烯背衬之间之后测量的那样评估粘合剂剥离强度。
基于图2和表4，本发明的粘合剂显示与由市售共聚物生产的粘合剂相似的粘弹性特性。此外，如由更高的剥离强度表明的，本发明的粘合剂还表现出优异的强度。
实施例5
使用实施例4中描述的方法生产用于标签的压敏粘合剂（本发明的粘合剂4）。使用来自实施例1的样品1E生产粘合剂。下表5描述该粘合剂的组成。
表5
本发明的粘合剂4 重量％
共聚物样品1E 60
Eastotac<sup>TM</sup> H100W 29.5
Calsol 5550 9.5
抗氧化剂 1
使用DMA测量该粘合剂的粘弹性特性并描绘在图3中。还在已经使用热熔刮刀涂布机将该粘合剂直接涂布在牛皮纸上之后使用Instron评估该粘合剂的粘合剂剥离（90°剥离）强度和环形初粘力。该粘合剂具有0.6 lbf/英寸的90°剥离强度和1.8 lbf的环形初粘力。
因此，该粘合剂可以用作标签粘合剂，因为其显示如图3所示的所需粘弹性特性和理想的粘合剂剥离和初粘性质。
实施例6
使用实施例4中描述的方法生产用于包装应用的热熔体粘合剂。该实施例生产的所有粘合剂都包含39.8 wt%的相应丙烯-乙烯共聚物、39.8 wt%的EastotacTM H-100W烃树脂、19.9 wt%的Sasol H1蜡(Sasol)和0.5 wt%的抗氧化剂。应当注意，这些粘合剂的一些由在先前实施例中生产和描述的共聚物（样品1F和2B）形成，其在下表6中标注。关于剩余所列共聚物（样品6A-6D），其根据实施例1中描述的方法生产。下表6提供生产的粘合剂的各种性质和特性。此外，表6标注用于生产所列共聚物的电子供体。这些电子供体包括环己基甲基二甲氧基硅烷（"C"）、二环戊基二甲氧基硅烷（"D"）和四乙氧基硅烷（"TEOS"）。评估粘合剂的各种粘合剂性质，例如剥离破坏温度（"PAFT"）（ASTM D4498）、剪切破坏温度（"SAFT"）（ASTMD4498）、%纤维撕裂（ASTM D4498）和开放时间/固化时间（ASTM D4497）。
应该注意用样品6D生产的粘合剂不具有任何显著的纤维撕裂，这是由于如表6中所述的其低针入度。
在图4中比较由样品1F生产的粘合剂（称为"本发明粘合剂5"）与由AffinityTMGA1950 (Dow)生产的粘合剂（"比较例粘合剂3"）的粘弹性特性。基于用于生产表6中粘合剂的相同配方生产比较例粘合剂3。还应该注意该比较例粘合剂的SAFT为93.6±3.6℃，PAFT为71.8±3.4℃，开放时间/固化时间为15/5秒，并且在177℃下的Brookfield粘度为177cps。如图4和表6中所示，本发明粘合剂显示可与工业中的标准粘合剂相当的所需粘弹性特性和粘合剂性质。
实施例7
使用本发明的丙烯-乙烯共聚物和各种聚合物生产用于无纺物的热熔体粘合剂。根据实施例1中描述的方法生产用于制造这些粘合剂样品的丙烯-乙烯共聚物。用于生产粘合剂样品的共聚物的各种性质和特性列在下表7中。此外，表7表明用于生产相应共聚物的电子供体（环己基甲基二甲氧基硅烷（"C"）或二环戊基二甲氧基硅烷（"D"））。
表7
共聚物样品 7A 7B 7C 7D
粘度@ 190℃，厘泊 2520 2960 2590 7363
软化点（℃） 137.5 139.4 134.1 116.1
针入度（dmm） 14 15 14 27
重量％乙烯 11.7 11.9 11.3 19.3
重量％丙烯 88.3 88.1 88.7 80.7
电子供体 D C C D
根据实施例4中描述的方法生产粘合剂。该粘合剂用各种聚合物和添加剂生产，所述添加剂包括VistamaxxTM 6202 (ExxonMobil)、InfuseTM 9807 (Dow)、L-MODU S400(Idemitsu)、Kraton® 1102 (Kraton)、Kraton® 1161 (Kraton)、Kraton® 1657 (Kraton)、RegaliteTM R1090 (Eastman Chemical)、Kaydol mineral oil (Sonneborn)和Irganox®1010 (BASF)。还如上所述测量生产的粘合剂的Brookfield粘度和剥离强度。下表8描述这些本发明粘合剂（其标记为“IA”）的组成和性质。应当指出的是，表8中列出的组成组分均基于重量百分比，并且所有组分加起来为100％；然而，这不包括1％的抗氧化剂(Irganox®1010)，其在混合所有其它组分之后加入。抗氧化剂的重量百分比在其它组分的组合重量百分比之外另行计量(based off)。
如表8中所示，本发明粘合剂表现出可与工业中的标准粘合剂相当的所需粘合剂性质。
实施例8
使用表9中描述的本发明的丙烯-乙烯共聚物生产用于卫生应用的热熔体粘合剂。根据实施例1中描述的方法，使用二环戊基二甲氧基硅烷作为电子供体生产所述共聚物。
表9
共聚物样品 8A 8B 8C
粘度@ 190℃，厘泊 20000 16000 2200
软化点（℃） 135 125 133
针入度（dmm） 22 17 20
重量％乙烯 22 22 22
重量％丙烯 78 78 78
