CN1395588A - 烯烃嵌段共聚物,其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
具有优良的与金属、极性树脂等的亲和力、抗冲击性、耐擦伤性、耐热性、刚性、抗油性、透明度、防雾性、电绝缘性、击穿电压、施涂性、低温柔韧性、模塑性、环境降解性、流动性和/或分散性的烯烃嵌段共聚物;和该嵌段共聚物的制备方法。该嵌段共聚物用通式(I)表示:PO1-g1-B1(其中PO1是由得自C2-20烯烃的重复单元组成的链段;g1是酯、醚、酰胺、酰亚胺、氨基甲酸酯、脲、甲硅烷基醚或羰基键;和B1是含不饱和烃或杂原子的链段)。
Description
技术领域
本发明涉及烯烃嵌段共聚物,其制备方法,和该共聚物的用途。更具体地说,本发明涉及具有含聚烯烃链段和官能链段的特殊结构的烯烃嵌段共聚物,这种共聚物的制备方法和其用途。
相关的背景技术
聚烯烃由于其优良的加工性能、耐化学性、电性能和机械性能而制成用于各种用途的挤塑制品、注塑制品、吹塑制品、薄膜或片材。
然而,聚烯烃与各种极性基材如金属的亲和力差,所以难以粘合到极性基材或与极性树脂共混,因为它们的分子中没有极性基团,换句话说,它们是一种非极性树脂。聚烯烃的模塑制品具有疏水表面,因此在诸如要求防雾和抗静电性的应用场合需要与低分子量表面活性剂配混。这有时会引起诸如表面被表面活性剂的渗出而受到污染等问题。
目前预计聚烯烃有各种性能。例如,要求聚烯烃具有优良的耐热性,对软质聚氯乙烯则要求有软的质地。
曾尝试过各种方法来改进聚烯烃的性能。这些方法的例子包括调节单体的种类和摩尔比,改变单体的排列,例如无规或嵌段方式,和用极性单体接枝共聚合聚烯烃。
当用极性单体接枝共聚合聚烯烃时,通常采用这样一种方法,即在自由基引发剂存在下将聚烯烃与可自由基聚合的单体进行反应。这种方法获得的接枝共聚物通常包含可自由基聚合单体的均聚物和未反应的聚烯烃,所以接枝结构是不均匀的。另外,接枝聚合包括聚合物链的交联反应和分解反应,所以聚烯烃的性能在许多情况下变化很大。
国际申请No.WO98/02472涉及在不包括交联和分解反应的情况下合成聚烯烃和极性聚合物的嵌段聚合物的方法,它披露了这样一种方法,即将硼化合物加到在端部含有不饱和键的聚烯烃中,被氧所氧化,形成用于自由基聚合的活性物质,随后进行自由基聚合。
在已有技术的基础上,本发明人进行了认真的研究,他们发现包含聚烯烃链段和官能链段的特殊的嵌段共聚物能解决上述问题,并且还发现了制备这种嵌段共聚物的方法。
关于制备包含两种不同聚合物链段的嵌段(共)聚合物的方法,JP-A-60(1985)/252614、JP-A-60(1985)/252623、JP-A-5(1993)/503546、JP-A-8(1996)/92338和JP-A-9(1997)/87343披露了包括活性聚合的方法。JP-A-60(1985)/252614披露了采用活性聚合来制备包含聚烯烃链段和聚甲基丙烯酸酯链段的嵌段共聚物的方法。该包括活性聚合的方法在每个催化剂活性点上仅产生一种聚合物,聚烯烃的分子量分布(Mw/Mn)约为1。在每一个催化剂活性点上获得更多的聚合物,这从成本来看是更好的。从对聚合物进行模塑和加工的角度来看,聚烯烃链段的分子量分布(Mw/Mn)较好是大的。
在制备包含聚烯烃链段和聚甲基丙烯酸酯链段的嵌段共聚物时,国际申请No.WO98/02472披露了经自由基聚合来制备聚甲基丙烯酸酯链段的方法。然而,这种方法有一个问题,即聚甲基丙烯酸酯的聚合,尤其是立构规整性和共聚合性难以控制,因为甲基丙烯酸酯是可自由基聚合的。
在已有技术的基础上,本发明人进行了认真的研究,并成功地将特定聚烯烃的末端转变成特定的基团,并在端部含特定基团的聚烯烃存在下使(甲基)丙烯酸酯进行阴离子聚合。他们还发现,与自由基聚合相比,阴离子聚合中的聚合性可更容易地得到控制,并且聚(甲基)丙烯酸酯的立构规整性和共聚合性也能得到控制。
另外,发明人还发现包含聚烯烃链段和官能链段的嵌段共聚物对许多应用都是理想的,例如粘结;模塑制品如建筑和土木工程材料、汽车内外部件、汽油箱、电气和电子部件、医用和卫生产品、混杂模塑制品、环境可降解树脂的模塑制品、薄膜和片材;改性剂和分散体。
包含基础聚合物如乙烯/乙酸乙烯酯共聚物或苯乙烯嵌段共聚物和增粘剂树脂的组合物通常用作热熔粘合剂。然而,这种树脂不能充分地与增粘剂树脂相容,这在某些情况下会使粘合性变差。而且商业上要求热熔粘合剂具有优良的耐热粘合性和耐热蠕变特征。在已有技术的基础上,本发明人进行了认真的研究,结果发现,包含聚烯烃链段和官能链段的嵌段共聚物以及包含所述共聚物和增粘剂树脂的组合物具有优良的耐热粘合性和耐热蠕变特征。
各种合成树脂如聚烯烃曾用作建筑和土木工程所用的模塑制品的材料如地面覆盖物、片材、垫圈、密封剂和沥青改性剂。要求地面覆盖物具有抗冲击性和耐擦伤性。要求片材是柔韧的并且能抗针孔和穿刺。要求垫圈和密封剂具有柔韧性。要求沥青改性剂具有耐热性并且与沥青是相容的。本发明人对能满足上述要求的建筑和土木工程所用的模塑制品进行了认真的研究,结果发现,用于建筑和土木工程的模塑制品若包含含聚烯烃链段和官能链段的嵌段共聚物或包含含所述共聚物的烯烃聚合物组合物则能满足上述要求。
曾将热塑性树脂如聚烯烃、聚酯、聚酰胺和聚缩醛制成注塑制品、吹塑制品、薄膜或片材而用于许多用途,因为它们具有优良的加工性能、耐化学品性、电性能和机械性能。然而,热塑性树脂的视用途而定的诸如透明度、刚性、抗冲击性和模塑性的综合性能有时是不够的。为了使包含这种热塑性树脂的模塑制品在诸如透明度、耐热性、抗冲击性和模塑性的综合性能上得到改进,已知有一种将热塑性树脂与改性剂如乙烯/α-烯烃共聚物共混制备组合物的方法。然而,与常规改性剂共混的热塑性树脂在刚性、表面硬度和抗冲击性的综合性能上有时是不能令人满意的。因此,汽车内外部件和汽油箱希望其中所用的树脂或树脂组合物具有优良的刚性、抗冲击性、耐油性和耐热性。在已有技术的基础上,本发明人进行了认真的研究,结果发现,汽车内外部件和汽油箱若包含含聚烯烃链段和官能链段的嵌段共聚物或包含含所述共聚物的组合物则能满足上述要求。
各种合成树脂如聚烯烃通常用作电气和电子部件的材料如线材包覆材料、电冰箱等所用的垫圈、光学材料如光盘基底、磁性记录材料、磁性记录粘合剂、用于塑料磁铁的粘合剂、吸水密封剂、固体聚电解质、电磁波屏蔽和用于电气和电子部件的外壳。要求线材包覆材料具有长期的电绝缘稳定性、阻燃性、高速的可挤出性和高的击穿电压。要求用于家用电器的垫圈具有外形可挤出性(profile extrudability)、发泡模塑性、小的压缩收缩性和柔韧性。要求光学材料具有透明度、机械强度和耐热性。要求磁性记录材料具有磁-光响应性。要求磁性记录粘合剂具有装填能力(fillability)和小的磁致伸缩。要求固体聚电解质具有低的吸水性、高的离子传导性和化学稳定性。要求电磁波屏蔽具有长期的耐候性并能抑制屏蔽性能变差。本发明人对满足这种要求的电气和电子部件进行了认真的研究,结果发现,电气和电子部件若使用含聚烯烃链段和官能链段的嵌段共聚物或使用含所述共聚物的组合物则能满足上述要求。
许多聚合物材料用于医用和卫生产品。例如,非织造织物,其代表是纺粘非织造织物用于各种用途,按用途不同要求其具有改进的性能。尤其是,要求用于如纸尿布的打褶、卫生产品部分如妇女卫生巾和压缩基片的非织造织物具有耐水性和优良的水蒸气渗透性。视它们所施加到的地方不同,还要求非织造织物具有优良的拉伸性能。另外,能经受工业制造中的模塑过程的合适强度也是需要的。使聚合物材料带电的驻极体能在产生电场时半永久性地保持电荷。在电场的庇护下,驻极体用于医用和卫生用途如绷带和粘合剂石膏,并用于吸收空气中的灰尘。聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯尽管通常已知是用作驻极体材料的聚合物,但它们仍然有模塑性差的问题。曾提出过一种制备驻极体的方法,其中将聚乙烯与少量的已与不饱和羧酸接枝共聚合的改性聚乙烯配混,以改进电荷性能,从而释放电荷。这种方法仅达到低的电荷性能,并且制成的驻极体在其效果和耐用性上有待改进。本发明人对能满足上述要求或解决问题的医用和卫生产品进行了认真的研究,结果发现,医用和卫生产品若使用含聚烯烃链段和官能链段的嵌段共聚物或使用含所述共聚物的组合物则能满足上述要求。
热塑性树脂如聚烯烃、聚酯、聚酰胺和聚缩醛视其作为需要良好设计的各种物品的用途在诸如抗冲击性、耐擦伤性、印刷性、涂覆性、低温柔韧性和模塑性的综合性能上通常是不够的。为了改进包含热塑性树脂的模塑制品的诸如抗冲击性和模塑性的综合性能,已知有这样一种方法,即将热塑性树脂与改性剂如乙烯/α-烯烃共聚物共混制得一组合物。然而,常规的改性剂在某些情况下在改性视用途而定的刚性、表面硬度和抗冲击性的综合性能上是不能令人满意的。本发明人对满足上述要求的混杂模塑制品进行了认真的研究,结果发现,包含含聚烯烃链段和官能链段的嵌段共聚物或含所述共聚物的组合物的混杂模塑制品在抗冲击性、耐热性、耐擦伤性、透明度、涂覆性、印刷性、粘合性和低温柔韧性的任何性能组合上都是优良的。
诸如聚烯烃、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酯和聚酰胺之类的树脂是化学稳定的,一旦将它们加以处置就会半永久性地留在自然环境中,从而引起垃圾问题如危害自然风景。业已开发了由于生物新陈代谢而可环境降解的树脂来解决这种问题。这种树脂的例子包括脂族聚酯如聚乳酸、聚甘醇酸(polyglycol acid)、聚-β-羟基丁酸、聚-ε-己内酯、聚琥珀酸丁二醇酯和聚琥珀酸乙二醇酯;聚乙烯醇和聚乙二醇。其中,脂族聚酯由于如其模塑性而在实践中得到应用。然而,对于实践应用来说,这些树脂在耐热性和机械强度等上是不够的。例如,聚乳酸的缺点在于由于其结晶速率低而难以达到耐热性,并且由于其韧性差估计不能用作需要实用强度的容器。而且,聚-ε-己内酯的熔点低,所以它是不实用的,尽管其抗冲击性高。本发明人在已有技术的基础上进行了认真的研究,结果发现,含聚烯烃链段和官能链段的嵌段共聚物和含所述共聚物的组合物能制成具有优良的实用性能如耐热性和抗冲击性的可环境降解的树脂模塑制品。
尽管聚烯烃的模塑性优良并且其模塑制品具有耐热性,但这种模塑制品的缺点在于,当用作包装材料时,其中的内含物会被擦刮或者看上去不如其实际的美观,这是因为聚烯烃的柔韧性差并且透明度低。因此,曾采取下述方法试图改进了聚烯烃的柔韧性和透明度,例如将柔软组合物如硫化橡胶层压到多层塑料容器的外表面上,或者将乙酸乙烯酯树脂层压到多层容器的外表面上。然而,上述方法不能达到充分的性能,视模塑制品的用途,需要上述方法来达到改进的防雾性、粘性等。本发明人在已有技术的基础上进行了认真的研究,结果发现,薄膜和片材若包含含聚烯烃链段和官能链段的嵌段共聚物或包含含所述共聚物的组合物则具有优良的柔韧性、透明度、粘性、防雾性和耐热性的任何组合。
热塑性树脂如聚烯烃、聚酯、聚酰胺和聚缩醛在视用途而定的诸如透明度、刚性、抗冲击性和模塑性的综合性能上有时是不够的。为了改进包含热塑性树脂的模塑制品的诸如透明度、耐热性、抗冲击性和模塑性的综合性能,已知有这样一种方法,即将热塑性树脂与诸如乙烯/α-烯烃共聚物的改性剂共混制成一组合物。然而,常规的改性剂会产生这样一个问题,即所得的模塑制品在某些情况下在视用途而定的刚性、表面硬度和抗冲击性的综合性能上是不能令人满意的。烯烃橡胶如乙烯/丙烯橡胶或乙烯/丙烯/非共轭二烯橡胶与天然橡胶(NR)或二烯橡胶如苯乙烯/丁二烯橡胶(SBR)的共混物可以改进天然橡胶或二烯橡胶的耐候性和耐热性。然而,它们的相容性如此地差,以致于共交联性不够,从而使改性的效果不充分。对各种用途,采用铸塑等方法来加工热固性树脂如酚醛树脂、环氧树脂、脲树脂和蜜胺树脂,这是因为其优良的耐热性、耐化学性、机械特性和电特性。然而,这些树脂在模塑性和抗冲击性等的综合性能上是不够的。因此,希望开发一种改性剂,此种改性剂能改进热固性树脂的模塑性和抗冲击性。润滑油通常包含粘度指数改性剂,以使操作不受任何低温或高温的影响。润滑油还可以包含如耐磨剂、极压试剂、抗氧化剂、腐蚀抑制剂、洗涤剂-分散剂或乳化剂,用于改进润滑油在苛刻条件下的性能。这些添加剂包含如此大量的极性基团,以致于其与基油如烃基油的相容性变差。本发明人在已有技术的基础上进行了认真的研究,结果发现,改性剂若包含含聚烯烃链段和官能链段的嵌段共聚物或包含含所述共聚物的组合物则具有能改进抗冲击性、耐热性、耐候性、耐擦伤性、透明度、涂覆性、粘合性、低温柔韧性、流动性和分散性中任何性能的优良性能。
聚烯烃如聚丙烯和聚乙烯在视用途而定的耐热性、刚性和强度上往往是不够的。在这种情况下,用填料如滑石和玻璃纤维来增强聚烯烃。然而,聚烯烃的极性低,相反,大部分填料都具有极性。因此,填料不能充分地分散在聚烯烃中,并且填料和聚烯烃界面上的粘合性也低。这往往会产生一个问题,即不能完全达到用填料进行增强的效果。这样,在熔融配混时在其中加入硅烷偶联剂或钛酸盐偶联剂,或者用高级脂肪酸等处理填料的表面,尽管这并不能产生令人满意的效果。另外,试图获得这样一种复合材料,其中有机聚合物材料插在构成页硅酸盐的硅酸盐层之间。例如,用氨基酸或尼龙盐处理页硅酸盐,在其中加入单体并聚合,这样就获得了一种粘土矿/聚酰胺树脂组合物(cf.JP-B-58(1983)/35211和JP-B-58(1983)/35542)。或者,在构成页硅酸盐的硅酸盐层中加入含聚酰胺的树脂,所述硅酸盐层的厚度为7-12_并且层间距离至少为30_,这样就获得了一种其中的一部分聚酰胺聚合物链离子键合到硅酸盐层上的复合材料,在JP-A-62(1987)/74957中将其报道为其中的一部分聚酰胺聚合物链离子键合到硅酸盐层上的复合材料。另一方面,关于聚烯烃,现在考虑使用页硅酸盐作为填料,通过下述方法将其细小地分散,即熔融捏合用烷基胺溶胀剂处理过的页硅酸盐和改性的聚烯烃以及聚烯烃。然而,这种方法不能产生充分的增强效果。本发明人在已有技术的基础上进行了认真的研究,结果发现,含聚烯烃链段和官能链段的嵌段共聚物和含所述共聚物的组合物能产生改进增强和分散性的优良效果。
诸如乙烯(共)聚合物和丙烯(共)聚合物的聚烯烃与其它树脂和金属的亲和力差。因此,难以将聚烯烃粘合到其它部件上。这样,研究了各种粘合剂以将聚烯烃粘合到其它树脂和金属上。这些粘合剂较好是水性的,以确保操作环境。通常已知离聚物树脂的水性树脂分散体作为粘合聚乙烯的水性树脂分散体。然而,这些分散体不具有足够的粘合性。近年来,在日益关注环境问题的背景下,在使用上由聚氯乙烯(PVC)转换成聚烯烃,同时聚乙烯等的使用频率提高。因此,非常需要具有优良粘合性的能粘合聚烯烃的粘合剂。本发明人在已有技术的基础上进行了认真的研究,结果发现,含聚烯烃链段和官能链段的嵌段共聚物和含所述共聚物的组合物能制得在水性介质中具有优良分散性并对聚烯烃、金属和极性树脂具有高粘合性的水性分散体。
在如JP-A-63(1988)/12651中披露了一种改性聚烯烃的树脂分散体作为含分散体的粘合剂,在其中聚烯烃分散在有机介质中,并且它用于将聚丙烯粘合到金属如铝上。然而,改性聚烯烃在有机介质中的分散性不够,这样会产生一个问题,即在某些情况下的长期贮藏过程中分散体以凝胶状态聚结。本发明人在已有技术的基础上进行了认真的研究,结果发现,含聚烯烃链段和官能链段的嵌段共聚物和含所述共聚物的组合物能制得这样一种有机介质分散体,它在有机介质中具有良好的分散性和分散稳定性并对聚烯烃、金属和极性树脂具有高的粘合性。
发明的概述
烯烃嵌段共聚物(A-1)用式(I)表示:
PO1-g1-B1 ...(I)其中PO1是由得自含2-20个碳原子的烯烃的重复单元组成的链段,g1是酯、醚、酰胺、酰亚胺、氨基甲酸酯、脲、甲硅烷基醚或羰基键,和B1是包含不饱和烃或杂原子的链段。
烯烃嵌段共聚物(A-1)的例子包括烯烃嵌段共聚物(A-11),其中式(I)的PO1链段是将选自支链烯烃、环烯烃、共轭二烯和非共轭多烯中至少一种单体任选地与选自含2-20个碳原子的线型α-烯烃中至少一种α-烯烃经聚合获得的聚烯烃链段;和烯烃嵌段共聚物(A-12),其中PO1链段是含长支链的聚烯烃链段,它是将选自含2-20个碳原子的烯烃中至少一种烯烃经聚合获得的。
关于烯烃嵌段共聚物(A-11),较好是下述这些情况,即PO1链段是重均分子量为2000或更大的聚烯烃链段,它是将选自支链烯烃、环烯烃、共轭二烯和非共轭多烯中至少一种单体任选地与选自含2-20个碳原子的线型α-烯烃中至少一种α-烯烃经聚合制得的;g1键是醚、酯或酰胺键;和B1链段是重均分子量为500或更大的官能链段,它是经自由基聚合或开环聚合制得的。
关于烯烃嵌段共聚物(A-12),较好是下述这些情况,即PO1链段是含长支链并且重均分子量为2000或更大的聚烯烃链段,它是将至少一种含2-20个碳原子的烯烃经聚合制得的;g1键是醚、酯或酰胺键;和B1链段是重均分子量为500或更大的官能链段,它是经自由基聚合或开环聚合制得的。
烯烃嵌段共聚物(A-1)的例子还包括烯烃嵌段共聚物(A-13),其中式(I)的PO1链段的重均分子量小于2000。
关于烯烃嵌段共聚物(A-13),较好是下述这些情况,即PO1链段是重均分子量小于2000的聚烯烃链段,它包含得自含2-20个碳原子的烯烃的重复单元;g1键是醚、酯或酰胺键;和B1链段是官能链段,它是经自由基聚合或开环聚合制得的。
烯烃嵌段共聚物(A-13)的PO1链段是将选自含2-20个碳原子的烯烃中至少一种烯烃经配位阴离子聚合或共聚合制得的。PO1链段较好是将选自含2-20个碳原子的线型或支链α-烯烃中至少一种α-烯烃经聚合或共聚合制得的。PO1链段的分子量分布(Mw/Mn)较好不大于2.5。B1链段较好是将至少一种可自由基聚合的单体经自由基聚合制得。可自由基聚合的单体的例子包括不饱和羧酸、其衍生物、芳族乙烯基化合物、含羟基的烯键式不饱和化合物、含氮的烯键式不饱和化合物、含环氧基的烯键式不饱和化合物、乙烯基酯化合物和氯乙烯。B1链段例如将至少一种环状单体经开环聚合制得。环状单体的例子包括内酯、内酰胺、2-噁唑啉和环醚。
烯烃嵌段共聚物(A-1)的例子还包括烯烃嵌段共聚物(A-14),其中式(I)的B1链段的重均分子量小于500。
关于烯烃嵌段共聚物(A-14),较好是下述这些情况,即PO1链段是包含得自含2-20个碳原子的烯烃的重复单元的聚烯烃链段;g1键是醚、酯或酰胺键;和B1链段是重均分子量小于500的官能链段,它是经自由基聚合或开环聚合制得的。PO1链段较好是将选自含2-20个碳原子的烯烃中至少一种烯烃经配位阴离子聚合或共聚合制得的。PO1链段较好是将选自含2-20个碳原子的线型或支链α-烯烃中至少一种α-烯烃经聚合或共聚合制得的。B1链段较好是将至少一种可自由基聚合的单体经自由基聚合制得。可自由基聚合的单体的例子包括不饱和羧酸、其衍生物、芳族乙烯基化合物、含羟基的烯键式不饱和化合物、含氮的烯键式不饱和化合物、含环氧基的烯键式不饱和化合物、乙烯基酯化合物和氯乙烯。B1链段例如将至少一种环状单体经开环聚合制得。环状单体的例子包括内酯、内酰胺、2-噁唑啉和环醚。
烯烃嵌段共聚物(A-1)的例子还包括其中的g1键是醚、酯或酰胺键并且B1链段经链式聚合制得的式(I)烯烃嵌段共聚物。
烯烃嵌段共聚物(A-2)用式(II)表示:
PO2-f2-R2-(X2)n-h2 ...(II)其中PO2是由得自含2-20个碳原子的烯烃的重复单元组成的聚烯烃链段,f2是醚、酯或酰胺键,R2是经链式聚合制得的官能链段,X2是酯、醚、酰胺、酰亚胺、氨基甲酸酯、脲、甲硅烷基醚或羰基键,h2是选自氨基、卤原子、异氰酸酯基、醛基、羟基、羧基、酸酐基、硅烷醇基、磺酸基和环氧基的极性基团,n为0或1。
链式聚合的例子包括自由基聚合、开环聚合和离子聚合。
关于烯烃嵌段共聚物(A-2),较好是下述这些情况,即h2极性基团是氨基、卤原子、异氰酸酯基、醛基或羧基,并且n是0;h2极性基团是卤原子、异氰酸酯基或醛基,并且n是0;R2链段是分子量小于500的官能链段;n为1。R2链段较好是经自由基聚合或开环聚合制得的官能链段。
烯烃嵌段共聚物(A-2)的例子包括烯烃嵌段共聚物(A-21),其中式(II)的PO2链段的重均分子量小于2000。
烯烃嵌段共聚物(A-21)的PO2链段是将选自含2-20个碳原子的烯烃中至少一种烯烃经配位阴离子聚合或共聚合制得的。PO2链段较好是将选自含2-20个碳原子的线型或支链α-烯烃中至少一种α-烯烃经聚合或共聚合制得的。PO2链段的分子量分布(Mw/Mn)较好不大于2.5。R2链段较好是将至少一种可自由基聚合的单体经自由基聚合制得。可自由基聚合的单体的例子包括不饱和羧酸、其衍生物、芳族乙烯基化合物、含羟基的烯键式不饱和化合物、含氮的烯键式不饱和化合物、含环氧基的烯键式不饱和化合物、乙烯基酯化合物和氯乙烯。R2链段例如将至少一种环状单体经开环聚合制得。环状单体的例子包括内酯、内酰胺、2-噁唑啉和环醚。
制备烯烃嵌段共聚物(A-2)的方法包括下述步骤:
进行可链式聚合的单体的链式聚合,其办法是在一端的端部与第13族元素键合的聚烯烃存在下产生链式聚合的活性部位,从而制得在端部含有链式聚合的活性部位的烯烃嵌段共聚物(A-2b),它可用式(IIb)来表示:
PO2-f2-R2-O-Z ...(IIb)其中PO2、f2和R2的含义与式(II)中给出的相同,Z是链式聚合的活性部位;然后
用含氧、氮、硅或卤原子的官能团取代烯烃嵌段共聚物(A-2b)的链式聚合活性部位,任选地使在端部含有含氧、氮、硅或卤原子的官能团的烯烃嵌段共聚物与在其分子中含有至少两个能与上述官能团反应的官能团的化合物反应,制得烯烃嵌段共聚物(A-2)。
在一端的端部与第13族元素键合的聚烯烃存在下产生链式聚合的活性部位的方法的例子包括将在一端的端部与硼键合的聚烯烃与氧接触,产生自由基聚合的活性部位的方法;将在一端的端部与铝键合的聚烯烃与氧接触,产生开环聚合的活性部位的方法;将在一端的端部与铝键合的聚烯烃与氧接触,进行醇解,而后与诸如氯化亚正膦基氨基鏻之类的有机磷化合物接触,产生开环聚合或阴离子聚合的活性部位的方法;和将在一端的端部与铝键合的聚烯烃与氧接触,进行醇解,而后与诸如丁基锂之类的有机锂化合物接触,产生阴离子聚合的活性部位的方法。
可链式聚合的单体的例子包括可自由基聚合的单体、可开环聚合的单体和可离子聚合的单体。
链式聚合的活性部位的例子包括自由基聚合、开环聚合和离子聚合的活性部位。
在式(IIb)中,Z是用-O-M2表示的包含氧-第13族元素的连接的基团(其中O是氧原子,M2是第13族元素)。
烯烃嵌段共聚物(A-3)用式(III)表示:
PO3-g3-F3 ...(III)其中PO3是由得自含2-20个碳原子的烯烃的重复单元组成的聚烯烃链段,g3是酯、醚、酰胺、酰亚胺、氨基甲酸酯、脲、甲硅烷基醚或羰基键,和F3是包含不饱和烃或杂原子的极性链段,它是经缩合反应、离子反应或加成反应制成的。
关于烯烃嵌段共聚物(A-3),较好是下述这些情况,即g3键是脲、甲硅烷基醚或羰基键;g3键是醚、酯、酰胺、酰亚胺或氨基甲酸酯键;F3链段中单体单元的连接结构是以单体单元的中心为对称的;F3是将两性电解质单体经缩合反应、离子反应或加成反应获得的;F3链段包含含脂族环或芳族环的单体单元;PO3链段的分子量分布(Mw/Mn)不大于2.5。
制备烯烃嵌段共聚物(A-3)的方法包括下述步骤:
用含氧、氮、硅或卤原子的官能团取代在一端的端部与第13族元素键合的聚烯烃中的末端第13族元素,制备在端部含有官能团的聚烯烃,然后
使在端部含有官能团的聚烯烃与在端部含有能与上述末端官能团反应的官能团的极性聚合物反应,制得烯烃嵌段共聚物(A-3)。
烯烃嵌段共聚物(A-4)用式(IV)表示:
PO4-g4-F4-g14-PO14 ...(IV)其中PO4和PO14可以相同或不同,它们分别是由得自含2-20个碳原子的烯烃的重复单元组成的聚烯烃链段,g4和g14可以相同或不同,它们分别是酯、醚、酰胺、酰亚胺、氨基甲酸酯、脲、甲硅烷基醚或羰基键,和F4是包含不饱和烃或杂原子的极性链段,它是经缩合反应、离子反应或加成反应制成的。
关于烯烃嵌段共聚物(A-4),较好是下述这些情况,即g4键和g14键分别是脲、甲硅烷基醚或羰基键;g4键和g14键分别是醚、酯、酰胺、酰亚胺或氨基甲酸酯键;F4链段中单体单元的连接结构是以单体单元的中心为对称的;F4链段是将两性电解质单体经缩合反应、离子反应或加成反应制得的;F4链段包含含脂族环或芳族环的单体单元;PO4链段和PO14链段的分子量分布(Mw/Mn)分别为不大于2.5。
制备烯烃嵌段共聚物(A-4)的方法包括下述步骤:
用含氧、氮、硅或卤原子的官能团取代在一端的端部与第13族元素键合的聚烯烃中的末端第13族元素,制备在端部含有官能团的聚烯烃,然后
使在端部含有官能团的聚烯烃与在两端的端部含有能与上述末端官能团反应的官能团的极性聚合物反应,制得烯烃嵌段共聚物(A-4)。
烯烃嵌段共聚物(A-5)用式(V)表示:
POB5-g5-F5 ...(V)其中POB5是得自烯烃嵌段共聚物(A-2)的二嵌段链段,g5是酯、醚、酰胺、酰亚胺、氨基甲酸酯、脲、甲硅烷基醚或羰基键,和F5是包含不饱和烃或杂原子的极性链段,它是经缩合反应、离子反应或加成反应制成的。
制备烯烃嵌段共聚物(A-5)的方法包括下述步骤:
经制备烯烃嵌段共聚物(A-2)的方法制备式(II)烯烃嵌段共聚物(A-2),
PO2-f2-R2-(X2)n-h2 ...(II)其中PO2、f2、R2、X2、h2和n的含义分别与式(II)中的相同,然后,
使式(II)烯烃嵌段共聚物(A-2)与在-端的端部含有能与共聚物(A-2)的末端h2官能团反应的官能团的极性聚合物反应,制得烯烃嵌段共聚物(A-5)。
烯烃嵌段共聚物(A-6)用式(VI)表示:
POB6-g6-F6-g16-POB16 ...(VI)其中POB6和POB16可以相同或不同,它们分别是得自烯烃嵌段共聚物(A-2)的二嵌段链段,g6和g16可以相同或不同,它们分别是酯、醚、酰胺、酰亚胺、氨基甲酸酯、脲、甲硅烷基醚或羰基键,和F6是由烃组成的极性链段或包含不饱和烃或杂原子的极性链段,它是经缩合反应、离子反应或加成反应制成的。
关于烯烃嵌段共聚物(A-6),较好是下述这样的情况,即F6链段是包含不饱和烃或杂原子的极性链段,它是经缩合反应、离子反应或加成反应制成的。
制备烯烃嵌段共聚物(A-6)的方法包括下述步骤:
经制备烯烃嵌段共聚物(A-2)的方法制备式(II)烯烃嵌段共聚物(A-2),
PO2-f2-R2-(X2)n-h2 ...(II)其中PO2、f2、R2、X2、h2和n的含义分别与式(II)中的相同,然后,
使式(II)烯烃嵌段共聚物(A-2)与在两端的端部含有能与共聚物(A-2)的末端h2官能团反应的官能团的极性聚合物反应,制得烯烃嵌段共聚物(A-6)。
烯烃嵌段共聚物(A-7)用式(VII)表示:
(POB7 i-g7 i-)k-G7 ...(VII)
其中POB7 i可以相同或不同,它们分别是得自烯烃嵌段共聚物(A-2)的二嵌段链段或得自烯烃嵌段共聚物(A-3)的二嵌段链段,g7 i键可以相同或不同,它们分别是酯、醚、酰胺、酰亚胺、氨基甲酸酯、脲、甲硅烷基醚或羰基键,和G7键基是包含不饱和烃或杂原子的多价基团,i是1-5的整数,k是2-500的整数。
制备烯烃嵌段共聚物(A-7)的方法包括下述步骤:
经制备烯烃嵌段共聚物(A-2)的方法制备式(II)烯烃嵌段共聚物(A-2),
PO2-f2-R2-(X2)n-h2 ...(II)其中PO2、f2、R2、X2、h2和n的含义分别与式(II)中的相同,然后,
使式(II)烯烃嵌段共聚物(A-2)与多官能化合物或多官能聚合物反应,制得烯烃嵌段共聚物(A-7)。
制备烯烃嵌段共聚物(A-7)的方法还包括下述步骤:
经制备烯烃嵌段共聚物(A-3)的方法制备式(III)烯烃嵌段共聚物(A-3),
PO3-g3-F3 ...(III)其中PO3、g3和F3的含义分别与式(III)中的相同,然后
使式(III)烯烃嵌段共聚物(A-3)与多官能化合物或多官能聚合物反应,制得烯烃嵌段共聚物(A-7)。
制备烯烃嵌段共聚物(A-7)的其它方法包括下述步骤:
经制备烯烃嵌段共聚物(A-2)的方法制备式(II)烯烃嵌段共聚物(A-2),
PO2-f2-R2-(X2)n-h2 ...(II)其中PO2、f2、R2、X2、h2和n的含义分别与式(II)中的相同,
经制备烯烃嵌段共聚物(A-3)的方法制备式(III)烯烃嵌段共聚物(A-3),
PO3-g3-F3 ...(III)其中PO3、g3和F3的含义分别与式(III)中的相同,然后
使式(II)烯烃嵌段共聚物(A-2)和式(III)烯烃嵌段共聚物(A-3)与多官能化合物或多官能聚合物反应,制得烯烃嵌段共聚物(A-7)。
制备烯烃嵌段共聚物(A-8)的方法包括下述步骤:
使在端部含有羟基的聚烯烃与有机锂化合物或有机磷化合物反应,制备在端部含有锂的聚烯烃,它可用式(VIII)表示:
PO8-O-LP ...(VIII)其中PO8是重均分子量为1,000-10,000,000的聚烯烃链段,LP是含锂或磷的基团,然后
在端部含有含锂或磷基团的聚烯烃存在下使(甲基)丙烯酸酯经阴离子聚合,制得包含聚烯烃链段和聚(甲基)丙烯酸酯链段的烯烃嵌段共聚物。
式(VIII)聚烯烃的分子量分布(Mw/Mn)较好至少为2。在本发明中,较好是聚(甲基)丙烯酸酯链段具有立构规整性,并且聚(甲基)丙烯酸酯链段是将至少两种(甲基)丙烯酸酯经共聚合制得的。
用于粘合的树脂包含烯烃嵌段共聚物(A-1)。
关于用于粘合的树脂,较好是用式(I)表示的烯烃嵌段共聚物(A-1)的B1链段的重均分子量小于500。
用于粘合的树脂的例子包括热熔粘合剂。
本发明的热熔粘合剂组合物包含10-90重量份的烯烃嵌段共聚物(A-1)和90-10重量份的增粘剂树脂(B),上述各量均以烯烃嵌段共聚物(A-1)和增粘剂树脂(B)的总量为100重量份计。
模塑制品包含烯烃嵌段共聚物(A-1)或含烯烃嵌段共聚物(A-1)和除了共聚物(A-1)外的热塑性树脂(C)的烯烃聚合物组合物(D)。
模塑制品的例子包括建筑和土木工程、汽车内外部件、汽油箱、电气和电子部件、医用和卫生模塑制品、混杂模塑制品、环境可降解树脂的模塑制品、薄膜或片材和具有多层结构的片材或薄膜所用的模塑制品。
本发明的改性剂包含烯烃嵌段共聚物(A-1)。
改性剂的例子包括用于树脂、橡胶、润滑油、蜡、水泥以及油墨和油漆的改性剂;以及用于改进填料分散性的改性剂。
本发明含填料的树脂组合物包含烯烃嵌段共聚物(A-1)和填料。
制备含填料的树脂组合物的方法包括下述步骤:
将含2-20个碳原子的烯烃进行聚合或共聚合,和
在经上述聚合获得的聚烯烃和填料存在下,将诸如可自由基聚合的单体、可开环聚合的单体或可离子聚合的单体的可链式聚合的单体进行聚合或共聚合。
本发明的分散体可通过将烯烃嵌段共聚物(A-1)或含烯烃嵌段共聚物(A-1)和除了共聚物(A-1)外的热塑性树脂(C)的烯烃聚合物组合物(D)分散在液相中获得。
分散体的例子包括烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)分散在水中的水性树脂分散体;和烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)分散在有机介质中的油状树脂分散体。
附图的简要说明
图1是一组用于说明测量耐热蠕变特征的方法的示意图,图(A)是正视图,图(B)是侧视图。
图2是说明实施例46中所用测量装置的方框图。在图2中,1是测量室,2是样品,3是铋电极,4是承重电极(bearing electrode),5是栅形电极,6是温度记录器,7是转接开关,8是静电计,9是电流表,10和11分别是记录器。
图3是说明在实施例46和对比例8中测量的表面电势的衰减结果的图。
图4说明在实施例46中测量的热感应电流的谱。
图5说明在对比例8中测量的热感应电流的谱。
实施本发明的最佳方式
下面详细说明烯烃嵌段共聚物、其制备方法和该共聚物的用途。
烯烃嵌段共聚物(A-1)
烯烃嵌段共聚物(A-1)包含聚烯烃链段和官能链段,它可用下式(I)表示:
PO1-g1-B1 ...(I)其中PO1是包含得自含2-20个碳原子的烯烃的重复单元的链段,具体地说,PO1是选自含2-20个碳原子的烯烃的烯烃的均聚物或共聚物。当聚烯烃链段具有立构规整性时,聚烯烃可以是全同立构聚烯烃或间同立构聚烯烃。
含2-20个碳原子的烯烃的例子包括线型或支链α-烯烃、环烯烃、芳族乙烯基化合物、共轭二烯和非共轭多烯。
线型或支链α-烯烃的具体例子包括含2-20个,较好含2-10个碳原子的线型α-烯烃,例如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯和1-二十碳烯;和较好含5-20个,更好含5-10个碳原子的支链α-烯烃,例如3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、3-乙基-1-戊烯、4,4-二甲基-1-戊烯、4-甲基-1-己烯、4,4-二甲基-1-己烯、4-乙基-1-己烯和3-乙基-1-己烯。
环烯烃的具体例子包括那些含3-20个,较好含5-15个碳原子的环烯烃,例如环戊烯、环庚烯、降冰片烯、5-甲基-2-降冰片烯、四环(十二碳烯)和乙烯基环己烷。
芳族乙烯基化合物的具体例子包括苯乙烯和单或多烷基苯乙烯,例如α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、邻,对二甲基苯乙烯、邻乙基苯乙烯、间乙基苯乙烯和对乙基苯乙烯。
共轭二烯的具体例子包括那些含4-20个,较好含4-10个碳原子的二烯,例如1,3-丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯、1,3-戊二烯、2,3-二甲基丁二烯、4-甲基-1,3-戊二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯和1,3-辛二烯。
非共轭多烯的具体例子包括那些含5-20个,较好含5-10个碳原子的多烯,例如1,4-戊二烯、1,4-己二烯、1,5-己二烯、1,4-辛二烯、1,5-辛二烯、1,6-辛二烯、1,7-辛二烯、2-甲基-1,5-己二烯、6-甲基-1,5-庚二烯、7-甲基-1,6-辛二烯、4-亚乙基-8-甲基-1,7-壬二烯、4,8-二甲基-1,4,8-癸三烯(DMDT)、二环戊二烯、环己二烯、二环辛二烯、亚甲基降冰片烯、5-乙烯基降冰片烯、5-亚乙基-2-降冰片烯、5-亚甲基-2-降冰片烯、5-异亚丙基-2-降冰片烯、6-氯甲基-5-异丙烯基-2-降冰片烯、2,3-二异亚丙基-5-降冰片烯、2-亚乙基-3-异亚丙基-5-降冰片烯和2-丙烯基-2,2-降冰片二烯。
尽管对链段PO1的重均分子量(Mw)并无特别的限制,但它通常为500-1,000,000,较好为5,000-500,000,更好为10,000-50,000。
关于式(I),g1是酯键、醚键、酰胺键、酰亚胺键、氨基甲酸酯键(-NHCOO-)、脲键(-NH-CO-NH-)、甲硅烷基醚键或羰基键。其中,醚键、酯键和酰胺键是较好的。醚键是特别好的。如下所述,g1键将链段PO1和链段B1化学地连接起来。
g1键有时包含经诸如自由基聚合、开环聚合或离子聚合的聚合形成的一部分结构。
关于式(I),B1是包含不饱和烃或杂原子的链段。具体来说,B1是包含得自下述单体的重复单元的链段,所述单体例如是可自由基聚合的单体如不饱和羧酸、其衍生物、芳族乙烯基化合物、含杂环化合物残基的乙烯基化合物、含羟基的烯键式不饱和化合物、含氮的烯键式不饱和化合物、含环氧基的烯键式不饱和化合物、乙烯基酯化合物和氯乙烯;或环状单体如内酯、内酰胺、2-噁唑啉和环醚。
不饱和羧酸的例子包括丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、四氢邻苯二甲酸、衣康酸、柠康酸、巴豆酸、异巴豆酸、降冰片烯二羧酸和二环[2,2,1]庚-2-烯-5,6-二羧酸。不饱和羧酸的衍生物的例子包括上述不饱和羧酸的酸酐、酰基卤、酰胺、酰亚胺和酯。
这种化合物的具体例子包括malenyl氯、malenyl酰亚胺、马来酐、衣康酸酐、柠康酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、二环[2,2,1]庚-2-烯-5,6-二羧酸酐、马来酸二甲酯、马来酸单甲酯、马来酸二乙酯、富马酸二乙酯、衣康酸二甲酯、柠康酸二乙酯、四氢邻苯二甲酸二甲酯、二环[2,2,1]庚-2-烯-5,6-二羧酸二甲酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸氨乙酯和甲基丙烯酸氨丙酯。其中,较好的是(甲基)丙烯酸、马来酐、(甲基)丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸氨丙酯。
芳族乙烯基化合物的例子包括下式表示的化合物:其中R3和R4可以相同或不同,它们分别是氢或含1-3个碳原子的烷基,具体是甲基、乙基、丙基或异丙基;R5是指含1-3个碳原子的烃基或卤原子,具体是甲基、乙基、丙基、异丙基、氯原子、溴原子或碘原子;n是0-5,较好1-5的整数。
用上式表示的芳族乙烯基化合物的具体例子包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对氯苯乙烯、间氯苯乙烯和对氯甲基苯乙烯。
含杂环化合物残基的乙烯基化合物的具体例子包括4-乙烯基吡啶、2-乙烯基吡啶、5-乙基-2-乙烯基吡啶、2-甲基-5-乙烯基吡啶、2-异丙烯基吡啶、2-乙烯基喹啉、3-乙烯基异喹啉、N-乙烯基咔唑和N-乙烯基吡咯烷酮。
乙烯基酯化合物的例子是乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、正丁酸乙烯酯、异丁酸乙烯酯、新戊酸乙烯酯、己酸乙烯酯、一种有支链烷烃羧酸的乙烯酯(vinylversatate)、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、对叔丁基苯甲酸乙烯酯、水杨酸乙烯酯和环己烷羧酸乙烯酯。
含羟基的烯键式不饱和化合物的例子包括(甲基)丙烯酸酯如(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸3-氯-2-羟丙酯、单(甲基)丙烯酸甘油酯、单(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、三羟甲基丙烷单(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基乙烷单(甲基)丙烯酸酯、单(甲基)丙烯酸丁二醇酯、聚单(甲基)丙烯酸乙二醇酯和丙烯酸2-(6-羟基己酰氧基)乙酯;和10-十一碳烯-1-醇、1-辛烯-3-醇、2-甲醇降冰片烯、羟基苯乙烯、羟乙基乙烯基醚、羟丁基乙烯基醚、N-羟甲基丙烯酰胺、2-(甲基)丙烯酰氧基乙酸磷酸酯、甘油单烯丙基醚、烯丙醇、烯丙氧基乙醇、2-丁烯-1,4-二醇和甘油单醇。
含氮的烯键式不饱和化合物的例子包括包含烯属双键和氨基的含氨基的烯键式不饱和化合物。这种化合物的具体例子包括下式含至少一个氨基或取代氨基的乙烯基单体:其中R6是指氢、甲基或乙基;R7是氢、含1-12个,较好含1-8个碳原子的烷基或含6-12个,较好含6-8个碳原子的环烷基。烷基和环烷基都可以带有取代基。
含氨基的烯键式不饱和化合物的具体例子包括丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯衍生物如(甲基)丙烯酸氨乙酯、(甲基)丙烯酸丙基氨乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨乙酯、(甲基)丙烯酸氨丙酯、甲基丙烯酸苯基氨乙酯和甲基丙烯酸环己基氨乙酯;乙烯基胺的衍生物如N-乙烯基二乙胺和N-乙酰基乙烯胺;烯丙基胺的衍生物如烯丙胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺和N,N-二甲基氨丙基丙烯酰胺;丙烯酰胺的衍生物如丙烯酰胺和N-甲基丙烯酰胺;氨基苯乙烯如对氨基苯乙烯;和6-氨基己基琥珀酰亚胺和2-氨基乙基琥珀酰亚胺。
含环氧基的烯键式不饱和化合物是在分子中含至少一个可聚合不饱和键和至少一个环氧基的单体。含环氧基的烯键式不饱和化合物的具体例子包括丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯;二羧酸的单和二缩水甘油酯(在单缩水甘油酯的情况下烷基的碳原子数目:1-12个)如马来酸单缩水甘油酯、马来酸二缩水甘油酯、富马酸单缩水甘油酯、富马酸二缩水甘油酯、巴豆酸单缩水甘油酯、巴豆酸二缩水甘油酯、四氢邻苯二甲酸单缩水甘油酯、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、衣康酸单缩水甘油酯、衣康酸二缩水甘油酯、丁烯三羧酸单缩水甘油酯、丁烯三羧酸二缩水甘油酯、柠康酸单缩水甘油酯、柠康酸二缩水甘油酯、内-顺式-二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酸(降冰片烯二酸TM(nadic acidTM))的单缩水甘油酯、其二缩水甘油酯、内-顺式-二环[2.2.1]庚-5-烯-2-甲基-2,3-二羧酸(甲基降冰片烯二酸TM)的单缩水甘油酯、其二缩水甘油酯、烯丙基琥珀酸单缩水甘油酯和烯丙基琥珀酸二缩水甘油酯;和对苯乙烯羧酸烷基缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油基醚、2-甲基烯丙基缩水甘油基醚、苯乙烯对缩水甘油醚、3,4-环氧-1-丁烯、3,4-环氧-3-甲基-1-丁烯、3,4-环氧-1-戊烯、3,4-环氧-3-甲基-1-戊烯、5,6-环氧-1-己烯和乙烯基环己烯单氧化物。
在上述可自由基聚合的单体中,较好是芳族乙烯基衍生物、(甲基)丙烯酸衍生物、马来酐、乙酸乙烯酯、丙烯腈、9-乙烯基咔唑、N-乙烯基吡咯烷酮、N,N-二甲基丙烯酰胺、异丁基乙烯基醚和异丁烯。更好是苯乙烯、马来酐、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸叔丁酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯腈和氯乙烯。
环状单体的具体例子包括β-丙醇酸内酯、β-丁内酯、δ-戊内酯、乙交酯、丙交酯、ε-己内酯、α-吡咯烷酮、γ-丁内酰胺、ε-己内酰胺、环氧乙烷、环氧丙烷、表氯醇、氧杂环丁烷、四氢呋喃、氮丙啶和八甲基环四硅氧烷。
在一端的端部通过g1键连接到链段PO1上的链段B1的另一端的端部可以连接到极性基团上,所述极性基团选自氨基、卤原子、异氰酸酯基、醛基、羟基、羧基、酸酐基、硅烷醇基、磺基和环氧基。在这种情况下,极性基团可以通过酯键、醚键、酰胺键、酰亚胺键、氨基甲酸酯键、脲键、甲硅烷基醚键或羰基键连接到链段B1上。
尽管对链段B1的重均分子量并无特别的限制,但它通常为50-1,000,000,较好为100-500,000。
尽管对链段B1在烯烃嵌段共聚物(A-1)中所占的比例并无特别的限制,但以烯烃嵌段共聚物(A-1)计,所述比例为0.01-99.99重量%,较好为1-99重量%,更好为1-95重量%。
烯烃嵌段共聚物(A-1)的熔体流动速率(MFR:ASTM D 1238,230℃,2.16kg负载)通常为0.01-200 g/10min,较好为0.05-100 g/10min,更好为0.05-80 g/10min。
烯烃嵌段共聚物(A-1)可以经下述方法制得,例如首先制备在端部与第13族元素键合的聚烯烃,形成链式聚合如自由基聚合、开环聚合或离子聚合的聚合活性部位,在聚烯烃存在下进行这种反应,按需要将链式聚合如自由基聚合、开环聚合或离子聚合制得的链段的末端转变成含氧、氮、硅或卤素的极性基团。
在与热塑性树脂共混的情况下,烯烃嵌段共聚物(A-1)可用于作为烯烃聚合物组合物(D)的各种用途。在此所用的热塑性树脂例如是下述热塑性树脂(C)。
(热塑性树脂(C))
在烯烃聚合物组合物(D)中所含的热塑性树脂(C)的例子包括聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚缩醛、聚苯乙烯、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯、聚苯醚、聚丙烯酸酯和聚氯乙烯。
聚烯烃的具体例子包括乙烯聚合物如乙烯均聚物、乙烯/α-烯烃共聚物和乙烯/含极性基团的乙烯基共聚物;丙烯聚合物如丙烯均聚物和丙烯/α-烯烃共聚物;丁烯聚合物如丁烯均聚物;4-甲基-1-戊烯聚合物如4-甲基-1-戊烯均聚物;3-甲基-1-丁烯聚合物如3-甲基-1-丁烯均聚物;和己烯聚合物如己烯均聚物。其中,乙烯聚合物、丙烯聚合物和4-甲基-1-戊烯聚合物是较好的。当聚烯烃是乙烯聚合物时,乙烯/含极性基团的乙烯基共聚物是较好的。
聚酯的具体例子包括芳族聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯;和脂族聚酯如聚乳酸、聚羟基乙酸、聚-β-羟基丁酸、聚己内酯、聚琥珀酸丁二醇酯、聚琥珀酸乙二醇酯和聚羟基丁酸酯。其中,聚对苯二甲酸乙二醇酯是特别好的。
聚酰胺的具体例子包括脂族聚酰胺如尼龙-6、尼龙-66、尼龙-10、尼龙-12和尼龙-46;和从芳族二羧酸和脂族二胺制得的芳族聚酰胺。其中,尼龙-6是特别好的。
聚缩醛的具体例子包括聚甲醛(聚甲醛)、聚乙醛、聚丙醛和聚丁醛。其中,聚甲醛是特别好的。
聚苯乙烯可以是苯乙烯均聚物或苯乙烯与丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯或α-甲基苯乙烯的二元共聚物。
本发明所用较好的ABS是一种包含20-35mol%得自丙烯腈的结构单元、20-30mol%得自丁二烯的结构单元和40-60mol%得自苯乙烯的结构单元的ABS。
聚碳酸酯的例子包括得自二(4-羟基苯基)甲烷、1,1-二(4-羟基苯基)乙烷、2,2-二(4-羟基苯基)丙烷或2,2-二(4-羟基苯基)丁烷的聚合物。其中,特别好的是得自2,2-二(4-羟基苯基)丙烷的聚碳酸酯。
作为聚苯醚,较好是使用聚(2,6-二甲基-1,4-苯醚)。
作为聚丙烯酸酯,较好是使用聚甲基丙烯酸甲酯和聚丙烯酸丁酯。
这些热塑性树脂(C)可以单独或结合起来使用。
烯烃聚合物组合物(D)理想化地包含1-99重量%,较好50-99重量%的烯烃嵌段共聚物(A-1)和99-1重量%,较好50-1重量%的热塑性树脂(C)。
烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)可以包含其它的添加剂如交联剂、填料、交联促进剂、交联助剂、软化剂、增粘剂、抗老化剂、发泡剂、加工助剂、粘合改进剂、无机填料、有机填料、结晶成核剂、热稳定剂、天候稳定剂、抗静电剂、着色剂、润滑剂、阻燃剂和防起霜剂。
(交联剂)
交联剂例如可以是硫、硫化合物或有机过氧化物。
硫的例子包括粉末硫、沉淀硫、胶态硫、表面处理过的硫和不溶性硫。
硫化合物的例子包括氯化硫、二氯化硫和高分子量的聚硫化物。同样有用的是在交联温度下释放出活性硫进行交联的硫化合物,例如二硫化吗啉、二硫化烷基酚、二硫化四甲基秋兰姆、四硫化二(五亚甲基秋兰姆)和二甲基二硫代氨基甲酸硒。当使用硫或硫化合物作为交联剂时,较好是将其与交联促进剂结合起来使用。
有机过氧化物的例子包括烷基过氧化物如过氧化二枯基、过氧化二叔丁基、二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷、过氧化叔丁基枯基、过氧化二叔戊基、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己炔-3、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰过氧化)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、α,α′-二(叔丁基过氧化-间异丙基)苯和氢过氧化叔丁基;过氧化酯如过氧化乙酸叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化马来酸叔丁酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯和过氧化邻苯二甲酸二叔丁酯;和酮过氧化物如过氧化二环己酮。这些有机过氧化物可以单独或结合起来使用。
在这些有机过氧化物中,较好是那些半衰期对应于1分钟时的温度为130-200℃的过氧化物。这种有机过氧化物的具体例子包括过氧化二枯基、过氧化二叔丁基、二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷、过氧化叔丁基枯基、过氧化二叔戊基、氢过氧化叔丁基和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷。当使用有机过氧化物作为交联剂时,较好是将其与交联助剂结合起来使用。
在上述各种交联剂中,使用硫和硫化合物,尤其是硫是较好的,因为可以获得性能优良的交联产物。然而,有机过氧化物由于其特别好的交联效率而是更好的。
当交联剂是硫或硫化合物时,以烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)为100重量份计,其用量通常为0.5-10重量份,较好为0.5-9重量份,更好为0.5-8重量份。当共混其它可交联的共聚物如乙烯/三烯共聚物时,交联剂等的重量相应增加。在这种情况下,以烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)和其它可交联共聚物的总量为100重量份计,交联剂的用量通常为0.5-10重量份,较好为0.5-9重量份,更好为0.5-8重量份。这是其它组分如交联助剂和交联促进剂都在交联中使用的情况。
当交联剂是有机过氧化物时,以烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)为100重量份计,其用量为0.05-3.0重量份,较好为0.1-1.5重量份。
以烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)为100g计,交联剂的用量通常为1×10-5-1×10-1mol,较好为1×10-5-1×10-2mol。
当交联剂的用量在上述范围内时,可以使烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)发生适当的交联,并且所得的交联产物具有优良的橡胶性能如应变回复和冲击回弹性,以及优良的机械强度并在挤塑成片材时显示出良好的没有表面粗糙的外观。而且,烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)的分子量几乎没有下降,所得的薄膜或片材往往具有优良的机械强度。
与仅通过熔融捏合制得的常规组合物相比,交联组合物具有拉伸强度和撕裂强度都高的橡胶特征,其表面硬度低并且永久伸长小,而且具有优良的象弹性体一样的综合性能。
可以通过在沸腾二甲苯中使组合物沸腾至少4小时,而后使其通过400目金属丝网过滤,检查所得残余物的量是否为10重量份或更大(以组合物为100重量份计),从而判断组合物是否发生交联。
(交联促进剂)
交联促进剂的例子包括噻唑化合物如N-环己基-2-苯并噻唑亚磺酰胺(CBZ)、N-氧化二亚乙基-2-苯并噻唑亚磺酰胺、N,N-二异丙基-2-苯并噻唑亚磺酰胺、2-巯基苯并噻唑、2-(2,4-二硝基苯基)巯基苯并噻唑、2-(2,6-二乙基-4-吗啉代硫代)苯并噻唑和二硫化二苯并噻唑基;胍化合物如二苯基胍(DPG)、三苯基胍、二邻腈胍(diorthonitrileguanidine)、邻腈双胍和二苯基胍邻苯二甲酸酯;醛胺化合物或醛氨化合物如乙醛-苯胺反应产物、丁醛-苯胺缩合物、六亚甲基四胺和乙醛合氨;咪唑啉化合物如2-巯基咪唑啉;硫脲化合物如对称二苯硫脲、二乙基硫脲、二丁基硫脲、三甲基硫脲和二邻甲苯基硫脲;秋兰姆化合物如单硫化四甲基秋兰姆、二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、二硫化四丁基秋兰姆和四硫化五亚甲基秋兰姆;二硫代酸酯(dithioate)化合物如二甲基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌、二正丁基二硫代氨基甲酸锌、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌、丁基苯基二硫代氨基甲酸锌、二甲基二硫代氨基甲酸钠、二甲基二硫代氨基甲酸硒和二甲基二硫代氨基甲酸碲;黄原酸盐化合物如二丁基黄原酸锌;和其它化合物如锌白。
以烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)为100重量份计,交联促进剂的用量为1-20重量份,较好为2-10重量份。
(交联助剂)
交联助剂用于交联有机过氧化物。交联助剂的例子包括硫、醌二肟化合物如对醌二肟和对,对′-二苯甲酰基醌二肟;多官能单体如甲基丙烯酸酯化合物如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和聚二甲基丙烯酸乙二醇酯;烯丙基化合物如邻苯二甲酸二烯丙酯和氰脲酸三烯丙酯;马来酰亚胺化合物如N,N′-间亚苯基双马来酰亚胺和二乙烯基苯。
以1mol有机过氧化物计,交联助剂的用量为0.5-2mol,较好是该用量与有机过氧化物的量大致上等摩尔。当交联助剂的用量超过上述范围时,交联反应过度地进行,从而破坏了组合物的流动性,在某些情况下降低了模塑性,并产生大量的留在组合物中的未反应单体。
(软化剂)
作为软化剂,通常在橡胶中配混的那些软化剂都可以广泛地使用。软化剂的例子包括石油软化剂如操作油、润滑油、石蜡、液体石蜡、石油沥青和凡士林;煤焦油软化剂如煤焦油和煤焦油沥青;脂肪油软化剂如蓖麻油、亚麻子油、菜子油和椰子油;浮油;油膏;蜡如蜂蜡、巴西棕榈蜡和羊毛脂;脂肪酸和脂肪酸盐如蓖麻油酸、棕榈酸、硬脂酸钡、硬脂酸钙和月桂酸锌;和合成聚合物物质如石油树脂、无规立构聚丙烯和苯并呋喃-茚树脂。其中,较好是使用石油软化剂,特别好是使用操作油。
以烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)为100重量份计,软化剂的用量为200重量份或更少,较好为5-200重量份,更好为10-150重量份,再好为10-100重量份。
(发泡剂)
作为发泡剂,通常在橡胶发泡模塑中使用的那些发泡剂都可以广泛地使用。发泡剂的例子包括无机发泡剂如碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢铵、碳酸铵和亚硝酸铵;亚硝基化合物如N,N′-二甲基-N,N′-二亚硝基对苯二甲酰胺和N,N′-二亚硝基五亚甲基四胺;偶氮化合物如偶氮二酰胺、偶氮二异丁腈、偶氮环己腈、偶氮二氨基苯和偶氮二羧酸钡;磺酰肼化合物如苯磺酰肼、甲苯磺酰肼、对,对′-氧双(苯磺酰肼)和二苯砜-3,3′-二磺酰肼;和叠氮化物如叠氮化钙、4,4-二苯基二磺酰叠氮和对甲苯磺酰叠氮。其中,较好是亚硝基化合物、偶氮化合物和叠氮化物。
以烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)为100重量份计,发泡剂的用量为0.5-30重量份,较好为1-20重量份。包含上述量发泡剂的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)可以制得表观比重为0.03-0.8g/cm3的发泡产物。
(发泡助剂)
发泡助剂可以与发泡剂一起使用。发泡助剂的联合使用可以产生这样的效果,即降低发泡剂的分解温度,加快分解和气泡的均匀化。发泡助剂的例子包括有机酸如水杨酸、邻苯二甲酸、硬脂酸和草酸;脲和其衍生物。
以烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)为100重量份计,发泡助剂的用量为0.01-10重量份,较好为0.1-5重量份。
(加工助剂)
加工助剂的例子包括高级脂肪酸如蓖麻油酸、硬脂酸、棕榈酸和月桂酸;这些高级脂肪酸的盐如硬脂酸钡、硬脂酸锌和硬脂酸钙;和这些高级脂肪酸的酯。以烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)为100重量份计,加工助剂的合适用量不大于10重量份,较好不大于5重量份。
(粘合改进剂)
粘合改进剂改进含交联产物的层与其它层(例如装饰层如涂层)之间的粘合性。粘合改进剂的例子包括有机锡化合物、叔胺化合物、含羟基的(共)聚合物和金属氢氧化物。
(填料)
将填料分成具有增强作用的填料和不具有增强作用的填料。
增强填料具有能提高交联产物的机械性能如拉伸强度、撕裂强度和耐磨性的作用。这种填料的例子包括炭黑如SRF、GPF、FEF、MAF、HAF、ISAF、SAF、FT和MT;用硅烷偶联剂等对表面进行处理而得的相应的炭黑;二氧化硅;活性碳酸钙;和细粉状滑石。当使用炭黑作为填料时,橡胶常用的任何炭黑都可以使用,对此没有特别的限制。
使用非增强填料是为了提高橡胶产物的硬度,而不对其性能产生大的影响,并且降低成本。这种填料的例子包括滑石、粘土和碳酸钙。
在本发明中,可以使用无机填料和有机填料。
无机填料的例子包括二氧化硅、硅藻土、氧化铝、氧化钛、氧化镁、浮石粉末、浮石气球、氢氧化铝、氢氧化镁、碱性碳酸镁、白云石、硫酸钙、钛酸钙、硫酸钡、亚硫酸钙、滑石、粘土、云母、石棉、玻璃纤维、玻璃片、玻璃珠、硅酸钙、蒙脱石、膨润土、石墨、铝粉和硫化钼。
其中,层状化合物较好。特别好的是在分散介质中具有溶胀和分裂性的粘土材料。粘土矿通常分成两层结构类型(其中二氧化硅四面体层载有包含如铝或镁中心金属的八面体层);和三层结构类型(其中包含如铝或镁中心金属的八面体层插在二氧化硅四面体层之间)。两层结构的粘土矿例子是高岭石和叶蛇纹石(antigolite)基矿,三层结构的粘土矿例子是绿土、蛭石和云母基矿,它们是按层间存在的阳离子数进行分类的。
粘土矿的具体例子包括高岭石、地开石、珍珠陶土、多水高岭土、叶蛇纹石、纤蛇纹石、叶蜡石、蒙脱石、贝得石、囊脱石、滑石粉、锌蒙脱石、富镁蒙脱石、锂蒙脱石、四甲硅烷基云母(tetrasilylic mica)、带云母钠(sodiumtaeniolite)、白云母、珍珠云母、滑石、蛭石、金云母、绿脆云母和绿泥石。
用有机物质处理过的粘土矿(这种粘土矿有时称为“有机改性的粘土矿”)可用作无机层状化合物(关于用有机物质处理过的粘土矿的情况,参见由ASAKURA Book Store出版的《粘土词典》)。
在粘土矿中,从溶胀和分裂的角度来看,绿土、蛭石和云母基矿是较好的。绿土基矿则特别好。绿土基矿的例子包括蒙脱石、贝得石、囊脱石、滑石粉、锌蒙脱石、富镁蒙脱石和锂蒙脱石。
在使用天然可溶胀的粘土矿时,使无机层状化合物溶胀或分裂的分散介质例如可以是水;醇如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇和二甘醇;二甲基甲醛、二甲基亚砜和丙酮。其中,较好的是水和醇如甲醇。
在使用有机改性的粘土矿时使用的分散介质的例子包括芳烃如苯、甲苯和二甲苯;醚如乙醚和四氢呋喃;酮如丙酮、甲乙酮和甲基异丁基酮;脂族烃如正戊烷、正己烷和正辛烷;卤化烃如氯苯、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷和全氯乙烯;乙酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲基溶纤剂和硅油。
(结晶成核剂)
各种常规和已知的成核剂都可用作结晶成核剂,对此没有限制。这种结晶成核剂的例子包括下述芳族磷酸盐、亚苄基山梨醇、芳族羧酸和松香成核剂。
芳族磷酸盐的例子包括下式(1)表示的化合物:其中R8是氧原子、硫原子或含1-10个碳原子的烃基;R9和R10可以相同或不同,它们分别是氢或含1-10个碳原子的烃基;多个R9、R10或R9和R10可以彼此连接起来形成环;M是化合价为1-3的金属原子;n是1-3的整数。
