CN117858911A - 多嵌段共聚物、包含其的树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

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CN117858911A CN202280056891.5A CN202280056891A CN117858911A CN 117858911 A CN117858911 A CN 117858911A CN 202280056891 A CN202280056891 A CN 202280056891A CN 117858911 A CN117858911 A CN 117858911A
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朴志贤
林涩琪
李贤模
金润坤
申恩知
史锡必
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Abstract

本发明涉及具有其中聚苯乙烯链连接至聚烯烃链的两个末端的结构的多嵌段共聚物、包含其的树脂组合物及其制备方法。

Description

多嵌段共聚物、包含其的树脂组合物及其制备方法
技术领域
本申请要求基于2021年10月1日提交的韩国专利申请第10-2021-0130754号和2022年9月29日提交的韩国专利申请第10-2022-0124446号的优先权,其全部内容通过引用并入本文。
本发明涉及多嵌段共聚物、包含其的树脂组合物及其制备方法。
背景技术
嵌段共聚物与典型的塑料一样,是在高科技设备中也广泛使用的材料,其研究开发正在积极地进行。特别地,同时包含基于聚烯烃的(PO)嵌段和基于苯乙烯的(PS)嵌段的苯乙烯-烯烃共聚物树脂具有优异的耐热性、耐光性、弹性等性质,并且可有效地用于多种技术领域。
目前,如苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)或苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEPS)的聚烯烃-聚苯乙烯嵌段共聚物在全球已形成数十万吨规模的市场。典型地,聚苯乙烯-嵌-聚(乙烯-共-1-丁烯)-嵌段聚苯乙烯(SEBS)三嵌段共聚物可以是苯乙烯-烯烃共聚物树脂的示例之一。在SEBS三嵌段共聚物的结构中,硬质聚苯乙烯域与软质聚(乙烯-共-1-丁烯)基体分开,并充当物理交联位点,并显示出热塑性弹性体的性质。根据这些性质,SEBS更广泛地应用于需要橡胶和塑料的产品组中,并且根据使用范围的扩大,需求明显增加。
[现有技术文件]
[专利文件]
(专利文件1)韩国注册专利第10-1657925号
发明内容
技术问题
本发明要解决的问题是提供一种具有其中聚苯乙烯链连接至聚烯烃链的两个末端的结构的多嵌段共聚物、包含该多嵌段共聚物的树脂组合物及其制备方法,具体地,本发明提供一种多嵌段共聚物组合物,其表现出优异的拉伸强度和与聚丙烯优异的相容性。
本发明要解决的另一问题是提供一种树脂组合物,其包含多嵌段共聚物组合物并具有优异的加工性和低温冲击强度。
本发明要解决的另一个问题是提供一种制备多嵌段共聚物的方法和制备该树脂组合物的方法。
技术方案
为了解决上述问题,本发明提供了一种多嵌段共聚物、包含其的树脂组合物、以及制备多嵌段共聚物和树脂组合物的方法。
(1)本发明提供一种多嵌段共聚物,其包含基于聚苯乙烯的嵌段和基于聚烯烃的嵌段,所述基于聚苯乙烯的嵌段包含源自基于芳香族乙烯基的单体的重复单元,所述基于聚烯烃的嵌段包含源自乙烯的重复单元和源自基于α-烯烃的单体的重复单元,其中,相对于源自基于α-烯烃的单体的重复单元的支链碳数,通过1H NMR(500MHz,四氯乙烷-d2,TMS标准物质)谱测量的源自基于α-烯烃的单体的重复单元的含量满足7.0wt%至15.0wt%,并且通过凝胶渗透色谱(GPC)测量的重均分子量为110,000g/mol至300,000g/mol。
(2)本发明提供根据(1)所述的多嵌段共聚物,其中源自基于α-烯烃的单体的重复单元的含量为28wt%至60wt%。
(3)本发明提供根据(1)或(2)所述的多嵌段共聚物,其中所述基于α-烯烃的单体是选自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-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-二十碳烯、4,4-二甲基-1-戊烯、4,4-二乙基-1-己烯和3,4-二甲基-1-己烯中的一种或多种。
(4)本发明提供根据(1)至(3)中任一项所述的多嵌段共聚物,其中所述多嵌段共聚物的分子量分布为1.5至3.0。
(5)本发明提供一种树脂组合物,其包含重量比为1:0.01至1:0.25的聚丙烯和多嵌段共聚物,其中所述多嵌段共聚物包含基于聚苯乙烯的嵌段和基于聚烯烃的嵌段,所述基于聚苯乙烯的嵌段包含源自基于芳香族乙烯基的单体的重复单元,所述基于聚烯烃的嵌段包含源自乙烯的重复单元和源自5个以上碳原子的基于α-烯烃的单体的重复单元,以及相对于源自基于α-烯烃的单体的重复单元的支链碳数,通过1H NMR(500MHz,四氯乙烷-d2,TMS标准物质)谱测量的源自基于α-烯烃的单体的重复单元的含量满足7.5wt%至15.0wt%,并且通过凝胶渗透色谱(GPC)测量的重均分子量为110,000g/mol至200,000g/mol。
(6)本发明提供根据(5)所述的树脂组合物,其中以1:0.01至1:0.12的重量比包含所述聚丙烯和所述多嵌段共聚物。
(7)本发明提供根据(5)或(6)所述的树脂组合物,其中该树脂组合物的根据ASTM-D 1238在230℃和2.16kg负荷的条件下测量的熔体流动速率(MFR,230℃,2.16kg)为1g/10min至15g/10min。
(8)本发明提供根据(5)至(7)中任一项所述的树脂组合物,其中所述多嵌段共聚物中源自基于α-烯烃的单体的重复单元的含量为30wt%至60wt%。
(9)本发明提供了一种制备根据(1)至(4)中任一项所述的多嵌段共聚物的方法,包括:步骤(S1):在包含过渡金属化合物的催化剂组合物存在下使用有机锌化合物作为链转移剂使乙烯和基于α-烯烃的单体反应以制备基于聚烯烃的嵌段;以及步骤(S2):在阴离子聚合引发剂的存在下使基于芳香族乙烯基的单体与基于聚烯烃的嵌段反应以制备多嵌段共聚物。
(10)本发明提供根据(9)所述的制备多嵌段共聚物的方法,其中所述过渡金属化合物是由式1表示的化合物。
[式1]
在式1中,
M是Ti、Zr或Hf,
R1至R4各自独立地为氢、取代或未取代的1至20个碳原子的烷基、取代或未取代的3至20个碳原子的环烷基、或取代或未取代的6至20个碳原子的芳基,其中它们中相邻的两个或多个可以连接形成环;
R5和R6各自独立地为氢、取代或未取代的1至20个碳原子的烷基、取代或未取代的3至20个碳原子的环烷基、或取代或未取代的6至20个碳原子的芳基,其中,所述取代是用1至12个碳原子的烷基进行;
R7各自独立地为取代或未取代的4至20个碳原子的烷基、取代或未取代的4至20个碳原子的环烷基、或取代或未取代的6至20个碳原子的芳基;
n为1至5;以及
Y1和Y2各自独立地为卤素基团、1至20个碳原子的烷基、2至20个碳原子的烯基、2至20个碳原子的炔基、3至20个碳原子的环烷基、6至20个碳原子的芳基、7至20个碳原子的烷基芳基、7至20个碳原子的芳基烷基、5至20个碳原子的杂芳基、1至20个碳原子的烷氧基、取代或未取代的5至20个碳原子的芳氧基、1至20个碳原子的烷基氨基、5至20个碳原子的芳基氨基、1至20个碳原子的烷基硫基、5至20个碳原子的芳基硫基、1至20个碳原子的烷基甲硅烷基、5至20个碳原子的芳基甲硅烷基、羟基、氨基、巯基、甲硅烷基、氰基或硝基。
(11)本发明提供根据(9)或(10)所述的制备多嵌段共聚物的方法,其中所述有机锌化合物由式5表示。
[式5]
在式5中,
R8和R10各自独立地为单键或1至10个碳原子的亚烷基,R9为1至10个碳原子的亚烷基或-SiR11R12-,并且R11和R12各自独立地为1至10个碳原子的烷基。
(12)本发明提供根据(9)至(11)中任一项所述的制备多嵌段共聚物的方法,其中所述阴离子聚合引发剂包含含有烯丙基的烷基锂化合物,并且所述烯丙基与锂结合。
(13)本发明提供根据(9)至(12)中任一项所述的制备多嵌段共聚物的方法,其中所述烷基锂化合物由式11表示。
[式11]
在式11中,
R13为氢或1至20个碳原子的烃基,并且
Am是由式12表示的基于胺的化合物。
[式12]
在式12中,
R14至R18各自独立地为氢或1至20个碳原子的烃基,并且
a和b各自独立地为0至3的整数,其中a和b不同时为0。
(14)本发明提供一种制备根据(5)至(8)中任一项所述的树脂组合物的方法,包括通过一制备方法制备多嵌段共聚物的步骤,所述制备方法包括:步骤(S1):在包含过渡金属化合物的催化剂组合物的存在下,使用有机锌化合物作为链转移剂使乙烯和基于α-烯烃的单体反应来制备基于聚烯烃的嵌段;以及步骤(S2):在阴离子聚合引发剂的存在下使基于芳香族乙烯基的单体和基于聚烯烃的嵌段反应以制备多嵌段共聚物,以及将所述多嵌段共聚物与聚丙烯以1:0.01至1:0.25的重量比混合。
有益效果
