CN112218918A - 具有优异柔性和热空气可焊性的基于丙烯的聚合物组合物 - Google Patents
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Abstract
一种组合物,其包括以下组分:A)烯烃多嵌段共聚物,其I2≤30g/10min;B)基于丙烯的组合物,其包括以下各者:a)基于丙烯的聚合物;b)丙烯/α‑烯烃互聚物、丙烯/乙烯互聚物或乙烯/α‑烯烃互聚物;其中所述基于丙烯的组合物具有≥130℃的Tmh(最高熔点)。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年5月3日提交的美国临时专利申请第62/666,290号的优先权,其以全文引用的方式并入本文中。
背景技术
“催化合金工艺”PP共聚物(HIFAX)为广泛用于TPO屋顶与防水膜的弹性体。然而,此类膜的高硬度(相对于PVC与EPDM膜)与降低的填料负荷为限制这些弹性体在更高的膜厚度、柔性、热空气可焊性和良好的防火性能方面的缺点(如本文所述)。需要新的弹性体组合物,所述弹性体组合物可用于形成无卤与更厚的膜,其具有良好的柔性、良好的可焊性和良好的防火性能。
含有用于弹性体应用的基于丙烯的聚合物和/或基于乙烯的聚合物的配制物描述于以下参考文献中:US7592397、US7741397、US9669600、US9260577、US20150314511、US20170247536、WO2005023889、WO2006101924、WO2014040914、WO2013134083、WO2009097565、WO2016127164、WO2016127169、US7741397和JP2013194077A(摘要)。但是,如上文所讨论,仍需要用于可用于形成无卤膜和具有良好柔性、良好可焊性与良好防火性能的制品的新的弹性体组合物。此需求已通过以下发明得到满足。
发明内容
一种组合物,其包括以下组分:
A)烯烃多嵌段共聚物,其I2≤30g/10min;
B)基于丙烯的组合物,其包括以下:
a)基于丙烯的聚合物;和
b)丙烯/α-烯烃互聚物、丙烯/乙烯互聚物和乙烯/α-烯烃互聚物中的至少一种;
C)至少一种阻燃剂;且
其中所述基于丙烯的组合物具有≥130℃的Tmh(最高熔点)。
附图说明
图1描述了用于焊接测试的样品制备。
图2描绘了用于焊接测试的条带(测试样品)的切割。
图3描述了用于焊接测试的测试样品的测试(钳子拉伸)。
具体实施方式
申请人发现了新的弹性体组合物,其具有良好的柔性、良好的可焊性和阻燃特性,并且特别适用于阻燃屋顶配制物。这是一个意想不到的发现,因为含有无规乙烯/α-烯烃互聚物或乙烯-苯乙烯橡胶的典型弹性体组合物当在大于20重量%下与基于丙烯的聚合物共混时具有不充分的热空气焊接特性。发现本文所述的组合物允许E-模量(根据ISO 527-3以200mm/min拉伸速度测量),例如从约100Mpa降至约10MPa,其提供了用于屋顶膜的良好柔性。而且,这些新的组合物允许高填料和阻燃剂负荷,例如,以组合物的重量计的至多50重量%。
此外,这些组合物显示优异的热空气焊接性、根据EN 11952-2的良好耐火性,并且非常易于使用常规配混、挤出、热成型或注塑模制工艺处理。当用普通酚类、膦酸酯、受阻胺或适当着色剂颜料如二氧化钛、碳黑配制时,这些组合物也应具有良好耐候性性能。其还显示出良好低温性能,例如根据ASTM D 746-98。
如上文所讨论,提供一种组合物,其包括以下组分:
A)烯烃多嵌段共聚物,其I2≤30g/10min,或≤20g/10min,或≤15g/10min,或≤10g/10min,或≤5.0g/10min;
B)基于丙烯的组合物,其包括以下:
a)基于丙烯的聚合物;和
b)丙烯/α-烯烃互聚物、丙烯/乙烯互聚物和乙烯/α-烯烃互聚物中的至少一种;
其中基于丙烯的组合物具有≥130℃,或≥135℃,或≥140℃,或≥145℃,或≥150℃的Tmh(最高熔点)。如本文所用,如通过DSC所测定,Tmh为最高熔融温度。
本发明组合物可包括如本文所描述的两个或更多个实施例的组合。
本发明组合物的每一组分可包括如本文所描述的两个或更多个实施例的组合。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,基于丙烯的组合物具有140℃至170℃,或145℃至165℃,或150℃至160℃的Tmh(最高熔点)。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组合物进一步包括至少一种阻燃剂。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分B与组分A的重量比≥1.00,或≥1.20,或≥1.30,或≥1.40,或≥1.50,或≥1.55,或≥1.60,或≥1.65,或≥1.70,或≥1.75,或≥1.80,或≥1.85,或≥1.90。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分B与组分A的重量比≥1.95,或≥2.00,或≥2.05,或≥2.10,或≥2.15,或≥2.20,或≥2.25,或≥2.30,或≥2.35,或≥2.40,或≥2.45,或≥2.50。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分B与组分A的比率≥2.55,或≥2.60,或≥2.65,或≥2.70,或≥2.75,或≥2.80,或≥2.85,或≥2.90,或≥2.95,或≥3.00。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分B与组分A的重量比≥3.05,或≥3.10,或≥3.15,或≥3.20,或≥3.25,或≥3.30,或≥3.35,或≥3.40,或≥3.45,或≥3.50。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分B与组分A的重量比≤30,或≤25,或≤20,或≤15,或≤10。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分B与组分A的重量比≤8.0,或≤7.0,或≤6.0,或≤5.0。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分B与组分A的重量比为1.00至25.0,或1.50至25.0,或1.90至25.0。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分B与组分A的重量比为1.90至25.0,或1.80至22.0,或1.70至20.0,或1.60至16.0,或1.50至12.0,或1.40至10.0,或1.30至9.00,或1.20至8.00,或1.10至7.00,或1.00至5.00。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,以组合物的重量计,组分B以≥25重量%,或≥35重量%,或≥45重量%,或≥50重量%,或≥55重量%,或≥60重量%,或≥65重量%的量存在。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,