式(1)表示的化合物的具体例子包括2,2′-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠、2,2′-亚乙基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠、2,2′-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸锂、2,2′-亚乙基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸锂、2,2′-亚乙基双(4-异丙基-6-叔丁基苯基)磷酸钠、2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯基)磷酸锂、2,2′-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯基)磷酸锂、双[2,2′-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯基)磷酸]钙、双[2,2′-硫代双(4-乙基-6-叔丁基苯基)磷酸]钙、双[2,2′-硫代双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸]钙、双[2,2′-硫代双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸]镁、双[2,2′-硫代双(4-叔辛基苯基)磷酸]镁、2,2′-亚丁基双(4,6-二甲基苯基)磷酸钠、2,2′-亚丁基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠、2,2′-叔辛基亚甲基双(4,6-二甲基苯基)磷酸钠、2,2′-叔辛基亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠、双(2,2′-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸)钙、双[2,2′-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸]镁、双[2,2′-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸]钡、2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯基)磷酸钠、2,2′-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯基)磷酸钠、(4,4′-二甲基-5,6′-二叔丁基-2,2′-二苯基)磷酸钠、双[(4,4′-二甲基-6,6′-二叔丁基-2,2′-二苯基)磷酸]钙、2,2′-亚乙基双(4-间丁基-6-叔丁基苯基)磷酸钠、2,2′-亚甲基双(4,6-二甲基苯基)磷酸钠、2,2′-亚甲基双(4,6-二乙基苯基)磷酸钠、2,2′-亚乙基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钾、双[2,2′-亚乙基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸]钙、双[2,2′-亚乙基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸]镁、双[2,2′-亚乙基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸]钡、三[2,2′-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸]铝、三[2,2′-亚乙基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸]铝和它们的混合物。其中,较好的是2,2′-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠。
式(2)表示的化合物的具体例子包括双(4-叔丁基苯基)磷酸钠、双(4-甲基苯基)磷酸钠、双(4-乙基苯基)磷酸钠、双(4-异丙基苯基)磷酸钠、双(4-叔辛基苯基)磷酸钠、双(4-叔丁基苯基)磷酸钾、双(4-叔丁基苯基)磷酸钙、双(4-叔丁基苯基)磷酸镁、双(4-叔丁基苯基)磷酸锂、双(4-叔丁基苯基)磷酸铝和它们的混合物。其中,较好的是双(4-叔丁基苯基)磷酸钠。
亚苄基山梨醇的例子包括下式(3)表示的化合物:其中R12可以相同或不同,它们分别是氢或含1-10个碳原子的烃基,m和n分别是0-5的整数。
式(3)表示的化合物的具体例子包括1,3,2,4-二亚苄基山梨醇、1,3-亚苄基-2,4-对甲基亚苄基山梨醇、1,3-亚苄基-2,4-对乙基亚苄基山梨醇、1,3-对甲基亚苄基-2,4-亚苄基山梨醇、1,3-对乙基亚苄基-2,4-亚苄基山梨醇、1,3-对甲基亚苄基-2,4-对乙基亚苄基山梨醇、1,3-对乙基亚苄基-2,4-对甲基亚苄基山梨醇、1,3,2,4-二(对甲基亚苄基)山梨醇、1,3,2,4-二(对乙基亚苄基)山梨醇、1,3,2,4-二(对正丙基亚苄基)山梨醇、1,3,2,4-二(对异丙基亚苄基)山梨醇、1,3,2,4-二(对正丁基亚苄基)山梨醇、1,3,2,4-二(对仲丁基亚苄基)山梨醇、1,3,2,4-二(对叔丁基亚苄基)山梨醇、1,3,2,4-二(2′,4′-二甲基亚苄基)山梨醇、1,3,2,4-二(对甲氧基亚苄基)山梨醇、1,3,2,4-二(对乙氧基亚苄基)山梨醇、1,3-亚苄基-2-4-对氯亚苄基山梨醇、1,3-对氯亚苄基-2,4-亚苄基山梨醇、1,3-对氯亚苄基-2,4-对甲基亚苄基山梨醇、1,3-对氯亚苄基-2,4-对乙基亚苄基山梨醇、1,3-对甲基亚苄基-2,4-对氯亚苄基山梨醇、1,3-对乙基亚苄基-2,4-对氯亚苄基山梨醇、1,3,2,4-二(对氯亚苄基)山梨醇和它们的混合物。其中,较好的是1,3,2,4-二亚苄基山梨醇、1,3,2,4-二(对甲基亚苄基)山梨醇、1,3,2,4-二(对乙基亚苄基)山梨醇、1,3-对氯亚苄基-2,4-对甲基亚苄基山梨醇、1,3,2,4-二(对氯亚苄基)山梨醇和它们的混合物。
芳族羧酸的例子包括下式(5)表示的羟基二对叔丁基苯甲酸铝:
松香结晶成核剂的例子包括松香酸的金属盐。松香酸的金属盐是松香酸与金属化合物的反应产物。松香酸的例子包括天然松香如松香、浮油松香(tolloil rosin)和木松香;各种改性松香如歧化松香、氢化松香、脱氢松香、聚合松香和用α,β-烯键式不饱和羧酸改性的松香;以及天然松香和改性松香的提纯产物。制备用α,β-烯键式不饱和羧酸改性的松香中所用的不饱和羧酸的例子包括马来酸、马来酐、富马酸、衣康酸、衣康酸酐、柠康酸、丙烯酸和甲基丙烯酸。松香酸较好是选自天然松香、改性松香、天然松香的提纯产物和改性松香的提纯产物中的至少一种松香酸。松香酸包括选自海松酸、山达海松酸、parastric acid、异海松酸、枞酸、脱氢枞酸、新枞酸、二氢海松酸、二氢枞酸和四氢枞酸的松香酸。
与松香酸反应形成金属盐的金属化合物的例子包括含有诸如钠、钾或镁的金属元素并能与松香酸形成盐的化合物。具体例子包括上述金属的氯化物、硝酸盐、乙酸盐、硫酸盐、碳酸盐、氧化物和氢氧化物。
其它结晶成核剂包括高熔点聚合物、芳族羧酸或脂族羧酸的金属盐和无机化合物。
高熔点聚合物的例子包括聚乙烯基环烷烃如聚乙烯基环己烷和聚乙烯基环戊烷;聚3-甲基-1-戊烯、聚3-甲基-1-丁烯和聚链烯基硅烷。
芳族羧酸或脂族羧酸的金属盐的例子包括苯甲酸铝、对叔丁基苯甲酸铝、己二酸钠、噻吩羧酸钠和吡咯羧酸钠。
烯烃聚合物组合物(D)可以采用用Henschel混合机、V-型混合机、螺带式混合机或转鼓式混合机将各组分混合的方法,或采用用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、捏炼机或Banbury混合机将上述混合获得的混合物进行熔融捏合,对捏合物造粒或粉碎的方法制成。
(制造模塑制品的方法)
可以经压延、挤出成型、注塑、吹塑、压模或冲压模塑等方法将烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)制成各种模塑制品。
可以在常规条件下使用常规的挤出设备对烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)进行挤出成型。例如,用如单螺杆挤出机、捏炼机、柱塞式挤出机或齿轮挤出机将熔融的烯烃嵌段共聚物(A-1)或熔融的烯烃聚合物组合物(D)从T形模中挤出,从而成型为片材或薄膜(未取向)。
取向薄膜可以通过采用包括如拉幅(纵向-横向取向、横向-纵向取向)、同时双轴取向或单轴取向的方法将挤出的片材或薄膜(未取向)进行取向而获得。可以将烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)制成吹塑薄膜。
将熔融的聚合物或组合物通过抽丝板挤出,可以制得长丝。可以对这样制得的长丝进行取向。取向进行到在长丝的至少一个方向上达到分子取向的程度。放大倍数较好约为5-10倍。也可以采用熔喷法来制造长丝。
可以在常规条件下使用常规的注塑设备将烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)注塑成各种形状,制成注塑制品。
可以在常规条件下使用常规的吹塑设备将烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)成型为吹塑制品。
在注坯吹塑中,在树脂温度为100-300℃,较好100-250℃时将烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)注入型坯模具中,制成型坯,在将型坯贮藏在另一个所需形状的模具中后,在型坯中吹入空气,使型坯牢固地贴合到模具上,这样就制成吹塑制品。
希望纵向上的取向(吹胀)比为1.1-1.8倍,横向上的取向(吹胀)比为1.3-2.5倍。
可以提出冲压模成型法作为冲压模塑的一个例子。例如,烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)可用作复合材料整体模塑中的基材,使基材与表层材料一起同时压模(冲压模成型法)。
(用途)
烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)可用于各种用途。例如,它们有下述应用。
(薄膜和片材)
包含烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)的薄膜和片材在柔软度、透明度、粘性、防雾性、耐热性和剥离性的任何一种性能上都是优良的。
(层压片)
包含至少一层含烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)的层压片的例子包括农用薄膜、包装薄膜、收缩性薄膜、保护性薄膜、诸如等离子体组分分离膜和水选择性全蒸发膜的分离膜,以及选择性分离膜如离子交换膜、电池分隔器和光分离膜。
(改性剂)
用作树脂改性剂的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)能产生改进抗冲击性、流动性、涂布性、结晶度、粘合性和透明度的效果。
用作橡胶改性剂的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)能产生改进耐天候老化性、耐热性、粘合性和耐油性的效果。
这些橡胶的例子包括交联橡胶如天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯/丁二烯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、丙烯腈/丁二烯橡胶(NBR)、丁基橡胶(IIR)、乙烯/丙烯橡胶(EPM,EPDM)、氯磺化聚乙烯(CSM)、丙烯酸类橡胶(ACM,ANM等)、表氯醇橡胶(CO,ECO等)、硅橡胶(Q)和氟橡胶(FKM等);以及热塑性橡胶如苯乙烯橡胶、烯烃橡胶、聚氨酯橡胶、酯橡胶、酰胺橡胶和氯乙烯橡胶。
烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)可用作润滑油如汽油机油、柴油机油、轮船机油、齿轮油、机油、金属加工油、马达油、机油、锭子油和绝缘油的改性剂;并可用作上述油的粘度改性剂和防冻剂。
用作蜡改性剂的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)能产生改进粘合性、流动性和强度的效果。这些蜡的例子包括地蜡如褐煤蜡、泥煤蜡、地蜡-微晶蜡和石油蜡;合成蜡如聚乙烯、Fischer-Tropsch蜡、化学改性的烃蜡和取代的酰胺蜡;植物蜡和动物蜡。
用作水泥改性剂的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)能产生改进模压加工性和强度的效果。
这些水泥的例子包括气固型水泥(air setting cements)如石灰、石膏和镁氧水泥;水硬性水泥如罗马水泥、天然水泥、普通水泥、高铝水泥和高硫酸盐矿渣水泥;以及特种水泥如防酸水泥、耐火水泥、水玻璃水泥和牙科水泥。
(粘度改性剂和模塑性改性剂)
烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)可用作油墨和油漆如凸版印刷油墨、石版印刷油墨、橡皮版印刷油墨、凹版印刷油墨、油漆、纤维素衍生物油漆、合成树脂油漆、水性烘漆、粉末状水性油漆和日本漆的粘度改性剂或模塑性改性剂。
(建筑和土木工程材料)
烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)可用于建筑和土木工程所用的树脂和模塑制品如地板材料、地砖、地板片、隔音片、隔热板、防振板、装饰片、侧板、沥青改性剂、垫圈、密封剂、屋顶片和止水条。
(汽车内外部件和汽油箱)
包含烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)的汽车内外部件和汽油箱具有优良的刚性、抗冲击性、耐油性和耐热性。
(电气和电子部件)
烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)可用于电气和电子部件。这种电气和电子部件的例子包括电绝缘材料、操作电子部件的设备、磁性记录介质、磁性记录介质中的粘合剂、电路中的密封剂、家用电器的材料、容器如微波炉容器、微波炉膜、聚电解质基材和导电合金基材。电气和电子部件的其它例子是电气和电子部件,其代表是连接器、插座、电阻器、继电器外壳开关中的绕线管、电容器、可变电容器外壳、光学拾波器、光学连接器、振荡器、各种接线板、变压器、插头、印刷线路板、调谐器、扬声器、扩音器、耳机、微型电动机、磁头架、功率模件(power modules)、外壳、半导体、液晶显示部件、FDD托架、FDD底盘、HDD部件、电动机电刷支架(motor blush holders)、抛物面天线和计算机组件;家庭和办公电器组件,其代表是VTR组件、电视机组件、熨斗、吹风机、电饭煲组件、微波炉组件、音响组件、音响设备组件如音频激光盘和压塑盘(compact discs)、光设备组件、电冰箱组件、空调组件、打字机组件和文字处理器组件;办公计算机组件、电话机组件、传真机组件、复印机组件、磁性屏蔽材料、扬声器纸盆材料和扬声器振荡器。
(水性乳液)
包含烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)的水性乳液(水性树脂分散体)可用作粘合聚烯烃的粘合剂,它具有优良的热封性能。
(涂布基料)
包含烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)的溶剂分散体(油状树脂分散体)在溶剂中具有优良的分散稳定性并在金属或极性树脂与聚烯烃的粘合过程中具有良好的粘合性。
(医用和卫生材料)
烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)可用于医用物品和材料如非织造织物、非织造织物层压片、驻极体、医用管、医用容器、输液袋、预装填注射器和注射器;人造器官、人造肌肉、过滤膜、食品卫生物品、健康器具、蒸馏袋和保持新鲜的包装膜。
(混杂物品)
烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)可用于文具产品如书桌垫、切割垫、直尺、笔筒、笔架、笔帽、剪刀和纸切割器的支架、磁铁片、铅笔盒、纸分装器、粘合剂、标签封条、胶带和白板;日用的方便物品如布料、窗帘、床单、地毯、门垫、浴垫、水桶、软管、袋子、花盆、空调或排气扇的过滤器、碟子、盘子、杯子、午餐盒、虹吸咖啡炉的漏斗、眼镜框、容器、贮藏箱、布料衣架、绳子和洗涤网;运动物品如鞋子、护目镜、滑雪撬、球拍、球、帐篷、水下用眼镜、鸭脚板、钓鱼竿、冷却器、运动所用的休闲床单和网兜;玩具如积木和纸牌;容器如煤油箱、洗涤剂或洗发水的圆桶和瓶;以及指示器如广告显示牌、路标塔和塑料链条。
(环境可降解的树脂)
包含烯烃嵌段共聚物(A-1)的环境可降解的树脂和包含共聚物(A-1)的环境可降解的树脂组合物具有优良的实用性能如耐热性和抗冲击性。
环境可降解的树脂(树脂组合物)可用于诸如超市供应的鱼类、蔬菜和蛋类等新鲜食品的包装;诸如冷餐和熟食等外卖食品的包装;饮料杯;面条(如中国面条)的包装;户外活动所用的一次性包装;农用膜如园艺房和地道房;渔业物品如鱼网、鱼线和鱼钩;户外活动的外套如雨衣和帐篷;保水材料和在环境中易降解的膜;以及具有生物降解性的薄膜、片材和包装。
(用于填料的改性剂)
烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)适用作填料的分散促进剂和用于制备分散性改进的填料的添加剂。
(相容剂)
烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)可用作相容剂。当烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)用作相容剂时,可以混合任意比例的含极性基团的聚烯烃和热塑性树脂。由于烯烃嵌段共聚物(A-1)包含聚烯烃链段和官能链段,所以可以加入通常彼此不相容的组分,并且与不使用烯烃嵌段共聚物时的相比,断裂伸长得到明显的改进。
(其它)
除了上述用途外,烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)可用于微胶囊、PTP包装、化学阀和药物释放系统。
烯烃嵌段共聚物(A-1)的例子包括烯烃嵌段共聚物(A-11),其中链段PO1是将选自支链烯烃、环烯烃、共轭二烯和非共轭多烯中至少一种单体任选地与选自含2-20个碳原子的线型α-烯烃中至少一种α-烯烃经聚合获得的聚烯烃链段;烯烃嵌段共聚物(A-12),其中链段PO1是含长支链的聚烯烃链段,它是将选自含2-20个碳原子的烯烃中至少一种烯烃经聚合获得的;烯烃嵌段共聚物(A-13),其中链段PO1的重均分子量小于2000;烯烃嵌段共聚物(A-14),其中链段B1的重均分子量小于500;和烯烃嵌段共聚物,其中g1键是醚键、酯键或酰胺键,链段B1是经链式聚合获得的。
下面将详细说明烯烃嵌段共聚物(A-11)-(A-14)。
烯烃嵌段共聚物(A-11)和(A-12)
在烯烃嵌段共聚物(A-11)中,链段PO1是将选自支链烯烃、环烯烃、共轭二烯和非共轭多烯中至少一种单体任选地与选自含2-20个碳原子的线型α-烯烃中至少一种α-烯烃经聚合,较好是经配位阴离子聚合获得的聚烯烃链段。具体来说,烯烃嵌段共聚物(A-11)的链段PO1是一种选自支链烯烃、环烯烃、共轭二烯和非共轭多烯中至少一种单体任选地与选自含2-20个碳原子的线型α-烯烃中至少一种α-烯烃的均聚物或共聚物。
支链烯烃、环烯烃、共轭二烯、非共轭多烯和含2-20个碳原子的线型α-烯烃的例子如上所述。当聚烯烃链段具有立构规整性时,聚烯烃可以是全同立构聚烯烃或间同立构聚烯烃。
当链段PO1是从支链烯烃获得的如聚4-甲基-1-戊烯或聚3-甲基-1-丁烯时,烯烃嵌段共聚物(A-11)可以是高熔点和高性能的。
当链段PO1是聚环烯烃时,即使在没有结晶的情况下也能获得高的玻璃化转变温度,这样烯烃嵌段共聚物(A-11)就具有高的耐热性。乙烯、环烯烃和其它α-烯烃的组合能控制玻璃化转变温度,从而获得在室温下摸上去象柔韧聚氯乙烯那样柔软的烯烃嵌段共聚物(A-11)。
当链段PO1包含得自共轭二烯或非共轭多烯的重复单元时,烯烃嵌段共聚物(A-11)适用于诸如交联和发泡这样的用途。
在烯烃嵌段共聚物(A-11)中,链段PO1较好是选自支链烯烃中至少一种烯烃经聚合或共聚合获得的。具体来说,链段PO1较好是由4-甲基-1-戊烯聚合物如4-甲基-1-戊烯均聚物或3-甲基-1-丁烯聚合物如3-甲基-1-丁烯均聚物组成的。
在烯烃嵌段共聚物(A-12)中,链段PO1是含长支链的聚烯烃链段,它是将选自含2-20个碳原子的烯烃中至少一种烯烃经聚合,较好是经配位阴离子聚合获得的。
含2-20个碳原子的烯烃的例子包括上述含2-20个碳原子的线型α-烯烃,支链烯烃、环烯烃、共轭二烯和非共轭多烯。
烯烃嵌段共聚物(A-12)的链段PO1较好是从乙烯和含3-20个碳原子的线型α-烯烃或支链烯烃获得的。
根据JP-A-7(1995)/500622中披露的标准式,可以确认链段PO1中包含长支链这个事实。
I10/I2≥(Mw/Mn)+4.63 ...(6)其中I10是指在190℃时在10kg负载下测量的熔体指数;I2是指在190℃时在2.14kg负载下测量的熔体指数;Mw和Mn分别是指在140℃时在邻二氯苯溶剂中经GPC测定的重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)。
当满足式(6)时,链段PO1包含长支链。
链段PO1是否满足式(6)可以基于构成链段PO1的聚烯烃来判断。另外,可以采用如光、氧、酸或碱来切割烯烃嵌段共聚物(A-12)的g1键,从而将得自链段PO1的组分与得自链段B1的组分加以分开。是否满足式(6)可以根据对得自链段PO1的组分的I10、I2、Mw和Mn的测量结果来判断。
当链段PO1包含长支链时,烯烃嵌段共聚物(A-12)具有优良的熔体张力并在模塑薄膜、片材和吹塑模塑制品时具有优良的模塑性。在注塑时,可以获得表面光滑性,并且可以获得外观优良的模塑制品。
关于烯烃嵌段共聚物(A-11)和(A-12),链段PO1的重均分子量较好为2,000或更大,再好为2,000-5,000,000,特别好为2,000-1,000,000,最好为10,000-800,000。
在烯烃嵌段共聚物(A-11)和(A-12)中,用凝胶渗透色谱法测定链段PO1的分子量分布(Mw/Mn)较好为2.5或更小。
在烯烃嵌段共聚物(A-11)和(A-12)中,g1键是醚键、酯键或酰胺键,较好是醚键。
在烯烃嵌段共聚物(A-11)和(A-12)中,链段B1是经链式聚合获得的官能链段,它较好包含含不饱和烃的重复单元和/或含杂原子的重复单元。链段B1更好是经自由基聚合、开环聚合或离子聚合获得的官能链段。它特别好是经自由基聚合或开环聚合获得的官能链段。
官能链段是将至少一种可链式聚合的单体经链式聚合获得的。例如,它可以通过将至少一种可自由基聚合的单体经自由基聚合、将至少一种环状单体经开环聚合或将至少一种可离子聚合的单体经离子聚合制得。
自由基聚合中所用的可自由基聚合的单体的例子包括上述不饱和羧酸、其衍生物、芳族乙烯基化合物、含杂环化合物残基的乙烯基化合物、含羟基的烯键式不饱和化合物、含氮的烯键式不饱和化合物、含环氧基的烯键式不饱和化合物、乙烯基酯化合物和氯乙烯。
开环聚合中所用的环状单体的例子包括上述内酯、内酰胺、2-噁唑啉和环醚。
离子聚合中所用的可离子聚合的单体的具体例子包括可阴离子聚合的单体如(甲基)丙烯酸酯、丙烯腈和丙烯酰胺。
其中,较好的是ε-己内酯、ε-己内酰胺和环氧乙烷。
在烯烃嵌段共聚物(A-11)和(A-12)中,链段B1较好是由苯乙烯聚合物、乙酸乙烯酯聚合物、丙烯酸酯聚合物、甲基丙烯酸酯聚合物、乙烯基甲酰胺聚合物、丙烯酰胺聚合物、环酯聚合物、环酰胺聚合物、环醚聚合物、噁唑啉聚合物或含氟聚合物组成。
经自由基聚合或开环聚合获得的聚合物也是较好的。
在烯烃嵌段共聚物(A-11)和(A-12)中,链段B1的重均分子量理想地通常为500或更大,较好为500-5,000,000,更好为5,000-1,000,000,再好为5,000-800,000。
尽管对链段B1在烯烃嵌段共聚物(A-11)或(A-12)中理想的含量并无特别的限制,但以烯烃嵌段共聚物(A-11)或(A-12)的重量计,所述含量为0.01-99.99重量%,较好为1-99重量%,更好为1-95重量%。
烯烃嵌段共聚物(A-11)和(A-12)的熔体流动速率(MFR:ASTM D 1238,230℃,2.16kg负载)理想地通常为0.01-200 g/10min,较好为0.05-100g/10min,更好为0.05-80 g/10min。
烯烃嵌段共聚物(A-11)和(A-12)的具体例子包括下述共聚物。
(1)这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO1是包含乙烯、环烯烃和任选地含3-20个碳原子的α-烯烃(较好是丙烯或丁烯)的共聚物(乙烯含量:1-99mol%,环烯烃含量:1-50mol%,α-烯烃含量:0-50mol%,Mw:10,000-1,000,000);g1键是醚键;链段B1是(甲基)丙烯酸酯聚合物如聚甲基丙烯酸甲酯(Mw:500-1,000,000)或芳族乙烯基化合物的聚合物如聚苯乙烯(Mw:500-1,000,000)。
当链段PO1是乙烯/丙烯/环烯烃共聚物时,该共聚物具有优良的模塑性,这样就可以获得形状记忆性能优良的线材涂覆材料。当链段B1是聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯时,所得的线材涂覆材料具有优良的断裂伸长,因为该共聚物具有优良的耐热性和对无机填料的粘合性以及优良的模塑性。尽管在不加入填料等的情况下烯烃嵌段共聚物也可用作线材涂覆材料,但宜加入无机填料如氢氧化镁或交联剂如乙烯基三甲氧基硅烷。
(2)这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO1是α-烯烃/共轭多烯共聚物或α-烯烃/非共轭多烯,如乙烯、含3-20个碳原子的α-烯烃和非共轭多烯的共聚物(乙烯含量/α-烯烃含量=95/5-55/45(摩尔比));g1键是醚键或酰胺键;链段B1是从芳族乙烯基化合物或含杂环化合物残基的乙烯基化合物获得的聚合物或它们的共聚物。
这种烯烃嵌段共聚物适用作橡胶的改性剂。
(制备方法)
烯烃嵌段共聚物(A-11)和(A-12)例如可通过下述方法制得,首先制备在端部与第13族元素键合的聚烯烃,然后在该聚烯烃存在下形成诸如自由基聚合、开环聚合或离子聚合的链式聚合的聚合活性部位,进行这种反应。
在端部与第13族元素键合的聚烯烃可通过过渡金属的配位聚合制得。例如,它可以通过在常规烯烃聚合催化剂存在下将上述含2-20个碳原子的烯烃进行均聚合或共聚合制得。所得的聚烯烃可以是烯烃嵌段共聚物(A-11)或(A-12)中的链段PO1。
可以按下述方法来制备构成烯烃嵌段共聚物(A-11)的链段PO1的聚烯烃。
在制备构成链段PO1的聚烯烃时所用的常规烯烃聚合催化剂例如可以是TiCl3催化剂、载有MgCl2的TiCl4催化剂、金属茂催化剂或后金属茂(post-metallocene)催化剂。其中,金属茂催化剂是较好的。
可以适当地使用常规的金属茂催化剂。金属茂催化剂的例子包括诸如钛、钒、铬、锆或铪的过渡金属的金属茂化合物。在使用条件下,金属茂化合物可以是液体或固体。金属茂化合物并不一定是单种化合物,它可以载于其它化合物上,可以是与其它化合物的均匀混合物或与其它化合物的配位化合物或复合化合物。
在常规的金属茂催化剂中,具有含C2对称或C1对称的手性结构的金属茂化合物适用于制备聚烯烃。
具有含C2对称的手性结构的较好的金属茂化合物的例子包括:
二氯化外消旋-亚乙基双(茚基)合锆,
二氯化外消旋-亚乙基双(四氢茚基)合锆,
二氯化外消旋-二甲基亚甲硅烷基双(2,3,5-三甲基环戊二烯基)合锆,
二氯化外消旋-二甲基亚甲硅烷基双[1-(4-苯基茚基)]合锆,
二氯化外消旋-二甲基亚甲硅烷基双[1-(2-甲基-4-苯基茚基)]合锆,
二氯化外消旋-二甲基亚甲硅烷基双{1-[2-甲基-4-(1-萘基)茚基]}合锆,
二氯化外消旋-二甲基亚甲硅烷基双{1-[2-甲基-4-(2-萘基)茚基]}合锆,
二氯化外消旋-二甲基亚甲硅烷基双{1-[2-甲基-4-(1-蒽基)茚基]}合锆,
二氯化外消旋-二甲基亚甲硅烷基双{1-[2-甲基-4-(9-蒽基)茚基]}合锆,
二氯化外消旋-二甲基亚甲硅烷基双{1-[2-甲基-4-(9-菲基)茚基]}合锆,
二氯化外消旋-二甲基亚甲硅烷基双{1-[2-甲基-4-(邻氯苯基)茚基]}合锆,
二氯化外消旋-二甲基亚甲硅烷基双{1-[2-甲基-4-(五氟苯基)茚基]}合锆,
二氯化外消旋-二甲基亚甲硅烷基双[1-(2-乙基-4-苯基茚基)]合锆,
二氯化外消旋-二甲基亚甲硅烷基双{1-[2-乙基-4-(1-萘基)茚基]}合锆,
二氯化外消旋-二甲基亚甲硅烷基双{1-[2-乙基-4-(9-菲基)茚基]}合锆,
二氯化外消旋-二甲基亚甲硅烷基双[1-(2-正丙基-4-苯基茚基)]合锆,
二氯化外消旋-二甲基亚甲硅烷基双{1-[2-正丙基-4-(1-萘基)茚基]}合锆和
二氯化外消旋-二甲基亚甲硅烷基双{1-[2-正丙基-4-(9-菲基)茚基]}合锆。
具有含C1对称的手性结构的较好的金属茂化合物的例子包括:
二氯化亚乙基[2-甲基-4-(9-菲基)-1-茚基](9-芴基)合锆,
二氯化亚乙基[2-甲基-4-(9-菲基)-1-茚基](2,7-二甲基-9-芴基)合锆,
二氯化二甲基亚甲硅烷基(9-芴基)(3-叔丁基环戊二烯基)合锆和
二氯化二苯基亚甲硅烷基(9-芴基)(3-叔丁基环戊二烯基)合锆。
适用的常规金属茂化合物的例子包括仅含有一个取代环戊二烯基的金属茂化合物,例如:
二氯化(叔丁基酰氨基)(四甲基-η5-环戊二烯基)-1,2-亚乙基(ethanediyl)合锆,
二氯化(叔丁基酰氨基)(四甲基-η5-环戊二烯基)-1,2-亚乙基合钛,
二氯化(甲基酰氨基)(四甲基-η5-环戊二烯基)-1,2-亚乙基合锆,
二氯化(甲基酰氨基)(四甲基-η5-环戊二烯基)-1,2-亚乙基合钛,
二氯化(乙基酰氨基)(四甲基-η5-环戊二烯基)亚甲基合钛,
二氯化(叔丁基酰氨基)二甲基(四甲基-η5-环戊二烯基)硅烷合钛,
二苄基(叔丁基酰氨基)二甲基(四甲基-η5-环戊二烯基)硅烷合锆,
二氯化(苄基酰氨基)二甲基(四甲基-η5-环戊二烯基)硅烷合钛和
二苄基(苯基磷酰基(phosphido))二甲基(四甲基-η5-环戊二烯基)硅烷合锆。
适用的常规金属茂化合物的例子还包括含有两个不通过诸如(取代)亚烷基或(取代)亚甲硅烷基之类的连接基团连接的取代环戊二烯基的金属茂化合物。
这种金属茂化合物包括:
二氯化双(甲基环戊二烯基)合锆,
二氯化双(二甲基环戊二烯基)合锆,
乙氧基氯化双(二甲基环戊二烯基)合锆,
双(三氟甲磺酸)双(二甲基环戊二烯基)合锆,
二氯化双(乙基环戊二烯基)合锆,
二氯化双(甲基乙基环戊二烯基)合锆,
二氯化双(丙基环戊二烯基)合锆,
二氯化双(甲基丙基环戊二烯基)合锆,
二氯化双(丁基环戊二烯基)合锆,
二氯化双(甲基丁基环戊二烯基)合锆,
双(甲磺酸)双(甲基丁基环戊二烯基)合锆,
二氯化双(三甲基环戊二烯基)合锆,
二氯化双(四甲基环戊二烯基)合锆,
二氯化双(五甲基环戊二烯基)合锆,
二氯化双(己基环戊二烯基)合锆和
二氯化双(三甲基甲硅烷基环戊二烯基)合锆。
金属茂化合物可以单独或与其它的烯烃聚合催化剂如TiCl3催化剂、载有MgCl2的TiCl4催化剂或后金属茂催化剂结合起来使用。
在制备聚烯烃中,金属茂化合物可以与下述有机金属催化剂组分结合起来使用。即使在使用TiCl3催化剂、载有MgCl2的TiCl4催化剂或后金属茂催化剂时,也可以将金属茂化合物与有机金属催化剂化合物结合起来使用。
后金属茂催化剂是一种在配位体中含有氮原子或氧原子的过渡金属配合物。常规的过渡金属配合物是适用的。后金属茂催化剂的例子包括下面文献中所述的过渡金属配合物。
(1)M.Brookhart等,J.Am.Chem.Soc.1995,117,6414-6415
(2)M.Brookhart等,J.Am.Chem.Soc.1996,118,267-268
(3)D.H.McConville等,大分子1996,29,5241-5243
(4)R.F.Jordan等,有机金属1997,16,3282-3302
(5)R.H.Grubbs等,有机金属1998,17,3149-3151
(6)S.Collins等,有机金属1999,18,2731-2733
(7)M.S.Eisen等,有机金属1998,17,3155-3157
(8)M.S.Eisen等,J.Am.Chem.Soc.1998,120,8640-8636
(9)R.F.Jordan等,J.Am.Chem.Soc.1997,119,8125-8126
(10)K.Hakala等,Macromol.Rapid Commun.18,634-638(1997)
有机金属催化剂组分较好包含选自周期表第13族的元素。较好的有机金属催化剂组分的例子包括有机铝化合物、有机硼化合物和周期表第1族元素与铝或硼的烷基配位化合物。
有机铝化合物的例子包括下式表示的化合物:
Ra nAlX3-n其中Ra代表含1-12个碳原子的烃基,X代表卤素或氢,n是0-3。
在此式中,Ra是含1-12个碳原子的烃基,如烷基、环烷基或芳基。其具体例子包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、异丁基、戊基、己基、辛基、环戊基、环己基、苯基和甲苯基。
有机铝化合物的例子包括三烷基铝如三甲基铝、三乙基铝、三异丙基铝、三异丁基铝、三辛基铝和三-2-乙基己基铝;
三链烯基铝如三异戊二烯基铝;
二烷基铝卤化物如氯化二甲基铝、氯化二乙基铝、氯化二异丙基铝、氯化二异丁基铝和溴化二甲基铝;
烷基铝倍半卤化物如倍半氯化甲基铝、倍半氯化乙基铝、倍半氯化异丙基铝、倍半氯化丁基铝和倍半溴化乙基铝;
烷基铝二卤化物如二氯化甲基铝、二氯化乙基铝、二氯化异丙基铝和二溴化乙基铝;和
烷基铝氢化物如氢化二乙基铝、氢化二异丁基铝和二氢化乙基铝。
也可以使用下式表示的化合物作为有机铝化合物:
Ra nAlY3-n其中Ra的定义如上所述,
Y是-ORb、-OSiRc 3、-OAlRd 2、-NRe 2、-SiRf 3或-N(Rg)AlRh 2,
n是1或2,
Rb、Rc、Rb和Rh分别是甲基、乙基、异丙基、异丁基、环己基或苯基,
Re是氢、甲基、乙基、异丙基、苯基或三甲基甲硅烷基,和
Rf和Rg分别是甲基或乙基。
这些有机铝化合物的例子包括下述化合物:
(i)式Ra nAl(ORb)3-n表示的化合物,如二甲基甲氧基铝、二乙基乙氧基铝和二异丁基甲氧基铝。
(ii)式Ra nAl(OSiRc)3-n表示的化合物,如Et2Al(OSiMe3)、(异-Bu)2Al(OSiMe3)和(异-Bu)2Al(OSiEt3)。
(iii)式Ra nAl(OAlRd 2)3-n表示的化合物,如Et2AlOAlEt2和(异-Bu)2AlOAl(异-Bt)2。
(iv)式Ra nAl(NRe 2)3-n表示的化合物,如Me2AlNEt2、Et2AlNHMe、Me2AlNHEt、Et2AlN(Me3Si)2和(异-Bu)2AlN(Me3Si)2。
(v)式Ra nAl(SiRf 3)3-n表示的化合物,如(异-Bu)2AlSiMe3。
(vi)式Ra nAl[N(Rg)-AlRh 2]3-n表示的化合物,如Et2AlN(Me)-AlEt2(异-Bu)2和AlN(Et)Al(异-Bu)2。
例子还包括与上述化合物相类似的化合物,如其中的至少两个铝通过氧原子或氮原子连接起来的有机铝化合物。其具体例子包括(C2H5)2AlOAl(C2H5)2、(C4H9)2AlOAl(C4H9)2和(C2H5)2AlN(C2H5)Al(C2H5)2。
例子还包括铝氧烷如甲基铝氧烷、乙基铝氧烷、丙基铝氧烷和丁基铝氧烷。
也可以使用下式表示的有机铝化合物:
RaAlXY其中Ra、X和Y如上所述。
有机硼化合物的例子包括三苯基硼、三(4-氟苯基)硼、三(3,5-二氟苯基)硼、三(4-氟甲基苯基)硼、三(五氟苯基)硼、三(对甲苯基)硼、三(邻甲苯基)硼、三(3,5-二甲基苯基)硼、thexyl硼烷、二环己基硼烷、二环戊基硼烷、二异松蒎烯基硼烷(diisopinocamphenylborane)、9-硼二环[3,3,1]壬烷(9-borabicyclo[3,3,1]nonane)、二甲基硼烷、二氯硼烷、儿茶酚硼烷、B-溴-9-硼二环[3,3,1]壬烷、硼烷-三乙胺配合物和硼烷-甲基硫化物配合物。
离子硼化合物可以用作有机硼化合物。这种化合物的例子包括四(苯基)硼三乙基铵、四(苯基)硼三丙基铵、四(对甲苯基)硼三甲基铵、四(对甲苯基)硼三甲基铵、四(五氟苯基)硼三(正丁基)铵、四(邻,对-二甲基苯基)硼三丙基胺、四(对三氟甲基苯基)硼三(正丁基)铵、四(苯基)硼N,N-二甲基苯铵、四(苯基)硼二环己基铵、四(五氟苯基)硼酸三苯基碳鎓、四(五氟苯基)硼酸N,N-二甲基苯铵、壬硼酸二[三(正丁基)铵]和癸硼酸二[三(正丁基)铵]。
周期表第1族元素与铝的烷基配位化合物的例子包括下式表示的化合物:
M1AlRj 4其中M1代表Li、Na或K,Rj代表含1-15个碳原子的烃基。
其具体例子包括LiAl(C2H5)4和LiAl(C7H15)4。
有机硼化合物的例子和周期表第1族元素与硼的烷基配位化合物的例子分别包括与有机铝化合物相对应的化合物和与周期表第1族元素与铝的烷基配位化合物中的铝被硼取代后相对应的化合物。
这些有机金属催化剂组分可以单独或结合起来使用。
关于有机金属催化剂组分,较好是将含有氢和第13族元素的键的化合物与三烷基铝、铝氧烷或离子硼化合物结合起来使用。含有氢和第13族元素的键的化合物较好含有氢和硼的键。这些化合物宜在相互混合后,用于聚合反应中,或者首先单独使用三烷基铝、铝氧烷或离子硼化合物,引发聚合,而后在聚合体系中加入含有氢和第13族元素的键的化合物。
含有氢和第13族元素的键的化合物的例子包括诸如氢化二乙基铝、氢化二异丁基铝和二氢化乙基铝的有机铝化合物;和诸如9-硼二环[3,3,1]壬烷、二甲基硼烷、二氯硼烷和儿茶酚硼烷的有机硼化合物。
可以使烯烃聚合催化剂预聚合。对进行预聚合的方法并无限制。例如,预聚合较好是在惰性溶剂存在下在比较温和的条件下将烯烃和催化剂组分加到惰性溶剂中进行。预聚合可以在使所得的预聚物溶解在聚合物介质中的条件下或在使其不溶解于其中的条件下进行。预聚合较好是在使所得的预聚物不溶解在聚合物介质中的条件下进行。
预聚合所用的烯烃的例子包括含2或更多个碳原子的α-烯烃。具体例子包括乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、3-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯、3-乙基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、4,4-二甲基-1-戊烯、4-甲基-1-己烯、4,4-二甲基-1-己烯、4-乙基-1-己烯、3-乙基-1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯和1-二十碳烯。它们可以结合起来使用。预聚合所用的α-烯烃可以与下述烯烃聚合所用的α-烯烃相同或不同。该α-烯烃较好是与烯烃聚合所用的α-烯烃相同。
惰性溶剂的例子包括脂族烃如丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、癸烷、十二烷和煤油;脂环族烃如环戊烷、环己烷和甲基环戊烷;芳族烃如苯、甲苯和二甲苯;和卤代烃如氯化乙烯和氯苯。它们可以结合起来使用。
在上述惰性溶剂中,使用脂族烃是特别合适的。预聚合可以在α-烯烃是液体的状态下或者在气相条件下进行。预聚合可以分批、半连续或连续地进行。预聚合较好是使用浓度比体系中聚合时所用的催化剂的浓度高的催化剂。
构成烯烃嵌段共聚物(A-11)的链段PO1的聚烯烃可以通过在烯烃聚合催化剂存在下将含2-20个碳原子的烯烃进行均聚合或共聚合(这种聚合在下面有时简称为“烯烃聚合”)而获得。
烯烃聚合可以采用液相聚合法如溶液聚合和悬浮聚合或采用气相聚合法进行。悬浮聚合所用的反应溶剂可以是惰性溶剂或在反应温度下是液体的烯烃。反应温度通常为-50℃至200℃,较好为0℃至150℃。聚合压力通常为0.1-100atm,较好为1-50atm。烯烃聚合可以分批、半连续或连续地进行。当聚合是分2步或更多步进行时,反应条件可以相同或不同。
烯烃聚合制得了重均分子量为2000或更大的聚烯烃。在烯烃聚合中较好是不使分子氢(它是一种常规的分子量调节剂)存在于聚合体系中。分子量较好是通过控制有机金属催化剂组分中至少一种组分的浓度、聚合温度和烯烃浓度(聚合压力)来加以调节。具体来说,可以按下述方法来调节分子量。例如,在分子氢基本上不存在的悬浮聚合中,可以通过提高有机金属催化剂组分的浓度来降低所得聚烯烃的分子量。或者,在分子氢基本上不存在的悬浮聚合中,可以通过提高聚合温度来降低所得聚烯烃的分子量。
这样获得的聚烯烃在一端的端部与第13族元素键合或者在一端的端部含有不饱和键。
聚烯烃是否在一端的端部与第13族元素键合或者是否在一端的端部含有不饱和键取决于所用的有机金属催化剂组分的种类和/或数量以及聚合条件如聚合温度。
当聚烯烃的一端的端部含有不饱和键时,将聚烯烃与含第13族元素的化合物反应,使其转变成与第13族元素键合的末端。在所得的聚烯烃是在一端的端部与第13族元素键合的聚烯烃和在一端的端部含有不饱和键的聚烯烃的混合物时,按需要将在一端的端部含有不饱和键的聚烯烃的末端转变成与第13族元素键合的末端。
反应中使用的含第13族元素的化合物选自在关于有机化合物催化剂组分中例举的化合物。其中,较好是使用作为有机铝化合物或有机硼化合物所例举的那些化合物。该化合物更好是三烷基铝、二烷基铝氢化物或含至少一个氢-硼键的硼化合物。含至少一个氢-硼键的硼化合物则特别好。最好的化合物包括9-硼二环[3,3,1]壬烷,它可以是单体或二聚体。
例如,在一端的端部含有不饱和键的聚烯烃与含第13族元素的化合物的反应按如下方法进行。
(1)将0.1-50g在端部含有亚乙烯基的聚丙烯与5-1000ml含有0.01-5mol/LTR氢化二异丁基铝的辛烷溶液混合。然后将混合物回流0.5-6小时。
(2)将0.1-50g在端部含有亚乙烯基的聚丙烯与5-1000ml四氢呋喃酐和0.1-50ml含有0.05-10mol/LTR 9-硼二环[3,3,1]壬烷的四氢呋喃溶液混合。然后在20-65℃时将混合物搅拌0.5-24小时。
按上述方法制备构成烯烃嵌段共聚物(A-11)的链段PO1的聚烯烃。所得的聚烯烃在一端的端部与第13族元素键合。第13族元素较好是硼。
例如,按下述方法制备构成烯烃嵌段共聚物(A-12)的聚烯烃链段PO1的含长支链的聚烯烃。
含长支链的聚烯烃可以通过将乙烯和含3-20个碳原子的α-烯烃在包含下述组分的催化剂存在下以使所得共聚物的密度为0.86-0.95g/cm3的方式进行共聚合而制得:
(i)将(i-1)其中的两个选自阴离子化茚基和其衍生基团的基团通过低级亚烷基相互连接起来的二配位基化合物与(i-2)周期表第4族过渡金属的卤化物进行反应获得的催化剂组分,
(ii)有机铝氧化合物,
(iii)有机铝化合物,和
(iv)载体。
合成催化剂组分(i)所用的其中的两个选自阴离子化茚基和其衍生基团的基团通过低级亚烷基相互连接起来的二配位基化合物(i-1)用下式表示:
MR13-R14-R15M其中R13和R15可以相同或不同,它们分别是茚基阴离子、取代的茚基阴离子或其部分氢化的阴离子,R14是低级亚烷基,M是碱金属阳离子。
具体例子包括亚乙基双茚基二锂、亚乙基双茚基二钠、亚乙基双(4,5,6,7-四氢-1-茚基)二锂、亚乙基双(4-甲基-1-茚基)二锂、亚乙基双(5-甲基-1-茚基)二锂、亚乙基双(6-甲基-1-茚基)二锂和亚乙基双(7-甲基-1-茚基)二锂。
周期表第4族过渡金属的卤化物(i-2)的具体例子包括四氯化锆、四氯化铪、四氯化钛和四溴化钛。
用于制备烯烃嵌段共聚物(A-12)的链段PO1的催化剂组分(i)可以通过在有机溶剂如醚、四氢呋喃、苯、甲苯或二氯甲烷中将二配位基化合物(i-1)与过渡金属卤化物(i-2)混合,使它们接触而获得。以0.5-2,较好0.75-1.25的摩尔比(MR13-R14-R15M/过渡金属)将二配位基化合物(i-1)与过渡金属卤化物(i-2)混合。过渡金属卤化物(i-2)的浓度以过渡金属计通常为0.03-0.5mol/LTR,较好为0.05-0.3mol/LTR。
常规和已知的铝氧烷宜用作有机铝氧化合物(ii)。
常规和已知的铝氧烷可以经下述方法制得。
(1)包括将诸如三烷基铝的有机铝化合物加到含吸收水的化合物或含结晶水的盐(如氯化镁水合物、硫酸铜水合物、硫酸铝水合物、硫酸镍水合物或氯化铈水合物)的烃介质悬浮液中,使它们反应,回收铝氧烷的烃溶液的方法。
(2)包括使水、冰或水蒸气直接作用于在介质(如苯、甲苯、乙醚或四氢呋喃)中的诸如三烷基铝的有机铝化合物,回收铝氧烷的烃溶液的方法。
(3)包括在介质(如癸烷、苯或甲苯)中使有机锡氧化物如氧化二甲基锡或氧化二丁基锡与诸如三烷基铝的有机铝化合物反应的方法。
铝氧烷可以包含少量的有机金属组分。通过蒸馏从回收的铝氧烷溶液中除去溶剂或未反应的有机铝化合物,剩余物可以再溶解在溶剂中。
用于制备铝氧烷溶液的有机铝化合物的例子包括上述关于有机金属催化剂组分中例举的那些(条件是不包括铝氧烷)。
也可用作有机铝化合物的是由式(异-C4H9)xAly(C5H10)z表示的异戊二烯基铝,其中x、y和z分别是正数,并且z≥2x。
有机铝化合物可以单独或结合起来使用。
制备铝氧烷溶液中所用的溶剂的例子包括烃溶剂,例如芳族烃如苯、甲苯、二甲苯、枯烯和繖花烃;脂族烃如戊烷、己烷、庚烷、辛烷、癸烷、十二烷、十六烷和十八烷;脂环族烃如环戊烷、环己烷、环辛烷和甲基环戊烷;石油馏分如汽油、煤油和瓦斯油;以及这些芳族、脂族和脂环族烃的卤化物如其氯化物或溴化物。
同样可以使用的是醚如乙醚和四氢呋喃。在溶剂中,芳族烃是特别好的。
有机铝化合物(iii)的例子包括上述作为有机金属催化剂组分所例举的有机铝化合物(条件是不包括铝氧烷)。
较好的有机铝化合物的例子包括式Ra 3Al、Ra nAl(ORb)3-n或Ra nAl(OAlRd 2)3-n表示的化合物。尤其是,上述各式中Ra为异烷基并且n为2时表示的化合物是较好的。这些有机铝化合物可以单独或结合起来使用。
载体(iv)是颗粒状或细小分散颗粒状的无机或有机固体化合物,其粒径为10-300μm,较好为20-200μm。
多孔氧化物宜作为无机载体。多孔氧化物的例子包括SiO2、Al2O3、MgO、ZrO2、TiO2、B2O3、CaO、ZnO、BaO、ThO2、其混合物和包含它们的混合物如SiO2-MgO、SiO2-Al2O3、SiO2-TiO2、SiO2-V2O5、SiO2-Cr2O3和SiO2-TiO2-MgO。载体较好包含SiO2和Al2O3中的至少一种作为主要组分。
无机氧化物可以包含少量的碳酸盐组分、硫酸盐组分、硝酸盐组分或氧化物组分如Na2CO3、K2CO3、CaCO3、MgCO3、Na2SO4、Al2(SO4)3、BaSO4、KNO3、Mg(NO3)2、Al(NO3)3、Na2O、K2O或Li2O。
尽管载体(iv)的性质视其种类和制备方法而变,但希望载体的比表面积为50-1000m2/g,较好为100-700m2/g,孔体积为0.3-2.5cm2/g。按需要在150-1000℃,较好在200-800℃的温度下煅烧载体(iv)。
载体的例子另外还包括有机化合物,它是颗粒状或细小分散颗粒状的固体,其粒径为10-300μm。这种有机化合物的例子包括包含含2-14个碳原子的α-烯烃如乙烯、丙烯、1-丁烯或4-甲基-1-戊烯作为主要组分的(共)聚合物,和包含乙烯基环己烷或苯乙烯作为主要组分的(共)聚合物。
在本发明中,将烯烃与催化剂组分(i)、(ii)、(iii)和(iv)预聚合获得的催化剂宜用于制备含长支链的链段PO1。
在预聚合之前,催化剂组分(i)、催化剂组分(i)和(ii)或催化剂组分(i)、(ii)和(iii)可以载于催化剂组分(iv)即载体上。另外,在将催化剂组分任意混合并相互接触之后可以将它们进行预聚合。在这种情况下,当包含具有环烷二烯基骨架并且相互不连接的配位体的过渡金属化合物(vi)与催化剂组分(i)结合起来使用时,可以获得颗粒形状优良的球形烯烃共聚物。
按需要使用的包含具有环烷二烯基骨架并且相互不连接的配位体的过渡金属化合物(vi)的例子包括二氯化双(环戊二烯基)合锆、二氯化双(甲基环戊二烯基)合锆、二氯化双(二甲基环戊二烯基)合锆、二氯化双(乙基环戊二烯基)合锆、二氯化双(正丁基环戊二烯基)合锆和二氯化双(茚基)合锆。
以组分(i)和组分(vi)的总量为100mol%计,催化剂组分(i)和过渡金属化合物(vi)的用量比例为,组分(vi)的用量为0-50mol%,较好为5-40mol%,更好为10-30mol%。
在进行预聚合时,以1g载体(iv)计,预聚合的烯烃聚合物的量为0.05-100g,较好为0.1-50g,更好为0.2-30g。
烯烃的例子包括含2-20个碳原子的α-烯烃如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯和1-十四碳烯。其中,乙烯是较好的。
预聚合在没有溶剂或在惰性烃介质中进行。
在进行预聚合时,有机铝化合物(iii)的用量为0.2-20mmol,较好为0.5-10mmol,有机铝氧化合物(ii)的用量以铝原子计为1-50mg,较好为2-20mg,催化剂组分(i)的用量以过渡金属原子计为0.02-2mg,较好为0.05-1mg,所有这些量都是以1g载体(iv)为基准计的。
有机铝化合物(iii)中的铝原子(Al)与有机铝氧化合物(ii)中的铝原子(Al)的摩尔比〔Al(iii)/Al(ii)〕通常为0.02-3,较好为0.05-1.5。有机铝氧化合物(ii)中的铝原子(Al)与催化剂组分(i)中的过渡金属原子(M)的摩尔比(Al(ii)/M〕通常为5-250,较好为10-150。在惰性烃介质中进行聚合时催化剂组分(i)的浓度以过渡金属原子计为0.1-10mg/LTR,较好为0.5-5mg/LTR。
预聚合温度为-20至70℃,较好为-10至60℃,更好为0至50℃。预聚合可以分批或连续地在加压下、减压下或常压下进行。尽管预聚合可以在分子量调节剂如氢存在下进行,但其量宜如此低,使所得的预聚物在135℃时在萘烷中测得的特性粘度[η]至少为不小于0.2dl/g,较好为0.5-10dl/g。
在这样获得的预聚物催化剂中,以1g载体(iv)计,所负载的催化剂组分(i)的量以过渡金属原子计为0.1-50mg,较好为0.3-30mg,更好为0.5-20mg。催化剂组分(ii)和(iii)中的铝原子(Al)与催化剂组分(i)中的过渡金属原子(M)的摩尔比(Al/M)通常为5-200,较好为10-150,更好为15-100。
含长支链的链段PO1可以通过在上述催化剂存在下将含2-20个碳原子的烯烃均聚合或共聚合制得。
在本发明中,链段PO1较好是将乙烯与选自含3-20个碳原子的α-烯烃(如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯和1-二十碳烯)中至少一种烯烃经共聚合制得。
烯烃的聚合通常在气相或液相如悬浮液中进行。悬浮聚合中所用的溶剂可以是惰性烃或烯烃本身。
烃介质的例子包括脂族烃如丁烷、异丁烷、戊烷、己烷、辛烷、癸烷、十二烷、十六烷和十八烷;脂环族烃如环戊烷、甲基环戊烷、环己烷和环辛烷;芳族烃如苯、甲苯和二甲苯;以及石油馏分如汽油、煤油和瓦斯油。在烃介质中,脂族烃、脂环族烃和石油馏分是较好的。
在进行悬浮聚合时的聚合温度通常为-50至100℃,较好为0至90℃。在气相聚合时的聚合温度通常为0至120℃,较好为20至100℃。
在进行悬浮聚合或气相聚合时,催化剂组分(i)的用量宜使聚合反应体系中过渡金属原子的浓度为10-8至10-2g/LTR,较好为10-7至10-3g/LTR。
在进行聚合时,另外可以加入分别与催化剂组分(ii)和(iii)类似的铝氧化合物和铝化合物。在这种情况下,铝化合物与过渡金属原子(M)的原子比(Al/M)为5-300,较好为10-200,更好为15-150。
聚合压力通常为常压至100kg/cm2,较好为2-50kg/cm2。聚合可以分批、半连续或连续地进行。
也可以在不同的反应条件下分2步或更多步进行聚合。
可以采用与制备构成烯烃嵌段共聚物(A-12)的链段PO1的聚烯烃相同的方法,使这样制得的含长支链的聚烯烃在其链段PO1的端部带上第13族元素。
接着,在一端的端部与第13族元素键合的聚烯烃存在下形成诸如自由基聚合、开环聚合或离子聚合的链式聚合的聚合活性部位,进行这种反应以制备烯烃嵌段共聚物。反应形成位于在端部键合的第13族元素与链段PO1之间的g1键。经自由基聚合或开环聚合制得的聚合物构成官能链段(链段B1)。g1键有时包含经诸如自由基聚合、开环聚合或离子聚合的链式聚合形成的一部分结构。
例如,按下述方法进行聚合。
(1)当与聚烯烃的一端键合的第13族元素是硼时,在可自由基聚合的单体存在下用分子氧氧化碳-硼键,产生自由基,从而进行自由基聚合。
具体来说,在可自由基聚合的单体存在下,用分子氧氧化在一端的端部与硼键合的聚烯烃。通过这种氧化,存在于端部的硼就转变成过氧硼烷(-O-O-B)。在可自由基聚合的单体存在下,在搅拌下过氧硼烷就产生自由基,这是因为在搅拌下O-O键分裂。这样产生的烷氧基自由基(-O*)作为引发剂,可自由基聚合的单体就发生自由基聚合。
可自由基聚合的单体的例子包括甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸乙酯(EMA)、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙烯酯(VA)、丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯、丙烯腈和乙酸乙烯酯。这些可自由基聚合的单体可以单独或结合起来使用。
当在甲醇中沉淀聚合物时,自由基聚合终止。通过上述方法,可以制得其中的g1键是醚键或酯键并且链段B1是自由基聚合物的烯烃嵌段共聚物(A-11)或(A-12)。
(2)当与聚烯烃的一端键合的第13族元素是铝时,用分子氧氧化碳-铝键,产生聚合活性部位,从而进行开环聚合。
具体来说,用分子氧氧化碳-铝键,这样存在于链段PO1端部的铝就转变成氧化铝(-O-Al)。使用这样获得的氧化铝作为聚合活性部位,经开环聚合使可开环聚合的单体进行聚合。
开环聚合通常在0至100℃的温度下进行30分钟至12小时,较好1至6小时。通过在甲醇中沉淀聚合物,终止开环聚合。通过上述方法,可以制得其中的g1键是醚键或酯键并且链段B1是开环聚合物的烯烃嵌段共聚物(A-11)或(A-12)。
(3)在与聚烯烃的一端键合的第13族元素转变成羟基、氨基、醛基或卤素后,形成开环聚合的活性部位,从而进行开环聚合。
开环聚合的活性部位例如可经下述方法形成,将氢氧化钠溶液和过氧化氢溶液加到在一端的端部与硼键合的聚烯烃中,使它们在40-50℃时相互反应3-5小时,将硼转变成羟基,使羟基与丁基锂反应,然后与氯化二乙基铝反应,使羟基转变成氧化铝。
使用经上述方法获得的氧化铝作为聚合活性部位,经开环聚合使可开环聚合的单体进行聚合。按上述(2)所述相同的方式进行开环聚合。其它的烷氧基金属、金属卤化物或金属胺可以代替氧化铝与聚烯烃的一端键合,形成开环聚合的聚合活性部位。使用与聚烯烃的一端键合的羟基、氨基、醛基或卤素,可以形成除了氧化铝外的聚合活性部位。其中,使用氧化铝作为聚合活性部位是较好的。通过上述方法,可以制得其中的g1键是醚键、酯键或酰胺键并且链段B1是开环聚合物的烯烃嵌段共聚物(A-11)或(A-12)。
其中的g1键是醚键、酯键或酰胺键并且链段B1是离子聚合物的烯烃嵌段共聚物(A-11)或(A-12)可以经离子聚合如阴离子聚合来制备,其中将在端部含有羟基的聚烯烃转变成在端部含有如含锂、钾、钠或磷基团的聚烯烃,随后使可阴离子聚合的单体进行聚合。制备其中的“R”是使用在端部含有锂的聚烯烃使(甲基)丙烯酸酯经阴离子聚合获得的链段的烯烃嵌段共聚物(A-11)或(A-12)的方法的例子包括下述与制备烯烃嵌段共聚物(A-8)方法相同的方法。
烯烃嵌段共聚物(A-11)和(A-12)可以与热塑性树脂、填料、成核剂和聚合物所用的添加剂以任意比例配混,并且可以对其进行后改性如交联和发泡。
除了热塑性树脂外,烯烃嵌段共聚物(A-11)和(A-12)可以包含添加剂如交联剂、填料、交联促进剂、交联助剂、软化剂、增粘剂、抗老化剂、发泡剂、加工助剂、粘合改进剂、无机填料、有机填料、结晶成核剂、热稳定剂、天候稳定剂、抗静电剂、着色剂、润滑剂、阻燃剂和防起霜剂。
(制造模塑制品的方法)
正如与烯烃嵌段共聚物(A-1)一样,可以经压延、挤出成型、注塑、吹塑、压模或冲压模塑等方法将烯烃嵌段共聚物(A-11)和(A-12)制成各种模塑制品。
(用途)
烯烃嵌段共聚物(A-11)和(A-12)可用于许多用途。例如,与烯烃嵌段共聚物(A-1)的情况一样,它们可用于薄膜和片材、层压片、改性剂、粘度改性剂、模塑改性剂、建筑和土木工程材料、汽车内外部件、汽油箱、电气和电子部件、水性乳液、涂布基料、医用和卫生产品、混杂物品、环境可降解的树脂、用于填料的改性剂、相容剂、微胶囊、PTP包装、化学上用阀和药物释放系统。
烯烃嵌段共聚物(A-13)
下面说明烯烃嵌段共聚物(A-13)。
烯烃嵌段共聚物(A-13)的链段PO1是一种包含得自含2-20个碳原子的烯烃的重复单元的聚烯烃链段。具体来说,链段PO1是选自含2-20个碳原子的烯烃的烯烃的均聚物或共聚物。当聚烯烃链段具有立构规整性时,聚烯烃可以是全同立构聚烯烃或间同立构聚烯烃。
含2-20个碳原子的烯烃的例子包括如上所述的线型或支链α-烯烃、环烯烃、芳族乙烯基化合物、共轭二烯和非共轭多烯。
烯烃嵌段共聚物(A-13)的链段PO1的重均分子量较好为小于2000,更好为500-1800。
用凝胶渗透色谱法测定的链段PO1的分子量分布(Mw/Mn)理想地为2.5或更小,较好为2.3或更小。
用差示扫描量热计(DSC)测定链段PO1的玻璃化转变温度(Tg)理想地通常为150℃或更低,较好为-100至100℃,更好为-80至40℃。
烯烃嵌段共聚物(A-13)的链段PO1较好是将选自含2-20个碳原子的线型或支链α-烯烃中至少一种α-烯烃经聚合或共聚合制得。具体来说,链段PO1是乙烯聚合物如乙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚物;丙烯聚合物如丙烯均聚物和丙烯/α-烯烃共聚物;丁烯聚合物如丁烯均聚物和丁烯/乙烯共聚物;或4-甲基-1-戊烯聚合物如4-甲基-1-戊烯均聚物。
烯烃嵌段共聚物(A-13)中的g1键较好是醚键、酯键或酰胺键。其中,醚键是特别好的。
烯烃嵌段共聚物(A-13)中的链段B1较好是经链式聚合获得的官能链段。链段B1更好是包含含不饱和烃的重复单元和/或含杂原子的重复单元的官能链段。链段B1再好是经自由基聚合、开环聚合或离子聚合获得的官能链段。链段B1特别好是经自由基聚合或开环聚合获得的官能链段。
官能链段可以由至少一种可链式聚合的单体经链式聚合获得。例如,它可以通过使至少一种可自由基聚合的单体经自由基聚合、使至少一种环状单体经开环聚合或使至少一种可离子聚合的单体经离子聚合而获得。
可自由基聚合的单体、环状单体和可离子聚合的单体的例子如上所述。
在可自由基聚合的单体中,较好是芳族乙烯基衍生物、(甲基)丙烯酸衍生物、马来酐、乙酸乙烯酯、丙烯腈、9-乙烯基咔唑、N-乙烯基吡咯烷酮、N,N-二甲基丙烯酰胺、异丁基乙烯基醚和异丁烯。再好是苯乙烯、马来酐、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸叔丁酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯腈和氯乙烯。
在环状单体中,ε-己内酯、ε-己内酰胺和环氧乙烷是较好的。
链段B1的重均分子量较好为500或更大,更好为500-1,000,000,再好为500-100,000,特别好为500-50,000。
以共聚物计,链段B1在烯烃嵌段共聚物(A-13)中的含量为20-99.99重量%,较好为20-99重量%,更好为20-95重量%,特别好为20-90重量%。
按ASTM D1238,在230℃时在2.16kg负载下测量烯烃嵌段共聚物(A-13)的熔体流动速率(MFR)理想地为0.01-5000 g/10min,较好为0.05-1000g/10min,更好为0.1-500 g/10min。
烯烃嵌段共聚物(A-13)的具体例子包括下述共聚物。
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO1是分子量为500至小于2000的全同立构聚丙烯链段,链段B1是分子量为500-10,000的聚己内酰胺链段。这种嵌段共聚物可用作聚丙烯和尼龙树脂的相容剂。
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO1是乙烯和含3-20个碳原子的α-烯烃的无规共聚物链段,其分子量为500至小于2000,并且乙烯含量为10-90mol%,链段B1是分子量为500-10,000的聚己内酰胺链段。这种嵌段共聚物可用作尼龙树脂的冲击改性剂以及尼龙树脂和软质聚烯烃的相容剂。
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO1是乙烯/丙烯无规共聚物链段,其分子量为500至小于2000,并且乙烯含量为10-90mol%,链段B1是分子量为500-50,000的聚苯乙烯链段。这种嵌段共聚物可用作不破坏聚苯乙烯透明度的冲击改性剂,并可用作聚苯乙烯和软质聚烯烃的相容剂。
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO1是乙烯/丙烯无规共聚物链段,其分子量为500至小于2000,并且乙烯含量为10-90mol%,链段B1是分子量为500-10,000的聚甲基丙烯酸甲酯链段。这种嵌段共聚物可用作不破坏聚甲基丙烯酸甲酯透明度的冲击改性剂,并可用作聚甲基丙烯酸甲酯和软质聚烯烃的相容剂。