本发明提供的多嵌段共聚物具有降低的支链碳含量并表现出优异的拉伸强度和与聚丙烯优异的相容性,并且包含其的树脂组合物在保持高流动性的同时表现出改善的低温冲击强度,并且可有效地用于制造医疗产品。
具体实施方式
在下文中,将更详细地描述本发明以帮助理解本发明。
应当理解,本发明的说明书和权利要求书中使用的词语或术语不应被解释为常用词典中定义的含义。应当理解,基于发明人可以适当地定义词语的含义以最好地解释本发明的原则,词语或术语应当被解释为具有与其在本发明的技术思想中的含义一致的含义。
在本说明书中,“烷基”是指直链或支链的烃残基。
在本发明中,“烷基”是指直链或支链的烃残基。
本发明中,“烯基”是指直链或支链的烯基。
在本发明中,“芳基”优选具有6至20个碳原子,并且特别包括苯基、萘基、蒽基、吡啶基、二甲基苯胺基、茴香醚基等,但不限于此。
本发明中,“烷基芳基”是指被烷基取代的芳基。
本发明中,“芳基烷基”是指被芳基取代的烷基。
在本发明中,“烷基甲硅烷基”可以是被1至20个碳原子的烷基取代的甲硅烷基,例如三甲基甲硅烷基或三乙基甲硅烷基。
在本发明中,“烷基氨基”是指被烷基取代的氨基,并且可以包括二甲基氨基、二乙基氨基等,但不限于此。
在本发明中,除非另有说明,“烃基”是指无论其结构如何,仅由碳和氢组成的1至20个碳原子的一价烃基,包括烷基、芳基、烯基、炔基、环烷基、烷基芳基或芳基烷基。
在本说明书中,术语“组合物”包括包含相应组合物的材料以及由相应组合物的材料形成的反应产物和分解产物的混合物。
在本说明书中,术语“聚合物”是指通过将不论是相同类型还是不同类型的单体聚合而制备的聚合物化合物。类似地,通用术语聚合物涵盖通常用于指代仅由一种类型的单体制备的聚合物的术语均聚物和下面规定的术语互聚物。
在本说明书中,术语“共聚物”是指通过至少两种不同的单体聚合制备的聚合物。
在本说明书中,小数点以后的数字“0”可以省略。
以下,对本发明进行详细说明。
多嵌段共聚物
本发明的多嵌段共聚物是包含基于聚苯乙烯的嵌段和基于聚烯烃的嵌段的多嵌段共聚物,所述基于聚苯乙烯的嵌段包含源自基于芳香族乙烯基的单体的重复单元,所述基于聚烯烃的嵌段包含源自乙烯的重复单元和源自基于α-烯烃的单体的重复单元,并且可以是基于聚烯烃-聚苯乙烯的多嵌段共聚物,其具有其中聚苯乙烯链嵌段连接至基于聚烯烃的链嵌段的两个末端的结构。
本发明的多嵌段共聚物的特征在于,相对于源自基于α-烯烃的单体的重复单元的支链碳数,通过1H NMR(500MHz,四氯乙烷-d2,TMS标准物质)谱测量的源自基于α-烯烃的单体的重复单元的含量满足7.0wt%至15.0wt%,并且通过凝胶渗透色谱(GPC)测量的重均分子量为110,000g/mol至300,000g/mol。
与通过常规的两种阴离子聚合和氢化反应的两步工序制备的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(SEBS)和苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS)相比,本发明的多嵌段共聚物具有减少的支链含量,并且由于源自基于α-烯烃的单体的重复单元的含量(重量)/源自基于α-烯烃的单体的重复单元的碳数满足恒定范围,因此可以实现优异的拉伸强度,并且可以表现出与聚丙烯优异的相容性。
本发明中,相对于源自基于α-烯烃的单体的重复单元的支链碳数,源自基于α-烯烃的单体的重复单元的含量显示为以下值:通过用基于多嵌段共聚物中包含的源自基于芳香族乙烯基的单体的重复单元、源自乙烯的重复单元和源自基于α-烯烃的单体的重复单元的总重量,源自基于α-烯烃的单体的重复单元的重量含量除以源自基于α-烯烃的单体的重复单元中包含的支链碳数所得到的值。
[数学式1]
在数学式1中,C表示相对于源自基于α-烯烃的单体的重复单元的支链碳数,源自基于α-烯烃的单体的重复单元的含量,al表示源自基于α-烯烃的单体的重复单元的重量,Ar表示源自基于芳香族乙烯基的单体的重复单元的重量,et表示源自乙烯的重复单元的重量,bc表示每个源自基于α-烯烃的单体的重复单元的支链碳数。
另外,在本发明中,支链含量是与基于聚烯烃的嵌段的主链中包含的支链总数成比例的值。因此,通过源自基于α-烯烃的单体的重复单元的总含量除以源自基于α-烯烃的单体的重复单元的支链碳数而得到的相对于源自基于α-烯烃的单体的重复单元的支链碳数,源自基于α-烯烃的单体的重复单元的含量值,可以比较不同多嵌段共聚物中包含的基于聚烯烃的嵌段的主链中包含的支链含量和支链总数。
源自基于α-烯烃的单体的重复单元的支链碳数表示构成源自一个基于α-烯烃的单体的重复单元中所包含的支链的碳数,例如1-丁烯包括两个支链碳,1-己烯包括四个支链碳,1-辛烯包括六个支链碳。
相对于源自基于α-烯烃的单体的重复单元的支链碳数,源自基于α-烯烃的单体的重复单元的含量可特别满足7.5wt%以上、8.0wt%以上、8.5wt%以上、9.0wt%以上、以及15wt%以下、14.5wt%以下、14.0wt%以下、13.5wt%以下、13.0wt%以下、或12.5wt%以下,更特别地,9.5wt%至12.0wt%。本发明的多嵌段共聚物满足相对于源自基于α-烯烃的单体的重复单元的支链碳数,源自基于α-烯烃的单体的重复单元的含量范围,并且可以表现出改善的拉伸强度,并且如果应用于一起包含聚丙烯的树脂组合物,则可以表现出与聚丙烯优异的相容性,并且该树脂组合物可以表现出优异的低温冲击强度。
在本发明的实施方式中,包含在多嵌段共聚物中的源自基于α-烯烃的单体的重复单元的含量可以为28wt%至60wt%,特别是30wt%以上、32wt%以上、34wt%以上,或36wt%以上,以及58wt%以下、56wt%以下、54wt%以下、52wt%以下,或50wt%以下,更特别地,38wt%至48wt%。
本发明的多嵌段共聚物中包含的源自基于α-烯烃的单体的重复单元可以由下式a表示。
[式a]
在式a中,R可以是3至10个碳原子的烷基,特别地,3至8个碳原子的烷基、3至6个碳原子的烷基、或4至8个碳原子的烷基,更特别地,4至6个碳原子的烷基。另外,在本发明的一个实施方式中,R可以是4个碳原子的烷基。
本说明书中,源自基于α-烯烃的单体的重复单元的支链碳数是指R的碳数。
n可为1至10,000的整数,并且特别地,n可为10以上、50以上、100以上、200以上、300以上、500以上、600以上、700以上、或1,000以上,并且9,000以下、8,000以下、7,000以下、6,000以下、5,000以下、4,000以下、或3,000以下。
同时,在本说明书所示的式中,“*”是重复单元的末端部分并且表示连接部分。
多嵌段共聚物的重均分子量(Mw)可以为110,000g/mol至300,000g/mol,特别地,115,000g/mol以上,或者120,000g/mol以上,300,000g/mol以下,250,000g/mol以下,或者200,000g/mol以下,更特别地,130,000g/mol至190,000g/mol。
另外,多嵌段共聚物的分子量分布(PDI)可以为1.5至3.0。多嵌段共聚物的分子量分布(PDI)可以具体为1.55以上、1.6以上、1.65以上、或者1.7以上且2.9以下、2.8以下、或2.7以下,更特别地,1.7至2.6。
分子量分布由(重均分子量)/(数均分子量)之比计算,并且重均分子量和数均分子量是通过凝胶渗透色谱法(GPC)分析的聚苯乙烯换算分子量。
除了相对于源自基于α-烯烃的单体的重复单元的支链碳数,源自基于α-烯烃的单体的重复单元的含量范围,以及重均分子量之外,本发明的多嵌段共聚物还可以满足分子量分布(PDI)。
在本发明的基于聚烯烃-聚苯乙烯的多嵌段共聚物中,多嵌段共聚物的聚烯烃嵌段基本上包括来自主链的支链,但支链数量比常规基于聚烯烃-聚苯乙烯的多嵌段共聚物少,但是显示出优异的物理性质。
本发明的多嵌段共聚物是包含基于聚苯乙烯的嵌段和基于聚烯烃的嵌段的基于聚烯烃-聚苯乙烯的多嵌段共聚物,所述基于聚苯乙烯的嵌段包含源自基于芳香族乙烯基的单体的重复单元,所述基于聚烯烃的嵌段包含源自乙烯的重复单元和源自基于α-烯烃的单体的重复单元,并且所述基于α-烯烃的单体可以是5至20个碳原子的α-烯烃,特别是5至14个碳原子的α-烯烃。
基于α-烯烃的单体可以是例如选自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-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-二十碳烯、4,4-二甲基-1-戊烯、4,4-二乙基-1-己烯和3,4-二甲基-1-己烯中的一种或多种,特别是1-己烯。
多嵌段共聚物可以是选自聚苯乙烯-聚(乙烯-共-1-戊烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚(乙烯-共-1-己烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚(乙烯共-1-庚烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物和聚苯乙烯-聚(乙烯-共-1-辛烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物中的一种或多种,特别是,聚苯乙烯-聚(乙烯-共-1-己烯)-聚苯乙烯嵌段共聚物。
