CN109689756B - 添加剂组合物和含有该添加剂组合物的聚合物组合物 - Google Patents
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Abstract
添加剂组合物包含符合特定结构的磷酸酯阴离子、芳族羧酸根阴离子、任选存在的脂环族二羧酸根阴离子、铝(III)阳离子、钠阳离子、任选存在的钙阳离子、任选存在的锂阳离子和任选存在的锌(II)阳离子。所述阴离子以指定的摩尔百分比存在于所述添加剂组合物中。所述阳离子也以指定的摩尔百分比存在于所述添加剂组合物中。
Description
技术领域
本申请和本文所述的发明一般涉及适用于聚合物的添加剂组合物。在一个实施方案中,所述添加剂组合物是用于聚烯烃例如聚丙烯聚合物的成核剂。
背景技术
用于热塑性聚合物的几种成核剂是本领域已知的。这些成核剂通常通过在热塑性聚合物从熔融态固化时形成核或提供位点用于形成和/或生长晶体而起作用。与在原生的、无核的热塑性聚合物中形成晶体相比,由成核剂提供的核或位点使得晶体在冷却的聚合物内在更高的温度下和/或以更快的速率形成。然后,这些效果可以允许在比原生的、无核的热塑性聚合物更短的循环时间处理有核的热塑性聚合物组合物。
虽然聚合物成核剂可以以类似的方式起作用,但并非所有的成核剂都是相同的。例如,特定的成核剂在提高热塑性聚合物的聚合物峰值再结晶温度方面可能非常有效,但是由这种成核剂引起的快速结晶速率可能导致由包含该成核剂的热塑性聚合物组合物制备的模塑部件的收缩不一致。这种成核剂在将模塑部件的刚度增加到所需程度方面也可能是无效的。
鉴于这些性质之间复杂的相互关系以及许多成核剂在至少一个方面表现出不太理想的行为这一事实,仍然需要能够生产热塑性聚合物组合物的成核剂,所述热塑性聚合物组合物表现出高的聚合物峰值再结晶温度、可调节收缩率和高刚度的更理想的组合。本文所述的添加剂组合物和聚合物组合物寻求满足这种需要。
发明内容
本发明一般涉及用于聚烯烃例如聚丙烯聚合物的成核的添加剂组合物。所述添加剂组合物包含盐或化合物的组合,该组合以指定的摩尔百分比提供特定的阴离子和阳离子。在本申请中,术语“阴离子”用于指提供或形成有机酸的共轭碱的有机酸分子部分。术语“阳离子”用于指盐或化合物的金属元素部分。在添加剂组合物中,“阴离子”和“阳离子”可以作为不同的离子种类存在。然而,当某些化合物用于添加剂组合物时,“阴离子”和“阳离子”之间的相互作用可能显示出一些共价特征,意味着“阴离子”和“阳离子”可以不必作为不同的离子种类存在于组合物中。因此,本申请中使用的术语“阴离子”和“阳离子”并不暗示所述种类必须作为在组合物中以单独的离子种类存在;相反,这些术语是为了方便起见而指代用于生产所述添加剂组合物的盐和化合物中的可识别部分或基团。
在第一实施方案中,本发明提供了一种添加剂组合物,其包含:
(a)符合式(I)结构的磷酸酯阴离子:
(I)
其中R1和R2独立地选自氢和C1-C18烷基,并且R3是亚烷基;
(b)芳族羧酸根阴离子;
(c)铝(III)阳离子;
(d)钠阳离子;
(e)任选存在的锂阳离子;以及
(f)任选存在的锌(II)阳离子,
其中:
(i)所述磷酸酯阴离子在添加剂组合物中存在的量为添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子和芳香羧酸根阴离子总量的约2摩尔%至约90摩尔%;
(ii)芳香羧酸根阴离子在添加剂组合物中存在的量为添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子和芳香羧酸根阴离子总量的约10摩尔%至约98摩尔%;
(iii)所述铝(III)阳离子在所述添加剂组合物中存在的量为添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约1摩尔%至约35摩尔%;
(iv)所述钠阳离子在添加剂组合物中存在的量为添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约10摩尔%至约96摩尔%;
(v)所述锂阳离子,如果存在的话,在添加剂组合物中存在的量为添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约0摩尔%至约60摩尔%;
(vi)所述锌(II)阳离子,如果存在的话,在添加剂组合物中存在的量为添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约0摩尔%至约20摩尔%;以及
(vii)所述添加剂组合物包含5重量%或更多的脂肪酸盐。
在第二个实施方案中,本发明提供一种添加剂组合物,其包含:
(a)符合式(I)结构的磷酸酯阴离子:
(I)
其中R1和R2独立地选自氢和C1-C18烷基,并且R3是亚烷基;
(b)芳族羧酸根阴离子;
(c)脂环族二羧酸根阴离子;
(d)铝(III)阳离子;
(e)钠阳离子;
(f)任选存在的钙阳离子;
(g)任选存在的锂阳离子;以及
(h)任选存在的锌(II)阳离子,
其中:
(i)所述磷酸酯阴离子在所述添加剂组合物中存在的量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子、芳族羧酸根阴离子和脂环族二羧酸根阴离子总量的约1.5摩尔%至约45摩尔%;
(ii)所述芳族羧酸根阴离子在所述添加剂组合物中存在的量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子、芳族羧酸根阴离子和脂环族二羧酸根阴离子总量的约5摩尔%至约80摩尔%;
(iii)所述脂环族二羧酸根阴离子在所述添加剂组合物中存在的量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子、芳族羧酸根阴离子和脂环族二羧酸根阴离子总量的约3摩尔%至约55摩尔%;
(iv)所述铝(III)阳离子在所述添加剂组合物中存在的量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约0.5摩尔%至约15摩尔%;
(v)所述钠阳离子在所述添加剂组合物中存在的量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约30摩尔%至约90摩尔%;
(vi)所述钙阳离子,如果存在的话,在所述添加剂组合物中存在的量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约35摩尔%或更少;
(vii)所述锂阳离子,如果存在的话,在所述添加剂组合物中存在的量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约30摩尔%或更少;
(viii)所述锌(II)阳离子,如果存在的话,在所述添加剂组合物中存在的量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约15摩尔%或更少;以及
(ix)所述添加剂组合物含有5重量%或更多的脂肪酸盐。
具体实施方式