根据实施例4中描述的方法生产粘合剂。该粘合剂用各种添加剂产生，所述添加剂包括EastotacTM H-100W (Eastman Chemical)、RegaliteTM R1090 (Eastman Chemical)、Kaydol mineral oil (Sonneborn)和Irganox® 1010 (BASF)。下表10描述本发明粘合剂（其标记为“IA”）的组成和性质。应该注意表10中列举的组成组分基于重量百分比。
如表10中所示，相对于包含市售的苯乙烯类嵌段共聚物（"SBC"）和市售的基于烯烃的共聚物的粘合剂比较本发明粘合剂的可涂布性、可喷涂性和粘合剂性能。使用Acumeter and Nordson CF喷嘴以不同添加量（2、3和4 gsm）在800、600和400 ft/min（对3个样品在350 ft/min下6 gsm）下在两个不同温度下（137℃和163℃）进行涂布/喷涂分析。测试基材是1 mil聚乙烯和15 gsm纺粘无纺物。观察可喷涂性并在观察粘合剂在指定温度下的喷涂之后标记为"好"、"差"或"无"（即不可喷涂）。还如上所述测量生产的粘合剂的Brookfield粘度、软化点、针入度和剥离强度。用于测试剥离强度的粘合剂样品的宽度是15至20 mm。
应该注意137℃样品的剥离强度测试对两个比较例商业粘合剂是无结果的，这是由于这些粘合剂的可喷涂性差。如表10中所示，本发明的粘合剂在低温和高温下显示所需的可涂布性和可喷涂性，由此表明宽的操作窗口。此外，本发明粘合剂表现出可与工业中标准粘合剂相当或优于其的粘合剂性质。
实施例9
使用表11中描述的本发明丙烯-乙烯共聚物生产用于包装应用的热熔体粘合剂。此外，由表11中描述地由比较例丙烯均聚物（"CPH"）生产比较例粘合剂。根据实施例1中描述的方法生产用于制造这些粘合剂样品的共聚物。此外，表11还表明用于生产共聚物的电子供体（环己基甲基二甲氧基硅烷（"C"）或二环戊基二甲氧基硅烷（"D"））。
表11
共聚物样品 CPH 9A 9B
粘度@ 190℃，厘泊 1028 3165 2520
软化点（℃） 135 132.1 137.5
针入度（dmm） 22 12 14
重量％乙烯 0 9.9 16.7
重量％丙烯 100 90.1 83.3
电子供体 C C D
根据实施例4中描述的方法生产粘合剂。该粘合剂用各种添加剂产生，所述添加剂包括EastotacTM H-100W (Eastman Chemical)、EastotacTM H-130W (Eastman Chemical)、Sasol wax H-1 (Sasol)和Irganox® 1010 (BASF)。下表12描述本发明粘合剂（其标记为"IA"）和比较例粘合剂（"CA"）的组成和性质。应该注意表12中列举的组成组分基于重量百分比。在162℃和177℃下测量粘合剂的初始粘度以及SAFT、PAFT和开放/固化时间。进行SAFT测量以理解粘合剂在SAFT炉中经温度段的剪切强度。生成粘合剂的粘度曲线以确定可加工性特性。此外，还测量和观察在老化前的初始加德纳色度和在177℃下的粘合剂清晰度。
如表12中所示，本发明粘合剂表现出可与由丙烯生产的粘合剂相当或优于其的粘合剂性质。本发明粘合剂可以表现出所需的清晰度和颜色，以及如由其粘度表明的所示出的可加工性。
实施例10
使用表13中描述的本发明丙烯-乙烯共聚物生产用于包装应用的热熔体粘合剂。此外，由AffinityTM GA1950 (Dow)和如表13中所述的比较例聚合物（"CP"）生产比较例粘合剂。根据实施例1中描述的方法生产用于制造这些粘合剂样品的共聚物。此外，表13还表明用于生产共聚物的电子供体。
表13
共聚物样品 CP1 CP2 CP3 10A 10B
粘度@ 190℃，厘泊 8350 8812 29950 7825 19975
软化点（℃） 157.5 155.8 157.3 111.9 107.7
针入度（dmm） 7 9 1 29 37
重量％乙烯 0 0 6.2 22.8 27.9
重量％丙烯 100 100 93.8 97.2 92.1
电子供体 无 无 苯甲醚 D D
根据实施例4中描述的方法生产粘合剂。该粘合剂用各种添加剂产生，所述添加剂包括RegaliteTM R1090 (Eastman Chemical)、Escorez® 5300 (Exxonmobil)、PiccotacTM1095 (Eastman Chemical)、PiccotacTM 7590 (Eastman Chemical)、Sasol wax H-1(Sasol)和Irganox® 1010 (BASF)。下表14描述本发明粘合剂（其标记为"IA"）和比较例粘合剂（其标记为"CA"）的组成和性质。应当指出的是，表14中列举的组成成分是基于重量百分比，并且所有组分加起来为100％；然而，这不包括1％的抗氧化剂(Irganox® 1010)，其在混合所有其它组分之后加入。抗氧化剂的重量百分比在其它组分的组合重量百分比之外另行计量。
在150℃、162℃和177℃下测量粘合剂的初始粘度以及SAFT、PAFT和开放/固化时间。生成粘合剂的粘度曲线以确定粘合剂的可加工性特性。进行SAFT测量以理解粘合剂在SAFT炉中经温度段的剪切强度。此外，还观察在177℃下的粘合剂清晰度。