组分A的烯烃多嵌段共聚物为乙烯/α-烯烃多嵌段共聚物。在另一实施例中,α-烯烃为C3-C8α-烯烃。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分A具有≥0.5g/10min,或≥1.0g/10min,或≥1.5g/10min,或≥2.0g/10min,或≥2.5g/10min,或≥3.0g/10min,或≥3.5g/10min,或≥4.0g/10min,或≥4.5g/10min,或≥5.0g/10min的熔融指数(190℃,2.16kg)。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分A具有≤30g/10min,或≤20g/10min,或≤15g/10min,或≤12g/10min,或≤10g/10min,或≤8.0g/10min,或≤6.0g/10min的熔融指数(190℃,2.16kg)。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分A具有0.5至6.0g/10min,或1.0至6.0g/10min,或1.5至6.0g/10min,或2.0至6.0g/10min,或2.5至6.0g/10min,或3.0至6.0g/10min的熔融指数(190℃,2.16kg)。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分A具有≥0.856g/cc,或≥0.858g/cc,或≥0.860g/cc,或≥0.862g/cc,或≥0.864g/cc,或≥0.866g/cc(1cc=1cm3)的密度。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分A具有≤0.900g/cc,或≤0.895g/cc,或≤0.890g/cc,或≤0.885g/cc,或≤0.880g/cc,或≤0.875g/cc,或≤0.870g/cc(1cc=1cm3)的密度。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分A具有0.859至0.900g/cc,或0.860至0.890g/cc、0.862至0.885g/cc,或0.864至0.880g/cc、0.866至0.875g/cc(1cc=1cm3)的密度。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,如通过DSC所测定,组分A具有≥100℃,或≥105℃,或≥110℃,或≥115℃的熔融温度(Tm)。在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,如通过DSC所测定,组分A具有≤170℃,或≤160℃,或≤150℃,或≤140℃,或≤130℃,或≤120℃的熔融温度(Tm)。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分B的Tmh与组分A的Tm的比率为≥1.05,或≥1.10,或≥1.15,或≥1.20;或1.05至1.50。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分A具有1.2至3.0,进一步1.5至3.0,且进一步1.7至3.0的分子量分布(Mw/Mn)。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,以组合物的重量计,组分A以2.0至40重量%,或5.0至40重量%,或5.0至35重量%,或5.0至30重量%,或5.0至25重量%的量存在。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,以组合物的重量计,组合物包括≥40重量%,或≥45重量%,或≥50重量%,或≥55重量%,或≥60重量%的
组分A和B。在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,以组合物的重量计,组合物包括≤98重量%,或≤95重量%,或≤90重量%,或≤85重量%,或≤80重量%的组分A和B。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分B具有≥0.2g/10min,或≥0.3g/10min,或≥0.4g/10min,或≥0.5g/10min,或≥0.6,或≥0.7g/10min,或≥0.8g/10min的熔体流动速率(230℃,2.16kg)。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分B具有≤10g/10min,或≤8.0g/10min,或≤6.0g/10min,或≤4.0g/10min的熔体流动速率(230℃,2.16kg)。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分B具有≤4.0g/10min,或≤3.5g/10min,或≤3.0g/10min,或≤2.5g/10min,或≤2.0g/10min,或≤1.5g/10min,或≤1.0g/10min的熔体流动速率(230℃,2.16kg)。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分B具有≥0.860g/cc,或≥0.865g/cc,或≥0.870g/cc,或≥0.875g/cc,或≥0.880g/cc(1cc=1cm3)的密度。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分B具有≤0.910g/cc,或≤0.905g/cc,或≤0.900g/cc,或≤0.895g/cc(1cc=1cm3)的密度。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分B具有0.865至0.900g/cc,或0.875至0.895g/cc,或0.870至0.890g/cc的密度。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,对于组分B,子组分a与子组分b的重量比为5至40,或10至35,或15至30。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分B包括a)基于丙烯的聚合物(“子组分a”);和b)丙烯/α-烯烃互聚物、丙烯/乙烯互聚物和乙烯/α-烯烃互聚物中的至少一种(“子组分b”)。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分B包括a)基于丙烯的聚合物(“子组分a”);和b)丙烯/α-烯烃互聚物、丙烯/乙烯互聚物和乙烯/α-烯烃互聚物(“子组分b”)。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分B的“子组分a”为聚丙烯均聚物或共聚物。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分B的“子组分b”包括以下中的一种或多种:丙烯/α-烯烃共聚物、丙烯/乙烯共聚物、乙烯/α-烯烃共聚物和乙烯/α-烯烃/α-烯烃三元共聚物。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分B为反应器共混物。在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,可基于催化合金工艺制备组分B。