可以通过使用具有稍后描述的新颖结构的特定过渡金属化合物作为催化剂来制备多嵌段共聚物,并且具有高重均分子量值,重均分子量是决定共聚物物理性质的重要因素,分枝含量少,分枝长度相对较长。因此,本发明的多嵌段共聚物显示出优异的拉伸强度和伸长率,并且如果应用于树脂组合物,则与聚丙烯的相容性可以是优异的,并且可以显示出高的低温冲击强度。
本发明的多嵌段共聚物的拉伸强度可为11至20MPa、特别地11.5至18MPa、更特别地12至17MPa。另外,本发明的多嵌段共聚物的伸长率可为2,400kgf·m/m至3,000kgf·m/m,特别是2,500kgf·m/m至3,000kgf·m/m,更特别是2,600kgf·m/m至2,900kgf·m/m。可以使用根据ASTM D-412的哑铃型样品,通过使用基于ASTM D638的UTM装置,在十字头速度为500mm/min的条件下测量拉伸强度和伸长率。
树脂组合物
另外,本发明提供一种树脂组合物,其包含重量比为1:0.01至1:0.25的聚丙烯和上述多嵌段共聚物,并且本发明的树脂组合物可以是热塑性树脂组合物。
(1)聚丙烯
在根据本发明的实施方式的树脂组合物中,聚丙烯可以特别地为聚丙烯的均聚物,或者丙烯与α-烯烃单体的共聚物,并且在这种情况下,所述共聚物可以是交替、无规或嵌段共聚物。
基于α-烯烃的单体可以特别是2至12个碳原子、或2至8个碳原子的脂族烯烃。更具体地,可以使用乙烯、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-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-二十碳烯、4,4-二甲基-1-戊烯、4,4-二乙基-1-己烯、3,4-二甲基-1-己烯等,并且可以使用其中的任意一种或者其两种以上的混合物。
更具体地,聚丙烯可以是选自聚丙烯共聚物、丙烯-α-烯烃共聚物和丙烯-乙烯-α-烯烃共聚物中的任意一种,或其两种或更多种的混合物,并且在这种情况下,该共聚物可以是无规或嵌段共聚物。
另外,在230℃和2.16kg的负载下测量的聚丙烯的熔体指数(MI)可以为0.5g/10min至100g/10min,并且特别地,熔体指数(MI)可以为1g/10min至90g/10min。如果聚丙烯的熔体指数偏离该范围,则可能会在热塑性树脂组合物的注射成型期间出现缺陷。
具体地,在根据本发明实施方式的热塑性树脂组合物中,聚丙烯可以是共聚物,更具体地,在230℃和2.16kg的负载下测量的熔体指数(MI)为0.5g/10min至100g/10min,特别地,1g/10min至90g/10min,更特别地,2g/10min至50g/10min的丙烯-乙烯共聚物。如果以上述量范围包含具有这种物理性质的共聚物作为聚丙烯,则可以改善强度性质,特别是室温下的强度性质。
可以通过使用聚合物的一般制备反应来制备共聚物以满足上述物理性质条件,或者可以由商购获得并使用。具体示例可以包括LG化学公司的SEETE TM M1600、乐天化学公司的SFC750D等。
另外,在根据本发明实施方式的热塑性树脂组合物中,聚丙烯可以具体为一种或多种无规丙烯共聚物或嵌段丙烯共聚物,其DSC熔融温度在120℃至160℃的范围内,且根据ASTM-D 1238在230℃和2.16kg的负载下测量的熔体流动速率(MFR)在5g/10min至120g/10min的范围内,并且相对于树脂组合物的总重量,丙烯共聚物的含量可在1wt%至20wt%,特别是1wt%以上、2wt%以上、3wt%以上且15wt%以下、13wt%以下、12wt%以下、11wt%以下、10wt%以下,更具体地,5wt%至10wt%。如果具有这种物理性质的聚丙烯的含量在上述含量范围内,则可以改善热塑性树脂组合物的机械强度(包括硬度)。无规丙烯共聚物或嵌段丙烯共聚物可通过使用聚合物的常见制备反应来制备以满足上述物理性质条件,或者可商购获得并使用。具体实例可以包括Braskem美国公司的BraskemTM PP R7021-50RNA、美国Formosa塑料公司的FormoleneTM 7320A、乐天化学公司的SFC750D等。
(2)多嵌段共聚物
本发明的树脂组合物可以包含本发明的上述多嵌段共聚物。
本发明的树脂组合物可以以1:0.01至1:0.25的重量比包含聚丙烯和上述多嵌段共聚物,特别可以以1:0.02至1:0.22、1:0.03至1:0.22、1:0.02至1:0.21、1:0.03至1:0.21、1:0.03至1:0.18、1:0.01至1:0.12,更具体地,1:0.05至1:0.12的重量比包含聚丙烯和上所述多嵌段共聚物。
如果树脂组合物中包含的多嵌段共聚物的量太小,则冲击强度可能降低,并且如果多嵌段共聚物的量太大,则树脂组合物的流动性可能劣化。如果聚丙烯和多嵌段共聚物的重量比满足上述重量比,则可以保持高流动性,并且可以表现出改善的低温冲击强度。
根据本发明实施方式的树脂组合物的熔体流动速率(MFR,230℃,2.16kg)可以为1g/10min至15g/10min、特别地2g/10min以上、3g/10min以上,以及14g/10min以下、12g/10min以下、11g/10min以下,更具体地,4g/10min至10g/10min。根据ASTM D 1238在230℃和2.16kg负载的条件下测量熔体流动速率。
另外,根据本发明实施方式的树脂组合物0℃下测量的冲击强度可为9kgf·m/m至20kgf·m/m、特别是9kgf·m/m至18kgf·m/m,更具体地,10kgf·m/m至15kgf·m/m。
由于本发明的树脂组合物以重量比包含聚丙烯和多嵌段共聚物,因此可以实现上述范围内的熔体流动速率,同时,在0℃下测量的冲击强度可以满足上述范围,因此可以表现出优异的加工性和高的低温冲击强度。
同时,与聚丙烯和多嵌段共聚物一起,根据本发明实施方式的树脂组合物可以选择性地进一步包含无机填料,以改善树脂组合物的机械性质。
无机填料具体可以为粉末型填料、薄片型填料、纤维型填料或气球型填料,并且可以使用其中的任何一种或其中两种以上的混合物。特别地,粉末型填料可以包括:天然硅酸或硅酸盐,例如细粉滑石、高岭石、塑性粘土和绢云母;碳酸盐,例如沉降碳酸钙、重质碳酸钙和碳酸镁;氢氧化物,例如氢氧化铝和氢氧化镁;氧化物,例如氧化锌、氧化镁和氧化钛;合成硅酸或硅酸盐,例如水合硅酸钙、水合硅酸铝、水合硅酸和无水硅酸;碳化硅等。另外,作为薄片型填料,可以包含云母等。另外,作为纤维型填料,可以包括碱式硫酸镁晶须、钛酸钙晶须、硼酸铝晶须、海泡石、加工矿物纤维(PMF)、钛酸钾等。作为气球型填料,可以包括玻璃气球等。其中,可以使用滑石。
另外,可以对无机填料进行表面处理以改善热塑性树脂组合物的强度性质和成型加工性。
特别地,可以使用表面处理剂如硅烷偶联剂、高级脂肪酸、脂肪酸金属盐、不饱和有机酸、有机钛酸酯、树脂酸和聚乙二醇对无机填料进行物理或化学表面处理。
另外,无机填料可具有1μm至20μm、特别地3μm至15μm、更特别地5μm至10μm的平均粒径(D50)。如果无机填料的平均粒径太小,则当与聚丙烯和多嵌段共聚物混合时,由于无机填料颗粒的团聚而难以均匀分散,结果对于树脂组合物的机械性质的改善效果可能变得微不足道。另外,如果无机填料的平均粒径太大,则担心由于无机填料本身的分散性劣化而导致物理性质劣化。
在本发明中,无机填料的平均粒径(D50)可被定义为基于50%粒径分布的粒径。在本发明中,可以通过,例如使用扫描电子显微镜(SEM)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)等观察电子显微图像,或通过激光衍射法测量无机填料的平均粒径(D50)。在通过激光衍射法测量的情况下,更具体地,将无机填料颗粒分散在分散介质中并引入到市售的激光衍射粒度测量装置(例如Microtrac MT 3000)中,然后基于测量装置中的50%粒径分布计算平均粒径(D50)。
相对于100重量份的树脂组合物,可以包含0.1重量份至40重量份的无机填料。如果树脂组合物中无机填料的量相对于100重量份的树脂组合物小于0.1重量份,则包含无机填料而带来的改善效果不显著,而如果该量大于40重量份,则树脂组合物的加工性可能会变差。更具体地,相对于树脂组合物的总重量,可以包含0.1重量份至20重量份的无机填料。
根据本发明实施方式的树脂组合物同时显示出优异的加工性和优异的低温冲击强度,并且可以有效地用于吹塑成型、挤出成型或注射成型,特别是用于医疗用途。
根据本发明的另一个实施方式,可以提供医疗产品,其为使用满足物理性质的树脂组合物制造的成型产品。
成型产品可具体包括吹塑成型产品、吹胀成型产品、流延成型产品、挤出层压成型产品、挤出成型产品、泡沫成型产品、注射成型产品、片材、膜材、纤维、单丝或无纺布。
多嵌段共聚物的制备方法
制备本发明的多嵌段共聚物的方法包括:步骤(S1):在包含过渡金属化合物的催化剂组合物的存在下使用有机锌化合物作为链转移剂使乙烯与基于α-烯烃的单体反应以制备基于聚烯烃的嵌段;步骤(S2):在烷基锂化合物和基于胺的化合物的存在下使基于芳香族乙烯基的单体与基于聚烯烃的嵌段反应以制备多嵌段共聚物。
步骤(S1)
步骤(S1)是在包含过渡金属化合物的催化剂组合物的存在下使用有机锌化合物作为链转移剂使乙烯和基于α-烯烃的单体反应以制备基于聚烯烃的化合物的步骤。
根据本发明的实施方式,过渡金属催化剂是用于通过配位链转移聚合来增长基于烯烃的聚合物的催化剂,并且可以是包括作为主催化剂的过渡金属催化剂和助催化剂的催化剂组合物。