如表14中所示，本发明粘合剂表现出可与工业中普通粘合剂相当或优于其的粘合剂性质。本发明粘合剂可以表现出所需的清晰度和如由其粘度表明的所需的可加工性。此外，如表14中所示，本发明粘合剂能够表现出优异的粘合剂性质。
实施例11
使用本发明的丙烯-乙烯共聚物（来自实施例7的样品7D）生产用于胶带和标签的热熔体压敏粘合剂。根据实施例4中描述的方法生产粘合剂。该粘合剂用VistamaxxTM 6202(Exxonmobil)、Kraton® 1162 (Kraton)、Kraton® 1657 (Kraton)、RegaliteTM R1090(Eastman Chemical)、Kaydol mineral oil (Sonneborn)和Irganox® 1010 (BASF)产生。下表15描述本发明粘合剂的组成和性质。应该注意表15中列举的组成组分基于重量百分比。根据ASTM D9279测量粘合剂的探针初粘力（kg）并根据ASTM D3654测量保持力（小时）。
如表15中所示，本发明粘合剂表现出可与工业中普通粘合剂相当或优于其的粘合剂性质。
实施例12
生产聚合物共混物以观察某些聚合物对特定共混物的作用。在该实施例中，比较商业丙烯均聚物（ExxonTM PP3155）与根据实施例1制备的丙烯均聚物。在没有电子供体的情况下生产该丙烯均聚物（"样品12A"），并且其具有157.5℃的软化点和7 dmm的针入度。将这两种均聚物分别与Kraton® G1650 (Kraton)、Kraton® G1651 (Kraton)、CaCO3、Drakeol® 34油(Calumet专门产品)和KristalexTM 5140 (Eastman Chemical)组合以生产聚合物共混物。在下表16中描述这些聚合物共混物的组成和性质。应该注意表16中的所有组成值基于重量百分比。
此外，如表16所示测量聚合物共混物的各种性质。所测性质包括邵氏A硬度（ASTMD2240）、熔体流动速率（ASTM D1238）、撕裂强度（ASTM D624）、100%模量（ASTM D412）、200%模量（ASTM D412）、300%模量（ASTM D412）、断裂伸长率（ASTM D412）、拉伸强度（ASTM D412）和杨氏模量（ASTM E111-04）。
如上所示，使用上述方法生产的非商业均聚物可以以与商业均聚物类似的方式改进聚合物共混物。
当涉及不实质上背离但在如以下权利要求书中阐述的本发明的字面范围之外的任何装置时，本发明人在此陈述其意在依赖等同原则确定和评价本发明的合理公平范围。
上述本发明的优选形式将仅用作举例说明，并且不应以限制性含义用于解释本发明的范围。在不背离本发明的精神的情况下，本领域技术人员可以容易对上述示例性实施方案做出修改。
实施例13
使用表17中描述的本发明丙烯-乙烯共聚物生产用于卫生和包装应用的热熔体粘合剂。根据实施例1中描述的方法生产用于制造这些粘合剂样品的共聚物。此外，表17还表明用于生产共聚物的电子供体。
表17
共聚物样品 13A 13B 13C 13D 13E 13F
粘度@ 190℃，厘泊 1813 2063 16525 18400 19000 1840
软化点（℃） 133.5 130.6 110.4 115.9 117.4 132.7
针入度（dmm） 22.8 22.7 32.8 28.1 23.6 22.8
重量％乙烯 16 16 22 21 20 16
重量％丙烯 84 84 78 79 80 84
电子供体 D D D D D D
根据实施例4中描述的方法生产粘合剂。该粘合剂用各种添加剂产生，所述添加剂包括RegaliteTM R1090 (Eastman Chemical)、EastotacTM H100W (Eastman Chemical)、Kaydol® 矿物油 (Sonneborn)、Licocene®蜡 (Clarient)、Sasol蜡H-1 (Sasol)和Irganox® 1010 (BASF)。下表18和表19描述本发明粘合剂的组成和性质。表18包括可用于卫生制造市场的本发明粘合剂，而表19包括可用于包装的本发明粘合剂。应该注意表18和表19中列举的组成组分基于重量百分比，并且所有组分总计达100%。
上表18描述本发明粘合剂（其标记为IA1-IA9）的组成和性质。也分析了比较例商业粘合剂并将其标记为CA1-CA4。CA1-CA3使用基于烯烃的聚合物用于卫生制造中的粘合剂。CA4也是使用苯乙烯类嵌段共聚物的商业粘合剂用于卫生制造中。表18中使用本发明聚合物制备的卫生粘合剂显示出宽的操作窗口，使用宽范围的喷涂/涂布技术（signature、summit、CF、omega、间歇、狭缝等），在宽温度范围（132°C至177°C）内具有优异的可喷涂性/可涂布性特性，在室温、体温和在老化条件（高温和室温）下具有良好的粘合剥离，具有0.5至8.0gsm的添加水平变化。使用本发明聚合物制备的粘合剂的热稳定性、加德纳色度和Brookfield粘度稳定性也是优异的，并且使用本发明聚合物制备的粘合剂在室温下是透明的，无颜色且无气味。