在第一实施方案中,本发明提供一种添加剂组合物,其包含磷酸酯阴离子、芳族羧酸根阴离子、铝(III)阳离子、钠阳离子和至少一种脂肪酸盐。第一实施方案的所述添加剂组合物可任选地包含锂阳离子和/或锌(II)阳离子。阴离子以指定的摩尔百分比存在,并且阳离子以指定的摩尔百分比存在。所述添加剂组合物中存在的特定阴离子由所述添加剂组合物中存在的一种或多种磷酸酯盐和一种或多种芳族羧酸盐提供。所述添加剂组合物中存在的特定阳离子也由所述添加剂组合物中存在的磷酸酯盐和芳族羧酸盐提供,但是一部分阳离子也由所述添加剂组合物中存在的脂肪酸盐提供。
第一实施方案的添加剂组合物包括磷酸酯阴离子。优选地,所述磷酸酯阴离子符合下面的式(I)的结构:
(I)
在式(I)的结构中,R1和R2独立地选自氢和C1-C18烷基,并且R3是亚烷基。在优选的实施方案中,R1和R2选自氢和C1-C4烷基。更优选地,R1和R2是叔丁基。在优选的实施方案中,R3是C1-C4亚烷基。更优选地,R3是亚甲基。在特别优选的实施方案中,所述添加剂组合物包含2,2'-亚甲基-双-(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯阴离子。
磷酸酯阴离子可以任何合适的量存在于第一实施方案的所述添加剂组合物中。优选地,磷酸酯阴离子在所述添加剂组合物中存在的量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子和芳族羧酸根阴离子总量的约2摩尔%或更多。更优选磷酸酯阴离子在所述组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子和芳族羧酸根阴离子总量的约5摩尔%或更多,约10摩尔%或更多,或约15摩尔%或更多。优选地,磷酸酯阴离子在所述组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子和芳族羧酸根阴离子总量的约90摩尔%或更少。更优选磷酸酯阴离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子和芳族羧酸根阴离子总量的约85摩尔%或更少,约80摩尔%或更少,约75摩尔%或更少,约70摩尔%或更少,约65摩尔%或更少,约60摩尔%或更少,约55摩尔%或更少,或约50摩尔%或更少。因此,在一系列优选的实施方案中,磷酸酯阴离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子和芳族羧酸根阴离子总量的约2摩尔%至约90摩尔%,约5摩尔%至约85摩尔%,约10摩尔%至约80摩尔%,约15摩尔%至约75摩尔%,约15摩尔%至约70摩尔%,约15摩尔%至约65摩尔%,约15摩尔%至约60摩尔%,约15摩尔%至约55摩尔%,或约15摩尔%至约50摩尔%。
第一实施方案的所述添加剂组合物还包括芳族羧酸根阴离子。合适的芳族羧酸根阴离子包括但不限于苯甲酸根阴离子。芳族羧酸根阴离子可以任何合适的量存在于第一实施方案的所述添加剂组合物中。优选地,芳族羧酸根阴离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子和芳族羧酸根阴离子总量的约10摩尔%或更多。更优选地,芳族羧酸根阴离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子和芳族羧酸根阴离子总量的约20摩尔%或更多,约30摩尔%或更多,约40摩尔%或更多,或约50摩尔%或更多。优选地,芳族羧酸根阴离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子和芳族羧酸根阴离子总量的约98摩尔%或更少。更优选地,芳族羧酸根阴离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子和芳族羧酸根阴离子总量的约95摩尔%或更少,约90摩尔%或更少,或约85摩尔%或更少。因此,在一系列优选的实施方案中,芳族羧酸根阴离子在所述添加剂组合物的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子和芳族羧酸根阴离子总量的约10摩尔%至约98摩尔%,约20摩尔%至约95摩尔%,约30摩尔%至约90摩尔%,约40摩尔%至约85摩尔%,或约50摩尔%至约85摩尔%。
如上所述,第一实施方案的所述添加剂组合物除了所列举的阴离子之外还包含特定阳离子的组合。例如,第一实施方案的所述添加剂组合物包含铝(III)阳离子。所述添加剂组合物可含有任何合适量的铝(III)阳离子。优选地,铝(III)阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约1摩尔%或更多。更优选地,铝(III)阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约5摩尔%或更多。在另一个优选的实施方案中,铝(III)阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约35摩尔%或更少。更优选地,铝(III)阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约30摩尔%或更少,约25摩尔%或更少,约20摩尔%或更少,或约15摩尔%或更少。因此,在一系列优选的实施方案中,铝(III)阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约1摩尔%至约35摩尔%,约5摩尔%至约30摩尔%,约5摩尔%至约25摩尔%,约5摩尔%至约20摩尔%,或约5摩尔%至约15摩尔%。
第一实施方案的所述添加剂组合物另外包含钠阳离子。第一实施方案的所述添加剂组合物可含有任何合适量的钠阳离子。优选地,钠阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约10摩尔%或更多。更优选地,钠阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约15摩尔%或更多,约20摩尔%或更多,约25摩尔%或更多,约30摩尔%或更多,约35摩尔%或更多,约40摩尔%或更多,或约45摩尔%或更多。优选地,钠阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约96摩尔%或更少。更优选地,钠阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约95摩尔%或更少,约90摩尔%或更少,约85摩尔%或更少,约80摩尔%或更少,约75摩尔%或更少,或约70摩尔%或更少。因此,在一系列优选的实施方案中,钠阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约10摩尔%至约96摩尔%,约15摩尔%至约95摩尔%,约20摩尔%至约95摩尔%,约25摩尔%至约95摩尔%,约30摩尔%至约95摩尔%,约35摩尔%至约95摩尔%,约40摩尔%至约95摩尔%,约45摩尔%至约95摩尔%(例如约45摩尔%至约90摩尔%,约45摩尔%至约85摩尔%,约45摩尔%至约80摩尔%,约45摩尔%至约75摩尔%,或约45摩尔%至约70摩尔%)。
