CN114846072A - 柔软且不粘结或不油腻的软触感聚合物组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包含基于聚烯烃的弹性体、聚烯烃和CaCO3的聚合物组合物。本发明进一步涉及所述聚合物组合物的用途。本发明进一步涉及一种制备包含所述聚合物组合物的制品的方法。本发明进一步涉及所述聚合物组合物的用途。

Description

柔软且不粘结或不油腻的软触感聚合物组合物
本发明涉及一种包含基于聚烯烃的弹性体、聚烯烃和CaCO3的聚合物组合物。本发明进一步涉及一种制备包含所述聚合物组合物的制品的方法。本发明进一步涉及所述聚合物组合物的用途。
具有软触感和/或不粘结且不油腻触感的聚合物组合物在触摸时给予用户愉快感。这类聚合物组合物被广泛用于各个工业领域，例如用于汽车内部件、作为工具的把手部件和用于家用电器。尤其在把手部件中使用时，聚合物组合物不仅提供愉快的触感而且改进用户对工具/电器的抓握。具有软触感和/或不粘结触感的这种聚合物组合物、尤其是基于聚烯烃的聚合物组合物是本领域已知的。例如：
EP1655341A1公开了一种包含第一聚合物组合物、第二聚合物组合物和烃类树脂的组合物。该组合物具有柔软度、可挠性和强度的期望的平衡。
US6696520B1公开了一种弹性热塑性聚烯烃组合物，其包含多相烯烃聚合物组合物、弹性体聚合物和任选的乙烯与丙烯或与CH2＝CHRα-烯烃的结晶共聚物。弹性热塑性聚烯烃组合物具有较高的柔软度和较低的粘结性。
US20030158343公开了一种包含丙烯聚合物和基于烯烃的聚合物的树脂组合物。该树脂组合物可被模制成模塑制品，其是环境友好的，在很少的粘结、柔软度和透明度上优越，具有极佳的模塑能力。
基于聚烯烃的弹性体往往存在于这类聚合物组合物中以提供软触摸特征。然而，基于聚烯烃的弹性体的存在还可能造成令人不悦的油腻感。
因此，本发明的目的在于提供一种具有柔软且不粘结以及不油腻触感的聚合物组合物。
该目的通过一种包含基于聚烯烃的弹性体、聚烯烃和CaCO3的聚合物组合物来实现，其中聚烯烃的量为基于聚合物组合物的总量计1.2至8.1重量％，其中聚烯烃是聚丙烯或聚乙烯，其中基于聚烯烃的弹性体的量为基于聚合物组合物的总量计31至73重量％，其中CaCO3与聚烯烃和基于聚烯烃的弹性体的总量的重量比为0.24至1.63，其中根据ISO1133-1:2011在190℃下用2.16kg载荷测量，聚合物组合物的熔体流动指数(MFI)为3至68dg/min。
意外地发现，根据本发明的聚合物组合物提供了柔软且不粘结且不油腻的触感。
另外，当根据本发明的聚合物组合物被用于制品中时，它往往与具有较高刚性的另外的部分组合使用。具有较高刚性的这种部分可给根据本发明的聚合物组合物提供结构支撑，且通常由聚烯烃制备。本发明的聚合物组合物包含的聚烯烃优选为与具有较高刚性的部分的聚烯烃相同类型，例如当具有较高刚性的部分是聚丙烯时，聚合物组合物中的聚烯烃优选也为聚丙烯。较高刚性意指该部分的模量为根据ISO178:2010测量的至少1261MPa。
基于聚烯烃的弹性体
根据本发明的基于聚烯烃的弹性体优选为至少一种乙烯-α-烯烃共聚物，其中α-烯烃具有3至20个碳原子，例如乙烯-α-烯烃共聚物是乙烯-丙烯共聚物，例如乙烯-α-烯烃共聚物是乙烯-丁烯共聚物，例如乙烯-α-烯烃共聚物是乙烯-己烯共聚物，例如乙烯-α-烯烃共聚物是乙烯-辛烯共聚物，或它们的组合。
优选基于聚烯烃的弹性体是选自由乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物或它们的混合物组成的组的至少一种乙烯共聚物，优选基于聚烯烃的弹性体是选自乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物或它们的混合物的至少一种乙烯共聚物，最优选基于聚烯烃的弹性体是至少一种乙烯-辛烯共聚物。
根据ASTM D2240-15测量，根据本发明的基于聚烯烃的弹性体优选具有44至101、优选48至92、更优选51至79、更优选53至70的肖氏A硬度(1秒)。
根据ASTM D792-13测量，基于聚烯烃的弹性体的密度优选为849至892kg/m3，更优选853至880kg/m3，甚至更优选853至877kg/m3。
根据ISO 11357-2:2013测量，基于聚烯烃的弹性体的玻璃化转变温度优选为-45至-65℃，更优选-50至-60℃。
根据ISO 1133-1:2011在190℃下用2.16kg载荷测量，基于聚烯烃的弹性体的熔体流动指数(MFI)优选为0.1至45dg/min，优选0.5至39dg/min，更优选0.9至35dg/min。