在177℃下测量表19中的粘合剂的初始粘度以及SAFT、PAFT、%纤维撕裂和开放/固化时间。产生粘合剂的老化粘度以确定粘合剂的可加工性特性和长期老化稳定性。进行PAFT和SAFT测量以理解粘合剂在SAFT炉中经温度段的剥离粘合和剪切强度。此外，还测量加德纳色度尺度上的初始和老化颜色。
下面的试验方法和样品的制备在以下实施例14-15中使用。
热性能测试
1. 仪器
热性能，如熔融温度和能量使用装有400W炉供应和陶瓷FRS2 High DSC传感器的Mettler Toledo差示扫描量热计，DSC2 STARe System (1900 Polaris Parkway,Columbus, OH, USA 43240)进行评估。该仪器由安装在HP Z230工作站上的DSC STARe软件，版本13.00a（Build 6917）控制。该软件也可用于数据处理。
2. 样品制备
10-15毫克样品放入40微升铝坩埚（模型1/3 ME 51119870，无引脚），然后用铝盖（模型1/2ME 51119871）密封。
3. 结果分析
将密封的坩埚放置在DSC炉中并从室温加热至200℃，在200℃下保持10分钟，然后冷却至-100℃，保持该温度10分钟，并再次加热至200℃。最后，将样品从200℃冷却到室温。加热速率为10℃/min，冷却速率为-10℃/min。记录用于加热和冷却阶段热分析记录。熔融和结晶，以及熔融和结晶的能量是从在使用DSC STARe软件的热分析图中的数据（第二次加热和第一冷却）进行评价。
B.X射线衍射测量的结晶度
1. 仪器
使用配备有通电至45千伏和40毫安的阳极的PANalytical Empyrean XRD光谱仪(255555th Street, Boulder, CO, USA 80301)产生准直的单色铜Kα辐射以撞击样品并产生衍射图案从而评估聚合物的结晶度。在Bragg Brentano反射几何中，采用固定为入射角2倍（θ-2θ）的检测器角，从5度2θ角至90度2θ角收集图案，采样宽度为0.02度，步长时间为160秒。
2. 样品制备
将样品切割成厚度3至6毫米的为大约1的正方形，然后使用双面胶带将其平坦地安装在固定的xyz台上。将样品暴露于X射线束并收集衍射图案。
3. 结果分析
使用来自Materials Data Incorporated (MDI, Livermore, California)的JADEXRD Pattern Processing, Identification and Quantification Software (第9.5.0版)进行X射线衍射图案的峰去卷积。结晶度百分比的评估基于从10度2 θ到32度2 θ的去卷积和拟合的衍射峰的积分强度来计算。由积分衍射峰和使用Scherrer公式计算微晶尺寸的评估。将与大于30Å的微晶尺寸匹配的衍射峰定义为属于聚合物的结晶区域和将与小于或等于30Å的微晶尺寸匹配的峰定义为属于聚合物的无定形区。
当通过X射线测量时，本发明的低分子量共聚物具有25 +/- 2％的结晶度，而比较例Aerafin® 180共聚物的结晶度具有20 +/- 2的结晶度。
C.流变学温度扫描
使用用安装在HP Compaq计算机上的TA Orchestrator的4800-0026（Firmware ARESV7.2.0.4）来控制的TA Instruments 400801系列/ ARES G1评估聚合物的粘弹性。使用8或25mm的平行板几何体。板之间的间隙为1mm。当使用8mm板时，采用以下的实验设定：5％最大施加应变，1000g-cm的最大扭矩，30g-cm的最小转矩，当前应变的300％应变的调整，和0.5％的应变。在这种情况下，使用25mm的板，采用的条件是50％最大施加应变，100g-cm的最大扭矩，30g-cm的最小转矩，当前应变的30％应变调整，和5％的应变。
对于全部运行，采用6℃/分钟的温度斜升，10rad/s的频率，和-80℃至170℃的温度范围。
通过使用该方法确定的粘弹性特性包括储能和损耗模量（G’和G”）和正切δ（tanδ）。此外，该技术能够获得聚合物的玻璃化转变温度（Tg）的测定。
下面提供的图5和6示出了比较例Aerafin®180共聚物和本发明的低分子量共聚物之间的曲线差别。更值得注意的是，本发明的低分子量共聚物表现出两个转变温度，第一约-29.5℃，第二转变约68.3℃，而比较例Aerafin®180共聚物仅显示在-31.5℃下的一个转变。
此外，本发明的低分子量共聚物显示出比比较例Aerafin®180共聚物更高的强度，其通过较低的tanδ值表征。这也在25℃下由储能模量G'的高值的示出而突出显示。
流变学-毛细管流变学特性-随剪切速率变化的粘弹性特性
在10 – 30,000 1/s的剪切速率下使用CEAST SR20 Instron毛细管流变仪测量熔体粘度。0.5毫米模头用于在140℃下作为剪切速率的函数测量熔体粘度、压力、流体体积和流体速度。需要20 -30克的样品量进行测量。