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO1是分子量为500至小于2000并且乙烯含量为90-100mol%的聚乙烯链段,链段B1是分子量为500-10,000的聚环氧乙烷链段。这种嵌段共聚物较好可用作线型低密度聚乙烯(LLDPE)膜的长期防雾剂和高密度聚乙烯(HDPE)的长期抗静电剂。
(制备方法)
烯烃嵌段共聚物(A-13)例如可以用与制备烯烃嵌段共聚物(A-11)和(A-12)相同的方法,较好是用与制备烯烃嵌段共聚物(A-11)相同的方法制得。即,烯烃嵌段共聚物(A-13)可以经下述方法制备,首先制备在端部与第13族元素键合的聚烯烃,其重均分子量小于2000,较好为500-1800;在聚烯烃存在下形成诸如自由基聚合、开环聚合或离子聚合的链式聚合的聚合活性部位;进行这种反应,从而合成重均分子量为500或更大的链段B1。
诸如自由基聚合、开环聚合或离子聚合的链式聚合能制得在端部与链式聚合的聚合活性部位(如含有氧和第13族元素的键的基团)键合的烯烃嵌段共聚物。直到在诸如氮气、氩气或氦气的惰性气体中处理,所述烯烃嵌段共聚物也可保持其聚合物结构,即在端部含有诸如自由基聚合、开环聚合或离子聚合的链式聚合的聚合活性部位,例如含有氧和第13族元素的键的基团。
(用途)
当分子量低时,烯烃嵌段共聚物(A-13)易于在合成树脂中移动,这样就能产生稳定聚烯烃和极性聚合物的合金中的界面的优良效果,所以它可以用作聚烯烃和极性聚合物的聚合物合金的相容剂。
当其中链段PO1的玻璃化转变温度低的烯烃嵌段共聚物(A-13)与极性聚合物共混时,所形成的区域是微小的,因为链段PO1的分子量低。因此,它可以用作不破坏透明极性聚合物(如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚氯乙烯)的透明度的冲击改性剂。
包含链段PO1和官能链段(如亲水基团和稳定树脂基团)的烯烃嵌段共聚物可用作对聚烯烃具有良好适用性的功能添加剂。例如,它可以用作树脂的添加剂,如长期防雾剂、长期抗静电剂、长期热稳定剂和长期天候稳定剂。
烯烃嵌段共聚物可用于印刷各种粘附体的调色剂粘合剂,因为它的熔点和极性都尖锐,这是低分子量聚烯烃所固有的特性。
烯烃嵌段共聚物(A-13)适用作通常采用高级脂肪酸酯的表面活性剂,并适用作通常采用低分子量聚烯烃或改性低分子量聚烯烃的蜡。
烯烃嵌段共聚物(A-13)与聚烯烃和极性聚合物具有优良的亲和力,这是因为其链段PO1的分子量小于2000。
烯烃嵌段共聚物(A-14)
下面说明烯烃嵌段共聚物(A-14)。
烯烃嵌段共聚物(A-14)的链段PO1是一种包含得自含2-20个碳原子的烯烃的重复单元的聚烯烃链段。具体来说,链段PO1是选自含2-20个碳原子的烯烃的烯烃的均聚物或共聚物。当聚烯烃链段具有立构规整性时,聚烯烃可以是全同立构聚烯烃或间同立构聚烯烃。
含2-20个碳原子的烯烃的例子包括如上所述的线型或支链α-烯烃、环烯烃、芳族乙烯基化合物、共轭二烯和非共轭多烯。
链段PO1的重均分子量较好至少为2,000,更好为2,000-1,000,000,再好为10,000-800,000,特别好为50,000-500,000。
用凝胶渗透色谱法测定的链段PO1的分子量分布(Mw/Mn)较好为2.5或更小。
烯烃嵌段共聚物(A-14)的链段PO1较好是将选自含2-20个碳原子的线型或支链α-烯烃中至少一种α-烯烃经聚合或共聚合制得。具体来说,链段PO1由下述聚合物组成,乙烯聚合物如乙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚物;丙烯聚合物如丙烯均聚物和丙烯/α-烯烃共聚物;丁烯聚合物如丁烯均聚物和丁烯/乙烯共聚物;或4-甲基-1-戊烯聚合物如4-甲基-1-戊烯均聚物。
烯烃嵌段共聚物(A-14)中的g1键较好是醚键、酯键或酰胺键。其中,醚键是特别好的。
烯烃嵌段共聚物(A-14)中的链段B1较好是经链式聚合获得的官能链段。链段B1更好是包含含不饱和烃的重复单元和/或含杂原子的重复单元的官能链段。链段B1再好是经自由基聚合、开环聚合或离子聚合获得的官能链段。链段B1特别好是经自由基聚合或开环聚合获得的官能链段。
官能链段可以由至少一种可链式聚合的单体经链式聚合获得。例如,它可以通过使至少一种可自由基聚合的单体经自由基聚合、使至少一种环状单体经开环聚合或使至少一种可离子聚合的单体经离子聚合而获得。
可自由基聚合的单体、环状单体和可离子聚合的单体的例子如上所述。
在可自由基聚合的单体中,较好是芳族乙烯基衍生物、(甲基)丙烯酸衍生物、马来酐、乙酸乙烯酯、丙烯腈、9-乙烯基咔唑、N-乙烯基吡咯烷酮、N,N-二甲基丙烯酰胺、异丁基乙烯基醚和异丁烯。再好是苯乙烯、马来酐、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸叔丁酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯腈和氯乙烯。
在环状单体中,ε-己内酯、ε-己内酰胺和环氧乙烷是较好的。
烯烃嵌段共聚物(A-14)的链段B1的重均分子量理想地为小于500,较好为50至小于500,再好为50-450,特别好为100-400。
以共聚物计,链段B1在烯烃嵌段共聚物(A-14)中的含量为0.0001-50重量%,较好为0.005-20重量%,更好为0.01-15重量%,特别好为0.05-10重量%。
按ASTM D1238,在230℃时在2.16kg负载下测量烯烃嵌段共聚物(A-14)的熔体流动速率(MFR)理想地为0.01-200g/10min,较好为0.05-100g/10min,更好为0.05-80g/10min。
根据对极性物质的良好的粘合性和良好的表面亲水性,烯烃嵌段共聚物(A-14)较好包含由下述聚合物组成的链段PO1,即乙烯均聚物、乙烯和含3-20个碳原子的α-烯烃的无规共聚物(C3-20α-烯烃含量:小于10mol%)、丙烯均聚物、丙烯/乙烯无规共聚物(乙烯含量:小于10mol%)、丙烯和含4-20个碳原子的α-烯烃的无规共聚物(C4-20α-烯烃含量:小于10mol%)、乙烯和含3-20个碳原子的α-烯烃的无规共聚物(乙烯含量:10-90mol%,C3-20α-烯烃含量:90-10mol%)或丙烯和含4个或更多个碳原子的α-烯烃的无规共聚物(丙烯含量:10-90mol%,C4-20α-烯烃含量:90-10mol%);和
包含由下述聚合物组成的链段B1,即(甲基)丙烯酸均聚物如聚甲基丙烯酸甲酯或其衍生物;选自(甲基)丙烯酸和其衍生物中至少两种单体的共聚物;或环状聚酯如聚己内酯。
具体来说,较好的烯烃嵌段共聚物(A-14)的例子包括下述共聚物。
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO1是聚丙烯(Mw:1,000-1,000,000),g1键是醚键,链段B1是聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(Mw:130-450)。
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO1是聚丙烯(Mw:1,000-1,000,000),g1键是醚键,链段B1是苯乙烯/马来酐共聚物(Mw:200-450)。
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO1是聚丙烯(Mw:1,000-1,000,000),g1键是醚键,链段B1是聚乙二醇(Mw:45-450)。
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO1是乙烯/己烯共聚物(己烯含量:0.1-30mol%,Mw:1,000-1,000,000),g1键是醚键,链段B1是聚己内酯(Mw:100-450)。
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO1是乙烯/丁烯共聚物(丁烯含量:0.1-30mol%,Mw:1,000-1,000,000),g1键是醚键,链段B1是聚己内酯(Mw:100-450)。
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO1是乙烯/辛烯共聚物(辛烯含量:0.1-30mol%,Mw:1,000-1,000,000),g1键是醚键,链段B1是聚甲基丙烯酸甲酯(Mw:100-450)。
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO1是乙烯/辛烯共聚物(辛烯含量:0.1-30mol%,Mw:1,000-1,000,000),g1键是醚键,链段B1是聚己内酯(Mw:100-450)。
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO1是乙烯/己烯共聚物(己烯含量:0.1-30mol%,Mw:1,000-1,000,000),g1键是醚键,链段B1是苯乙烯/马来酐共聚物(Mw:200-450)。
(制备方法)
烯烃嵌段共聚物(A-14)例如可以用与制备烯烃嵌段共聚物(A-11)和(A-12)相同的方法,较好是用与制备烯烃嵌段共聚物(A-11)相同的方法制得。即,烯烃嵌段共聚物(A-14)可以经下述方法制备,首先制备在端部与第13族元素键合的聚烯烃,其重均分子量不小于2000,较好为2,000-1,000,000;在聚烯烃存在下形成诸如自由基聚合、开环聚合或离子聚合的链式聚合的聚合活性部位,并进行这种反应,从而合成重均分子量通常小于500,较好为50至小于500的链段B1。
烯烃嵌段共聚物(A-14)可以与热塑性树脂、填料、成核剂和聚合物所用的添加剂以任意比例配混,并且可以对其进行后改性如交联和发泡。
热塑性树脂的例子是关于热塑性树脂(C)中所例举的那些。
热塑性树脂可以单独或结合起来使用。
除了热塑性树脂外,烯烃嵌段共聚物(A-14)可以包含添加剂如交联剂、填料、交联促进剂、交联助剂、软化剂、增粘剂、抗老化剂、发泡剂、加工助剂、粘合改进剂、无机填料、有机填料、结晶成核剂、热稳定剂、天候稳定剂、抗静电剂、着色剂、润滑剂、阻燃剂和防起霜剂。
交联剂、填料、交联促进剂、交联助剂、软化剂、增粘剂、抗老化剂、发泡剂、加工助剂、粘合改进剂、无机填料、有机填料和结晶成核剂的例子包括如上所述的那些。
(制造模塑制品的方法)
正如与烯烃嵌段共聚物(A-1)一样,可以经压延、挤出成型、注塑、吹塑、压模或冲压模塑等方法将烯烃嵌段共聚物(A-14)制成各种模塑制品。
(用途)
烯烃嵌段共聚物(A-14)可用于许多用途。例如,与烯烃嵌段共聚物(A-1)的情况一样,它可用于薄膜、片材、层压片、改性剂、粘度改性剂、模塑改性剂、建筑和土木工程材料、汽车内外部件、汽油箱、电气和电子部件、水性乳液、涂布基料、医用和卫生产品、混杂物品、用于填料的改性剂、相容剂、微胶囊、PTP包装、化学阀和药物释放系统。
烯烃嵌段共聚物(A-2)
烯烃嵌段共聚物(A-2)用式(II)表示:
PO2-f2-R2-(X2)n-h2 ...(II)其中PO2是包含得自含2-20个碳原子的烯烃的重复单元的聚烯烃链段,具体来说,它是选自含2-20个碳原子的烯烃的烯烃的均聚物或无规共聚物。当聚烯烃链段具有立构规整性时,聚烯烃可以是全同立构聚烯烃或间同立构聚烯烃。
含2-20个碳原子的烯烃的例子包括如上所述的线型或支链α-烯烃、环烯烃、芳族乙烯基化合物、共轭二烯和非共轭多烯。
尽管对链段PO2的重均分子量并无特别的限制,但它通常为200-1,000,000,较好为5,000-500,000,更好为10,000-50,000。
按凝胶渗透色谱法测定链段PO2的分子量分布(Mw/Mn)为2.5或更小,较好为2.3或更小。
链段PO2较好是将选自含2-20个碳原子的线型或支链α-烯烃中至少一种α-烯烃经聚合或共聚合制得。具体来说,链段PO2由下述聚合物组成,乙烯聚合物如乙烯均聚物和乙烯/α-烯烃无规共聚物;丙烯聚合物如丙烯均聚物和丙烯/α-烯烃无规共聚物;丁烯聚合物如丁烯均聚物和丁烯/乙烯无规共聚物;或4-甲基-1-戊烯聚合物如4-甲基-1-戊烯均聚物。
在式(II)中,f2代表醚键、酯键或酰胺键。其中,醚键是较好的。如下所述,f2键将聚烯烃链段和官能链段相互化学地连接起来。
f2键有时包含经诸如自由基聚合、开环聚合或离子聚合的链式聚合形成的一部分结构。
在式(II)中,R2是经链式聚合获得的官能链段,它较好包含含不饱和烃的重复单元和/或含杂原子的重复单元。R2再好是经自由基聚合、开环聚合或离子聚合获得的官能链段。R2更好是经自由基聚合或开环聚合获得的官能链段。
链段R2可以由至少一种可链式聚合的单体经链式聚合获得。例如,它可以通过使至少一种可自由基聚合的单体经自由基聚合、使至少一种环状单体经开环聚合或使至少一种可离子聚合的单体经离子聚合而获得。
用于自由基聚合的可自由基聚合的单体的例子如上所述。
在上面例举的可自由基聚合的单体中,较好是芳族乙烯基衍生物、(甲基)丙烯酸衍生物、马来酐、乙酸乙烯酯、丙烯腈、9-乙烯基咔唑、N-乙烯基吡咯烷酮、N,N-二甲基丙烯酰胺、异丁基乙烯基醚和异丁烯。再好是苯乙烯、马来酐、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸叔丁酯、乙酸乙烯酯、丙烯酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯腈和氯乙烯。
在开环聚合中所用的环状单体的例子包括上述那些环状单体。
在上面例举的环状单体中,ε-己内酯、ε-己内酰胺和环氧乙烷是较好的。
可离子聚合的单体的例子包括上面所述的那些单体。
作为链段R2,较好是可自由基聚合的单体如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯和丙烯腈经自由基聚合获得的链段;和环状单体如内酯、内酰胺、2-噁唑啉和环醚经开环聚合获得的链段。
尽管对链段R2的重均分子量并无特别的限制,但它通常为100-1,000,000,较好为200-500,000,更好为300-490。
以共聚物(A-2)计,链段R2在烯烃嵌段共聚物(A-2)中的含量理想地通常为0.01-99.99重量%,较好为1-99重量%,更好为1-95重量%。
在式(II)中,X2代表酯键、醚键、酰胺键、酰亚胺键、氨基甲酸酯键、脲键、甲硅烷基醚键或羰基键。
在式(II)中,h2代表选自氨基、卤原子、异氰酸酯基、醛基、羟基、羧基、酸酐基、硅烷醇基、磺基和环氧基的极性基团;以及n是0或1。
在本发明中,当n是0时,h2宜为氨基、卤原子、异氰酸酯基、醛基或羧基,较好是卤原子、异氰酸酯基或醛基。
按ASTM D1238,在230℃时在2.16kg负载下测量式(II)烯烃嵌段共聚物(A-2)的熔体流动速率(MFR)宜通常为0.01-200g/10min,较好为0.05-100g/10min,更好为0.05-80g/10min。
式(II)表示的烯烃嵌段共聚物(A-2)的例子包括下述共聚物。
其中n为0时式(II)表示的烯烃嵌段共聚物(A-2)的例子包括:
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO2是乙烯/丁烯共聚物(丁烯含量:30mol%),f2键是醚键,链段R2是甲基丙烯酸甲酯聚合物,极性基团h2是羟基;
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO2是乙烯/丙烯/DMDT共聚物(丙烯含量:28mol%,DMDT含量:3mol%),f2键是醚键,链段R2是苯乙烯聚合物,极性基团h2是羧基;和
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO2是聚丙烯均聚物,f2键是醚键,链段R2是丙烯酸羟乙酯均聚物,极性基团h2是氨基。
其中n为1时式(II)表示的烯烃嵌段共聚物(A-2)的例子包括:
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO2是乙烯/丁烯无规共聚物(丁烯含量:10mol%),f2键是醚键,链段R2是乙二醇聚合物,X2键是醚键,极性基团h2是氨基;
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO2是乙烯/降冰片烯无规共聚物(降冰片烯含量:8.5mol%),f2键是醚键,链段R2是甲基丙烯酸甲酯聚合物,X2键是醚键,极性基团h2是异氰酸酯基;和
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO2是乙烯均聚物,f2键是酰胺键,链段R2是ε-己内酰胺开环聚合物,X2键是酰胺键,极性基团h2是异氰酸酯基。
这些共聚物特征性地具有聚烯烃的疏水性和极性基团的反应性。
关于烯烃嵌段共聚物(A-2),同样较好的是链段R2的重均分子量为小于500。这种烯烃嵌段共聚物适用于防雾膜、油漆、用于树脂的粘合剂和金属涂料。
其中的链段R2的重均分子量小于500的烯烃嵌段共聚物(A-2)的例子包括:
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO2是乙烯/丁烯无规共聚物(丁烯含量:5mol%),f2键是醚键,链段R2是乙二醇聚合物,n是0,极性基团h2是羟基;和
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO2是乙烯/辛烯无规共聚物(辛烯含量:10mol%),f2键是醚键,链段R2是聚甲基丙烯酸甲酯链段,n是1,X2键是醚键,极性基团h2是磺基。
这些烯烃嵌段共聚物(A-2)特征性地与聚烯烃具有相容性和对官能团具有反应性以及亲水性。
可以经下述方法制备式(II)表示的烯烃嵌段共聚物(A-2)。
首先说明其中n为0时式(II)表示的烯烃嵌段共聚物(A-2a)。
烯烃嵌段共聚物(A-2a)例如可以经下述方法制备,用含氧、氮、硅或卤原子的官能团取代由式(IIb)表示的烯烃嵌段共聚物(A-2b)中存在于端部的链式聚合的活性部位(-Z)。术语含卤原子的官能团包括卤原子本身。
PO2-f2-R2-Z ...(IIb)其中PO2、f2和R2的定义与式(II)中的相同,Z是链式聚合的活性部位。
烯烃嵌段共聚物(A-2b)例如可以用与制备烯烃嵌段共聚物(A-11)或(A-12)相同的方法,较好是用与制备烯烃嵌段共聚物(A-11)相同的方法制得。即,烯烃嵌段共聚物(A-2b)可以经下述方法制备,首先制备在端部与第13族元素键合的聚烯烃,其重均分子量为200-1,000,000;在聚烯烃存在下形成诸如自由基聚合、开环聚合或离子聚合的链式聚合的聚合活性部位;进行这种反应,从而合成重均分子量为100-1,000,000的链段R2。
随着在诸如氮气、氩气或氦气的惰性气体中处理,这样制得的烯烃嵌段共聚物(A-2b)可保持其聚合物结构,即在端部含有链式聚合的活性部位,例如含有氧和第13族元素的键的基团。
烯烃嵌段共聚物(A-2b)也可以采用与下述制备烯烃嵌段共聚物(A-8)方法一样的离子聚合制得。这种方法获得在端部含有含锂或磷基团的烯烃嵌段共聚物(A-2b)。
在烯烃嵌段共聚物(A-2a)中,其中的h2键是羟基的共聚物可以通过对烯烃嵌段共聚物(A-2b)进行水解或醇解而制得。
水解或醇解是这样进行的,即将烯烃嵌段共聚物(A-2b)加到过量的含少量盐酸的水或醇中,搅拌混合物至少5分钟。
其中的h2键是除了羟基外的基团,即其中的h2键是氨基、卤素、异氰酸酯基、醛基、羧基、酸酐基、硅烷醇基、磺基或环氧基的烯烃嵌段共聚物(A-2a)可以经下述方法制备,使构成烯烃嵌段共聚物(A-2a)的h2键的羟基与包含能与羟基反应的官能团的化合物反应,将羟基转变成不同的基团。
在制备其中的h2键是除了羟基外的基团的烯烃嵌段共聚物(A-2a)时,构成烯烃嵌段共聚物(A-2a)的h2键的羟基的转变获得的官能团可以与包含能与前一官能团反应的官能团的化合物反应,转变成不同的基团。作为具体和较好的例子,可以述及的有其中的羟基转变成卤素,卤素再转变成氨基的转变;以及其中的羟基转变成卤素,卤素转变成氨基,形成一聚合物,聚合物的h2键再转变成异氰酸酯基的转变。
转变较好是用熔融的烯烃嵌段共聚物(A-2a)或用溶解在有机溶剂中的至少一部分烯烃嵌段共聚物(A-2a)进行,更好是用完全溶解在有机溶剂中的烯烃嵌段共聚物(A-2a)进行。
转变所用的有机溶剂的例子包括脂族烃如己烷、庚烷和癸烷;芳族烃如苯、甲苯和二甲苯;含卤烃如二氯甲烷和二氯苯;以及含杂原子的烃如二甲基亚砜和二甲基甲酰胺。
下面将说明制备其中的h2键是卤素、醛基、羧基、氨基或异氰酸酯基的烯烃嵌段共聚物(A-2a)的方法。
(当h2键是卤素时:)
将其中的h2键是羟基的烯烃嵌段共聚物(A-2a)与量为羟基的1-10倍(摩尔)的亚硫酰氯混合,在0-100℃时使它们相互反应5分钟至24小时。可以使用亚硫酰溴来代替亚硫酰氯。
(当h2键是醛基时:)
将其中的h2键是羟基(所含的是伯醇的形式)的烯烃嵌段共聚物(A-2a)与量为羟基的1-5倍(摩尔)的氯铬酸吡啶鎓混合,在-20至100℃时使它们相互反应0.5至24小时。
(当h2键是羧基时:)
将其中的h2键是羟基(所含的是伯醇的形式)的烯烃嵌段共聚物(A-2a)与量为羟基的1-10倍(摩尔)的高锰酸钾混合,在0-200℃时使它们相互反应0.5-24小时。
(当h2键是氨基时:)
将其中的h2键是卤素的烯烃嵌段共聚物(A-2a)与量为卤素的1-10倍(摩尔)的叠氮化钠混合,在50-150℃时使它们相互反应0.5-24小时。将所得的反应产物与量为卤素(烯烃嵌段共聚物(A-2a)中的卤素)的1-10倍(摩尔)的三苯基膦混合,在0-100℃时使它们相互反应0.5-24小时。
(当h2键是异氰酸酯基时:)
将其中的h2键是氨基的烯烃嵌段共聚物(A-2a)与量为氨基的2-20倍(摩尔)的盐酸混合,在低于30℃,较好-20至20℃的温度下使它们相互反应0.5-12小时。加入丙酮使所得的反应产物沉淀。在加热到150-250℃的温度8-48小时的同时,让光气通过,使沉淀物以悬浮状态进行反应。
可以采用上面给出的方法来制备烯烃嵌段共聚物(A-2a)。
其中的n为1时式(II)的烯烃嵌段共聚物(A-2c)可以通过将烯烃嵌段共聚物(A-2a)与在分子中含2个或更多个能与h2键反应的官能团的化合物反应而制得。在分子中含2个或更多个能与h2键反应的官能团的化合物中的官能团可以相同或不同。这些官能团可以独立地存在或象酸酐那样缩合。
下面给出将烯烃嵌段共聚物(A-2a)与在分子中含2个或更多个官能团的化合物反应来制备烯烃嵌段共聚物(A-2c)的方法的例子。
(当h2键是氨基时:)
将其中的h2键是羟基的烯烃嵌段共聚物(A-2a)与量为羟基的1-50倍(摩尔)的乙醇胺和催化量的硫酸混合。在40-200℃时使它们相互反应1-24小时。
(当h2键是卤素时:)
将其中的h2键是羟基的烯烃嵌段共聚物(A-2a)与量为羟基的1-100倍(摩尔)的1,3-二溴丙烷混合,在-20至100℃时,在如吡啶为代表的碱性有机溶剂存在下使它们相互反应5-24小时。
(当h2键是异氰酸酯基时:)
将其中的h2键是氨基的烯烃嵌段共聚物(A-2a)与量为氨基的2-20倍(摩尔)的盐酸混合,在低于30℃,较好为-20至20℃的温度下使它们相互反应0.5-12小时。加入丙酮使反应产物沉淀。在加热到150-250℃的温度8-48小时的同时,让光气通过,使所得的沉淀物以悬浮状态进行反应。
(当h2键是醛基时:)
将其中的h2键是羟基(所含的是伯醇的形式)的烯烃嵌段共聚物(A-2a)与量为羟基的1-5倍(摩尔)的氯铬酸吡啶鎓混合,在-20至100℃时使它们相互反应0.5至24小时。
(当h2键是羟基时:)
将其中的h2键是羟基的烯烃嵌段共聚物(A-2a)与量为羟基的1-10倍(摩尔)的乙二醇和催化量的硫酸混合。在40-150℃时使它们相互反应1-10小时。
(当h2键是羧基时:)
将其中的h2键是羟基(所含的是伯醇的形式)的烯烃嵌段共聚物(A-2a)与量为羟基的1-10倍(摩尔)的马来酐混合,在20-150℃时使它们相互反应0.5-10小时。
(当h2键是酸酐基时:)
将其中的h2键是羟基的烯烃嵌段共聚物(A-2a)与量为羟基的1-10倍(摩尔)的内消旋-丁烷-1,2,3,4-四羧酸二酐混合,在20-150℃时使它们相互反应0.5-10小时。
(当h2键是硅烷醇基时:)
将其中的h2键是羟基的烯烃嵌段共聚物(A-2a)与量为羟基的1-10倍(摩尔)的二氯化二叔丁基甲硅烷基和催化量的AgNO3混合。在10-40℃时使它们相互反应10-24小时。
(当h2键是磺基时:)
将其中的h2键是羟基的烯烃嵌段共聚物(A-2a)与量为羟基的1-10倍(摩尔)的硫酸混合,在40-200℃时使它们相互反应1-12小时。
烯烃嵌段共聚物(A-21)
下面说明烯烃嵌段共聚物(A-21)。
烯烃嵌段共聚物(A-21)是一种烯烃嵌段共聚物(A-2)的共聚物,其中链段PO2的重均分子量小于2000,较好为500-1800,链段R2的重均分子量至少为500,较好为500-1,000,000,更好为500-100,000,再好为500-50,000。
在烯烃嵌段共聚物(A-21)中,用凝胶渗透色谱法测定链段PO2的分子量分布(Mw/Mn)宜为2.5或更小,较好为2.3或更小。
在烯烃嵌段共聚物(A-21)中,用差示扫描量热计(DSC)测定链段PO2的玻璃化转变温度(Tg)宜通常为150℃或更低,较好为-100至100℃,更好为-80至40℃。
链段PO2较好是将选自含2-20个碳原子的线型或支链α-烯烃中至少一种α-烯烃经聚合或共聚合制得。具体来说,链段PO2由下述聚合物组成,乙烯聚合物如乙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚物;丙烯聚合物如丙烯均聚物和丙烯/α-烯烃共聚物;丁烯聚合物如丁烯均聚物和丁烯/乙烯共聚物;或4-甲基-1-戊烯聚合物如4-甲基-1-戊烯均聚物。
以共聚物(A-21)计,链段R2在烯烃嵌段共聚物(A-21)中的含量为20-99.99重量%,较好为20-99重量%,更好为20-95重量%,特别好为20-90重量%。
按ASTM D1238,在230℃时在2.16kg负载下测量烯烃嵌段共聚物(A-21)的熔体流动速率(MFR)理想地为0.01-5000g/10min,较好为0.05-1000g/10min,更好为0.1-500g/10min。
烯烃嵌段共聚物(A-21)的具体例子包括下述共聚物。
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO2是分子量为500或更大至小于2000的全同立构聚丙烯链段,链段R2是分子量为500-10,000的聚己内酰胺链段。这种嵌段共聚物可用作聚丙烯和尼龙树脂的相容剂。
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO2由乙烯和含3-20个碳原子的α-烯烃的无规共聚物组成,其分子量为500或更大至小于2000,并且乙烯含量为10-90mol%,链段R2是分子量为500-10,000的聚己内酰胺链段。这种嵌段共聚物可用作尼龙树脂的冲击改性剂并可用作尼龙树脂和软质聚烯烃的相容剂。
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO2是乙烯/丙烯无规共聚物链段,其分子量为500或更大至小于2000,并且乙烯含量为10-90mol%,链段R2是分子量为500-50,000的聚苯乙烯链段。这种嵌段共聚物可用作不破坏聚苯乙烯透明度的冲击改性剂并可用作聚苯乙烯和软质聚烯烃的相容剂。
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO2是乙烯/丙烯无规共聚物链段,其分子量为500或更大至小于2000,并且乙烯含量为10-90mol%,链段R2是分子量为500-10,000的聚甲基丙烯酸甲酯链段。这种嵌段共聚物可用作不破坏聚甲基丙烯酸甲酯透明度的冲击改性剂并可用作聚甲基丙烯酸甲酯和软质聚烯烃的相容剂。
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO2是聚乙烯链段,其分子量为500或更大至小于2000,并且乙烯含量为90-100mol%,链段R2是分子量为500-10,000的聚环氧乙烷链段。这种嵌段共聚物宜用作LLDPE膜的长期防雾剂和HDPE的长期抗静电剂。
(制备方法)
烯烃嵌段共聚物(A-21)可以用与制备烯烃嵌段共聚物(A-2)相同的方法制得。
(用途)
烯烃嵌段共聚物(A-21)可以在链段R2的-部分官能团上或在其末端-(X2)n-h2上连接到低分子量化合物上。另外,烯烃嵌段共聚物(A-21)可以在其合成过程中连接到低分子量化合物上。例如,在分子中具有受阻胺结构的烯烃嵌段共聚物可以通过用4-羟基-2,2′,6,6′-四甲基-1-哌啶酯化甲基丙烯酸链段而制得。具有诸如受阻酚结构、亚磷酸酯结构或硫醚结构之类的结构,可以赋予共聚物用作热稳定剂或天候稳定剂的功能。
当分子量低时,烯烃嵌段共聚物(A-21)易于在合成树脂中移动,这样就能产生稳定聚烯烃和极性聚合物的合金中的界面的优良效果,所以它可以用作聚烯烃和极性聚合物的聚合物合金的相容剂。
当其中聚烯烃链段的玻璃化转变温度低的烯烃嵌段共聚物(A-21)与极性聚合物共混时,所形成的区域是微小的,因为聚烯烃链段的分子量低。因此,烯烃嵌段共聚物(A-21)可以用作不破坏透明极性聚合物(如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚氯乙烯)的透明度的冲击改性剂。
包含如由亲水基团或稳定树脂基团组成的链段R2的烯烃嵌段共聚物(A-21)可用作对聚烯烃具有良好适用性的功能添加剂。例如,这种烯烃嵌段共聚物可以用作树脂的添加剂,如长期防雾剂、长期抗静电剂、长期热稳定剂和长期天候稳定剂。
烯烃嵌段共聚物(A-21)可用于印刷各种粘附体的调色剂粘合剂,因为它的熔点和极性都尖锐,这是低分子量聚烯烃所固有的特性。
烯烃嵌段共聚物(A-21)也适用作通常采用高级脂肪酸酯的表面活性剂,并适用作通常采用低分子量聚烯烃或改性低分子量聚烯烃的蜡。
烯烃嵌段共聚物(A-21)与聚烯烃和极性聚合物具有优良的亲和力,这是因为其链段PO2的分子量小于2000。
烯烃嵌段共聚物(A-3)
烯烃嵌段共聚物(A-3)用式(III)表示:
PO3-g3-F3 ...(III)其中PO3的定义与式(II)中PO2的相同。
当链段PO3得自含2-20个碳原子的线型α-烯烃时,结晶度、熔点、抗冲击性和刚性都可以自由地调节。
当链段PO3得自含5-20个碳原子的支链烯烃或环烯烃时,Tg可以得到调节。
当链段PO3得自共轭二烯和非共轭多烯时,共聚物在交联等中富有反应性。
当链段PO3的分子量分布(Mw/Mn)为2.5或更小时,共聚物由于不粘附和不渗出低分子量物质而具有优良的粘合性和涂布性,这是因为所形成的低分子量物质是少量的。
链段PO3较好是将选自含2-20个碳原子的线型或支链α-烯烃中至少一种α-烯烃经聚合或共聚合制得。具体来说,链段PO3由下述聚合物组成,乙烯聚合物如乙烯均聚物和乙烯/α-烯烃无规共聚物;丙烯聚合物如丙烯均聚物和丙烯/α-烯烃无规共聚物;丁烯聚合物如丁烯均聚物和丁烯/乙烯无规共聚物;或4-甲基-1-戊烯聚合物如4-甲基-1-戊烯均聚物。
尽管对链段PO3的重均分子量并无特别的限制,但它通常为200-1,000,000,较好为5,000-500,000,更好为10,000-50,000。
在式(III)中,g3代表酯键、醚键、酰胺键、酰亚胺键、氨基甲酸酯键、脲键、甲硅烷基醚键或羰基键。其中,脲键、甲硅烷基醚键和羰基键是较好的。醚键、酯键、酰胺键、酰亚胺键和氨基甲酸酯键也是较好的。
g3键是在端部含有含氧原子、氮原子、硅原子或卤原子(如下所述)的官能团的聚烯烃与极性聚合物反应形成的。g3键有时包含聚烯烃或极性聚合物的一部分结构。
在式(III)中,F3代表包含不饱和烃或杂原子的链段,该链段可以得自经缩合反应如缩聚反应、离子反应如阴离子聚合和阳离子聚合或加成反应如聚加成反应获得的极性聚合物。链段F3的例子包括将两性电解质单体经缩合反应、离子反应或加成反应获得的化合物。
在链段F3中的单体单元的连接结构较好是以单体单元的中心为对称的。
链段F3中单体单元的连接结构是以单体单元的中心为对称的定义是,在聚合物中的连接结构,在那里有4个或更多个顺序单体单元是以不包括用于形成单体单元连接部分的官能团部分的结构部分为对称的。
在上述结构中,连接结构以Rp、Rq、Rs和Rt中的任何一个为对称。该结构仅以元素连接的顺序为对称,该对称不涉及其本身的构象和对映体。
可以采取这种连接的单体的组合的例子包括二醇和二元酸如二羧酸的组合;二醇和二异氰酸酯的组合;二胺和二羧酸的组合;以及二胺和二醛的组合。连接结构的种类的例子包括酰胺键、酯键、脲键、氨基甲酸酯键和酰亚胺键。
二醇的例子包括脂族二醇如二甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、三亚甲基二醇、新戊二醇、十二亚甲基二醇、三甘醇和四甘醇;脂环族二醇如环己烷二甲醇;和含芳基的二醇如1,3-双(2-羟基乙氧基)苯、1,2-双(2-羟基乙氧基)苯、1,4-双(2-羟基乙氧基)苯、双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]砜、2,2-双(4-β-羟基乙氧基苯基)丙烷、双酚、氢醌和间苯二酚。
二羧酸的例子包括芳族二羧酸如对苯二甲酸、2,7-萘二甲酸、1,4-萘二甲酸、4,4′-砜二苯甲酸、4,4′-二苯基二羧酸、4,4′-硫化二苯甲酸、4,4′-氧化二苯甲酸和二苯氧基乙烷二羧酸;脂族二羧酸如草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、软木酸、富马酸、马来酸、癸二酸、壬二酸和癸烷二羧酸;以及脂环族二羧酸如环己烷二羧酸。
二胺的例子包括1,2-乙二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺、八亚甲基二胺、1,3-双[4-(4-氨基苯氧基)-α,α-二甲基苄基]苯、1,4-双[4-(4-氨基苯氧基)-α,α-二甲基苄基]苯、间亚苯基二胺、邻亚苯基二胺、对亚苯基二胺、间氨基苄胺、邻氨基苄胺、3-氯-1,2-亚苯基二胺、4-氯-1,2-亚苯基二胺、2,3-二氨基甲苯、2,4-二氨基甲苯、2,5-二氨基甲苯、2,6-二氨基甲苯、3,4-二氨基甲苯、3,5-二氨基甲苯、2-甲氧基-1,4-亚苯基二胺、4-甲氧基-1,2-亚苯基二胺、4-甲氧基-1,3-亚苯基二胺、联苯胺、3,3′-二氯联苯胺、3,3′-二甲基联苯胺、3,3′-二甲氧基联苯胺、3,3′-二氨基二苯醚、3,4′-二氨基二苯醚、4,4′-二氨基二苯醚、3,3′-二氨基二苯基硫醚、3,3′-二氨基二苯基亚砜、3,4′-二氨基二苯基亚砜、4,4′-二氨基二苯基亚砜、3,3′-二氨基二苯基砜、3,4′-二氨基二苯基砜、4,4′-二氨基二苯基砜、3,3′-二氨基二苯酮、3,4′-二氨基二苯酮、4,4′-二氨基二苯酮、3,3′-二氨基二苯基甲烷、3,4′-二氨基二苯基甲烷、4,4′-二氨基二苯基甲烷、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]甲烷、1,1-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]乙烷、1,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]乙烷、1,1-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、1,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、1,3-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、1,1-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丁烷、1,3-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丁烷、1,4-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丁烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丁烷、2,3-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丁烷、2-[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-2-[4-(4-氨基苯氧基)-3-甲基苯基]丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)-3-甲基苯基]丙烷、2-[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-2-[4-(4-氨基苯氧基)-3,5-二甲基苯基]丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)-3,5-二甲基苯基]丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,4-双(3-氨基苯氧基)苯、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、4,4′-双(3-氨基苯氧基)联苯、4,4′-双(4-氨基苯氧基)联苯、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]酮、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]硫醚、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]亚砜、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]醚、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]醚、1,3-双[4-(4-氨基苯氧基)苯甲酰基]苯、1,3-双[4-(3-氨基苯氧基)苯甲酰基]苯、1,4-双[4-(3-氨基苯氧基)苯甲酰基]苯、4,4′-双[(3-氨基苯氧基)苯甲酰基]苯、4,4′-双(3-氨基苯氧基)-3,3′-二甲基联苯、4,4′-双(3-氨基苯氧基)-3,3′,5,5′-四甲基联苯、4,4′-双(3-氨基苯氧基)-3,3′,5,5′-四氯联苯、4,4′-双(3-氨基苯氧基)-3,3′,5,5′-四溴联苯、双[4-(3-氨基苯氧基)-3-甲氧基苯基]硫醚、[4-(3-氨基苯氧基)苯基][4-(3-氨基苯氧基)-3,5-二甲氧基苯基]硫醚、双[4-(3-氨基苯氧基)-3,5-二甲氧基苯基]硫醚、1,1-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丙烷、1,3-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]酮、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]硫醚、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]砜和1,3-双(3-氨基苯氧基)苯。
二异氰酸酯的例子包括脂族二异氰酸酯如二异氰酸亚甲酯、二异氰酸亚乙酯、二异氰酸三亚甲酯、二异氰酸六亚甲酯和二异氰酸亚丁酯;和脂环族或芳族二异氰酸酯如环己烷-1,2-二异氰酸酯和双(异丙基异氰酸)对亚苯酯。
两性电解质单体是至少两个能相互反应并且存在于一种化合物中的官能团的组合如羟基酸和氨基酸。其例子包括羟基乙酸、二羟基乙酸、乳酸、3-羟基丁酸、对羟基苯甲酸、间羟基苯甲酸、对羟基甲基苯甲酸、间羟基甲基苯甲酸、对(2-羟基乙基)苯甲酸和间(2-羟基乙基)苯甲酸。
链段F3的具体例子包括得自聚酰胺、聚肽、聚脲、聚酰亚胺、聚咪唑、聚氨酯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚硅氧烷、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚异戊二烯、苯乙烯/二烯共聚物、聚丙烯酸酯或聚醚的链段。
链段F3较好具有以单体单元的中心为对称的单体单元的连接结构,它较好从下述聚合物获得,包含不饱和烃或杂原子并且经缩合反应、离子反应或加成反应获得的聚合物;在单体单元中包含杂原子和脂环族或芳族烃并且经缩合反应、离子反应或加成反应获得的聚合物;或将两性电解质单体经缩合反应、离子反应或加成反应获得的聚合物。
尽管对链段F3的重均分子量并无特别的限制,但它较好为100-1,000,000,更好为200-500,000,最好为300-300,000。
以烯烃嵌段共聚物(A-3)计,链段F3的含量理想地通常为0.01-99.99重量%,较好为0.01-99重量%,更好为0.1-95重量%,特别好为0.1-90重量%。
用式(III)表示的烯烃嵌段共聚物(A-3)的熔体流动速率通常为0.01-200g/10min,较好为0.05-100g/10min,更好为0.05-80g/10min。
用式(III)表示的烯烃嵌段共聚物(A-3)的例子包括下述共聚物。
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO3是乙烯/丁烯无规共聚物链段(丁烯含量:10mol%),g3键是酯键,链段F3由对苯二甲酸和乙二醇的共聚物组成。
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO3是丙烯聚合物链段,g3键是酯键,链段F3由琥珀酸和乙二醇的共聚物组成。
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO3是乙烯/丙烯/DMDT无规共聚物链段(丙烯含量:28mol%,DMDT含量:3mol%),g3键是酯键,链段F3是尼龙-66链段。
上述例举的共聚物可以具有以单体单元的中心为对称的单体单元的连接结构。
这些共聚物特征性地在同一种聚合物中形成疏水区域和亲水区域。
同样较好的是下述这些情况,即g3键是醚键、酯键、酰胺键、酰亚胺键或氨基甲酸酯键,链段F3是在单体单元中包含杂原子和脂环族或芳族环的链段。包含脂环族或芳族环的链段的例子包括如上所述的脂环族二羧酸、芳族二羧酸、脂环族二醇、芳族二醇、脂环族二胺、芳族二胺、脂环族二异氰酸酯和芳族二异氰酸酯。
烯烃嵌段共聚物(A-3)的例子包括:
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO3是乙烯/丁烯共聚物链段(丁烯含量:10mol%),g3键是酯键,链段F3是羟基苯甲酸聚合物链段;
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO3是丙烯聚合物链段,g3键是酯键,链段F3是羟基环己烷羧酸聚合物链段;和
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO3是乙烯/辛烯共聚物链段(辛烯含量:10mol%),g3键是醚键,链段F3是5-羟基二环庚烷羧酸聚合物链段。
这些共聚物特征性地在同一种聚合物中形成疏水区域和亲水区域。
式(III)烯烃嵌段共聚物(A-3)例如可经下述方法制备,将在端部包含含氧、氮、硅或卤原子的官能团的聚烯烃与在端部,较好是在一端的端部含有能与上述官能团反应的官能团的极性聚合物反应。术语含卤原子的官能团包括卤原子本身。
反应较好是用熔融的聚烯烃和极性聚合物或用溶解在有机溶剂中的至少一部分聚烯烃和/或至少一部分极性聚合物进行。在此使用与制备烯烃嵌段共聚物(A-2a)中所用相同的有机溶剂。
反应通常在20-300℃的温度和0.1-10MPa的压力下进行。反应中烯烃聚合物与极性聚合物的重量比通常为1∶100-100∶1,较好为1∶10-10∶1。
在端部包含含氧、氮、硅或卤原子的官能团的聚烯烃例如可以通过用含氧、氮、硅或卤原子的官能团取代在端部与第13族元素键合的聚烯烃而制得。
含氧原子的官能团的例子包括卤代羰基、羧基、羟基和酸酐基。含氮原子的官能团的例子包括异氰酸酯基和氨基。含硅原子的官能团的例子包括硅烷醇基。
在端部与第13族元素键合的聚烯烃例如可以用与制备烯烃嵌段共聚物(A-11)和(A-12)相同的方法,较好是用与制备烯烃嵌段共聚物(A-11)相同的方法制得。
其中的g3键是脲键的烯烃嵌段共聚物(A-3)例如可经下述方法制备,将在端部含有异氰酸酯基的聚烯烃与在端部含有氨基的极性聚合物反应,或者将在端部含有氨基的聚烯烃与在端部含有异氰酸酯基的极性聚合物反应。在端部含有异氰酸酯基的聚烯烃可以用与制备其中的极性基团h2是异氰酸酯基的烯烃嵌段共聚物(A-2a)相同的方法制得。在端部含有氨基的聚烯烃可以用与制备其中的极性基团h2是氨基的烯烃嵌段共聚物(A-2a)相同的方法制得。在端部含有氨基的极性聚合物的例子包括聚酰胺、聚肽、聚脲、聚酰亚胺和聚咪唑。在端部含有异氰酸酯基的极性聚合物的例子包括聚氨酯和聚脲。这些极性聚合物可以是经下述方法获得的聚合物,即将含极性基团的单体经缩合反应、离子反应或加成反应;或者采用与上述相同的方法将在端部不包含氨基或异氰酸酯基的极性聚合物的末端转变成氨基或异氰酸酯基。
其中的g3键是甲硅烷基醚键的烯烃嵌段共聚物(A-3)可以经下述方法制备,将在端部含有硅烷醇基的聚烯烃与在端部含有卤素的极性聚合物反应;或者将在端部含有卤素的聚烯烃与在端部含有硅烷醇基的极性聚合物反应。在端部含有硅烷醇基的聚烯烃可以用与制备其中的极性基团h2是硅烷醇基的烯烃嵌段共聚物(A-2a)相同的方法制得。在端部含有卤素的聚烯烃可以用与制备其中的极性基团h2是卤素的烯烃嵌段共聚物(A-2a)相同的方法制得。在端部含有卤素的极性聚合物的例子包括聚酯、聚碳酸酯和聚酰胺。在端部含有硅烷醇基的极性聚合物的例子包括聚硅氧烷。这些极性聚合物可以是经下述方法获得的聚合物,即将含极性基团的单体经缩合反应、离子反应或加成反应;或者采用与上述合成硅烷醇基或卤素相同的方法将在端部不包含硅烷醇基或卤素的极性聚合物的末端,即极性基团h2转变成硅烷醇基或卤素。
其中的g3键是羰基键的烯烃嵌段共聚物(A-3)例如可以经下述方法制备,将在端部含有卤代羰基的聚烯烃与在端部含有金属的极性聚合物反应。在端部含有卤代羰基的聚烯烃例如可以通过将在端部含有羧基的聚烯烃(它是用与制备其中的极性基团h2是羧基的烯烃嵌段共聚物(A-2a)相同的方法制得)的末端转变成卤代羰基而制得。将在端部含有羧基的聚烯烃的末端转变成卤代羰基的较好方法的例子包括将羧基与亚硫酰氯反应的方法。在端部含有金属的极性聚合物较好是经活性聚合获得。较好金属的例子包括锂和镁。活性聚合的聚合物较好是经离子反应或加成反应获得。较好活性聚合的聚合物的例子包括聚苯乙烯、聚丁二烯、聚异戊二烯、苯乙烯/二烯共聚物、聚丙烯酸酯和聚硅氧烷。
其中的g3键是醚键的烯烃嵌段共聚物(A-3)例如可以经下述方法制备,将在端部含有卤素的聚烯烃与在端部含有羟基的极性聚合物和诸如卤化钠之类的氢化金属反应获得的聚合物反应。在端部含有卤素的聚烯烃可以用与制备其中的极性基团h2是卤素的烯烃嵌段共聚物(A-2a)相同的方法制得。在端部含有羟基的极性聚合物的例子包括聚醚、聚酯和聚氨酯。
其中的g3键是酯键的烯烃嵌段共聚物(A-3)例如可以经下述方法制备,将在端部含有羧基的聚烯烃与在端部含有羟基的极性聚合物反应;或者将在端部含有羟基的聚烯烃与在端部含有羧基的极性聚合物反应。在端部含有羧基的聚烯烃可以用与制备其中的极性基团h2是羧基的烯烃嵌段共聚物(A-2a)相同的方法制得。在端部含有羟基的聚烯烃可以用与制备其中的极性基团h2是羟基的烯烃嵌段共聚物(A-2a)相同的方法制得。也可以采用下述方法来制备在端部含有羟基的聚烯烃,即将氢氧化钠溶液和过氧化氢溶液加到含有连接在一端端部的硼的聚烯烃中,使它们在40-50℃时相互反应3-5小时。在端部含有羟基的极性聚合物的例子包括聚醚、聚酯和聚氨酯。在端部含有羧基的极性聚合物的例子包括聚酯、聚酰胺、聚肽和聚咪唑。
其中的g3键是酰胺键的烯烃嵌段共聚物(A-3)例如可以经下述方法制备,将在端部含有羧基的聚烯烃与在端部含有氨基的极性聚合物反应;或者将在端部含有氨基的聚烯烃与在端部含有羧基的极性聚合物反应。在端部含有羧基的聚烯烃可以用与制备其中的极性基团h2是羧基的烯烃嵌段共聚物(A-2a)相同的方法制得。在端部含有氨基的聚烯烃可以用与制备其中的极性基团h2是氨基的烯烃嵌段共聚物(A-2a)相同的方法制得。在端部含有氨基的极性聚合物的例子包括与上面给出的相同的极性聚合物。在端部含有羧基的极性聚合物的例子包括聚酯、聚酰胺、聚肽和聚咪唑。
其中的g3键是酰亚胺键的烯烃嵌段共聚物(A-3)例如可以经下述方法制备,将在端部含有酸酐基的聚烯烃与在端部含有氨基的极性聚合物反应;或者将在端部含有氨基的聚烯烃与在端部含有酸酐基的极性聚合物反应。在端部含有酸酐基的聚烯烃可以用与制备其中的极性基团h2是酸酐基的烯烃嵌段共聚物(A-2a)相同的方法制得。在端部含有氨基的聚烯烃可以用与制备其中的极性基团h2是氨基的烯烃嵌段共聚物(A-2a)相同的方法制得。在端部含有氨基的极性聚合物的例子包括与上述相同的极性聚合物。在端部含有酸酐基的极性聚合物的例子包括聚酰亚胺。
其中的g3键是氨基甲酸酯键的烯烃嵌段共聚物(A-3)例如可以经下述方法制备,将在端部含有异氰酸酯基的聚烯烃与在端部含有羟基的极性聚合物反应;或者将在端部含有羟基的聚烯烃与在端部含有异氰酸酯基的极性聚合物反应。在端部含有异氰酸酯基的聚烯烃可以用与制备其中的极性基团h2是异氰酸酯基的烯烃嵌段共聚物(A-2a)相同的方法制得。在端部含有羟基的聚烯烃可以用与上述相同的方法制得。在端部含有羟基或异氰酸酯基的极性聚合物的例子包括与上面给出的相同的极性聚合物。
烯烃嵌段共聚物(A-4)
烯烃嵌段共聚物(A-4)用式(IV)表示:
PO4-g4-F4-g14-PO14 ...(IV)其中PO4和PO14可以相同或不同,它们的定义与式(II)中PO2的相同,g4和g14可以相同或不同,它们的定义与式(III)中g3的相同。
g4键和g14键是通过将在端部含有含氧、氮、硅或卤原子的官能团的聚烯烃与在两端的端部含有官能团的极性聚合物反应形成的;这些键有时包含聚烯烃或极性聚合物的一部分结构。
在式(IV)中,F4代表由烃或包含不饱和烃或杂原子的链段组成的链段,它是经缩合反应、离子反应或加成反应获得的极性链段。极性链段的具体例子包括与式(III)中链段F3给出的相同的链段。
关于式(IV)烯烃嵌段共聚物(A-4),-g4-F4-g14-可以从一种化合物获得,在这种情况下,链段F4由烃组成。
-g4-F4-g14-的例子包括那些得自二胺、二异氰酸酯、二羧酸或二羟基化合物的链段。
以烯烃嵌段共聚物(A-4)计,链段F4的含量宜通常为0.01-99.99重量%,较好为0.01-99重量%,更好为0.1-95重量%,特别好为0.1-90重量%。
式(IV)烯烃嵌段共聚物(A-4)的熔体流动速率理想地通常为0.01-200g/10min,较好为0.05-100g/10min,更好为0.05-80g/10min。
烯烃嵌段共聚物(A-4)的例子包括:
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO4和链段PO14分别由聚乙烯组成,g4键和g14键分别是酯键,链段F4由聚乙二醇组成;和
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO4和链段PO14分别由聚丙烯组成,g4键和g14键分别是酯键,链段F4由尼龙-66组成。
这些共聚物特征性地在同一种聚合物中形成疏水区域和亲水区域。
式(IV)烯烃嵌段共聚物(A-4)例如可经下述方法制备,将在端部包含含氧、氮、硅或卤原子的官能团的聚烯烃与在二端的端部含有能与上述官能团或卤素反应的官能团的极性聚合物反应。含卤原子的官能团包括卤原子本身。
在二端的端部含有官能团的极性聚合物的例子包括热塑性聚氨酯、环氧树脂、聚酰胺、聚酯和聚乙烯醇。
反应较好是用熔融的聚烯烃和极性聚合物或用溶解在有机溶剂中的至少一部分聚烯烃和/或至少一部分极性聚合物进行。有机溶剂的例子包括与制备烯烃嵌段共聚物(A-2a)中所用相同的有机溶剂。
反应通常在20-300℃的温度和0.1-10MPa的压力下进行。反应中聚烯烃与极性聚合物的重量比通常为1∶100-100∶1,较好为1∶10-10∶1。
烯烃嵌段共聚物(A-5)
烯烃嵌段共聚物(A-5)用式(V)表示:
POB5-g5-F5 ...(V)其中POB5代表得自式(II)烯烃嵌段共聚物(A-2)的二嵌段链段(PO2-f2-R2-),g5键是酯键、醚键、酰胺键、酰亚胺键、氨基甲酸酯键、脲键、甲硅烷基醚键或羰基键。
g5键是将烯烃嵌段共聚物(A-2)与在端部含有官能团的极性聚合物反应形成的;它有时包含烯烃嵌段共聚物(A-2)或极性聚合物的一部分结构。
式(V)中的链段F5是包含不饱和烃或杂原子的极性链段,它是经缩合反应、离子反应或加成反应获得的。链段F5的例子包括与式(III)的链段F5中所述相同的链段。
以烯烃嵌段共聚物(A-5)计,链段F5的含量理想地通常为0.01-99.99重量%,较好为0.01-99重量%,更好为0.1-95重量%,特别好为0.1-90重量%。
用式(V)表示的烯烃嵌段共聚物(A-5)的熔体流动速率通常为0.01-200g/10min,较好为0.05-100g/10min,更好为0.05-80g/10min。
用式(V)表示的烯烃嵌段共聚物(A-5)的例子包括:
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO2由乙烯/丁烯无规共聚物组成(丁烯含量:30mol%),f2键是醚键,链段R2由甲基丙烯酸甲酯聚合物组成,g5键是酯键,链段F5由对苯二甲酸和乙二醇的无规共聚物组成;和
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO2由乙烯/丙烯/DMDT无规共聚物组成(丙烯含量:28mol%,DMDT含量:3mol%),f2键是醚键,链段R2由苯乙烯聚合物组成,g5键是酯键,链段F5由尼龙-6组成。
这些共聚物特征性地在同一种聚合物中形成疏水区域和亲水区域。
式(V)烯烃嵌段共聚物(A-5)例如可经下述方法制备,将烯烃嵌段共聚物(A-2)与在端部,较好是在一端的端部含有能与共聚物(A-2)的上述末端官能团(极性基团h2)反应的官能团的极性聚合物反应。
反应较好是用熔融的烯烃嵌段共聚物(A-2)和极性聚合物或用溶解在有机溶剂中的至少一部分烯烃聚合物和至少一部分极性聚合物进行。有机溶剂的例子包括与制备烯烃嵌段共聚物(A-2a)中所用相同的有机溶剂。
反应通常在20-300℃的温度和0.1-10MPa的压力下进行。反应中烯烃嵌段共聚物(A-2)与极性聚合物的重量比通常为1∶100-100∶1,较好为1∶10-10∶1。
其中的g5键是醚键的烯烃嵌段共聚物(A-5)例如可以经下述方法制备,将其中的极性基团h2是卤素的烯烃嵌段共聚物(A-2)与在端部含有羟基的极性聚合物和诸如卤化钠之类的氢化金属反应获得的聚合物反应。在端部含有羟基的极性聚合物的例子包括上面给出的那些极性聚合物。
其中的g5键是酯键的烯烃嵌段共聚物(A-5)例如可以经下述方法制备,将其中的极性基团h2是羧基的烯烃嵌段共聚物(A-2)与在端部含有羟基的极性聚合物反应;或者将其中的极性基团h2是羟基的烯烃嵌段共聚物(A-2)与在端部含有羧基的极性聚合物反应。在端部含有羟基的极性聚合物的例子和在端部含有羧基的极性聚合物的例子包括与上述相同的极性聚合物。
其中的g5键是酰胺键的烯烃嵌段共聚物(A-5)例如可以经下述方法制备,将其中的极性基团h2是羧基的烯烃嵌段共聚物(A-2)与在端部含有氨基的极性聚合物反应;或者将其中的极性基团h2是氨基的烯烃嵌段共聚物(A-2)与在端部含有羧基的极性聚合物反应。在端部含有氨基的极性聚合物的例子和在端部含有羧基的极性聚合物的例子包括与上述相同的极性聚合物。
其中的g5键是酰亚胺键的烯烃嵌段共聚物(A-5)例如可以经下述方法制备,将其中的极性基团h2是酸酐基的烯烃嵌段共聚物(A-2)与在端部含有氨基的极性聚合物反应;或者将其中的极性基团h2是氨基的烯烃嵌段共聚物(A-2)与在端部含有酸酐基的极性聚合物反应。在端部含有氨基的极性聚合物的例子和在端部含有酸酐基的极性聚合物的例子包括与上述相同的极性聚合物。
其中的g5键是氨基甲酸酯键的烯烃嵌段共聚物(A-5)例如可以经下述方法制备,将其中的极性基团h2是异氰酸酯基的烯烃嵌段共聚物(A-2)与在端部含有羟基的极性聚合物反应;或者将其中的极性基团h2是羟基的烯烃嵌段共聚物(A-2)与在端部含有异氰酸酯基的极性聚合物反应。在端部含有羟基的极性聚合物的例子和在端部含有异氰酸酯基的极性聚合物的例子包括与上述相同的极性聚合物。
其中的g5键是脲键的烯烃嵌段共聚物(A-5)例如可以经下述方法制备,将其中的极性基团h2是异氰酸酯基的烯烃嵌段共聚物(A-2)与在端部含有氨基的极性聚合物反应;或者将其中的极性基团h2是氨基的烯烃嵌段共聚物(A-2)与在端部含有异氰酸酯基的极性聚合物反应。在端部含有氨基的极性聚合物的例子和在端部含有异氰酸酯基的极性聚合物的例子包括与上述相同的极性聚合物。
其中的g5键是甲硅烷基醚键的烯烃嵌段共聚物(A-5)例如可以经下述方法制备,将其中的极性基团h2是硅烷醇基的烯烃嵌段共聚物(A-2)与在端部含有卤素的极性聚合物反应;或者将其中的极性基团h2是卤素的烯烃嵌段共聚物(A-2)与在端部含有硅烷醇基的极性聚合物反应。在端部含有卤素的极性聚合物的例子和在端部含有硅烷醇基的极性聚合物的例子包括与上述相同的极性聚合物。
其中的g5键是羰基键的烯烃嵌段共聚物(A-5)例如可以经下述方法制备,将烯烃嵌段共聚物(A-2)中是羧基的极性基团h2转变成卤代羰基而得的聚合物与在端部含有金属的极性聚合物反应。将在端部含有羧基的聚合物的所述羧基转变成卤代羰基的较好方法的例子包括将羧基与亚硫酰氯反应。在端部含有金属的极性聚合物的例子包括与上述相同的极性聚合物。
烯烃嵌段共聚物(A-6)
烯烃嵌段共聚物(A-6)用式(VI)表示:
POB6-g6-F6-g16-POB16 ...(VI)其中POB6和POB16可以相同或不同,它们分别代表得自式(II)烯烃嵌段共聚物(A-2)的二嵌段链段(PO2-f2-R2-),g6和g16可以相同或不同,它们分别代表酯键、醚键、酰胺键、酰亚胺键、氨基甲酸酯键、脲键、甲硅烷基醚键或羰基键。
g6和g16键是将烯烃嵌段共聚物(A-2)与在两端的端部含有官能团的极性聚合物反应形成的;它有时包含烯烃嵌段共聚物(A-2)或极性聚合物的一部分结构。
式(VI)中的链段F6是由烃组成的极性链段或包含不饱和烃或杂原子的极性链段,它是经缩合反应、离子反应或加成反应获得的。极性链段的例子包括与式(III)的链段F3中所述相同的那些链段。
以烯烃嵌段共聚物(A-6)计,链段F6的含量理想地通常为0.01-99.99重量%,较好为0.01-99重量%,更好为0.1-95重量%,特别好为0.1-90重量%。
用式(VI)表示的烯烃嵌段共聚物(A-6)的熔体流动速率通常为0.01-200g/10min,较好为0.05-100g/10min,更好为0.05-80g/10min。
用式(VI)表示的烯烃嵌段共聚物(A-6)的例子包括这样一种共聚物,其中的链段POB6是由乙烯/丙烯无规共聚物链段(丙烯含量:20mol%)、醚键和甲基丙烯酸甲酯聚合物链段组成的二嵌段链段;g6和g16键分别是酯键;链段F6是由己二酸和六亚甲基二胺的共聚物组成的链段;链段POB16是由乙烯/丁烯无规共聚物链段(丁烯含量:10mol%)、醚键和苯乙烯共聚物链段组成的二嵌段链段。
这种共聚物特征性地在同一种聚合物中形成疏水链段和亲水链段。
在用式(VI)表示的烯烃嵌段共聚物(A-6)中,-g6-F6-g16-可以从一种化合物获得,在这种情况下,F是由烃组成的链段。
-g6-F6-g16-的例子包括那些得自二胺、二异氰酸酯、二羧酸或二羟基化合物的链段。
烯烃嵌段共聚物(A-6)的例子包括这样一种嵌段共聚物,其中作为链段POB6和链段POB16的链段PO2由丙烯/乙烯共聚物(乙烯含量:5mol%)组成,f2键是醚键,链段R2由聚乙二醇聚合物组成,-g6-F6-g16-是得自二异氰酸酯的链段。
用式(VI)表示的烯烃嵌段共聚物(A-6)例如可经下述方法制备,将烯烃嵌段共聚物(A-2)与在二端的端部含有能与共聚物(A-2)的末端官能团(极性基团h2)反应的官能团的极性聚合物反应。
在二端的端部含有能与烯烃嵌段共聚物(A-2)的末端官能团反应的官能团的极性聚合物的例子包括热塑性聚氨酯、环氧树脂、聚酰胺、聚酯和聚乙烯醇。
烯烃嵌段共聚物(A-2)的末端官能团h2与极性聚合物的两端反应。该反应较好是用熔融的烯烃嵌段共聚物(A-2)和极性聚合物或用溶解在有机溶剂中的至少一部分烯烃嵌段聚合物(A-2)和/或至少一部分极性聚合物进行。有机溶剂的例子包括与制备烯烃嵌段共聚物(A-2a)中所用相同的有机溶剂。