在本发明中,过渡金属化合物可以是由下式1表示的化合物。
[式1]
在式1中,
M是Ti、Zr或Hf,
R1至R4各自独立地为氢;取代或未取代的1至20个碳原子的烷基;取代或未取代的3至20个碳原子的环烷基;或者取代或未取代的6至20个碳原子的芳基,其中它们中相邻的两个或更多个可以连接形成环,
R5和R6各自独立地为氢;取代或未取代的1至20个碳原子的烷基;取代或未取代的3至20个碳原子的环烷基;或取代或未取代的6至20个碳原子的芳基,其中取代是用1至12个碳原子的烷基进行,
R7各自独立地为取代或未取代的4至20个碳原子的烷基;取代或未取代的4至20个碳原子的环烷基;或取代或未取代的6至20个碳原子的芳基,n为1至5,并且
Y1和Y2各自独立地为卤素基团;1至20个碳原子的烷基;2至20个碳原子的烯基;2至20个碳原子的炔基;3至20个碳原子的环烷基;6至20个碳原子的芳基;7至20个碳原子的烷基芳基;7至20个碳原子的芳基烷基;5至20个碳原子的杂芳基;1至20个碳原子的烷氧基;取代或未取代的5至20个碳原子的芳氧基;1至20个碳原子的烷基氨基;5至20个碳原子的芳基氨基;1至20个碳原子的烷基硫基;5至20个碳原子的芳基硫基;1至20个碳原子的烷基甲硅烷基;5至20个碳原子的芳基甲硅烷基;羟基;氨基;巯基;甲硅烷基;氰基;或硝基。
特别地,在式1中,M可以是Hf。
另外,特别地,在式1中,R1至R4可以各自独立地为氢;或取代或未取代的1至20个碳原子的烷基,其中它们中相邻的两个以上可以连接形成环。或者,R1和R2可以各自独立地为1至20个碳原子的烷基,并且可以彼此连接形成5至20个碳原子的芳环,并且R3和R4可以为氢。
另外,特别地,在式1中,R5和R6各自独立地为氢;或取代或未取代的6至20个碳原子的芳基,其中取代基为1至6个碳原子的烷基。
另外,特别地,在式1中,R7可以各自独立地为取代或未取代的4至20个碳原子的烷基;取代或未取代的4至20个碳原子的环烷基;或取代或未取代的6至20个碳原子的芳基。
特别地,在式1中,n可以是1至3,优选2。
特别地,在式1中,X1和X2可以各自独立地为1至20个碳原子的烷基。
更具体地,由式1表示的过渡金属化合物可以是由下式1a表示的化合物。
[式1a]
在式1a中,
M、R5至R7、Y1和Y2与上述定义相同。
由式1表示的过渡金属化合物可以特别地选自以下化合物,但不限于此,并且与式1对应的所有过渡金属化合物都包括在本发明中。
[式1-1]
[式1-2]
[式1-3]
[式1-4]
[式1-5]
[式1-6]
[式1-7]
[式1-8]
另外,本发明提供由下式2表示的配体化合物。
[式2]
在式2中,
R1至R4各自独立地为取代或未取代的1至20个碳原子的烷基;取代或未取代的3至20个碳原子的环烷基;或取代或未取代的6至20个碳原子的芳基,其中它们中相邻的两个或更多个可以彼此连接形成环,
R5和R6各自独立地为氢;取代或未取代的1至20个碳原子的烷基;取代或未取代的3至20个碳原子的环烷基;或取代或未取代的6至20个碳原子的芳基,其中取代基为1至12个碳原子的烷基,
R7各自独立地为取代或未取代的4至20个碳原子的烷基;取代或未取代的4至20个碳原子的环烷基;或取代或未取代的6至20个碳原子的芳基,以及
n为1至5。
即,本发明的过渡金属化合物可以通过包括使由下式2表示的配体化合物与由式3表示的化合物反应的步骤来制备。
[式2]
[式3]
M(Y1Y2)2
在上面的式中,
R1至R7、M、Y1和Y2与上述定义相同。
同时,在制备本发明的由式1表示的过渡金属化合物期间,反应可以通过以下方法进行。
[反应1]
[反应2]
本发明中,有机锌化合物被用作链转移剂,且是在聚合反应制备期间通过进行链转移而诱导制备共聚物的材料,该链转移剂可以是用于通过配位链转移聚合来制备嵌段共聚物的链转移剂。
在本发明的实施方式中,链转移剂可包含由下式5表示的有机锌化合物,特别地,链转移剂可包含96mol%以上的由下式5表示的有机锌化合物,优选地,可不包括除式5表示的有机锌化合物以外的副产物。
[式5]
在式5中,
R8和R10各自独立地为单键或1至10个碳原子的亚烷基,R9为1至10个碳原子的亚烷基或-SiR11R12-,并且R11和R12可以各自独立地为1个碳原子的烷基。
另外,根据本发明的实施方式,在式5中,R8和R10可以各自独立地为单键或1个碳原子的亚烷基,R9可以为1个碳原子的亚烷基或-SiR11R12-,并且R11和R12可以各自独立地为1个碳原子的烷基。
根据本发明的实施方式,式5表示的有机锌化合物可以是选自式5-1至式5-4表示的有机锌化合物中的一种,优选地,以下式5-3和式5-4中的任意一种。
[式5-1]
[式5-2]
[式5-3]
[式5-4]
根据本发明的实施方式,链转移剂可优选包含97mol%以上、优选98mol%以上、或者99mol%以上的式5的有机锌化合物。最优选地,可以不包括除有机锌化合物之外的副产物。这意味着除了由式5表示的有机锌化合物之外,也不包括含有氯或镁的杂质以及如二聚体的副产物。也就是说,链转移剂可以仅包含由式5表示的有机锌化合物。
如果在包含过渡金属化合物的催化剂组合物的存在下使用式5的有机锌化合物作为链转移剂使乙烯和基于α-烯烃的单体反应,则可以将乙烯和基于α-烯烃的单体插入有机锌化合物的锌(Zn)和R10之间进行聚合。在本发明的制备多嵌段共聚物的方法的实施方式中,如果使用式4的化合物作为用于乙烯与基于α-烯烃的单体反应制备基于聚烯烃的嵌段的有机锌化合物,则可以制备基于烯烃的聚合物嵌段中间体,并且该基于烯烃的聚合物嵌段中间体的实例可以由式6表示。
[式6]
在式6中,R8和R10可以各自独立地为单键或1至10个碳原子的亚烷基,R9可以为1至10个碳原子的亚烷基或-SiR11R12-,R11和R12各自独立地为1至10个碳原子的烷基,并且PO可以是基于烯烃的聚合物嵌段。
根据本发明的实施方式,所述有机锌化合物可以通过如下制备方法来制备,所述制备方法包括:制备含有苯乙烯残基的格氏试剂的步骤;以及将制得的格氏试剂与锌化合物反应以制备式5所示的有机锌化合物的步骤,所述锌化合物可以为烷基锌烷氧化物(alkyl zinc alkoxide)。
根据本发明的实施方式,将由式5表示的有机锌化合物的制备方法制备得到的有机锌化合物合成为单一化合物,不包含如二聚体的副产物,更进一步,不包含包含氯在内的杂质,例如可能充当催化剂毒物的有机氯化锌(R-Zn-Cl)。另外,如果根据有机锌化合物的制备方法制备由式5表示的有机锌化合物,则合成单一化合物,并且可以实现优异的合成再现的效果。同时,如在本发明中,在制备有机锌化合物时,为了排除副产物和杂质,选择含有苯乙烯残基的格氏试剂和锌化合物可能是重要的。
根据本发明的实施方式,含有苯乙烯残基的格氏试剂可以由下式7表示。
[式7]
在式7中,R8和R10可以各自独立地为单键或1至10个碳原子的亚烷基,R9可以为1至10个碳原子的亚烷基或-SiR11R12-,R11和R12可以各自独立地为1至10个碳原子的烷基,并且X可以是卤素基团。
另外,根据本发明的实施方式,在式7中,R8和R10可以各自独立地为单键或1个碳原子的亚烷基,R9可以为1个碳原子的亚烷基或-SiR11R12-,R11和R12可以各自独立地为1个碳原子的烷基。
根据本发明的实施方式,由式7表示的含有苯乙烯残基的格氏试剂可以是选自下式7-1至7-4表示的含有苯乙烯残基的格氏试剂中的一种。
[式7-1]
[式7-2]
[式7-3]
[式7-4]
根据本发明的实施方式,由式7表示的含有苯乙烯残基的格氏试剂可以通过被R8取代的卤化物(-X)与镁,特别是镁粉或镁金属的反应来制备。
根据本发明的实施方式,由式7表示的含有苯乙烯残基的格氏试剂可以通过由下式8表示的化合物与镁、特别是镁粉或镁金属的反应来制备。
[式8]
在式8中,R8和R10可以各自独立地为单键或1至10个碳原子的亚烷基,R9可以为1至10个碳原子的亚烷基或-SiR11R12-,R11和R12可以各自独立地为1至10个碳原子的烷基,并且X可以是卤素基团。
根据本发明的实施方式,在式8中,R8和R10可以各自独立地为单键或1至3个碳原子的亚烷基,R9可以为1至3个碳原子的亚烷基或-SiR11R12-,R11和R12可以各自独立地为具有1至3个碳原子的烷基,并且X可以为卤素基团。
另外,根据本发明的实施方式,在式8中,R8和R10可以各自独立地为单键或1个碳原子的亚烷基,R9可以为1个碳原子的亚烷基或-SiR11R12-,R11和R12可以各自独立地为1个碳原子的烷基,并且X可以为选自Cl、Br和I的卤素基团。
根据本发明的实施方式,由式8表示的化合物可以是选自下面的式8-1至8-4表示的化合物中的一种。
[式8-1]
[式8-2]
[式8-3]
[式8-4]
根据本发明的实施方式,当制备由式7表示的含有苯乙烯残基的格氏试剂时,由式8表示的化合物与镁粉或镁金属的反应可以以过量的摩尔比进行,即,相对于1摩尔的由式8表示的化合物,可以使用大于1摩尔的镁粉或镁金属的摩尔比率,并且在这种情况下,50mol%以上、60mol%以上、70mol%以上、80mol%以上、90mol%以上、95mol%以上、或99mol%以上的式8表示的化合物可以转化为由式7表示的含有苯乙烯残基的格氏试剂。