如图7所示，本发明的低分子量共聚物在宽范围的剪切速率下为相对牛顿力学的。熔融的本发明的低分子量共聚物的低流动阻力使得它也更易于在通常遇到高剪切的应用中加工和使用。
D.分子量测定
1. 仪器
使用Malvern Viscotek HT-350A高温凝胶渗透色谱仪分析样品，所述色谱仪配备有2个Viscotek VE1122泵（主要和辅助）；Viscotek Model 430涡流加热器搅拌器自动进样器；VE7510 GPC脱气器；HTGPC Module 350A炉；用于样品制备的Microlab 500系列自动注射器，和由激光光散射、折射计、和差式粘度检测器的组合构成的三重检测系统。GPC包含PLGel 5微米Guard 50×7.5毫米柱和2×PLGel 5微米Mixed-C 300x7.5毫米柱，其采用1,2,4-三氯苯作为溶剂在135℃下以0.7ml /min的流速运行。该仪器由Malvern OmniSEC软件进行控制。
2. 样品制备
将50至70mg的每个样品称重到样品小瓶中并与10毫升1,2,4-三氯苯混合，以制备约5.0至7.0毫克/毫升的共混物。使用磁力搅拌棒在搅拌下将小瓶置于Viscotek Model 430涡流加热器搅拌器自动进样器中以在室温下达到平衡持续约1小时，然后，在135℃下将样品加热不超过4小时。
3.结果分析
对于每个试样，使用两次注射并收集每次注射的色谱图。通过使用单个窄聚苯乙烯标准校准、光散射、三重检测和通用校准的常规GPC分析样品。使用Malvern OmniSEC软件完成光散射数据的分析、常规的GPC分析、三重检测分析以及通用校准分析。使用MalvernOmniSEC软件针对每个样品测定重均分子量（Mw）、数均分子量（Mn）和Z均分子量（Mz）。
针对每个样品测定重均分子量（Mw）、数均分子量（Mn）、Z均分子量（Mz）、多分散指数（Mw / Mn）。
E.分子量多分散性对热熔体粘合剂性能的影响
每个样品的Mn、Mw、Mz和Mw / Mn示于下面提供的表20中。
对于实验目的的统计设计，将表示为Mw / Mn的分子量编码成-1、-0.5、0、0.5和1的设计单位值（F：分子量）。
表20
样品 Mn Mw Mz Mw / Mn F：分子量
A 2,968 29,017 96,653 9.78 -1.00
B 1,453 32,145 107,283 22.12 -0.50
C 4,035 32,794 105,378 8.13 0.00
D 10,471 41,001 112,471 3.92 0.50
E 2,306 40,523 130,662 17.57 1.00
图8示出了在用-1、-0.5、0、0.5和1的设计单位值（F：分子量）编码的设计中五个一般水平的分子量的布局和在该设计中的四十（40）组运行。
完全展开的(deployed)DOE包括153个运行，得到层压样品，对其测定剥离强度，然后关联于分子量。此外，运行在统计分析中使用来定义优化的配方。
使用各种分子量分布的丙烯 - 乙烯共聚物制备的粘合剂组合物的剥离强度性能的评估结果在图9中示出。
分子量编码为-1、0和1的聚合物样品，对应于8至18的多分散指数，提供高于160克/25毫米的剥离强度。多分散指数为8的聚合物样品获得最高剥离。
当Regalite R1090烃树脂与本发明的低分子量共聚物一起使用时，最佳配方定义为不包含矿物油的组合物。在这种情况下，基于本发明的共聚物的热熔体粘合剂的性能独立于分子量。
作为各种配方中聚合物含量的函数的剥离强度值示于图10中。
关于热熔体粘合剂的最佳组成细节在下面的表21中提供。
表21
材料 ％ 批次重量（磅）
本发明的低分子量共聚物 52.700 527
Regalite<sup>®</sup> R1090 烃树脂 45.000 450
Sasol<sup>®</sup> H-1蜡 2.000 20
Irganox<sup>®</sup> 1010抗氧化剂 0.295 2.95
Eastobrite<sup>®</sup> OB-1荧光增白剂 0.005 0.05
总计 100.00 1000.00
按照在实施例中概述的方法制备热熔体粘合剂组合物。
F.粘合剂剥离粘合强度的评估
在聚乙烯薄膜和无纺织物之间施加各粘合剂以制备层压材料。然后，将层压材料用拉伸试验机脱粘并测量施加以分离各层的力作为剥离粘合强度。下面提供了用于施加粘合剂到基材上、制备层压材料并测定剥离强度的细节。
1. 设备
使用配备有Nordson粘合剂施加器的Nordson CTL 4600系列热熔体涂布机 (NordsonCorporation, 11475 Lakefield Drive, Duluth, GA 30097, USA)评估粘合剂。施加器通过隔热软管连接至Nordson ProBlue 50 Melter的粘合剂熔融槽。机器的整体操作和粘合剂递送是通过Allen Bradley PanelView 5和Siemens Simatic控制器处理，全部采用Nordson定制的专用软件。
2. 粘合剂施加器
使用两种类型的施加器。它们包括其上安装四个喷涂喷嘴的Nordson UniversalModules和Nordson Slot Die系统。