组分B的合适实例包含但不限于以商品名HIFAX、INSPIRETM、ADFLEX和DaplenTM获得的基于丙烯的组合物。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,以组合物的重量计,组合物包括≤0.10重量%,或≤0.05重量%,或≤0.02重量%的交联剂。在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组合物不包括交联剂。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,以组合物的重量计,组合物包括≤0.10重量%,或≤0.05重量%,或≤0.02重量%的发泡剂。在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组合物不包括发泡剂。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分C包括以下中的至少一种:基于金属氢氧化物的阻燃剂,如三水合铝、氢氧化镁、碳钙镁石、氧化铝、聚膦酸酯、聚磷酸酯、受阻胺、氰尿酸。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组分C包括以下中的至少一种:三水合铝、氢氧化镁、氧化铝、聚膦酸酯、聚磷酸酯、受阻胺或氰尿酸。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,以组合物的重量计,组合物包括小于2.0重量%,进一步小于1.0重量%,进一步小于0.5重量%,并且进一步小于0.1重量%的油。在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组合物不含有油。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,以组合物的重量计,组合物包括≤1.00重量%,或≤0.50重量%,或≤0.20重量%,或≤0.10重量%,或≤0.05重量%的苯乙烯嵌段共聚物或三元共聚物(例如,SES、SBS、SEP等)。在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组合物不包括苯乙烯嵌段共聚物或三元共聚物(例如,SES、SBS、SEP等)。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,以组合物的重量计,组合物包括≤1.00重量%,或≤0.50重量%,或≤0.20重量%,或≤0.10重量%,或≤0.05重量%的聚苯乙烯。在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组合物不包括聚苯乙烯。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,以组合物的重量计,组合物包括≤50重量%,或≤40重量%,或≤30重量%,或≤20重量%,或≤10重量%的EVA。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,以组合物的重量计,组合物包括≤1.00重量%,或≤0.50重量%,或≤0.20重量%,或≤0.10重量%,或≤0.05重量%的EVA。在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组合物不包括EVA。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,以组合物的重量计,组合物包括≤1.00重量%,或≤0.50重量%,或≤0.20重量%,或≤0.10重量%,或≤0.05重量%的聚酰胺。在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组合物不包括聚酰胺。
在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,以组合物的重量计,组合物包括小于5重量%,进一步小于2重量%,并且进一步小于1重量%的迭氮化合物。在本文所述的一个实施例或实施例的组合中,组合物不包括迭氮化合物。
本发明组合物可包括如本文所描述的两个或更多个实施例的组合。
本发明还提供一种制品,其包括由本文所述的本发明组合物形成的至少一种组分。
本发明还提供一种形成泡沫的方法,所述方法包括挤出本文所述的本发明组合物。
本发明组合物可包括如本文所描述的两个或更多个实施例的组合。
本发明制品可包括如本文所述的两个或更多个实施例的组合。
烯烃多嵌段共聚物(组分A)
在一个实施例中,烯烃多嵌段共聚物为乙烯/α-烯烃多嵌段共聚物,其包括以聚合物的重量计的大部分量的聚合乙烯。
术语“烯烃多嵌段共聚物”包含例如呈聚合形式的乙烯和一种或多种可共聚α-烯烃共聚单体,其特征在于具有两个或更多个聚合单体单元的多个嵌段或链段的化学或物理特性不同。当在共聚物中提及“乙烯”或“共聚单体”的量时,应理解这意指其聚合单元。在一些实施例中,多嵌段共聚物可由下式表示:
(AB)n,
其中n为至少1,优选为大于1的整数,如2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100或更大,“A”表示硬嵌段或链段且“B”表示软嵌段或链段。优选地,A与B以基本上线性方式连接,与基本上支化或基本上星形方式相对。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。
在又其它实施例中,嵌段共聚物通常并不具有包括不同共聚单体的第三类嵌段。在又其它实施例中,嵌段A和嵌段B中的各者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均不包括两个或更多个具有独特组成的子链段(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,乙烯占整个嵌段共聚物的大部分摩尔分数,即,乙烯占至少整个聚合物的50摩尔百分比。更优选地,乙烯占至少60摩尔百分比、至少70摩尔百分比或至少80摩尔百分比,其中整个聚合物的基本上其余部分包括至少一种其它共聚单体,其优选为具有3个或大于3个碳原子的α-烯烃。在一些实施例中,烯烃嵌段共聚物可包括50mol%至90mol%乙烯,优选60mol%至85mol%,更优选65mol%至80mol%。对于诸多乙烯/辛烯嵌段共聚物,优选组合物包括大于整个聚合物的80摩尔%的乙烯含量和整个聚合物的10摩尔%至15摩尔%、优选15摩尔%至20摩尔%的辛烯含量。
烯烃嵌段共聚物包含各种量的“硬”和“软”链段。“硬”链段为以聚合物的重量计,乙烯以大于95重量%或大于98重量%、至多100重量%的量存在的聚合单元的嵌段。换句话说,硬链段中的共聚单体含量(除乙烯以外的单体的含量)以聚合物的重量计小于5重量%或少于2重量%,且可低至零。在一些实施例中,硬链段包含所有或基本上所有衍生自乙烯的单元。“软”链段为聚合单元的嵌段,其中共聚单体含量(除乙烯外的单体含量)以聚合物的重量计大于5重量%,或大于8重量%,大于10重量%,或大于15重量%。在一些实施例中,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%,且可至多100重量%。