第一实施方案的所述添加剂组合物任选地包含锂阳离子。当存在时,锂阳离子可以任何合适的量存在于第一实施方案的所述添加剂组合物中。锂阳离子,当存在时,在所述添加剂组合物中的存在量优选为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约0.1摩尔%或更多,约1摩尔%或更多,约5摩尔%或更多,或约10摩尔%。锂阳离子,当存在时,在所述添加剂组合物中的存在量优选为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约60摩尔%或更少。更优选地,锂阳离子,当存在时,在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约55摩尔%或更少,约50摩尔%或更少,约45摩尔%或更少,约40摩尔%或更少,约35摩尔%或更少,约30摩尔%或更少,约25摩尔%或更少,约20摩尔%或更少。因此,在一系列优选的实施方案中,锂阳离子,当存在时,在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约0.1摩尔%至约60摩尔%(例如,约1摩尔%至约60摩尔%),约5摩尔%至约55摩尔%,约10摩尔%至约50摩尔%,约10摩尔%至约45摩尔%,或约10摩尔%至约40摩尔%(例如,约10摩尔%至约35摩尔%,约10摩尔%至约30摩尔%,约10摩尔%至约25摩尔%,约10摩尔%至约20摩尔%,或约15摩尔%至约20摩尔%)。
第一实施方案的所述添加剂组合物任选地包含锌(II)阳离子。当存在时,锌(II)阳离子可以任何合适的量存在于第一实施方案的所述添加剂组合物中。锌(II)阳离子,当存在时,在所述添加剂组合物中的存在量优选为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约0.1摩尔%或更多。在另一个优选的实施方案中,锌(II)阳离子,当存在时,在所述添加剂组合物中的存在量优选为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约20摩尔%或更少。更优选地,锌(II)阳离子,当存在时,在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约15摩尔%或更少,约10摩尔%或更少,约5摩尔%或更少。因此,在一系列优选的实施方案中,锌(II)阳离子,当存在时,在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约0.1摩尔%至约20摩尔%,约0.1摩尔%至约15摩尔%,约0.1摩尔%至约10摩尔%,或约0.1摩尔%至约5摩尔%。
如上所述,第一实施方案的所述添加剂组合物包含至少一种脂肪酸盐。合适的脂肪酸盐包括但不限于饱和和不饱和脂肪酸(例如C6或更高级脂肪酸)的碱金属盐、碱土金属盐和锌(II)盐以及这种饱和和不饱和脂肪酸的酯(例如,乳酸酯或聚(乳酸)酯)。在优选的实施方案中,脂肪酸盐选自饱和脂肪酸的,更优选C6或更高级饱和脂肪酸的,甚至更优选C10或更高级饱和脂肪酸的碱金属盐、碱土金属盐和锌(II)盐。在一个更具体的优选实施方案中,第一实施方案的所述添加剂组合物包含至少一种选自月桂酸盐、肉豆蔻酸盐、棕榈酸盐、硬脂酸盐(例如12-羟基硬脂酸盐)、花生酸盐(二十烷酸盐)、山嵛酸盐、乳酸盐、及其混合物的脂肪酸盐。在优选的实施方案中,第一实施方案的所述添加剂组合物包含至少一种选自肉豆蔻酸盐、棕榈酸盐、硬脂酸盐及其混合物的脂肪酸盐。在另一个优选的实施方案中,所述添加剂组合物包含选自肉豆蔻酸盐、硬脂酸盐及其混合物的脂肪酸盐。上述脂肪酸盐通常衍生于天然源,因此含有具有不同碳链长度的脂肪酸盐的混合物。例如,作为硬脂酸盐出售的产品可含有可观量的棕榈酸盐和/或花生酸盐。此外,产品中不同脂肪酸盐的分布可根据用于生产产品的特定来源而变化。因此,如在本申请中所使用的,对特定脂肪酸盐的提及并不旨在仅包括纯的脂肪酸盐。相反,对特定脂肪酸的提及还包括作为特定脂肪酸盐商业销售的产品,即使这些产品还含有可测量的具有相似碳链长度的脂肪酸盐。
所述脂肪酸盐可以任何合适的量存在于第一实施方案的所述添加剂组合物中。优选地,第一实施方案的所述添加剂组合物,基于该添加剂组合物的总重量含有5重量%或更多的脂肪酸盐。在另一个实施方案中,第一实施方案的所述添加剂组合物优选含有约10重量%或更多,约15重量%或更多,或约20重量%或更多,或约25重量%或更多的脂肪酸盐。第一实施方案的所述添加剂组合物优选包含约70重量%或更少,约65重量%或更少,约60重量%或更少,或约55重量%或更少的脂肪酸盐。因此,在一系列优选的实施方案中,第一实施方案的所述添加剂组合物含有5重量%至约70重量%,约10重量%至约65重量%,约15重量%至约60重量%,约20重量%至约55重量%,或约25重量%至约55重量%的脂肪酸盐。
在第二实施方案中,本发明提供一种添加剂组合物,其包含磷酸酯阴离子、芳族羧酸根阴离子、脂环族二羧酸根阴离子、铝(III)阳离子、钠阳离子和至少一种脂肪酸盐。第二实施方案的所述添加剂组合物可任选地包含钙阳离子、锂阳离子和/或锌(II)阳离子。阴离子以指定的摩尔百分比存在,阳离子也以指定的摩尔百分比存在。所述添加剂组合物中存在的特定阴离子由所述添加剂组合物中存在的一种或多种磷酸酯盐,一种或多种芳族羧酸盐和一种或多种脂环族二羧酸盐提供。所述添加剂组合物中存在的特定阳离子也由所述添加剂组合物中存在的磷酸酯盐,芳族羧酸盐和脂环族二羧酸盐提供,但是一部分阳离子也由所述添加剂组合物中存在的脂肪酸盐提供。
第二实施方案的所述添加剂组合物包括磷酸酯阴离子。优选地,所述磷酸酯阴离子符合下面的式(I)的结构:
(I)
在式(I)的结构中,R1和R2独立地选自氢和C1-C18烷基,并且R3是亚烷基。在优选的实施方案中,R1和R2选自氢和C1-C4烷基。更优选地,R1和R2是叔丁基。在优选的实施方案中,R3是C1-C4亚烷基。更优选地,R3是亚甲基。在特别优选的实施方案中,所述添加剂组合物包含2,2'-亚甲基双-(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯阴离子。
磷酸酯阴离子可以任何合适的量存在于第二实施方案的所述添加剂组合物中。优选地,磷酸酯阴离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子、芳族羧酸根阴离子和脂环族二羧酸根阴离子总量的约1.5摩尔%或更多。更优选地,磷酸酯阴离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子、芳族羧酸根阴离子和脂环族二羧酸根阴离子总量的约5摩尔%或更多,约10摩尔%或更多,约15摩尔%或更多,或约20摩尔%或更多。优选地,磷酸酯阴离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子、芳族羧酸根阴离子和脂环族二羧酸根阴离子总量的约45摩尔%或更少。更优选地,磷酸酯阴离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子、芳族羧酸根阴离子和脂环族二羧酸根阴离子总量的约40摩尔%或更少,约35摩尔%或更少,或约30摩尔%或更少。因此,在一系列优选的实施方案中,磷酸酯阴离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子、芳族羧酸根阴离子和脂环族二羧酸根阴离子总量的约1.5摩尔%至约45摩尔%,约5摩尔%至约40摩尔%,约10摩尔%至约40摩尔%,约15摩尔%至约40摩尔%,约20摩尔%至约40摩尔%(例如,约20摩尔%至约35摩尔%或约20摩尔%至约30摩尔%)。