选择分别在连续和间歇模式操作的两组喷嘴来评估热熔体粘合剂。连续喷涂喷嘴包括Universal Signature标准(型号1072290)和Universal Signature低流量(型号1095242)。用于间歇喷涂工艺的喷嘴包括Universal Signature标准间歇(型号1088478A)、Universal Signature低流量间歇(型号1088478)。使用双操作喷涂喷嘴 - 连续和间歇 -Universal Summit 3孔（型号1033006）。
狭缝模头系统包括连续（型号784088）和间歇（型号C2501789897）施加器。
3. 基材
通过使用有用的液体热熔体粘合剂将五英寸宽的聚乙烯薄膜层压成五英寸宽的无纺织物来制备样品以用于剥离强度评估。
聚乙烯薄膜是Clopay Microflex® Film, DH284 PE White 360, 0.001” X 5”（1密耳厚的白色薄膜），由Clopay Plastic Products Company, 531 East Fourthstreet, Augusta, KY提供。无纺织物是由Midwest Filtration, 9775 InternationalBoulevard, Cincinnati, OH经销的Unipro® 45，15 g/m2 (或0.45 oz./yd2)纺粘聚丙烯织物。
4. 用于剥离强度评估的样品的制备
将所述固体粘合剂置于ProBlue熔融槽中并加热到目标温度，以获得均匀的液体。所选择的目标温度为120、130、140、145、150和160℃。将熔融的粘合剂然后从熔化槽通过隔热软管泵送至喷涂模块和喷嘴、沉积到聚乙烯薄膜上，其以400或600 m/min的速度移动，粘合剂的量对应于预先选择的添加量（1、2或3克/米2）。然后，以与聚乙烯薄膜相同的速度移动的无纺织物在具有粘合剂层的一侧上与聚乙烯膜接触。将该组装件通过S-外套和两个（钢和橡胶）辊之间的压紧夹（或间隙）运行以接触基材和使它们相互粘合。由此产生的层压材料绕成卷。在该过程结束时，将机器停止和通过切成薄片由卷收集试样（短层压材料或标签的束的形式），并保存用于随后的剥离强度评估。
针对每个粘合剂和设定的操作条件重复该过程以产生用于剥离强度评估的各种样品。
分别以21至25和30 psi的表压操作涂布机复卷机包裹辊和压紧夹。
5. 剥离强度测量
使用万能拉伸测试仪以30mm/min的十字头速度测量各样品的层压材料中各层之间的粘合强度为180度剥离强度。这些仪器包括配备有22.24 N (5 lbf)称重传感器的ChemInstruments Adhesion Release Tester AR-1000和其上安装500 N (112 lbf)称重传感器(型号LPB 502)的MTS Criterion Universal Tensile Tester模型C43-104E。该MTS仪器由安装在HP计算机系统上的Test Works 4 (第4.12D版)软件控制。
按以下方式进行测试。由每个样品的若干层压材料制成的试样按照待收集的信息的类型调节。瞬间剥离强度在5分钟的层压材料制备内测量，没有特殊的样品调节，对在50％RH和25℃下调节的样品评估24小时和1个月剥离强度分别持续24小时和1个月。在38℃（4小时）和49℃（2周）下调节两组样品以分别生成4小时和2周的剥离强度数据。
调节后，通过剥离拆开层压材料的一个端部以分开两个层约50毫米的长度。然后，每个层的端部在初始定位在彼此75毫米处的两个试验机柄中夹住。然后，将层压材料以300毫米/分钟的速度剥离100mm的长度并连续测量施加以分开各层的瞬间力，存储在计算机中，然后处理以确定读数的平均值。由此测试从每个样品获得的六个单独的试样，并计算所有的六个试样的剥离粘合强度的平均值并报告为样品的剥离强度。
实施例14：含有低分子量共聚物（60％的低分子量乙烯/丙烯共聚物和40％的 Regalite®1090烃树脂（本发明的共聚物60/40））的粘合剂的制备
在配备有相互啮合的螺旋搅拌器和蒸馏柱的圆锥形反应器中制备21.91千克（48.2bs.）的粘合剂组合物。粘合剂组合物通过共混以下组分制备：
低分子量共聚物 12.71 kg (27.99 lbs.) 59.510%
Regalite® 1090树脂 8.98 kg (19.75 lbs.) 39.500%
Irganox® 1010抗氧化剂 0.22 kg (0.4925 lbs.) 0.985%
Eastobrite® 荧光增白剂OB-1 0.0011kg ( 0.0025 lbs.) 0.005%。
在开始批料处理之前，调节柱中的真空头，随后通过在蒸馏柱的夹套中循环热油将该系统的温度设定为150℃，将Isopar™L和干冰加入到冷阱中；在生产批次表上记录这些操作。然后，切断在蒸馏柱中的油再循环，以保持在150℃的温度。此时，下面列出的成分在10ft3/hr的氮气吹扫下装入反应器中。
Regalite® 1090树脂 8.98 kg (19.75 lbs.)