根据本发明的实施方式,基于摩尔比,式8表示的化合物与镁粉或镁金属的反应可以以大于1:1至1:10、大于1:1至1:5、大于1:1至1:2、或1:1.01至1:1.60的摩尔比进行,在此范围内,向式7表示的含有苯乙烯残基的格氏试剂的转化率高,反应后残留的镁含量可以最小化,并且可以容易去除残留的镁粉或镁金属。
根据本发明的实施方式,在制备有机锌化合物时,要求锌化合物是这样的锌化合物,其能够诱导在锌上被相同的两个有机基团取代。因此,可以容易地考虑氯化锌(ZnCl2),但是如果使用氯化锌作为锌化合物,则存的问题是包括氯在内的残留杂质(例如烷基氯化锌),其可能充当催化剂毒物。因此,在本发明中,使用烷基锌烷氧化物作为锌化合物。
根据本发明的实施方式,烷基锌烷氧化物的烷基可以是1至10个碳原子的烷基、1至5个碳原子的烷基、1至3个碳原子的烷基,或乙基,并且烷氧基可以是1至10个碳原子的烷氧基、1至5个碳原子的烷氧基、1至3个碳原子的烷氧基或甲氧基。在一个具体实施例中,锌化合物可以是乙基锌甲氧化物。
根据本发明的实施方式,烷基锌烷氧化物可以由二烷基锌制备。在一个具体的实施方式中,烷基锌烷氧化物可以通过使二烷基锌和醇原位反应来制备。在这种情况下,二烷基锌的烷基可以与烷基锌烷氧化物的上述烷基相同,并且醇可以是通过键合氢至烷基锌烷氧化物的烷氧基而获得的醇。
根据本发明的实施方式,如果使用烷基锌烷氧化物作为锌化合物,则在格氏试剂和锌化合物的反应期间生成烷氧化卤代镁,并且由于这是不溶性盐,因此容易过滤,从而防止杂质残留。
根据本发明的实施方式,基于摩尔比,格氏试剂与锌化合物的反应可以以10:1至1:10、5:1至1:5、3:1至1:3、2:1至1:2、1.5:1至1:1.5或1:1的摩尔比进行,并且在此范围内,可以合成单一化合物,可以排除如二聚体的副产物,可以排除可能充当催化剂毒物的含有氯的杂质,并且可以容易地去除可能充当催化剂毒物的含有镁的杂质。
根据本发明的实施方式,锌化合物的制备方法的所有步骤和所有反应都可以在有机溶剂中进行,并且可以根据提高收率和纯度的目的控制反应温度和反应压力。
在根据本发明实施方式的锌化合物的制备方法中,通过用含有苯乙烯残基的格氏试剂代替传统的含有苯乙烯残基的基于硼烷的化合物,并通过用烷基锌烷氧化物替换烷基锌或氯化锌,可以完全去除催化剂毒物。
另外,通过该方法的改进,与常规方法得到末端饱和的二聚体、三聚体和锌化合物的混合物产物不同,得到了末端乙烯基完全保守的单体型化合物作为单一化合物。因此,可以改善锌化合物的储存稳定性,可以改善最终共聚物的物理性质,并且可以显著减少二嵌段而不是三嵌段共聚物的产量。
另外,催化剂组合物还可以包括由下式9表示的化合物,并且由式8表示的化合物可以起到助催化剂和清除剂的作用。
[式9]
-[Al(Ra)-O]m-
在式9中,
Ra各自独立地是卤素基团;1至20个碳原子的烃基;或1至20个碳原子的卤素取代的烃基,以及
m为2以上的整数。
由式9表示的化合物没有特别限制,只要其是烷基铝氧烷即可。优选的实例可以是改性甲基铝氧烷(MMAO)、甲基铝氧烷(MAO)、乙基铝氧烷、异丁基铝氧烷、丁基铝氧烷等,并且特别优选的化合物可以是改性甲基铝氧烷(MMAO)。
由式9表示的化合物是通过烷基铝与水反应产生的低聚物类型的化合物,并且如果用作助催化剂,则可以减少链转移。因此,可以制备具有高分子量的共聚物,并且可以防止通过副反应产生均聚烯烃。因此,最终可以制备表现出优异的物理性质例如高拉伸强度的基于聚烯烃-聚苯乙烯的多嵌段共聚物。
同时,如上所述,式9表示的化合物可以抑制链转移,相反,例如,如果使用如烷基铝的化合物作为助催化剂,则链转移大量发生,共聚物的分子量减少,均聚烯烃的产量可能增加,并且可能产生嵌段共聚物的物理性质劣化的问题。
如此,通过在本发明中组合使用由式1表示的过渡金属化合物和由式9表示的化合物,可以制备满足上述条件的多嵌段共聚物。
另外,由式1表示的过渡金属化合物和由式9表示的化合物可以以通过载体负载的类型使用。作为载体,可以使用氧化硅或氧化铝,但不限于此。
另外,催化剂组合物还可包含由下式10表示的化合物。
[式10]
[L-H]+[Z(A)4]-or[L]+[Z(A)4]-
在式10中,
Z是第13族元素,
A各自独立地为6至20个碳原子的芳基,其中一个或多个氢原子可被取代基取代;或1至20个碳原子的烷基,以及
A的取代基是卤素;1至20个碳原子的烃基;1至20个碳原子的烷氧基;或6至20个碳原子的芳氧基。
例如,步骤(S1)可以在均质溶液状态下进行。在这种情况下,可以使用烃溶剂作为溶剂,或者可以使用烯烃单体本身作为介质。烃溶剂可包括4至20个碳原子的脂肪族烃溶剂,特别是异丁烷、己烷、环己烷、甲基环己烷等。溶剂可以单独使用,或者可以使用其两种以上的混合物。
步骤(S1)的聚合温度可以根据反应材料、反应条件等而变化,并且可以特别地为70℃至170℃,特别地80℃至150℃,或90℃至120℃。在上述范围内,聚合物的溶解度可以增加,并且催化剂可以是热稳定的。
步骤(S1)中的聚合可以通过间歇式、半连续式或连续式进行,或者可以通过具有不同反应条件的两个或更多个步骤进行。
通过上述步骤(S1)制备的化合物可以起到通过步骤(S2)的阴离子聚合反应用于制备本发明的基于聚烯烃-聚苯乙烯的多嵌段共聚物的前体的作用,这将在后面解释。
在本发明的实施方式中,基于α-烯烃的单体可以是5至20个碳原子的α-烯烃,特别是5至14个碳原子的α-烯烃。
在本发明的实施方式中,作为α-烯烃的实例,可以包括选自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-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-二十碳烯、4,4-二甲基-1-戊烯、4,4-二乙基-1-己烯和3,4-二甲基-1-己烯中的一种或多种,更特别地,1-己烯。
步骤(S2)
步骤(S2)是使基于芳香族乙烯基的单体与基于聚烯烃的嵌段反应以制备多嵌段共聚物的步骤。
在步骤(S2)中,基于芳香族乙烯基的单体可以连续插入到步骤(S1)形成的化合物中包含的(聚烯基)2Zn的锌-碳键之间以形成基于聚苯乙烯的链,同时存在于通过步骤(S1)形成的化合物的末端处的源自扩链剂的苯乙烯基团可以作为与基于芳香族乙烯基的单体的共聚物部分参与以与聚苯乙烯链连接。另外,通过该方法生产的多嵌段共聚物可以通过端基与水、氧或有机酸的反应而容易地猝灭,并且通过这种方式,可以实现向工业上有用的基于聚烯烃-聚苯乙烯的多嵌段共聚物的转化。
基于芳香族乙烯基的单体可以是6至20个碳原子的基于芳香族乙烯基的单体。例如,可以使用如下基于芳香族乙烯基的单体,包括被6至20个碳原子的芳基取代的乙烯、被苯基取代的乙烯等,例如,苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、被C1-3烷基取代的烷基苯乙烯(例如,邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对乙基苯乙烯等)或卤素取代的苯乙烯,更特别地,可以使用苯乙烯。
在本发明的实施方式中,阴离子聚合引发剂可以是由下式11表示的烷基锂化合物。
[式11]
在式11中,
R13是氢或1至20个碳原子的烃基,
Am是由下式12表示的基于胺的化合物,
[式12]
在式12,
R14至R18各自独立地为氢或具有1至20个碳原子的烃基,并且
a和b各自独立地为0至3的整数,其中a和b不同时为0。
在本发明的实施方式中,R13可以是氢、1至20个碳原子的烷基、3至20个碳原子的环烷基、或取代或未取代的7至20个碳原子的芳基烷基;
R14至R18可以各自独立地为氢、1至20个碳原子的烷基、1至20个碳原子的烯基、3至20个碳原子的环烷基、取代或未取代的6至20个碳原子的芳基、或取代或未取代的7至20个碳原子的芳基烷基;以及
a和b可以各自独立地为0至2的整数。
另外,在本发明的实施方式中,R13至R18可以各自独立地为氢或1至20个碳原子的烷基;a为1或2,b可以为0或1。
特别地,a是1至3的整数,b可以是0至3的整数,更特别地,a是1或2,b可以是0至2的整数,更特别地,a是1或2,并且b可以是0或1。
在本发明的实施方式中,式11中的Am可以由下面的式13或14表示。
[式13]
[式14]
在式中,
R14、R15和R18各自独立地为氢或1至20个碳原子的烷基。
另外,在本发明的实施方式中,式11中的Am可以具体地由下面的式13a或式14a表示。
[式13a]
[式14a]
在本发明的多嵌段共聚物的制备方法中,由式11表示的化合物被用作阴离子聚合引发剂,并且可以从在步骤S1中制备的有机锌化合物上增长基于聚苯乙烯的链、特别是(聚烯烃基)2Zn的聚烯烃,其中基于聚烯烃的链以锌(Zn)为中心增长。如此,通过本发明的多嵌段共聚物的制备方法,基于聚苯乙烯的链可以在聚烯烃链的两个末端增长以制备聚苯乙烯-聚烯烃-聚苯乙烯多嵌段共聚物,并且由此制备的多嵌段共聚物可以表现出接近对称的结构,并且可以具有均匀的聚苯乙烯域尺寸。
可以通过以下制备方法来制备阴离子聚合引发剂。
阴离子聚合引发剂的制备方法包括在式15表示的化合物存在下注入式16表示的化合物和式12表示的化合物并使其反应的过程。
[式12]
[式15]
B-Li
[式16]
在式中,
R13至R18各自独立地为氢或1至20个碳原子的烃基;
a和b各自独立地为0至3的整数,其中a和b不同时为0;以及
B是1至20个碳原子的烷基。