第二实施方案的所述添加剂组合物还包括芳族羧酸根阴离子。合适的芳族羧酸根阴离子包括但不限于苯甲酸根阴离子。芳族羧酸根阴离子可以任何合适的量存在于第二实施方案的所述添加剂组合物中。优选地,芳族羧酸根阴离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子、芳族羧酸根阴离子和脂环族二羧酸根阴离子总量的约5摩尔%或更多。更优选地,芳族羧酸根阴离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子、芳族羧酸根阴离子和脂环族二羧酸根阴离子总量的约10摩尔%或更多,约15摩尔%或更多,或约20摩尔%或更多。优选地,芳族羧酸根阴离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子、芳族羧酸根阴离子和脂环族二羧酸根阴离子总量的约80摩尔%或更少。更优选地,芳族羧酸根阴离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子、芳族羧酸根阴离子和脂环族二羧酸根阴离子总量的约75摩尔%或更少,约70摩尔%或更少,约65摩尔%或更少,约60摩尔%或更少,约55摩尔%或更少,约50摩尔%或更少,约45摩尔%或更少,或约40摩尔%或更少。因此,在一系列优选实施例中,芳族羧酸根阴离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子、芳族羧酸根阴离子和脂环族二羧酸根阴离子总量的约5摩尔%至约80摩尔%,约10摩尔%至约75摩尔%,约15摩尔%至约70摩尔%,约20摩尔%至约65摩尔%,约20摩尔%至约60摩尔%,约20摩尔%至约55摩尔%,或约20摩尔%至约50摩尔%。
第二实施方案的所述添加剂组合物还包括脂环族二羧酸根阴离子。优选地,所述脂环族二羧酸根阴离子符合选自下式(X)和式(XX)的结构。式(X)的结构是:
(X)
在式(X)的结构中,R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18和R19独立地选自氢、卤素、C1-C9烷基、C1-C9烷氧基和C1-C9烷基胺基。优选地,R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18和R19均是氢。两个羧酸酯部分可以以顺式或反式构型排列。优选地,两个羧酸酯部分以顺式构型排列。在特定的优选实施方案中,R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18和R19均为氢,并且两个羧酸酯部分以顺式构型排列。
式(XX)的结构是:
(XX)
在式(XX)的结构中,R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28和R29独立地选自氢、卤素、C1-C9烷基、C1-C9烷氧基和C1-C9烷基胺基。在优选的实施方案中,R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28和R29均为氢。两个羧酸根部分可以以顺式或反式构型排列。优选地,两个羧酸根部分以顺式构型排列。当以顺式构型排列时,两个羧酸根部分可以相对于化合物的双环部分以内型或外型构型排列。当两个羧酸根部分以顺式构型排列时,这些部分优选以顺式-内型构型排列。在一个优选的实施方案中,第二实施方案的所述添加剂组合物包含符合式(XX)结构的脂环族二羧酸根阴离子。更优选地,脂环族二羧酸根阴离子符合式(XX)的结构,其中R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28和R29均为氢,并且两个羧酸根部分以顺式-内型构型排列。
脂环族二羧酸根阴离子可以任何合适的量存在于第二实施方案的所述添加剂组合物中。优选地,脂环族二羧酸根阴离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子、芳族羧酸根阴离子和脂环族二羧酸根阴离子总量的约3摩尔%或更多。更优选地,脂环族二羧酸根阴离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子、芳族羧酸根阴离子和脂环族二羧酸根阴离子总量的约5摩尔%或更多,或约10摩尔%或更多。优选地,脂环族二羧酸根阴离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子、芳族羧酸根阴离子和脂环族二羧酸根阴离子总量的约55摩尔%或更少。更优选地,脂环族二羧酸根阴离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子、芳族羧酸根阴离子和脂环族二羧酸根阴离子总量的约50摩尔%或更少,或约45摩尔%或更少。因此,在一系列优选实施例中,脂环族二羧酸根阴离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子、芳族羧酸根阴离子和脂环族二羧酸根阴离子总量的约3摩尔%至约55摩尔%,约5摩尔%至约50摩尔%,约10摩尔%至约50摩尔%,或约10摩尔%至约45摩尔%。
如上所述,第二实施方案的所述添加剂组合物除了列举的阴离子外还包含特定阳离子的组合。例如,第二实施方案的所述添加剂组合物包含铝(III)阳离子。所述添加剂组合物可含有任何合适量的铝(III)阳离子。优选地,铝(III)阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约0.5摩尔%或更多。更优选地,铝(III)阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约1摩尔%或更多,约2摩尔%或更多,约3摩尔%或更多,约4摩尔%或更多,或约5摩尔%或更多。在另一个优选实施方案中,铝(III)阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约20摩尔%或更少。更优选地,铝(III)阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约15摩尔%或更少。因此,在一系列优选实施例中,铝(III)阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约0.5摩尔%至约20摩尔%,约1摩尔%至约20摩尔%,约5摩尔%至约20摩尔%,或约5摩尔%至约15摩尔%。
第二实施方案的所述添加剂组合物另外包含钠阳离子。第二实施方案的所述添加剂组合物可含有任何合适量的钠阳离子。优选地,钠阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约30摩尔%或更多。更优选地,钠阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约40摩尔%或更多,约45摩尔%或更多,约50摩尔%或更多,约55摩尔%或更多,约60摩尔%或更多,约65摩尔%或更多,或约70摩尔%或更多。优选地,钠阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约95摩尔%或更少。更优选地,钠阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约90摩尔%或更少。因此,在一系列优选实施方案中,钠阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约30摩尔%至约95摩尔%(例如,约30摩尔%至约90摩尔%),约40摩尔%至约90摩尔%,约45摩尔%至约90摩尔%,约50摩尔%至约90摩尔%摩尔%,约55摩尔%至约90摩尔%,约60摩尔%至约90摩尔%,约65摩尔%至约90摩尔%,约70摩尔%至约90摩尔%。