反应通常在20-300℃的温度和0.1-10MPa的压力下进行。反应中极性聚合物与烯烃嵌段共聚物(A-2)的重量比通常为1∶100-100∶1,较好为1∶10-10∶1。
烯烃嵌段共聚物(A-7)
烯烃嵌段共聚物(A-7)用式(VII)表示:
(POB7 i-g7 i-)k-G7 ...(VII)其中POB7可以相同或不同,它们分别代表得自式(II)烯烃嵌段共聚物(A-2)的二嵌段链段(PO2-f2-R2-)或得自式(III)烯烃嵌段共聚物(A-3)的二嵌段链段(PO3-g3-F3-),和
g7键可以相同或不同,它们分别代表酯键、醚键、酰胺键、酰亚胺键、氨基甲酸酯键、脲键、甲硅烷基醚键或羰基键。
g7键是将烯烃嵌段共聚物(A-2)或烯烃嵌段共聚物(A-3)与多官能化合物或多官能聚合物反应形成的;它有时包含烯烃嵌段共聚物(A-2)、烯烃嵌段共聚物(A-3)、多官能化合物或多官能聚合物的一部分结构。
G7键是包含不饱和烃或杂原子的多价基团。这种基团的例子包括得自多官能化合物的基团和得自多官能聚合物的基团。多官能化合物和多官能聚合物的例子包括下述化合物和聚合物。
多官能化合物的例子包括酰氨基酸、二酸、多酸、单烯键式不饱和化合物、二醇、多醇、聚氧化烯二醇、聚氧化烯多醇、二胺、多胺、多官能异氰酸酯和丙烯酸类多官能化合物。
多胺和多硫醇的例子包括脂族多胺如肼、1,2-乙二胺、丙邻二胺、1,4-丁二胺、五亚甲基二胺、六亚甲基二胺、七亚甲基二胺、八亚甲基二胺、九亚甲基二胺、十亚甲基二胺、十一亚甲基二胺、十二亚甲基二胺、十四亚甲基二胺、十六亚甲基二胺、1-氨基-2,2-双(氨基甲基)丁烷、四氨基甲烷、二亚乙基三胺和三亚乙基四胺;脂环族多胺如降冰片烯二胺、1,4-二氨基环己烷、1,3,5-三氨基环己烷和异佛尔酮二胺;芳族多胺如亚苯基二胺、亚甲苯基二胺和亚二甲苯基二胺;碱性氨基酸如赖氨酸和鸟氨酸,和它们的酯;由通过二硫醚键相互连接的单氨基化合物组成的多胺如胱胺和其衍生物;脂族多硫醇如1,2-乙二硫醇、1,3-丙二硫醇、1,4-丁二硫醇、1,6-己二硫醇和季戊四硫醇(pentaerythrithiol);脂环族多醇如环己烷二硫醇;芳族多硫醇如亚二甲苯基二硫醇、苯二硫醇和甲苯二硫醇;以及酯如三羟甲基丙烷三(巯基乙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、四(巯基乙酸)季戊四醇酯和四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯多硫醇。
多官能异氰酸酯化合物的例子包括二异氰酸酯如甲苯二异氰酸酯(包括各种异构体混合物)、二苯甲烷二异氰酸酯(包括各种异构体混合物)、3,3′-二甲基-4,4′-二亚苯基二异氰酸酯、1,4-苯二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯(xylylene diisocyanate)、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、亚萘基二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4′-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯(hydrogenated xydilene diisocyanate)、二异氰酸1,4-环己酯、1-甲基-2,4-二异氰酸酯-环己烷和2,4,4-三甲基-1,6-二异氰酸酯-己烷;三异氰酸酯如4,4′,4″-三苯甲烷三异氰酸酯和三(4-苯基异氰酸根合)硫代磷酸酯;上述异氰酸酯的氨基甲酸酯化的异氰酸酯、异氰脲酸酯化的异氰酸酯、碳二亚胺化的异氰酸酯和缩二脲化的异氰酸酯;粗的甲苯二异氰酸酯和聚亚甲基聚异氰酸苯酯。
丙烯酸类多官能化合物的例子包括二丙烯酸1,3-丁二醇酯、二丙烯酸1,5-戊二醇酯、二丙烯酸新戊二醇酯、二丙烯酸1,6-己二醇酯、二丙烯酸二甘醇酯、二丙烯酸三甘醇酯、二丙烯酸四甘醇酯、聚二丙烯酸乙二醇酯、聚二丙烯酸丙二醇酯、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、三丙烯酸季戊四醇酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯和二丙烯酸1,4-丁二醇酯。
多官能聚合物的例子包括在端部和侧链上带有多个官能团的聚合物。具体例子包括丙烯酸类聚合物如乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)、聚-N-乙烯基乙酰胺和聚丙烯酰胺;和酰胺聚合物如聚-N-乙烯基甲酰胺。这些多官能聚合物的分子量通常为200-500,000,较好为500-100,000。
字母i代表1-5的整数,较好为1或2。
字母k代表2-500的整数,较好为2-10。
用式(VII)表示的烯烃嵌段共聚物(A-7)的熔体流动速率宜通常为0.01-200g/10min,较好为0.05-100g/10min,更好为0.05-80g/10min。
用式(VII)表示的烯烃嵌段共聚物(A-7)的例子包括这样一种嵌段共聚物,其中作为链段POB7的链段PO3由乙烯/丁烯无规共聚物(丁烯含量:6mol%)组成,g3键是酰胺键,链段F3由得自乙烯/乙烯醇无规共聚物的聚合物组成,这种嵌段共聚物具有所接枝的乙烯/丁烯无规共聚物与醇含量成比例的结构。
式(VII)烯烃嵌段共聚物(A-7)例如可经下述方法制备,将至少一种烯烃嵌段共聚物(A-2)和至少一种烯烃嵌段共聚物(A-3)与多官能化合物或多官能聚合物反应;或者将至少两种烯烃嵌段共聚物(A-2)与多官能化合物或多官能聚合物反应;或者将至少两种烯烃嵌段共聚物(A-3)与多官能化合物或多官能聚合物反应。
反应较好是用熔融的烯烃嵌段共聚物和多官能化合物或多官能聚合物,或用溶解在有机溶剂中的至少一部分烯烃嵌段共聚物和/或至少一部分多官能化合物或多官能聚合物进行。有机溶剂的例子包括与制备烯烃嵌段共聚物(A-2a)中所用相同的有机溶剂。
反应通常在20-300℃的温度和0.1-10MPa的压力下进行。反应中烯烃嵌段共聚物与多官能化合物或多官能聚合物的重量比通常为1∶100-100∶1,较好为1∶10-10∶1。
(用途)
烯烃嵌段共聚物(A-2)至(A-7)可以与热塑性树脂、填料、成核剂和聚合物所用的添加剂以任意比例配混,并且可以对其进行后改性如交联和发泡。
热塑性树脂的例子包括上述结晶性热塑性树脂如聚烯烃、聚酰胺、聚酯和聚缩醛;和上述非结晶性热塑性树脂如聚苯乙烯、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯、聚苯醚和聚丙烯酸酯。也宜使用聚氯乙烯。
热塑性树脂可以单独或结合起来使用。
除了热塑性树脂外,烯烃嵌段共聚物(A-2)-(A-7)可以包含添加剂如交联剂、填料、交联促进剂、交联助剂、软化剂、增粘剂、抗老化剂、发泡剂、加工助剂、粘合改进剂、无机填料、有机填料、结晶成核剂、热稳定剂、天候稳定剂、抗静电剂、着色剂、润滑剂、阻燃剂和防起霜剂。
交联剂、填料、交联促进剂、交联助剂、软化剂、增粘剂、抗老化剂、发泡剂、加工助剂、粘合改进剂、无机填料、有机填料和结晶成核剂的例子包括如上所述的那些。
(制造模塑制品的方法)
正如与烯烃嵌段共聚物(A-1)一样,可以经压延、挤出成型、注塑、吹塑、压模或冲压模塑等方法将烯烃嵌段共聚物(A-2)-(A-7)制成各种模塑制品。
包含烯烃嵌段共聚物(A-2)-(A-7)中任一种共聚物的注塑制品难以带电,并且具有优良的刚性、耐热性、抗冲击性、表面光泽、耐化学性和耐磨性。它们可广泛地用于汽车内部装潢、汽车外部件、家用电器的外壳和容器。
(用途)
烯烃嵌段共聚物(A-2)-(A-7)可用于各种用途。例如,与烯烃嵌段共聚物(A-1)的应用相同,它们可用于如薄膜和片材、层压片、改性剂、粘度改性剂、模塑改性剂、建筑和土木工程材料、汽车内外部件、汽油箱、电气和电子部件、水性乳液、涂布基料、医用和卫生产品、混杂物品、用于填料的改性剂、相容剂、微胶囊、PTP包装、化学阀和药物释放系统。
烯烃嵌段共聚物(A-2)-(A-7)与聚烯烃和极性聚合物具有优良的亲和力,因为该共聚物包含聚烯烃链段和官能链段。
(制备烯烃嵌段共聚物(A-8)的方法)
现在说明制备烯烃嵌段共聚物(A-8)的方法。
在制备烯烃嵌段共聚物(A-8)的方法中,使在端部含有羟基的聚烯烃与有机锂化合物或有机磷化合物反应,制备在端部含有含锂或磷基团的聚烯烃,在端部含有含锂或磷基团的聚烯烃存在下使(甲基)丙烯酸酯聚合,获得包含聚烯烃链段和聚(甲基)丙烯酸酯链段的嵌段共聚物。
(制备在端部含有羟基的聚烯烃)
在端部含有羟基的聚烯烃例如可经下述方法制备,在烯烃聚合催化剂存在下制备末端改性的聚烯烃,然后在具有官能团结构的化合物上对末端改性的聚烯烃的端基进行取代,随后进行溶剂解;或者为在具有形成官能团结构的化合物上对末端改性的聚烯烃的端基进行取代的目的而进行溶剂解,随后进行溶剂解。
首先说明制备末端改性的聚烯烃所用的烯烃聚合催化剂。
制备末端改性的聚烯烃所用的烯烃聚合催化剂可以是任何常规和已知的催化剂。常规和已知催化剂的例子包括载有镁的钛催化剂和金属茂催化剂。
(载有镁的钛催化剂)
作为例子,说明包含固体钛催化剂组分(a)和有机金属化合物催化剂组分(b)的聚合催化剂。
用于形成烯烃聚合催化剂的固体钛催化剂组分(a)可以通过将下面所述的镁化合物、钛化合物和电子给体(ED1)相互接触而制得。
(镁化合物)
镁化合物的例子包括具有还原能力的镁化合物和不具有还原能力的镁化合物。
具有还原能力的镁化合物的例子包括用下式表示的有机镁化合物:
XnMgR16 2-n其中n是0≤n<2,R16代表氢、其中的碳原子数为1--20个的烷基、芳基或环烷基,当n为0时两个R16可以相同或不同,X是卤素。
具有还原能力的有机镁化合物的具体例子包括烷基镁化合物如二甲基镁、二乙基镁、二丙基镁、二丁基镁、二戊基镁、二己基镁、二癸基镁、辛基丁基镁和乙基丁基镁;烷基镁卤化物如氯化乙基镁、氯化丙基镁、氯化丁基镁、氯化己基镁和氯化戊基镁;烷基镁烷氧基化物如丁基乙氧基镁、乙基丁氧基镁和辛基丁氧基镁;氢化丁基镁和氢化镁。
也可以使用金属镁。
不具有还原能力的镁化合物的具体例子包括卤化镁如氯化镁、溴化镁、碘化镁和氟化镁;烷氧基镁卤化物如氯化甲氧基镁、氯化乙氧基镁、氯化异丙氧基镁、氯化丁氧基镁和氯化辛氧基镁;烯丙氧基镁卤化物如氯化苯氧基镁和氯化甲基苯氧基镁;二烷氧基镁如二乙氧基镁、二异丙氧基镁、二丁氧基镁、二正辛氧基镁、二-2-乙基己氧基镁和甲氧基乙氧基镁;二烯丙氧基镁如二苯氧基镁、二甲基苯氧基镁和苯氧基甲基苯氧基镁;和羧酸镁如月桂酸镁和硬脂酸镁。
不具有还原能力的镁化合物可以是从具有还原能力的镁化合物获得的化合物或者可以是在制备催化剂组分时获得的化合物。不具有还原能力的镁化合物可以从具有还原能力的镁化合物获得,其办法是将具有还原能力的镁化合物例如与聚硅氧烷化合物,含卤的硅烷化合物,含卤的铝化合物,含酯、含醇或含卤的化合物或者含有OH基或活性碳-氧键的化合物接触。
具有还原能力的镁化合物和不具有还原能力的镁化合物可以与其它金属如铝、锌、硼、铍、钠或钾形成配位化合物或复合化合物,或者可以是与其它金属化合物的混合物。镁化合物可以单独或结合起来使用。
可以使用电子给体(ED1)使上述镁化合物的固体镁化合物液化。电子给体(ED1)的例子包括含氧的电子给体如醇、酯、醚、酚、酮、醛、羧酸、有机酰基卤、酰胺、酸酐和烷氧基硅烷;和含氮的电子给体如氨、胺、腈、吡啶和异氰酸酯。
具体来说,醇的例子包括:
含1-18个碳原子的醇如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、2-乙基己醇、辛醇、十二烷醇、十八烷醇、油醇、苄醇、苯乙醇、枯醇、异丙醇和异丙基苄醇;
含1-18个碳原子的含卤醇如三氯甲醇、三氯乙醇和三氯己醇;和
烷氧基醇如2-丙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、2-乙氧基丙醇、3-乙氧基丙醇、1-甲氧基丁醇、2-甲氧基丁醇和2-乙氧基丁醇。
酯的例子包括含2-18个碳原子的有机酯如甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸乙烯酯、乙酸丙酯、乙酸辛酯、乙酸环己酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、戊酸乙酯、乙酸氯甲酯、乙酸二氯乙酯、甲基丙烯酸甲酯、巴豆酸乙酯、环己烷羧酸乙酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸丁酯、苯甲酸辛酯、苯甲酸环己酯、苯甲酸苯酯、苯甲酸苄酯、甲苯甲酸甲酯、甲苯甲酸乙酯、甲苯甲酸戊酯、乙基苯甲酸乙酯、茴香酸甲酯、茴香酸乙酯、苯甲酸乙氧基乙酯、γ-丁内酯、δ-戊内酯、香豆素、2-苯并[c]呋喃酮和碳酸乙酯;
金属酸酯如钛酸酯、钒酸酯、铌酸酯和锆酸酯;
原钛酸酯如原钛酸甲酯、原钛酸乙酯、原钛酸正丙酯、原钛酸异丙酯、原钛酸正丁酯、原钛酸异丁酯、原钛酸正戊酯、原钛酸2-乙基己酯、原钛酸正辛酯、原钛酸苯酯和原钛酸环己酯;
聚钛酸酯如聚钛酸甲酯、聚钛酸乙酯、聚钛酸正丙酯、聚钛酸异丙酯、聚钛酸正丁酯、聚钛酸异丁酯、聚钛酸正戊酯、聚钛酸2-乙基己酯、聚钛酸正辛酯、聚钛酸苯酯和聚钛酸环己酯;和
分别用钒、铌或锆取代钛酸酯中的钛获得的钒酸酯、铌酸酯和锆酸酯。
酯的例子还包括具有用下式中任一式表示的骨架的多价羧酸酯:其中Ru代表取代或未取代的烃基;Rv、Ry和Rz分别代表氢或取代或未取代的烃基;Rw和Rx分别代表氢或取代或未取代的烃基,并且这两个基团中的至少一个较好是取代或未取代的烃基;Rw和Rx可以相互连接形成环状结构;当烃基Ru和Rz被取代时,取代基包含杂原子如N、O或S,从而形成诸如C-O-C、COOR、COOH、OH、SO3H、-C-N-C-或NH2的基团。
多价羧酸酯的具体例子包括脂族多羧酸酯、脂环族多羧酸酯、芳族多羧酸酯和杂环多羧酸酯。
用上式表示的较好多价羧酸酯的例子包括琥珀酸二乙酯、琥珀酸二丁酯、甲基琥珀酸二乙酯、甲基琥珀酸二芳酯、α-甲基戊二酸二异丁酯、β-甲基戊二酸二异丙酯、甲基丙二酸二异丁酯、乙基丙二酸二丁酯、乙基丙二酸二乙酯、异丙基丙二酸二乙酯、异丙基丙二酸二丁酯、丁基丙二酸二丁酯、苯基丙二酸二丁酯、二乙基丙二酸二乙酯、二丁基丙二酸二丁酯、二丁基丙二酸二乙酯、马来酸正丁酯、甲基马来酸二丁酯、丁基马来酸二丁酯、富马酸二2-乙基己酯、环己烯羧酸二正己酯、4-降冰片烯-1,2-二羧酸二乙酯(diethyl nadiate)、四氢邻苯二甲酸二异丙酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸单乙酯、邻苯二甲酸二丙酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二异丙酯、邻苯二甲酸乙基异丁酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二正庚酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二2-乙基己酯、邻苯二甲酸二(2-甲基戊酯)、邻苯二甲酸二(3-甲基戊酯)、邻苯二甲酸二(4-甲基戊酯)、邻苯二甲酸二(2,3-二甲基丁酯)、邻苯二甲酸二(3-甲基己酯)、邻苯二甲酸二(4-甲基己酯)、邻苯二甲酸二(5-甲基己酯)、邻苯二甲酸二(3-乙基戊酯)、邻苯二甲酸二(3,4-二甲基戊酯)、邻苯二甲酸二(2,4-二甲基戊酯)、邻苯二甲酸二(2-甲基己酯)、邻苯二甲酸二(2-甲基辛酯)、邻苯二甲酸二癸酯、邻苯二甲酸二苯酯和这些邻苯二甲酸二酯的混合物;和
萘二甲酸二乙酯、萘二甲酸二丁酯、偏苯三酸三乙酯、偏苯三酸三丁酯、3,4-呋喃二甲酸二丁酯、己二酸二乙酯、己二酸二丁酯、癸二酸二辛酯和癸二酸二丁酯。
特别好的酯的例子包括马来酸正丁酯、甲基丙二酸二异丁酯、环己烯羧酸二正己酯、4-降冰片烯-1,2-二羧酸二乙酯、四氢邻苯二甲酸二异丙酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二2-乙基己酯和3,4-呋喃二甲酸二丁酯。
醚的例子包括含2-20个碳原子的醚如甲醚、乙醚、异丙醚、丁醚、戊醚、四氢呋喃、茴香醚和二苯醚。
醚的例子还包括包含至少两个醚键并且在至少两个醚键之间存在多个原子的化合物(下面有时将这种化合物称为“聚醚化合物”)。聚醚化合物的例子包括其中在醚键之间存在的原子是碳、硅、氧、氮、磷、硼、硫或它们中至少两个的化合物。在这些化合物中,较好是这样的化合物,其中较大的取代基连接到存在于醚键之间的原子上,并且存在于2个或更多个醚键之间的原子包括多个碳原子。例如,可以述及的有用下式表示的聚醚:其中n是2≤n≤10的整数,R1-R26分别代表含选自碳、氢、氧、卤素、氮、硫、磷、硼和硅中至少一种元素的取代基;R1-R26,较好是R1-R20中的任意基团可以形成除了苯环外的环;并且主链可以包含除了碳外的原子。
聚醚化合物的具体例子包括:
2-(2-乙基己基)-1,3-二甲氧基丙烷,
2-异丙基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-丁基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-仲丁基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-环己基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-苯基-1,3-二甲氧基丙烷,2-枯基-1,3-二甲氧基丙烷,2-(2-苯基乙基)-1,3-二甲氧基丙烷,2-(2-环己基乙基)-1,3-二甲氧基丙烷,2-(对氯苯基)-1,3-二甲氧基丙烷,2-(二苯基甲基)-1,3-二甲氧基丙烷,2-(1-萘基)-1,3-二甲氧基丙烷,2-(2-氟苯基)-1,3-二甲氧基丙烷,2-(1-十氢萘基)-1,3-二甲氧基丙烷,2-(对叔丁基苯基)-1,3-二甲氧基丙烷,2,2-二环己基-1,3-二甲氧基丙烷,2,2-二乙基-1,3-二甲氧基丙烷,2,2-二丙基-1,3-二甲氧基丙烷,2,2-二丁基-1,3-二甲氧基丙烷,2-甲基-2-丙基-1,3-二甲氧基丙烷,2-甲基-2-苄基-1,3-二甲氧基丙烷,2-甲基-2-乙基-1,3-二甲氧基丙烷,2-甲基-2-异丙基-1,3-二甲氧基丙烷,2-甲基-2-苯基-1,3-二甲氧基丙烷,2-甲基-2-环己基-1,3-二甲氧基丙烷,2,2-双(对氯苯基)-1,3-二甲氧基丙烷,2,2-双(2-环己基乙基)-1,3-二甲氧基丙烷,2-甲基-2-异丁基-1,3-二甲氧基丙烷,2-甲基-2-(2-乙基己基)-1,3-二甲氧基丙烷,2,2-二异丁基-1,3-二甲氧基丙烷,2,2-二苯基-1,3-二甲氧基丙烷,2,2-二苄基-1,3-二甲氧基丙烷,2,2-双(环己基甲基)-1,3-二甲氧基丙烷,2,2-二异丁基-1,3-二乙氧基丙烷,2,2-二异丁基-1,3-二丁氧基丙烷,2-异丁基-2-异丙基-1,3-二甲氧基丙烷,2,2-二仲丁基-1,3-二甲氧基丙烷,2,2-二叔丁基-1,3-二甲氧基丙烷,2,2-二新戊基-1,3-二甲氧基丙烷,2-异丙基-2-异戊基-1,3-二甲氧基丙烷,2-苯基-2-苄基-1,3-二甲氧基丙烷,2-环己基-2-环己基甲基-1,3-二甲氧基丙烷,2,3-二苯基-1,4-二乙氧基丁烷,2,3-二环己基-1,4-二乙氧基丁烷,2,2-二苄基-1,4-二乙氧基丁烷,2,3-二环己基-1,4-二乙氧基丁烷,2,3-二异丙基-1,4-二乙氧基丁烷,2,2-双(对甲基苯基)-1,4-二甲氧基丁烷,2,3-双(对氯苯基)-1,4-二甲氧基丁烷,2,3-双(对氟苯基)-1,4-二甲氧基丁烷,2,4-二苯基-1,5-二甲氧基戊烷,2,5-二苯基-1,5-二甲氧基己烷,2,4-二异丙基-1,5-二甲氧基戊烷,2,4-二异丁基-1,5-二甲氧基戊烷,2,4-二异戊基-1,5-二甲氧基戊烷,3-甲氧基甲基四氢呋喃,3-甲氧基甲基二噁烷,1,2-二异丁氧基丙烷,1,2-二异丁氧基乙烷,1,3-二异戊氧基乙烷,1,3-二异戊氧基丙烷,1,3-二异新戊氧基乙烷,1,3-二新戊氧基丙烷,2,2-四亚甲基-1,3-二甲氧基丙烷,2,2-五亚甲基-1,3-二甲氧基丙烷,2,2-六亚甲基-1,3-二甲氧基丙烷,1,2-双(甲氧基甲基)环己烷,2,8-二氧杂螺[5,5]十一烷,
3,7-二氧杂二环[3,3,1]壬烷,
3,7-二氧杂二环[3,3,0]辛烷,3,3-二异丁基-1,5-氧代壬烷,
6,6-二异丁基二氧化庚烷,1,1-二甲氧基甲基环戊烷,
1,1-双(二甲氧基甲基)环己烷,
1,1-双(甲氧基甲基)二环[2,2,1]庚烷,
1,1二甲氧基甲基环戊烷,
2-甲基-2-甲氧基甲基-1,3-二甲氧基丙烷,
2-环己基-2-乙氧基甲基-1,3-二乙氧基丙烷,
2-环己基-2-甲氧基甲基-1,3-二甲氧基丙烷,
2,2-二异丁基-1,3-二甲氧基环己烷,
2-异丙基-2-异戊基-1,3-二甲氧基环己烷,
2-环己基-2-甲氧基甲基-1,3-二甲氧基环己烷,
2-异丙基-2-甲氧基甲基-1,3-二甲氧基环己烷,
2-异丁基-2-甲氧基甲基-1,3-二甲氧基环己烷,
2-环己基-2-乙氧基甲基-1,3-二乙氧基环己烷,
2-环己基-2-乙氧基甲基-1,3-二甲氧基环己烷,
2-异丙基-2-乙氧基甲基-1,3-二乙氧基环己烷,
2-异丙基-2-乙氧基甲基-1,3-二甲氧基环己烷,
2-异丁基-2-乙氧基甲基-1,3-二乙氧基环己烷和
2-异丁基-2-乙氧基甲基-1,3-二甲氧基环己烷。
聚醚的例子包括三(对甲氧基苯基)膦、甲基苯基二(甲氧基甲基)硅烷、二苯基二(甲氧基甲基)硅烷、甲基环己基二(甲氧基甲基)硅烷、二叔丁基二(甲氧基甲基)硅烷、环己基叔丁基二(甲氧基甲基)硅烷和异丙基叔丁基二(甲氧基甲基)硅烷。
在聚醚化合物中,较好是1,3-二醚,尤其是2,2-二异丁基-1,3-二甲氧基丙烷、2-异丙基-1-异戊基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二环己基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-双(环己基甲基)-1,3-二甲氧基丙烷、2-异丙基-2-环己基-1,3-二甲氧基丙烷、2-异丙基-2-仲丁基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二苯基-1,3-二甲氧基丙烷和2-异丙基-2-环戊基-1,3-二甲氧基丙烷是较好的。
酚的例子包括那些含6-20个碳原子并且可以带有低级烷基的酚如苯酚、甲酚、二甲苯酚、乙基苯酚、丙基苯酚、壬基苯酚、枯基苯酚和萘酚。
酮的例子包括那些含3-15个碳原子的酮如丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、苯乙酮、二苯酮和苯醌。
醛的例子包括那些含2-15个碳原子的醛如乙醛、丙醛、辛醛、苯甲醛、三醛和萘醛。
有机酰基卤的例子包括含2-15个碳原子的酰基卤如乙酰氯、苯甲酰氯、甲苯甲酰氯和茴香酰氯。
酰胺的例子包括N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基苯甲酰胺和N,N-二甲基甲苯甲酰胺。
酸酐的例子包括乙酸酐、邻苯二甲酸酐和苯甲酸酐。
胺的例子包括三甲胺、三乙胺、三丁胺、三苄胺和四甲基1,2-乙二胺。
吡啶的例子包括吡啶、甲基吡啶、乙基吡啶和二甲基吡啶。
这些电子给体(ED1)可以单独或结合起来使用。
其中,特别好是使用醇、烷氧基醇和金属酸酯。使用电子给体(ED1)使固体镁化合物溶解一般是采用按需要在加热下将固体镁化合物与电子给体(ED1)接触的方法进行的。接触温度为0-200℃,较好为20-180℃,更好为50-150℃。
在溶解的过程中可以共存有烃溶剂等。
烃溶剂的例子包括脂族烃如戊烷、己烷、庚烷、辛烷、癸烷、十二烷、十四烷和煤油;脂环族烃如环戊烷、甲基环戊烷、环己烷、甲基环己烷、环辛烷和环己烯;芳族烃如苯、甲苯和二甲苯;以及卤代烃如二氯乙烷、二氯丙烷、三氯乙烯、氯苯和2,4-二氯甲苯。
尽管除了上述外的许多镁化合物都可用作制备固体钛催化剂组分(a)中的镁化合物,但在最终固体钛催化剂组分(a)中的镁化合物较好是以含卤的镁化合物的形式存在。因此,当使用不含卤的镁化合物时,较好是在制备过程中将其与含卤的化合物接触。
尤其是,较好是包含不具有还原能力的镁化合物,特别好是包含含卤的镁化合物,更好是包含氯化镁、氯化烷氧基镁和氯化芳氧基镁。
(钛化合物)
宜使用四价钛化合物作为钛化合物。四价钛化合物的例子包括下式表示的化合物:
Ti(OR17)gX4-g其中R17是烃基,X是卤原子,并且0≤g≤4。这种化合物的具体例子包括:
四卤化钛如TiCl4、TiBr4和TiI4;
三卤化烷氧基钛如Ti(OCH3)Cl3、Ti(OC2H5)Cl3、Ti(O正-C4H9)Cl3、Ti(OC2H5)Br3和Ti(O异-C4H9)Br3;
二卤化二烷氧基钛如Ti(OCH3)2Cl2、Ti(OC2H5)2Cl2、Ti(O正-C4H9)2Cl2和Ti(OC2H5)2Br2;
单卤化三烷氧基钛如Ti(OCH3)3Cl、Ti(OC2H5)3Cl、Ti(O正-C4H9)3Cl和Ti(OC2H5)3Br;和
四烷氧基钛如Ti(OCH3)4、Ti(OC2H5)4、Ti(O正-C4H9)4、Ti(O异-C4H9)4和Ti(O 2-乙基己基)4。
其中,四卤化钛是较好的,四氯化钛则特别好。钛化合物可以单独或结合起来使用。钛化合物可以与芳族烃一起使用,或者在使用时可以用烃或卤代烃加以稀释。
固体钛催化剂组分(a)可以通过将镁化合物与钛化合物以及按需要与电子给体(ED2)接触而制得。
(电子给体(ED2))
宜在制备固体钛催化剂组分(a)时使用电子给体(ED2)。电子给体(ED2)的例子包括下述酰基卤、酰胺、腈、酸酐、有机酯和聚醚。
具体例子包括含2-15个碳原子的酰基卤如乙酰氯、苯甲酰氯、甲苯甲酰氯和茴香酰氯;酰胺如N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基苯甲酰胺和N,N-二甲基甲苯甲酰胺;腈如乙腈、苄腈和三腈(trinitrile);酸酐如乙酸酐、邻苯二甲酸酐和苯甲酸酐;和含2-18个碳原子的有机酯如甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸乙烯酯、乙酸丙酯、乙酸辛酯、乙酸环己酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、戊酸乙酯、氯乙酸甲酯、二氯乙酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、巴豆酸乙酯、环己烷羧酸乙酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸丁酯、苯甲酸辛酯、苯甲酸环己酯、苯甲酸苯酯、苯甲酸苄酯、甲苯甲酸甲酯、甲苯甲酸乙酯、甲苯甲酸戊酯、乙基苯甲酸乙酯、茴香酸甲酯、茴香酸乙酯、乙氧基苯甲酸乙酯、γ-丁内酯、δ-戊内酯、香豆素、2-苯并[c]呋喃酮和碳酸乙酯。
较好的有机酯的例子包括上述多价羧酸酯。
邻苯二甲酸二酯宜用作多价羧酸酯。
电子给体(ED2)的例子还包括上述聚醚。
聚醚的例子包括2,2-二异丁基-1,3-二甲氧基丙烷、2-异丙基-2-异丁基-1,3-二甲氧基丙烷、2-异丙基-2-异戊基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二环己基-1,3-二甲氧基丙烷和2,2-双(环己基甲基)-1,3-二甲氧基丙烷。
有机酯和聚醚宜作为电子给体(ED2),更好是使用芳族二酯和聚醚。电子给体(ED2)可以2种或更多种结合起来使用。上述电子给体将包含在最终的固体钛催化剂组分(a)中。因此,并非强制性地使用上述这些化合物,在制备固体钛催化剂组分(a)的过程中能形成该化合物的其它化合物也可以使用。在这种情况下,其它化合物也可以结合起来使用,以形成2种或更多种电子给体(ED2)。
这些电子给体(ED2)可以单独或结合起来使用。
(颗粒载体)
在将钛化合物、镁化合物和按需要与电子给体(ED2)相互接触时可以使用下述颗粒载体,从而制备载有载体的固体钛催化剂组分(a)。
载体的例子包括无机载体如Al2O3、SiO2、B2O3、MgO、CaO、TiO2、ZnO、Zn2O、SnO2、BaO和ThO,和有机载体如苯乙烯/二乙烯基苯共聚物。其中,SiO2、Al2O3、MgO、ZnO和Zn2O是较好的。
可以在诸如硅、磷或铝之类的试剂存在下将上述各组分接触。
(制备固体钛催化剂组分(a))
可以将钛化合物、镁化合物和按需要与电子给体(ED2)接触来制备固体钛催化剂组分(a),它可以采用任何常规和已知的方法制备。
下面简要说明制备固体钛催化剂组分(a)的几种例举性的方法。
(1)将包含镁化合物、电子给体(ED2)和烃溶剂的溶液与有机铝化合物接触,使它们相互反应来沉淀固体,随后或者在沉淀固体时,将溶液与钛化合物接触,使它们相互反应的方法。
(2)将包含镁化合物和电子给体(ED2)的配合物与有机铝化合物接触,使它们相互反应,随后将配合物与钛化合物接触,使它们相互反应的方法。
(3)将无机载体与有机铝化合物接触的反应物与钛化合物接触,并较好与电子给体(ED2)接触,使它们相互反应的方法。在这种情况下,接触的反应物可以与含卤的化合物和/或有机铝化合物预接触,并使它们相互反应。
(4)从包含镁化合物、电子给体(ED2)和视情况而定的烃溶剂以及无机或有机载体的溶液混合物获得载有镁化合物的无机或有机载体,将有机或无机载体与钛化合物接触的方法。
(5)将包含镁化合物、钛化合物、电子给体(ED2)和视情况而定的烃溶剂的溶液与无机或有机载体接触,获得载有镁和钛的固体钛催化剂组分的方法。
(6)将液体有机镁化合物与含卤的钛化合物接触,使它们相互反应的方法。
(7)将液体有机镁化合物与含卤的化合物接触,使它们相互反应,随后再与钛化合物接触的方法。
(8)将含烷氧基的镁化合物与含卤的钛化合物接触,使它们相互反应的方法。
(9)将包含含烷氧基的镁化合物和电子给体(ED2)的配合物与钛化合物接触,使它们相互反应的方法。
(10)将包含含烷氧基的镁化合物和电子给体(ED2)的配合物与有机铝化合物接触,随后再与钛化合物接触,使它们相互反应的方法。
(11)将镁化合物、电子给体(ED2)和钛化合物以人为次序接触,并按次序使它们相互反应的方法。在这种方法中,用电子给体(ED2)和/或反应助剂如有机铝化合物或含卤的硅化合物预处理各组分。
(12)较好在电子给体(ED2)存在下将不具有还原能力的液体镁化合物与液体钛化合物反应,从而沉淀固体镁/钛配合物的方法。
(13)将(12)中获得的反应产物再与钛化合物反应的方法。
(14)将(11)或(12)中获得的反应产物再与电子给体(ED2)并与钛化合物反应的方法。
(15)用卤素、卤素化合物或芳族烃处理将镁化合物和较好地电子给体(ED2)以及钛化合物细小分散获得的固体物质的方法。这种方法可以包括将镁化合物单独,或将包含镁化合物和电子给体(ED2)的配位化合物,或将镁化合物和钛化合物细小分散的步骤。可以用反应助剂预处理细小分散的固体物质,随后用卤素等处理之。反应助剂的例子包括有机铝化合物和含卤的硅化合物。
(16)将镁化合物细小地分散,随后与钛化合物接触,使它们相互反应的方法。在这种情况下,电子给体(ED2)和反应助剂宜在粉碎和/或接触和反应时使用。
(17)用卤素、卤素化合物或芳族烃处理(11)-(16)中任一种方法获得的化合物。
(18)将金属氧化物、有机镁化合物和含卤的化合物接触的反应物较好与电子给体(ED2)和钛化合物接触的方法。
(19)用钛化合物和/或含卤烃并较好用电子给体(ED2)与镁化合物如有机酸的镁盐、烷氧基镁或芳氧基镁反应的方法。
(20)将至少包含镁化合物和烷氧基钛的烃溶剂与钛化合物和/或电子给体(ED2)接触的方法。在这种情况下,宜共存有含卤的化合物如含卤的硅化合物。
(21)将不具有还原能力的液体镁化合物与有机铝化合物反应,从而沉淀固体镁/金属(铝)配合物,随后将配合物与电子给体(ED2)并与钛化合物反应的方法。
上述各组分在制备固体钛催化剂组分(a)时的量视制备方法而变,对其并不绝对加以确定。例如,以1mol镁化合物计,钛化合物的用量为0.01-1000mol,较好为0.1-200mol。以1mol镁化合物计,按需要使用的电子给体(ED2)的用量为0.01-5mol,较好为0.1-1mol。
这样获得的固体钛催化剂组分(a)包含镁、钛和卤素。
关于固体钛催化剂组分(a),卤素/钛的原子比宜约为2-200,较好约为4-100,电子给体/钛的摩尔比约为0.01-100,较好约为0.2-10,镁/钛的原子比约为1-100,较好约为2-50。
(有机金属化合物催化剂组分(b))
有机金属化合物催化剂组分(b)宜包含选自周期表第13族的金属。尤其是,有机铝化合物、有机硼化合物和第1族元素与铝或硼的烷基配位化合物是较好的。
有机铝化合物、有机硼化合物和第1族元素与铝或硼的烷基配位化合物的例子包括关于有机金属催化剂组分所例举的有机铝化合物、有机硼化合物和周期表第1族元素与铝或硼的烷基配位化合物。
(电子给体(ED3))
除了固体钛催化剂组分(a)和有机金属化合物催化剂组分(b)外,烯烃聚合催化剂可以包含电子给体(ED2)和/或下述电子给体(ED3)。
电子给体(ED3)的例子包括下式表示的有机硅化合物:
R18 nSi(OR19)4-n其中R18和R19分别是烃基,并且0<n<4。
具体例子包括三甲基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、叔丁基甲基二甲氧基硅烷、叔丁基甲基二乙氧基硅烷、叔戊基甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二邻甲苯基二甲氧基硅烷、二间甲苯基二甲氧基硅烷、二对甲苯基二甲氧基硅烷、二对甲苯基二乙氧基硅烷、二乙基苯基二甲氧基硅烷、二环己基二甲氧基硅烷、环己基甲基二甲氧基硅烷、环己基甲基二乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、癸基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、叔丁基三乙氧基硅烷、正丁基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、氯三乙氧基硅烷、乙基三异丙氧基硅烷、乙烯基三丁氧基硅烷、环己基三甲氧基硅烷、环己基三乙氧基硅烷、2-降冰片烷三甲氧基硅烷、2-降冰片烷三乙氧基硅烷、2-降冰片烷甲基二甲氧基硅烷、硅酸乙酯、硅酸丁酯、三甲基苯氧基硅烷、甲基三烯丙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基硅烷)、乙烯基三乙酰氧基硅烷、二甲基四乙氧基二硅氧烷、环戊基三甲氧基硅烷、2-甲基环戊基三甲氧基硅烷、2,3-二甲基环戊基三甲氧基硅烷、环戊基三乙氧基硅烷、二环戊基二甲氧基硅烷、双(2-甲基环戊基)二甲氧基硅烷、双(2,3-二甲基环戊基)二甲氧基硅烷、二环戊基二乙氧基硅烷、三环戊基甲氧基硅烷、三环戊基乙氧基硅烷、二环戊基甲基甲氧基硅烷、二环戊基乙基甲氧基硅烷、己烯基三甲氧基硅烷、二环戊基甲基乙氧基硅烷、环戊基二甲基甲氧基硅烷、环戊基二乙基甲氧基硅烷和环戊基二甲基乙氧基硅烷。
其中,较好是使用乙基三乙氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、叔丁基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三丁氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、二对甲苯基二甲氧基硅烷、对甲苯基甲基二甲氧基硅烷、二环己基二甲氧基硅烷、环己基甲基二甲氧基硅烷、2-降冰片烷三乙氧基硅烷、2-降冰片烷甲基二甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二环戊基二甲氧基硅烷、己烯基三甲氧基硅烷、环戊基三乙氧基硅烷、三环戊基甲氧基硅烷和环戊基二甲基甲氧基硅烷。
同样可用作电子给体(ED3)的是含氮的电子给体如2,6-取代的哌啶,2,5-取代的哌啶,取代的亚甲基二胺(如N,N,N′,N′-四甲基亚甲基二胺和N,N,N′,N′-四乙基亚甲基二胺),和取代的亚甲基二胺(如1,3-二苄基咪唑烷和1,3-二苄基-2-苯基咪唑烷);含磷的电子给体如亚磷酸酯(如亚磷酸三乙酯、亚磷酸三正丙酯、亚磷酸三异丙酯、亚磷酸三正丁酯、亚磷酸三异丁酯、亚磷酸二乙基正丁酯和亚磷酸二乙基苯酯);和含氧的电子给体如2,6-取代的四氢吡喃和2,5-取代的四氢吡喃。
电子给体(ED3)可以单独或结合起来使用。
(金属茂催化剂)
下面说明金属茂催化剂的例子。
对在制备末端改性的聚烯烃中所用的金属茂化合物并无限制,可以例举的有已知的金属茂催化剂。已知金属茂催化剂的例子包括诸如钛、钒、铬、锆或铪的过渡金属的化合物。在使用条件下可以使用液体化合物和固体化合物。该化合物并不一定是单种化合物,它可以载于其它化合物上,可以是包含其它化合物的均匀混合物或者是包含其它化合物的配位化合物或复合化合物。
在已知的金属茂催化剂中,宜使用下述具有C2对称或C1对称的手性结构的金属茂化合物。
上述化合物中更好的是带有庞大取代基的金属茂化合物,如二氯化外消旋-二甲基甲硅烷基双{1-[2-乙基-4-(1-萘基)茚基]}合锆、二氯化外消旋-二甲基甲硅烷基双{1-[2-乙基-4-(9-菲基)茚基]}合锆、二氯化外消旋-二甲基甲硅烷基双{1-[2-正丙基-4-(1-萘基)茚基]}合锆和二氯化外消旋-二甲基甲硅烷基双{1-[2-E丙基-4-(9-菲基)茚基]}合锆。
金属茂化合物可以单独或与固体钛催化剂组分(a)结合起来使用。
金属茂化合物可以与有机金属化合物催化剂组分(b)结合起来使用。
下面说明金属茂催化剂的一个例子。
金属茂催化剂例如包含:
(c)包含具有环戊二烯基骨架的配位体的周期表第4族的过渡金属化合物(这种过渡金属化合物有时简称为“金属茂化合物(c)”),
(d)按需要使用的有机铝氧化合物,
(e)颗粒载体。
〔金属茂化合物(c)〕
用式(7)表示金属茂化合物(c):
M3Lx ...(7)其中M3是周期表第4族的过渡金属原子,具体是锆、钛或铪;
L是与过渡金属原子配位的配位体,至少一个L是包含具有环戊二烯基骨架的配位体的配位体,其它的L但不是包含具有环戊二烯基骨架的配位体的配位体是含1-12个碳原子的烃基、烷氧基、芳氧基、三烷基甲硅烷基、SO3R基(其中R是可以带有取代基如卤素的含1-8个碳原子的烃基)、卤原子或氢;和
x是满足过渡金属原子化合价的整数。
包含具有环戊二烯基骨架的配位体的配位体的例子包括烷基取代的环戊二烯基如环戊二烯基、甲基环戊二烯基、二甲基环戊二烯基、三甲基环戊二烯基、四甲基环戊二烯基、五甲基环戊二烯基、乙基环戊二烯基、甲基乙基环戊二烯基、丙基环戊二烯基、甲基丙基环戊二烯基、丁基环戊二烯基、甲基丁基环戊二烯基和己基环戊二烯基;茚基、4,5,6,7-四氢茚基和芴基。这些基团可以被卤原子或三烷基甲硅烷基所取代。
当式(7)表示的化合物包含两个或多个含有环戊二烯基骨架的基团时,两个含有环戊二烯基骨架的基团可以通过下述基团相互连接,所述基团是亚烷基如亚乙基或亚丙基,取代的亚烷基如异亚丙基或二苯基亚甲基,亚甲硅烷基,或取代的亚甲硅烷基如二甲基亚甲硅烷基、二苯基亚甲硅烷基或甲基苯基亚甲硅烷基。
其它的配位体L但不是具有环戊二烯基骨架的配位体的例子包括下述基团。
含1-12个碳原子的烃基的例子包括烷基、环烷基、芳基和芳烷基,具体是
烷基如甲基、乙基、丙基、异丙基和丁基;
环烷基如环戊基和环己基;
芳基如苯基和甲苯基;和
芳烷基如苄基和新苯基。
烷氧基的例子包括甲氧基、乙氧基和丁氧基。
芳氧基的例子包括苯氧基。
卤素的例子包括氟、氯、溴和碘。
由SO3R表示的配位体的例子包括对甲苯磺酰基(p-toluenesulfonatogroup)、甲烷磺酰基和三氟甲烷磺酰基。
更具体地说,当过渡金属原子的化合价是4时,包含具有环戊二烯基骨架的配位体的金属茂化合物(c)可用式(8)表示:
R21 aR22 bR23 cR24 dM3 ...(8)其中M3是与式(7)中M3相同的过渡金属原子;R21是具有环戊二烯基骨架的基团(配位体);R22、R23和R24分别是具有环戊二烯基骨架的基团、烷基、环烷基、芳基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、三烷基甲硅烷基、SO3R基、卤原子或氢;a是1或更大的整数;并且a+b+c+d=4。
宜使用这样一种金属茂化合物,即式(8)中的R21、R22、R23和R24中的至少两个,例如R21和R22分别是具有环戊二烯基骨架的基团(配位体)。
这些具有环戊二烯基骨架的基团可以通过下述基团相互连接,所述基团是亚烷基如亚乙基或亚丙基,取代的亚烷基如异亚丙基或二苯基亚甲基,亚甲硅烷基,或取代的亚甲硅烷基如二甲基亚甲硅烷基、二苯基亚甲硅烷基或甲基苯基亚甲硅烷基。
R23和R24分别是具有环戊二烯基骨架的基团、烷基、环烷基、芳基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、三烷基甲硅烷基、SO3R基、卤原子或氢。
下面给出其中的M3是锆的例举的金属茂化合物:
二氯化双(茚基)合锆,
二溴化双(茚基)合锆,
二氯化双(茚基)合锆双(对甲苯磺酰基)双(4,5,6,7-四氢茚基)合锆,
二氯化双(芴基)合锆,
二氯化亚乙基双(茚基)合锆,
二溴化亚乙基双(茚基)合锆,
亚乙基双(茚基)二甲基合锆,
亚乙基双(茚基)二苯基合锆,
单氯化亚乙基双(茚基)甲基合锆,
双(甲烷磺酰基)亚乙基双(茚基)合锆,
双(对甲苯磺酰基)亚乙基双(茚基)合锆,
双(三氟甲烷磺酰基)亚乙基双(茚基)合锆,二氯化亚乙基双(4,5,6,7-四氢茚基)合锆,二氯化异亚丙基(环戊二烯基-芴基)合锆,二氯化异亚丙基(环戊二烯基-甲基环戊二烯基)合锆,二氯化二甲基亚甲硅烷基双(环戊二烯基)合锆,二氯化二甲基亚甲硅烷基双(甲基环戊二烯基)合锆,二氯化二甲基亚甲硅烷基双(二甲基环戊二烯基)合锆,二氯化二甲基亚甲硅烷基双(三甲基环戊二烯基)合锆,二氯化二甲基亚甲硅烷基双(茚基)合锆,双(三氟甲烷磺酰基)二甲基亚甲硅烷基双(茚基)合锆,二氯化二甲基亚甲硅烷基双(4,5,6,7-四氢茚基)合锆,二氯化二甲基亚甲硅烷基(环戊二烯基-芴基)合锆,二氯化二苯基亚甲硅烷基双(茚基)合锆,二氯化甲基苯基亚甲硅烷基双(茚基)合锆,二氯化双(环戊二烯基)合锆,二溴化双(环戊二烯基)合锆,单氯化双(环戊二烯基)甲基合锆,单氯化双(环戊二烯基)乙基合锆,单氯化双(环戊二烯基)环己基合锆,单氯化双(环戊二烯基)苯基合锆,单氯化双(环戊二烯基)苄基合锆,单氢化单氯化双(环戊二烯基)合锆,单氢化双(环戊二烯基)甲基合锆,双(环戊二烯基)二甲基合锆,双(环戊二烯基)二苯基合锆,双(环戊二烯基)二苄基合锆,甲氧基氯化双(环戊二烯基)合锆,乙氧基氯化双(环戊二烯基)合锆,双(甲烷磺酰基)双(环戊二烯基)合锆,
双(对甲苯磺酰基)双(环戊二烯基)合锆,
双(三氟甲烷磺酰基)双(环戊二烯基)合锆,
二氯化双(甲基环戊二烯基)合锆,
二氯化双(二甲基环戊二烯基)合锆,
乙氧基氯化双(二甲基环戊二烯基)合锆,
双(三氟甲烷磺酰基)双(二甲基环戊二烯基)合锆,
二氯化双(乙基环戊二烯基)合锆,
二氯化双(甲基乙基环戊二烯基)合锆,
二氯化双(丙基环戊二烯基)合锆,
二氯化双(甲基丙基环戊二烯基)合锆,
二氯化双(丁基环戊二烯基)合锆,
二氯化双(甲基丁基环戊二烯基)合锆,
双(甲烷磺酰基)双(甲基丁基环戊二烯基)合锆,
二氯化双(三甲基环戊二烯基)合锆,
二氯化双(四甲基环戊二烯基)合锆,
二氯化双(五甲基环戊二烯基)合锆,
二氯化双(己基环戊二烯基)合锆,和
二氯化双(三甲基甲硅烷基环戊二烯基)合锆。
关于上述例举的化合物,在环戊二烯基环上二取代产物包括1,2-取代产物和1,3-取代产物,三取代产物包括1,2,3-取代产物和1,2,4-取代产物。诸如丙基或丁基的烷基包括诸如正-、异-、仲-或叔-的异构体。
其中的锆被钛或铪取代的上述锆化合物的对应化合物可以用作金属茂化合物(c)。
这些化合物可以单独或结合起来使用。在使用时它们可以在烃或卤代烃中稀释。
包含至少两个具有环戊二烯基骨架的配位体并且中心金属是锆的锆茂(zirconocene)化合物宜用作金属茂化合物(c)。
(有机铝氧化合物(d))
有机铝氧化合物(d)的具体例子包括常规和已知的铝氧烷和在JP-A-2(1990)/276807中披露的苯不溶性铝氧化合物。
可以采用先前所述的方法来制备常规和已知的铝氧烷。
(颗粒载体(e))
按需要使用的颗粒载体(e)的例子包括无机载体如SiO2、Al2O3、B2O3、MgO、ZrO2、CaO、TiO2、ZnO、Zn2O、SnO2、BaO和ThO;和树脂(有机载体)如聚乙烯、聚丙烯、聚-1-丁烯、聚4-甲基-1-戊烯和苯乙烯/二乙烯基苯共聚物。其中,SiO2是较好的。它们可以单独或结合起来使用。
当金属茂催化剂是包含金属茂化合物(c)、有机铝氧化合物(d)和颗粒载体(e)的固体金属茂催化剂时,可以采用常规的方法将金属茂化合物(c)和有机铝氧化合物(d)负载在颗粒载体上来制备固体催化剂。
固体金属茂催化剂可以通过将金属茂化合物(c)、有机铝氧化合物(d)和下述有机铝化合物(b-2)负载在颗粒载体(e)上来制备。
在制备固体金属茂催化剂时,以1g颗粒载体(e)计,金属茂化合物(c)的用量通常为0.001-1.0mmol,较好为0.01-0.5mmol(以过渡金属原子计),有机铝氧化合物(d)的用量通常为0.1-100mmol,较好为0.5-20mmol。
固体金属茂催化剂的粒径通常为1-300μm,较好为10-100μm。
按情况需要,除了上述催化剂组分外,固体金属茂催化剂可以包含用于烯烃聚合的其它组分如电子给体或反应助剂。
固体金属茂催化剂可以与一烯烃预聚合用作本发明中的固体金属茂催化剂。
在使用金属茂催化剂聚合烯烃的过程中,可以将下述有机铝化合物(b-2)与金属茂化合物一起使用。
用作有机铝化合物(b-2)并且也在制备有机铝氧化合物(d)的溶液中使用的有机铝化合物(b-2)的例子包括与有机金属催化剂组分中例举的相同的有机铝化合物(不包括铝氧烷)。
在这些化合物中,较好是三烷基铝,特别好是三乙基铝和三异丁基铝。
用下式表示的异戊二烯基铝也可用作有机铝化合物:
(异-C4H9)xAly(C5H10)z其中x、y和z分别是正数,并且z≥2x。
它们可以以2种或更多种结合起来使用。
有机铝化合物(b-2)可以包含少量的除了铝外的金属组分。
当与金属茂化合物(c)和有机铝氧化合物(d)一起载于颗粒载体(e)上时,以1mol固体金属茂催化剂计(以过渡金属原子计),有机铝化合物(b-2)的用量通常为1-300mol,较好为2-200mol。
在如上述烯烃聚合催化剂存在下可以制备用式(IX)表示的末端改性的聚烯烃:
PO8-AlR25R26 ...(IX)其中PO8是将式CH2=CHR27表示的烯烃经均聚合或共聚合获得的聚合物链。R27是选自含1-10个碳原子的烃基、氢和卤原子的基团或原子。
式CH2=CHR27表示的烯烃的例子包括乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、辛烯和癸烯。
R25和R26可以相同或不同,它们分别是选自含1-10个碳原子的烃基、氢和卤原子的基团或原子。
含1-10个碳原子的烃基的例子包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、辛基和癸基。
PO8的重均分子量较好为1,000-10,000,000。PO8的Mw/Mn理想地至少为2,较好为3-15,更好为4-14。
采用在溶剂中的悬浮聚合或用液体烯烃作为溶剂的悬浮聚合来进行式(IX)表示的末端改性的聚烯烃的聚合。
在任何聚合中都是惰性的烃可以用作进行在溶剂中的悬浮聚合的聚合溶剂。
可用的惰性烃介质的例子包括脂族烃如丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、癸烷、十二烷和煤油;脂环族烃如环戊烷、环己烷和甲基环戊烷;芳族烃如苯、甲苯和二甲苯;卤代烃如氯化乙烯和氯苯;以及它们的混合物。其中,特别好是使用脂族烃。
当使用载有镁的钛催化剂时,每1升聚合体系中的聚合体积,固体钛催化剂组分(a)或其预聚合催化剂的用量以钛计约为0.0001-50mmol,较好约为0.001-10mmol。以1mol聚合体系中的固体钛催化剂组分(a)中的钛原子计,有机金属化合物催化剂组分(b)的用量为使催化剂组分(b)中的金属原子占的量通常为1-2000mol,较好为2-1000mol。以1mol有机金属化合物催化剂组分(b)中的金属原子计,电子给体(ED3)的用量通常为0.001-10mol,较好为0.01-5mol。
当所用的催化剂是金属茂催化剂时,以1升聚合体系中的聚合体积计,所述催化剂的用量是使金属茂化合物(c)的浓度通常为0.00005-0.1mmol,较好为0.0001-0.05mmol。有机铝氧化合物(d)的用量是使铝原子与金属茂化合物(c)中过渡金属原子(M)的摩尔比(Al/M)为5-1,000,较好为10-400。当使用有机铝化合物(b-2)时,以1mol金属茂化合物(c)中的过渡金属原子计,所述有机铝化合物的用量通常约为1-300mol,较好约为2-200mol。
以1mol单体计,在聚合过程中氢的浓度理想地为0-0.01mol,较好为0-0.005mol,更好为0-0.001mol。
可以采用液相聚合法如溶液聚合或悬浮聚合或者采用气相聚合法进行烯烃的聚合。在反应温度时可以使用惰性溶剂和液体烯烃作为悬浮聚合中的反应溶剂。聚合温度通常为70℃或更高,较好为80-150℃,更好为85-140℃,特别好为90-130℃。所设置的压力通常为常压至10MPa,较好为常压至5MPa。聚合可以以分批、半连续或连续的过程进行。当聚合分2步或更多步进行时,反应条件可以相同或不同。
这样制得的式(IX)表示的末端改性的聚烯烃通常以浆料的形式获得。
接着,对末端改性的聚烯烃的-AlR25R26基团用具有在溶剂解时能形成官能团的结构的化合物进行取代,随后进行溶剂解,制得下述式(X)表示的聚烯烃:
PO8-OH ...(X)其中PO8的定义如上所述。
具有在溶剂解时能形成官能团的结构的化合物的例子包括氧和臭氧。
用含有官能团的化合物或具有在溶剂解时能形成官能团的结构的化合物对末端改性的聚烯烃的-AlR25R26基团进行取代通常在0-300℃,较好在10-200℃时进行0-100小时,较好0.5-50小时。
在取代后的溶剂解在通常为0-100℃,较好为10-80℃的温度下进行0-100小时,较好0.5-50小时。在溶剂解中可用的溶剂的例子包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和水。
在端部含有羟基的聚烯烃也可以经下述方法制备,使在一端的端部含有不饱和键的聚烯烃与含有第13族元素的化合物如有机铝化合物或有机硼化合物反应,制备式(IX)表示的末端改性的聚烯烃,随后按如上面所述的方式将末端转变成羟基。
在一端的端部含有不饱和键的聚烯烃(不饱和末端的聚烯烃)例如可以通过在烯烃聚合催化剂存在下将含3-20个碳原子的烯烃经聚合或共聚合而制得。
含3-20个碳原子的较好烯烃的例子包括丙烯、1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯和4-甲基-1-戊烯。最好是使用丙烯。
可以采用液相聚合法如溶液聚合和悬浮聚合或者采用气相聚合法进行烯烃的聚合。至于所关注的聚合方式,宜选择悬浮聚合。反应溶剂可以是惰性烃溶剂或在反应温度下是液体的烯烃。
可用的惰性烃溶剂的例子包括脂族烃如丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、癸烷、十二烷和煤油;脂环族烃如环戊烷、环己烷和甲基环戊烷;芳族烃如苯、甲苯和二甲苯;卤代烃如氯化乙烯和氯苯;以及它们的混合物。其中,特别好是使用脂族烃。
当在制备不饱和末端的聚烯烃时使用载有镁的钛催化剂时,每1升聚合体系,固体钛催化剂组分(a)或其预聚合催化剂的用量以钛原子计通常约为0.001-100mmol,较好约为0.005-20mmol。以1mol聚合体系中固体钛催化剂组分(a)中的钛原子计,有机金属化合物催化剂组分(b)的用量是使催化剂组分(b)中的金属原子的量通常约为1-2000mol,较好约为2-500mol。以1mol有机金属化合物催化剂组分(b)中的金属原子计,电子给体(ED3)的用量通常为0-10mol,较好为0-5mol。
以1mol单体计,在聚合过程中氢的浓度理想地为0-0.25mol,较好为0-0.20mol,更好为0-0.015mol。
当使用载有镁的钛催化剂时,聚合温度通常约为20-300℃,较好约为50-150℃,聚合压力为0.01-10MPa,较好为0.05-5MPa。
当在制备不饱和末端的聚烯烃中使用的催化剂是金属茂催化剂时,以1升聚合体系中的聚合体积计,所述催化剂的用量是使金属茂化合物(c)的浓度通常为0.00005-0.1mmol,较好为0.0001-0.05mmol。有机铝氧化合物(d)的用量是使铝原子(Al)与金属茂化合物(c)中过渡金属原子(M)的摩尔比(Al/M)为5-1,000,较好为10-400。当使用有机铝化合物(b-2)时,以1mol金属茂化合物(c)中的过渡金属原子计,所述有机铝化合物的用量通常约为1-300mol,较好约为2-200mol。
当使用金属茂催化剂时,聚合温度通常为-20至150℃,较好为0至120℃,更好为0至100℃,聚合压力为高于0到8MPa,较好为高于0到5MPa。
烯烃的聚合可以以分批、半连续或连续的过程进行。聚合可以在不同的反应条件下分2步或更多步进行。在烯烃的聚合中可以制得1种烯烃均聚物,或2种或更多种烯烃的无规共聚物。
将这样获得的不饱和末端的聚烯烃与含有第13族元素的化合物反应,从而使末端与第13族元素键合。在所得的聚烯烃是含有一个与第13族元素键合的末端的聚烯烃和在一个末端含有不饱和键的聚烯烃的混合物的情况下,按情况需要,在一个末端含有不饱和键的聚烯烃的末端可以转变成与第13族元素键合的末端。
在反应中使用的含有第13族元素的化合物选自作为有机化合物催化剂组分(IX)所例举的那些化合物。宜使用作为有机铝化合物或作为有机硼化合物所例举的那些化合物。其中,更好是三烷基铝、二烷基铝氢化物和含有至少一个氢-硼键的硼化合物。作为有机铝化合物,二烷基铝氢化物是特别好的。作为有机硼化合物,9-硼二环[3,3,1]壬烷是特别好的。
例如,在一端的端部含有不饱和键的聚烯烃与含有第13族元素的化合物的反应可以按如下方法进行。
1)将0.1-50g在端部含有亚乙烯基的聚丙烯与5-1000ml包含0.01-5mol/L氢化二异丁基铝的辛烷溶液混合,将混合物回流0.5-6小时。
2)将0.1-50g在端部含有亚乙烯基的聚丙烯、5-1000ml无水四氢呋喃和0.1-50ml包含0.05-10mol/L 9-硼二环[3,3,1]壬烷的四氢呋喃溶液相互混合,将混合物在20-65℃时回流0.5-24小时。
如上所述制备一端改性的聚烯烃。所得的聚烯烃在一端的端部与第13族元素键合。第13族元素较好是铝。
(制备在端部含有含锂或磷基团的聚烯烃)
基于制备在端部含有锂的聚烯烃的方法来详细说明在端部含有含锂或磷基团的聚烯烃的制备方法。
在端部含有锂的聚烯烃是通过将在端部含有羟基的聚烯烃与有机锂化合物反应获得的。在端部含有羟基的聚烯烃与有机锂化合物的反应通常是在溶剂中进行的。
有机锂化合物的例子包括烷基锂如丁基锂、丙基锂、乙基锂和甲基锂;和烷氧基锂如丁氧基锂、丙氧基锂、乙氧基锂和甲氧基锂。在本发明中,宜使用烷基锂。
反应中使用的溶剂的例子包括与惰性烃介质中例举的相同的溶剂。
在端部含有羟基的聚烯烃与有机锂化合物的反应中,以1mol存在于聚烯烃端部的羟基计,有机锂化合物的用量为0.1-100mol,较好为0.2-10mol。反应温度通常为-100至100℃,较好为0至80℃,反应时间通常为0.1-48小时,较好为0.5-12小时。
可以与在端部含有羟基的聚烯烃反应的较好的有机磷化合物的例子包括下述各物质的卤化物,三(二甲基氨基){三(二甲基氨基)亚正膦基氨基}鏻、三(二乙基氨基){三(二乙基氨基)亚正膦基氨基}鏻、二(二甲基氨基)二{三(二甲基氨基)亚正膦基氨基}鏻、二甲基氨基三{三(二甲基氨基)亚正膦基氨基}鏻、四{三(二甲基氨基)亚正膦基氨基}鏻、四{三(吗啉代)亚正膦基氨基}鏻和四{三(哌啶子基)亚正膦基氨基}鏻。更好是它们的氯化物。
作为有机磷化合物,易于产生阳离子的化合物是较好的,而那些易于产生亚正膦基氨基鏻阳离子的化合物则更好。
在端部存在的含磷基团也宜用作开环聚合的活性部位。
使用在端部含有锂的聚烯烃能有效地控制R8的立构规整性。
按上述方法制备了用式(VIII)表示的在端部含有含锂或磷基团的聚烯烃:
PO8-O-LP ...(VIII)其中PO8代表重均分子量为1,000-10,000,000,较好为3,000-1,000,000,更好为5,000-500,000的聚烯烃链段,LP是含锂或磷的基团。在端部含有含锂或磷基团的聚烯烃的Mw/Mn理想地至少为2,较好为3-15,更好为4-14。
(制备嵌段共聚物)
在本发明中,在端部含有含锂或磷基团的聚烯烃存在下使(甲基)丙烯酸酯进行阴离子聚合,从而获得包含聚烯烃链段和(甲基)丙烯酸酯链段的聚烯烃嵌段共聚物。
聚合可以经下述方法进行,将溶剂、在端部含有含锂或磷基团的聚烯烃和(甲基)丙烯酸酯相互混合;或者将在端部含有含锂或磷基团的聚烯烃与液体(甲基)丙烯酸酯混合。将在端部含有含锂或磷基团的聚烯烃、溶剂和(甲基)丙烯酸酯相互混合能产生阴离子聚合的活性部位。
溶剂的例子包括脂族烃如己烷和庚烷;脂环族烃如环戊烷和环己烷;芳族烃如苯和甲苯;以及醚溶剂如乙醚、二噁烷、四氢呋喃(THF)、单甘醇二甲醚和二甘醇二甲醚。这些溶剂可以单独或结合起来使用。其中,宜使用芳族烃和醚溶剂。
(甲基)丙烯酸酯的例子包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙烯酯、甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯和甲基丙烯酸2-(N,N-二乙基氨基)乙酯。这些(甲基)丙烯酸酯可以单独或结合起来使用。(甲基)丙烯酸酯组合的例子包括至少两种丙烯酸酯的组合,至少两种甲基丙烯酸酯的组合,以及至少一种丙烯酸酯和至少一种甲基丙烯酸酯的组合。
在聚合的过程中可以加入用于形成阴离子聚合的活性部位的化合物如三苯基膦、α,α′-联吡啶、六甲基磷酰胺(HMPA)、四氯化钛、烷基锂和烷氧基锂。
聚合通常在-100至100℃,较好在-80至80℃,更好在-70至70℃的温度下进行1分钟至500小时,较好10分钟至300小时,更好15分钟至150小时。在这种聚合中,所用的在端部含有锂的聚烯烃的浓度为0.001-100mol/L,较好为0.005-50mol/L,更好为0.01-10mol/L,最好为0.1-5mol/L。所用的(甲基)丙烯酸酯的浓度通常为0.001-500mol/L,较好为0.005-300mol/L,更好为0.01-150mol/L。
聚合较好是产生具有立构规整性的聚(甲基)丙烯酸酯链段。即,三单元组间同立构规整度(rr)至少为70%或者三单元组全同立构规整度(mm)至少为70%的立构规整的聚(取代的丙烯酸酯)是较好的。
将样品溶解在硝基苯-d5中进行1H-NMR测量,rr和mm的值是基于分别在大约0.85、1.05和1.25ppm处检测的各个rr或mm的峰面积占rr、mr和mm的总峰面积的比率确定的。
如上所述可以制备包含嵌段共聚物的聚合物,在所述嵌段共聚物中,聚烯烃链段(PO8)和聚(甲基)丙烯酸酯链段化学地相互连接。可以基于所得聚合物的分子量、其在有机溶剂中的溶解度或光谱分析的结果来判断聚合物是否包含其中的链段PO8和聚(甲基)丙烯酸酯链段是化学地相互连接起来的聚合物。即,可以基于下述事实来确定目标嵌段共聚物的成功制备,采用本发明方法获得的聚合物的分子量比在端部含有含锂或磷基团的聚烯烃的链段PO8的分子量高;与采用本发明方法制得的烯烃嵌段共聚物的链段PO8对应的聚合物和与前一聚合物经阴离子聚合获得的聚合物链段对应的聚合物的混合物与采用本发明方法获得的烯烃嵌段共聚物在有机溶剂中的溶解度性能是不同的;或者从位于经阴离子聚合制得的聚合物的聚(甲基)丙烯酸酯链段和链段PO8之间的化学键获得的峰,该峰是对采用本发明方法获得的烯烃嵌段共聚物的末端结构进行13C-NMR分析检测而得。
(用于粘合的树脂)
下面详细说明本发明用于粘合的树脂。
用于粘合的树脂包含烯烃嵌段共聚物(A-1)。当为粘合目的使用烯烃嵌段共聚物(A-1)时,其链段B1的重均分子量理想地通常小于500,较好为50或更大至小于500,更好为50-450,特别好为100-400。
例如,诸如烯烃嵌段共聚物(A-14)的例子是较好的。
包含烯烃嵌段共聚物(A-1)的用于粘合的树脂的例子包括热熔粘合剂。