Irganox® 1010抗氧化剂 0.22 kg (0.4925lbs)
Eastobrite®荧光增白剂OB 1 0.0011kg (0.0025 lbs.)。
然后将加热油的温度升高到190℃以确保粘合剂组合物温度达到最大180℃。当粘合剂组合物温度达到130℃时，开动搅拌器，并在25rpm下正向操作6分钟和反向操作6分钟。当油温达到180℃时，然后通过主端口分别在6.82 kg (15lbs.)和6.59kg (14.75 lbs.)的两等份中添加低分子量共聚物(13.52 kg (29.75 lbs.)或总配方的59.50%)。在180℃下添加每等份之后，以25 rpm搅拌混合物30分钟。当加入该共聚物的最后一等份时，将混合物以180℃和25 rpm搅拌60分钟，然后将热熔体粘合剂组合物通过冲压阀挤出到涂蜡箱中。该系统用30 ft3/hr的氮气吹扫，并且将反应器在180℃下排放30分钟。在排放30分钟的保持时间后，粘合剂组合物的温度降低至75℃，并继续排放反应器。
实施例15：含有低分子量共聚物（本发明的共聚物52/45）的粘合剂组合物的制备
在配备有相互啮合的螺旋搅拌器和蒸馏柱的圆锥形反应器中制备113.56千克（250.14磅）的粘合剂组合物。粘合剂组合物如下：
低分子量共聚物 59.07 kg (130.12lbs.) 52.000%
Regalite® 1090树脂 51.08 kg (112.5 lbs.) 45.000%
Sasol® H1蜡 2.27 kg (5.0 lbs.) 2.000%
Irganox® 1010抗氧化剂 1.13 kg (2.49 lbs.) 0.995%
Eastobrite® OB 1 0.0057 kg (0.0125 lbs.) 0.005%
（荧光增白剂）。
在开始批料处理之前，调节柱中的真空头，并且随后通过在蒸馏柱的夹套中循环热油将系统的温度设定为150℃，，将Isopar™L和干冰加入到冷阱；在生产批次表上记录这些操作。然后，切断在蒸馏柱中的油再循环，以保持在150℃的温度。此时，下面列出的成分在10ft3/hr的氮气吹扫下装入反应器中。
Regalite® 1090树脂 51.14 kg (112.5 lbs.)
Sasol® H1蜡 2.27 kg (5.0 lbs.)
Irganox® 1010抗氧化剂 1.14 kg (2.49 lbs.)
Eastobrite® OB 1 0.0057 kg (0.0125 lbs.)。
然后将加热油的温度升高到190℃以确保粘合剂组合物温度达到最大的180℃。当共混物温度达到130℃，开动搅拌器，并在25rpm下正向操作6分钟和反向操作6分钟。当油温达到180℃时，然后通过主端口在五等份(四个中的每个13.64 kg (30 lbs.)，最后一个4.55 kg (10 lbs.))中添加低分子量共聚物(59.1 kg - 130 lbs.-或总配方的52.0%)。在180℃下每次添加之后，以25 rpm搅拌混合物30分钟。当加入最后一等份的低分子量共聚物时，将混合物以180℃和25 rpm搅拌60分钟，然后将热熔体粘合剂通过冲压阀挤出到涂蜡箱中。该系统用30 ft3/hr的氮气吹扫，并且将反应器在180℃下排放30分钟。在排放30分钟的保持时间后，组合物的温度降低至75℃，并继续排放反应器。
实施例16：含有比较例Aearafin™180的热熔体粘合剂的制备
在配有蒸馏柱的圆锥形反应器中制备27.27千克（59.993磅）粘合剂。在开始批料处理之前，调节柱中的真空头，并且随后通过在蒸馏柱的夹套中循环热油将系统的温度设定为150℃，将Isopar™L和干冰加入到冷阱；在生产批次表上记录这些操作。然后，切断在蒸馏柱中的油再循环，以保持在150℃的温度。此时，下面列出的成分在10ft3/hr的氮气吹扫下装入反应器中。
此时，下面列出的成分在10 ft3/hr的氮气吹扫下装入反应器中。
Regalite® 1090树脂 12.68 kg (27.9 lbs.) 46.50%
Kaydol® 矿物油 2.86 kg (6.3 lbs.) 10.00%
Sasol® H1蜡 1.91 kg (4.2 lbs.) 7.00%
Irganox 1010抗氧化剂 0.27 kg (0.59 lbs.) 0.983%
Eastobrite® OB 1 0.0014 kg (0.003 lbs.) 0.005%。
然后将加热油的温度升高到190℃以确保粘合剂组合物温度达到最大的180℃。当粘合剂共混物温度达到130℃，开动搅拌器，并在25rpm下正向操作6分钟和反向操作6分钟。当油温达到180℃时，然后通过主端口在7 lbs.的三等份中添加比较例Aerafin® 180 共聚物(9.55 kg- 21 lbs.-或总配方的35%)。在180℃下每次添加之后，以25 rpm搅拌混合物30分钟。当加入最后一等份的低分子量共聚物时，将混合物以180℃和25 rpm搅拌，然后将热熔体粘合剂通过冲压阀挤出到涂蜡箱中。该系统用30 ft3/hr的氮气吹扫，并且将反应器在180℃下排放30分钟。在排放30分钟的保持时间后，聚合物的温度降低至75℃，并继续排放反应器。该粘合剂的最终组成如下：
比较例Aerafin® 180 9.55 kg (21 lbs.) 35.017%
Regalite® 1090树脂 12.68 kg (27.9 lbs.) 46.50%
Kaydol® 矿物油 2.86 kg (6.3 lbs.) 10.00%