软链段在OBC中可以OBC的总重量的1重量%至99重量%存在,或以OBC的总重量的5重量%至95重量%、10重量%至90重量%、15重量%至85重量%、20重量%至80重量%、25重量%至75重量%、30重量%至70重量%、35重量%至65重量%、40重量%至60重量%或45重量%至55重量%存在。反之,硬链段可以类似范围存在。软链段重量%和硬链段重量%可基于自DSC或NMR获得的数据计算。此类方法和计算公开于例如2006年3月15日以ColinL.P.Shan,Lonnie Hazlitt等人的名义提交且转让给陶氏全球技术公司(Dow GlobalTechnologies Inc.)的标题为“乙烯/α-烯烃嵌段互聚物(Ethylene/α-Olefin BlockInter-polymers)”的美国专利第7,608,668号中,所述专利的公开内容以全文引用的方式并入本文中。确切地说,可如US 7,608,668的第57栏至第63栏中所述测定硬链段和软链段重量百分比和共聚单体含量。
烯烃嵌段共聚物为聚合物,其包括优选以线性方式连接的两个或更多个化学上相异的区域或链段(称为“嵌段”),即,包括关于聚合烯系官能团端对端连接而非以侧接或接枝方式连接的化学上区别的单元的聚合物。在实施例中,所述嵌段在以下方面不同:所并入的共聚单体的量或类型、密度、结晶度的量、可归因于所述组成的聚合物的微晶尺寸、立体异构性(等规或间规)的类型或程度、区域规则性或区域不规则性、支化量(包含长链支化或超支化)、均质性或任何其它化学或物理特性。与现有技术的嵌段互聚物,包含通过依序单体添加、流变催化剂或阴离子聚合技术产生的互聚物相比,在一实施例中,由于用于本发明OBC制备的梭移剂以及多种催化剂的效应,本发明OBC的特征为聚合物多分散性(PDI或Mw/Mn或MWD)、嵌段长度分布和/或嵌段数量分布的独特分布。
在实施例中,OBC在连续方法中产生且具有1.7至3.5,或1.8至3,或1.8至2.5,或1.8至2.2的多分散指数,PDI(或MWD)。当以分批或半分批法产生时,OBC的PDI为1.0至3.5、或1.3至3、或1.4至2.5、或1.4至2。
另外,烯烃嵌段共聚物具有拟合舒尔茨-弗洛里分布(Schultz-Florydistribution)而非帕松分布(Poisson distribution)的PDI。本发明OBC具有多分散嵌段分布以及多分散嵌段尺寸分布两者。此导致形成具有改进且可识别的物理特性的聚合物产物。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6902-6912页和Dobrynin,《化学物理杂志(J.Chem.Phvs.)》(1997)107(21),第9234-9238页中进行模型化且论述。
在实施例中,本发明烯烃嵌段共聚物具有嵌段长度的最大可能分布。在实施例中,烯烃嵌段共聚物定义为具有:
(A)1.7至3.5的Mw/Mn,以摄氏度为单位的至少一个熔点Tm和以克/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式:
Tm>-2002.9+4538.5(d)-2422.2(d)2,和/或
(B)约1.7至约3.5的Mw/Mn,且其特征为以J/g为单位的熔化热ΔH和以摄氏度为单位的差量ΔT,其定义为最高DSC峰值与最高结晶分析分级(“CRYSTAF”)峰值之间的温差,其中ΔT和ΔH的数值具有以下关系式:
针对ΔH大于零且至多130J/g,ΔT>-0.1299ΔH+62.81,
针对ΔH大于130J/g,ΔT≥48℃,
其中CRYSTAF峰值使用至少5%累积聚合物测定,且若小于5%聚合物具有可鉴别的CRYSTAF峰值,则CRYSTAF温度为30℃;和/或
(C)在300%应变和1次循环下用压缩模制乙烯/α-烯烃互聚物测量的以%为单位的弹性恢复Re,且具有以克/立方厘米为单位的密度d,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式:
Re>1481-1629(d);和/或
(D)具有在使用TREF分级时在40℃与130℃之间洗脱的分子洗脱份,其特征在于所述洗脱份具有大于或等于数量(-0.2013)T+20.07,更优选大于或等于数量(-0.2013)T+21.07的摩尔共聚单体含量,其中T为TREF洗脱份的峰值洗脱温度的数值,以℃测量;和/或,
(E)具有在25℃下的储存模量G′(25℃)和在100℃下的储存模量G′(100℃),其中G′(25℃)与G′(100℃)的比率在1∶1至9∶1范围内。
烯烃嵌段共聚物还可具有:
(F)当使用TREF分级时在40℃与130℃之间洗脱的分子洗脱份,其特征在于所述洗脱份具有至少0.5且至多1的嵌段指数和超过1.3的分子量分分布Mw/Mn;和/或
(G)大于零且至多1.0的平均嵌段指数和大于1.3的分子量分布Mw/Mn。应理解烯烃嵌段共聚物可具有特性(A)至(G)中的一者、某些、所有或任何组合。嵌段指数可如美国专利第7,608,668号中所详细描述测定,其出于彼目的以引用的方式并入本文中。用于测定特性(A)至(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行至第35栏,第44行,其出于彼目的以引用的方式并入本文中。
乙烯/α烯烃多嵌段互聚物和其它共聚物可包括特性(A)至(G)中的任一者,或可包括(A)至(G)中的两个或更多个的组合。
用于制备本发明OBC的合适单体包含乙烯和一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含具有3至30,优选3至20个碳原子的直链或分支链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、1-十八烯和1-二十烯;具有3至30,优选3至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、四环十二烯和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-壬二烯和5,9-二甲基-1,4,8-癸三烯;和3-苯基丙烯、4-苯基丙烯、1,2-二氟乙烯、四氟乙烯和3,3,3-三氟-1-丙烯。优选α-烯烃包含但不限于,C3-C20α-烯烃,且优选C3-C10α-烯烃。更优选α-烯烃包含丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯,且更优选包含丙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯。
烯烃嵌段共聚物可经由如描述于以引用的方式并入本文中的美国专利第7,858,706号中的链梭移方法制备。确切地说,合适链梭移剂和相关信息在第16栏第39行至第19栏第44行中列出。合适催化剂描述于第19栏第45行至第46栏第19行中且合适助催化剂描述于第46栏第20行至第51栏第28行中。所述方法描述于整个文献中,但确切地说,在第51栏第29行至第54栏第56行中。所述方法还描述于例如以下专利中:美国专利第7,608,668号、第US7,893,166号和第US 7,947,793号。
在一个实施例中,乙烯/α-烯烃多嵌段共聚物具有小于或等于0.910g/cc,进一步小于或等于0.905g/cc,进一步小于或等于0.900g/cc和进一步小于或等于0.885g/cc的密度。