本发明的热熔粘合剂组合物包含烯烃嵌段共聚物(A-1)和增粘剂树脂(B)。
用于热熔粘合剂组合物的烯烃嵌段共聚物(A-1)的链段PO1的重均分子量理想地通常至少为2,000,较好为2,000-1,000,000,更好为10,000-800,000,特别好为50,000-500,000。
链段PO1较好由下述聚合物组成,乙烯聚合物如乙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚物;丙烯聚合物如丙烯均聚物和丙烯/α-烯烃共聚物;丁烯聚合物如丁烯均聚物和丁烯/乙烯共聚物;或4-甲基-1-戊烯聚合物如4-甲基-1-戊烯均聚物。
用于热熔粘合剂组合物的烯烃嵌段共聚物(A-1)的g1键理想地是醚键、酯键或酰胺键。醚键是特别好的。
用于热熔粘合剂组合物的烯烃嵌段共聚物(A-1)的链段B1是经链式聚合获得的官能链段。链段B1较好是包含含不饱和烃的重复单元和/或含杂原子的重复单元的官能链段。它更好是经自由基聚合、开环聚合或离子聚合获得的官能链段。它特别好是经自由基聚合或开环聚合获得的官能链段。链段PO1和链段B1较好是由不同的聚合物组成。
构成链段B1的较好的重复单元的例子包括那些得自可自由基聚合的单体的重复单元,所述可自由基聚合的单体例如甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸乙酯(EMA)、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙烯酯(VA)、丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯、丙烯腈和乙酸乙烯酯;和那些得自可开环聚合的单体的重复单元,所述可开环聚合的单体例如内酯、内酰胺、2-噁唑啉和环醚如β-丙醇酸内酯、β-丁内酯、δ-戊内酯、乙交酯、丙交酯、ε-己内酯、α-吡咯烷酮、γ-丁内酰胺、ε-己内酰胺、环氧乙烷、环氧丙烷、表氯醇、氧杂环丁烷、四氢呋喃和八甲基环四硅氧烷。
链段B1的重均分子量理想地通常至少为500,较好为500-1,000,000,更好为5,000-800,000,特别好为10,000-500,000。
链段B1较好例如由下述聚合物组成,苯乙烯聚合物如苯乙烯均聚物或苯乙烯/马来酐共聚物;乙酸乙烯酯聚合物;丙烯酸酯聚合物;甲基丙烯酸酯聚合物如甲基丙烯酸甲酯均聚物或甲基丙烯酸乙酯均聚物;乙烯基甲酰胺聚合物;丙烯酰胺聚合物;环酯聚合物;环酰胺聚合物;环醚聚合物;噁唑啉聚合物或含氟聚合物。
以烯烃嵌段共聚物(A-1)计,链段B1的含量宜为0.01-99.99重量%,较好为1-99重量%,更好为1-95重量%,特别好为1-90重量%。
用于热熔粘合剂组合物的烯烃嵌段共聚物(A-1)的熔体流动速率(MFR:ASTM D 1238,230℃,2.16kg负载)理想地通常为0.01-800 g/10min,较好为0.05-500 g/10min,更好为0.1-400 g/10min。
分子量在上述范围内的烯烃嵌段共聚物(A-1)具有优良的粘性、耐热蠕变特征和流动性。
从良好的水分散性和与聚烯烃的优良热封性的角度来看,烯烃嵌段共聚物(A-1)所含的链段PO1理想地由聚乙烯、乙烯/α-烯烃共聚物、聚丙烯或丙烯/α-烯烃共聚物组成,并且链段B1理想地由聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯醇或聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)组成。
对于烯烃嵌段共聚物(A-1),当它用作热熔粘合剂的基础树脂时,为了达到优良的粘性和耐热蠕变性的均衡性能,该嵌段共聚物较好包含由结晶聚烯烃组成的链段PO1和这样一种链段B1,即它是玻璃化转变温度低于室温(23℃)的官能链段;或者由结晶度小于30%的聚烯烃组成的链段PO1和这样一种链段B1,即它是结晶官能链段或玻璃化转变温度不低于80℃的官能链段。
结晶聚烯烃是结晶度至少为30%的聚烯烃。结晶聚烯烃的熔点通常为80℃或更高,较好为100℃或更高,更好为120℃或更高。
这种聚烯烃的例子包括丙烯均聚物、丙烯/乙烯无规共聚物(乙烯含量:5mol%或更少)、丙烯与含4-20个碳原子的α-烯烃的共聚物(C4-20α-烯烃的含量:5mol%或更少)、乙烯均聚物和乙烯与含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物(含3个或更多个碳原子的α-烯烃的含量:5mol%或更少)。
玻璃化转变温度低于室温的官能链段的例子包括包含含1-20个碳原子的烷基的丙烯酸烷基酯或包含含4-20个碳原子的烷基的甲基丙烯酸烷基酯的均聚物,以及包含上述(甲基)丙烯酸烷基酯中的两种或多种的共聚物。在此所用的例举的(甲基)丙烯酸烷基酯是甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸十二烷酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基己酯等。其中,较好的是甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯和丙烯酸2-乙基己酯。
在不损害本发明目的的限度内,玻璃化转变温度低于室温的官能链段可以包含其它可自由基聚合的单体。在此所用的可自由基聚合的单体的例子包括苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸烯丙酯。
玻璃化转变温度低于室温的链段的例子还包括共轭二烯的聚合物如聚丁二烯和聚异戊二烯。
结晶度为30%或更小的聚烯烃的例子包括乙烯与含3-20个碳原子的α-烯烃的共聚物(C3-20α-烯烃的含量:10-50mol%)和丙烯与含4-20个碳原子的α-烯烃的共聚物(C4-20α-烯烃的含量:10-50mol%)。
结晶官能链段的例子包括聚己内酯和聚己内酰胺。
玻璃化转变温度为80℃或更高的官能链段的例子包括丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺和甲基丙烯酸2-羟乙酯的均聚物和共聚物。
玻璃化转变温度和熔点可以基于DSC法来测定。结晶度可以基于X-射线衍射法来测定。
较好的烯烃嵌段共聚物(A-1)的具体例子包括:
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO1是均聚丙烯(结晶度:30-60,Mw:2,000-1,000,000),g1键是醚键,链段B1是聚(丙烯酸丁酯)(玻璃化转变温度:-55至-45℃,Mw:2,000-1,000,000);和
这样一种嵌段共聚物,其中的链段PO1是乙烯/丁烯无规共聚物(结晶度:0-25,丁烯含量:5-30mol%,Mw:2,000-1,000,000),g1键是醚键,链段B1是聚苯乙烯(玻璃化转变温度:100-120℃,Mw:500-1,000,000)。
(增粘剂(B))
用于热熔粘合剂组合物的增粘剂(B)的加入是为了在熔化时控制基础聚合物即烯烃嵌段共聚物(A-1)的粘度,并改进其热粘性和湿润性。对增粘剂(B)并无特别的限制,只要它在与烯烃嵌段共聚物(A-1)配混时能提高加热时的热粘性和湿润性即可。
例举的较好的增粘剂是脂环族氢化增粘剂、松香、改性松香、其酯化产物、脂族石油树脂、脂环族石油树脂、芳族石油树脂、脂族组分和芳族组分的共聚合石油树脂、低分子量苯乙烯树脂、异戊二烯树脂、烷基酚树脂、萜烯树脂和苯并呋喃-茚树脂。在本发明中,这些增粘剂可以单独或结合起来使用。
以烯烃嵌段共聚物(A-1)和增粘剂树脂(B)的总量为100重量份计,热熔粘合剂组合物包含10-90重量份,较好20-85重量份,更好30-80重量份的烯烃嵌段共聚物(A-1)和90-10重量份,较好80-15重量份,更好70-20重量份的增粘剂树脂(B)。
(其它组分)
在不损害本发明目的的限度内,热熔粘合剂组合物可以包含各种添加剂如软化剂、稳定剂、填料、抗氧化剂和结晶成核剂。
例如,可以配混蜡,以降低热熔粘合剂组合物的熔融粘度,从而改进加工性。可用蜡的例子包括天然蜡如石蜡和微晶蜡;合成蜡如石油蜡和Sasol蜡;以及合成石油聚烯烃蜡如煤蜡(coal wax)、聚乙烯蜡和聚丙烯蜡。按需要可以对合成石油聚烯烃蜡进行改性。
各种通常已知的成核剂都可以用作结晶成核剂,对此没有任何特别的限制。结晶成核剂的例子包括如上所述的芳族磷酸盐、亚苄基山梨醇、芳族羧酸和松香成核剂。
(热熔粘合剂组合物的制备)
热熔粘合剂组合物可以经下述方法制备,将烯烃嵌段共聚物(A-1)、增粘剂树脂(B)和按需要使用的各种添加剂以给定的比例加到诸如Brabender混合机的混合机中,在加热下对它们进行熔融捏合,使混合物成形为所需的形状,例如成形为颗粒、薄片或棒状。
(用途)
在加热下使本发明的组合物熔融,采用常规方法将其施加到待涂覆如布料、牛皮纸、铝箔或聚酯膜的材料上,形成粘合剂层,然后使用。
另外,本发明的热熔粘合剂组合物可用于热熔粘合剂,并且可用于压敏粘合剂、印刷油墨和涂料树脂。
本发明的热熔粘合剂组合物具有优良的耐热粘合性和耐热蠕变特征。
模塑制品
本发明的模塑制品包含烯烃嵌段共聚物(A-1)或含烯烃嵌段共聚物(A-1)和除了共聚物(A-1)外的热塑性树脂的烯烃聚合物组合物(D)。烯烃嵌段共聚物(A-1)可以包含两种或更多种具有不同组成的烯烃嵌段共聚物(A-1)。
本发明的模塑制品是用于下述用途的模塑制品,建筑和土木工程、汽车内外材料、汽油箱、电气和电子部件、医用和卫生的模塑制品、混杂物品的模塑制品、具有环境降解性的树脂模塑制品、薄膜或片材,和具有多层结构的薄膜或片材。
下面按次序对这些模塑制品加以说明。
用于建筑和土木工程的模塑制品
首先,说明本发明用于建筑和土木工程的模塑制品。
本发明用于建筑和土木工程的模塑制品包含烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)。
在制成用于建筑和土木工程的模塑制品的烯烃嵌段共聚物(A-1)和在烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,PO1链段的重均分子量理想地通常为不小于2,000,较好为2,000-10,000,000,更好为10,000-10,000,000,特别好为10,000-200,000。
PO1链段的较好例子是乙烯聚合物如乙烯均聚物、乙烯/α-烯烃共聚物、乙烯/丙烯/乙烯基降冰片烯共聚物、乙烯/丙烯/DMDT共聚物、乙烯/环烯烃/丙烯/DMDT共聚物、乙烯/环烯烃/丙烯/共轭二烯共聚物、乙烯/环烯烃/丙烯/共轭多烯共聚物、乙烯/芳族乙烯基共聚物、乙烯/芳族乙烯基/共轭多烯共聚物;
丙烯聚合物如丙烯均聚物、间同立构丙烯/乙烯共聚物、无规立构丙烯/乙烯共聚物和丙烯/α-烯烃共聚物;
丁烯聚合物如丁烯均聚物和丁烯/乙烯共聚物;和
4-甲基-1-戊烯聚合物如4-甲基-1-戊烯均聚物。
在制成用于建筑和土木工程的模塑制品的烯烃嵌段共聚物(A-1)和在烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,g1键较好是醚键、酯键或酰胺键,再好是醚键。
在制成用于建筑和土木工程的模塑制品的烯烃嵌段共聚物(A-1)和在烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,B1链段是经链式聚合获得的链段,它较好是包含不饱和烃的重复单元和/或杂原子的重复单元的官能链段,更好是经自由基聚合、开环聚合或离子聚合获得的官能链段,特别是经自由基聚合或开环聚合获得的官能链段。
官能链段的例子包括与上述相同的官能链段。PO1链段和B1链段较好分别包含不同的聚合物。
B1链段的重均分子量通常不小于500,较好为500-1,000,000,更好为2,000-1,000,000,再好为5,000-1,000,000,特别好为10,000-200,000。
以烯烃嵌段共聚物(A-1)计,B1链段的含量宜为0.01-99.99重量%,较好为1-99重量%,更好为1-95重量%,特别好为1-90重量%。
制成用于建筑和土木工程的模塑制品的烯烃嵌段共聚物(A-1)和在烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)的熔体流动速率(按ASTM D1238,在230℃,2.16kg负载下测得的MFR)宜通常为0.01-200g/10min,较好为0.05-100g/10min,更好为0.05-80g/10min。
本发明用于建筑和土木工程的模塑制品包含烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)。这种模塑制品可在建筑和土木工程的广泛领域中应用,例如地板覆盖物、地砖、地板片、隔音片、隔热板、防振板、装饰片、侧板、沥青改性剂、垫圈和密封材料、屋顶片和防水片。
用于建筑和土木工程的模塑制品可以经压延模塑、挤出成型、注塑、吹塑、压模或冲压模塑,按与制备烯烃嵌段共聚物(A-1)方法相同的方式制得。
下面本发明将对用于建筑和土木工程的模塑制品的几个合适的实施方案作更详细的说明。
在本发明用于建筑和土木工程的模塑制品是墙纸、地板覆盖物(地板片或地砖)、隔音片、装饰片、垫圈和密封材料的情况下,它们较好是从包含热塑性树脂(C)、无机填料和增粘剂的烯烃聚合物组合物(D)制成。而且,烯烃聚合物组合物(D)可以是发泡或交联发泡的。发泡和交联发泡可以在成形后或在模塑的同时进行。
在此所用的烯烃嵌段共聚物(A-1)宜包含:
PO1链段,它是乙烯/环烯烃共聚物(乙烯含量:1-99重量%,Mw:5×103-5×106)、间同立构丙烯/乙烯共聚物(丙烯含量:50-99mol%,Mw:5×103-5×106)、无规立构丙烯/乙烯共聚物(丙烯含量:50-99mol%,Mw:5×103-5×106)、乙烯/α-烯烃共聚物(乙烯含量:1-99mol%,Mw:5×103-5×106)、乙烯/丙烯/乙烯基降冰片烯共聚物(乙烯含量:50-99mol%,丙烯含量:1-50mol%,Mw:5×103-5×106)、乙烯/丙烯/DMDT共聚物(乙烯含量:50-98mol%,丙烯含量:1-50mol%,Mw:5×103-5×106)、乙烯/环烯烃/丙烯/DMDT共聚物(乙烯含量:40-97mol%,环烯烃含量:1-20mol%,丙烯含量:1-39mol%,Mw:5×103-5×106)或乙烯/芳族乙烯基共聚物(乙烯含量:1-99mol%,Mw:5×103-5×106),
g1键,它是醚键,和
B1链段,它是苯乙烯均聚物(Mw:2×103-5×106)、甲基丙烯酸甲酯均聚物(Mw:2×103-5×106)或苯乙烯/马来酐共聚物(苯乙烯含量:50-99mol%,Mw:2×103-5×106)。
使用含有上述PO1链段的烯烃嵌段共聚物(A-1)可以制得具有优良的柔韧性并且也具有优良的抗冲击性和耐擦伤性的模塑制品。使用含有上述B1链段的烯烃嵌段共聚物(A-1)可以制得具有优良的耐热性和与填料的亲和力的模塑制品。另外,使用含有上述B1链段(它是具有亲水性的化合物如环氧乙烷、甲基丙烯酸羟乙酯或丙烯酰胺的均聚物或共聚物)的烯烃嵌段共聚物(A-1)可以制得摸上去湿润的模塑制品。
在用于建筑和土木工程的模塑制品是墙纸、隔音片或装饰片的情况下,对经压延或挤出成型制得的片材或薄膜进行拉伸,制成具有良好渗透性的多孔薄膜。
在用于建筑和土木工程的模塑制品是防振板的情况下,模塑制品较好包含含热塑性树脂(C)、无机填料和增粘剂的烯烃聚合物组合物(D)。烯烃聚合物组合物(D)较好是先交联,然后再使用。其交联物改进了模塑制品的强度和抗油性。
在此所用的烯烃嵌段共聚物(A-1)宜包含:
PO1链段,它是乙烯/环烯烃/丙烯/共轭二烯共聚物(乙烯含量:50-97mol%,环烯烃含量:1-35mol%,丙烯含量:1-45mol%,Mw:5×103-5×106)、乙烯/环烯烃/丙烯/共轭多烯共聚物(乙烯含量:50-97mol%,环烯烃含量:1-35mol%,丙烯含量:1-45mol%,Mw:5×103-5×106)、乙烯均聚物(Mw:5×103-5×106)、乙烯/α-烯烃共聚物(乙烯含量:1mol%或更大至小于100mol%,Mw:5×103-5×106)、乙烯/芳族乙烯基/共轭多烯共聚物(乙烯含量:2-98mol%,芳族乙烯基含量:1-98mol%,Mw:5×103-5×106),
g1键,它是醚或酰胺键,和
B1链段,它是苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、马来酐和ε-己内酰胺的均聚物或共聚物。
以烯烃嵌段共聚物(A-1)计,B1链段的含量较好为1-99重量%。
使用含有上述PO1链段的烯烃嵌段共聚物(A-1)可以制成这样的模塑制品,通过调节组成使其在室温的动态粘弹性中测得的tanδ为不小于0.2,从而具有优良的防振性,同样也具有优良的韧性和强度。另外,使用含有上述B1链段的烯烃嵌段共聚物(A-1)可以制成与填料具有优良亲和力的烯烃聚合物组合物(D)和具有优良耐热性的模塑制品。
在用于建筑和土木工程的模塑制品是沥青改性剂的情况下,烯烃嵌段共聚物(A-1)宜包含:
PO1链段,它是乙烯/环烯烃/丙烯/共轭二烯共聚物、乙烯/环烯烃/丙烯/共轭多烯共聚物(乙烯含量:50-97mol%,环烯烃含量:1-30mol%,丙烯含量:1-40mol%,Mw:5×103-5×106)或乙烯/α-烯烃共聚物(乙烯含量:1-99mol%,Mw:5×103-5×106),
g1键,它是醚或酰胺键,和
B1链段,它是苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、马来酐和ε-己内酰胺的均聚物或共聚物。
以烯烃嵌段共聚物(A-1)计,B1链段的含量较好为1-99重量%。
含有上述PO1链段的烯烃嵌段共聚物(A-1)在与沥青的共混中具有优良的热稳定性。含有B1链段的烯烃嵌段共聚物(A-1)与沥青具有优良的相容性。而且,在施加沥青并凝固后,强度和耐热性也得到改进。
在用于建筑和土木工程的模塑制品是垫圈和密封材料、屋顶片和防水片的情况下,模塑制品较好包含含热塑性树脂(C)、无机填料等的烯烃聚合物组合物(D)。对于屋顶片和防水片的应用,烯烃聚合物组合物(D)较好是先交联,然后再使用。其交联物能改进模塑制品的强度和抗油性,进而改进耐针刺性和耐穿透性。
对于垫圈和密封材料的应用,烯烃聚合物组合物(D)较好是先交联和发泡,然后再使用。而且,将烯烃聚合物组合物(D)以布匹等形式浸在溶液中,使溶剂蒸发,然后再将它们用作垫圈和密封材料、屋顶片和防水片。
在此所用的烯烃嵌段共聚物(A-1)宜包含:
PO1链段,它是乙烯/α-烯烃/共轭二烯共聚物或乙烯/α-烯烃/共轭多烯共聚物(乙烯含量:50-98mol%,α-烯烃含量:1-48mol%,Mw:5×103-5×106)、乙烯/环烯烃/丙烯/共轭多烯共聚物(乙烯含量:50-97mol%,环烯烃含量:1-30mol%,丙烯含量:1-40mol%,Mw:5×103-5×106)或乙烯/芳族乙烯基/共轭二烯共聚物(乙烯含量:50-98mol%,芳族乙烯基含量1-30mol%,Mw:5×103-5×106),
g1键,它是醚或酰胺键,和
B1链段,它是苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、马来酐和ε-己内酰胺的均聚物或共聚物。
以烯烃嵌段共聚物(A-1)计,B1链段的含量较好为1-99重量%。
本发明用于建筑和土木工程的模塑制品能满足作为建筑和土木工程使用的各种要求。
汽车内外材料和汽油箱
下面将说明根据本发明的汽车内外材料和汽油箱。
根据本发明的汽车内外材料和汽油箱包含烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)。
在制成汽车内外材料和汽油箱的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,PO1链段的重均分子量宜通常为不小于2,000,较好为2,000-10,000,000,更好为10,000-1,000,000,。
PO1链段的较好例子是乙烯聚合物如乙烯均聚物、乙烯/α-烯烃共聚物、乙烯/丙烯/乙烯基降冰片烯共聚物、乙烯/丙烯/DMDT共聚物、乙烯/环烯烃/丙烯/DMDT共聚物、乙烯/环烯烃/丙烯/共轭二烯共聚物、乙烯/环烯烃/丙烯/共轭多烯共聚物、乙烯/芳族乙烯基共聚物、乙烯/芳族乙烯基/共轭多烯共聚物;
丙烯聚合物如丙烯均聚物、间同立构丙烯/乙烯共聚物、无规立构丙烯/乙烯共聚物和丙烯/α-烯烃共聚物;
丁烯聚合物如丁烯均聚物和丁烯/乙烯共聚物;和
4-甲基-1-戊烯聚合物如4-甲基-1-戊烯均聚物。
在PO1链段中,α-烯烃聚合物是较好的,乙烯聚合物和丙烯聚合物是更好的,丙烯聚合物则最好。
丙烯聚合物的例子包括丙烯均聚物和包含丙烯、高达10mol%乙烯和/或含4个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物。含有这种聚烯烃链段的烯烃嵌段共聚物(A-1)特别适用于汽车内外材料。
乙烯聚合物的例子包括乙烯均聚物和乙烯与含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物。具体来说,乙烯与含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物中乙烯与α-烯烃的摩尔比较好约为100/0-50/50。含有这种聚烯烃链段的烯烃嵌段共聚物(A-1)特别适用于汽油箱。乙烯聚合物的例子还包括包含乙烯、任选地含3个或更多个碳原子的α-烯烃和环烯烃的共聚物。含有这种聚烯烃链段的烯烃嵌段共聚物(A-1)特别适用于汽车内材料。
当PO1链段是丙烯聚合物时,用下式(9)确定的立构规整度指数[M5]的值宜为0.970-0.995,用下式(10)确定的立构规整度指数[M3]的值宜为0.0020-0.0050。
在式(9)中,[Pmmm]是分配给全同立构部分的五序列丙烯单元中第三个单元上的甲基的吸收强度,[Pw]是分配给丙烯单元中的甲基的吸收强度。
在上式中,
[Pmmrm]是分配给具有用_____表示的结构的五序列丙烯单元中第三个单元上的甲基的吸收强度,其中丙烯单元用_表示,
[Pmrmr]是分配给具有用_____表示的结构的五序列丙烯单元中第三个单元上的甲基的吸收强度,其中丙烯单元用_表示,
[Pmrrr]是分配给具有用_ ____表示的结构的五序列丙烯单元中第三个单元上的甲基的吸收强度,其中丙烯单元用_表示,
[Prmrr]是分配给具有用__ ___表示的结构的五序列丙烯单元中第三个单元上的甲基的吸收强度,其中丙烯单元用_表示,
[Prmmr]是分配给具有用__ _ __表示的结构的五序列丙烯单元中第三个单元上的甲基的吸收强度,其中丙烯单元用_表示,
[Prrrr]是分配给具有用__ ___表示的结构的五序列丙烯单元中第三个单元上的甲基的吸收强度,其中丙烯单元用_表示,和
[Pw]是分配给丙烯单元中的甲基的吸收强度。
丙烯组分的立构规整度指数[M5]从13C-NMR谱中的Pmmmm、Pw、Sαγ、Sαδ+和Tδ+δ+的吸收强度用式(9)确定。
立构规整度指数[M3]从13C-NMR谱中的Pmmrm、Pmrmr、Pmrrr、Prmrr、Prmmr、Prrrr、Pw、Sαγ、Sαδ+和Tδ+δ+的吸收强度用式(10)确定。
下面将详细说明用于评价聚丙烯的上述立构规整性的立构规整度指数[M5]和[M3]。
当聚丙烯例如是丙烯均聚物时,它可用下式(11)表示。
用Pmmmm与Pw之比即式(9)确定的值[M5]来评价式(11)表示的立构规整性,在用_ m_ m_ m_ m_表示的五序列丙烯单元中,其中的丙烯单元
缩写为_,将_ _缩写为m(内消旋),将__缩写为r(外消旋(rasemo)),Pmmmm是在13C-NMR谱中分配给第三个单元上的甲基(例如Me3、Me4)的吸收强度,Pw是分配给丙烯单元中所有甲基(Me1、Me2、Me3...)的吸收强度。
另外,当沸腾庚烷不溶性组分包含得自除了丙烯单元外的烯烃如少量的乙烯单元的构成单元时,不溶性组分用下式(12)或(13)表示。式(12)说明了序列丙烯单元包含一个乙烯单元的情况,而式(13)说明了序列丙烯单元包含两个或多个乙烯单元的序列乙烯单元的情况。 (n为0或正整数)。
在所有的情况下,分配给五序列丙烯单元中除了第三个单元上的甲基外的甲基(在式(12)和(13)中为Me4、Me5、Me6和Me7)的吸收强度理论上在立构规整性的评价中必须加以排除。然而,可以看到这些甲基的吸收与其它甲基的吸收有重叠,这样对其的确定就变得困难。
在用式(12)表示的丙烯聚合物的情况中,使用13C-NMR中分配给仲碳(C1)(它存在于乙烯单元中并与丙烯单元中的叔碳(Ca)连接)的吸收强度(Sαγ)和13C-NMR中分配给仲碳(C3)(它存在于丙烯单元中并与乙烯单元中的仲碳(C2)连接)的吸收强度(Sαγ),就可以排除重叠的吸收。
即,通过从Pw中两次扣除分配给存在于主序列上的仲碳(与仲碳(C1或C3)最靠近的是两个叔碳,其中一个(Ca或Cb)在α-位,另一个(Cb或Ca)在γ-位)的吸收强度(Sαγ),就可以排除分配给五序列丙烯单元中除了第三个单元上的甲基外的甲基(Me4、Me5、Me6和Me7)的吸收强度。
在用式(13)表示的丙烯聚合物的情况中,使用13C-NMR中分配给仲碳(C4)(它是两个或多个乙烯单元的序列乙烯单元中的仲碳并与丙烯单元中的叔碳(Cd)连接)的吸收强度(Sαδ+)和13C-NMR中分配给仲碳(C6)(它是丙烯单元中的仲碳并与两个或多个乙烯单元的序列乙烯单元中的仲碳(C5)连接)的吸收强度(Sαδ+),就可以排除重叠的吸收。
即,通过从Pw中两次扣除分配给存在于主序列上的仲碳(与仲碳(C4或C6)最靠近的是两个叔碳,其中一个(Cd或Ce)在2-位,另一个(Ce或Cd)在δ-位或在与δ-位的隔离位)的吸收强度(Sαδ+),就可以排除分配给五序列丙烯单元中除了第三个单元上的甲基外的甲基(Me4、Me5、Me6和Me7)的吸收强度。
因此,用下式(14)确定的值就可以评价式(12)和(13)的丙烯聚合物的立构规整性。
在这种情况下,在使用式(14)时,有五个甲基要排除(Me4、Me5、Me6、Me7和Me8),但有四个与Sαγ或Sαδ+相对应的甲基。因此,必须排除五序列丙烯单元中除了中心甲基外的另外三个甲基,这样就需要进一步的校正。
然后,使用13C-NMR中分配给序列乙烯单元中所含的丙烯单元上的叔碳的吸收强度来进行这种校正。
即,通过在Pw中三次添加分配给存在于主序列上的叔碳(C7)(与叔碳最靠近的是两个叔碳(Cf、Cg),其中一个(Cf)在δ-位或在与δ-位的隔离位,另一个(Cg)在δ-位或在与δ-位的隔离位)的吸收强度(Tδ+δ+),就可以进行这种校正。
因此,用式(9)确定的立构规整度指数[M5]值就可以评价丙烯聚合物的立构规整性。
式(14)与式(9)并没有区别,不同的它只是式(9)的一个特殊情况。根据除了丙烯单元外的构成单元,任选地有一种不需要上述校正的情况。
在确定[M3]立构规整度指数的式(10)中,[Pmmrm]、[Pmrmr]、[Pmrrr]、[Prmrr]、[Prmmr]和[Prrrr]分别是分配给五序列丙烯单元中第三个单元上的甲基的吸收强度,所述五序列丙烯单元具有这样一种结构,即三个甲基在与丙烯单元键合中五序列丙烯单元的甲基相同的方向上,而两个在与其相反的方向上(下面称为M3结构)。即,用式(10)确定的立构规整度指数[M3]说明了M3结构在丙烯单元键合中所占的比例。
在本发明中,形成烯烃嵌段共聚物(A-1)的聚烯烃链段的丙烯聚合物用式(9)确定的立构规整度指数[M5]值通常为0.970-0.995,用式(10)确定的立构规整度指数[M3]值通常为0.0020-0.0050,这样它就具有非常长的内消旋链(其中的α-甲基碳在相同方向上的丙烯单元键合)。
[M3]值较好为0.0023-0.0045,更好为0.0025-0.0040。
一般来说,立构规整度指数[M3]值小的丙烯聚合物具有长的内消旋链。然而,在丙烯聚合物具有非常大的立构规整度指数[M5]值和非常小的立构规整度指数[M3]值的情况下,当它们具有几乎相同的立构规整度指数[M5]时,立构规整度指数[M3]值较大的丙烯聚合物任选地具有长的内消旋链。
例如,将具有下述结构(s1)的聚丙烯与具有结构(s2)的聚丙烯相比,具有M3结构的结构(s1)的聚丙烯的内消旋链比不具有M3结构的结构(s2)的聚丙烯的内消旋链长,条件是结构(s1)和(s2)各自都包含1003个丙烯单元。
结构(s1)
结构(s1)的聚丙烯的立构规整度指数[M5]值为0.986,结构(s2)的聚丙烯的立构规整度指数[M5]值为0.985,这样它们的立构规整度值就大体上相同。然而,在具有M3结构的结构(s1)的聚丙烯中,内消旋链平均包含497个丙烯单元,而在不具有M3结构的结构(s2)的聚丙烯中,内消旋链平均包含250个丙烯单元。即,立构规整度指数[M5]值非常大的聚丙烯在序列丙烯单元中所含的用r(外消旋)表示的结构的比例非常小。因此,其中的r(外消旋)结构是以集中状态存在的具有M3结构的聚丙烯的内消旋链比其中的r(外消旋)结构是以分散状态存在的不具有M3结构的聚丙烯的内消旋链长。
从按下述方式测量的基于13C-NMR中各结构的峰强度和总峰强度来确定立构规整度指数[M5]和[M3]的值。
在13C-NMR的测量中,在加热下将0.35g烯烃嵌段共聚物(A-1)溶解在2.0ml六氯丁二烯中。用玻璃过滤器(G2)过滤溶液,将0.5ml重氢化苯放入内径为10mm的NMR管中,在120℃时,使用Nippon Denshi Co.,Ltd.制造的GX-500型NMR测量仪进行13C-NMR的测量。进行10,000次或更多次积分。
包含含有上述PO1链段的烯烃嵌段共聚物(A-1)或含烯烃嵌段共聚物(A-1)的烯烃聚合物组合物(D)的本发明的汽车内外材料和汽油箱是较好的,因为其具有优良的刚性和抗冲击性。
在共聚物用于制造汽车内外材料和汽油箱的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,g1键是醚键、酯键或酰胺键,较好是醚键。
在制造汽车内外材料和汽油箱的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,B1链段是经链式聚合反应获得的,它是一种重均分子量为500或更大的官能链段,较好是包含含不饱和烃的重复单元和/或含杂原子的重复单元的官能链段,更好是经自由基聚合、开环聚合或离子聚合获得的官能链段,特别是经自由基聚合或开环聚合获得的官能链段。
官能链段的例子包括与上述相同的官能链段。PO1链段和B1链段较好是包含彼此不同的聚合物。
B1链段的重均分子量宜通常为500或更大,较好为500-1,000,000,更好为2,000-1,000,000。
B1链段的例子较好是包含不饱和烃和/或杂原子的链段,它是经自由基反应或开环反应获得的,更好是选自下述聚合物中的至少一种,苯乙烯聚合物、乙酸乙烯酯聚合物、丙烯酸酯聚合物、甲基丙烯酸酯聚合物、乙烯基甲酰胺聚合物、丙烯酰胺聚合物、环酯聚合物、环酰胺聚合物、环醚聚合物、噁唑啉聚合物和含氟聚合物。
本发明包含含有B1链段的烯烃嵌段共聚物(A-1)的汽车内外材料和汽油箱是较好的,因为其具有优良的刚性和抗油性。
以烯烃嵌段共聚物(A-1)计,B1链段的含量较好为0.01-99.99重量%,更好为1-99重量%,再好为1-95重量%。
其中的共聚物用于制造汽车内外材料和汽油箱的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)的熔体流动速率(MFR;ASTM D 1238,230℃,2.16kg负载)通常为0.01-200g/10min,较好为0.05-100g/10min,更好为0.05-80g/10min。
在烯烃嵌段共聚物(A-1)中,那些其中的PO1链段是α-烯烃聚合物,较好是丙烯聚合物并且B1链段是(甲基)丙烯酸酯的共聚物宜用作汽车内外材料。另外,那些其中的PO1链段是乙烯聚合物并且B1链段是(甲基)丙烯酸酯的共聚物宜用作汽油箱。而且,那些其中的PO1链段的乙烯/α-烯烃共聚物并且B1链段是芳族乙烯基化合物共聚物的共聚物宜用作汽油箱。再者,那些其中的PO1链段是乙烯与任选地含3个或更多个碳原子的α-烯烃和环烯烃的共聚物并且B1链段是芳族乙烯基化合物共聚物的共聚物宜用作挡泥板。
包含烯烃共聚物组合物(D)的汽车内外材料和汽油箱是较好的,因为其具有优良的刚性、抗冲击性、抗油性和表面硬度。
烯烃聚合物组合物(D)的汽车内外材料的例子是缓冲器、侧堤、镜盖、挡泥板、仪表盒等。
本发明的汽车内外材料和汽油箱可以采用已知的方法将烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)进行模塑而制得。尤其是,制造汽车内外材料的较好模塑方法是注塑、挤出成型和中空模塑,制造汽油箱的较好模塑方法是吹塑。
本发明可以提供具有优良的刚性、抗冲击性、抗油性、耐热性和耐擦伤性的很好均衡性能的汽车内外材料和汽油箱。
电气和电子部件
下面将说明本发明的电气和电子部件。
本发明的电气和电子部件由上述烯烃嵌段共聚物(A-1)或上述烯烃聚合物组合物(D)制成。
在制造电气和电子部件的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,PO1链段的重均分子量宜通常为2,000或更大,较好为2,000-10,000,000,更好为10,000-10,000,000,特别好为10,000-200,000。
PO1链段的较好例子包括乙烯聚合物如乙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚物;丙烯聚合物如丙烯均聚物和丙烯/α-烯烃共聚物;丁烯聚合物如丁烯均聚物和丁烯/乙烯共聚物;以及4-甲基-1-戊烯聚合物如4-甲基-1-戊烯均聚物。
在其中的共聚物用于制造电气和电子部件的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,g1键是醚键、酯键或酰胺键,较好是醚键。
在其中的共聚物用于制造电气和电子部件的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,B1链段是经链式聚合反应获得的官能链段,它较好是包含含不饱和烃的重复单元和/或含杂原子的重复单元的官能链段,更好是经自由基聚合、开环聚合或离子聚合获得的官能链段,特别是经自由基聚合或开环聚合获得的官能链段。
官能链段的例子包括与上述相同的官能链段。PO1链段和B1链段较好是包含彼此不同的聚合物。
B1链段的重均分子量宜通常为500或更大,较好为500-1,000,000,更好为2,000-1,000,000,再好为5,000-1,000,000,特别好为10,000-200,000。
以烯烃嵌段共聚物(A-1)计,B1链段的含量较好为0.01-99.99重量%,更好为1-99重量%,再好为1-95重量%,特别好为1-90重量%。
其中的共聚物用于制造电气和电子部件的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)的熔体流动速率(MFR;ASTM D1238,230℃,2.16kg负载)通常为0.01-200g/10min,较好为0.05-100g/10min,更好为0.05-80g/10min。
本发明的电气和电子部件可在作为用各种方法模塑的各种电气和电子部件的材料的广泛应用领域中使用。
电气和电子部件的例子包括用作电线的电绝缘材料的电线覆盖材料;磁性记录介质、磁性记录介质的粘合剂和用作处理电子部件的工具和材料的电路密封剂;用于诸如家用电器材料的容器、用于微波炉的容器的工具和材料;用于微波炉的膜、聚合物电解质材料和导电合金材料。
电气和电子部件的例子还包括连接器、插座、电阻器、继电器外壳、开关、绕线管、电容器、可变电容器盒、光学拾波器盒、光学连接器、振荡器、各种接线板、变压器、插头、印刷线路板、调谐器、扬声器、扩音器、头戴听筒、小型电动机、磁头架、功率模件、外壳、半导体、液晶显示部件、FDD托架、FDD底盘、HDD部件、电动机电刷支架、抛物面天线和与计算机有关的材料。
再者,电气和电子部件的例子还包括用于家用电器的部件如VTR组件即电视机部件、熨斗、吹风机、电饭煲部件、微波炉部件,音响设备和工具部件即音响器部件、音频激光盘、压塑盘等,照明器部件,电冰箱部件,空调部件,打字机部件,文字处理器部件;用于办公电器的部件,与办公计算机有关的部件,电话机组件,与传真机有关的部件,与复印机有关的部件,用于屏蔽电磁波的材料,扬声器纸盆材料和扬声器振荡器。
本发明的电气和电子部件可以根据目标用途,按与制备烯烃嵌段共聚物(A-1)方法相同的方式,经压延模塑、挤出成型、注塑、吹塑、压模或冲压模塑等方法制得。
烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)的注塑制品难以带电,并且具有优良的刚性、耐热性、抗冲击性、表面光泽、耐化学性和耐磨性,所以它们可广泛地用于家用电器和容器的外壳。
下面将说明使用本发明烯烃嵌段共聚物(A-1)制得的电气和电子部件的不受限制的例子。
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)作为电线的覆盖材料的情况下,宜采用挤出成型对其进行模塑。在此所用的烯烃嵌段共聚物(A-1)所含的PO1链段宜为α-烯烃共聚物。α-烯烃共聚物的较好例子是丙烯聚合物,更好是问同立构聚丙烯聚合物(Mw:10,000-1,000,000)和乙烯、环烯烃与任选地含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物(乙烯含量:1-99mol%,α-烯烃含量:0-50mol%,环烯烃含量:1-50mol%,Mw:10,000-1,000,000)。含3个或更多个碳原子的α-烯烃的较好例子是丙烯和丁烯。上述间同立构聚丙烯可以与49mol%或更少的其它α-烯烃共聚合。在式(I)中,g1键较好是醚键,B1链段较好是(甲基)丙烯酸酯聚合物(Mw:500-1,000,000)或芳族乙烯基化合物聚合物(Mw:500-1,000,000)。(甲基)丙烯酸酯聚合物的例子包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),芳族乙烯基化合物聚合物的例子包括聚苯乙烯。在PO1链段是上述间同立构聚丙烯的情况下,所得材料的介电强度性能高。在PO1链段是乙烯/丙烯/环烯烃共聚物的情况下,共聚物具有优良的模塑性,这样就可以获得形状记忆性能优良的电线覆盖材料。在B1链段是聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯的情况下,共聚物具有优良的模塑性,并且还具有优良的耐热性和与无机填料的粘合性,这样就可以获得断裂伸长优良的电线覆盖材料。这些烯烃嵌段共聚物可以单独或与无机填料如氢氧化镁或交联剂如乙烯基三甲氧基硅烷同时使用。在本发明中,较好是与无机填料如氢氧化镁或交联剂如乙烯基三甲氧基硅烷同时使用。
在烯烃嵌段共聚物(A-1)用作电冰箱的垫圈材料的情况下,较好是采用挤出成型、异形挤出成型或发泡成形来进行模塑。
关于烯烃嵌段共聚物(A-1),链段PO1较好是乙烯/α-烯烃/非共轭多烯共聚物(乙烯含量:50-98mol%,α-烯烃含量:1-49mol%,Mw:10,000-1,000,000)。其中,较好是乙烯/丙烯/非共轭二烯共聚物(乙烯含量:50-98mol%,丙烯含量:1-49mol%,Mw:10,000-1,000,000)和乙烯/丙烯/非共轭三烯共聚物(乙烯含量:50-98mol%,丙烯含量:1-49mol%,Mw:10,000-1,000,000)。而且,g1键较好是醚键,B1链段较好是(甲基)丙烯酸酯聚合物(Mw:500-1,000,000)或芳族乙烯基化合物聚合物(Mw:500-1,000,000),B1链段再好是聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯。通常较好是使用发泡剂、交联剂或无机填料经交联发泡来模塑垫圈材料。当PO1链段是乙烯/丙烯/非共轭二烯或乙烯/丙烯/非共轭三烯共聚物时,可以制得其中的孔是均匀发泡的交联发泡成形制品,这样就可以制得压缩永久应力和耐热性都优良的垫圈材料。
当B1链段是聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯时,共聚物具有优良的模塑性,尤其是优良的异形挤出性,并且还具有优良的耐热性和与无机填料的粘合性,这样就可以制得不太易于发白的垫圈材料。
在烯烃嵌段共聚物(A-1)用作光学材料的情况下,较好是采用注塑或压塑对其进行模塑。关于在此所用的烯烃嵌段共聚物(A-1),链段PO1较好是乙烯/环烯烃共聚物(乙烯含量:50-99mol%,Mw:10,000-1,000,000),g1键较好是酰胺键,B1链段较好是环酰胺化合物经开环键合获得的聚合物(Mw:500-1,000,000)。B1链段的例子包括尼龙-6。当PO1链段是乙烯/环烯烃共聚物并且乙烯含量为60mol%或更少时,可以制得刚性非常高并且透明度优良的树脂。当B1链段是尼龙-6时,可以制得韧性优良的材料。一般来说,将乙烯/环烯烃共聚物与尼龙-6共混会降低树脂的透明度。然而,使用本发明的嵌段共聚物,尼龙-6细小地分散,这样就可以制得透明度优良并且韧性高的材料。
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)作为磁性记录材料的情况下,在此所用的烯烃嵌段共聚物(A-1)例如包含的PO1链段是乙烯/丁烯共聚物(乙烯含量:1-99mol%,Mw:10,000-1,000,000),g1键是醚键,B1链段含有侧链液晶(Mw:500-1,000,000)。含有侧链液晶的B1链段的例子包括聚(乙烯基-4-(甲氧基肉桂酰氧基烷氧基))联苯、聚(2-(4′-氰基-4-联苯氧基)乙基乙烯基醚)等。
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)作为磁性记录材料的粘合剂的情况下,较好是采用挤出成型、涂布或多层挤出成型对其进行模塑。关于烯烃嵌段共聚物(A-1),链段PO1较好是乙烯/α-烯烃共聚物(乙烯含量:1-99mol%,Mw:10,000-1,000,000),更好是乙烯/丁烯共聚物。而且,g1键较好是醚键,B1链段较好是芳族乙烯基化合物的聚合物(Mw:500-1,000,000),例如聚苯乙烯。另外,较好是用磺酸基对聚苯乙烯部分进行接枝改性,这样共聚物作为粘合剂的粘合性就得到改进。当PO1链段是乙烯/丁烯共聚物时,可以制得具有优良的流动性和耐吸水性的粘合剂材料。将烯烃嵌段共聚物(A-1)和磁粉捏合,就可以制得优良的磁性记录材料。在这种情况下,烯烃嵌段共聚物(A-1)与磁粉的共混比(烯烃嵌段共聚物(A-1)/磁粉:重量比)较好为99/1-10/90。该材料也宜用于诸如塑料磁铁的固定物体。
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)作为聚合物电解质的情况下,PO1链段较好是乙烯(共)聚合物(Mw:10,000-1,000,000),更好是聚乙烯(Mw:10,000-1,000,000)或乙烯/α-烯烃共聚物(乙烯含量:1-99mol%,Mw:10,000-1,000,000)。另外,也宜使用聚丙烯(Mw:10,000-1,000,000)和聚-4-甲基-1-戊烯(Mw:10,000-1,000,000)。g1键较好是醚键,B1链段较好是(甲基)丙烯酸酯聚合物(Mw:500-1,000,000)或聚亚烷基二醇(Mw:500-1,000,000),更好是丙烯酸丁酯、丙烯酰胺或环氧乙烷的聚合物。在烯烃嵌段共聚物(A-1)中加入锂盐水溶液、非水溶液等就可以制得固体电解质材料。使用这些材料无需通常需要的凝胶化。
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)作为用于屏蔽电磁波的薄膜、片材和注塑材料的情况下,较好是采用挤出成型或注塑对其进行模塑。在此所用的烯烃嵌段共聚物(A-1)包含的PO1链段较好是乙烯/α-烯烃/环烯烃共聚物(乙烯含量:1-98mol%,α-烯烃含量:1-50mol%,环烯烃含量:1-49mol%,Mw:10,000-1,000,000),丙烯宜作为α-烯烃。g1键较好是醚键。B1链段较好是(甲基)丙烯酸羟基烷基酯聚合物(Mw:500-1,000,000),更好是丙烯酸(2-羟乙酯)聚合物。另外,通过捏合将烯烃嵌段共聚物(A-1)与金属粉如铜和/或银混合,制备用于屏蔽电磁波的组合物。金属粉的含量较好是使烯烃嵌段共聚物(A-1)与金属粉的共混比(烯烃嵌段共聚物(A-1)/金属粉:重量比)为99/1-10/90。然后,采用各种模塑法将组合物制成模塑制品,从而制得用于屏蔽电磁波的材料。
在使用本发明的烯烃嵌段共聚物(A-1)作为电气和电子部件的外壳的情况下,较好是采用注塑、轮转式模塑、挤出成型或压塑对其进行模塑。在此所用的烯烃嵌段共聚物(A-1)包含的PO1链段较好是高度有规立构的全同立构聚丙烯(Mw:10,000-1,000,000),g1键较好是醚键,B1链段较好是芳族乙烯基化合物或(甲基)丙烯酸酯的聚合物(Mw:500-1,000,000),更好是聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯。烯烃嵌段共聚物具有这种构成,这使得它们具有非常高的刚性。另外,由于烯烃嵌段共聚物(A-1)含有聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯的嵌段部分,故所得材料的带静电性下降,这样它们就难以聚集起灰尘。将烯烃嵌段共聚物与各种阻燃剂和无机填料混合,就可以制得刚性高、耐擦伤性高并且对灰尘的聚集性低的用于电气和电子部件的外壳的树脂。
本发明的电气和电子部件满足使用电气和电子部件的各种要求。
用于医用和卫生的模塑制品
下面说明用于医用和生物的模塑制品。
本发明用于医用和卫生的模塑制品包含烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)。
在制造用于医用和卫生的模塑制品的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,PO1链段的重均分子量宜通常为不小于2,000,较好为2,000-10,000,000,更好为10,000-10,000,000,特别好为10,000-200,000。
PO1链段的较好例子是乙烯聚合物如乙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚物;丙烯聚合物如丙烯均聚物和丙烯/α-烯烃共聚物;丁烯聚合物如丁烯均聚物和丁烯/乙烯共聚物;以及4-甲基-1-戊烯聚合物如4-甲基-1-戊烯均聚物。
在其中的共聚物用于制造医用和卫生的模塑制品的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,g1键是醚键、酯键或酰胺键,较好是醚键。
在其中的共聚物用于制造医用和卫生的模塑制品的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,B1链段是经链式聚合获得的官能链段,它较好是包含不饱和烃的重复单元和/或杂原子的重复单元的官能链段,更好是经自由基聚合、开环聚合或离子聚合获得的官能链段,特别是经自由基聚合或开环聚合获得的官能链段。
官能链段的例子包括与上述相同的官能链段。PO1链段和B1链段较好是包含彼此不同的聚合物。
B1链段的重均分子量通常为不小于500,较好为500-1,000,000,更好为2,000-1,000,000,再好为5,000-1,000,000,特别好为10,000-200,000。
以烯烃嵌段共聚物(A-1)计,B1链段的含量较好为0.01-99.99重量%,更好为1-99重量%,再好为1-95重量%,特别好为1-90重量%。
制造用于医用和卫生的模塑制品的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)的熔体流动速率(按ASTM D 1238,在230℃时,在2.16kg负载下测量的MFR)宜通常为0.01-200g/10min,较好为0.05-100g/10min,更好为0.05-80g/10min。
本发明用于医用和卫生的模塑制品包含烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)。这种用于医用和卫生的模塑制品例如是用于医用和卫生的片材、薄膜和中空模塑制品。该片材、薄膜和中空模塑制品可用于医用材料如医用管、医用容器、输液袋、预装填注射器、皮下注射器、人造内部器官、人造肌肉或可透膜、蒸馏袋和保持新鲜的膜等。
从本发明烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)制成的片材或薄膜可与非织造织物层压,制得非织造织物层压片。这种非织造织物层压片可用于一次性尿布、卫生巾等的收拢物。
另外,非织造织物本身可制成从本发明烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)制成的用于医用和卫生的模塑制品。非织造织物具有优良的防水性、透湿性和拉伸性,所以它可以用作上述非织造层压片的非织造织物,而且非织造织物本身也可以用于上述一次性尿布、卫生巾等用途,而无需形成非织造织物层压片。
从本发明烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)制成的模塑制品也可以用作驻极体。将从烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)制成的模塑制品成型为膜状、非织造织物状或网状布状,就可以来制造驻极体。驻极体可用作加速形成愈合组织的医用材料和用于医用的绷带或粘合石膏,也可用作卫生材料如滤尘器、灰尘非织造织物、滤气器、扫帚、尘布等。
(制备用于医用和卫生的模塑制品)
本发明用于医用和卫生的模塑制品可以根据目的用途,按如与制备烯烃嵌段共聚物(A-1)方法相同的方式,经压延模塑、挤出成型、注塑、吹塑、压模或冲压模塑等方法制得。这样制成的用于医用和卫生的模塑制品是片材、薄膜、中空模塑制品等。而且,使用所得的片材或薄膜,可以制得诸如非织造织物层压片之类的模塑制品。
长丝例如可以通过喷丝头挤出熔融的组合物而制得。
任何烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)都可用于片状或膜状的用于医用和卫生的模塑制品。另外,宜在烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中加入耐热稳定剂、润滑剂等,采用挤出成型或吹胀模塑对它们进行模塑。
关于在此所用的烯烃嵌段共聚物(A-1),PO1链段较好是下述聚合物中的任何一种,乙烯均聚物(Mw:10,000-1,000,000)、乙烯/α-烯烃共聚物(乙烯含量:50-99.9mol%,Mw:10,000-1,000,000)、丙烯均聚物(Mw:10,000-1,000,000)和丙烯与乙烯或含4个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物(丙烯含量:50-99.9mol%,Mw:10,000-1,000,000),
g1键较好是醚键、酯键、酰胺键或氨基甲酸酯键,和
B1链段较好是苯乙烯均聚物(Mw:500-1,000,000)、甲基丙烯酸甲酯均聚物(Mw:500-1,000,000)或苯乙烯/无水马来酸共聚物(苯乙烯含量:50-99.9mol%,Mw:500-1,000,000)。
当PO1链段是上述聚合物时,用于医用和卫生的片材或薄膜具有优良的强度、拉伸性和防水性。当B1链段是上述聚合物时,它们具有优良的吸水性、亲水性和带电性。
片材和薄膜可用于医用用途如输液袋、可透膜等,并可用于卫生用途如蒸馏袋、保鲜膜等。
对片材和薄膜所具有的厚度并无特别的限制,但视用途不同它是可变的,通常宜为10-3,000μm,较好为50-2,000μm。
在使用医用和卫生的模塑制品作为中空模塑制品的情况下,任何烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)都可以使用。另外,较好是在其中加入耐热稳定剂和润滑剂,并采用吹塑或注坯吹塑对它们进行模塑。
关于烯烃嵌段共聚物(A-1),PO1链段较好是乙烯均聚物(Mw:10,000-1,000,000)、乙烯/α-烯烃共聚物(乙烯含量:50-99.9mol%,Mw:10,000-1,000,000)、丙烯均聚物(Mw:10,000-1,000,000)或丙烯与乙烯或含4个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物(丙烯含量:50-99.9mol%,Mw:10,000-1,000,000),
g1键较好是醚键、酯键或酰胺键,和
B1链段较好是苯乙烯均聚物(Mw:500-1,000,000)、甲基丙烯酸甲酯均聚物(Mw:500-1,000,000)或苯乙烯/无水马来酸共聚物(苯乙烯含量:50-99.9mol%,Mw:500-1,000,000)。
当PO1链段是上述聚合物时,用于医用和卫生的中空模塑制品具有优良的强度、拉伸性和防水性。当B1链段是上述聚合物时,它们具有优良的吸水性、亲水性和带电性。
中空模塑制品可用于医用用途如管、容器、注射器等。
中空模塑制品的厚度通常宜为10-3,000μm,较好为50-2,000μm,尽管其厚度视用途不同而变,并且对此并无特别的限制。
在使用医用和卫生的模塑制品作为人造内部器官或人造肌肉的情况下,任何烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)都可以使用。而且,较好是在其中加入耐热稳定剂,并采用挤出成型或纺纱对它们进行模塑。
关于在此所用的烯烃嵌段共聚物(A-1),PO1链段较好是乙烯均聚物(Mw:10,000-1,000,000)、乙烯/α-烯烃共聚物(乙烯含量:50-99.9mol%,Mw:10,000-1,000,000)、丙烯均聚物(Mw:10,000-1,000,000)或丙烯/α-烯烃共聚物(丙烯含量:50-99.9mol%,Mw:10,000-1,000,000),
g1键较好是醚键、酯键、酰胺键或氨基甲酸酯键,和
B1链段较好是苯乙烯均聚物(Mw:500-1,000,000)、甲基丙烯酸甲酯均聚物(Mw:500-1,000,000)、苯乙烯/无水马来酸共聚物(苯乙烯含量:50-99.9mol%,Mw:500-1,000,000)或环氧乙烷均聚物(Mw:500-1,000,000)。
当PO1链段是上述聚合物时,人造内部器官和人造肌肉具有优良的强度、拉伸性和耐水性。当B1链段是上述聚合物时,它们具有优良的抗血栓性。
(非织造织物层压片)
使用由本发明的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)制成的片材或薄膜,可以通过将片材和非织造织物层压起来来制造非织造织物层压片。下面将说明构成非织造织物层压片的非织造织物。
(非织造织物)
作为构成本发明非织造织物层压片中的非织造织物材料的树脂,宜使用聚烯烃。聚烯烃的例子是聚乙烯、聚丙烯和它们的单体与其它α-烯烃的共聚物。其它α-烯烃的例子包括那些含3-10个碳原子的α-烯烃,具体来说是丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯等。
另外,烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)可用作这些非织造织物的材料。
这些材料可以单独或以两种或多种结合起来使用。
在本发明中,较好是使用可伸长的(extensible)非织造织物作为非织造织物。本发明可伸长的非织造织物在横向和纵向中的至少一个方向上的伸长率宜为100%或更大,较好为150%或更大。伸长率为100%或更大意味着非织造织物在拉伸试验中发生断裂时的伸长率为100%或更大。
作为制造本发明非织造织物的方法,干法、湿法、纺粘法和熔喷法中的任何一种方法都可以使用,从以高的生产率制造高强度非织造织物的角度来看,纺粘法是较好的。
制造可伸长的非织造织物的方法的一个例子是在纵向上拉伸经纺粘法制得的非织造织物的方法。这种方法能在横向上提供很大程度的伸长。术语“纵向”是在制造非织造织物时与卷材(web)流动方向平行的方向(MD),而术语“横向”是与卷材流动方向垂直的方向(CD)。
制造可伸长的非织造织物时拉伸非织造织物较好在下述条件下进行。在下述条件下在纵向上进行拉伸,拉伸温度比树脂的熔点低20-40℃,拉伸比为1.1-5倍,拉伸长度为2.5m或更短,横向收缩不小于60%。当拉伸比未达到1.1倍时,横向伸长的程度太低,而当所述拉伸比高于5倍时,很有可能使非织造织物发生拉伸断裂。用下述公式确定横向收缩:[(拉伸前非织造织物的宽度)—(拉伸后非织造织物的宽度)]/(拉伸前非织造织物的宽度)×100。
另外,拉伸长度是在拉伸处理过程中设置为不同旋转速率的辊之间的距离。在加热非织造织物的过程中,可以使用烘箱、热板或红外线。
宜在本发明中使用的可伸长的非织造织物较好包括皮-芯型或并列型复合纤维。即,非织造织物宜包括复合纤维,它包含具有不同性能的一种树脂和另一种树脂,具体来说包括由一种树脂的皮部分和另一种树脂的芯部分组成的皮-芯型复合纤维,或由一种树脂和另一种树脂的两种树脂部分组成的并列型复合纤维。
在纤维的截面上,皮-芯型复合纤维具有圆形芯部分和圆环状皮部分有相同中心的同心形状,或者具有圆形芯部分和圆环状皮部分有不同中心的偏心形状。而且,也可以具有芯部分部分地露出纤维表面的偏心形状。其中,具有优良伸长性的偏心形状的卷曲复合纤维是较好的。
作为制造皮-芯型复合纤维的皮部分的树脂,乙烯聚合物是较好的。本发明所用的乙烯聚合物的例子包括乙烯均聚物或乙烯与α-烯烃如丙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯或1-辛烯的共聚物。
作为制造芯部分的树脂,丙烯聚合物是较好的。丙烯聚合物的例子包括丙烯均聚物或丙烯与α-烯烃如乙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯或1-辛烯的共聚物。其中,特别好是丙烯/乙烯无规共聚物,它包含丙烯和少量的乙烯,并且得自乙烯的构成单元的含量不大于5mol%。使用这种共聚物,复合纤维具有适宜的纺纱性能和优良的生产率,从而制得具有适宜柔韧性的非织造织物。
在制造皮-芯型复合纤维的芯部分的树脂是熔体流动速率(按ASTM D 1238,温度:230℃,负载:2.16kg时测量,称为MFRa)是0.5-100g/10min的丙烯聚合物的情况下,在此所用的制造皮部分的树脂较好是具有不同熔体流动速率(按ASTM D 1238,温度:230℃,负载:2.16kg时测量,称为MFRb)并且满足关系MFRa/MFRb≥1.2或MFRa/MFRa≤0.8的丙烯聚合物。通过使熔体流动速率之间有差别,容易制造卷曲的复合纤维。
皮部分的树脂与芯部分的树脂的重量组成比(皮部分/芯部分)较好为2/8-8/2。而且,从制造具有更好柔韧性的非织造织物来看,皮-芯型复合纤维的细度通常为4d或更小,再好为3d或更小。
并列型复合纤维包含具有不同性能的一种树脂和另一种树脂。制造并列型复合纤维的树脂分别与制造皮-芯型复合纤维的皮部分树脂和芯部分树脂相同。
从制造具有优良伸长性的卷曲复合纤维来看,并列型复合纤维中树脂部分的重量组成比较好为2/8-8/2,再好为3/7-7/3。另外,从制造具有更好柔韧性的非织造织物来看,并列型复合纤维的细度通常为4d或更小,再好为3d或更小。
宜在本发明中使用的可伸长的非织造织物是从上述皮-芯型或并列型复合纤维经如纺粘法制成的非织造织物。即,分开地在挤出的同时使构成皮-芯型复合纤维的芯的树脂和构成皮部分的树脂熔融,通过分别具有共轭-喷丝头的纺丝头分别输出各熔体,这样熔体就形成所需的皮-芯型结构,从而纺出皮-芯型复合纤维。在冷却流体中冷却纺出的复合纤维,在气流拉伸下在复合纤维上施加应变,使纤维具有所规定的细度,然后在收集带上收集纤维,使其沉积所规定的厚度,从而获得复合纤维卷材。通过这种方法,可以制得强度高的非织造织物,并且通过使非织造纤维呈偏心形状也可以制得具有伸长性的卷曲的复合纤维。
下面,通过与使用压花辊的热压花过程相混用来制造纤维。在热压花过程中,按所需的用途适当地选择压花区域比例(冲压区域比例:在非织造织物中热粘合部分的比例)。一般来说,若压花区域比例在5-40%的范围内,则可以制得具有优良的柔韧性、透气性和对摩擦的耐久性的良好均衡性能的复合纤维非织造织物。
另外,可以使用用于并列型复合纤维的复合喷丝头代替用于皮-芯型复合纤维的复合喷丝头来制造本发明包含并列型复合纤维的非织造织物。这种方法可以制造强度高的非织造织物,并且也可以用来制造具有伸长性的卷曲复合纤维。
采用上述方法通过在纵向上拉伸来处理包含皮-芯型或并列型复合纤维,尤其是包含偏心皮-芯型卷曲复合纤维或并列型卷曲复合纤维的非织造织物,从而使在低应力下的横向伸长程度进一步提高,并且织物具有使织物顺从层压弹性膜拉伸的优良的拉伸性,并在拉伸后具有低的残余变形。这样,制得的非织造织物层压片就具有进行重复拉伸应用所足够的耐受性。