在本发明的实施方式中,R13可以是氢或1至20个碳原子的烃基;R14至R18可以各自独立地为氢、1至20个碳原子的烷基、1至20个碳原子的烯基、3至20个碳原子的环烷基、取代或未取代的6至20个碳原子的芳基、或者取代或未取代的7至20个碳原子的芳基烷基;a和b可以各自独立地为0至2的整数;B可以是1至12个碳原子的烷基。
另外,在本发明的实施方式中,R14至R18各自独立地为氢或1至20个碳原子的烷基;a为1或2的整数,b可以为0或1的整数;并且B可以是1至8个碳原子的烷基。
特别地,a是1至3的整数,b可以是0至3的整数,更特别地,a是1或2,并且b可以是0至2的整数,更特别地,a是1或2,并且b可以是0或1。
由式16表示的烷基锂化合物可以是例如n-BuLi,n-BuLi是广泛用作阴离子聚合引发剂的材料,易于获得,并且具有优异的单价效率。
在所述阴离子聚合引发剂的制备方法中,可以先将式15表示的化合物与式16表示的化合物反应,然后与式12的化合物反应,制备由式11表示的化合物。具体地,通过使式15表示的化合物与式16表示的化合物反应,可以形成作为中间体的烯丙基锂,并且烯丙基锂可以与式12的化合物反应,最终形成式11的阴离子聚合引发剂。
另外,在由式15表示的化合物的存在下注入由式16表示的化合物和由式12表示的化合物并使其反应的过程可以在没有另外的溶剂的条件下进行。没有另外的溶剂的条件是指,除了式15表示的化合物和式12表示的化合物之外,不存在可以作为溶剂的单独的化合物,或者存在少量化合物,其在式16表示的化合物的存在下不与式15的化合物发生显著反应。
如果反应在没有额外溶剂的条件下进行,则由式15表示的化合物与由式16表示的化合物的反应可以作为主反应进行,并且可以有效地制备式11的阴离子聚合引发剂。如果存在单独的溶剂,则式11的阴离子聚合引发剂、通过式15表示的化合物与式12表示的化合物的反应产生的化合物、以及由式15表示的化合物与式12表示的化合物反应生成的化合物的分解物可以无效地以混合物的形式存在。
树脂组合物的制备方法
此外,本发明还提供了所述树脂组合物的制备方法。
本发明的树脂组合物包括将通过多嵌段共聚物的制备方法制备的多嵌段共聚物与聚丙烯以1:0.01至1:0.25的重量比混合的步骤。
在本发明的树脂组合物的制备方法中,多嵌段共聚物的制备方法与如上所述的相同,并且树脂组合物的构造也与如上所述的相同。
满足如上所述的配置和含量条件的根据本发明实施方式的树脂组合物可以通过将多嵌段共聚物、聚丙烯和选择性的无机填料混合,然后加热来制备。在这种情况下,聚丙烯的类型和含量与上述相同。
混合工序可以通过常用的方法进行。特别地,可以使用超级混合器或螺带混合器进行混合。
另外,在进行混合过程期间,根据需要还可以选择性地在合适的量范围内使用添加剂,例如抗氧化剂、热稳定剂、紫外线稳定剂和抗静电剂,以及少量的粘合树脂或具有极性基团的添加剂,以改善涂布性。
另外,加热工序可以在聚丙烯的熔点以上且210℃以下的温度下进行。加热工序可以使用双螺杆挤出机、单螺杆挤出机、辊磨机、捏合机、班伯里密炼机等各种常用的混合机来进行。
实施例
下面,将参考实施方式更详细地解释本发明。然而,实施方式用于说明本发明,但本发明的范围不限于此。
试剂及实验条件
所有实验均在惰性气氛下使用标准手套箱和Schlenk技术进行。将甲苯、己烷和四氢呋喃(THF)与二苯甲酮羰自由基一起蒸馏并使用。聚合反应中使用的甲基环己烷(无水级)购自东京化成工业(TCI),用Na/K合金精制后使用。升华级的HfCl4购自Streme并按原样使用。在弹式反应器(2.0L)中用三辛基铝(0.6M,在矿物油精中)纯化乙烯-丙烯气体混合物。
使用ECZ 600装置(JOEL)记录1H NMR(600MHz)和13C NMR(150MHz)谱。
使用配备折射率检测器和两根色谱柱(Plarian Mixed-B 7.5x 300mm Varian[Polymer Lab])的PL-GPC 220系统在1,2,4-三氯苯中于160℃下分析GPC数据。
(1)过渡金属化合物的制备
[式1-1]
(i)配体化合物的制备
将2,6-二环己基苯胺(0.772g,3.00mmol)和6-溴-2-吡啶甲醛(0.558g,3.00mmol)溶解在甲苯(5mL)中,并向其中注入分子筛。将由此获得的混合物加热至70℃,同时搅拌过夜。过滤后,使用旋转蒸发器除去溶剂。获得黄色固体(1.07g,84%)。
1H NMR(C6D6):δ8.41(s,1H,NCH),8.09(d,J=7.8Hz,1H),7.53(m,3H),6.85(d,J=7.8Hz,1H),6.63(t,J=7.8Hz,1H),2.74(m,2H),1.87(d,J=12Hz,4H),1.64(d,J=12.6Hz,4H),1.54(d,J=10.8Hz,2H),1.39(quartet,J=10.2Hz,4H),1.11(m,6H)ppm。
13C NMR(C6D6):δ26.55,27.33,34.25,39.30,119.42,124.32,125.21,129.83,136.68,138.82,142.54,148.94,155.95,162.06ppm。
HRMS(EI):m/z计算([M+]C24H29BrN2)424.1514.实测:424.1516。
在氮气下,将化合物(1.07g,2.51mmol)、1-萘基硼酸(0.453g,2.64mmol)、Na2CO3(0.700g,6.60mmol)和甲苯(5mL)填充到舒伦克烧瓶中。注入脱气的H2O/EtOH(1mL,v/v,1:1)和(Ph3P)4Pd(7.83mg,0.00678mmol)的甲苯(1mL)溶液。通过使用己烷和含有少量三乙胺的乙酸乙酯(v/v,90:3:1)的硅胶柱色谱法,获得柠檬黄色油状物(0.712g,60%)。
1H NMR(C6D6):δ8.70(s,1H,NCH),8.41(d,J=7.8Hz,1H),8.31(d,J=7.8Hz,1H),7.68(d,J=7.2Hz,1H),7.65(d,J=7.8Hz,1H),7.54(d,J=7.2Hz,1H),7.27(m,4H),7.20(m,4H),2.93(m,2H),1.90(d,J=12Hz,4H),1.61(d,J=13.2Hz,4H),1.50(d,J=12.6Hz,2H),1.38(m,4H),1.11(m,6H),ppm。
13C NMR(C6D6):δ26.63,27.38,34.35,39.36,119.21,124.32,124.98,125.50,126.15,126.21,126.64,126.75,128.15,128.73,129.38,131.81,134.52,136.94,137.14,138.52,149.48,155.13,159.79,164.05ppm。
HRMS(EI):m/z计算([M+]C34H36N2)472.2878.实测:472.2878。
将溶解在乙醚(8mL)中的2-异丙基苯基锂(0.114g,0.904mmol)滴加至含有化合物(0.247,0.523mmol)的乙醚(20mL)溶液的舒伦克烧瓶中。搅拌3小时后,加入氯化铵(0.30g)的水溶液(10mL),并用乙醚(3×10mL)提取产物。将由此产生的油在60℃高真空下干燥过夜。获得黄色固体(0.257g,83%)。
1H NMR(C6D6):δ8.24(m,1H),7.90(m,1H),7.64(m,1H),7.62(d,J=7.8Hz,1H),7.56(d,J=7.2Hz,1H),7.26(m,3H),7.22(m,4H),7.11(m,5H),5.62(d,J=5.4Hz,1H,NCH),4.59(d,J=5.4Hz,1H,NH),3.31(septet,J=7.2Hz,1H,CH),2.74(m,2H),1.79(d,J=7.8Hz,2H),1.64(m,4H),1.54(m,4H),1.32(m,4H),1.08(m,2H),1.03(d,J=6.6Hz,3H,CH3),1.00(m,1H),0.980(d,J=6.6Hz,3H,CH3),0.921(m,3H)ppm。
13C NMR(C6D6):δ23.78,24.45,26.63,27.42,27.54,28.96,34.77,35.08,39.01,67.64,119.99,122.89,124.13,124.80,125.36,125.77,126.08,126.46,126.56,126.71,127.58,128.55,129.35,131.84,134.64,136.94,138.77,141.88,142.24,144.97,146.32,159.28,163.74ppm。
HRMS(EI):m/z计算([M+]C43H48N2)592.3817.实测:592.3819。
(ii)过渡金属化合物的制备
将配体化合物(0.150g,0.253mmol)的甲苯(1.5g)溶液填充到舒伦克烧瓶中,在室温下向其滴加n-BuLi(0.17mL,1.6M己烷溶液,0.27mmol)。搅拌1小时后,向其中加入固体形式的HfCl4(0.0814g,0.254mmol)。将反应混合物在100℃加热并搅拌2小时。冷却后,注入MeMgBr(0.29mL,3.1M乙醚溶液,0.89mmol)并在室温下搅拌过夜。经由真空管线除去挥发性物质后,用甲苯(1.5g)提取产物。通过硅藻土过滤来过滤提取物。经由真空管线除去溶剂,并将残余物在己烷(2mL)中研磨以获得黄色固体(0.128g,63%)。