基于聚烯烃的弹性体可使用本领域已知的方法制备，例如通过使用单位点催化剂，即其中的过渡金属组分为有机金属化合物并且其中的至少一种配体具有环戊二烯基阴离子结构的催化剂，这种配体通过所述阴离子结构键合配位至过渡金属阳离子。这种类型的催化剂也被称为“茂金属”催化剂。茂金属催化剂例如描述于美国专利号5,017,714和5,324,820中。基于聚烯烃的弹性体还可使用传统类型的多相多位点齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂来制备。
聚烯烃
根据本发明的聚烯烃是聚丙烯或聚乙烯。
根据ISO 1133-1:2011在230℃下用2.16kg载荷测量，优选根据本发明的聚丙烯具有3至200dg/min、优选5至100dg/min、更优选15至75dg/min的熔体流动指数(MFI)。聚丙烯可为丙烯均聚物或丙烯无规共聚物或多相丙烯共聚物。优选聚丙烯是丙烯均聚物，其中聚丙烯仅包含衍生自丙烯的结构部分。
根据本发明的聚乙烯优选为高密度聚乙烯(HDPE)。根据ASTM D792-13，聚乙烯的密度优选为0.920至0.972g/cm3。根据ISO 1133-1:2011、在190℃下利用2.16kg载荷，高密度聚乙烯的MFI为0.5至45.3dg/min。
CaCO3
CaCO3被广泛用作聚烯烃组合物的填料。在本发明中，本发明中的CaCO3优选以粉末形式使用以制备聚合物组合物。根据ISO 13317-3:2001沉积分析、斯托克斯(Stockes)定律测量，优选CaCO3的平均粒度D50为0.3至5.6μm，优选0.8至4.2μm，更优选1.2至2.8μm。在聚合物组合物的制备期间，如果以上述尺寸范围内的粉末形式提供CaCO3，则CaCO3更容易均匀地分散于聚合物组合物中。CaCO3的均匀分散导致聚合物组合物的更好触感和力学性能。
聚合物组合物
聚合物组合物中聚烯烃的量为基于聚合物组合物的总量计1.2至8.1重量％，优选2.1至8.0重量％，更优选5.9至7.9重量％。基于聚烯烃的弹性体的量为基于聚合物组合物的总量计31至73重量％，优选43至71重量％，更优选53至73重量％。CaCO3与聚烯烃和基于聚烯烃的弹性体的总量的重量比为0.24至1.63，优选0.27至0.80，更优选0.29至0.63。
优选聚合物组合物中CaCO3的量为基于聚合物组合物的总量计18.5至64.7重量％，优选20.3至45.2重量％，更优选23.0至35.8重量％。
聚烯烃、基于聚烯烃的弹性体和CaCO3的总量优选为基于聚合物组合物的总量计至少95重量％，优选至少97重量％，更优选至少98重量％。
根据ISO1133-1:2011在190℃下用2.16kg载荷测量，根据本发明的聚合物组合物的MFI为3.0至68dg/min，优选8.0至44dg/min，更优选10至24dg/min。
根据本发明的聚合物组合物可例如在挤出过程中通过在双螺杆挤出机中熔融混合基于聚烯烃的弹性体、聚烯烃和CaCO3来制备。根据本发明的聚合物组合物还可包含常规添加剂，但优选如果聚合物组合物包含滑石，则滑石的量优选为至多7重量％、更优选至多5重量％、甚至更优选至多1重量％，最优选聚合物组合物不含滑石，因为滑石的存在可能造成令人不悦的触感。
本发明进一步涉及一种制备制品的方法，该方法包括以下顺序步骤：
-提供根据本发明的聚合物组合物；
-将根据本发明的聚合物组合物注入模具以形成制品。
本发明进一步涉及根据本发明的聚合物组合物在制备制品中的用途，制品优选汽车部件或把手部件，例如汽车内部件，例如工具的把手部件，例如个人护理装置的把手部件。
在一个实施方案中，本发明进一步涉及一种通过或能够通过本发明的方法获得的制品，其中根据本发明的聚合物组合物的量为基于制品的总量计至少95重量％、优选至少98重量％。
在另一个实施方案中，本发明进一步涉及一种包含根据本发明的聚合物组合物和具有较高刚性的部分的制品，其中具有较高刚性的部分的模量为根据ISO178:2010测量的至少1261MPa。优选具有较高刚性的部分由聚烯烃制备，其中聚合物组合物中的聚烯烃与制备具有较高刚性的部分的聚烯烃属于相同的类型。
为了避免任何混淆，在本发明的上下文中，术语“量”可被理解为“重量”；“熔体流动指数(MFI)”指代与“熔体流动速率(MFR)”相同的物理性质。
要注意的是本发明涉及本文所述特征的所有可能组合，优选特别是权利要求书中呈现的特征的那些组合。因此，要理解的是，在本文描述了涉及根据本发明的组合物的特征的所有组合，涉及根据本发明的方法的特征的所有组合，以及涉及根据本发明的组合物的特征和涉及根据本发明的方法的特征的所有组合。