关于本发明的非织造织物,那些基重不大于30g/m2的织物适用于在需要柔韧性的用途中使用,而按目的用途那些具有大于30g/m2的高基重的非织造织物也可以使用。
(非织造织物层压片)
本发明的非织造织物层压片是一种将上述非织造织物与包含烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)的片材或薄膜层压起来制得的层压片。
具体来说,非织造织物层压片包含含烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)的薄膜或片材,在片材或薄膜的一个或两个表面上层压非织造织物。与薄膜或片材和非织造织物这样层压的层压片或者也可以以一层、或两层或多层的形式来使用。在此所用的术语“一层”是薄膜或片材是由一层组成的情况。
本发明的非织造织物层压片可以在医用和卫生的广泛领域中使用,例如卫生材料部件如一次性尿布、卫生巾的收拢物和用于医用的包装材料的基础布料。
在层压本发明的非织造织物时,可以按需要通过一层包含粘合剂树脂的多孔材料来进行层压。多孔材料例如是非织造织物或多孔膜。
粘合剂树脂的例子包括乙烯和含极性基团的单体的共聚物,以及用含极性基团的不饱和化合物改性乙烯聚合物获得的聚合物。例如可以在高温和高压下,在有机过氧化物或氧存在下将乙烯和含极性基团的单体经自由基聚合来制备乙烯和含极性基团的单体的共聚物。含极性基团的单体的例子包括丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯和氯乙烯。其中,选自丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯中的至少一种是较好的,尤其是丙烯酸乙酯是更好的,因为其具有优良的耐热性并能进行高温加工。
另外,乙烯和丙烯酸乙酯(下面称为“EEA”)的共聚物可用作粘合剂树脂。在这种共聚物中,根据粘合性、成本和透湿性,丙烯酸乙酯的含量通常为10-40重量%,较好为15-30重量%。该共聚物的熔体流动速率(按ASTM D 1238,温度:190℃,负载:2.16kg下测量)通常为5-50g/10min,较好为10-30g/10min。
丙烯酸乙酯的含量和熔体流动速率在上述范围内,这样所得的共聚物就具有优良的模塑性和层间强度。该共聚物的市售例子包括由Mitsui Du-PontPolychemical Co.,Ltd.制造的EvaflexTM-EEA(例如EEA-707级)等。
而且,在本发明中,乙烯和乙酸乙烯酯(下面称为“EVA”)的共聚物可用作粘合剂树脂。在此共聚物中,根据粘合性、成本和透湿性,乙酸乙烯酯的含量通常为10-40重量%,较好为3-10重量%。该共聚物的熔体流动速率(按ASTM D 1238,温度:190℃,负载:2.16kg下测量)通常为5-200g/10min,较好为10-150g/10min。
乙酸乙烯酯的含量和熔体流动速率在上述范围内,这样所得的共聚物就具有优良的模塑性和层间强度。该共聚物的市售例子包括由Mitsui Du-PontPolychemical Co.,Ltd.制造的EvaflexTM-TH(例如P-2807级)等。
在本发明中,乙烯和甲基丙烯酸的共聚物可用作乙烯和含极性基团的单体的共聚物(含极性基团的乙烯共聚物)。在此共聚物中,根据粘合性、成本和透湿性,甲基丙烯酸的含量通常为10-40重量%,较好为3-10重量%。该共聚物的熔体流动速率(按ASTM D 1238,温度:190℃,负载:2.16kg下测量)通常为5-100g/10min,较好为10-80g/10min。
甲基丙烯酸的含量和熔体流动速率在上述范围内,这样所得的共聚物就具有优良的模塑性和层间强度。该共聚物的市售例子包括由Mitsui Du-PontPolychemical Co.,Ltd.制造的NewcrelTM等。
在本发明中,乙烯离聚物树脂也可用作粘合剂树脂。术语“离聚物”是指包含聚合物疏水主链并在侧链、端链或主链上包含少量离子基团的热塑性树脂。本发明所用的乙烯离聚物树脂较好是乙烯和不饱和羧酸的共聚物的金属盐。这种树脂的市售例子包括其中的甲基丙烯酸是酸单体的HimiranTM(由MitsuiDu-Pont Polychemical Co.,Ltd.制造)等。
在本发明中,用含极性基团的不饱和化合物改性的聚合物也可用作粘合剂树脂。乙烯聚合物的例子包括与上述相同的聚合物,还包括含有较大量α-烯烃的乙烯/α-烯烃共聚物。这些乙烯聚合物可以是高结晶或低结晶的。用于改性乙烯聚合物的含极性基团的不饱和化合物的例子可以是上述可与乙烯共聚合的含极性基团的单体,或是其它含极性基团的不饱和化合物。含极性基团的不饱和化合物的较好例子包括不饱和羧酸和其酸酐。不饱和羧酸的例子是不饱和羧酸如马来酸、富马酸、四氢邻苯二甲酸、衣康酸、柠康酸、巴豆酸、异巴豆酸、nadic acidTM(内顺式-二环[2,2,1]庚-5-烯-2,3-二羧酸)、丙烯酸、甲基丙烯酸;和它们的衍生物如上述不饱和羧酸的酸酐、酰亚胺、酰胺和酯,具体是马来酰亚胺、马来酐、柠康酸酐、马来酸单甲酯、马来酸缩水甘油酯等。在这些化合物中,不饱和羧酸和其酸酐是较好的,尤其是,马来酸、nadic acid和它们的酸酐是特别好的。
在本发明中,用上述含极性基团的不饱和化合物改性乙烯和含极性基团的单体的共聚物制得的聚合物还可用作粘合剂树脂。例如,可以使用用不饱和羧酸改性上述丙烯酸乙酯共聚物制得的改性树脂。与使用未改性的树脂相比,宜使用改性的树脂,因为在可透湿的树脂和非织造织物之间的界面粘合强度提高了。本发明所用改性树脂的接枝单体含量(显示出改性比例)通常为0.01-10重量%,较好为0.1-3重量%。改性树脂的市售例子包括用马来酐改性EEA制得的树脂。
在本发明中,按需要,可以将粘合剂树脂与上述烯烃嵌段共聚物(A-1)、胶粘树脂(adherent resin)或无机填料共混,然后使用。胶粘树脂的例子包括脂环族饱和烃树脂和萜烯树脂,无机填料的例子包括碳酸钙、滑石、粘土和硫酸钡。
以粘合剂树脂为100重量份计,上述烯烃嵌段共聚物(A-1)的加入量通常为5-50重量份,较好为5-20重量份,胶粘树脂的加入量通常为0.5-20重量份,较好为0.5-10重量份,无机填料的加入量通常为10-60重量份,较好为20-40重量份。
另外,除了上述添加剂外,在不损害本发明目的的限度内,可以将粘合剂树脂与诸如着色剂、热稳定剂、润滑剂、成核剂和其它树脂的添加剂共混。
下面,关于本发明的非织造层压片,说明任选地通过由粘合剂树脂组成的多孔材料层将本发明的非织造织物与由上述烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)组成的片材或薄膜粘合起来的方法的例子。
所述方法的例子包括制成包含烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)的薄膜,任选地制成多孔材料层,然后将多孔材料层叠加在非织造织物上,用压花辊使它们接触粘结,再将薄膜层压到多孔材料层的一侧上,加热直到达到在加压下粘结的同时粘结所需的温度的方法,以及将薄膜、多孔材料和非织造织物依次叠加,按上述相同的方式进行粘结的方法。当上述多孔材料是本发明中的非织造织物时,可以采用在非织造织物上形成由粘合剂树脂组成的熔喷非织造织物层,然后采取挤出层压法粘结膜的方法。
挤出层压法取消了用热熔粘合剂层压的步骤,它可以使形成薄膜和与非织造织物粘结同时进行,从而简化了加工步骤和降低了成本。
这样制得的非织造织物层压片的厚度视目的用途而变,对此并无特别的限制。例如,包含烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)的片材或薄膜层的总厚度较好占非织造织物层压片总厚的10-90%,而非织造织物层的总厚度较好占全部厚度的90-10%。更好是,包含烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)的片材或薄膜的总厚度占全部厚度的20-80%,而非织造织物层的总厚度较好占全部厚度的80-20%。
另外,非织造织物的基重视用途而变,对此并无特别的限制,它通常宜为20-80g/m2,较好为25-65g/m2。
在以非织造层压片的形式使用本发明的医用和卫生模塑制品的情况下,可以使用烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中的任一种,并且还可以加入热稳定剂、润滑剂等。
关于在此宜用的烯烃嵌段共聚物(A-1),PO1链段是下述聚合物中的任一种,乙烯均聚物(Mw:10,000-1,000,000)、乙烯/α-烯烃共聚物(乙烯含量:50-99.9mol%,Mw:10,000-1,000,000)、丙烯均聚物(Mw:10,000-1,000,000)和丙烯/α-烯烃共聚物(丙烯含量:50-99.9mol%,Mw:10,000-1,000,000),
g1键是下述键中的任一种,醚键、酯键和酰胺键,和
B1链段是下述聚合物中的任一种,环氧乙烷均聚物(Mw:500-1,000,000)、苯乙烯均聚物(Mw:500-1,000,000)、甲基丙烯酸甲酯均聚物(Mw:500-1,000,000)和苯乙烯/马来酐共聚物(苯乙烯含量:50-99.9mol%,Mw:500-1,000,000)。
当PO1链段是上述聚合物时,非织造织物层压片具有优良的耐水性、伸长性和柔韧性。当B1链段是上述聚合物时,非织造织物层压片具有优良的亲水性和透湿性。
这些非织造织物层压片具体可用于一次性尿布、卫生巾的收拢物和用于医用的包装材料的基础布料等。
(非织造织物)
从本发明的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D),可以制成作为医用和卫生模塑制品的非织造织物本身。
在本发明中,较好是使用可伸长的非织造织物如与上述非织造织物层压片中所述的非织造织物相类似的非织造织物。可以采用与上述非织造织物相同的方法来制造可伸长的非织造织物。
作为方法,干法、湿法、纺粘法和熔喷法中的任何一种方法都可以使用,从以高的生产率制造高强度非织造织物的角度来看,纺粘法是更好的。
制造可伸长的非织造织物的方法的一个例子是在纵向上拉伸经纺粘法制得的非织造织物的方法。这种方法能在横向上提供很大程度的伸长。
另外,非织造织物的基重视用途而变,对此并无特别的限制,它通常宜不大于50g/m2,较好为不大于30g/m2。
在使用本发明的医用和卫生模塑制品作为非织造织物的情况下,可以使用烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中的任一种,并且还可以加入热稳定剂、润滑剂等。非织造织物较好是经纺粘法或熔喷法模塑而得。
关于在此宜用的烯烃嵌段共聚物(A-1),PO1链段是下述聚合物中的任一种,乙烯均聚物(Mw:10,000-1,000,000)、乙烯/α-烯烃共聚物(乙烯含量:50-99.9mol%,Mw:10,000-1,000,000)、丙烯均聚物(Mw:10,000-1,000,000)和丙烯/α-烯烃共聚物(丙烯含量:50-99.9mol%,Mw:10,000-1,000,000),
g1键是下述键中的任一种,醚键、酯键、酰胺键和氨基甲酸酯键,和
B1链段是下述聚合物中的任一种,苯乙烯均聚物(Mw:500-1,000,000)、甲基丙烯酸甲酯均聚物(Mw:500-1,000,000)和苯乙烯/马来酐共聚物(苯乙烯含量:50-99.9mol%,Mw:500-1,000,000)。
当PO1链段是上述聚合物时,非织造织物具有优良的耐水性、伸长性和柔韧性。当B1链段是上述聚合物时,非织造织物具有优良的亲水性和透湿性。
这些非织造织物可用于上述非织造织物层压片的非织造织物,并且非织造织物本身可用于上述一次性尿布和卫生巾。
(驻极体)
本发明的驻极体包含烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)。
在不与其它聚合物或添加剂如具有电荷保留能力的改性聚合物混合的情况下,在室温下使驻极体带电,这样聚乙烯本身就可保持电荷。另外,烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)具有优良的模塑加工性,这样它们宜用作各种形式的驻极体。
例如,将驻极体制成膜状、非织造织物状或网布状,驻极体就可在医用和卫生用途中用作经磁场加速生命反应的材料如用于加速形成愈合组织的医用材料、绷带或橡皮膏,以及卫生材料如扫帚、尘布等,还可用于滤气器如空气过滤器和冷凝器、扩音器等。
视用途可以任意地对所用驻极体的形状加以选择。较好是在这样的温度范围内使用驻极体,即使该驻极体不熔化,因为在熔化时电荷会消失。
较好是在较低的温度如不高于室温的范围内使用驻极体。然而,在比上述温度范围高的温度下,也可以在一定的程度上保持电荷。
当电荷下降时,可以通过再一次施加电荷来保持电荷。
对本发明驻极体的形状和形式并无特别的限制,按应用的形式,可以将驻极体制成任意的形状和形式如膜、片、纤维、丝束、织造织物或非织造织物。
本发明的驻极体可以通过将烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)模塑加工成任意形状并使其带电而驻极体化(electretize)而后任选地进行后加工而制得。
可以采用诸如热驻极体化、电驻极体化、辐射驻极体化等常规已知的方法作为驻极体化的方法。热驻极体化是一种在加热下进行驻极体化的方法。在电驻极体化和辐射驻极体化中,驻极体化也可以在室温或高温下进行。另外,可以采用已知的方法如在JP-A-10-174823/1998中所述的方法作为加工方法。
可以在形状成型和加工后的最终产品中进行驻极体化。另外,可以通过以中间模塑制品形状进行驻极体化而后加工成最终产品形状来制造驻极体。在这种情况下,烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)的形状可以是膜、片、纤维(长丝)、非织造织物和织造织物中的任何一种。而且,其驻极体化较好是以膜、纤维(长丝)或非织造织物成型的形状进行。在膜上带电的情况下,在其带电后,可以使膜原纤化成纤维状,或者可以将带电纤维成型为丝束或加工成织造织物。
在本发明中,对于在带电时电荷的捕获点,烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)作为有效的捕获点,这样它通过驻极体化就可以保持电荷并可以永久性地带电。
在本发明中,由分别具有特定物理性能和组成的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)组成的驻极体可以单独使用,而且也可以使用由具有不同物理性能和组成的聚合物组成的材料的驻极体。另外,可以将这些驻极体与由其它材料如聚丙烯组成的驻极体如以混纺织物的形式(textile blend form)结合起来使用,而且所得的混纺织物形式的驻极体兼具经混纺(textileblending)而得的两种驻极体的性能。
这样制得的驻极体的厚度视目的用途而变,对此并无特别的限制。该厚度通常宜为0.05-5,000μm,较好为0.5-50μm。
在使用本发明的医用和卫生模塑制品作为驻极体的情况下,可以使用烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中的任一种,并且还可以在其中加入热稳定剂、润滑剂等。较好是经挤出成型、吹胀模塑或纺丝进行模塑。
关于在此宜用的烯烃嵌段共聚物(A-1),PO1链段是下述聚合物中的任一种,乙烯均聚物(Mw:10,000-1,000,000)、乙烯/α-烯烃共聚物(乙烯含量:50-99.9mol%,Mw:10,000-1,000,000)、丙烯均聚物(Mw:10,000-1,000,000)和丙烯/α-烯烃共聚物(丙烯含量:50-99.9mol%,Mw:10,000-1,000,000),
g1键是下述键中的任一种,醚键、酯键和酰胺键,和
B1链段是下述聚合物中的任一种,苯乙烯均聚物(Mw:500-1,000,000)、甲基丙烯酸甲酯均聚物(Mw:500-1,000,000)和苯乙烯/马来酐共聚物(苯乙烯含量:50-99.9mol%,Mw:500-1,000,000)。
当PO1链段是上述聚合物时,驻极体具有优良的透湿性、伸长性、柔韧性和强度。当B1链段是上述聚合物时,驻极体具有优良的集尘性和粘合性。
这些驻极体具体可在医用用途中用作经磁场加速生命反应的材料如用于加速形成愈合组织的医用材料、绷带、橡皮膏、集尘过滤器和用于集尘的非织造织物,并用于卫生材料如扫帚、尘布等,还可用于滤气器如空气过滤器等和冷凝器、扩音器等。
用于医用和卫生的模塑制品满足医用和卫生用途的各种要求。
用于混杂物品的模塑制品
下面说明本发明用于混杂物品的模塑制品。
本发明用于混杂物品的模塑制品包含烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)。
在其中的共聚物用于制造混杂物品的模塑制品的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,PO1链段的重均分子量通常宜不小于2,000,较好为10,000-10,000,000。当聚烯烃链段的分子量在上述范围内时,共聚物具有机械强度和模塑性的优良均衡性能。
PO1链段的较好例子是乙烯聚合物如乙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚物;丙烯聚合物如丙烯均聚物和丙烯/α-烯烃共聚物;丁烯聚合物如丁烯均聚物和丁烯/乙烯共聚物;以及4-甲基-1-戊烯聚合物如4-甲基-1-戊烯均聚物。其中,乙烯聚合物和丙烯聚合物是较好的。
在其中的共聚物用于制造混杂物品的模塑制品的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,g1键是醚键、酯键或酰胺键,较好是醚键。
在其中的共聚物用于制造混杂物品的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,B1链段是经链式聚合获得的官能链段,它较好是包含不饱和烃的重复单元和/或杂原子的重复单元的官能链段,更好是经自由基聚合、开环聚合或离子聚合获得的官能链段,特别是经自由基聚合或开环聚合获得的官能链段。
官能链段的例子包括与上述相同的官能链段。PO1链段和B1链段较好是包含彼此不同的聚合物。
B1链段的重均分子量通常不小于500,较好为2,000-500,000。当官能链段的分子量在上述范围内时,模塑制品具有优良的印刷性。
以烯烃嵌段共聚物(A-1)计,B1链段的含量较好为0.01-99.99重量%,更好为1-99重量%,再好为1-95重量%。当烯烃嵌段共聚物(A-1)中官能链段的比例在上述范围内时,模塑制品具有印刷性、粘合性和机械性的优良均衡性能。
制造用于混杂物品的模塑制品的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)的熔体流动速率(按ASTM D 1238,在230℃,2.16kg负载下测量的MFR)通常宜为0.01-200g/10min,较好为0.05-100g/10min,更好为0.05-80g/10min。
在与烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)混合的各种添加剂中,宜使用的无机填料包括粉末状填料如天然硅酸或硅酸盐如细粉状滑石、高岭土、煅烧粘土、叶蜡石、丝云母或硅灰石,碳酸盐如沉淀碳酸钙、研磨石灰石或碳酸镁,氢氧化物如氢氧化铝或氢氧化镁,氧化物如氧化锌、锌白或氧化镁,和合成硅酸或硅酸盐如含水的硅酸钙、含水的硅酸铝、含水的硅酸盐或硅酸酐;薄片填料如云母;纤维状填料如碱性硫酸镁晶须、钛酸钙晶须、硼酸铝晶须、海泡石、PMF(加工过的矿物纤维)、硬硅钙石、钛酸钾或硅磷灰石;以及球填料(balloon fillers)如玻璃球或飞灰球。
其中,在本发明中宜使用滑石,特别好是使用平均粒径为0.01-10μm的细粉状滑石。平均粒径是采用液相沉降法测量的。
可以对本发明所用的无机填料,尤其是滑石不进行处理或预先经表面处理。表面处理的例子包括使用处理剂如硅烷偶联剂、高级脂肪酸、脂肪酸的金属盐、不饱和有机酸、有机钛酸盐、树脂酸或聚乙二醇进行的化学或物理处理。使用表面处理过的滑石可以制造具有优良的焊接强度、涂布性能和模塑加工性的模塑制品。
上述无机填料可以以两种或多种结合起来使用。
另外,在本发明中,有机填料如高聚合苯乙烯、木素或再生橡胶可以与无机填料一起使用。
(模塑方法)
本发明的混杂物品可以使用烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)采用与制备烯烃嵌段共聚物(A-1)方法相同的方式经挤出成型、注塑、吹塑、压模或冲压模塑等方法制得。
由烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)组成的注塑制品难以带电,并且具有优良的刚性、耐热性、抗冲击性、表面光泽、耐化学品性和耐磨性。
在注坯吹塑中,在树脂温度为100-300℃时将上述组合物注入型坯模具中,模塑型坯,将型坯留在所需形状的模具中,然后吹入空气,使其贴合到模具上,这样就制成中空模塑制品。
从烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)制成的吹塑制品具有优良的透明度、刚性、耐热性和抗冲击性,也具有优良的耐湿性。
即使包含弹性体组分,烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)也具有透明度和高的刚性,它们具有足够高的刚性,使得它们可用于需要高刚性的各种用途。
烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)适用于下述混杂物品。
其例子是固定用具如书桌垫、切割垫、直尺、支架、钢笔的笔架和笔帽、剪刀或切割器的支架、磁铁片、笔盒、纸张折叠器、粘合剂、标签封条、胶带或白板;
日用混杂物品如布料、窗帘、床单、地毯、门垫、浴垫、水桶、软管、袋子、花盆、空调或排气扇的过滤器、桌上器具、盘子、杯子、午餐盒、咖啡虹吸炉的漏斗、眼镜框、容器、贮藏箱、衣架、绳子或洗衣网兜;
运动物品如鞋子、护目镜、滑雪板、球拍、球、帐篷、水用护目镜、鸭脚板、钓鱼竿、冷却器箱、运动所用的休闲床单或网兜;
玩具如积木或纸牌;
容器如煤油罐、洗涤剂或洗发水的圆罐或瓶;和
指示器如显示牌、路标塔和塑料链条。
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)作为鞋子的鞋垫(中部鞋底)的情况下,PO1链段的较好例子是α-烯烃均聚物,乙烯和含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物以及乙烯、环烯烃和任选地含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物。尤其是,其较好例子是乙烯和含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物。
对乙烯和含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物中所含的乙烯单元和含3个或更多个碳原子的α-烯烃单元之比(摩尔比)并无特别的限制,它通常约为95/5-75/25。
对乙烯、环烯烃和任选地含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物中所含的乙烯单元和含3个或更多个碳原子的α-烯烃单元的总量与环烯烃单元之比(摩尔比)并无特别的限制,它通常为100/0-50/50,但不包括100/0。
B1链段的较好例子是从(甲基)丙烯酸或其酯制得的聚合物。
在上述情况下,模塑制品具有优良的粘合性和改进的触觉。
在这种用途的模塑制品中,特别好是进行交联和发泡。而且,宜使用有机过氧化物进行交联和使用有机发泡剂进行发泡。
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)作为书桌垫的情况下,PO1链段的较好例子是乙烯和含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物以及乙烯、环烯烃和任选地含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物。
对乙烯和含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物中所含的乙烯单元和含3个或更多个碳原子的α-烯烃单元之比(摩尔比)并无特别的限制,它通常约为100/0-75/25,但不包括100/0。
对乙烯、环烯烃和任选地含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物中所含的乙烯单元和含3个或更多个碳原子的α-烯烃单元的总量与环烯烃单元之比(摩尔比)并无特别的限制,它通常为/但不是100/0-50/50,不包括100/0。
B1链段的较好例子是环酰胺经开环聚合获得的聚合物。
在这种情况下,模塑制品具有优良的耐擦伤性和透明度。
在使用本发明的共聚物作为玩具的情况下,PO1链段的较好例子是α-烯烃均聚物或共聚物,更好的例子是乙烯聚合物和丙烯聚合物,再好的例子是乙烯均聚物、乙烯与含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物、丙烯均聚物、丙烯/乙烯共聚物和丙烯与含4个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物。
对上述乙烯聚合物中所含的乙烯单元和含3个或更多个碳原子的α-烯烃单元之比(摩尔比)并无特别的限制,它通常宜约为100/0-80/20。
对上述丙烯聚合物中所含的丙烯单元与乙烯单元和含4个或更多个碳原子的α-烯烃单元之比(摩尔比)并无特别的限制,它通常宜为100/0-60/40。
B1链段的较好例子是(甲基)丙烯酸和其酯的聚合物。
在上述情况下,模塑制品具有优良的印刷性和耐擦伤性。
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)作为瓶子的情况下,PO1链段的较好例子是乙烯共聚物、乙烯/环烯烃共聚物和丙烯聚合物。
对乙烯/环烯烃共聚物中所含的乙烯单元与环烯烃单元之比(摩尔比)并无特别的限制,它通常约为99/1-50/50。
B1链段的较好例子是包含得自丙烯腈的构成单元和(甲基)丙烯酸与(甲基)丙烯酸酯中至少一种的构成单元的聚合物。
在这种情况下,模塑制品具有优良的耐擦伤性和印刷性。
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)作为装食品的盘子的情况下,PO1链段的较好例子是乙烯、环烯烃和任选地含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物,以及无规立构聚丙烯。
对乙烯、环烯烃和任选地含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物中所含的乙烯单元和含3个或更多个碳原子的α-烯烃单元的总量与环烯烃单元之比(摩尔比)并无特别的限制,它通常约为100/0-50/50,但不包括100/0。
B1链段的较好例子是环酰胺经开环聚合获得的聚合物。
在这种情况下,模塑制品具有优良的形状记忆性。
在使用本发明的共聚物作为容易印刷的模塑制品的情况下,PO1链段的较好例子是乙烯、环烯烃和任选地含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物。
对乙烯、环烯烃和任选地含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物中所含的乙烯单元和含3个或更多个碳原子的α-烯烃单元的总量与环烯烃单元之比(摩尔比)并无特别的限制,它通常约为100/0-50/50,但不包括100/0。
B1链段的较好例子是包含(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯中至少一种的构成单元的聚合物。包含它们的嵌段共聚物在使用前可以进行交联。可以使用有机过氧化物或电子射线来进行交联。
在这种情况下,模塑制品具有优良的涂布性和印刷性。
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)作为装食品的发泡制品的情况下,PO1链段的较好例子是α-烯烃均聚物或共聚物,更好的例子是乙烯聚合物和丙烯聚合物,再好的例子是乙烯均聚物、乙烯与含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物、丙烯均聚物、丙烯/乙烯共聚物和丙烯与含4个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物。
对乙烯聚合物中所含的乙烯单元与含3个或更多个碳原子的α-烯烃单元之比(摩尔比)并无特别的限制,它通常约为100/0-80/20。乙烯聚合物任选地可以与环烯烃共聚合,对其所含有的乙烯单元和含3个或更多个碳原子的α-烯烃单元的总量与环烯烃单元之比(摩尔比)并无特别的限制,它通常约为100/0-50/50,但不包括100/0。
对丙烯聚合物中所含的丙烯单元与乙烯单元和含4个或更多个碳原子的α-烯烃单元总量之比(摩尔比)并无特别的限制,它通常宜为100/0-60/40。
另外,乙烯、含3个或更多个碳原子的α-烯烃和共轭多烯或非共轭多烯的共聚物也是较好的,对其所含的共轭多烯或非共轭多烯的含量并无特别的限制,它通常为0.2-10mol%。
B1链段的较好例子是包含芳族乙烯基化合物的聚合物。
另外,含酯的环状单体或含酰胺的环状单体经开环聚合获得的聚合物也是较好的。
在这种情况下,模塑制品具有改进的模塑性、发泡性、印刷性和涂布性。
本发明的混杂模塑制品具有抗冲击性、耐热性、耐擦伤性、透明度、涂布性、印刷性、粘合性和低温柔韧性中任何一种的优良性能。
可环境降解的树脂模塑制品
下面,说明本发明可环境降解的树脂模塑制品。
本发明可环境降解的树脂模塑制品包含烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)。
在制造可环境降解的树脂模塑制品的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,PO1链段的重均分子量通常宜不小于2,000,较好为2,000-10,000,000,更好为10,000-10,000,000,特别好为10,000-200,000。
PO1链段的较好例子是乙烯聚合物如乙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚物;丙烯聚合物如丙烯均聚物和丙烯/α-烯烃共聚物;丁烯聚合物如丁烯均聚物和丁烯/乙烯共聚物;以及4-甲基-1-戊烯聚合物如4-甲基-1-戊烯均聚物。
在其中的共聚物和组合物用于制造可环境降解的树脂模塑制品的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,g1键是醚键、酯键或酰胺键,较好是醚键。
在制造可环境降解的树脂模塑制品的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,B1链段是经链式聚合获得的官能链段,它较好是包含不饱和烃的重复单元和/或杂原子的重复单元的官能链段,更好是经自由基聚合、开环聚合或离子聚合获得的官能链段,特别是经自由基聚合或开环聚合获得的官能链段。
官能链段的例子包括与上述相同的官能链段。PO1链段和B1链段较好是包含彼此不同的聚合物。
B1链段的重均分子量通常不小于500,较好为500-1,000,000,更好为2,000-1,000,000,最好为10,000-200,000。
以烯烃嵌段共聚物(A-1)计,B1链段的含量较好为0.01-99.99重量%,更好为1-99重量%,再好为1-95重量%,特别好为10-90重量%。
制造可环境降解的树脂模塑制品的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)的熔体流动速率(按ASTM D 1238,在230℃,2.16kg负载下测量的MFR)通常宜为0.01-200g/10min,较好为0.05-100g/10min,更好为0.05-80g/10min。
在制造可环境降解的树脂模塑制品的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,PO1链段较好是聚丙烯、聚乙烯、乙烯与含3个或更多个碳原子的α-烯烃的无规共聚物或丙烯与含4个或更多个碳原子的α-烯烃的无规共聚物,更好是选自乙烯和含4个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚单体的含量小于10mol%的聚丙烯,选自含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚单体的含量小于10mol%的聚乙烯,乙烯含量为10-90mol%并且含3个或更多个碳原子的α-烯烃含量为90-10mol%的无规共聚物,或丙烯含量为10-90mol%并且含4个或更多个碳原子的α-烯烃含量为90-10mol%的无规共聚物,g1键较好是醚键或酯键,B1链段较好是经开环聚合获得的官能链段如聚乳酸、聚甘醇酸(poly-glycol acid)、ε-聚己内酯或聚乙二醇。
在可环境降解的树脂模塑制品包含烯烃聚合物组合物(D)的情况下,作为形成组合物(D)的热塑性树脂(C),较好是将聚烯烃(C-1)如聚乙烯、聚丙烯或乙烯/丙烯共聚物和脂族聚酯(C-2)如聚乳酸、聚甘醇酸、聚ε-己内酯或聚琥珀酸丁二醇酯结合起来使用。
对于聚烯烃(C-1),较好是使用选自聚乙烯、全同立构聚丙烯和全同立构嵌段聚丙烯中的至少一种具有高结晶速率的聚烯烃(Mw:5,000-1,000,000),对于脂族聚酯(C-2),较好是使用选自聚乳酸和聚甘醇酸中的至少一种具有较低结晶速率的脂族聚酯(Mw:2,000-1,000,000)。在这种情况下,烯烃嵌段共聚物(A-1)的PO1链段较好是与聚烯烃(C-1)相同种类的聚烯烃,而B1链段较好是与脂族聚酯(C-2)相同种类的脂族聚酯。
对于聚烯烃(C-1),再好是使用乙烯/α-烯烃共聚物(α-烯烃含量:2-98mol%,Mw:5,000-1,000,000)如乙烯/丙烯共聚物、乙烯/丁烯共聚物或乙烯/辛烯共聚物,或者软质聚烯烃(乙烯或含4个或更多个碳原子的α-烯烃含量:2-98mol%,Mw:2,000-1,000,000)如丙烯/乙烯共聚物或丙烯/丁烯共聚物,对于脂族聚酯(C-2),再好是使用高刚性的脂族聚酯(Mw:2,000-1,000,000)如聚乳酸和聚甘醇酸。在这种情况下,烯烃嵌段共聚物(A-1)的PO1链段较好是与聚烯烃(C-1)相同种类的聚烯烃,而B1链段较好是与脂族聚酯(C-2)相同种类的脂族聚酯。
对于聚烯烃(C-1),更好是使用熔点高的聚烯烃(Mw:5,000-1,000,000)如高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、全同立构聚丙烯或聚-4-甲基-1-戊烯,对于脂族聚酯(C-2),更好是使用软质脂族聚酯(Mw:2,000-1,000,000)如聚-ε-己内酯或亲水聚醚(Mw:2,000-1,000,000)如聚乙二醇。在这种情况下,烯烃嵌段共聚物(A-1)的PO1链段较好是与聚烯烃(C-1)相同种类的聚烯烃,而B1链段较好是与脂族聚酯(C-2)相同种类的脂族聚酯。
使用具有上述组成的共聚物,可以制得具有环境降解性并且还具有实用性能如优良的耐热性和机械强度的可环境降解的树脂模塑制品。
在本发明所用的包含烯烃嵌段共聚物(A-1)、聚烯烃(C-1)和脂族聚酯(C-2)的烯烃聚合物组合物(D)中,烯烃聚合物组合物(D)较好包含1-98重量份的烯烃嵌段共聚物(A-1)、1-70重量份的聚烯烃(C-1)和98-1重量份的脂族聚酯(C-2),条件是(A-1)、(C-1)和(C-2)的总量为100重量份。尤其是,烯烃聚合物组合物(D)较好包含5-50重量份的烯烃嵌段共聚物(A-1)、5-50重量份的聚烯烃(C-1)和90-45重量份的脂族聚酯(C-2),条件是(A-1)、(C-1)和(C-2)的总量为100重量份。
本发明可环境降解的树脂模塑制品在环境中的有机体新陈代谢、热、光等作用下会发生分解,不能保持其形状。在模塑制品分解后,形成模塑制品的一部分树脂就留在环境中。
(模塑方法)
对模塑本发明可环境降解的树脂模塑制品的方法并无特别的限制。例如,可环境降解的树脂模塑制品可以按与制备烯烃嵌段共聚物(A-1)方法相同的方式,经压延模塑、挤出成型、注塑、吹塑、压模或冲压模塑等方法制得。
(用途)
本发明可环境降解的树脂模塑制品在环境中容易地降解,并且具有优良的刚性、耐热性和抗冲击性,这样它们就可以在诸如户外物品、一次性容器等广泛的领域中应用。
可环境降解的树脂模塑制品例如可用于在超市中销售的新鲜食品如鱼或肉类、蔬菜类、蛋类等的容器;用于诸如午餐之类食品的外卖容器、碟子等;饮料杯或用于面条如中国面条的容器;用于户外用途的容器如一次性板;袋子如用于食品的包装袋、用于在超市中使用的塑料袋、垃圾袋、厨房垃圾袋等;用于农业如园艺温室、隧道型温室等的膜;捕鱼物品如鱼网、捕鱼线、鱼钩等;用于户外物品的织物如雨衣、帐篷等;以及在环境中容易降解的保水材料或膜。
本发明可环境降解的树脂模塑制品具有优良的机械强度如模量或抗冲击性和优良的耐热性,它们在环境中是容易降解的。因此,可环境降解的树脂模塑制品可应用于在实践中使用常规可生物降解的聚合物不能满足要求的领域。
与由可生物降解的聚合物和聚烯烃树脂组成的组合物的常规模塑制品相比,可环境降解的树脂模塑制品还具有强度、透明度等更优良的均衡性能。
薄膜和片材
下面说明本发明的薄膜和片材。
本发明的薄膜和片材包含上述烯烃嵌段共聚物(A-1)或上述烯烃聚合物组合物(D)。
在其中的共聚物和组合物用于制造片材或薄膜的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,PO1链段的重均分子量通常宜不小于2,000,较好为2,000-10,000,000,更好为10,000-1,000,000。
PO1链段的较好例子是:
乙烯聚合物如乙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚物、乙烯/丙烯/乙烯基降冰片烯共聚物、乙烯/丙烯/DMDT共聚物、乙烯/环烯烃/丙烯/DMDT共聚物、乙烯/环烯烃/丙烯/共轭二烯共聚物、乙烯/环烯烃/丙烯/共轭多烯共聚物、乙烯/芳族乙烯基共聚物、乙烯/芳族乙烯基/共轭多烯共聚物等;
丙烯聚合物如丙烯均聚物、间同立构丙烯/乙烯共聚物、无规立构丙烯/乙烯共聚物、丙烯/α-烯烃共聚物等;
丁烯聚合物如丁烯均聚物和丁烯/乙烯共聚物;和
4-甲基-1-戊烯聚合物如4-甲基-1-戊烯均聚物。
在其中的共聚物用于制造薄膜和片材的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,g1键是醚键、酯键或酰胺键,较好是醚键。
在其中的共聚物用于制造薄膜和片材的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,B1链段是经链式聚合获得的官能链段,它较好是包含不饱和烃的重复单元和/或杂原子的重复单元的官能链段,更好是经自由基聚合、开环聚合或离子聚合获得的官能链段,特别是经自由基聚合或开环聚合获得的官能链段。
官能链段的例子包括与上述相同的官能链段。PO1链段和B1链段较好是包含彼此不同的聚合物。
B1链段的重均分子量通常不小于500,较好为500-1,000,000,更好为2,000-1,000,000。
以烯烃嵌段共聚物(A-1)计,B1链段的含量较好为0.01-99.99重量%,更好为1-99重量%,再好为1-95重量%。
制造薄膜和片材的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)的熔体流动速率(按ASTM D 1238,在230℃,2.16kg负载下测量的MFR)通常宜为0.01-200g/10min,较好为0.05-100g/10min,更好为0.05-80g/10min。
当本发明的片材和薄膜用于农业时,在烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,PO1链段宜为乙烯聚合物或丙烯聚合物,例如乙烯和含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物。包含乙烯和含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物的聚烯烃链段中所含的乙烯与含3个或更多个碳原子的α-烯烃的摩尔比宜约为99.9/0.1-80/20。用GPC测量的聚烯烃链段的重均分子量宜为10,000-1,000,000,较好为30,000-800,000。
另外,g1键较好是醚键、酯键或酰胺键。
而且,B1链段较好是丙烯酸酯聚合物、甲基丙烯酸酯聚合物、环酯聚合物、环酰胺聚合物、环醚聚合物或噁唑啉聚合物,更好是聚亚烷基二醇,尤其是聚乙二醇。用GPC测量的官能链段的重均分子量宜为500-500,000,较好为2,000-300,000。
使用满足上述条件的烯烃嵌段共聚物(A-1)制得的农业薄膜和片材是较好的,因为它具有优良的透明度、耐热性和防雾性。
当本发明的片材和薄膜用于搭接(lapping)或拉伸片材和薄膜时,在烯烃嵌段共聚物(A-1)中,PO1链段较好是乙烯聚合物、丙烯聚合物或4-甲基-1-戊烯聚合物,更好是丙烯和乙烯或含4个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物。包含丙烯和乙烯或含4个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物的聚烯烃链段所含的丙烯与乙烯或含4个或更多个碳原子的α-烯烃的摩尔比宜为100/0-80/20,较好为98/2-85/15。用GPC测量的聚烯烃链段的重均分子量宜为10,000-1,000,000,较好为50,000-500,000。
另外,g1键较好是醚键、酯键或酰胺键。
而且,B1链段较好是苯乙烯聚合物、丙烯酸酯聚合物、甲基丙烯酸酯聚合物、环酯聚合物、环酰胺聚合物、环醚聚合物或噁唑啉聚合物,更好是(甲基)丙烯酸酯聚合物,尤其是丙烯酸丁酯共聚物。用GPC测量的官能链段的重均分子量宜为500-500,000,较好为2,000-300,000。
使用满足上述条件的烯烃嵌段共聚物(A-1)制得的搭接或拉伸薄膜和片材是较好的,因为它具有优良的透明度、记忆性和撕裂性。
当本发明的片材和薄膜是用于保护的片材和薄膜时,在烯烃嵌段共聚物(A-1)中,PO1链段宜为乙烯聚合物、丙烯聚合物或4-甲基-1-戊烯聚合物,较好是乙烯、丙烯或4-甲基-1-戊烯与含2-10个碳原子的线型α-烯烃和/或环烯烃的共聚物,尤其是乙烯共聚物或丙烯共聚物如乙烯和含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物。
包含乙烯和含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物的聚烯烃链段所含的乙烯与含3个或更多个碳原子的α-烯烃的摩尔比宜约为99.9/0.1-70/30。
另外,包含乙烯、含3个或更多个碳原子的α-烯烃和环烯烃的共聚物的聚烯烃链段所含的乙烯与含3个或更多个碳原子的α-烯烃的摩尔比为100/0-50/50,乙烯与环烯烃的摩尔比为100/0-50/50。
再者,包含丙烯和乙烯或含4个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物的聚烯烃链段所含的丙烯与其它α-烯烃的摩尔比宜约为100/0-70/30。用GPC测量的聚烯烃链段的重均分子量宜为10,000-800,000,较好为30,000-500,000。
另外,g1键较好是醚键、酯键或酰胺键。
而且,B1链段较好是丙烯酸酯聚合物、甲基丙烯酸酯聚合物、环酯聚合物、环醚聚合物或噁唑啉聚合物,更好是环酯经开环聚合获得的聚合物,尤其是己内酯聚合物。用GPC测量的官能链段的重均分子量宜为500-500,000,较好为2,000-400,000。
使用满足上述条件的烯烃嵌段共聚物(A-1)制得的保护性薄膜和片材是较好的,因为它们具有优良的透明度、粘合性和耐擦伤性。
当本发明的片材和薄膜是用于收缩性薄膜或片材的片材和薄膜时,在烯烃嵌段共聚物(A-1)中,PO1链段宜为乙烯聚合物或丙烯聚合物,较好是乙烯或丙烯与含2-10个碳原子的线型α-烯烃和/或环烯烃的共聚物。
包含乙烯和含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物的聚烯烃链段所含的乙烯与含3个或更多个碳原子的α-烯烃的摩尔比宜约为100/0-70/30。
另外,包含乙烯、含3个或更多个碳原子的α-烯烃和环烯烃的共聚物的PO1聚烯烃链段所含的乙烯与含3个或更多个碳原子的α-烯烃的摩尔比宜为100/0-50/50,乙烯与环烯烃的摩尔比宜为100/0-50/50。
再者,包含丙烯和乙烯或含4个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物的PO1聚烯烃链段所含的丙烯与其它α-烯烃的摩尔比宜约为100/0-50/50。用GPC测量的PO1聚烯烃链段的重均分子量宜为10,000-1,000,000,较好为50,000-700,000。
另外,g1键较好是醚键、酯键或酰胺键。
而且,B1链段较好是丙烯酸酯聚合物、甲基丙烯酸酯聚合物、丙烯酰胺聚合物、环酯聚合物、环醚聚合物或含氟聚合物,更好是得自(甲基)丙烯酸酯的聚合物。用GPC测量的官能链段的重均分子量宜为500-500,000,较好为2,000-300,000。
使用满足上述条件的烯烃嵌段共聚物(A-1)制得的收缩性薄膜和片材是较好的,因为它们具有优良的透明度和收缩性。
薄膜和片材
可以对本发明的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)的薄膜和片材进行拉伸或不进行拉伸,并且它们可以使用常规已知的方法适当地制得。
对本发明的薄膜和片材进行模塑的方法的例子包括挤出成型、注塑、吹胀模塑、吹塑、挤压吹塑、注坯吹塑、压模、真空成形、压延模塑和发泡成形。
在采用挤出成型法制备本发明烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)的薄膜和片材时,常规已知的挤出设备和模塑条件都可以使用。例如,使用单螺杆挤出机、捏合挤出机、柱塞式挤出机或齿轮挤出机,将熔融的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)从T形模头等中挤出,模塑成未拉伸的膜或片。
本发明的薄膜和片材可以经吹胀模塑法制得。采用吹胀模塑法来模塑本发明烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)的薄膜和片材,这样收缩几乎不会发生。
在采用注塑法制备本发明烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)的薄膜和片材时,常规已知的注塑设备和模塑条件都可以使用。将烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)注塑成所需的形状和厚度,制成薄膜或片材。还可以采用拉伸进一步模塑这样经注塑制得的薄膜或片材。
拉伸的薄膜或片材可以通过采用已知的拉伸法如拉幅机法(纵向-横向拉伸、横向-纵向拉伸)、双轴共拉伸法或单轴拉伸法对未拉伸的膜或片如上述挤出的膜或片进行拉伸而制得。
在拉伸未拉伸的膜或片时,拉伸比取决于未拉伸膜或片的厚度。在双轴拉伸中,所需的拉伸比通常约为20-70倍。在单轴拉伸中,所需的拉伸比通常约为2-10倍。拉伸后的拉伸薄膜或片材的厚度尽管视用途而定,但它较好约为5-200μm。
具有多层结构的薄膜和片材
下面说明本发明包含具有不同组成的两层或多层的薄膜和片材(下面称为“层压片”)。
本发明的多层薄膜和片材是包含彼此具有不同组成的两层或多层的多层薄膜和片材,其中至少一层包含上述烯烃嵌段共聚物(A-1)。另外,本发明的薄膜和片材是包含具有不同组成的两层或多层的多层薄膜或片材,其中至少一层包含上述烯烃聚合物组合物(D)。
本发明的多层薄膜和片材较好包含一烯烃嵌段共聚物(A-1)层(a)和一热塑性树脂层(c),或包含热塑性树脂层(c)和一上述烯烃聚合物组合物(D)层(d)。
本发明的层压片是包含具有不同组成的两层或多层的多层薄膜或片材,其中至少一层包含上述烯烃嵌段共聚物(A-1)或上述烯烃聚合物组合物(D)。
层压片较好包含:
(a)烯烃嵌段共聚物(A-1)层,和
(c)热塑性树脂层,或者
(c)热塑性树脂层,和
(d)烯烃共聚物组合物(D)层。
在多层薄膜和片材中,构成热塑性树脂层(c)的热塑性树脂的例子包括上述热塑性树脂(C)中的任何一种,例如聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚缩醛、聚苯乙烯、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯、聚苯醚、聚丙烯酸酯或聚氯乙烯,它们可以单独或结合起来使用。
热塑性树脂层(c)较好包含选自聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚缩醛、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)和聚碳酸酯中的至少一种热塑性树脂,更好是聚烯烃、乙烯/含极性基团的乙烯基共聚物、聚酯、聚碳酸酯和聚酰胺中的至少一种热塑性树脂。
聚酯树脂包含:
二羟基化合物单元,它得自脂族二醇如乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,6-己二醇,脂环族二醇如环己烷二甲醇、芳族二羟基化合物如双酚,或上述两种或多种二羟基化合物;和
二羧酸单元,它得自芳族二羧酸如对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二甲酸,脂族二羧酸如草酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、十一烷二羧酸,脂环族二羧酸如六氢对苯二甲酸或上述两种二羧酸。它可以与少量的三价或多价多羟基化合物或多羧酸如三醇、三羧酸共聚合,只要它显示出热塑性即可。
宜使用的热塑性聚酯树脂的例子包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚间苯二甲酸/对苯二甲酸的乙二醇酯共聚物。
聚碳酸酯树脂的例子包括采用已知方法使二羟基化合物与光气或碳酸二苯酯反应而得的各种聚碳酸酯和共聚碳酸酯。
二羟基化合物的例子包括氢醌、间苯二酚、4,4′-二羟基-二苯基甲烷、4,4′-二羟基-二苯基乙烷、4,4′-二羟基-二苯基正丁烷、4,4′-二羟基-二苯基庚烷、4,4′-二羟基-二苯基苯基甲烷、4,4′-二羟基-二苯基-2,2-丙烷(双酚A)、4,4′-二羟基-3,3′-二甲基-二苯基-2,2-丙烷、4,4′-二羟基-3,3′-二苯基-二苯基-2,2-丙烷、4,4′-二羟基-二氯-二苯基-2,2-丙烷、4,4′-二羟基-二苯基-1,1-环戊烷、4,4′-二羟基-二苯基-1,-1环己烷、4,4′-二羟基-二苯基-甲基-苯基甲烷、4,4′-二羟基-二苯基-乙基-苯基甲烷、4,4′-二羟基-二苯基-2,2,2-三氯-1,1-乙烷、2,2′-二羟基联苯、2,6-二羟基萘、4,4′-二羟基二苯醚、4,4′-二羟基-3,3′-二氯二苯醚和4,4′-二羟基-2,5-二乙氧基苯醚。
其中,使用4,4′-二羟基-二苯基-2,2-丙烷(双酚A)制得的聚碳酸酯是较好的,因为它具有优良的机械性能和透明度。
聚酰胺树脂的例子包括采用已知方法将己内酰胺经开环聚合或将二胺和二羧酸经缩聚反应获得的各种聚酰胺和共聚酰胺。其中,宜使用尼龙-6、尼龙-66和亚甲基二胺(methaxylene diamine)-己二酸缩聚物。
聚烯烃的例子包括乙烯聚合物、丙烯聚合物、丁烯聚合物、4-甲基-1-戊烯聚合物、3-甲基-1-丁烯聚合物和己烯聚合物。其中,较好的例子是乙烯聚合物、丙烯聚合物和4-甲基-1-戊烯聚合物。其中,较好的乙烯聚合物是乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物的皂化产物。
乙烯/乙酸乙烯酯共聚物的乙烯含量为15-60mol%,较好为25-50mol%。在190℃时测量的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物的熔体流动速率宜为0.1-500g/10min,较好为0.1-400g/10min,更好为0.1-300g/10min。
另外,宜使用的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物的皂化产物是将乙烯含量为15-60mol%,较好为25-50mol%的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物以不小于50%,较好不小于90%的皂化度进行皂化制得的。当乙烯含量在上述范围内时,树脂几乎不发生热分解,树脂易于进行熔融模塑并且具有优良的伸长性和耐水性,也具有优良的耐透气性。皂化度较好为不小于50%,因为此时的树脂具有优良的耐透气性。
在本发明的层压片中,例如可以在热塑性树脂层(c)和烯烃嵌段共聚物(A-1)层(a)或烯烃共聚物组合物(D)层(d)之间插入马来酐接枝共聚合制得的乙烯聚合物或丙烯聚合物。
本发明的多层薄膜和片材(层压片)可以经任何方法制得。所述方法的例子包括通过同时共挤出各层的材料进行整体成形来模塑膜状或片状层压片的方法,使用多层结构中的一层材料形成膜状或片状层,而后在其上模塑其它层材料的其它层,形成膜状或片状层压片的方法,或者使用各层的材料分别模塑膜状或片材层,然后采用接触粘结、熔合或粘结的方法将各层层压起来的方法。
本发明的层压片宜包含烯烃嵌段共聚物(A-1)层(a)或烯烃共聚物组合物(D)层(d)和(c)热塑性树脂层。关于层压片的制造,用各自的挤出机将用于热塑性树脂层(c)的热塑性树脂(C)和烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃共聚物组合物(D)分别熔融,将它们送入两层或三层状模头中,采用共挤出模塑法进行共挤出,使中间层包含粘合剂树脂组合物,这样就模塑了膜状或片状的层压片。另外,可以采用夹芯层压法,例如预选将热塑性树脂层(c)和烯烃嵌段共聚物(A-1)层(a)或烯烃共聚物组合物(D)层(d)分别模塑,而后将粘合剂树脂组合物熔融挤出到各层之间。
在这些制造方法中,从层间强度来看,共挤出模塑法是较好的。共挤出模塑法的例子是使用扁平模头的T形模法和使用圆口模头的吹胀法。可以采用使用黑盒的单歧管式模头和多歧管式模头中的任何一种作为扁平模头。任何已知的模头都可以用作吹胀法中使用的模头。
层压片中各层的厚度可以按目的用途确定。在片状或膜状层压片中,一般较好的是热塑性树脂层(c)的厚度为0.01-1mm,作为粘合剂的粘合剂层的厚度为0.005-1mm,烯烃嵌段共聚物(A-1)层(a)或烯烃共聚物组合物(D)层(d)的厚度约为0.01-5mm。
包含烯烃嵌段共聚物(A-1)层(a)和热塑性树脂层(c)的本发明层压片可以具有下述结构,例如(a)/(c)两层状结构,层(a)在两侧的(a)/(c)/(a)结构,或具有另一层(x)如聚烯烃层的(a)/(c)/(x)/(c)/(a)、(x)/(a)/(c)或(x)/(c)/(a)结构等。
本发明包含烯烃嵌段共聚物(A-1)层(a)或烯烃共聚物组合物(D)层(d)中至少一层的薄膜或片材适用于诸如农业、搭接、收缩性包装、保护等用途。而且,本发明的薄膜或片材适用于选择性分离膜如分离血液血浆成分的膜、水选择性全蒸发膜、离子交换膜、电池分隔器、光分离膜等。
本发明的片材和薄膜还可应用于包括微胶囊、PTP包装、化学泵和药物释放系统的各种用途。
本发明可以提供具有优良性能如柔韧性、粘合性、防雾性、耐热性等的薄膜和片材。
改性剂
本发明的改性剂包含烯烃嵌段共聚物(A-1)。
改性剂的种类是各种改性剂如用于树脂的改性剂、用于橡胶的改性剂、用于润滑油的改性剂、用于蜡的改性剂、用于水泥的改性剂、用于油墨和油漆的改性剂等,以及分散性改性剂如填料分散性改性剂等。
首先说明用于各种改性剂的改性剂。
在用于各种改性剂的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,PO1链段的重均分子量通常宜不小于2,000,较好为2,000-1,000,000,更好为10,000-800,000,特别好为50,000-500,000。
用于各种改性剂的烯烃嵌段共聚物(A-1)中PO1链段的较好例子是乙烯聚合物如乙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚物;丙烯聚合物如丙烯均聚物和丙烯/α-烯烃共聚物;丁烯聚合物如丁烯均聚物和丁烯/乙烯共聚物;以及4-甲基-1-戊烯聚合物如4-甲基-1-戊烯均聚物。
而且,PO1链段较好包含得自上述线型或支链α-烯烃和上述环烯烃中至少一种的重复单元,更好是选自乙烯聚合物如乙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚物以及丙烯聚合物如丙烯均聚物、丙烯/乙烯共聚物和丙烯/α-烯烃共聚物中的一种,最好是乙烯聚合物。当PO1链段是上述聚合物时,烯烃嵌段共聚物(A-1)在抗冲击性、耐热性和耐天候老化性上具有优良的改进效果。
在用于各种改性剂的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,g1键较好是醚键、酯键或酰胺键,更好是醚键。
在用于各种改性剂的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,B1链段是经链式聚合获得的官能链段,它较好是包含不饱和烃的重复单元和/或杂原子的重复单元的官能链段,更好是经自由基聚合、开环聚合或离子聚合获得的官能链段,特别是经自由基聚合或开环聚合获得的官能链段。
官能链段的例子包括与上述相同的官能链段。PO1链段和B1链段较好各自包含不同的聚合物。
B1链段的重均分子量通常不小于500,较好为500-1,000,000,更好为5,000-800,000,尤其是10,000-500,000。
以烯烃嵌段共聚物(A-1)计,B1链段的含量较好为0.01-99.99重量%,更好为1-99重量%,再好为1-95重量%,特别好为1-92重量%。
用于各种改性剂的烯烃嵌段共聚物(A-1)的熔体流动速率(按ASTM D 1238,在230℃,2.16kg负载下测量的MFR)通常宜为0.01-200g/10min,较好为0.05-100g/10min,更好为0.05-80g/10min。
本发明用于各种改性剂的改性剂可以是包含烯烃嵌段共聚物(A-1)、树脂(e-1)、橡胶(e-2)、用于润滑油的基础材料(e-3)、蜡(e-4)、水泥(e-5)或油墨和涂料(e-6)的烯烃聚合物组合物(F)。
树脂(e-1)
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)作为树脂改性剂或橡胶改性剂的情况下,在使用时可以将共聚物(A-1)与除了共聚物(A-1)外的树脂(e-1)混合。在此所用的树脂(e-1)的例子包括热塑性树脂如聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚缩醛、聚苯乙烯、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯、聚苯醚或聚丙烯酸酯,和热固性树脂如酚树脂、环氧树脂、不饱和聚酯、脲树脂、蜜胺树脂或聚氨酯。其中,热塑性树脂与上述热塑性树脂(C)中所述的那些相同。
酚树脂包括苯酚和甲醛以及作为催化剂的1,6-己二胺的组合。
环氧树脂包括缩水甘油醚和胺的组合,更好是使用双酚A和表氯醇经缩合制得的物质作为缩水甘油醚。
不饱和聚酯包括不饱和二元酸、多价醇和有机过氧化物的组合。较好是使用马来酐或富马酸作为不饱和二元酸,使用乙二醇或丙二醇作为多价醇。
较好是使用脲和甲醛作为脲树脂。
较好是使用蜜胺和甲醛作为蜜胺树脂。
聚氨酯的例子包括甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯和多元醇以及胺催化剂的组合。
上述树脂(e-1)可以单独或以两种或多种结合起来使用。
在将烯烃嵌段共聚物(A-1)与树脂(e-1)混合时,以共聚物(A-1)和树脂(e-1)的总量计,烯烃嵌段共聚物(A-1)的用量较好为5-99重量份,更好为10-99重量份。