第二实施方案的所述添加剂组合物任选地包含钙阳离子。当存在时,钙阳离子可以任何合适的量存在于第二实施方案的所述添加剂组合物中。当存在时,钙阳离子在所述添加剂组合物中的存在量优选为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约0.5摩尔%或更多,约1摩尔%或更多,约2摩尔%或更多,约3摩尔%或更多,约4摩尔%或更多,或约5摩尔%或更多。当存在时,钙阳离子在所述添加剂组合物中的存在量优选为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约35摩尔%或更少。更优选地,当存在时,钙阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约30摩尔%或更少,约25摩尔%或更少,约20摩尔%或更少,或约15摩尔%或更少。因此,在一系列优选实施方案中,当存在时,钙阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约0.5摩尔%至约35摩尔%,约1摩尔%至约30摩尔%,约2摩尔%至约25摩尔%,约3摩尔%至约20摩尔%,约4摩尔%至约15摩尔%,或约5摩尔%至约15摩尔%。
第二实施方案的所述添加剂组合物任选地包含锂阳离子。当存在时,锂阳离子可以任何合适的量存在于第二实施方案的所述添加剂组合物中。当存在时,锂阳离子在所述添加剂组合物中的存在量优选为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约0.5摩尔%或更多,约1摩尔%或更多,约2摩尔%或更多,约3摩尔%或更多。当存在时,锂阳离子在所述添加剂组合物中的存在量优选为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约30摩尔%或更少。更优选地,当存在时,锂阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约25摩尔%或更少,约20摩尔%或更少,或约15摩尔%或更少。因此,在一系列优选实施方案中,当存在时,锂阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约0.5摩尔%至约30摩尔%(例如约1摩尔%至约30摩尔%),约1摩尔%至约25摩尔%,约2摩尔%至约20摩尔%,或约3摩尔%至约15摩尔%。
第二实施方案的所述添加剂组合物任选地包含锌(II)阳离子。当存在时,锌(II)阳离子可以任何合适的量存在于第二实施方案的所述添加剂组合物中。当存在时,锌(II)阳离子在所述添加剂组合物中的存在量优选为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约0.1摩尔%或更多。更优选地,锌(II)阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约1摩尔%或更多。在另一个更优选的实施方案中,当存在时,锌(II)阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约15摩尔%或更少。更优选地,锌(II)阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约10摩尔%或更少。因此,在一系列优选实施方案中,当存在时,锌(II)阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的约0.1摩尔%至约15摩尔%,约1摩尔%至约15摩尔%,或约1摩尔%至约10摩尔%。
如上所述,第二实施方案的所述添加剂组合物包含至少一种脂肪酸盐。合适的脂肪酸盐包括但不限于饱和和不饱和脂肪酸(例如C6或更高级脂肪酸)的碱金属盐、碱土金属盐和锌(II)盐以及这种饱和和不饱和脂肪酸的酯(例如,乳酸酯或聚(乳酸)酯)。在优选的实施方案中,脂肪酸盐选自饱和脂肪酸的,更优选C6或更高级饱和脂肪酸的,甚至更优选C10或更高级饱和脂肪酸的碱金属盐、碱土金属盐和锌(II)盐。在一个更具体的优选实施方案中,第二实施方案的所述添加剂组合物包含至少一种选自月桂酸盐、肉豆蔻酸盐、棕榈酸盐、硬脂酸盐(例如12-羟基硬脂酸盐)、花生酸盐(二十烷酸酯盐)、山嵛酸盐、乳酸盐、及其混合物的脂肪酸盐。在优选的实施方案中,第二实施方案的所述添加剂组合物包含至少一种选自肉豆蔻酸盐、棕榈酸盐、硬脂酸盐及其混合物的脂肪酸盐。更优选地,第二实施方案的所述添加剂组合物包含至少一种选自肉豆蔻酸盐、硬脂酸盐及其混合物的脂肪酸盐。
所述脂肪酸盐可以任何合适的量存在于第二实施方案的所述添加剂组合物中。优选地,第二实施方案的所述添加剂组合物,基于该添加剂组合物的总重量,含有5重量%或更多的脂肪酸盐。在另一个实施方案中,第二实施方案的所述添加剂组合物优选含有约10重量%或更多,约15重量%或更多,或约20重量%或更多的脂肪酸盐。第二实施方案的所述添加剂组合物优选包含约60重量%或更少,约55重量%或更少,约50重量%或更少,或约45重量%或更少的脂肪酸盐。因此,在一系列优选的实施方案中,第二实施方案的所述添加剂组合物含有5重量%至约60重量%,约10重量%至约55重量%,约15重量%至约50重量%,约15重量%至约45重量%,或约20重量%至约45重量%的脂肪酸盐。
如上所述,本发明的添加剂组合物特别适用于聚烯烃如聚丙烯聚合物的成核。因此,在另一系列实施方案中,本发明提供聚合物组合物,其包含聚合物和如本文所述的添加剂组合物。所述聚合物组合物可包含任何合适的聚合物。优选地,所述聚合物是热塑性聚合物。更优选地,热塑性聚合物是聚烯烃。聚烯烃聚合物可以是任何合适的聚烯烃,例如聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、聚(4甲基-1-戊烯)和聚(乙烯基环己烷)。在优选的实施方案中,热塑性聚合物是选自以下组的聚烯烃:聚丙烯均聚物(例如,无规立构聚丙烯均聚物、全同立构聚丙烯均聚物和间同立构聚丙烯均聚物)、聚丙烯共聚物(例如聚丙烯无规共聚物)、聚丙烯抗冲共聚物、及其混合物。合适的聚丙烯共聚物包括但不限于在共聚单体存在下由丙烯聚合制备的无规共聚物,所述共聚单体选自乙烯、丁-1-烯(即1-丁烯)和己-1-烯(即1-己烯)。在这种聚丙烯无规共聚物中,共聚单体可以以任何合适的量存在,但通常以小于约10重量%(例如,约1至约7重量%)的量存在。合适的聚丙烯抗冲共聚物包括但不限于通过向聚丙烯均聚物或聚丙烯无规共聚物中加入选自乙烯-丙烯橡胶(EPR)、乙烯-丙烯-二烯单体(EPDM)、聚乙烯和塑性体的共聚物而制备的那些。所述共聚物在这种聚丙烯抗冲共聚物中可以任何合适的量存在,但通常以约5至约25重量%的量存在。上述聚烯烃聚合物可以是支化的或交联的,例如通过添加增加聚合物熔体强度的添加剂产生的支化或交联。