在一个实施例中,乙烯/α-烯烃多嵌段共聚物具有小于或等于0.882g/cc,进一步小于或等于0.885g/cc和进一步小于或等于0.887g/cc的密度。密度通过ASTM D-792-08的程序来测量。
在一个实施例中,乙烯/α-烯烃多嵌段共聚物具有大于90℃,进一步大于100℃的熔点。熔点通过描述于以引用的方式并入本文中的美国公开案2006/0199930(WO 2005/090427)中的差示扫描热量测定法(DSC)来测量。
在一个实施例中,乙烯/α-烯烃多嵌段共聚物具有大于或等于0.1g/10min,进一步大于或等于0.5g/10min,和进一步大于或等于1g/10min的熔融指数(I2),如使用ASTM D-1238(190℃,2.16kg负荷)所测定。
在一个实施例中,乙烯/α-烯烃多嵌段共聚物具有小于或等于50g/10min,进一步小于或等于20g/10min,和进一步小于或等于10g/10min的熔融指数(I2),如使用ASTM D-1238(190℃,2.16kg负荷)所测定。
烯烃多嵌段共聚物可包括如本文所描述的两个或更多个实施例的组合。
乙烯/α-烯烃多嵌段共聚物可包括如本文所描述的两个或更多个实施例的组合。
一些实施例
a)一种组合物,其包括以下组分:
A)烯烃多嵌段共聚物,其I2≤30g/10min;
B)基于丙烯的组合物,其包括以下各者:
a)基于丙烯的聚合物;和
b)丙烯/α-烯烃互聚物、丙烯/乙烯互聚物和乙烯/α-烯烃互聚物中的至少一种;
其中所述基于丙烯的组合物具有≥130℃的Tmh(最高熔点)。
b)如上述a)所述的组合物,进一步包括组分C):至少一种阻燃剂,并且其中子组分b)为丙烯/α-烯烃互聚物、丙烯/乙烯互聚物,乙烯/α-烯烃互聚物。
c)如上述a)或b)所述的组合物,其中组分B与组分A的重量比≥1.00或≥1.50。
d)如上述a)至c)中任一项所述的组合物,其中组分B与组分A的重量比为1.00至25.0,或1.50至25.0,或1.50至15.0,或1.50至10.0,或1.50至8.0,或1.50至6.0,或1.50至5.0,或1.50至4.0。
e)如上述a)至d)中任一项所述的组合物,以组合物的重量计,其中组分B以≥25重量%,或≥30重量%的量存在。
f)如上述a)至e)中任一项所述的组合物,其中组分A的烯烃多嵌段共聚物为乙烯/α-烯烃多嵌段共聚物。
g)如上述f)所述的组合物,其中α-烯烃为C3-C8α-烯烃。
h)如上述a)至g)中任一项所述的组合物,其中组分A具有0.5至30g/10min的熔融指数(190℃,2.16kg)。
i)如上述a)至h)中任一项所述的组合物,其中组分A具有0.5至8.0g/10min的熔融指数(190℃,2.16kg)。
j)如上述a)至i)中任一项所述的组合物,其中组分A具有0.860至0.890g/cc的密度。
k)如上述a)至j)中任一项所述的组合物,其中组分A具有≥100℃的熔融温度(Tm),如通过DSC所测定。
1)如上述a)至k)中任一项所述的组合物,其中组分B的Tmh与组分A的Tm的比率为≥1.05,或≥1.10,或≥1.15。
m)如上述a)至1)中任一项所述的组合物,其中组分B的Tmh与组分A的Tm的比率为≤2.00,或≤1.75,或≤1.50。
n)如上述a)至m)中任一项所述的组合物,其中组分B具有≤10g/10min,或≤8.0g/10min,或≤6.0g/10min,或≤4.0g/10min,或≤2.0g/10min,或≤1.5g/10min,或≤1.0g/10min的熔体流动速率(230℃,2.16kg)。
o)如上述a)至n)中任一项所述的组合物,其中组分B具有0.870至0.910g/cc的密度。
p)如上述a)至o)中任一项所述的组合物,其中对于组分B,子组分a为聚丙烯均聚物,且子组分b为丙烯/乙烯共聚物。
q)如上述a)至p)中任一项所述的组合物,其中组分B为反应器共混物或合金。
r)如上述a)至p)中任一项所述的组合物,其中组分B为抗冲击共聚物聚丙烯。
s)如上述a)至r)中任一项所述的组合物,其中以组合物的重量计,组合物包括≤0.1重量%的交联剂。
t)如上述a)至s)中任一项所述的组合物,其中以组合物的重量计,组合物包括≤0.10重量%的发泡剂。
u)如上述a)至t)中任一项所述的组合物,其中组分C包括以下中的至少一种:三水合铝、氢氧化镁、氧化铝、聚膦酸酯、聚磷酸酯、受阻胺或氰尿酸。
v)如上述a)至u)中任一项所述的组合物,其中组合物进一步包括根据ISO 527-3的≤100MPa的拉伸模量。
w)如上述a)至v)中任一项所述的组合物,其中组合物进一步包括根据ISO 527-3的≥7MPa的拉伸强度。
x)如上述a)至w)中任一项所述的组合物,其中组合物进一步包括根据ISO 527-3的20至100MPa的拉伸模量和大于7MPa的拉伸强度。
y)如上述a)至x)中任一项所述的组合物,其中组合物进一步包括根据本文所描述的方法的良好可焊性。
z)一种制品,其包括至少一个由如a)至y)中任一项所述的组合物形成的组分。
添加剂
在一个实施例中,本发明组合物包括至少一种添加剂。合适的添加剂包含但不限于填料、抗氧化剂、UV稳定剂、阻燃剂、着色剂或颜料、氧化锌、硬脂酸、硬脂酸锌、脱模剂、加工助剂、功能纤维、阻燃助剂、粘合促进剂、表面改性剂、抗静电剂和其组合。
抗氧化剂包含但不限于受阻酚、双酚和硫代双酚;经取代的对苯二酚;三(烷基苯基)亚磷酸酯;二烷基硫代二-丙酸酯;苯基萘胺;经取代的二苯胺;二烷基、烷基芳基和二芳基取代的对亚苯基二胺;单体和聚合物二氢喹啉;2-(4-羟基-3,5-叔丁基苯胺)-4,6-双(辛基硫基)1,3,5-三嗪;六氢-1,3,5-三-β-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰基-s-三嗪;2,4,6-三(N-1,4-二甲基戊基苯-二胺)-1,3,5-三嗪;和三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)异氰尿酸酯。
应用
本发明还提供一种制品,其包括由本发明组合物形成的至少一种组分。制品包含但不限于屋顶材料、天气条带、带、软管、电线和电缆护套、管、地板材料、垫片、模制品、片材和挤出部件。另外制品包含鞋类组件、体育用品、汽车部件(例如,仪表板和窗密封件)、计算机部件、家用电器与玩具。
组合物可通过许多常规方法和设备中的任何一种形成最终制品。说明性方法包含但不限于挤出、压延、注塑模制、压缩模制和本领域中已知的其它典型工艺。例如,可通过以下来制备制品:注塑模制、挤出、挤出随后热成形、低压模制、压缩模制、泡沫胶块工艺等。
定义
除非相反陈述、自上下文暗示或本领域中惯用,否则所有份数和百分比均以重量计,且所有测试方法均为截至本公开的申请日为止的现行方法。
如本文所用,术语“组合物”包含包括所述组合物的材料的混合物,以及由所述组合物的材料形成的反应产物和分解产物。
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制备的聚合化合物。通用术语聚合物因此涵盖术语均聚物(其是指仅由一种类型的单体制备的聚合物,应了解痕量的杂质可并入聚合物结构中)和如下文所定义的术语互聚物。微量杂质,例如催化剂残余物,可并入聚合物的中和/或的内。
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制备的聚合物。通用术语互聚物因此包含共聚物(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,如三聚物。