要进一步注意术语‘包括’、‘包含’不排除其他要素的存在。然而，还要理解关于包含某些组分的产物/组合物的描述也公开了由这些组分组成的产物/组合物。由这些组分组成的产物/组合物可能是有利的，因为它提供了用于制备产物/组合物的更简单经济的方法。类似地，还要理解关于包括某些步骤的方法的描述还公开了由这些步骤组成的方法。由这些步骤组成的方法可能是有利的，因为它提供了更简单、更经济的方法。当针对参数的下限和上限提及值时，还理解为公开了下限的值和上限的值的组合形成的范围。
现借助于以下实施例来阐明本发明，但本发明不局限于此。
材料
C30070D POE是一种基于聚烯烃的弹性体，其可以等级名FORTIFYTMC30070D商购自SABIC。C30070D POE是乙烯-1-辛烯共聚物。根据ISO 1133-1:2011在190℃下用2.16kg载荷测量，C30070D POE的MFI为30.0dg/min。根据ASTM D792-13测量，C30070D POE的密度为868kg/m3。根据ISO 11357-2:2013测量，C30070D POE的玻璃化转变温度为-52℃。根据ASTMD2240-15测量，C30070D POE具有68的肖氏A硬度(1s)。
C1055D POE是一种基于聚烯烃的弹性体，其可以等级名FORTIFYTMC1055D商购自SABIC。C1055D POE是乙烯-1-辛烯共聚物。根据ISO 1133-1:2011在190℃下用2.16kg载荷测量，C1055D POE的MFI为1.0dg/min。根据ASTM D792-13测量，C1055D POE的密度为857kg/m3。根据ISO 11357-2:2013测量，C1055D POE的玻璃化转变温度为-59℃。根据ASTM D2240-15测量，C1055D POE具有55的肖氏A硬度(1s)。
PP595A是一种丙烯均聚物，其可以等级名PP 595A商购自SABIC。根据ISO 1133-1:2011在230℃下用2.16kg载荷测量，PP595A的MFI为47dg/min。
用于实施例的滑石是可商购自Imerys Talc的
Figure BDA0003711435750000061
3CA。
本发明中使用的CaCO3是Omyacarb 1T-CU，其可商购自欧米亚钙业(常熟)有限公司。将CaCO3提供为具有根据ISO 13317-3:2001(沉积分析，斯托克斯定律)测量的1.9μm的D50值的粉末形式。
稳定剂：在所有实施例中存在少量的稳定剂以防止基于聚烯烃的弹性体和聚丙烯降解。
试样制备
根据以下设定，通过在Coperion ZSK 26双螺杆挤出机中配混成分来制备实施例的丸粒：
1-9区温度：50℃-80℃-175℃-175℃-160℃-160℃-160℃-150℃-150℃；
通量：15kg/h；
旋转速度：300RPM。
然后将实施例的丸粒提供至注塑机(FANAC S-2000i型)以制备用于以下测量的试样：
肖氏A硬度测量使用高6mm且直径28mm的平的圆柱形的试样。
柔软感觉评级和不粘结且不油腻评级使用尺寸为60mm×90mm×1mm的平的长方体形试样。
测量方法
MFI：ISO1133-1:2011，在190℃下，用2.16kg载荷，使用来自配混步骤的丸粒。
肖氏A硬度：ISO 868:2003，15s。
柔软感觉评级：柔软感觉评级是由一组10名柔软感觉性质的专家确定的。明确而言，专家感觉各个试样的表面并且指定1至5的柔软感觉评级，其中5的柔软感觉评级是最好的，1是最差的。每个实施例评估10个试样。所有专家对每个样品的所有试样的柔软感觉评级的平均值在表1中给出。
不粘结且不油腻评级：不粘结且不油腻评级是由一组10名粘结性和油腻性的专家确定的。明确而言，专家感觉各个试样的表面并且指定1至5的不粘结且不油腻评级，其中5的不粘结且不油腻评级是最好的，1是最差的。每个实施例评估10个试样。所有专家对每个样品的所有试样的不粘结且不油腻评级的平均值在表1中给出。
结果
所有样品的配方、肖氏A硬度、柔软感觉评级和不粘结且不油腻评级在表1中呈现：
Figure BDA0003711435750000081
如从表1中可见，根据本发明的实施例具有高于3.4的柔软感觉评级和高于2.8的不粘结且不油腻评级。由IE1和IE2表示的具有优选量的POE、聚烯烃和CaCO3的量的组合物是尤其优选的，因为它们的柔软感觉评级高于3.9并且它们的不粘结且不油腻评级高于2.9。

Claims (15)

1.包含基于聚烯烃的弹性体、聚烯烃和CaCO3的聚合物组合物，