聚合物组合物可包含任何合适量的所述添加剂组合物。优选地,所述添加剂组合物在聚合物组合物中的存在量,基于聚合物组合物的总重量,为约50ppm或更多。更优选地,所述添加剂组合物在聚合物组合物中的存在量,基于在聚合物组合物的总重量为约100ppm或更多,约200ppm或更多,约300ppm或更多,约400ppm或更多,或约500ppm或更多。在另一个优选的实施方案中,所述添加剂组合物在聚合物组合物中的存在量,基于聚合物组合物的总重量为约10,000ppm或更少。更优选地,所述添加剂组合物在聚合物组合物中的存在量,基于聚合物组合物的总重量为约9,000ppm或更少,约8,000ppm或更少,约7,000ppm或更少,约6,000ppm或更少,约5,000ppm或更少,约4,000ppm或更少,约3,000ppm或更少,或约2,500ppm或更少。因此,在一系列优选的实施方案中,所述添加剂组合物在聚合物组合物中的存在量,基于聚合物组合物的总重量为约50ppm至约10,000ppm(例如,约100ppm至约10,000ppm),约50ppm至约5,000ppm,约100ppm至约5,000ppm,约500ppm至约5,000ppm。
在另一个实施方案中,聚合物组合物可以是母料组合物,其包含相对高含量的所述添加剂组合物。在这种母料实施方案中,所述添加剂组合物可以任何合适的量存在于聚合物组合物中。在一个实施方案中,所述添加剂组合物优选以基于聚合物组合物的总重量约1重量%或更多的量存在于聚合物组合物中。更优选地,所述添加剂组合物在聚合物组合物中的存在量,基于聚合物组合物的总重量为约2重量%或更多,约3重量%或更多,约4重量%或更多,或约5重量%或更多。在这种母料组合物中,所述添加剂组合物优选以基于聚合物组合物的总重量约50重量%或更少,约40重量%或更少,约30重量%或更少,约20重量%或更少,约15重量%或更少,或约10重量%或更少的量存在于聚合物组合物中。因此,在这种母料组合物的一系列优选实施方案中,所述添加剂组合物在聚合物组合物中的存在量,基于聚合物组合物的总重量为约1重量%至约50重量%(例如,约1重量%至约40重量%,约1重量%至约30重量%,约1重量%至约20重量%,约1重量%至约15重量%,或约1重量%至约10重量%),2重量%至约50重量%(例如,约2重量%至约40重量%,约2重量%至约30重量%,约2重量%至约20重量%,约2重量%至约15重量%,或约2重量%至约10重量%),3重量%至约50重量%(例如,约3重量%至约40重量%,约3重量%至约30重量%,约3重量%至约20重量%,约3重量%至约15重量%,或约3重量%至约10重量),4重量%至约50重量%(例如,约4重量%至约40重量%,约4重量%至约30重量%,约4重量%至约20重量%,约4重量%至约15重量%,或约4重量%至约10重量%),或5重量%至约50重量%(例如,约5重量%至约40重量%,约5重量%至约30重量%,约5重量%至约20重量%,约5重量%至约15重量%,或约5重量%至约10重量%)。
除了所述添加剂组合物中所含的那些之外,上述聚合物组合物还可含有其它聚合物添加剂。合适的另外的聚合物添加剂包括但不限于抗氧化剂(例如,酚类抗氧化剂、亚磷酸酯抗氧化剂及其组合)、抗粘连剂(例如,无定形二氧化硅和硅藻土)、颜料(例如,有机颜料和无机颜料)和其他着色剂(如染料和聚合物着色剂)、填料和增强剂(如玻璃、玻璃纤维、滑石、碳酸钙和硫酸氧镁晶须)、成核剂、澄清剂、酸清除剂(如水滑石类酸清除剂[例如,来自KisumaChemicals的DHT-]、脂肪酸的金属盐[例如,硬脂酸的金属盐]和脂肪酸酯的金属盐[例如,乳酸酯盐])、聚合物加工添加剂(例如,含氟聚合物聚合物加工添加剂)、聚合物交联剂、增滑剂(例如,衍生自脂肪酸与氨或含胺化合物之间的反应的脂肪酸酰胺化合物)、脂肪酸酯化合物(例如,衍生自脂肪酸和含羟基化合物例如甘油、双甘油及其组合之间的反应的脂肪酸酯化合物),以及前述的组合。
已经观察到本文所述的聚合物组合物表现出所需物理性质的组合。例如,根据本发明的聚合物组合物(例如,聚丙烯均聚物组合物)可以表现出超过130℃的结晶温度,这足够高以显著缩短模塑操作中的循环时间。相对于用其他成核剂成核的聚合物组合物,这些聚合物组合物也表现出相对高的刚度。另外,相对于用其他成核剂成核的聚合物组合物,根据本发明的聚丙烯抗冲共聚物组合物显示出显著增加的刚度和热稳定性。例如,本发明的这种聚合物组合物表现出热挠曲温度的显著增加,这意味着聚合物组合物更适合用于暴露于高温并且必须保持其刚度的应用中。
据信本文所述的聚合物组合物可用于生产热塑性制品。聚合物组合物可通过任何合适的技术形成为所需的热塑性制品,例如注塑、注塑旋转模塑、吹塑(例如注射吹塑或注射拉伸吹塑)、挤出(例如片材挤出、薄膜挤出、流延薄膜挤出、或泡沫挤出)、挤出吹塑、热成型、滚塑、吹膜(吹膜)、薄膜流延(流延膜)等。
本文所述的聚合物组合物可用于生产任何合适的制品或产品。合适的产品包括但不限于医疗装置(例如,用于曲颈甑应用的预填充注射器、静脉给药容器和血液收集装置)、食品包装、液体容器(例如,用于饮料、药物、个人护理组合物、香波等的容器)、服装盒、可微波制品、搁架、橱柜门、机械部件、汽车部件、片材、管材、管子、旋转模塑部件、吹塑部件、薄膜、纤维等。
以下实施例进一步说明了上述主题,但当然不应解释为以任何方式限制其范围。
实施例1
以下实施例说明了根据本发明的聚合物组合物的制备。该实施例进一步描述了聚合物组合物显示的某些物理性质。
用如下表1中所述的添加剂组合物制备十四种聚合物组合物(样品1A-1N)。通过向聚合物中单独添加必要的盐来制备聚合物组合物。在表中,“PE”表示2,2'-亚甲基-双-(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯阴离子,“AC”表示苯甲酸根阴离子,除了样品1J,其中阴离子是4-叔丁基苯甲酸根阴离子。表中报告的阴离子的摩尔百分比(摩尔%)是所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子和芳族羧酸根阴离子总量的摩尔百分比。表中报告的阳离子的摩尔百分比(摩尔%)是所述添加剂组合物中存在的钠阳离子、铝(III)阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的摩尔百分比。样品1E是100%硬脂酸钙。每种聚合物组合物含有26MFR聚丙烯抗冲共聚物(Prime Polymer J707P)、500ppm1010(主抗氧化剂)和1000ppm168(辅助抗氧化剂)。将聚合物组合物在Leistritz双螺杆挤出机上配混。挤出机的机筒温度从160℃斜线上升至190℃,螺杆速度设定为约450rpm。通过在Arburg 40吨注塑机上注塑,由每种聚合物组合物形成样条。将注塑机设定在190至260℃的温度范围内。注射速度为14cc/sec。样条的尺寸为80mm×10mm×4mm。
表1.样品1A-1N的组成。
使用ISO 178标准方法测量聚合物组合物的挠曲性质。在64mm支撑跨度上以2mm/分钟的速度进行测量,并且支撑跨度与样品深度比为16:1。报告的值是样条在室温下退火4天后进行的五次测量的平均值。使用ISO 75标准方法测量聚合物组合物的热挠曲温度。报告的值是样品条在室温下退火4天后进行的五次测量的平均值。表2列出了挠曲和热挠曲温度试验的结果。