1H NMR(C6D6):δ8.58(d,J=7.8Hz,1H),8.29(d,J=8.4Hz,1H),7.79(d,J=7.8Hz,1H),7.71(d,J=7.2Hz,1H),7.54(d,J=7.8Hz,1H),7.46(m,1H),7.30(m,2H),7.15(m,3H),7.09(m,3H),6.88(t,J=7.8Hz,1H),6.62(d,J=8.4Hz,1H),6.48(s,1H,NCH),3.39(m,1H),2.92(m,2H),2.15(d,J=13.8Hz,1H),2.10(d,J=13.8Hz,2H),1.80(m,2H),1.65(m,3H),1.29(m,6H),1.17(d,J=7.2Hz,3H,CH3),1.07(m,3H),0.99(s,3H,HfCH3),0.95(m,2H),0.73(d,J=7.2Hz,3H,CH3),0.70(s,3H,HfCH3),0.23(m,1H)ppm。
13C NMR(C6D6):δ23.31,25.04,26.63,26.74,27.70,27.76,27.81,28.29,28.89,35.00,35.66,36.62,37.02,38.13,40.88,62.53,67.00,77.27,119.30,120.30,124.29,125.52,125.60,125.97,126.95,127.06,127.73,129.91,130.00,130.09,130.85,134.36,135.80,140.73,140.89,144.02,145.12,146.31,146.38,146.49,164.46,170.79,206.40ppm。
分析:计算(C45H52HfN2):C,67.61;H,6.56;N,3.50%.实测:C,67.98;H,6.88;N,3.19%。
(2)有机锌化合物的制备
向78ml的二乙醚中加入4-乙烯基苄基氯(15.0g,98.3mmol)和镁金属(2.628g,108.1mmol),并在0℃搅拌1.0小时。然后,进行硅藻土过滤以除去过量添加的镁。将溶解在27ml乙醚中的对甲苯磺酰基-OCH2CH2Cl(19.2g,81.9mmol)滴加到上面制备的4-乙烯基苄基-MgCl格氏试剂中。搅拌过夜,并在硅藻土上进行过滤以除去作为不溶性盐的甲苯磺酸氯化镁(MgCl(OTs))。将滤出的滤饼用70ml己烷洗涤3次,用旋转蒸发器除去溶剂,得到14.2g粗产物。添加叔丁基儿茶酚(43mg,3,000ppm)作为自由基清除剂,并在85℃下在全真空下进行真空蒸馏以获得由下式8-4-1表示的化合物。测定所得化合物的重量,结果收率为81wt%(12.0g),测量1H NMR及13C NMR谱。
[式8-4-1]
1H NMR(C6D6):δ7.20(d,J=8.4Hz,2H),6.88(d,J=8.4Hz,2H),6.61(dd,J=16,9.6Hz,1H,=CH),5.63(d,J=16Hz,1H,=CH2),5.09(d,J=9.6Hz,1H,=CH2),3.04(t,J=6.6Hz,2H,CH2),2.42(t,J=6.6Hz,2H,CH2),1.64(quintet,J=6.6Hz,2H,CH2Cl)ppm。
13C NMR(C6D6):δ32.61,34.12,44.07,113.13,126.74,128.97,135.99,137.11,140.63ppm。
然后,将由此制备的由式8-4-1表示的化合物(4-(3-氯丙基)苯乙烯,10.0g,55.3mmol)溶解在20ml甲苯和7.98g(111mmol)四氢呋喃的混合溶剂中(THF),并在室温下滴加至镁粉(2.02g,83.0mmol)在40ml甲苯中搅拌的悬浮液中。搅拌5.0小时并缓慢产生轻微热后,将反应混合物在硅藻土上过滤以除去添加的过量镁。乙基锌甲氧化物(EtZn(OMe),6.94g,55.3mmol,与格氏试剂相比为1当量)是通过二乙基锌(Et2Zn,6.83g,55.3mmol)和甲醇(1.78g,55.3mmol)在30ml甲苯中在室温下原位反应1.0小时生成的,将其加入到滤液中。然后,加入60ml甲苯,在室温下搅拌1.0小时,并使用高真空管线除去溶剂。然后,添加96g己烷,并在硅藻土上除去作为不溶盐的甲氧基氯化镁(MgCl(OMe))。将滤液储存在-30℃,以沉积由式5-4表示的化合物,其为白色晶体的固体内容物。测量重量,结果收率为56wt%(7.28g),测量1H NMR及13C NMR谱。
[式5-4]
1H NMR(C6D6):δ7.24(d,J=7.8Hz,2H),6.90(d,J=7.8Hz,2H),6.64(dd,J=17,11Hz,1H,=CH),5.66(d,J=17Hz,1H,=CH2),5.11(d,J=11Hz,1H,=CH2),2.43(t,J=7.2Hz,2H,CH2),1.80(quintet,J=7.2Hz,2H,CH2),-0.19(t,J=7.2Hz,2H,CH2Zn)ppm。
13C NMR(C6D6):δ12.66,28.82,40.09,113.15,127.31,129.23,136.05,137.10,142.91ppm。
(3)阴离子聚合引发剂的制备
将n-BuLi(0.14mg,2.2mmol)逐滴添加至五甲基二亚乙基三胺(PMDTA,0.37g,2.2mmol)的1-辛烯(13.0g)溶液中。室温搅拌过夜后,得到戊基烯丙基-Li·(PMDTA)的黄色溶液(0.16mmol-Li/g)。通过1H NMR谱分析等分试样。记录1H NMR谱后,用H2O(或D2O)淬灭C6D6溶液,并使用无水MgSO4短垫从移液管中过滤,并重新记录1H NMR谱。
多嵌段共聚物的制备
制备例1
将parr反应器(3.785L)在120℃下真空干燥2小时。将MMAO(0.6mg,1,000μmol-Al)在甲基环己烷(1,200g)中的溶液注入反应器中作为清除剂。使用加热夹套将得到的混合物在120℃下搅拌1小时,并使用插管除去溶液。
向反应器中填充含有MMAO(1,000μmol-Al)作为清除剂的甲基环己烷(1,200g),并充入1-己烯(832g)作为烯烃单体,然后将温度设定为90℃。加入有机锌化合物(1,800μmol)在甲基环己烷(5g)中的溶液作为链转移剂,以及含有用甲基环己烷中的[(C18H37)2N(H)Me]+[B(C6F5)4]-活化的过渡金属化合物(10μmol-Hf)的甲基环己烷溶液。打开乙烯罐的阀门,将反应器内的压力维持在25巴,同时在90至120℃的范围内进行聚合40分钟。聚合结束后,排出乙烯气体,再次将反应器的温度控制在90℃。
如果温度达到90℃,则添加戊基烯丙基-Li·(PMDTA)(3,100μmol)的甲基环己烷(10g)溶液。在搅拌的同时将温度保持在90℃持续30分钟后,注入苯乙烯(56g)。使用加热夹套将温度控制在90至100℃的范围内。粘度逐渐增加,5小时内达到几乎看不见的状态。取出等分试样用于1H NMR谱分析。根据等分试样的1H NMR分析,证实苯乙烯完全转化。苯乙烯完全转化后,连续注入2-乙基己酸和乙醇。将由此获得的聚合物块在真空烘箱中80℃下干燥过夜。
制备例2至5
除了将反应条件改变为如下表1中所示之外,进行与制备例1中相同的方法。
对比制备例1
Kraton公司的SEBS,G1645(含C2支链),作为对比制备例1。
对比制备例2
除了使用二乙基锌代替式4-4的有机锌化合物并且如下表1中改变制备例1中的反应条件以制备聚合物之外,进行与制备例1中相同的方法。
对比制备例3
将Me3SiCH2Li(2,600μmol,291.4mg)和PMDETA(2,600μmol,537.3mg)与甲基环己烷(20.7g)混合并注入到反应器中,随后搅拌30分钟。将搅拌温度保持在90℃至100℃以制备阴离子聚合引发剂。
除了使用Me3SiCH2Li·(PMDETA)代替戊基烯丙基-Li·(PMDTA)作为阴离子引发剂并且如下表1中改变制备例1中的反应条件以制备多嵌段共聚物之外,进行与制备例1中相同的方法。
对比制备例4
除了使用Oc3Al(2932.8mg,2,000μmol-Al/25wt%己烷溶液)代替MMAO作为清除剂,并且如下表1中改变实施例1中的反应条件来制备多嵌段共聚物之外,进行与制备例1中相同的方法。
[表1]
实验例1
对于制备例和对比制备例的多嵌段共聚物,测量以下物理性质。
(1)乙烯、α-烯烃、苯乙烯含量的测量
通过NMR进行测量。使用Bruker 600MHz AVANCE III HD NMR装置,在ns=16、d1=3s、溶剂=TCE-d2、373K的条件下测量1HNMR,将TCE-d2的溶剂峰校准至6.0 ppm。在1 ppm处确认了1-丙烯的CH3,在0.96 ppm附近确认了1-己烯的丁基支链的CH3相关峰(三重态),并计算了含量。另外,苯乙烯含量是通过6.5至7.5 ppm附近的芳香族峰算出的。
(2)重均分子量(Mw,g/mol)和分子量分布(多分散指数,PDI)
使用凝胶渗透色谱(GPC)分别测量重均分子量(Mw,g/mol)和数均分子量(Mn,g/mol),并将重均分子量除以数均分子量计算分子量分布(多分散指数,PDI)。
-柱:PL Olexis
-溶剂:三氯苯(TCB)
-流速:1.0ml/min
-样本浓度:1.0mg/ml
-进样量:200μl
-柱温:160℃
-检测器:安捷伦高温RI检测器
-标准:聚苯乙烯
-使用Mark-Houwink方程(K=40.8×10-5,α=0.7057)通过通用校准计算分子量。