如本文所用,术语“基于烯烃的聚合物”是指以聚合形式包括50重量%或过半数量的烯烃单体,例如乙烯或丙烯(以聚合物的重量计),且任选地可包括一或多种共聚单体的聚合物。
如本文所用,术语“基于乙烯的聚合物”是指以聚合形式包括50重量%或大部分量的乙烯单体(以聚合物的重量计),且任选地可包括一或多种共聚单体的聚合物。
如本文所用,术语“乙烯/α-烯烃互聚物”是指以聚合形式包括50重量%或大部分量的乙烯单体(以互聚物的重量计)和至少一种α-烯烃的互聚物。如在本公开的上下文中所用,乙烯/α-烯烃互聚物不包括乙烯/α-烯烃多嵌段互聚物。
如本文所用,术语“乙烯/α-烯烃共聚物”是指以聚合形式包括50重量%或过半数量的乙烯单体(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。如在本公开的上下文中所用,乙烯/α-烯烃共聚物不包括乙烯/α-烯烃多嵌段共聚物。
如本文所用,术语“基于丙烯的聚合物”是指以聚合形式包括大部分量的丙烯单体(以聚合物的重量计),且任选地可包括一或多种共聚单体的聚合物。
如本文所用,术语“丙烯/α烯烃互聚物”是指以聚合形式包括大部分量的丙烯单体(以互聚物的重量计)和至少一种α烯烃的互聚物。
如本文所用,术语“丙烯/α-烯烃共聚物”是指以聚合形式包括大部分量的丙烯单体(以共聚物的重量计)和α烯烃作为唯一两种单体类型的共聚物。
如本文所用,术语“丙烯/乙烯互聚物”是指以聚合形式包括大部分量的丙烯单体(以互聚物的重量计),和乙烯的互聚物。
如本文中所用,术语“丙烯/乙烯共聚物”是指以聚合形式包括大部分量的丙烯单体(以共聚物的重量计),和乙烯,作为仅有的两种单体类型的共聚物。
如本文所用,术语“基于丙烯的聚合物组合物”是指包括大部分量的基于丙烯的聚合物的组合物。
术语“包括”、“包含”、“具有”和其衍生词并不打算排除任何额外组分、步骤或程序的存在,不论其是否具体地公开。为避免任何疑问,除非相反陈述,否则经由使用术语“包括”所主张的所有组合物皆可包含任何另外添加剂、佐剂或化合物,无论以聚合方式或以其它方式。相比的下,术语“基本上由……组成”自任何随后列举范围中排除除了对操作不重要的组分、步骤或程式的外的任何其它组分、步骤或程式。术语“由……组成”排除未具体叙述或列举的任何组分、步骤或程序。
测试方法
密度
聚合物密度根据ASTM D-792测量。
熔融指数
基于乙烯的聚合物的熔融指数(I2)根据ASTM D-1238,条件190℃/2.16kg测量。基于乙烯的聚合物的熔融指数(I5)根据ASTM D-1238,条件190℃/5.0kg测量。基于乙烯的聚合物的熔融指数(I10)根据ASTM D-1238,条件190℃/10.0kg测量。基于乙烯的聚合物的高负荷熔融指数(I21)根据ASTM D-1238,条件190℃/21.0kg测量。基于丙烯的聚合物的熔体流动速率(MFR)根据ASTM D-1238,条件230℃/2.16kg测量。
差示扫描热量测定法(DSC)
差示扫描热量测定法(DSC)用于测量基于乙烯的(PE)样品和基于丙烯的(PP)样品的结晶度。约5至8mg的膜样品经称量且置于DSC盘中。将盖子压在盘子上以确保密闭的氛围。样品盘置放于DSC单元中,且接着以约10℃/min的速率加热至180℃的温度供PE用(230℃供PP用)。将样品在此温度下保持三分钟。随后以10℃/min的速率将PE的样品冷却至-60℃(对于PP为-40℃),且在所述温度下保持等温三分钟。随后以10℃/min的速率加热样品,直至完全熔融(第二加热)。通过用自第二加热曲线测定的熔化热(Hf)除以PE的理论熔化热292J/g(165J/g,对于PP),且
将此数量乘以100(例如结晶度%=(Hf/292J/g)×100(对于PE))来计算结晶度百分比。
除非另有说明,每一聚合物的熔点(Tm)根据根据第二加热曲线来测定,且结晶温度(Tc)根据第一冷却曲线来测定。
凝胶渗透层析法
色谱系统由聚合物实验室(Polymer Laboratories)模型PL-210或聚合物实验室模型PL-220组成。在140℃下操作管柱和传送带室。管柱为三个聚合物实验室10微米混合B管柱。所用溶剂为1,2,4-三氯苯。以“含0.1克聚合物的50毫升溶剂”的浓度制备样品。用于制备样品的溶剂含有“200ppm丁基化羟基甲苯(BHT)”。在160℃下通过轻微搅拌两小时制备样品。注射体积为100微升,且流动速率为1.0毫升/分钟。
用分子量在580至8,400,000的范围内的21种“窄分子量分布聚苯乙烯标准物”进行GPC管柱组的校正,所述标准物以6种“混合液”混合物形式配置,且个别分子量之间相差至少十倍。标准品购自聚合物实验室(什罗普郡,英国(Shropshire,UK))。分子量等于或大于1,000kg/mol时以“含0.025克的50毫升溶剂”制备聚苯乙烯标准物,且分子量小于1,000kg/mol时以“含0.05克的50毫升溶剂”制备聚苯乙烯标准物。聚苯乙烯标准物在80℃下在轻轻搅拌下溶解30分钟。首先运行窄标准物混合物,且遵循“最高分子量”组分递减的次序以使降解减到最少。使用以下等式将聚苯乙烯标准物峰值分子量转化成聚乙烯分子量:M聚乙烯=A×(M聚苯乙烯)B,其中M为分子量,A的值为0.431,且B等于1.0(如Williams与Ward在《聚合物科学杂志(J.Polym.Sc.)》,《聚合物快报(Polym.Let.)》,6,621(1968)中所述)。使用Viscotek TriSEC软件3.0版进行聚乙烯等效分子量计算。
评估机械特性
根据ISO 527-3使用5A冲压试样以200mm/min的拉伸速度通过拉伸测试来评估每一聚合物膜的物理强度。在纵向与横向(分别为MD与CD)测试每个膜,并报告五个样品的平均值。
热空气焊接特性的评估(焊接测试)
聚合物膜用Leister Triac-S手持式热焊机进行热焊接。将膜交迭8cm,并使用20mm宽模具喷嘴在230℃的焊接设定温度下使用以下方法热焊接:3点焊接以固定膜、第一焊接与第二慢焊接。将样品在环境条件下储存24小时,并在焊缝上垂直切割“1cm”试样,并用钳子进行拉伸测试。
样品的评级从0(不良焊接:焊缝处发生失效)至5(具有焊缝外部发生失效的非常好的焊缝)。每个膜都经过焊接与拉伸测试两次。焊接测试方法的描述如图1-3所示,如下:图1描述了用于焊接测试的样品制备。图2描绘了用于焊接测试的条带(测试样品)的切割。图3描述了焊接质量的测试-用钳子撕开,直到样品失效。
评估防火性能
根据EN 11952-2(小型燃烧器测试),在根据Euroclass D(火焰应用30s,且总测试时间为60s)的边缘点火模式上测试阻燃特性的防火性能。将每一配制物测试五次,并报告平均值。
实验
材料
本研究中使用的材料列于下表1中。PE-稳定剂母料的组成列于下表2中。
表1:材料
*Tmh
表2:PE稳定剂母料组成*
*母料组合物在BUSS PR 46上配混。
实例集1
实例比较1至比较5和本发明1至本发明8的配制物(组合物)列于表3中。
比较组合物1与本发明组合物1和2各自表示根据北美标准的屋顶配制物和着色剂稳定剂母料与38.2重量%的Mg(OH)2阻燃剂。比较组合物1为“HIFAX CA10A”参考组合物。本发明组合物1和2分别由来自HIFAX CA10A与INFUSE 9507的80/20与60/40共混物制成。