表2.样品1A-1N的挠曲模量和热挠曲温度(HDT)。
样品 | 弦向挠曲模量(MPa) | 0.455MPa下的HDT(℃) |
1A | 1591 | 114.8 |
1B | 1612 | 117.0 |
1C | 1573 | 111.7 |
1D | 1607 | 113.4 |
1E | 1202 | 86.2 |
1F | 1382 | 102.8 |
1G | 1503 | 108.7 |
1H | 1495 | 105.8 |
1I | 1271 | 99.0 |
1J | 1420 | 105.3 |
1K | 1355 | 106.0 |
1L | 1392 | 105.7 |
1M | 1332 | 101.6 |
1N | 1293 | 101.8 |
从表2中列出的数据可以看出,样品1A-1D显示出比样品1E-1N显著更高的挠曲模量(高70-400MPa)。此外,样品1A-1D的热挠曲温度比样品1E-1N表现出的热挠曲温度至少高3℃。
实施例2
以下实施例说明了根据本发明的聚合物组合物的制备。该实施例进一步描述了聚合物组合物显示的某些物理性质。
用如下表3中所述的添加剂组合物制备十种聚合物组合物(样品2A-2J)。通过向聚合物中单独添加必要的盐来制备聚合物组合物。在表中,“PE”表示2,2-'亚甲基-双-(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯阴离子,“AC”表示苯甲酸根阴离子,除了样品2J,其中阴离子是4-叔丁基苯甲酸根阴离子。表中报告的阴离子的摩尔百分比(摩尔%)为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子和芳族羧酸根阴离子总量的摩尔百分比。表中报告的阳离子的摩尔百分比(摩尔%)是所述添加剂组合物中存在的钠阳离子、铝(III)阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的摩尔百分比。样品2E是100%硬脂酸钙。每种聚合物组合物含有聚丙烯均聚物(Profax 6301,12MFR),500ppm1010(主抗氧化剂)和1000ppm168(辅助抗氧化剂)。将聚丙烯均聚物组合物在DeltaPlast单螺杆挤出机上配混。挤出机的机筒温度从200℃斜线上升至230℃,螺杆速度设定为约130rpm。通过在Arburg 40吨注塑机上注塑成型样条。将注塑机设定在190至260℃之间的任何温度。注射速度为14cc/sec。样条的尺寸为约80mm×10mm×4mm。如上文实施例1中所述测试样条以测定挠曲性能和HDT。这些测试的结果列于下表4中。
表3.样品2A-2J的组成。
表4.样品2A-2J的挠曲模量和热挠曲温度(HDT)。
样品 | 弦向挠曲模量(MPa) | 0.455MPa下的HDT(℃) |
2A | 1781 | 115.2 |
2B | 1823 | 115.5 |
2C | 1779 | 116.2 |
2D | 1750 | 114.2 |
2E | 1303 | 85.1 |
2F | 1604 | 98.9 |
2G | 1668 | 103.5 |
2H | 1565 | 105.6 |
2I | 1302 | 95.0 |
2J | 1366 | 103.0 |
从表4中列出的数据可以看出,样品2A-2D表现出比样品2E-2J显著更高的挠曲模量(高80-521MPa)。此外,样品2A-2D表现出的热挠曲温度比样品2E-2J表现出的高至少8.6℃。
实施例3
以下实施例说明了根据本发明的聚合物组合物的制备。该实施例进一步描述了聚合物组合物显示的某些物理性质。
用如下表5中所述的添加剂组合物制备十二种聚合物组合物(样品3A-3L)。通过向聚合物中单独添加必要的盐来制备聚合物组合物。在表中,“PE”表示2,2'-亚甲基-双-(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯阴离子,“CD”表示用于样品3A和3B的顺式-内-双环[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸根阴离子和用于样品3C的顺式六氢邻苯二甲酸根阴离子,并且“AC”表示苯甲酸根阴离子,除了样品3I,其中阴离子是4-叔丁基苯甲酸根阴离子。表中报告的阴离子的摩尔百分比(摩尔%)是所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子、脂环族二羧酸根阴离子和芳族羧酸根阴离子的总量的摩尔百分比。表中报告的阳离子的摩尔百分比(摩尔%)是所述添加剂组合物中存在的钠阳离子、铝(III)阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的摩尔百分比。样品3D是100%硬脂酸钙。每种聚合物组合物含有26MFR聚丙烯抗冲共聚物(Prime Polymer J707P),500ppm1010(主抗氧化剂)和1000ppm168(辅助抗氧化剂)。将聚合物组合物在Leistritz双螺杆挤出机上配混。挤出机的机筒温度从160℃斜线上升至190℃,螺杆速度设定为约450rpm。通过在Arburg 40吨注塑机上注塑,由每种聚合物组合物形成样条。将注塑机设定在190至260℃的温度范围内。注射速度为14cc/sec。样条的尺寸为80mm×10mm×4mm。
表5.样品3A-3L的组成。
使用差示扫描量热计(Mettler-Toledo DSC822差示扫描量热计)测量聚合物峰值结晶温度(Tc)。将约5毫克聚合物组合物样品以约20℃/分钟的速率从50℃加热至220℃,在220℃的温度下保持2分钟以除去任何热历史,然后以20℃/分钟的速率冷却至50℃。然后记录结晶放热峰(其为发生峰值聚合物晶体形成时的温度)作为聚合物峰值结晶温度(Tc)。如实施例1中所述测量每个样品的挠曲模量。表6列出了挠曲模量和聚合物峰值结晶温度试验的结果。
表6.样品3A-3L的挠曲模量和聚合物峰值结晶温度。
样品 | 弦向挠曲模量(MPa) | T<sub>c</sub>(℃) |
3A | 1545 | 133.2 |
3B | 1543 | 131.4 |
3C | 1519 | 132.0 |
3D | 1202 | 115.0 |
3E | 1382 | 123.5 |
3F | 1503 | 130.5 |
3G | 1495 | 129.8 |
3H | 1271 | 122.5 |
3I | 1420 | 129.2 |
3J | 1379 | 126.3 |
3K | 1377 | 132.5 |
3L | 1450 | 129.3 |
从表6中列出的数据可以看出,样品3A-3C表现出比样品3D-3L更高的挠曲模量。此外,样品3A-3C显示出明显高于130℃的聚合物峰值结晶温度。
实施例4
以下实施例说明了根据本发明的聚合物组合物的制备。该实施例进一步描述了聚合物组合物显示的某些物理性质。