其中所述聚烯烃的量为基于所述聚合物组合物的总量计1.2至8.1重量％，
其中所述聚烯烃是聚丙烯或聚乙烯，
其中所述基于聚烯烃的弹性体的量为基于所述聚合物组合物的总量计31至73重量％，
其中CaCO3与所述聚烯烃和所述基于聚烯烃的弹性体的总量的重量比为0.24至1.63，
其中根据ISO1133-1:2011在190℃下用2.16kg载荷测量，所述聚合物组合物的熔体流动指数(MFI)为3至68dg/min。
2.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述基于聚烯烃的弹性体是选自由乙烯-丙烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物或它们的混合物组成的组的至少一种乙烯共聚物，优选所述基于聚烯烃的弹性体是选自乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物或它们的混合物的至少一种乙烯共聚物，最优选所述基于聚烯烃的弹性体是至少一种乙烯-1-辛烯共聚物。
3.根据权利要求1或2所述的聚合物组合物，其中根据ISO 1133-1:2011在190℃下用2.16kg载荷测量，所述基于聚烯烃的弹性体的MFI为0.1至45dg/min，优选0.5至39dg/min，更优选0.9至35dg/min。
4.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中根据ASTM D792-13测量，所述基于聚烯烃的弹性体的密度为849至892kg/m3，更优选853至880kg/m3，更优选853至877kg/m3。
5.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚烯烃的量为基于所述聚合物组合物的总量计2.1至8.0重量％，优选5.9至7.9重量％。
6.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中根据ISO 13317-3:2001(沉积分析，斯托克斯定律)测量，CaCO3的平均粒度D50为0.3至5.6μm，优选0.8至4.2μm，更优选1.2至2.8μm。
7.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中CaCO3的量为基于所述聚合物组合物的总量计18.5至64.7重量％，优选20.3至45.2重量％，更优选23.0至35.8重量％。
8.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中所述基于聚烯烃的弹性体的量为基于所述聚合物组合物的总量计43至71重量％，更优选53至73重量％。
9.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中所述CaCO3与所述聚烯烃和所述基于聚烯烃的弹性体的总量的重量比为0.27至0.80，更优选0.29至0.63。
10.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中根据ISO 11357-2:2013测量，所述基于聚烯烃的弹性体的玻璃化转变温度为-45至-65℃，更优选-50至-60℃。
11.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中根据ASTM D792-13，所述聚乙烯的密度为0.920至0.972g/cm3。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的聚合物组合物，其中根据ISO 1133-1:2011在230℃下用2.16kg载荷测量，所述聚丙烯的MFI为3至200dg/min，优选5至100dg/min，更优选15至75dg/min。
13.制品，其包含至少88重量％、优选至少94重量％、更优选至少97重量％的根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，基于所述制品的总量计。
14.制备制品的方法，其包括以下顺序步骤：
-提供根据权利要求1至12中任一项所述的聚合物组合物；
-将根据权利要求1至12中任一项所述的聚合物组合物注入模具以形成所述制品。
15.根据权利要求1至12中任一项所述的聚合物组合物用于制备制品的用途。
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