比较组合物2和本发明组合物3和4各自表示欧洲屋顶配制物和着色剂稳定剂母料为39.0重量%的Mg(OH)2阻燃剂与9.8重量%的碳酸钙。比较组合物2为“HIFAX CA10A”参考组合物。本发明组合物3和4分别由来自HIFAX CA10A与INFUSE 9507的80/20与60/40共混物制成。
本发明组合物5和6分别由来自HIFAX CA10A与INFUSE 9507的70/30与96/4共混物与着色剂稳定剂母料和38.2重量%的Mg(OH)2阻燃剂制成。本发明组合物7由60/40 HIFAXCA10A/INFUSE 9507与仅着色剂稳定剂母料和不含Mg(OH)2的共混物制成。比较组合物3由40/60 HIFAX CA10A/INFUSE 9507与着色剂稳定剂母料和38.2重量%Mg(OH)2阻燃剂的共混物制成。本发明组合物8由70/30 HIFAX CA10A/INFUSE 9900与着色剂稳定剂母料与38.2重量%Mg(OH)2阻燃剂的共混物制成。
比较组合物4和5由HIFAX CA10A和ENGAGE 8842的60/40的共混物制成。
表3:比较1至比较5和本发明1至本发明8的配制物
将每一配制物在“ZE 25mm”直接挤出线上配混,并经由“300mm宽”扁平切口与三级压延机成形为“1mm厚”片材。用于实例比较1至比较5和本发明1至本发明8的配混、挤出与成形条件列于表4中。
表4:比较1至比较5和本发明1至本发明8的挤出条件
表5显示了实例比较1至比较5和本发明1至本发明8的拉伸特性和可焊性结果。根据ISO-527-3,在环境条件下,各自以200mm/min拉伸用于拉伸测试的测试样品。
表5:比较1至比较5和本发明1至本发明8的机械特性和可焊性(横向)
*通过:接缝完好,接缝外的样品失效;未通过:接缝分层
如表5所示,通过向HIFAX CA10A添加INFUSE 9507(30MI,0.866g/cm3密度)改进柔性(模量降低)。基于HIFAX CA10A的两个比较实例(比较1和比较2)分别具有105和132MPa的拉伸模量。本发明实例(本发明1至本发明8)均具有显著较低的拉伸模量,范围为20至100MPa。尽管本发明组合物的拉伸强度降低,但拉伸强度仍高于常规膜要求7MPa。本发明实例(本发明1至本发明8)的HIFAX CA10A与OBC的比率为96/4至80/20,至70/30和至60/40。当HIFAX CA10A与OBC的比率达到40/60(意味着在共混物中更多的INFUSE OBC)时,拉伸模量(12MPa)与拉伸强度(6MPa)变得非常低,如比较实例比较3中所示。本发明组合物本发明8使用不同的OBC(INFUSE 9900,30MI,0.880g/cm3密度)作为与HIFAX CA10A的共混组分。此实例还显示出改进的柔性(较低模量<100MPa)和良好的拉伸强度(>7MPa)。与基于HIFAXCA10A的比较实例(比较1和比较2)相比,本发明组合物的断裂伸长率也得到改进。由HIFAXCA10A和乙烯/辛烯无规共聚物ENGAGE 8842的共混物制成的比较实例(比较4和比较5)也具有改进的柔性(拉伸模量分别为31和16MPa)和良好的拉伸强度(分别为12.2和16.1MPa)。但是,其未通过可焊性测试(参见下面的讨论)。
每一最终膜的“热空气可焊性”通过在300℃下,在约20cm/min的焊接速度下用25mm喷嘴用LEISTER TRIAC 5,手持焊接进行评估。在室温下24小时后,再次根据承包商标准,通过用钳子拉伸10mm条带来测试焊缝的质量。焊接测试的“通过”指示(良好的可焊性)为在拉伸焊接条带期间,接缝保持完整,而膜伸长并最终在接缝外部断裂。这种类型的失效模式表明焊接性强,并且被认为通过了焊接测试。焊接测试的“未通过”指示与不希望的失效模式相关,所述失效模式为接缝处的分层,表明两个膜的可焊性差。所有发明实例都通过了可焊性测试,在各种情况下样品失效都在接缝外。虽然一些比较实例(比较1至比较3)也通过了可焊性测试,但其没有所需的柔性(拉伸模量<100MPa)和良好的拉伸强度(>7MPa)。由HIFAX CA10A和乙烯/辛烯无规共聚物ENGAGE 8842的共混物制成的比较实例(比较4和比较5)未通过可焊性测试,因为接缝在拉伸时显示分层。
总之,有关HIFAX CA10A和INFUSE OBC的本发明实例具有良好的柔性(<100MPa)、良好的拉伸强度(>7MPa)和良好的可焊性,其中HIFAX CA10A与OBC的比率为1.5至25(96/4至60/40)。这是令人惊讶的,因为在基于PP的聚烯烃与OBC的预期的1.5至25比率范围(即96/4至60/40)内具有良好柔性(<100MPa)、良好拉伸强度(>7MPa)和良好可焊性的所有三种特性。实际上,随着基于PP的聚烯烃与OBC比率中OBC量的增加,本领域的普通技术人员会预期拉伸强度差和/或可焊性差。
阻燃化合物的防火性能在小型燃烧器测试中根据EN 11952-2在根据Euroclass B要求:在60s的总测试时间处30s的火焰曝露,边缘点火的B类中进行评估。表6列出了测试结果(达到150mm标记和观察时间(以秒为单位))。
本发明配制物具有与比较样品相同位准的防火性能。对于约1mm厚的单层片材,燃烧至150mm的时间在40至50s范围内,并且所有样品显示出燃烧的液滴。因此,当运行“1.5mm厚”织物增强屋顶膜时,具有这种防火性能的配制物应当通过EN 1187屋顶膜系统测试。
表6:根据EN 11952-2的小型燃烧器火灾测试
比较1 | 本发明1 | 本发明2 | 比较2 | 本发明3 | 本发明4 | |
样品厚度(mm) | 1.05 | 1.07 | 1.05 | 1.1 | 1.06 | 1.09 |
时间至150mm(秒) | 47 | 39 | 43 | 53 | 49 | 52 |
燃烧的液滴 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 | 是 |
实例集2
实例比较6至比较10、本发明9扩展为不同类型的PP材料,作为与INFUSE OBC(INFUSE 9507)的共混组分。实例比较6至比较10和本发明9的配制物(组合物)列于表7中。
比较组合物6-9使用均聚物PP(INSPIRE 215)作为共混组分。比较6、比较7和比较8的INSPIRE 215与OBC的比率分别为80/20、60/40和40/60,其具有着色剂稳定剂母料和38.2重量%的Mg(OH)2阻燃剂。比较9的INSPIRE 215与OBC的比率为60/40,其仅具有着色剂稳定剂母料且不具有阻燃剂。比较组合物10和本发明组合物9使用抗冲击共聚物PP(INSPIRE137)作为共混组分。比较10的INSPIRE 137与OBC的比率为40/60,其具有着色剂稳定剂母料和38.2重量%的Mg(OH)2阻燃剂。本发明9的INSPIRE 137与OBC的比率为60/40,其仅具有着色剂稳定剂母料且不具有阻燃剂。
表7:比较6至比较10和本发明9的配制物
实例 | 比较6 | 比较7 | 比较8 | 比较9 | 比较10 | 本发明9 |
材料(重量%,以组合物的重量计) | ||||||
颗粒 | ||||||
INSPIRE 215(均聚PP) | 47.1 | 35.3 | 23.5 | 57.1 | ||
INSPIRE 137(抗冲击共聚物PP) | 23.5 | 57.1 | ||||
INFUSE 9507(OBC) | 11.8 | 23.5 | 35.3 | 38.1 | 35.3 | 38.1 |
PE稳定剂分批812416 | 2.9 | 2.9 | 2.9 | 4.8 | 2.9 | 4.8 |