用如下表7中所述的添加剂组合物制备十二种聚合物组合物(样品4A-4L)。通过向聚合物中单独添加必要的盐来制备聚合物组合物。在表中,“PE”表示2,2'-亚甲基-双-(4,6-二叔丁基苯基)磷酸酯阴离子,“CD”表示用于样品4A和4B的顺式-内-双环[2.2.1]庚烷-2,3二羧酸根阴离子和用于样品4C的顺式-六氢邻苯二甲酸根阴离子,“AC”表示苯甲酸根阴离子,除了样品4I,其中阴离子是4-叔丁基苯甲酸根阴离子。表中报告的阴离子的摩尔百分比(摩尔%)是所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子、脂环族二羧酸根阴离子和芳族羧酸根阴离子的总量的摩尔百分比。表中报告的阳离子的摩尔百分比(摩尔%)是所述添加剂组合物中存在的钠阳离子、铝(III)阳离子、钙阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的摩尔百分比。样品4D是100%硬脂酸钙。每种聚合物组合物含有聚丙烯均聚物(Profax 6301,12MFR),500ppm1010(主抗氧化剂)和1000ppm168(辅助抗氧化剂)。将聚丙烯均聚物组合物在DeltaPlast单螺杆挤出机上配混。挤出机的机筒温度从200℃斜线上升至230℃,螺杆速度设定为约130rpm。通过在Arburg40吨注塑机上注塑形成样条。将注塑机设定在190至260℃之间的任何温度。注射速度为14cc/sec。样条的尺寸为约80mm×10mm×4mm。
表7.样品4A-4L的组成。
如实施例3中所述测量聚合物峰值结晶温度(Tc)。如实施例1中所述测量每个样品的挠曲模量。表8列出了挠曲模量和聚合物峰值结晶温度试验的结果。
表8.样品4A-4L的挠曲模量和聚合物峰值结晶温度。
样品 | 弦向挠曲模量(MPa) | T<sub>c</sub>(℃) |
4A | 1748 | 130.9 |
4B | 1714 | 130.3 |
4C | 1743 | 131.0 |
4D | 1303 | 115.7 |
4E | 1604 | 124.8 |
4F | 1668 | 128.3 |
4G | 1565 | 126.7 |
4H | 1302 | 115.8 |
4I | 1366 | 125.8 |
4J | 1537 | 124.5 |
4K | 1483 | 130.5 |
4L | 1498 | 127.6 |
从表8中列出的数据可以看出,样品4A-4C表现出比样品4D-4L显著更高的挠曲模量(高45-446MPa)。此外,样品4A-4C表现出高于130℃的聚合物峰值结晶温度。
本文引用的所有参考文献,包括出版物、专利申请和专利均通过引用结合到本文中,其程度如同每个参考文献被单独且具体地指出通过引用并入并且在本文中完整地阐述。
在描述本申请的主题(特别是在以下权利要求的上下文中)的上下文中使用术语“一”和“一个”和“所述”以及类似的指示物应被解释为涵盖单数和复数形式,除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。除非另有说明,否则术语“包含”,“具有”,“包括”和“含有”应被解释为开放式术语(即,意味着“包括但不限于”)。除非本文另有说明,否则本文中对数值范围的描述仅旨在用作单独提及落入该范围内的每个单独值的简写方法,并且每个单独的值并入本说明书中,如同其在本文中单独引用一样。除非本文另有说明或上下文明显矛盾,否则本文所述的所有方法均可以任何合适的顺序进行。除非另有声明,否则本文提供的任何和所有实例或示例性语言(例如,“例如”)的使用仅旨在更好地说明本申请的主题,并且不对本主题的范围构成限制。说明书中的任何语言都不应被解释为表示任何未声明的要素对于本文所述主题的实践是必不可少的。
本文描述了本申请主题的优选实施方案,包括发明人已知的用于实施所要求保护的主题的最佳方式。在阅读前面的描述后,那些优选实施方案的变化对于本领域普通技术人员来说可以变得显而易见。发明人期望本领域技术人员适当地采用这些变化,并且发明人预期以不同于本文具体描述的方式实践本文所述的主题。因此,本公开包括适用法律所允许的所附权利要求中所述主题的所有修改和等同物。此外,除非本文另有说明或上下文明显矛盾,否则本公开涵盖所有可能变体中上述元素的任何组合。
Claims (9)
1.一种添加剂组合物,其是用于聚烯烃的成核剂,其包含:
(a)符合式(I)结构的磷酸酯阴离子:
(I)
其中R1和R2独立地选自氢和C1-C18烷基,并且R3是亚烷基;
(b)芳族羧酸根阴离子;
(c)铝(III)阳离子;
(d)钠阳离子;
(e)任选存在的锂阳离子;以及
(f)任选存在的锌(II)阳离子,
其中:
(i)所述磷酸酯阴离子在所述添加剂组合物中存在的量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子和芳族羧酸根阴离子总量的15摩尔%至50摩尔%;
(ii)所述芳族羧酸根阴离子在所述添加剂组合物中存在的量为所述添加剂组合物中存在的磷酸酯阴离子和芳族羧酸根阴离子总量的50摩尔%至85摩尔%;
(iii)所述铝(III)阳离子在所述添加剂组合物中存在的量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的5摩尔%至20摩尔%;
(iv)所述钠阳离子在所述添加剂组合物中存在的量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的45摩尔%至95摩尔%;
(v)所述锂阳离子,如果存在的话,在所述添加剂组合物中存在的量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的0摩尔%至25摩尔%;
(vi)所述锌(II)阳离子,如果存在的话,在所述添加剂组合物中存在的量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的0摩尔%至20摩尔%;以及
(vii)所述添加剂组合物含有5重量%或更多的脂肪酸盐。
2.根据权利要求1所述的添加剂组合物,其中R1和R2选自氢和C1-C4烷基。
3.根据权利要求2所述的添加剂组合物,其中R1和R2是叔丁基。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的添加剂组合物,其中R3是C1-C4亚烷基。
5.根据权利要求4所述的添加剂组合物,其中R3是亚甲基。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的添加剂组合物,其中所述芳族羧酸根阴离子是苯甲酸根阴离子。
7.权利要求1-3中任一项所述的添加剂组合物,其中所述铝(III)阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的5摩尔%至15摩尔%。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的添加剂组合物,其中所述添加剂组合物包含锌(II)阳离子,并且所述锌(II)阳离子在所述添加剂组合物中的存在量为所述添加剂组合物中存在的铝(III)阳离子、钠阳离子、锂阳离子和锌(II)阳离子总量的0.1摩尔%至5摩尔%。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的添加剂组合物,其中所述添加剂组合物包含20重量%至55重量%的脂肪酸盐。
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