(3)伸长率(%)和抗拉强度(MPa)
使用制备例和对比制备例的嵌段共聚物基于ASTM D412的拉伸测试方法来制造每个样品,并测量拉伸强度、伸长率和300%模量。
[表2]
树脂组合物的制备
实施例1
向1重量份的制备例1中制备的多嵌段共聚物中加入0.11重量份的熔体指数(230℃,2.16kg)为7g/10min的三元共聚物聚丙烯(RANPELEN SFC7500,乐天化学公司),并使用反应器在二甲苯中进行溶液共混以制备树脂组合物混合物。在这种情况下,进行共混的条件为:温度200℃~230℃、叶轮转速400rpm、共混时间4小时。共混完成后,回收混合物并在100℃的真空烘箱中干燥过夜。
实施例2
除了将制备例1中制备的多嵌段共聚物和高结晶抗冲共聚物聚丙烯的含量分别改变为1重量份和0.053重量份之外,通过与实施例1中相同的方法制备树脂组合物混合物。
实施例3
除了使用制备例2中制备的多嵌段共聚物代替制备例1中制备的多嵌段共聚物之外,通过与实施例1中相同的方法制备树脂组合物混合物。
实施例4
除了使用制备例3中制备的多嵌段共聚物代替制备例1中制备的多嵌段共聚物之外,通过与实施例1中相同的方法制备树脂组合物混合物。
实施例5
除了使用制备例4中制备的多嵌段共聚物代替制备例1中制备的多嵌段共聚物之外,通过与实施例1中相同的方法制备树脂组合物混合物。
实施例6
除了使用制备例5中制备的多嵌段共聚物代替制备例1中制备的多嵌段共聚物之外,通过与实施例1中相同的方法制备树脂组合物混合物。
实验例2
(1)熔体流动速率(MFR)的测量
根据ASTM-D 1238在230℃和2.16kg负载的条件下进行测量。
(2)低温冲击强度的测量
将实施例和对比例的各树脂组合物在6巴的压力下注射到210℃的模具中10秒,并且基于ASTM D256,成型为尺寸为63.5mm×10.16mm×3.2mm的缺口型。对于由此制造的样品,基于ASTM D256,使用Tinius Olsen公司的Izod冲击机模型104悬挂0.944kg载荷的摆锤,并测量低温(0℃)下的冲击强度。低温(0℃)冲击强度是通过以下方法测量的,将制造的样品放入温度设定为0℃的低温室中,将样品在0℃下暴露12小时或更长时间,将样品从低温室中取出,并在3秒内测量冲击强度。
[表3]
参见表3,可以证实,与将对比制备例1至4的多嵌段共聚物与聚丙烯混合而获得的对比例1至4的树脂组合物相比,通过将制备例1至5的多嵌段共聚物与聚丙烯混合而获得的实施例1至6的树脂组合物表现出优异的低温冲击强度。特别地,当将具有相同混合比例(1:0.11的重量比)的聚丙烯和多嵌段共聚物的实施例1、3至6与对比例1至4进行比较时,与对比例1至4相比实施例1和5表现出稍低的熔体指数,但显示出显著优异的低温冲击强度。与对比例1相比,实施例3、4和6具有相似水平的熔体指数并且显示出显著优异的低温冲击强度。对比例2至4显示出比实施例1至6更高的熔体指数,并且判断加工性稍微优异,但低温冲击强度显著劣于实施例1至6,并且评价为通过聚丙烯与多嵌段共聚物的混合相对不足以实现改善聚丙烯的低冲击强度的目的。
相反,当与对比例1至4相比时,在根据本发明实施方式的树脂组合物中,如通过实施例2的结果所证实的,将与实施例1相比一半量的多嵌段共聚物与聚丙烯混合,但仍然可以表现出更高的低温冲击强度,同时实现改善的熔体指数。因此,可以证实,可以实现通过将聚丙烯与多嵌段共聚物混合来改善聚丙烯的低冲击强度的目的,并且通过使用多嵌段共聚物也可以解决树脂组合物的高流动性质劣化的问题。

Claims (14)

1.一种多嵌段共聚物,其包含基于聚苯乙烯的嵌段和基于聚烯烃的嵌段,所述基于聚苯乙烯的嵌段包含源自基于芳香族乙烯基的单体的重复单元,所述基于聚烯烃的嵌段包含源自乙烯的重复单元和源自基于α-烯烃的单体的重复单元,其中,
相对于源自基于α-烯烃的单体的重复单元的支链碳数,通过1HNMR(500MHz,四氯乙烷-d2,TMS标准物质)谱测量的源自基于α-烯烃的单体的重复单元的含量满足7.5wt%至15wt%,并且通过凝胶渗透色谱(GPC)测量的重均分子量为110,000g/mol至300,000g/mol。
2.根据权利要求1所述的多嵌段共聚物,其中,源自基于α-烯烃的单体的重复单元的含量为28wt%至60wt%。
3.根据权利要求1所述的多嵌段共聚物,其中,所述基于α-烯烃的单体是选自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-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-二十碳烯、4,4-二甲基-1-戊烯、4,4-二乙基-1-己烯和3,4-二甲基-1-己烯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的多嵌段共聚物,其中,所述多嵌段共聚物的分子量分布为1.5至3.0。
5.一种树脂组合物,其包含重量比为1:0.01至1:0.25的聚丙烯和多嵌段共聚物,其中
所述多嵌段共聚物包含基于聚苯乙烯的嵌段和基于聚烯烃的嵌段,所述基于聚苯乙烯的嵌段包含源自基于芳香族乙烯基的单体的重复单元,所述基于聚烯烃的嵌段包含源自乙烯的重复单元和源自5个以上碳原子的基于α-烯烃的单体的重复单元,以及
相对于源自基于α-烯烃的单体的重复单元的支链碳数,通过1HNMR(500MHz,四氯乙烷-d2,TMS标准物质)谱测量的源自基于α-烯烃的单体的重复单元的含量满足7.5wt%至15wt%,并且通过凝胶渗透色谱(GPC)测量的重均分子量为110,000g/mol至200,000g/mol。
6.根据权利要求5所述的树脂组合物,其中,以1:0.01至1:0.12的重量比包含所述聚丙烯和所述多嵌段共聚物。
7.根据权利要求5所述的树脂组合物,其中,所述树脂组合物的根据ASTM-D 1238在230℃和2.16kg负荷的条件下测量的熔体流动速率(MFR)为1g/10min至15g/10min。
8.根据权利要求5所述的树脂组合物,其中,所述多嵌段共聚物中源自基于α-烯烃的单体的重复单元的含量为30wt%至60wt%。
9.一种制备根据权利要求1所述的多嵌段共聚物的方法,所述方法包括:
步骤(S1):在包含过渡金属化合物的催化剂组合物存在下使用有机锌化合物作为链转移剂使乙烯和基于α-烯烃的单体反应以制备基于聚烯烃的嵌段;以及
步骤(S2):在阴离子聚合引发剂的存在下使基于芳香族乙烯基的单体与基于聚烯烃的嵌段反应以制备多嵌段共聚物。
10.根据权利要求9所述的制备多嵌段共聚物的方法,其中,所述过渡金属化合物是由式1表示的化合物:
[式1]
在式1中,
M是Ti、Zr或Hf,
R1至R4各自独立地为氢、取代或未取代的1至20个碳原子的烷基、取代或未取代的3至20个碳原子的环烷基、或取代或未取代的6至20个碳原子的芳基,其中它们中相邻的两个或多个可以连接形成环;
R5和R6各自独立地为氢、取代或未取代的1至20个碳原子的烷基、取代或未取代的3至20个碳原子的环烷基、或取代或未取代的6至20个碳原子的芳基,其中所述取代是用1至12个碳原子的烷基进行;
R7各自独立地为取代或未取代的4至20个碳原子的烷基、取代或未取代的4至20个碳原子的环烷基、或取代或未取代的6至20个碳原子的芳基;
n为1至5;以及
Y1和Y2各自独立地为卤素基团、1至20个碳原子的烷基、2至20个碳原子的烯基、2至20个碳原子的炔基、3至20个碳原子的环烷基、6至20个碳原子的芳基、7至20个碳原子的烷基芳基、7至20个碳原子的芳基烷基、5至20个碳原子的杂芳基、1至20个碳原子的烷氧基、取代或未取代的5至20个碳原子的芳基氧基、1至20个碳原子的烷基氨基、5至20个碳原子的芳基氨基、1至20个碳原子的烷基硫基、5至20个碳原子的芳基硫基、1至20个碳原子的烷基甲硅烷基、5至20个碳原子的芳基甲硅烷基、羟基、氨基、巯基、甲硅烷基、氰基或硝基。
11.提供权利要求9所述的制备多嵌段共聚物的方法,其中,所述有机锌化合物由下式5表示:
[式5]
在式5中,
R8和R10各自独立地为单键或1至10个碳原子的亚烷基,R9为1至10个碳原子的亚烷基或-SiR11R12-,并且R11和R12各自独立地为1至10个碳原子的烷基。
12.根据权利要求9所述的制备多嵌段共聚物的方法,其中,所述阴离子聚合引发剂包含含有烯丙基的烷基锂化合物,并且所述烯丙基与锂结合。
13.根据权利要求12所述的制备多嵌段共聚物的方法,其中,所述烷基锂化合物由下式11表示:
[式11]
在式11中,
R13为氢或1至20个碳原子的烃基,并且
Am是由式12表示的基于胺的化合物:
[式12]
在式12中,
R14至R18各自独立地为氢或1至20个碳原子的烃基,并且
a和b各自独立地为0至3的整数,其中a和b不同时为0。
14.一种制备根据权利要求5所述的树脂组合物的方法,包括:
通过以下制备方法制备多嵌段共聚物的步骤,所述制备方法包括:步骤(S1):在包含过渡金属化合物的催化剂组合物的存在下,使用有机锌化合物作为链转移剂使乙烯和基于α-烯烃的单体反应来制备基于聚烯烃的嵌段;以及步骤(S2):在阴离子聚合引发剂的存在下使基于芳香族乙烯基的单体和基于聚烯烃的嵌段反应以制备多嵌段共聚物,以及
将所述多嵌段共聚物与聚丙烯以1:0.01至1:0.25的重量比混合的步骤。
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