粉末 | ||||||
HIDROMAG Q3005 | 38.2 | 38.2 | 38.2 | 0.0 | 38.2 | |
总计% | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
材料(PHR,以聚合物组分的总重量计) | ||||||
颗粒 | ||||||
INSPIRE 215 | 80 | 60 | 40 | 60 | ||
INSPIRE 137 | 40 | 60 | ||||
INFUSE 9507 | 20 | 40 | 60 | 40 | 60 | 40 |
PE稳定剂MB | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
粉末 | ||||||
HYDROMAG Q3005 | 65 | 65 | 65 | 65 | ||
总PHR | 170 | 170 | 170 | 105 | 170 | 105 |
B/A | 4.0 | 1.5 | 0.7 | 1.5 | 0.7 | 1.5 |
将每一配制物在“ZE 25mm”直接挤出线上配混,并经由“300mm宽”扁平切口和三级压延机成形为“1mm厚”片材。实例比较6至比较10和本发明9的配混、挤出和成形条件列于表8中。
表8:比较6至比较10和本发明9的挤出条件
挤出条件 | 比较6 | 比较7 | 比较8 | 比较9 | 比较10 | 本发明9 |
机筒T设定(℃) | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 |
模具T设定(℃) | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 | 180 |
螺杆速度(RPM) | 190 | 190 | 190 | 190 | 190 | 190 |
输贯量(kg/h) | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
熔化T(℃) | 195 | 195 | 196 | 194 | 195 | 195 |
模具压力(巴) | 53 | 46 | 48 | 60 | 50 | 73 |
扭矩(%) | 41 | 38 | 41 | 58 | 44 | 64 |
线速度(m/min) | 0.49 | 0.48 | 0.46 | 0.66 | 0.44 | 0.58 |
表9显示了实例比较6至比较10和本发明9的拉伸特性和可焊性结果。测试条件与前面实例中描述的相同。基于均聚PP INSPIRE 215的比较实例对于比较6比较7和比较9具有高得多的拉伸模量(>100MPa),其意味着柔性差。比较8显示低模量(49.3MPa);但是,5.3MPa的拉伸强度低于所需的。此外,比较8和比较9没有通过焊接性测试,因为密封的一些接缝显示出粘合剂失效模式。这些实例证明均聚PP不为共混组分的良好候选物。
比较10显示低模量(49.3MPa);然而,5.5MPa的拉伸强度低于所需的。相比的下,本发明9显示出低模量(58.4MPa)和良好的拉伸强度(7.7MPa),以及良好的可焊性。似乎抗冲击共聚物PP可以为与OBC共混以赋予良好柔性(<100MPa)、良好拉伸强度(>7MPa)和良好可焊性的良好候选物。此为令人惊讶的,因为具有抗冲击共聚物PP与OBC的比为1.5(60/40)的组合物预期不具有良好柔性(<100MPa)、良好拉伸强度(>7MPa)和良好可焊性的所有三种特性。实际上,对于如此高含量的OBC,本领域的普通技术人员会预期拉伸强度差和/或焊接性差。
表9:比较6至比较10和本发明9的机械特性和可焊性
(横向)
实例 | 比较6 | 比较7 | 比较8 | 比较9 | 比较10 | 本发明9 |
样品厚度(mm) | 1.09 | 1.05 | 1.12 | 1.03 | 1.06 | 1.05 |
拉伸模量(MPa) | 1120 | 358 | 49.3 | 112 | 39.5 | 58.4 |
断裂处拉伸强度(MPa) | 15.2 | 11.1 | 5.3 | 9.0 | 5.5 | 7.7 |
断裂伸长率(%) | 525 | 513 | 622 | 439 | 936 | 650 |
焊接测试 | 通过 | 通过 | 未通过 | 未通过 | 通过 | 通过 |
Claims (15)
1.一种组合物,其包括以下组分:
A)烯烃多嵌段共聚物,其I2≤30g/10min;
B)基于丙烯的组合物,其包括以下各者:
a)基于丙烯的聚合物;和
b)丙烯/α-烯烃互聚物、丙烯/乙烯互聚物和乙烯/α-烯烃互聚物中的至少一种;
其中所述基于丙烯的组合物具有≥130℃的Tmh(最高熔点)。
2.根据权利要求1所述的组合物,其进一步包括组分C)至少一种阻燃剂,且其中组分B)的子组分b)为丙烯/α-烯烃互聚物、丙烯/乙烯互聚物或乙烯/α-烯烃互聚物。
3.根据权利要求1或2所述的组合物,其中组分B与组分A的重量比≥1.0。
4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中组分A与组分B的重量比为1.5至25.0。
5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中以所述组合物的重量计,组分B以≥25重量%或≥30重量%的量存在。
6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中组分A的所述烯烃多嵌段共聚物为乙烯/α-烯烃多嵌段共聚物。
7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中组分A具有0.5至30g/10min的熔融指数(190℃,2.16kg)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中组分A具有0.860至0.890g/cc的密度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中组分B具有≤10g/10min的熔体流动速率(230℃,2.16kg)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中组分B具有0.870到0.910g/cc的密度。
11.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中对于组分B,子组分a为聚丙烯均聚物,且子组分b为丙烯/乙烯共聚物。
12.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中组分B为反应器共混物或合金。
13.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中组分B为抗冲击共聚物聚丙烯。
14.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述组合物进一步包括根据ISO527-3的≤100MPa的拉伸模量、根据ISO 527-3的≥7MPa的拉伸强度和良好可焊性。
15.一种制品,其包括至少一种由根据前述权利要求中任一项所述的组合物形成的组分。
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