Sasol® H1蜡 1.91 kg (4.2 lbs.) 7.00%
Irganox® 1010抗氧化剂 0.27 kg (0.59 lbs.) 0.983%
Eastobrite®荧光增白剂OB 1 0.0014 kg (0.003 lbs.) 0.005%。
对实施例14、15和16进行比较的剥离强度的比较数据
在图11-20中的图表显示了采用比较例Aerafin™180共聚物、本发明的共聚物60/40和本发明的共聚物52/45和市售的橡胶基热熔体粘合剂粘合的层压材料的对比剥离强度数据。剥离强度涉及暴露于如先前提供的剥离强度测定过程中描述的暴露于各个调节环境的层压材料。
使用本发明的低分子量共聚物制备的热熔体粘合剂在整个应用温度范围产生高剥离强度层压材料。此外，剥离值在宽范围喷涂温度内相对恒定。剥离强度的一致性为基于本发明低分子量共聚物的热熔体的用户提供了一个巨大的商业优势，因为粘合剂当与本发明的粘合剂层压时提供一个恒定的高质量成品，无论物品的制造工艺期间使用的温度如何。
在相同的添加量下，本发明的共聚物提供的剥离强度比采用比较例Aerafin®180共聚物得到的剥离强度显著更高。此外，在低于152℃的给定应用的温度下，基于本发明的低分子量共聚物的热熔体粘合剂提供为用户节省开支的可能性，因为仅施加少量粘合剂就能够产生类似于当使用基于所述比较例Aerafin®180共聚物和较高添加量的热熔体粘合剂时获得的类似的剥离强度。

Claims (20)

1.一种低分子量共聚物，其包含丙烯和乙烯，
其中所述低分子量共聚物具有90至140℃的软化点，
其中所述低分子量共聚物具有等于y的针入度，
其中y由下式定义：
y≤-0.000000262249x6 + 0.000172031278x5 - 0.046669720165x4 +6.701746779438x3 - 537.286013331959x2 + 22,802.983472587x - 400,204.018086126
其中上述式中的x为所述低分子量共聚物的软化点，
其中所述低分子量共聚物具有约3至约25的分子量多分散指数，通过X射线衍射测得的约18％至约30％的结晶度，和通过ASTM D 3236测得的在190℃下约1000至约4000 cp的Brookfield粘度。
2.根据权利要求1所述的低分子量共聚物，其中所述共聚物具有约20％至约30％的结晶度含量。
3.根据权利要求1所述的低分子量共聚物，其中所述共聚物具有25,000至50,000的重均分子量。
4.根据权利要求3所述的低分子量共聚物，其中所述共聚物具有30,000至45,000的重均分子量。
5.根据权利要求1所述的低分子量共聚物，其中所述共聚物具有约8至约23的分子量多分散指数。
6.根据权利要求5所述的低分子量共聚物，其中所述共聚物具有约6至约15的分子量多分散指数。
7.根据权利要求1所述的低分子量共聚物，其中所述数均分子量为约1,000至约20,000。
8.根据权利要求1所述的低分子量共聚物，其中所述Brookfield粘度为约1,500至约3,000。
9.根据权利要求1所述的低分子量共聚物，其中所述低分子量共聚物在25℃下的储能模量（G'）为约1MPa至10MPa。
10.根据权利要求1所述的低分子量共聚物，其中所述低分子量共聚物的拉伸强度为约2.5MPa至约4.5MPa。
11.一种低分子量共聚物，其包含丙烯和乙烯，其中所述低分子量共聚物具有约25,000至约45,000的重均分子量，约1,000至约12,000的数均分子量，约90,000至约140,000的z均分子量，约3至约25的多分散性（Mw/Mn比率），约20％至约30％的结晶度，和在190℃下1,000至4,000 cp的Brookfield粘度。
12.根据权利要求11所述的低分子量共聚物，其中所述低分子量共聚物具有1至10MPa的在25℃下的储能模量（G'）；110至120℃的交叉温度（对于G'和G''），其相关tanδ为0.35至0.50；和-40至-25℃的玻璃化转变温度。
13.一种制品，其包含权利要求1所述的低分子量共聚物。
14.一种粘合剂组合物，其包含权利要求1所述的低分子量共聚物。
15.根据权利要求14所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物包含5至95重量％的所述低分子量共聚物。
16.根据权利要求14所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物包含5至95重量％的至少一种聚合物。
17.根据权利要求14所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物包含0至70重量％的至少一种增粘剂。
18.根据权利要求14所述的粘合剂组合物，其中所述针入度为0.5至70 dmm。
19.根据权利要求14所述的粘合剂组合物，其中在100-145℃下施加的所述粘合剂组合物具有1至200克/毫米的剥离强度，并且其中在145-180℃下施加的所述粘合剂组合物具有1至250克/毫米的剥离强度。
20.根据权利要求14所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物具有0.1至50 lbf的环形初粘力。
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