橡胶(e-2)
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)作为树脂改性剂或橡胶改性剂的情况下,在使用时可以将共聚物(A-1)与橡胶(e-2)混合。在此所用的橡胶(e-2)的例子包括交联橡胶如天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯/丁二烯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、丙烯腈/丁二烯橡胶(NBR)、丁基橡胶(IIR)、乙烯/丙烯橡胶(EPM、EPDM)、氯磺化聚乙烯(CSM)、丙烯酸类橡胶(ACM、ANM等)、表氯醇橡胶(CO、ECO等)、硅橡胶(Q)或氟橡胶(FKM等);和热塑性橡胶如苯乙烯、烯烃、聚氨酯、酯、酰胺或氯乙烯橡胶。
较好是使用天然橡胶和二烯橡胶如丁二烯橡胶或苯乙烯/丁二烯橡胶作为橡胶。
上述橡胶(e-2)可以单独或以两种或多种结合起来使用。
在将烯烃嵌段共聚物(A-1)与橡胶(e-2)混合时,以共聚物(A-1)和橡胶(e-2)的总量计,烯烃嵌段共聚物(A-1)的用量较好为10-99重量份,更好为20-99重量份。
润滑油的基础材料(e-3)
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)作为润滑油的改性剂的情况下,在使用时可以将共聚物(A-1)与润滑油的基础材料(e-3)混合。在此所用的润滑油的基础材料(e-3)的例子包括矿物油,聚-α-烯烃二酯如多元醇酯、邻苯二甲酸二辛酯或癸二酸二辛酯,合成油如聚亚烷基二醇。较好是使用矿物油或矿物油与合成油的混合物。矿物油一般在提纯过程如脱蜡等后使用。矿物油由于提纯方法而有几种类型。一般来说,使用含0.5-10%蜡组分的矿物油。另外,可以使用在40℃时的动态粘度为10-200 cSt的矿物油。
上述润滑油的基础材料(e-3)可以单独或以两种或多种结合起来使用。
在将烯烃嵌段共聚物(A-1)与润滑油的基础材料(e-3)混合时,以共聚物(A-1)和润滑油的基础材料(e-3)的总量计,烯烃嵌段共聚物(A-1)的用量较好为5-99重量份,更好为10-99重量份。
包含含烯烃嵌段共聚物(A-1)和润滑油的基础材料(e-3)的烯烃聚合物组合物(F)的改性剂在耐热性、低温性能、高温润滑性和分散性上具有优良的改进效果。
蜡(e-4)
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)作为蜡改性剂的情况下,在使用时可以将共聚物(A-1)与蜡(e-4)混合。在此所用的蜡(e-4)的例子包括矿物蜡如褐煤蜡、泥煤蜡、地蜡/微晶蜡、石油蜡等,合成蜡如聚乙烯、Fischer-Tropsch蜡、化学改性的烃蜡、取代的酰胺蜡等,植物蜡和动物蜡。
在上述蜡中,合成蜡如聚乙烯和化学改性的烃蜡是较好的。
上述蜡(e-4)可以单独或以两种或多种结合起来使用。
在将烯烃嵌段共聚物(A-1)与蜡(e-4)混合时,以共聚物(A-1)和蜡(e-4)的总量计,烯烃嵌段共聚物(A-1)的用量较好为10-99重量份,更好为20-99重量份。
包含烯烃嵌段共聚物(A-1)和蜡(e-4)的烯烃聚合物组合物(F)的改性剂在耐热性、低温性能和分散性上具有优良的改进效果。
水泥(e-5)
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)作为水泥改性剂的情况下,在使用时可以将共聚物(A-1)与水泥(e-5)混合。在此所用的水泥(e-5)的例子包括气固型水泥如石灰、石膏或镁氧水泥;水硬性水泥如罗马水泥、天然水泥、Portland水泥、高铝水泥、高硫酸盐矿渣水泥等,以及特种水泥如防酸水泥、耐火水泥、水玻璃水泥、牙科水泥等。
上述水泥(e-5)可以单独或以两种或多种结合起来使用。
在将烯烃嵌段共聚物(A-1)与水泥(e-5)混合时,以共聚物(A-1)和水泥(e-5)的总量计,烯烃嵌段共聚物(A-1)的用量较好为0.5-99重量份,更好为1-99重量份。
包含烯烃嵌段共聚物(A-1)和水泥(e-5)的烯烃聚合物组合物(F)的改性剂在抗冲击性和刚性上具有优良的改进效果。
油墨和涂料(e-6)
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)作为油墨和油漆的改性剂的情况下,在使用时可以将共聚物(A-1)与油墨和涂料(e-6)混合。在此所用的油墨和涂料(e-6)的例子包括油墨如凸版印刷油墨、石版印刷油墨、橡皮版印刷油墨、凹版印刷油墨等,油漆、纤维素衍生物油漆、合成树脂涂料、水性烘漆、粉末状水性涂料、日本漆和其它特种涂料。
上述油墨和涂料(e-6)可以单独或以两种或多种结合起来使用。
在将烯烃嵌段共聚物(A-1)与油墨和涂料(e-6)混合时,以共聚物(A-1)和油墨和涂料(e-6)的总量计,烯烃嵌段共聚物(A-1)的用量较好为0.5-99重量份,更好为1-99重量份。
包含烯烃嵌段共聚物(A-1)和油墨和涂料(e-6)的烯烃聚合物组合物(F)的改性剂在耐热性、分散性和附着性上具有优良的改进效果。
除了烯烃嵌段共聚物(A-1)、热塑性树脂(e-1)、橡胶(e-2)、用于润滑油的基础材料(e-3)、蜡(e-4)、水泥(e-5)或油墨和油漆(e-6)外,烯烃聚合物组合物(F)还可以包含常规已知的组分如交联剂、填料、交联改进剂、交联助剂、软化剂、增粘剂、抗老化剂、发泡剂、加工助剂、粘合赋予剂、无机填料、有机填料、结晶成核剂、热稳定剂、天候稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、着色剂、润滑剂、阻燃剂、防起霜剂、防锈剂、洗涤剂、消泡剂、抗负载添加剂、分散剂、干燥剂、中和剂等。烯烃聚合物组合物还可以与外来材料如增强纤维混合。交联剂、交联促进剂、交联助剂、软化剂、增粘剂、抗老化剂、发泡剂、加工助剂、粘合赋予剂、无机填料、有机填料和结晶成核剂的例子与上述的相同。交联剂和交联促进剂的加入量与上述的范围相同。
交联剂的加入量在上述范围内,以便适当地进行烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(F)的交联,这样,所得的交联产物就具有优良的橡胶性能如应变回复、冲击回弹性等以及优良的机械强度。在对其进行模塑的挤出片中,模塑片不具有表面粗糙度并且具有优良的外观,而且,烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(F)的分子量几乎不降低,组合物(模塑制品)具有优良机械强度的倾向。
与只经常规熔融捏合获得的组合物相比,交联处理过的组合物具有明显的橡胶性能如优良的拉伸强度和撕裂强度、低的表面硬度和低的永久应变,并且还具有象弹性体那样优良的均衡物理性能。
在从包含交联剂的未交联组合物制备交联产物时,采用与普通橡胶交联相同的方式,预先制备包含交联剂的未交联组合物,然后将组合物模塑成所需的形状,接着在加热下使其发生交联。
按下述方式确定组合物是否交联,在沸腾二甲苯中使组合物沸腾4小时或更长的时间,用400目的金属网过滤,获得残余物,以100重量份组合物计,残余物的量为10重量份或更多或没有达到来判断其交联。
与烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(F)混合所用的无机填料的例子包括粉末状填料如天然硅酸或硅酸盐如细粉状滑石、高岭土、煅烧粘土、叶蜡石、丝云母、硅灰石等,碳酸盐如沉淀碳酸钙、研磨石灰石、碳酸镁等,氢氧化物如氢氧化铝、氢氧化镁等,氧化物如氧化锌、锌白、氧化镁等,合成硅酸或硅酸盐如含水的硅酸钙、含水的硅酸铝、含水的硅酸、无水硅酸等;
薄片填料如云母等;
纤维状填料如碱性硫酸镁晶须、钛酸钙晶须、硼酸铝晶须、海泡石、PMF(加工矿物纤维)、硬硅钙石、钛酸钾、硅磷灰石等;和
球状填料如玻璃球、飞灰球等。
在本发明中,其中,较好是使用滑石,尤其是平均粒径为0.01-10μm的细粉状滑石。
可以对本发明所用的无机填料,尤其是滑石不进行处理或预先经表面处理。表面处理的例子包括使用处理剂如硅烷偶联剂、高级脂肪酸、脂肪酸的金属盐、不饱和有机酸、有机钛酸盐、树脂酸、聚乙二醇等进行的化学或物理处理。
上述无机填料可以两种或多种结合起来使用。
另外,在本发明中,有机填料如高苯乙烯、木素、再生橡胶等可以与这些无机填料一起使用。
(用途)
烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(F)可用于各种改性用途,例如树脂改性剂、橡胶改性剂、润滑油改性剂、蜡改性剂、水泥改性剂、油墨和涂料改性剂等。
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(F)作为树脂改性剂的情况下,烯烃嵌段共聚物(A-1)和包含共聚物(A-1)的烯烃聚合物组合物(F)宜包含:
PO1链段,它较好是α-烯烃聚合物,更好是α-烯烃均聚物、乙烯和含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物(乙烯单元与α-烯烃单元的摩尔比为99/1-60/40)、丙烯/乙烯共聚物(丙烯单元与乙烯单元的摩尔比为99/1-70/30)或丙烯和含4个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物(丙烯单元与α-烯烃单元的摩尔比为99/1-70/30),
g1键,它是醚键或酰胺键,和
B1链段,它较好是从(甲基)丙烯酸或其酯获得的聚合物、从芳族乙烯基化合物或聚亚烷基二醇获得的聚合物。
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(F)作为树脂改性剂的情况下,以共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(F)和改性树脂的总量计,烯烃嵌段共聚物(A-1)的用量较好为1-50重量%。
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(F)作为橡胶改性剂的情况下,烯烃嵌段共聚物(A-1)和包含共聚物(A-1)的烯烃聚合物组合物(F)宜包含:
PO1链段,它较好是α-烯烃/共轭多烯共聚物或α-烯烃/非共轭多烯共聚物,更好是乙烯、含3个或更多个碳原子的α-烯烃和非共轭多烯的共聚物(乙烯单元与α-烯烃单元的摩尔比为95/5-55/45),
g1键,它是醚键或酰胺键,和
B1链段,它较好是从芳族乙烯基化合物获得的聚合物,或从含杂环化合物残基的乙烯基化合物获得的聚合物或共聚物。
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(F)作为橡胶改性剂的情况下,以共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(F)和改性橡胶的总量计,烯烃嵌段共聚物(A-1)的用量较好为3-50重量%。
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(F)作为润滑油改性剂的情况下,烯烃嵌段共聚物(A-1)和包含共聚物(A-1)的烯烃聚合物组合物(F)宜包含:
PO1链段,它较好是α-烯烃共聚物,更好是乙烯和含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物(乙烯单元与α-烯烃单元的摩尔比为95/5-50/50),
g1键,它是醚键或酰胺键,和
B1链段,它较好是从(甲基)丙烯酸或其酯获得的聚合物。
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(F)作为润滑油改性剂的情况下,以共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(F)和改性润滑油的总量计,烯烃嵌段共聚物(A-1)的用量较好为0.5-20重量%。
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(F)作为蜡改性剂的情况下,烯烃嵌段共聚物(A-1)和包含共聚物(A-1)的烯烃聚合物组合物(F)宜包含:
PO1链段,它较好是α-烯烃聚合物,更好是α-烯烃均聚物、乙烯和含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物(乙烯单元与α-烯烃单元的摩尔比为99/1-75/25)、丙烯/乙烯共聚物(丙烯单元与乙烯单元的摩尔比为99/1-70/30)或丙烯和含4个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物(丙烯单元与α-烯烃单元的摩尔比为99/1-70/30),
g1键,它是醚键或酰胺键,和
B1链段,它较好是从(甲基)丙烯酸或其酯获得的聚合物、从芳族乙烯基化合物或聚亚烷基二醇获得的聚合物。
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(F)作为蜡改性剂的情况下,以共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(F)和改性蜡的总量计,烯烃嵌段共聚物(A-1)的用量较好为0.5-50重量%。
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(F)作为水泥改性剂的情况下,烯烃嵌段共聚物(A-1)和包含共聚物(A-1)的烯烃聚合物组合物(F)宜包含:
PO1链段,它较好是α-烯烃均聚物、乙烯和含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物(乙烯单元与α-烯烃单元的摩尔比为99/1-60/40)、丙烯/乙烯共聚物(丙烯单元与乙烯单元的摩尔比为99/1-70/30)或丙烯和含4个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物(丙烯单元与α-烯烃单元的摩尔比为99/1-70/30),
g1键,它是醚键或酰胺键,和
B1链段,它较好是从(甲基)丙烯酸或其酯或聚亚烷基二醇获得的聚合物。
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(F)作为水泥改性剂的情况下,以共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(F)和改性水泥的总量计,烯烃嵌段共聚物(A-1)的用量较好为0.2-30重量%。
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(F)作为油墨和涂料改性剂的情况下,烯烃嵌段共聚物(A-1)和包含共聚物(A-1)的烯烃聚合物组合物(F)宜包含:
PO1链段,它较好是α-烯烃聚合物,更好是α-烯烃均聚物、乙烯和含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物(乙烯单元与α-烯烃单元的摩尔比为99/1-60/40)、丙烯/乙烯共聚物(丙烯单元与乙烯单元的摩尔比为99/1-70/30)或丙烯和含4个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚物(丙烯单元与α-烯烃单元的摩尔比为99/1-70/30),
g1键,它是醚键或酰胺键,和
B1链段,它较好是从芳族乙烯基化合物获得的聚合物或从(甲基)丙烯酸或其酯获得的聚合物。
在使用烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(F)作为油墨和涂料改性剂的情况下,以共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(F)和改性油墨或涂料的总量计,烯烃嵌段共聚物(A-1)的用量较好为0.1-20重量%。
填料分散性改性剂
下面说明填料分散性改性剂。本发明的填料分散性改性剂包含上述烯烃嵌段共聚物(A-1)。
在作为填料分散性改性剂的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,PO1链段的重均分子量通常宜不小于2,000,较好为2,000-1,000,000,更好为2,000-500,000,特别好为5,000-100,000。
作为填料分散性改性剂的烯烃嵌段共聚物(A-1)中PO1链段的较好例子是乙烯聚合物如乙烯均聚物或乙烯/α-烯烃共聚物;丙烯聚合物如丙烯均聚物或丙烯/α-烯烃共聚物;丁烯聚合物如丁烯均聚物或丁烯/乙烯共聚物;以及4-甲基-1-戊烯聚合物如4-甲基-1-戊烯均聚物等。
作为填料分散性改性剂的烯烃嵌段共聚物(A-1)中的g1键较好是醚键、酯键或酰胺键,再好是醚键。
作为填料分散性改性剂的烯烃嵌段共聚物(A-1)中的B1链段是经链式聚合获得的官能链段,它较好是包含不饱和烃的重复单元和/或杂原子的重复单元的官能链段,更好是经自由基聚合、开环聚合或离子聚合获得的官能链段,特别是经自由基聚合或开环聚合获得的官能链段。
官能链段的例子包括与上述相同的官能链段。PO1链段和B1链段较好是分别包含不同的聚合物。
B1链段的重均分子量通常不小于500,较好为500-1,000,000,更好为500-500,000,再好为1,000-500,000。
以烯烃嵌段共聚物(A-1)计,B1链段的含量较好为0.01-99.99重量%,更好为1-99重量%,再好为1-95重量%,特别好为5-90重量%。
作为填料分散性改性剂的烯烃嵌段共聚物(A-1)的熔体流动速率(按ASTM D1238,在230℃,2.16kg负载下测量的MFR)通常为0.01-2000g/10min,较好为0.05-1000g/10min,更好为0.1-1000g/10min。
具体来说,在烯烃嵌段共聚物(A-1)中,
PO1链段较好是聚丙烯、聚乙烯、乙烯与含3个或更多个碳原子的α-烯烃的无规共聚物或丙烯与含4个或更多个碳原子的α-烯烃的无规共聚物,更好是包含选自乙烯和含4个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚单体的含量小于10mol%的聚丙烯,包含选自含3个或更多个碳原子的α-烯烃的共聚单体的含量小于10mol%的聚乙烯,乙烯含量为10-90mol%并且含3个或更多个碳原子的α-烯烃含量为90-10mol%的无规共聚物,或丙烯含量为10-90mol%并且含4个或更多个碳原子的α-烯烃含量为90-10mol%的无规共聚物,
g1键较好是醚键或酯键,和
B1链段较好是溶解度参数δ(cal/cm)0.5为9或更大,较好为10或更大的链段。溶解度参数δ(cal/cm)0.5为9或更大的链段的例子包括聚甲基丙烯酸乙酯、聚丙烯酸甲酯和聚-ε-己内酰胺。
采用已知的方法或数据库如《聚合物手册》,第4版,VII,p675限定聚合物链的主要结构就能容易地确定溶解度参数。从填料的分散性和与填料的亲和力来看,烯烃嵌段共聚物(A-1)宜含有:PO1链段,它是乙烯/α-烯烃共聚物或聚丙烯,g1键,它是醚键,B1链段,它是聚甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯/马来酐共聚物或尼龙-6。
更具体地说,作为填料分散性改性剂的烯烃嵌段共聚物(A-1)的较好例子包括:
这样一种嵌段共聚物,其中的PO1链段是乙烯/丙烯共聚物(丙烯含量:10-90mol%,Mw:2,000-500,000),g1键是醚键,B1链段是聚甲基丙烯酸乙酯(Mw:500-500,000),
这样一种嵌段共聚物,其中的PO1链段是聚丙烯(Mw:2,000-500,000),g1键是醚键,B1链段是苯乙烯/马来酐共聚物(Mw:500-500,000),和
这样一种嵌段共聚物,其中的PO1链段是聚丙烯(Mw:2,000-500,000),g1键是醚键,B1链段是尼龙-6(Mw:500-500,000)。
上述烯烃嵌段共聚物(A-1)的填料分散性改性剂例如可用于将热塑性树脂与填料的混合。热塑性树脂的例子包括上述热塑性树脂(C),较好是聚烯烃。
对填料分散性改性剂的加入量并无特别的限制,以100重量份热塑性树脂计,所述加入量例如为0.01-100重量份,较好为0.1-20重量份。
本发明的填料分散性改性剂与填料的亲和力高,这样,它们就可改进填料的分散性。使用这种填料分散性改性剂,就可以改进包含填料的热塑性树脂组合物的机械性能,包括刚性、硬度、耐热性、抗冲击性和伸长率。
(含填料的树脂组合物)
本发明含填料的树脂组合物包含烯烃嵌段共聚物(A-1)和下述填料。
本发明所用的填料是无机填料和有机填料。
所用无机填料的例子较好包括二氧化硅、硅藻土、氧化铝、氧化钛、氧化镁、浮石粉末、浮石气球、氢氧化铝、氢氧化镁、碱性碳酸镁、白云石、硫酸钙、钛酸钙、硫酸钡、亚硫酸钙、滑石、粘土、云母、石棉、玻璃纤维、玻璃片、玻璃珠、硅酸钙、蒙脱石、膨润土、硼纤维、碳纤维、炭黑、碳纳米纤维、铝粉和硫化钼。它们的进一步例子包括将上述无机填料与有机物经化学键合制得的填料。
所用有机填料的例子较好包括纤维如所有的芳族聚酰胺纤维、脂族聚酰胺纤维、聚酯纤维和纤维素纤维,以及细小分散体如液晶聚酯和聚酰胺。
在这些填料中,层状化合物是较好的,另外,对分散介质如水和醇具有膨胀性或分裂性的页硅酸盐是更好的。
页硅酸盐分成下述两种类型,即具有两层状结构的类型和具有三层状结构的类型,所述两层状结构包含二氧化硅四面体层和在其上面的具有铝或镁中心金属的八面体层,所述三层状结构包含两层二氧化硅四面体层和在它们之间的具有铝或镁中心金属的八面体层。前一具有两层状结构的页硅酸盐例如是高岭土、叶蛇纹石等,后一具有三层状结构的页硅酸盐例如是绿土、蛭石、云母等,它们在各层之间存在有不同数目的阳离子。
页硅酸盐的具体例子包括高岭石、地开石、珍珠陶土、多水高岭土、叶蛇纹石、纤蛇纹石、叶蜡石、蒙脱石、贝得石、囊脱石、滑石粉、锌蒙脱石、富镁蒙脱石、锂蒙脱石、四甲硅烷基云母、带云母钠、白云母、云母氟化物(micafluoride)、珍珠云母、滑石、蛭石、金云母、绿脆云母和绿泥石。
另外,在本发明中,那些用有机物处理页硅酸盐制得的物质(下面有时称为“有机改性的硅酸盐”)也可用作页硅酸盐。
在上述页硅酸盐中,从膨胀性和分裂性来看,适用于用有机物处理的页硅酸盐较好是绿土、蛭石和云母,更好是绿土。绿土的例子包括蒙脱石、贝得石、囊脱石、滑石粉、锌蒙脱石、富镁蒙脱石和锂蒙脱石。
有机改性的硅酸盐例如可经下述方法制得,将页硅酸盐浸在分散介质中,使其膨胀或分裂,并使页硅酸盐层之间存在的离子有机化。
用于膨胀或分裂页硅酸盐的分散介质的例子包括醇如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇或二甘醇,水,二甲基甲酰胺,二甲基亚砜和丙酮,较好是醇如甲醇和水。
这样膨胀或分裂的页硅酸盐使层间离子有机化。当层间离子是阳离子诸如钠离子时,较好是用有机铵离子交换阳离子。用于交换反应的化合物的例子包括12-氨基十二烷酸、氯化二甲基二(十八烷基)铵等。
本发明含填料的树脂组合物包含通常为10-90重量份,较好为20-80重量份的烯烃嵌段共聚物(A-1)和通常为90-10重量份,较好为80-20重量份的填料。
本发明含填料的树脂组合物可以包含两种或多种烯烃嵌段共聚物和两种或多种填料。
本发明含填料的树脂组合物还可以包含适当比例的上述热塑性树脂(C)、成核剂和用于其它合成树脂的常规已知的添加剂。热塑性树脂(C)可以单独或以两种或多种结合起来使用。
对加入量并无特别的限制,例如,以100重量份热塑性树脂(C)计,通常使用0.01-150重量份烯烃嵌段共聚物(A-1)和0.01-300重量份填料。较好是使用0.1-20重量份烯烃嵌段共聚物(A-1)和0.1-40重量份填料。再好是使用0.5-10重量份烯烃嵌段共聚物(A-1)和0.5-20重量份填料。
在将含填料的树脂化合物与热塑性树脂混合的情况下,以100重量份热塑性树脂计,含填料的树脂化合物的用量为0.01-450重量份,较好为0.1-60重量份,更好为1-30重量份。
(制备含填料的树脂组合物的方法)
本发明含填料的树脂组合物可以通过将烯烃嵌段共聚物(A-1)和填料混合而制得。
所有的混合方法都可以使用作为将它们混合的方法。其例子包括将烯烃嵌段共聚物(A-1)和填料分散在溶剂,然后除去溶剂的方法,使用诸如辊、挤出机或Brabender等装置将烯烃嵌段共聚物(A-1)和填料熔融混合的方法,和使用Henschel混合机或螺带式混合机以粉末状态将烯烃嵌段共聚物(A-1)和填料混合的方法。
另外,作为制备含填料的树脂组合物的方法,可以述及的有这样一种方法,将含2-20个碳原子的烯烃进行聚合或共聚合,然后在上述聚合制得的所得聚烯烃和填料存在下,将可链式聚合的单体如可自由基聚合的单体、可开环聚合的单体或可离子聚合的单体进行聚合或共聚合。在上述制备烯烃嵌段共聚物(A-1)的方法中,在填料存在下进行自由基聚合、开环聚合或离子聚合。
该方法所用的填料较好是具有膨胀性和分裂性的层状化合物,更好是有机改性的硅酸盐,特别好是含有用有机铵离子交换的层间离子的有机改性的硅酸盐。可以用可自由基聚合的单体或可开环聚合的单体或聚合溶剂如甲苯、二甲苯、己烷和癸烷浸渍在此所用的有机改性的硅酸盐。
填料非常好地分散在烯烃嵌段共聚物(A-1)中的经上述方法制得的含填料的树脂组合物在烯烃嵌段共聚物(A-1)和填料之间具有优良的界面粘合性,并且具有优良的物理性能如弹性模量和耐热性。
(用途)
本发明的填料分散性改性剂可用于包含填料的热塑性树脂和热固性树脂,较好可用于聚烯烃。
另外,包含填料分散性改性剂的热塑性树脂和热固性树脂组合物和含填料的树脂组合物,根据本发明可以采用所有已知的方法来模塑。
例如,压延模塑、挤出成型、注塑、吹塑、压模、冲压模塑等方法都可以用来制备它们。
挤出成型可用来模塑片材或薄膜(未拉伸)、管材、管件或电线。
拉伸的薄膜可以通过采用如拉幅机法(纵向-横向拉伸、横向-纵向拉伸)、双轴共拉伸法或单轴拉伸法对上述挤出的片或挤出的膜(未拉伸)进行拉伸而制得,另外,吹胀膜可以按相同的方式制得。
长丝例如可以通过喷丝头挤出熔融的组合物而制得。
注塑制品可以通过采用常规已知的注塑设备在已知的条件下将组合物注塑成各种形状而制得。
吹塑制品可以通过采用常规已知的吹塑设备在已知的条件下制得。
冲压模塑制品可以采用冲压模塑法制得。
经上述方法制得的模塑制品具有从家庭使用到工业使用的广泛用途。采用这些方法制得的模塑制品例如是电气部件、电子部件、汽车部件、机械机器部件、食品容器、薄膜、片材、纤维等。
其例子包括办公用具和OA机如打印机、个人电脑、文字处理机、键盘、PDA(个人数字辅助)、电话机、传真机、复印机、ECR(电子现金电阻器)、电子计算器、电子袋式笔记簿、电子字典、卡片、支架、固定用具等;
家用电器如洗衣机、电冰箱、真空清洁器、微波炉、电灯、游戏机、熨斗、kotatsu等;
AV器具如TV、VTR、视频照相机、组合磁带录音机和无线电收音机、磁带录音机、迷你光盘、CD机、扬声器、液晶显示器等;
电气和电子部件以及通讯设备如连接器、继电器、电容器、开关、印刷电路板、绕线筒、半导体密封材料、电线、电缆、变压器(trans)、偏转线圈(deflected yoke)、分配板、手表等。
其进一步例子还包括用于下述物质的材料,汽车、车辆、轮船、飞机和建筑如座位(垫子、表面织物等)、带、天花板织物、可变顶部件、手臂托架、门饰、背面包装盘、地毯、垫子、日光面罩、轮子覆盖物、床垫覆盖物、气袋、隔离板、衣架、衣架带、电线覆盖材料、电绝缘器、涂料、涂覆材料、饰面材料、地板材料、角落墙壁、甲板、覆盖物、薄板、天花板、分隔板、侧面墙壁、地毯、墙纸、墙壁材料、饰面材料、内部材料、屋顶材料、隔音板、隔热板、窗户材料;和
日用和运动物品如衣服、窗帘、床单、薄板、合成纤维板、地毯、门垫、床单、水桶、软管、容器、眼镜、袋子、盒子、护目境、滑雪板、球拍、帐篷、乐器等。
其还有的例子包括用于洗发水或洗涤剂的瓶、用于可食用油或酱油的调味瓶、用于饮料如矿泉水或果汁的瓶、午餐盒、耐热容器如chawan-mushi碗、餐具如碟子、筷子等,以及其它各种食品容器、包装膜和包装袋。
与常规已知的聚烯烃相比,本发明的填料分散性改性剂与填料具有较高的亲和力,因而能提高填料的分散性。
本发明含填料的树脂组合物具有机械性能如刚性、硬度、耐热性、抗冲击性和伸长性。而且,本发明含填料的树脂组合物特别对聚烯烃具有高的分散性。即使少量的本发明含填料的树脂组合物与树脂如聚烯烃混合,聚烯烃的机械性能也能得到改进。例如,当含填料的树脂组合物用于注塑的聚丙烯合金、用于电线的乙烯/丙烯橡胶或聚乙烯时,其模塑性得到改进,并且机械性能如刚性、硬度、耐热性、抗冲击性和伸长性也得到改进。
按本发明制备含填料的树脂组合物的方法,填料细小地分散在树脂中,从而可以制得在填料和树脂之间具有优良亲和力的组合物。即使在聚烯烃树脂中加入少量这样制得的组合物,其机械性能也可以得到改进。
分散体
本发明的分散体包含分散在液相中的上述烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)。
分散体可以包括其中的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)分散在水中的水性树脂分散体,和其中的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)分散在有机介质中的油性树脂分散体。
水性树脂分散体
首先说明水性树脂分散体。
在水性树脂分散体中,烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)分散在水中。
在用于水性树脂分散体的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,PO1链段的重均分子量通常宜不小于2,000,较好为2,000-1,000,000,更好为10,000-800,000,特别好为50,000-500,000。
PO1链段的较好例子是乙烯聚合物如乙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚物;丙烯聚合物如丙烯均聚物和丙烯/α-烯烃共聚物;丁烯聚合物如丁烯均聚物和丁烯/乙烯共聚物;以及4-甲基-1-戊烯聚合物如4-甲基-1-戊烯均聚物。
在用于水性树脂分散体的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,g1键较好是醚键、酯键或酰胺键,再好是醚键。
在用于水性树脂分散体的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,B1链段是经链式聚合获得的官能链段,它较好是包含不饱和烃的重复单元和/或杂原子的重复单元的官能链段,更好是经自由基聚合、开环聚合或离子聚合获得的官能链段,特别是经自由基聚合或开环聚合获得的官能链段。
官能链段的例子包括与上述相同的官能链段。PO1链段和B1链段较好包含彼此不同的聚合物。
B1链段的重均分子量通常不小于500,较好为500-1,000,000,更好为2,000-800,000,再好为10,000-500,000。
以烯烃嵌段共聚物(A-1)计,B1链段的含量较好为0.01-99.99重量%,更好为1-99重量%,再好为1-95重量%,特别好为1-90重量%。
用于水性树脂分散体的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)的熔体流动速率(按ASTM D 1238,在230℃,2.16kg负载下测量的MFR)通常为0.01-200g/10min,较好为0.05-100g/10min,更好为0.05-80g/10min。
从与聚烯烃的良好水分散性和优良热封性来看,用于水性树脂分散体的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)宜包含:
PO1链段,它是乙烯均聚物、乙烯和含3-20个碳原子的α-烯烃的无规共聚物(含3-20个碳原子的α-烯烃含量:小于10mol%)、丙烯均聚物、丙烯/乙烯无规共聚物(乙烯含量:小于10mol%)、丙烯和含4-20个碳原子的α-烯烃的无规共聚物(含4-20个碳原子的α-烯烃含量:小于10mol%)、乙烯和含3-20个碳原子的α-烯烃的无规共聚物(乙烯含量:10-90mol%,含3-20个碳原子的α-烯烃含量:90-10mol%)或丙烯和含4个或更多个碳原子的α-烯烃的无规共聚物(丙烯含量:10-90mol%,含4-20个碳原子的α-烯烃含量:90-10mol%),和
B1链段,它是(甲基)丙烯酸和其衍生物的均聚物如聚甲基丙烯酸甲酯,选自(甲基)丙烯酸和其衍生物中至少两种单体的共聚物,含2-4个碳原子的聚亚烷基二醇如聚乙二醇或聚丙二醇,聚乙烯醇或聚(甲基)丙烯酸羟烷基酯如聚(甲基丙烯酸2-羟烷基酯)。
更具体地说,烯烃嵌段共聚物(A-1)的较好例子包括:
这样一种嵌段共聚物,其中的PO1链段是聚乙烯(Mw:2,000-1,000,000),g1键是醚键,B1链段是聚乙二醇(Mw:500-1,000,000),
这样一种嵌段共聚物,其中的PO1链段是聚乙烯(Mw:2,000-1,000,000),g1键是醚键,B1链段是聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(Mw:500-1,000,000),
这样一种嵌段共聚物,其中的PO1链段是聚乙烯(Mw:2,000-1,000,000),g1键是醚键,B1链段是聚乙烯醇(Mw:500-1,000,000),
这样一种嵌段共聚物,其中的PO1链段是聚丙烯(Mw:2,000-1,000,000),g1键是醚键,B1链段是聚乙二醇(Mw:500-1,000,000),
这样一种嵌段共聚物,其中的PO1链段是乙烯/丁烯共聚物(丁烯含量:0.1-30mol%,Mw:2,000-1,000,000),g1键是醚键,B1链段是聚乙二醇(Mw:500一1,000,000),
这样一种嵌段共聚物,其中的PO1链段是均聚丙烯(Mw:2,000-1,000,000),g1键是醚键,B1链段是聚(丙烯酸羟乙酯)(Mw:500-1,000,000),
这样一种嵌段共聚物,其中的PO1链段是LLDPE(Mw:2,000-1,000,000),g1键是醚键,B1链段是聚(乙烯基吡咯烷酮)(Mw:500-1,000,000),和
这样一种嵌段共聚物,其中的PO1链段是乙烯/辛烯共聚物(Mw:2,000-1,000,000),g1键是醚键,B1链段是聚(丙烯酰胺)(Mw:500-1,000,000)。
与使用用极性单体改性聚烯烃制得的常规已知的改性聚烯烃相比,使用上述烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)可以制得分散粒径较小并且粒度分布较窄的分散体。
本发明的水性树脂分散体包含分散在水中的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)。
在不损害本发明目的的限度内,本发明的水性树脂分散体任选地可以包含改性聚烯烃和/或表面活性剂。
(改性聚烯烃)
改性聚烯烃经下述方法制得,用烯键式不饱和羧酸化合物接枝改性由含2-20个碳原子的α-烯烃制得的聚合物。
作为改性聚烯烃原料的聚烯烃(原料聚烯烃)的粘均分子量通常为1,000-50,000,较好为2,000-30,000,更好为5,000-10,000。而且,为了获得良好的乳化效果,在180℃时测量该聚烯烃的熔体粘度通常为10-5,000cps,较好为20-2,000cps,更好为30-1,000cps。
这种原料聚烯烃可以采用常规已知的各种方法制得。其例子包括使用上述过渡金属催化剂如金属茂催化剂使α-烯烃聚合从而具有所规定的分子量的方法,和使用过渡金属催化剂使具有高分子量的聚烯烃聚合而后在加热下降解的方法。
在接枝改性原料聚烯烃时所用的烯键式不饱和羧酸化合物包括在分子中具有烯键式不饱和键的化合物,它包括羧酸和羧酸酐以及这些化合物的衍生物。
其例子包括:
烯键式不饱和羧酸如丙烯酸、甲基丙烯酸、α-乙基丙烯酸、马来酸、富马酸、衣康酸、柠康酸、四氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸、内顺式-二环[2,2,1]庚-5-烯-2,3-二羧酸(nadic acidTM)或甲基-内顺式-二环[2,2,1]庚-5-烯-2,3-二羧酸(甲基nadic acidTM),和
烯键式不饱和羧酸衍生物如它们的酰基卤、酰胺、酰亚胺、酸酐或酯。烯键式不饱和羧酸衍生物的例子包括马来酰氯、马来酰亚胺、马来酐、柠康酐、马来酸单甲酯和马来酸二甲酯。
其中,较好是丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酐、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯。
这些烯键式不饱和羧酸化合物可以单独或以两种或多种结合起来使用,而且在不损害本发明效果的限度内它可以与其它单体结合起来使用。
与烯键式不饱和羧酸化合物结合起来使用的单体的例子包括:
含氨基的烯键式不饱和化合物如丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸氨基丙酯、N,N-二甲基氨基丙基丙烯酰胺或氨基苯乙烯;
含羟基的烯键式不饱和化合物如丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯或烯丙醇;和
苯乙烯烃化合物如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、间乙基苯乙烯、对乙基苯乙烯、邻异丙基苯乙烯、间异丙基苯乙烯或对异丙基苯乙烯。
在所有接枝单体组分中所含的烯键式不饱和羧酸化合物的比例较好不小于50。
改性聚烯烃的制备可以按已知的方法如在JP-B-52-22988/1977中所述的方法进行。
具体来说,在高于其软化点的温度下,在加热下使原料聚烯烃熔化,同时滴加入烯键式不饱和羧酸化合物和过氧化物,在持续搅拌下进行接枝聚合。
改性聚烯烃的粘均分子量通常为1,000-50,000,较好为2,000-20,000,更好为5,000-10,000。
每100克改性聚烯烃,在改性聚烯烃中所含的烯键式不饱和羧酸化合物单元的量通常为1.0×10-3至0.2当量摩尔,较好为5.0×10-3至0.15当量摩尔,更好为0.01-0.1当量摩尔。
改性聚烯烃可以单独或以两种或多种结合起来使用。
(表面活性剂)
表面活性剂的例子包括:
磺酸或碳酸型阴离子型表面活性剂如烷基萘磺酸盐、萘磺酸甲醛缩合物的Na盐、甲酚/薛佛酸(schaffer acid)甲醛缩合物的Na盐、烷基二苯醚二磺酸的Na盐、木质磺酸的Ca盐、蜜胺树脂(melanin resin)磺酸的Na盐、特种聚丙烯酸酯、葡糖酸盐、烯烃/马来酸盐共聚物、羧甲基纤维素的Na盐、金属皂(Zn、Al、Na或K盐)、油酸的K盐(油酸钾)、油酸的Na盐(油酸钠)、硬脂酸的K盐(硬脂酸钾)、硬脂酸的Na盐(硬脂酸钠)、牛油酸的K盐、牛油酸的Na盐或三乙醇胺硬脂酸盐;
非离子型表面活性剂如脂肪酸单甘油酯、脱水山梨醇脂肪酸酯、糖脂肪酸部分酯、聚甘油脂肪酸部分酯、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯醚、聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸部分酯、聚氧乙烯山梨醇脂肪酸部分酯、聚氧乙烯甘油脂肪酸部分酯、聚氧乙烯脂肪胺、聚氧乙烯(硬化)蓖麻油、聚氧乙烯甘醇脂肪酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯/嵌段聚合物、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮或甲基纤维素;
阳离子型表面活性剂如氯化烷基铵、溴化三甲基烷基铵或氯化烷基吡啶鎓;和
两性表面活性剂如二甲基烷基甜菜碱和烷基甘氨酸。
其中,较好是使用阴离子型表面活性剂,更好是高级脂肪酸,再好是含10-20个碳原子的饱和或不饱和高级脂肪酸盐,尤其是碱金属盐,因为它能制备更稳定的水性树脂分散体。
碱金属盐的例子包括癸酸、十一烷酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、十七酸、硬脂酸、花生酸、5-十二碳烯酸、粗租酸、岩芹酸、油酸、亚油酸、亚油酸、花生四烯酸和牛油酸。
上述表面活性剂可以单独或以两种或多种结合起来使用。
(制备水性树脂分散体的方法)
例如,本发明的水性树脂分散体可经下述方法制备,将烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)和任选地改性聚烯烃、表面活性剂和各种配混剂分散在水性分散介质中。
该方法的例子是下述方法(1)和(2)。
(1)这样一种方法,即将烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)溶解在有机介质如甲苯和二甲苯中,使浓度为10-50重量%,将其连同亲水介质如甲醇、乙醇或异丙醇和乳化剂一起加到水中,用均相混合机等搅拌,制得乳化产物,随后用蒸发器等除去有机介质和乳化剂。
(2)包括下述步骤的方法,将烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)熔融捏合,然后将水加到所得的捏合物中,用水捏合熔融状态的树脂的步骤,若改性聚烯烃未中和的话,而后同时或依次在其中加入碱性物质的步骤。
其中,较好是采用方法(2)制备水性树脂分散体。
下面更详细地说明方法(2)。首先,将烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)熔融捏合。熔融捏合时的温度不低于烯烃嵌段共聚物(A-1)的熔点,或不低于烯烃聚合物组合物(D)中所含树脂的最高熔点,较好是不低于熔体粘度为105泊或更小时的温度。
接下来,将水加到熔融的捏合物中,捏合熔融状态的树脂和水,使树脂固体组分是分散的颗粒。在使用未中和和/或未皂化的改性聚烯烃的情况下,为了在此步骤中对其进行中和,可以加入碱性物质。
碱性物质的例子是在水中用作碱的物质,例如碱金属、碱土金属、氨或胺;碱金属的氧化物、氢氧化物、弱酸盐或氢化产物;在水中用作碱的物质例如碱土金属的氧化物、氢氧化物、弱酸盐、氢化产物;和这些金属的醇盐。下面举例说明这些物质。
碱金属的例子是钠和钾。
碱土金属的例子是钙、锶和钡。
胺的例子是无机胺如羟基胺或肼、甲胺、乙胺、乙醇胺和环己胺。
碱金属和碱土金属的氧化物、氢氧化物、氢化产物的例子是氧化钠、过氧化钠、氧化钾、过氧化钾、氧化钙、氧化锶、氧化钡、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化锶、氢氧化钡、氢化钠、氢化钾和氢化钙。
碱金属和碱土金属的弱酸盐的例子是碳酸钠、碳酸钾、钠烃、钾烃、钙烃、乙酸钠、乙酸钾和乙酸钙。
氨和胺化合物的例子是季铵化合物如氢氧化铵和四甲基氢氧化铵。
可以加入碱性物质本身,较好是其水性状态。
将树脂固体组分制成分散颗粒的步骤和中和未中和和/或未皂化的改性聚烯烃的步骤可以依次或同时进行。
熔融捏合的装置可以是常规已知方法中的任何一种,例如合适的有捏炼机、Banbury混合机和多螺杆挤出机。
自然或迫使依次加入水进行熔融捏合制得的熔融树脂分散的水性分散体冷至室温。在此冷却过程中,分散颗粒固化成稳定的水性树脂分散体。
在制备本发明水性树脂分散体的过程中,当然可以使用各种用于普通水性树脂分散体的辅助材料,例如稳定剂、润湿剂、发泡剂、消泡剂、凝固剂、胶凝剂、抗老化剂、增塑剂、填料、着色剂、除臭剂、表面粘性消除剂和脱模剂。
这样制得的本发明水性树脂分散体中所含的分散颗粒通常是球形的,但它们并非始终必须是球形的。
对分散颗粒的平均粒径并无特别的限制,它通常为1-20μm,较好为5-15μm。而且,对水性树脂分散体中的颗粒浓度(固体组分浓度)并无特别的限制,它通常为5-40重量%。
(用途)
本发明的水性树脂分散体适用于粘合到粘结一般较困难的聚烯烃如聚乙烯、聚丙烯等上,并能有效地在聚烯烃相互之间或聚烯烃与其它材料之间进行粘合。
其它材料的例子包括布料、纤维、塑料、纸张和金属中的任何一种。
布料或纤维的例子是天然纤维如棉花和亚麻布;无机纤维如玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维和金属纤维;再生纤维如粘胶人造丝和铜氨纤维;半合成纤维如二或三乙酸酯纤维;尼龙-6、尼龙-66和聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯)纤维;芳族聚酰胺纤维、丙烯酸系纤维、聚氯乙烯纤维、聚烯烃纤维,和不溶性或微溶性的聚乙烯醇纤维。当纤维短时,它们可应用于经植绒进行的粘合。
塑料的例子除了聚烯烃外还有聚氯乙烯、ABS、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、环氧树脂等,并且其用于粘合时所呈的形状为片、膜或其它模塑制品。
本发明的水性树脂分散体可以按常规水性分散体粘合剂相同的方式施涂到粘结体表面上,并且任选地在加热下干燥之,使其进行粘合。
本发明的水性树脂分散体可用作使聚烯烃具有优良粘合强度的粘合剂。
油性树脂分散体
下面说明油性树脂分散体。
本发明的油性树脂分散体包含分散在有机介质中的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)。
在用于油性树脂分散体的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,PO1链段的重均分子量通常宜不小于2,000,较好为2,000-1,000,000,更好为10,000-800,000,特别好为50,000-500,000。
PO1链段的较好例子是乙烯聚合物如乙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚物;丙烯聚合物如丙烯均聚物和丙烯/α-烯烃共聚物;丁烯聚合物如丁烯均聚物和丁烯/乙烯共聚物;以及4-甲基-1-戊烯聚合物如4-甲基-1-戊烯均聚物。
在用于油性树脂分散体的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,g1键较好是醚键、酯键或酰胺键,再好是醚键。
在用于油性树脂分散体的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,B1链段是经链式聚合获得的链段,它较好是包含不饱和烃的重复单元和/或杂原子的重复单元的官能链段,更好是经自由基聚合、开环聚合或离子聚合获得的官能链段,特别是经自由基聚合或开环聚合获得的官能链段。
官能链段的例子包括与上述相同的官能链段。PO1链段和B1链段较好分别包含不同的聚合物。
B1链段的重均分子量通常不小于500,较好为500-1,000,000,更好为2,000-800,000,再好为10,000-500,000。
以烯烃嵌段共聚物(A-1)计,B1链段的含量较好为0.01-99.99重量%,更好为1-99重量%,再好为1-95重量%,特别好为1-90重量%。
用于油性树脂分散体的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)的熔体流动速率(按ASTMD 1238,在230℃,2.16kg负载下测量的MFR)通常宜为0.01-200g/10min,较好为0.05-100g/10min,更好为0.05-80g/10min。
在用于油性树脂分散体的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,从对溶剂的良好分散性和与聚烯烃的优良热封性来看,PO1链段较好是乙烯均聚物、乙烯和含3-20个碳原子的α-烯烃的无规共聚物(含3-20个碳原子的α-烯烃含量:小于10mol%)、丙烯均聚物、丙烯/乙烯无规共聚物(乙烯含量:小于10mol%)、丙烯和含4-20个碳原子的α-烯烃的无规共聚物(含4-20个碳原子的α-烯烃含量:小于10mol%)、乙烯和含3-20个碳原子的α-烯烃的无规共聚物(乙烯含量:10-90mol%,含3-20个碳原子的α-烯烃含量:90-10mol%)或丙烯和含4个或更多个碳原子的α-烯烃的无规共聚物(丙烯含量:10-90mol%,含4-20个碳原子的α-烯烃含量:90-10mol%),和
B1链段较好是(甲基)丙烯酸和其衍生物的均聚物如聚甲基丙烯酸甲酯,选自(甲基)丙烯酸和其衍生物中两种或多种单体的共聚物,含2-4个碳原子的聚亚烷基二醇如聚乙二醇、聚丙二醇和聚乙烯醇,或聚(甲基)丙烯酸羟烷基酯如聚(甲基丙烯酸2-羟烷基酯)。
在用于油性树脂分散体的烯烃嵌段共聚物(A-1)和烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)中,从稳定的分散性和良好的热封性来看,PO1链段较好是乙烯均聚物、乙烯和含3-20个碳原子的α-烯烃的无规共聚物(含3-20个碳原子的α-烯烃含量:小于10mol%)、丙烯均聚物、丙烯/乙烯无规共聚物(乙烯含量:小于10mol%)、丙烯和含4-20个碳原子的α-烯烃的无规共聚物(含4-20个碳原子的α-烯烃含量:小于10mol%)、乙烯和含3-20个碳原子的α-烯烃的无规共聚物(乙烯含量:10-90mol%,含3-20个碳原子的α-烯烃含量:90-10mol%)或丙烯和含4个或更多个碳原子的α-烯烃的无规共聚物(丙烯含量:10-90mol%,含4-20个碳原子的α-烯烃含量:90-10mol%),和
B1链段较好是(甲基)丙烯酸和其衍生物的均聚物如聚甲基丙烯酸甲酯,选自(甲基)丙烯酸和其衍生物中两种或多种单体的共聚物或聚环酯如聚己内酯。
更具体地说,烯烃嵌段共聚物(A-1)的较好例子包括:
这样一种嵌段共聚物,其中的PO1链段是聚丙烯(Mw:2,000-1,000,000),g1键是醚键,B1链段是聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(Mw:500-1,000,000),
这样一种嵌段共聚物,其中的PO1链段是聚丙烯(Mw:2,000-1,000,000),g1键是醚键,B1链段是聚乙二醇(Mw:500-1,000,000),
这样一种嵌段共聚物,其中的PO1链段是乙烯/丁烯共聚物(丁烯含量:0.1-30mol%,Mw:2,000-1,000,000),g1键是醚键,B1链段是聚己内酯(Mw:500-1,000,000),
这样一种嵌段共聚物,其中的PO1链段是乙烯/辛烯共聚物(辛烯含量:0.1-30mol%,Mw:2,000-1,000,000),g1键是醚键,B1链段是聚己内酯(Mw:500-1,000,000),
这样一种嵌段共聚物,其中的PO1链段是乙烯/辛烯共聚物(辛烯含量:0.1-30mol%,Mw:2,000-1,000,000),g1键是醚键,B1链段是聚甲基丙烯酸甲酯(Mw:500-1,000,000),
这样一种嵌段共聚物,其中的PO1链段是乙烯/辛烯共聚物(辛烯含量:0.1-30mol%,Mw:2,000-1,000,000),g1键是醚键,B1链段是聚己内酯(Mw:500-1,000,000),和
这样一种嵌段共聚物,其中的PO1链段是乙烯/辛烯共聚物(辛烯含量:0.1-30mol%,Mw:2,000-1,000,000),g1键是醚键,B1链段是苯乙烯/马来酐共聚物(Mw:500-1,000,000)。
与使用用极性单体改性已知聚烯烃制得的改性聚烯烃相比,当烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)中所含的烯烃嵌段共聚物(A-1)用于油性树脂分散体时,所得的分散体对有机介质具有优良的分散性,当它用作丙烯涂料的底漆时,它与涂料具有优良的粘合性。
本发明的油性树脂分散体包含以固体状态分散在有机介质中的烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)。
有机介质是聚烯烃的良溶剂,其例子包括芳族烃如苯、甲苯或二甲苯;脂族烃如己烷、庚烷、辛烷或癸烷;脂环族烃如环己烷、环己烯或甲基环己烷;脂族醇如乙醇或异丙醇;酮溶剂如丙酮、甲基异丁基酮或甲乙酮;卤代烃如三氯乙烯、二氯乙烯或氯苯。
另外,有机介质是聚烯烃的不良溶剂,它例如包括醇类、酮类、醚类、酯类或溶纤剂类。
其具体例子包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、丙二醇、苯酚、二乙醚、二丙醚、二丁醚、茴香醚、二噁烷、四氢呋喃、丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、戊酮、己酮、异佛尔酮、苯乙酮、乙酐、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、甲酸丁酯、乙基溶纤剂和甲基溶纤剂。
这些介质可以单独或以两种或多种结合起来使用,尤其是从低温流动性和在油性树脂分散体中的分散稳定性来看,良溶剂和不良溶剂的组合使用是较好的。对良溶剂和不良溶剂的比例并无特别的限制。
在不损害本发明目的的限度内,本发明的油性树脂分散体任选地可以与已知的颜料、填料、稳定剂和其它配混剂混合。
(油性树脂分散体的制备)
为了制备本发明的油性树脂分散体,例如可以将烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)与上述有机介质混合,在加热下使其完全溶解。溶解时的温度通常为100-150℃。
然后,使所得的溶液冷却,以沉积烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)。为了这种沉积,预先设置有机介质的组成,使它们在60-100℃的温度下沉积,而且宜将平均冷却速率调节为1-20℃/小时,较好为2-10℃/小时。
另外,可以将烯烃嵌段共聚物(A-1)或烯烃聚合物组合物(D)溶解在仅包含良溶剂的有机介质中,在沉积后,在其中加入不良溶剂,进一步沉积。
这样制得的本发明油性树脂分散体中所含的分散颗粒通常是球形的,但它们并非始终必须是球形的。
对分散颗粒的平均粒径并无特别的限制,它通常为1-20μm,较好为5-15μm。对树脂分散体的颗粒浓度(固体组分浓度)并无特别的限制,它通常为5-40重量%。
(用途)
本发明的油性树脂分散体具有象粘合剂那样优良的粘合性或作为适用于金属-金属、聚烯烃-聚烯烃或金属-聚烯烃的热封剂,使得它们能有效地应用于用于药品PTP包装的粘合剂、用于层压的粘合剂和用于涂料的原料和底漆。
本发明的油性树脂分散体对有机介质具有优良的分散稳定性,并且在聚烯烃与金属或极性树脂之间进行粘合时具有优良的粘合性。
实施例
参考下述实施例对本发明作详细说明,但应明白的是本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
[制备催化剂溶液]
称重10.0mg二氯化双(1,3-二甲基环戊二烯基)合锆,将其放在用氮气彻底清洗过的玻璃烧瓶中,在其中加入以铝原子计为17.2mmol的甲基铝氧烷的甲苯溶液。在23℃时声处理溶液15分钟。在溶液中加入合适量的甲苯,获得总量为50ml的溶液。将此溶液用作催化剂溶液。
[乙烯/降冰片烯的共聚合]
在室温下的氮气气氛中,将600ml含20g降冰片烯的a-环己烷溶液放在1升用氮气彻底清洗过的不锈钢高压釜中。在高压釜中加入0.6mmol三异丁基铝,用乙烯代替高压釜中的氮气。用乙烯对高压釜的内部进行加压,然后使高压釜中的温度升高,使高压釜中的温度和压力分别为70℃和0.7MPa。用加压氮气迫使12.8ml制备好的催化剂溶液加到高压釜中,引发聚合。随后,仅供入乙烯,在压力为0.7MPa和温度为70℃时进行聚合5分钟。引发聚合5分钟后,用加压氮气迫使5ml异丙醇(IPA)加到高压釜中,终止聚合。
释压后,取出聚合物溶液。在用均相混合机剧烈搅拌下,使聚合物溶液与在1升水中加入5ml浓盐酸制得的水溶液以1∶1的比例接触,将催化剂残余物通入水相中。使接触的混合溶液静置,然后分离除去水相。用水洗涤聚合物溶液两次,对其进行提纯,而后分离聚合物溶液相。
在剧烈搅拌下,将提纯和分离的聚合物溶液与量为聚合物溶液的三倍的丙酮接触。沉淀共聚物后,过滤收集固体产物(共聚物),用丙酮彻底地洗涤之。为了萃取聚合物中剩余的未反应的降冰片烯,将固体产物放在丙酮中,使浓度为40g/l,在60℃时萃取2小时。萃取后,过滤收集固体产物,在130℃和350mmHg下,在减压下在流动的氮气中干燥12小时。
所得乙烯/降冰片烯共聚物(称为P(Et/NBR))的产量为25.7g。这样,催化活性为41.8kg/mmol-Zr·hr。IR分析表明,降冰片烯的含量为8.5mol%,这就证实了在聚合物分子的端部有不饱和键。按凝胶渗透色谱法(GPC)测量,重均分子量(称为Mw)为140,000。
[硼氢化]
在充有氩气的干箱子中,将20g在端部含有不饱和键的乙烯/降冰片烯共聚物悬浮在100ml脱气和干燥的四氢呋喃(THF)中,将悬浮液放在带有磁力搅拌器的玻璃烧瓶中。将2.3ml 9-硼二环[3.3.1]壬烷(称为9-BBN)的THF溶液(0.5M)加到悬浮液中。在干箱子中,在55℃时搅拌浆料5小时,然后过滤。用脱气和干燥的IPA洗涤滤饼,在减压下干燥,这样就获得了在端部含有硼的乙烯/降冰片烯共聚物(称为P(Et/NBR)-B)。
[苯乙烯的聚合]
将20g P(Et/NBR)-B共聚物放在密封的烧瓶中,加入11.4g干的苯乙烯(称为St)和80ml THF使其悬浮。通入1.5ml干燥的氧气,引发反应,随后在室温下搅拌135小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛中使用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀的聚合物24小时,获得(乙烯/降冰片烯共聚物)-O-聚苯乙烯(称为P(Et/NBR)-O-PSt)的不溶性二嵌段共聚物。
按下述公式计算的聚苯乙烯(称为PSt)部分的重均分子量(Mw2)为50,000,
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:
Mw1是P(Et/NBR)部分的重均分子量,
Mw2是PSt部分的重均分子量,
W1是在聚合苯乙烯时所用的P(Et/NBR)-B共聚物的量,和
W2是二嵌段共聚物的产量。
制得的二嵌段共聚物的熔体流动速率(MFR,在230℃时测量)为0.5g/10min,分子量分布(Mw/Mn)为2.2。
实施例2
[乙烯/丙烯/三烯的共聚合]
在室温下的氮气气氛中,将651ml纯庚烷、24ml 4,8-二甲基-1,4,8-癸三烯(称为DMDT)、以铝原子计为0.75mmol的三异丁基铝的庚烷溶液和以硼原子计为0.021mmol的四(五氟苯基)硼酸三苯基碳鎓的甲苯溶液放在2升用氮气彻底清洗过的不锈钢高压釜中。加入9升丙烯后,升高高压釜中的温度。当温度达到60℃时,通入乙烯对高压釜的内部加压至0.9MPa。当高压釜中的温度和压力分别达到70℃和0.9MPa时,用加压氮气迫使以钛原子计为0.00105mmol的二氯化[(N-叔丁基酰氨基)(四甲基-η5-环戊二烯基)二甲基硅烷]合钛的甲苯溶液加到高压釜中,引发聚合。在保持压力为0.9MPa和温度为70℃时,进行聚合30分钟。引发聚合30分钟后,加入50ml甲醇,终止聚合。冷却和释压后,取出聚合物溶液。将聚合物溶液倒到约3升甲醇中,沉淀聚合物。用混合机切割聚合物,然后用混合机用约2升甲醇洗涤之。在100℃和400mmHg下,在减压下在流动的氮气中干燥聚合物12小时。
所得乙烯/丙烯/三烯共聚物(称为EPT)的产量为31.6g。这样,催化活性为60.2kg/mmol-Ti·hr。IR分析表明,乙烯、丙烯和DMDT的含量分别为69mol%、28mol%和3mol%。按GPC测量的Mw为180,200。
[硼氢化]
在充有氩气的干箱子中,将20g EPT共聚物悬浮在100ml脱气和干燥的THF中,将悬浮液放在带有磁力搅拌器的玻璃烧瓶中。将1.8ml 9-BBN的THF溶液(0.5M)加到悬浮液中。在干箱子中,在55℃时搅拌浆料5小时,然后过滤。用脱气和干燥的IPA洗涤滤饼,在减压下干燥,这样就获得了在端部含有硼的EPT共聚物(称为EPT-B)。
[苯乙烯/乙烯基吡啶的共聚合]
将20g EPT-B共聚物放在密封的烧瓶中,加入8.9g干的苯乙烯(St)、0.9g干的乙烯基吡啶(称为VPy)和80ml THF使其悬浮。通入1.1ml干燥的氧气,引发反应,随后在室温下搅拌30小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛中使用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀的聚合物24小时,获得EPT-O-(苯乙烯/乙烯基吡啶共聚物)(称为EPT-O-P(St/VPy))的不溶性二嵌段共聚物。
按下述公式计算的苯乙烯/乙烯基吡啶共聚物(称为P(St/VPy))部分的重均分子量(Mw2)为10,000,
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:
Mw1是EPT部分的重均分子量,
Mw2是P(St/VPy)部分的重均分子量,
W1是在共聚合苯乙烯/乙烯基吡啶时所用的EPT-B共聚物的量,和
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例3
[烯烃的聚合]
将1升纯的4-甲基-1-戊烯(称为4MP-1)放在2升用氮气彻底清洗过的不锈钢高压釜中,用乙烯代替高压釜中的氮气。加入以铝原子计为5.0mmol-Al的甲基铝氧烷的甲苯溶液。高压釜中的温度升至40℃,加入以锆原子计为5.0×10-4mmol-Zr的二氯化双环戊二烯基合锆。通入乙烯,在压力为0.8MPa下引发聚合。随后,仅供入乙烯,在压力为0.8MPa和温度为45℃时进行聚合1小时。
聚合完成后,在所得的浆料中加入少量的甲醇,然后将全部量的浆料倒入4升甲醇中。过滤除去沉淀的聚合物,在80℃时干燥过夜。所得聚合物的产量为54g。基于锆原子的催化活性为108kg/mmol-Zr。所得聚合物的MFR为1.73g/10min和Mw为78,000。IR分析表明,4MP-1的含量为8mol%,这就证实了在聚合物分子的端部有不饱和键。
[硼氢化]
在充有氩气的干箱子中,将8.5g在端部含有不饱和键的乙烯/4MP-1共聚物悬浮在100ml脱气和干燥的THF中,将悬浮液放在带有磁力搅拌器的玻璃烧瓶中。将1.8ml 9-BBN的THF溶液(0.5M)加到悬浮液中。在干箱子中,在55℃时搅拌浆料5小时,然后过滤。用脱气和干燥的IPA洗涤滤饼,在减压下干燥,这样就获得了在端部含有硼的乙烯/4MP-1共聚物(称为P(Et/4MP-1)-B)。
[甲基丙烯酸甲酯的聚合]
将8.5g P(Et/4MP-1)-B共聚物放在密封的烧瓶中,加入8.4g干的甲基丙烯酸甲酯(称为MMA)和80ml THF使其悬浮。通入1.1ml干燥的氧气,引发反应,随后在室温下搅拌4小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛中使用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀的聚合物24小时,获得(乙烯/4MP-1共聚物)-O-聚甲基丙烯酸甲酯(称为P(Et/4MP-1)-O-PMMA)的不溶性二嵌段共聚物。
按下述公式计算的聚甲基丙烯酸甲酯(称为PMMA)部分的重均分子量(Mw2)为11,000,
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:
Mw1是P(Et/4MP-1)部分的重均分子量,
Mw2是PMMA部分的重均分子量,
W1是在聚合MMA时所用的P(Et/4MP-1)-B共聚物的量,和
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例4
在200℃时将实施例1获得的二嵌段共聚物(P(Et/NBR)-O-PSt)经压模或软管挤出模塑成样品。按下述方法使用该样品测量各种性能。结果列于表1中。
硬度(JIS A)
按JIS K7215测量硬度(JIS A)。
拉伸强度
按JIS K6251使用JIS No.3哑铃状,在跨度为20mm、拉伸速度为500mm/min和温度为23℃时测量拉伸强度。
粘合性试验
按JIS K6256进行粘合性试验。
热力学分析(TMA,穿透温度:耐热性)
使用直径为1.8mm的压头,在负载为2kg/cm2和温度上升速率为5℃/min的条件下测量穿透温度。
表面硬度(肖氏硬度A)
按ASTM D676测量肖氏硬度A。
耐擦伤性(Martens硬度)
在20g负载下用钻石压头损伤压模样品。测量擦痕宽度,用擦痕宽度的倒数来确定Martens硬度。
反复脉冲
用试验共聚物的隔离层(1.5mm厚)包住含直径为1mm的单根电线的内导体层。关于电缆,进行发光脉冲试验(以5分钟的间隔外加100kV电压)。
介电击穿电压
按ASTM D149,在25℃时使用1mm厚的压片测量击穿电压。
对比例1
按实施例4相同的方式测量各种性能,不同的是使用乙烯/丁烯共聚物(乙烯含量:88mol%;密度:885kg/m3;Mw:155,000;Mw/Mn:1.87)。结果列于表1中。
表1
实施例4 | 对比例1 | |
样品 | P(Et/NBR)-O-PSt二嵌段共聚物 | 乙烯/丁烯共聚物 |
TMA(℃) | 110 | 80 |
肖氏硬度 | 73 | 88 |
Martens硬度(l/mm) | 19 | 9 |
反复脉冲(击穿频率比) | 9 | 3 |
介电击穿电压(kV/mm) | 62 | 58 |
实施例4的样品具有优良的耐热性、柔韧性、耐擦伤性、反复脉冲和介电击穿电压。
实施例5
用辊直径为6英寸(F/B=50℃/50℃)的开放式炼胶机捏合30重量份实施例2制得的二嵌段共聚物(EPT-O-P(St/VPy))、70重量份苯乙烯/丁二烯无规共聚物(商品名:Nipol 1502,购自Zeon Corp.)、3重量份两种氧化锌、1重量份硬脂酸、50重量份HAF炭黑(商品名:SEAST#3,购自Tokai CarbonCo.,LTD.)、1.5重量份N-环己基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺(商品名:SancelerCM,购自Sanshin Chemical Industry)和1.75重量份硫,获得未硫化的橡胶片。在160℃时进行平板硫化,将所述片硫化20分钟。
组合物的硬度(JIS A)为72。组合物的拉伸强度和断裂伸长率分别为23.1MPa和390%。
将粘合剂(商品名:Chemlok607,购自Load Corp.)施涂到0.5mm厚、25mm宽并且包含尼龙12(商品名:DAIAMID L2101,购自Daicel ChemicalIndustries,Ltd.)的片的表面上。在常温下干燥粘合剂,将其粘合到上述未硫化的橡胶片上在160℃时进行平板硫化20分钟。用橡胶基础材料的破裂结果评价粘合剂粘结的样品的粘合性能。
实施例6
使用实施例3获得的二嵌段共聚物(P(Et/4MP-1)-O-PMMA)制备3mm或1mm厚的压模件。使用3mm厚的压模件测量Martens硬度,使用1mm厚的压模件进行拉伸试验。
Martens硬度为13.5/mm,由拉伸试验确定的杨氏模量为170MPa,断裂拉伸伸长率为950%。
为了评价涂覆性能,使用2mm厚的压制片。用洗盘的洗涤剂(购自KaoCorp.,商品名:Mama-Lemon)洗涤片的表面。用水洗涤并在80℃时干燥10分钟后,将底漆(购自Nippon Bee Chemical Co.,Ltd.,商品名:RB150)施涂到片上达厚度为10μm,将其在80℃时干燥10分钟。随后,施涂双组分聚氨酯金属(urethane matallic)(购自Nippon Bee Chemical Co.,Ltd.,商品名:R212)达厚度约为20μm,再施涂双组分聚氨酯清漆(urethane clear)(购自Nippon Bee Chemical Co.,Ltd.,商品名:R213)达厚度约为50μm。在80℃时将片干燥45分钟。
使用单边剃刀以2mm的间隔划出11条平行线,再以2mm的间隔划出11条与其垂直的平行线,对涂覆片的表面画交叉排线,从而划出100个方块。在足够的压力下,将玻璃纸粘合剂胶带(JIS Z1522)粘结到画出交叉排线的膜上,向上快速剥离之。观察方块的结果表明,在表面上没有剥离斑点。
实施例7
[烯烃的聚合]
将500ml纯甲苯放在1升用氮气彻底清洗过的玻璃反应器中,分别以70升/小时和215升/小时的速度通入乙烯和丙烯。在以600转/分钟的速度搅拌下,在40℃时将反应器中的溶液保持10分钟。加入以铝原子计为2.5mmol的甲基铝氧烷和以锆原子计为0.08mmol的二氯化双环戊二烯基合锆。在40℃和常压下进行聚合1小时,加入少量的甲醇,终止聚合。聚合完全后,将反应溶液倒入500ml稀盐酸的甲醇溶液中,搅拌。用蒸发器除去溶剂。用甲醇洗涤聚合物两次,然后将所得的聚合物在减压下在130℃时干燥过夜。所得乙烯/丙烯共聚物(称为EPR)的产量为24.5g。催化活性为310g/mmol-Zr·h。IR分析表明,乙烯的含量为68mol%,这就证实了在聚合物分子的端部有不饱和键。Mw为1,500。
[硼氢化]
在充有氩气的干箱子中,将2g在端部含有不饱和键的EPR共聚物悬浮在100ml脱气和干燥的THF中,将悬浮液放在带有磁力搅拌器的玻璃烧瓶中。将24ml 9-硼二环[3.3.1]壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加到悬浮液中。在干箱子中,在55℃时搅拌浆料5小时,然后过滤。用脱气和干燥的IPA洗涤滤饼,在减压下干燥,这样就获得了在端部含有硼的乙烯/丙烯共聚物(称为EPR-B)。
[甲基丙烯酸甲酯的聚合]
将0.23g EPR-B共聚物放在密封的烧瓶中,加入11.5g干的甲基丙烯酸甲酯(MMA)和80ml THF使其悬浮。通入1.6ml干燥的氧气,引发反应,随后在室温下搅拌8小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛中使用Soxhelt萃取器用丙酮萃取沉淀的聚合物24小时,获得(乙烯/丙烯共聚物)-O-聚甲基丙烯酸甲酯(称为EPR-O-PMMA)的不溶性二嵌段共聚物。
按下述公式计算的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)部分的重均分子量(Mw2)为20,000,
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:
Mw1是EPR部分的重均分子量,
Mw2是PMMA部分的重均分子量,
W1是在聚合MMA时所用的EPR-B共聚物的量,和
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例8
[制备催化剂溶液]
称重以锆原子计为0.23mmol的双(五甲基-η5-环戊二烯基)二甲基合锆,将其放在用氮气彻底清洗过的玻璃烧瓶中,在其中加入以硼原子计为0.92mmol的三(五氟苯基)硼烷的甲苯溶液。在溶液中加入合适量的甲苯,获得总量为50ml的溶液。制得锆浓度为0.0046mmol/ml的催化剂溶液。
[烯烃的聚合]
将225ml纯甲苯放在500ml用氮气彻底清洗过的玻璃反应器中,以200升/小时的速度通入乙烯。在以600转/分钟的速度搅拌下,在45℃时将反应器中的溶液保持10分钟。然后,加入以铝原子计为7.5mmol的三异丁基铝。接着加入6.5mmol的9-BBN,而后加入以锆原子计为0.075mmol预活化的催化剂溶液。在50℃和常压下进行聚合5分钟,加入少量的无水甲醇,终止聚合。聚合完全后,用蒸发器除去溶剂,然后用THF洗涤聚合物。将所得的聚合物在减压下在50℃时干燥过夜。所得聚乙烯(称为PE)的产量为0.61g。催化活性为98g/mmol-Zr·h。
[确认聚合物的分子量和端部]
将0.5g所得的PE聚合物加到25ml无水THF中。在室温下的氮气气氛中,将3g NaOH溶解在15ml水中,在其中加入3.75ml甲醇。然后,在0℃时滴加入12ml 30%的H2O2。在40℃时进行反应6小时,然后将反应溶液倒入2升甲醇溶液中,沉淀聚合物。用50ml甲醇回流所得的聚合物2小时,然后在减压下在50℃时干燥8小时。用GPC分析测得的Mw为1,800。IR分析结果证实了聚合物分子的端部被羟基所改性,使得在端部没有不饱和键。这就证实了在[烯烃的聚合]部分中获得的聚合物的端部被硼所改性。
〔环氧乙烷的聚合〕
将18g上述在端部含有硼的聚合物(称为PE-B)和62mg按欧洲专利公报No.0791600中第32页上所述相同的方式合成的氢氧化四[三(二甲基氨基)亚正膦基氨基]鏻{[(Me2N)3P=N]4P+OH-}放在1500ml装有温度计管、气压表、搅拌器和环氧乙烷入口管的高压釜中。用干氮气代替高压釜中的空气,将反应器中的内含物加热到125℃的温度。在相同的温度下进行反应12小时,间歇地供入9.1g环氧乙烷,以便在反应过程中将压力(绝对压力)保持约为0.5MPa。在减压下蒸馏除去残余未反应的环氧乙烷,获得23g聚乙烯-O-(聚乙二醇)(称为PE-O-PEG)的二嵌段聚合物。
按下述公式计算的聚乙二醇(称为PEG)部分的重均分子量(Mw2)为500,
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:
Mw1是PE部分的重均分子量,
Mw2是PEG部分的重均分子量,
W1是在聚合环氧乙烷时所用的PE-B聚合物的量,和
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例9
将0.1重量份IrganoxTM1076(商品名,购自Ciba Specialty ChemicalsK.K.)和0.05重量份硬脂酸钙加到94.1重量份商品聚甲基丙烯酸甲酯树脂(商品名:ACRYPET MD,购自Mitsubishi Rayon Co.,Ltd.)、4.9重量份乙烯/丙烯共聚物(乙烯含量:80mol%;在190℃时测量的熔体流动指数:7.5g/10min)和1重量份实施例7获得的二嵌段共聚物(EPR-O-PMMA)中。在氮气气氛中,用螺杆直径为20mm的双螺杆挤出机在料筒温度为190℃时熔融混合树脂,制备粒料,评价各种性能。在料筒温度为190℃、模塑温度为30℃和注塑压力为1000kg/cm2的条件下,将所得的粒料注塑成评价各种性能的样品。关于所得的样品,按下述方法测量各种性能。结果列于表2中。
挠曲模量(FM)
在23℃时,使用经注塑法获得的5英寸长、1/2英寸宽、1/8英寸厚的样品,按ASTM D638测量挠曲模量。
悬壁梁式冲击强度(IZ)
在23℃时,使用经注塑法获得的1/4英寸厚的样品(后缺口),按ASTM D258测量悬壁梁式冲击强度。
透明度(HAZE)
使用经注塑法获得的1mm厚的有色板,按JIS K6714测量雾度。
对比例2
按实施例9相同的方式制备粒料,并测量各种性能,不同的是将95重量份聚甲基丙烯酸甲酯树脂和5.0重量份乙烯/丙烯共聚物混合,而不混合二嵌段共聚物(EPR-O-PMMA)。结果列于表2中。
表2
实施例9 | 对比例2 | |
FM(MPa) | 2280 | 2300 |
IZ(J/m) | 48 | 30 |
HAZE(%) | 10 | 79 |
实施例10
将2.5重量份实施例8获得的二嵌段共聚物(PE-O-PEG)加到97.5重量份线型低密度聚乙烯(在190℃时测量的熔体流动指数:4g/10min;密度:0.920g/cm3;和1-己烯的共聚物)中,彻底地干燥混合物。另外,将0.1重量份IrganoxTM1076、0.1重量份IrgaphosTM168(商品名,购自Ciba SpecialtyChemicals K.K.)和0.1重量份硬脂酸钙加到该混合物中。在氮气气氛中,用螺杆直径为20mm的双螺杆挤出机在料筒温度为180℃时熔融混合树脂,制备粒料。
在气流速度为90l/min、挤出机输出为9g/min、吹胀比为1.8、引出速度为2.4m/min并且加工温度为200℃的条件下,使用在直径为25mm的模唇和单缝气环之间的间隙为0.7mm的螺杆直径为20mm的单螺杆挤出机对所得的粒料进行吹塑薄膜挤出,制备30μm厚的薄膜。按下述方法评价防雾性和透明度。评价结果列于表3中。
防雾性和稳定性,以及透明度
用薄膜覆盖200ml装有50ml 70℃温水的烧杯的顶部。将带有薄膜的烧杯放在5℃的冰箱中1小时,按下述标度来评价防雾性。另一方面,将薄膜浸在50℃的再循环温水中100小时,然后至少干燥一次。用薄膜覆盖200ml装有50ml 70℃温水的烧杯的顶部。将带有薄膜的烧杯放在5℃的冰箱中1小时,按下述标度来评价防雾稳定性。
AA:薄膜没有起雾,并且透过薄膜可以清楚地看到烧杯的内部。
BB:薄膜起雾,并且透过薄膜不能清楚地看到烧杯的内部。
另外,在防雾稳定性试验的前后,在干燥的条件下,用Nippon DenshokuIndustries Co.,Ltd.制造的雾度测量仪来评价薄膜的透明度(雾度)。
对比例3
按实施例10相同的方式进行造粒、吹塑薄膜挤出和评价性能,不同的是将2.5重量份商品防雾剂(单、二和三硬脂酸甘油酯的混合物)加到97.5重量份线型低密度聚乙烯中,而后再加入0.1重量份IrganoxTM1076、0.1重量份IrgaphosTM168和0.1重量份硬脂酸钙。结果列于表3中。
表3
实施例10 | 对比例3 | |
防雾性 | AA | AA |
防雾稳定性 | AA | BB |
初始透明度 | 6 | 7 |
试验后的透明度 | 15 | 31 |
实施例11
[制备催化剂溶液]
将甲基铝氧烷和二氯化二苯基甲硅烷基双(2,7-二甲基-4-异丙基茚基)合锆在甲苯(任选地加入合适量的甲苯)中混合,使锆的浓度为0.00011mmol/l,并且铝与锆的摩尔比为350。搅拌15分钟,使溶液预活化,制得催化剂溶液。
[丙烯的聚合]
将400ml纯甲苯放在500ml用氮气彻底清洗过的玻璃反应器中,以100升/小时的速度通入丙烯。在以600转/分钟的速度搅拌下,在45℃时将反应器中的溶液保持10分钟。随后,加入以铝原子计为19.4mg的三异丁基铝。接着加入以锆原子计为0.36mg预活化的催化剂溶液,将反应器的温度升至50℃。在50℃和常压下进行聚合20分钟。加入少量的异丙醇,终止聚合。聚合完全后,将反应溶液倒入2升稀盐酸的甲醇溶液中,沉淀聚合物。用甲醇洗涤聚合物两次,然后在减压下在80℃时干燥所得的聚合物过夜。
所得聚丙烯(称为PP)的产量为21.8g。催化活性为16.4kg/mmol-Zr·h。用差示扫描量热计(DSC)测量的熔点(Tm)为149.1℃。用GPC测量的Mw为106,000。IR分析结果证实了在聚合物分子的端部有不饱和键。
[硼氢化]
在充有氩气的干箱子中,将20g上述在端部含有不饱和键的聚丙烯悬浮在100ml脱气和干燥的THF中,将悬浮液放在带有磁力搅拌器的玻璃烧瓶中。将3.0ml 9-硼二环[3.3.1]壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加到悬浮液中。在干箱子中,在55℃时搅拌浆料5小时,然后过滤。用脱气和干燥的异丙醇(IPA)洗涤滤饼,在减压下干燥,这样就获得了在端部含有硼的聚丙烯(称为PP-B)。
[苯乙烯/马来酐的共聚合]
将20g PP-B聚合物放在密封的烧瓶中,加入10g干的苯乙烯(St)、10g马来酐(称为MAH)和80ml THF使其悬浮。通入1.9ml干燥的氧气,引发反应,随后在45℃时搅拌25分钟。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛中使用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀的聚合物24小时,获得聚丙烯-O-(苯乙烯/马来酐共聚物)(称为PP-O-P(St/MAH))的不溶性二嵌段共聚物。
关于共聚物,按下述公式计算的苯乙烯/马来酐共聚物(称为P(St/MAH))部分的重均分子量(Mw2)为400,
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:
Mw1是PP部分的重均分子量,
Mw2是P(St/MAH)部分的重均分子量,
W1是在共聚合苯乙烯/马来酐时所用的PP-B聚合物的量,和
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例12
[制备固体催化剂组分]
将3.0g在250℃时干燥10小时的二氧化硅悬浮在50ml甲苯中,然后将悬浮液冷至0℃。在保持在0℃时,在30分钟内滴加入17.8ml甲基铝氧烷的甲苯溶液(Al=1.29mmol/ml),随后在0℃时反应30分钟。在30分钟内将温度升至95℃,在相同的温度下进行反应4小时。然后,将温度降至60℃,倾析倒去上层清液。
用甲苯洗涤所得的固体组分两次,然后将其再悬浮在50ml甲苯中。在20℃时,在30分钟内向悬浮液中滴加入11.1ml二氯化双(1-正丁基-3-甲基环戊二烯基)合锆的甲苯溶液(Zr=0.0103mmol/ml)。将反应器中的温度升至80℃,在相同的温度下进行反应2小时。倒去上层清液,用己烷洗涤沉淀物两次,获得固体催化剂。以1g固体催化剂计,所得的固体催化剂包含2.3mg锆。
[制备预聚合的催化剂]
将4g所得的固体催化剂再悬浮在400ml己烷中。将5.0ml三异丁基铝的癸烷溶液(1mmol/ml)和0.36g 1-己烯加到悬浮液中,在35℃时预聚合乙烯2小时。倒去上层清液后,用己烷洗涤沉淀物三次,获得预聚合催化剂,以1g固体催化剂计,所述预聚合催化剂包含2.2mg锆,用它可以预聚合3g聚乙烯。
[烯烃的聚合]
将1升纯己烷和40ml纯1-己烯放在2升用氮气彻底清洗过的不锈钢高压釜中,用乙烯代替高压釜中的氮气。
将高压釜中的温度升至60℃,加入1.5mmol三异丁基铝和以锆原子计为0.24mg的预聚合催化剂。
通入乙烯,在0.9MPa的压力下引发聚合。随后,在仅通入乙烯下,在压力为0.9MPa和温度为80℃时进行聚合1.5小时。
聚合完全后,过滤除去聚合物,在80℃时干燥过夜。所得聚合物的产量为200g。基于锆原子的催化活性为77kg/mmol-Zr。所得乙烯/1-己烯共聚物(称为P(Et/Hex))的密度为0.925g/cm3。IR分析表明,1-己烯的含量为2.5mol%,这就证实了在乙烯/1-己烯共聚物的端部有不饱和键。用GPC测量的Mw为144,000。
[硼氢化]
在充有氩气的干箱子中,将20g上述在端部含有不饱和键的聚合物(Mw=144,000)悬浮在100ml脱气和干燥的THF中,将悬浮液放在带有磁力搅拌器的玻璃烧瓶中。将2.2ml 9-BBN的THF溶液(0.5M)加到悬浮液中。在干箱子中,在55℃时搅拌浆料5小时,然后过滤。用脱气和干燥的IPA洗涤滤饼,在减压下干燥,这样就获得了在端部含有硼的乙烯/1-己烯共聚物(称为P(Et/Hex)-B)。
[丙烯酸2-羟乙酯的聚合]
将20g P(Et/Hex)-B共聚物放在密封的烧瓶中,加入12.4g干的丙烯酸2-羟乙酯(称为HEA)和80ml THF使其悬浮。通入1.9ml干燥的氧气,引发反应,随后在室温下搅拌15分钟。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛中使用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀的聚合物24小时,获得(乙烯/1-己烯共聚物)-O-(聚丙烯酸2-羟乙酯)(称为P(Et/Hex)-O-PHEA)的不溶性二嵌段共聚物。
按下述公式计算的聚丙烯酸2-羟乙酯(称为PHEA)部分的重均分子量(Mw2)为400,
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:
Mw1是P(Et/Hex)部分的重均分子量,
Mw2是PHEA部分的重均分子量,
W1是在聚合HEA时所用的P(Et/Hex)-B共聚物的量,和
W2是二嵌段共聚物的产量。
[评价性能]
按下述方式使用实施例11和12获得的烯烃嵌段共聚物制备薄膜。评价对铝片的粘合强度和初始防雾性。
结果,对于实施例11获得的二嵌段共聚物(PP-O-P(St/MAH)),对铝片的粘合强度为2.5kg/15 mm。对实施例12获得的二嵌段共聚物(P(Et/Hex)-O-PHEA)的初始防雾性的评价为“AA”。
对铝片的粘合强度
制备薄膜:将0.1mm厚的铝片和中心区域被切去15cm×15cm正方形的100μm厚的铝片依此顺序放在压板上。将3.3g样品(二嵌段共聚物)放在中心区域(已被切去)上。再将聚对苯二甲酸乙二醇酯片、铝片和压板依此顺序叠置。
将插在压板之间的上述样品放在200℃的热压机中,预热约7分钟。随后,反复加压(在50kg/cm2-G)和释压几次,除去样品中的气泡。将压力升至100kg/cm2-G,在加压下加热样品2分钟。释压后,从热压机中取出压板,将其放入另一个接触粘合区域保持在0℃温度的压机中。在100kg/cm2-G的压力下冷却4分钟后,对样品释压并取出。使用所得包含铝片和二嵌段共聚物片的层压片,测量粘合强度。
测量粘合强度:将所得的层压片切成15cm×2cm的条。在其上放置15cm×2cm的铝片(50μm厚)。用顶部加热器和底部片的温度分别预设置在200℃和70℃的热封试验机将层压片和(铝)片粘合起来。将所得的层压片切成15cm宽的条。以与粘合界面成180°的方向上剥离上层铝片(50μm厚)的二嵌段共聚物薄膜,测量剥离强度。
评价初始防雾件
制备薄膜:将聚对苯二甲酸乙二醇酯片和中心区域被切去15cm×15cm正方形的100μm厚的铝片依此顺序放在压板上。将3.3g样品(二嵌段共聚物)放在中心区域(已被切去)上。再将聚对苯二甲酸乙二醇酯片、铝片和压板依此顺序叠置。
将插在压板之间的上述样品放在200℃的热压机中,预热约7分钟。随后,反复加压(在50kg/cm2-G)和释压几次,除去样品中的气泡。将压力升至100kg/cm2-G,在加压下加热样品2分钟。释压后,从热压机中取出压板,将其放入另一个接触粘合区域保持在0℃温度的压机中。在100kg/cm2-G的压力下冷却4分钟后,对样品释压并取出。使用所得的二嵌段共聚物薄膜评价初始防雾性。
评价初始防雾性:用样品薄膜覆盖100ml装有70ml水的烧杯的顶部。将烧杯放在50℃的恒温水浴中,使烧杯置于20℃的恒温室中。24小时后观察样品薄膜内部的起雾程度,按下述标度评价(起雾)程度。
评价标度:
AA:薄膜具有防粘性,不能观察到水滴。
BB:大水滴部分粘附在薄膜上。
CC:细小水滴粘附在几乎所有的薄膜表面上。
实施例13
[催化剂的预活化]
称重以钛原子计为0.023mmol的二氯化[(N-叔丁基酰氨基)(四甲基-η5-环戊二烯基)二甲基硅烷]合钛,将其放在用氮气彻底清洗过的玻璃烧瓶中,在其中加入以硼原子计为0.69mmol的四(五氟苯基)硼酸三苯基甲酯的甲苯溶液。在溶液中加入合适量的甲苯,获得总量为50ml的溶液。制得钛浓度为0.00046mmol/ml的催化剂溶液。
[烯烃的聚合]
将750ml纯的庚烷和50ml纯的1-辛烯放在2升用氮气彻底清洗过的不锈钢高压釜中,用乙烯代替高压釜中的氮气。将高压釜中的温度升至60℃,加入0.375mmol三异丁基铝和以钛原子计为0.00075mmol的预活化催化剂。通入乙烯,在压力为0.9MPa下引发聚合。随后,仅供入乙烯。在温度快速上升的聚合过程中,进行这样的操作两次,即停止通入乙烯直到温度降至70℃。在压力为0.5-0.9MPa和温度为70-85℃时进行聚合6分钟。
在规定的时间过后,加入异丙醇(IPA),终止反应。
释压后,取出聚合物溶液,将其倒入4升甲醇中。彻底地搅拌溶液。过滤收集固体产物,用甲醇洗涤。在流动的氮气中,在120℃和500mmHg下干燥固体产物12小时。
所得聚合物的产量为47.5g。催化活性为630kg/mmol-Ti·h。对聚合物进行IR分析表明,辛烯的含量为18.6mol%,这就证实了在聚合物分子的端部有不饱和键。共聚物(乙烯/辛烯无规共聚物(称为EOR))的特性粘度为1.49dl/g。Mw为115,700。
[硼氢化]
在充有氩气的干箱子中,将20g在端部含有不饱和键的EOR共聚物悬浮在100ml脱气和干燥的THF中,将悬浮液放在带有磁力搅拌器的玻璃烧瓶中。将2.8ml 9-硼二环[3.3.1]壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加到悬浮液中。在干箱子中,在55℃时搅拌浆料5小时,然后过滤。用脱气和干燥的IPA洗涤滤饼,在减压下干燥,这样就获得了在端部含有硼的乙烯/辛烯无规共聚物(称为EOR-B)。
[丙烯酸2-羟乙酯的聚合]
将18g EOR-B共聚物放在密封的烧瓶中,加入16.8g干的丙烯酸2-羟乙酯(HEA)和80ml THF使其悬浮。通入1.9ml干燥的氧气,引发反应。在室温下搅拌悬浮液17分钟,然后过滤。用脱气和干燥的IPA洗涤滤饼,在减压下干燥,获得在端部含有硼的EOR-O-(聚丙烯酸2-羟乙酯)(称为EOR-O-PHEA-B)的二嵌段共聚物。
[在端部的官能团的转变]
在室温下将50ml庚烷加到15g二嵌段共聚物(EOR-O-PHEA-B)中,在70℃时加入5ml吡啶。在40℃时加入30g四溴化碳,然后在25℃时加入18ml溴的苯溶液(0.2M)。搅拌溶液,直到不放出热量。反应后,将混合物倒入1升甲醇中,过滤。用甲醇洗涤滤饼,收集聚合物。在所得的聚合物中加入50ml二甲基甲酰胺(DMF)和0.75mmol叠氮化钠,在80℃时进行反应4小时。反应后,使混合物冷却,倒入1升甲醇中。过滤混合物,用甲醇洗涤滤饼,收集聚合物。在所得的聚合物中加入50ml THF和0.75mmol三苯基膦,在室温下进行反应6小时。反应后,加入10ml乙酸、10ml水和催化量的三氟乙酸,进行回流24小时。用水洗涤反应产物,在真空下干燥。
按IR分析,证实了所得共聚物的端部转变成氨基。按下述公式计算的PHEA部分的重均分子量(Mw2)为480,
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:
Mw1是EOR部分的重均分子量,
Mw2是PHEA部分的重均分子量,
W1是在聚合HEA时所用的EOR-B共聚物的量,和
W2是二嵌段共聚物的产量。
[在端部胺化的EOR-O-PHEA的粘合性]
按下述方式使用在端部胺化的EOR-O-PHEA共聚物(改性的二嵌段共聚物)制备薄膜。按下述方式测量对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的粘合强度。
[制备薄膜]
将0.1mm厚的铝片、Teflon片和中心区域被切去15cm×15cm正方形的100μm厚的铝片依此顺序放在压板上。将3.3g样品放在中心区域(已被切去)上。再将Teflon片、铝片和压板依此顺序叠置。
将插在压板之间的上述样品放在150℃的热压机中,预热约7分钟。随后,反复加压(在50kg/cm2-G)和释压几次,除去样品中的气泡。将压力升至100kg/cm2-G,在加压下加热样品2分钟。释压后,从热压机中取出压板,将其放入另一个接触粘合区域保持在0℃温度的压机中。在100kg/cm2-G的压力下冷却4分钟后,对样品释压并取出。在所得的薄膜(改性二嵌段共聚物薄膜)中,使用均匀厚度约为120-130μm的部分,测量对PET的粘合强度。
[测量对PET的粘合强度]
将改性二嵌段共聚物薄膜插在两块15平方厘米的PET膜片(200μm厚)之间,在与[制备薄膜]部分所述相同的压制条件下,使改性二嵌段共聚物薄膜粘合到PET膜上。将所得的层压片切成15cm宽的条。在23℃时,以与粘合界面成180°的方向上剥离PET膜的二嵌段共聚物薄膜,测量剥离强度。剥离强度为800g/cm2,二嵌段共聚物具有优良的粘合性。
实施例14
[制备固体催化剂]
将3.0g在250℃时干燥10小时的二氧化硅悬浮在50ml甲苯中,然后将悬浮液冷至0℃。在保持在0℃时,在30分钟内滴加入17.8ml甲基铝氧烷的甲苯溶液(Al=1.29mmol/ml),随后在0℃时反应30分钟。在30分钟内将温度升至95℃,在相同的温度下进行反应4小时。然后,将温度降至60℃,倾析倒去上层清液。
用甲苯洗涤所得的固体组分两次,然后将其再悬浮在50ml甲苯中。在20℃时,在30分钟内向悬浮液中滴加入11.1ml二氯化双(1-正丁基-3-甲基环戊二烯基)合锆的甲苯溶液(Zr=0.0103mmol/ml)。将反应器中的温度升至80℃,在相同的温度下进行反应2小时。倒去上层清液,用己烷洗涤沉淀物两次,获得固体催化剂。以1g固体催化剂计,所得的催化剂包含2.3mg锆。
[制备预聚合的催化剂]
将4g所得的固体催化剂再悬浮在400ml己烷中。将5.0ml三异丁基铝的癸烷溶液(1mmol/ml)和0.36g 1-己烯加到悬浮液中,在35℃时预聚合乙烯2小时。倒去上层清液后,用己烷洗涤沉淀物三次,获得预聚合催化剂,以1g固体催化剂计,所述预聚合催化剂包含2.2mg锆,用它可以预聚合3g聚乙烯。
[烯烃的聚合]
将1升纯的己烷和40ml纯的1-己烯放在2升用氮气彻底清洗过的不锈钢高压釜中,用乙烯代替高压釜中的氮气。将高压釜中的温度升至60℃,加入1.5mmol三异丁基铝和以锆原子计为0.24mg的预聚合催化剂。通入乙烯,在压力为0.9MPa下引发聚合。随后,仅供入乙烯,在压力为0.9MPa和温度为80℃时进行聚合1.5小时。
聚合完成后,过滤聚合物溶液,将所得的固体产物在80℃时干燥过夜。所得聚合物的产量为200g。基于锆原子的催化活性为77kg/mmol-Zr。所得聚合物的IR分析表明,1-己烯的含量为2.5mol%,这就证实了在聚合物分子的端部有不饱和键。聚合物(乙烯/1-己烯共聚物(P(Et/Hex)))的密度为0.925g/cm3。按GPC测量,Mw为144,000,Mw/Mn为2.2。
[乙烯/1-己烯共聚物在端部的转变]
在充有氩气的干箱子中,将20g在端部含有不饱和键的乙烯/1-己烯共聚物悬浮在100ml脱气和干燥的THF中,将悬浮液放在带有磁力搅拌器的玻璃烧瓶中。将2.2ml 9-BBN的THF溶液(0.5M)加到悬浮液中。在干箱子中,在55℃时搅拌浆料5小时,然后过滤。用脱气和干燥的IPA洗涤滤饼,在减压下干燥。
将10g所得的共聚物加到25ml脱气和干燥的THF中。在氮气气氛中,在室温下,在其中加入0.2g溶解在1ml水中的NaOH和0.3ml甲醇。在0℃时滴加入0.8ml 30%的H2O2。在40℃时进行反应6小时,然后将反应溶液倒入2升甲醇中,沉淀聚合物。用100ml甲醇回流所得共聚物2小时,然后在减压下在50℃时干燥8小时。IR分析结果证实了共聚物分子的端部被羟基所改性,这样在端部就没有不饱和键。
将150ml甲苯和0.25mmol高锰酸钾加到8g所得的在端部含有羟基的乙烯/1-己烯共聚物(P(Et/Hex)-OH)中。在40℃时进行反应2小时,然后将反应溶液倒入2升甲醇中,沉淀聚合物。用甲醇洗涤所得的共聚物,然后在减压下在50℃时干燥8小时。按IR分析,证实了在端部的羟基已取代成羧基。
[用极性链段的偶联反应]
将100ml N-甲基吡咯烷酮、50g购自Aldrich的聚乙二醇(PEG,Mv=100,000)和催化量的钛酸四正丁酯以及氧化丁基羟基锡加到15g所得的在端部含有羧基的乙烯/1-己烯共聚物中。在200℃时进行反应48小时。反应后,将反应溶液静置冷却,然后倒入2升甲醇中。用100ml甲醇回流所得的聚合物2小时,然后在减压下在50℃时干燥8小时。
按NMR分析,证实了所得的聚合物具有通过酯键将乙烯/1-己烯共聚物链段与PEG链段键合起来的结构。
[(乙烯/1-己烯无规共聚物)/聚乙二醇的二嵌段共聚物的较高级的结构]
在150℃时使用所得的二嵌段共聚物,按实施例13所述相同的方式制备8×8平方厘米的压制片(1mm厚)。使用钌酸对压制片的表面进行染色,然后用扫描电子显微镜观察。观察到平均帘线长度(cord length)为0.1μm的准斑纹状(pseudo-mosaic)结构。
实施例15
[制备催化剂溶液]
将甲基铝氧烷和二氯化二苯基亚甲硅烷基双(2,7-二甲基-4-异丙基茚基)合锆在甲苯(任选地可以加入合适量的甲苯)中混合,使锆的浓度为0.00011mmol/l,并且铝与锆的摩尔比为350。搅拌15分钟使溶液预活化,制得催化剂溶液。
[聚合]
将400ml纯甲苯放在500ml用氮气彻底清洗过的玻璃反应器中,以100升/小时的速度通入丙烯。在以600转/分钟的速度搅拌下,在45℃时将反应器中的溶液保持10分钟。加入以铝原子计为19.4mg的三异丁基铝。加入以锆原子计为0.36mg的上述催化剂溶液,将反应器中的温度升至50℃。在50℃和常压下进行聚合20分钟。加入少量的IPA,终止聚合。聚合完全后,将反应溶液倒入2升稀盐酸的甲醇溶液中,沉淀聚合物。用甲醇洗涤沉淀聚合物两次,然后将所得的聚合物在减压下在80℃时干燥过夜。所得聚丙烯的产量为21.8g。催化活性为16.4kg/mmol-Zr·h。用DSC测量的熔点(Tm)为149.1℃。用GPC测量的Mw为106,000。IR分析结果证实了在聚合物分子的端部有不饱和键。
[硼氢化]
在充有氩气的干箱子中,将20g在端部含有不饱和键的上述聚丙烯悬浮在100ml脱气和干燥的THF中,将悬浮液放在带有磁力搅拌器的玻璃烧瓶中。将3.0ml 9-BBN的THF溶液(0.5M)加到悬浮液中。在干箱子中,在55℃时搅拌浆料5小时,然后过滤。用脱气和干燥的IPA洗涤所得的固体产物,在减压下干燥,这样就获得了在端部含有硼的聚丙烯(PP-B)。
[甲基丙烯酸甲酯的聚合]
将16g PP-B聚合物放在密封的烧瓶中,加入11.5g干的甲基丙烯酸甲酯(MMA)和80ml THF使其悬浮。通入1.6ml干燥的氧气,引发反应,在室温下搅拌悬浮液4小时。然后在氮气气氛中过滤。用脱气和干燥的IPA洗涤滤饼,在减压下干燥。将7.5g所得的聚合物加到25ml脱气和干燥的THF中。在室温下的氮气气氛中,在其中加入0.2g溶解在1ml水中的NaOH和0.3ml甲醇。在0℃时滴加入0.8ml 30%的H2O2。在40℃时进行反应6小时,然后将反应溶液倒入2升甲醇中,沉淀聚合物。用100ml甲醇回流所得的聚合物2小时,然后在24小时内用丙酮和庚烷萃取之。在减压下在50℃时干燥不溶性组分8小时,获得PP-O-聚甲基丙烯酸甲酯(称为PP-O-PMMA)的二嵌段共聚物。IR分析结果证实了在聚合物分子的端部有羟基。
按下述公式计算的PMMA部分的重均分子量(Mw2)为10,000,
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:
Mw1是PP部分的重均分子量,
Mw2是PMMA部分的重均分子量,
W1是在聚合MMA时所用的PP-B聚合物的量,和
W2是二嵌段共聚物的产量。
[合成尼龙-6]
在氮气流中,在280℃时加热50g ε-己内酰胺和2.0g 50%ε-氨基己酸水溶液的混合溶液40分钟。将溶液冷至室温,用水洗涤。所得聚合物(尼龙-6)的Mw为2,000。
[偶联反应]
将150ml N-甲基吡咯烷酮、50g上述尼龙-6和催化量的钛酸四正丁酯以及氧化丁基羟基锡加到30g在端部含有羧基的PP-O-PMMA共聚物中。在200℃时进行反应72小时。反应后,将反应溶液倒入2升甲醇中。用100ml甲醇回流所得的聚合物2小时,然后在减压下在50℃时干燥8小时。
按NMR分析,证实了所得的聚合物具有通过酯键将PMMA链段与尼龙-6链段键合起来的结构。
[聚丙烯/聚甲基丙烯酸甲酯/尼龙-6嵌段共聚物的物理和涂覆性能]
在240℃时,按实施例13所述相同的方式制备1mm厚的压制片。
在23℃的温度下,以10mm/min的横梁滑动(crosshead)速度,按ASTMD790,使用上述压制片测量挠曲模量(FM)。嵌段共聚物的FM为2,500 MPa。
关于以这种方法制得的样品,用横向切口粘合试验来评价涂覆性能,即按下述方式将涂料分别施涂到上述压制片上。在施涂各涂料之前,用浸过异丙醇的布擦拭压制片的表面。
(a)用气枪施涂双组分聚氨酯涂料(商品名:R-271,购自Nippon BeeChemical Co,.Ltd.),使干膜的厚度为60μm。在100℃时烘烤30分钟。
(b)用气枪施涂蜜胺树脂涂料(商品名:Flexene #105,购自Nippon BeeChemical Co,.Ltd.),使干膜的厚度为60μm。在120℃时烘烤30分钟。
横向切口粘合试验
按JIS K5400,以下述方式进行横向切口粘合试验。按上述方式对涂覆的压制片的表面画交叉排线,获得样品。将玻璃纸粘合剂胶带(商品名:CT-18,购自Nichiban Co.,Ltd.)粘合到样品上,然后在90°的方向上快速剥离。计算留在样品上的涂覆方块的数目,将其记为粘合性的指数。当使用上述嵌段共聚物时,剥离方块的数目为0。
实施例16
[制备催化剂溶液]
将甲基铝氧烷和二氯化二甲基亚甲硅烷基双(茚基)合锆在甲苯(任选地可以加入合适量的甲苯)中混合,使锆的浓度为0.00011mmol/l,并且铝与锆的摩尔比为350。搅拌15分钟使溶液预活化,制得催化剂溶液。
[聚合]
将750ml纯庚烷放在2升用氮气彻底清洗过的不锈钢高压釜中,用丙烯代替高压釜中的氮气。将高压釜中的温度升至40℃,加入0.263mmol三异丁基铝和以锆原子计为0.00050mmol的预活化催化剂。
用基本上由91.3mol%丙烯、1.2mol%乙烯和7.5mol%丁烯组成的混合气体代替高压釜中的丙烯气体,在用混合气体加压下使高压釜中的温度升高。当温度和压力分别达到0.8MPa和70℃时,就认为是引发了聚合。在保持相同的压力和相同的温度下,进行聚合30分钟。30分钟后,停止供入混合气体,终止聚合。释压和冷却后,取出浆料,过滤收集固体产物。在减压下在流动的氮气中,在80℃和500mmHg下干燥固体产物12小时。
所得聚合物的产量为43.7g。按GPC测量,Mw为30,000,Mw/Mn为2.2。IR分析结果表明,乙烯的含量为3mol%,丁烯的含量为3mol%,这就证实了在聚合物分子的端部有不饱和键。
[聚合物端部的转变]
在充有氩气的干箱子中,将8.7g在端部含有不饱和键的丙烯/乙烯/丁烯无规共聚物悬浮在100ml脱气和干燥的THF中,将悬浮液放在带有磁力搅拌器的玻璃烧瓶中。将4.6ml 9-BBN的THF溶液(0.5M)加到悬浮液中。在干箱子中,在55℃时搅拌浆料5小时,然后过滤。用脱气和干燥的IPA洗涤滤饼,在减压下干燥,获得在端部含有硼的丙烯/乙烯/丁烯无规共聚物(称为PEBR-B)。
将2.1g所得的共聚物加到25ml脱气和干燥的THF中。在室温下的氮气气氛中,在其中加入0.2g溶解在1ml水中的NaOH和0.3ml甲醇。在0℃时滴加入0.8ml 30%的H2O2。在40℃时进行反应6小时,然后将反应溶液倒入2升甲醇中,沉淀聚合物。用100ml甲醇回流所得的共聚物2小时,然后在减压下在50℃时干燥8小时。将50ml甲苯、0.35mmol乙醇胺和催化量的硫酸加到所得的共聚物中,在100℃时进行反应12小时。将1升甲醇加到反应溶液中,过滤去固体产物。用甲醇洗涤固体产物两次,然后在50℃干燥8小时。
将50ml 10%盐酸的甲醇溶液加到聚合物中,在30℃时进行反应1小时。用烧结玻璃过滤器过滤除去固体产物。用丙酮洗涤所得的共聚物,在减压下在50℃时干燥8小时。将75ml无水1,2,3,4-四氢化萘加到所得的共聚物中,将悬浮液加热到180℃。将温度保持在相同的温度下24小时,同时以5克/小时的速度供入光气。反应后,过滤除去共聚物,用丙酮洗涤。IR分析结构证实了共聚物分子的端部被异氰酸酯基所改性。
[偶联反应]
在氮气气氛中,将40ml氯苯、160ml邻二氯苯和1.75g购自Aldrich的聚四亚甲基二醇(称为PTMG,Mn=2,900)加到18g在端部含有异氰酸酯基的所得的丙烯/乙烯/丁烯无规共聚物中。回流8小时。将溶液冷至室温,将其倒入2升甲醇中,沉淀聚合物。用100ml甲醇回流所得的聚合物2小时,然后在减压下在50℃时干燥8小时。
按NMR分析,证实了所得的聚合物是具有通过氨基甲酸酯键将丙烯/乙烯/丁烯无规共聚物链段与PTMG链段键合起来的结构的ABA嵌段共聚物(PEBR-PTMG-PEBR)。
[嵌段共聚物(PEBR-PTMG-PEBR)的性能]
在200℃时,按实施例13所述相同的方式,制备1mm厚的压制片。
在23℃的温度下,以10mm/min的横梁滑动速度,按ASTM D790,使用上述压制片测量挠曲模量(FM)。嵌段共聚物(PEBR-PTMG-PEBR)的FM为1,200MPa。关于上述压制片,用Nippon Denshoku Industries Co.,Ltd.制造的数字式浊度计(NDH-20D)测量雾度值。该雾度值为25%。
实施例17
催化剂溶液的制备
将甲基铝氧烷和二氯化二甲基亚甲硅基二(茚基)合锆在甲苯中混合(可以任选加入适量甲苯),使锆浓度为0.00011mmol/L,铝与锆的摩尔比为350。搅拌15分钟,使溶液预活化,制成催化剂溶液。
聚合
将750ml纯化的甲苯放入2L用氮气彻底吹扫的不锈钢反应器内,用丙烯替换反应釜内的氮气。将反应釜内温度升高至40℃,加入0.263mmol三异丁基铝和具有0.00050mmol锆原子的上述催化剂溶液。用丙烯使反应釜增压,升高反应釜内温度。当温度和压力分别达到0.7MPa和75℃时,就认为聚合开始了。保持这样的温度和压力使聚合进行40分钟。30分钟后,停止供应丙烯,终止聚合。减压并冷却后,取出浆料,过滤收集固体产物。在氮气流中,在80℃和500mmHg条件下减压干燥固体产物12小时。
得到的聚丙烯(PP)产量是37.0g。该聚丙烯由GPC测得的Mw是32000。IR分析结果证实了在聚合物分子的端部有不饱和键。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将9.3g上述端部有不饱和键的聚丙烯悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将4.6ml 9-硼二环〔3.3.1〕壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的PP-B共聚物。
丙烯酸丁酯的聚合
将22g PP-B聚合物放入密封烧瓶内,加入66.2g干燥的BA(丙烯酸丁酯)和80ml THF使它悬浮。吹入7.0ml干燥氧气,引发反应,将该悬浮液室温搅拌56小时,然后在氮气气氛下过滤。用脱气并干燥的IPA洗涤滤饼,并减压干燥。
将22g得到的聚合物加入到250ml脱气并干燥的THF中。在室温氮气气氛下,加入将2g氢氧化钠溶解于10ml水形成的溶液和3ml甲醇中。在0℃向溶液中滴加8ml 30%H2O2。反应在40℃进行6小时。接着将反应液倒入2L甲醇溶液中使聚合物沉淀。用100ml甲醇将得到的聚合物回流2小时,用丙酮和庚烷萃取24小时,将不溶组分在50℃减压干燥8小时,得到二嵌段共聚物聚丙烯-O-聚丙烯酸丁酯(称为PP-O-PBA)。IR分析结果表明共聚物分子的端部有羟基。
聚丙烯酸丁酯(PBA)部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是100,000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是PP部分的重均分子量,
Mw2是PBA部分的重均分子量,
W1是BA聚合中聚合物PP-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
偶联反应
在氮气气氛下,将40ml氯苯、160ml邻-二氯苯和33mg六亚甲基二异氰酸酯加入到26g得到的羟基在端部的二嵌段共聚物PP-O-PBA中。回流24小时。将该溶液冷却至室温,并倒入2L甲醇中,将聚合物沉淀。用100ml甲醇回流得到的聚合物2小时,然后50℃减压干燥8小时。根据NMR分析,证实了得到的聚合物是嵌段共聚物((PP-O-PBA)-六亚甲基-(PP-O-PBA)),它具有这样的结构:PP-O-PBA链段通过氨基甲酝酿键与六亚甲基链段连接。
嵌段共聚物((PP-O-PBA)-六亚甲基-(PP-O-PBA))的性能
与实施例13所述方式相同,在190℃制备了压制片。用得到的嵌段共聚物片进行了下述测试。
拉伸测试
拉伸测试在间距30mm、拉伸速率30mm/min和温度23℃条件下,根据ATSM D638,用1mm厚压制片冲压成的哑铃形样品进行。
得到的嵌段共聚物片的杨氏模量是10MPa,拉伸的断裂伸长率是250%。
耐油性(ΔV)
根据JIS K6301,在50℃将厚3mm的嵌段共聚物的长方形片浸入JIS №3油中7天。测得浸入前和后所述片的体积增长百分率(%)。该嵌段共聚物的体积增长百分率是30%。
橡胶弹性(PS)
根据JIS K6301,将厚1mm的嵌段共聚物冲压成的哑铃形样品保持在23℃,并用拉伸仪伸长100% 10分钟,测定卸去负荷后10分钟的样品的永久应变。
嵌段共聚物片的PS是20%。
实施例18
催化剂溶液的预制备
将甲基铝氧烷和内消旋-二氯化二甲基亚甲硅基二(2-甲基-4-苯基茚基)合锆在甲苯中混合(可以任选加入适量甲苯),使锆浓度为0.00011mmol/L,铝与锆的摩尔比为350。搅拌15分钟,使溶液预活化,制成催化剂溶液。
聚合
将250ml纯化的甲苯放入500ml用氮气彻底吹扫的玻璃反应器内,分别用75、125L/小时速率通入乙烯和丙烯。用磁性搅拌器在600转/分钟的搅拌速率下,将反应器内溶液在80℃保持10分钟。向反应器内加入具有0.045mg(0.0005mmol)锆原子的上述催化剂溶液。在80℃和常压下聚合60分钟。加入少量异丙醇终止聚合。聚合结束后,将反应液倒入2L稀盐酸的甲醇溶液,使聚合物沉淀。用甲醇洗涤聚合物两次,然后,将得到的聚合物在130℃过夜减压干燥。得到的乙烯/丙烯无规共聚物(EPR)产量是3.2g。IR分析结果表明,乙烯含量为70.7mol%,这证实了在聚合物分子的端部有不饱和键。Mw是1500。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将4.9g上述端部有不饱和键的EPR共聚物悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将14.2ml 9-硼二环〔3.3.1〕壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的乙烯/无规共聚物。
丙烯酸丁酯的聚合
将1.5g EPR-B共聚物放入密封烧瓶内,加入9.8g干燥的BA(丙烯酸丁酯)和80ml THF使它悬浮。吹入1.0ml干燥氧气,引发反应,将该悬浮液室温搅拌40分钟,然后过滤。用脱气并干燥的IPA洗涤滤饼,并减压干燥。得到硼在端部的二嵌段共聚物PP-O-聚丙烯酸丁酯(称为PP-O-PBA-B)。
聚合物端部的转化
将1.7g得到的聚合物加入到250ml脱气并干燥的THF中。在室温氮气气氛下,向THF溶液中加入将2g氢氧化钠溶解于10ml水中制成的溶液和3ml甲醇。在0℃滴加8ml 30%H2O2。使反应在40℃进行6小时。接着将反应液倒入2L甲醇溶液中使聚合物沉淀。用100ml甲醇将得到的聚合物回流2小时,接着在50℃减压干燥8小时。IR分析结果证实了聚合物分子的端部有羟基。
将250ml甲苯、3.5mmol乙醇胺和催化量的硫酸加入到1.7g得到的端部有羟基的共聚物PP-O-PBA中,在100℃反应12小时。向反应液中加入1L甲醇,过滤固体产物。用甲醇洗涤固体产物两次,然后50℃干燥8小时。
将50ml 10%盐酸的甲醇溶液加入到聚合物中,在30℃反应1小时。用烧结玻璃过滤器过滤固体产物。用丙酮洗涤得到的共聚物,并在50℃减压干燥8小时。将500ml纯四氢化萘加入到得到的共聚物中,将悬浮液在180℃加热。以50g/h的速率供应光气氯,将该悬浮液保持同样温度24小时。IR分析结果证实了共聚物分子的端部被异氰酸酯基团改性。
PBA部分的重均分子量Mw2根据下式估算是1000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是EPR部分的重均分子量,
Mw2是PBA部分的重均分子量,
W1是BA聚合中聚合物EPR-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
偶联反应
在氮气气氛下,将40ml氯苯、160ml邻-二氯苯和1.6g购自Aldrich的乙氧化季戊四醇(15/4=EO/OH,Mn=797)加入到5g得到的端部有异氰酸酯基团的二嵌段共聚物PP-O-PBA中。回流8小时。将该溶液冷却至室温,并倒入2L甲醇中,将聚合物沉淀。用100ml甲醇回流得到的聚合物2小时,然后50℃减压干燥8小时。
根据NMR分析,证实了得到的聚合物是(PP-O-PBA-)链段通过氨基甲酸乙酯键与乙氧化季戊四醇连接之类的星型嵌段共聚物。此外,由于残留的乙氧化季戊四醇包含微量羟基,认为得到的嵌段共聚物是星型嵌段共聚物。
星型嵌段共聚物的粘合性能的评价
将与实施例13所述相同的方式制成的星型嵌段共聚物膜(厚120-130微米)插在两片15cm2的PET膜(200微米厚)之间,并在80℃施加压力进行粘合。将得到的叠层物切成宽15cm的条。在粘合界面处沿180°方向将PET膜剥离改性的二嵌段共聚物膜,测得23℃剥离强度。
剥离强度是410g/cm2,二嵌段共聚物具有良好的粘合性能。
此外,将3g星型嵌段共聚物插在PP膜之间,并进行同样的评价。
剥离强度是320g/cm2,所述的二嵌段共聚物具有良好的粘合性能。
实施例19
固体钛催化剂组分的制备
将7.14g(75mmol)无水氯化镁、37.5ml癸烷和35.1ml(225mmol)2-乙基己醇在130℃加热,反应2小时,得到均匀溶液。将1.67g(11.3mmol)邻苯二甲酸酐加入到溶液中,将该溶液在130℃搅拌混合1小时,以便使邻苯二甲酸酐溶解于均匀溶液中。将得到的均匀溶液冷却至室温,然后在1小时内将该溶液以滴加方式全部加入到保持在-20℃的200ml(1.8mol)四氯化钛中。滴加结束后,将混合液的温度在4小时内升高至110℃。当温度达到110℃时,加入5.03ml(18.8mmol)邻苯二甲酸二异丁酯(称为DIBP),然后溶液在搅拌下保持同样温度2小时。热过滤收集固体产物。将该固体产物再悬浮于275ml四氯化钛中,然后在110℃加热反应2小时。反应结束后,再次由热过滤收集固体产物,用110℃癸烷和室温己烷充分洗涤,直至在洗涤物中检测不出游离的钛化合物。在以上述方式合成的固体钛催化剂组分是以己烷的浆料形式保存的同时,将部分组分干燥以检测催化剂的组成。得到的固体钛催化剂组分的构成是:Ti 2.1重量%,Cl 58重量%,Mg 18重量%,DIBP10.9重量%。
丙烯的聚合
用氮气吹扫500ml玻璃反应釜,加入250ml癸烷。用丙烯替换反应釜内氮气。加入丙烯和搅拌下,将反应釜内的温度升高至100℃,依次加入5mmol三乙基铝、0.5mmol环己基甲基二甲氧基硅烷和具有0.1mmol钛原子的固体钛催化剂组分。控制丙烯的流速,防止未反应气体从与加料管连接的鼓泡管流出,而且防止反应器内压力降低,在100℃聚合1小时。用氮气替换反应釜内的丙烯。
端部的羟基化
将上述聚合物浆料温度保持在100℃,并以200L/h速率经分子筛通入干燥空气,在该温度下反应5小时。反应结束后,将浆料倒入2L甲醇与2L丙酮的混合物内,并使之静置过夜。丢弃粘附在搅拌叶片上的纤维状聚合物。
静置后,将少量盐酸加入到浆料内,过滤该浆料得到白色聚合物。
用甲醇洗涤得到的聚合物,然后80℃减压干燥10小时。得到的聚合物的量是2.5g。根据13C-NMR分析,证实了52mol%聚合物分子的一端末端有羟基。根据凝胶渗透色谱(GPC)的测试结果,重均分子量Mw是170,000,Mw/Mn是11.2。
端部的锂化
将30ml甲苯加入到2.5g上述有羟基基团的聚丙烯,并加入1ml 1.6M的正丁基锂的己烷溶液。室温搅拌该溶液24小时。将反应后的浆料冷却至-20℃,用甲苯洗涤几次过滤的聚丙烯,同时冷却至-20℃。根据1H-NMR分析,证实了聚合物分子的端部进行了锂化。
阴离子聚合
将30ml苯和30ml甲基丙烯酸甲酯(MMA)加入到2.0g得到的端部有锂的聚丙烯内。用磁性搅拌器搅拌,20℃反应100小时。加入甲醇终止反应。用己烷充分洗涤该聚合物,然后45℃减压干燥。
MMA的转化率是10.5%,得到的嵌段共聚物的聚MMA链段的三单元组立构规整度是77%。根据13C-NMR分析,证实了得到的嵌段共聚物是这样的,聚丙烯通过醚键的氧与聚MMA连接。
实施例20
阴离子聚合
将30ml苯和28.9ml甲基丙烯酸甲酯(MMA)和1.6ml甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯(称为MEMA)加入到2.0g用与实施例19所述相同的方式得到的端部有锂的聚丙烯内。用磁性搅拌器搅拌,20℃反应100小时。加入甲醇终止反应。用己烷充分洗涤该聚合物,然后45℃减压干燥。
MMA和MEMA的转化率分别是5.1%和7.1%。根据13C-NMR分析,证实了得到的嵌段共聚物是这样的,聚丙烯通过醚键的氧与MMA/MEMA共聚物连接。
实施例21
催化剂的预活化
称出具有0.023mmol钛原子的二氯化〔(N-叔丁基酰胺基)(四甲基-η5-环戊二烯基)二甲基硅烷〕合钛,并放入用氮气彻底吹扫的玻璃烧瓶内,加入具有0.092mmol硼原子的硼酸三苯基甲基五(五氟苯基)酯的甲苯溶液。向该溶液中加入适量甲苯,得到总量50ml的溶液。制成钛浓度为0.00046mmol/ml的催化剂溶液。
烯烃的聚合
将750ml纯化庚烷和175ml纯化1-辛烯放入2L用氮气彻底吹扫的不锈钢反应釜内,用乙烯替换反应釜内的氮气。将反应釜内温度升高至60℃,加入0.375mmol三异丁基铝和具有0.000375mmol钛原子的预活化催化剂。在0.9MPa压力下加入乙烯,引发聚合。聚合开始后,仅供应乙烯。保持0.9MPa压力和25℃温度,继续聚合60分钟。在上述时间过后,加入异丙醇终止反应。释压后,取出聚合物溶液,并倒入4L甲醇中。充分搅拌该溶液。过滤收集固体产物,并用甲醇洗涤。在120℃和500mmHg下,在氮气流中干燥固体产物。
得到的乙烯/辛烯无规共聚物(EOR)是24.1g。催化活性是64kg/mmol-Ti·hr。乙烯/辛烯共聚物的IR分析结果表明,辛烯含量是34.2mol%,这证明了在聚合物分子的端部有不饱和键。Mw是212400。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚合物,悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将1.5ml 9-硼二环〔3.3.1〕壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的乙烯/辛烯无规共聚物(称为EOR-B)
甲基丙烯酸甲酯的聚合
将20g EOR-B共聚物放入密封烧瓶内加入7.2g干燥的MMA和80ml THF使它悬浮。吹入1.0ml干燥氧气,引发反应,接着室温搅拌2小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的二嵌段共聚物(乙烯/辛烯无规共聚物)-O-聚甲基丙烯酸甲酯(称为EOR-O-PMMA,230℃测得的MFR:0.5g/10min)。
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是5000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是EOR部分的重均分子量,
Mw2是PMMA部分的重均分子量,
W1是MMA聚合中共聚物EOR-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例22
催化剂溶液的制备
将甲基铝氧烷和二氯化二苯基亚甲硅基二(2,7-二甲基-4-异丙基茚基)合锆在甲苯中混合(可以任选加入适量甲苯),使锆浓度为0.00011mmol/L,铝与锆的摩尔比为350。搅拌15分钟使该溶液预活化,制成催化剂溶液。
聚合
将400ml纯化的甲苯放入500ml用氮气彻底吹扫的玻璃反应器内,用100L/小时速率通入丙烯。在600转/分钟的搅拌速率下,将反应器内溶液在45℃保持10分钟。加入具有19.4mg铝原子的三异丁基铝。加入具有0.36mg锆原子的预活化催化剂溶液。将反应器内温度升高至50℃。在50℃和常压下聚合20分钟。加入少量异丙醇终止聚合。聚合结束后,将反应液倒入2L稀盐酸的甲醇溶液,使聚合物沉淀。用甲醇洗涤聚合物两次,然后,将得到的聚合物在80℃过夜减压干燥。
得到的聚丙烯是21.8g。催化活性是16.4kg/mmol-Zr·h。DSC测得的熔点(Tm)是149.1℃。GPC测得的Mw是106000。IR分析结果证实了在聚合物分子的端部有不饱和键。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚合物(Mw=106000),悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将3.0ml 9-BBN的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的聚丙烯(PP-B)。
丙烯酸丁酯的聚合
将20g聚合物PP-B放入密封烧瓶内,加入18.5g干燥的BA(丙烯酸丁酯)和80ml THF使它悬浮。吹入1.9ml干燥氧气,引发反应,接着室温搅拌5小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的二嵌段共聚物PP-O-聚丙烯酸丁酯(称为PP-O-PBA,230℃测得的MFR:100g/10min)。
得到的该丙烯酸丁酯共聚物的聚丙烯酸丁酯部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是10,000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是PP部分的重均分子量,
Mw2是PBA部分的重均分子量,
W1是BA聚合中聚合物PP-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例23
将40g在实施例21中聚合的二嵌段共聚物(EOR-O-PMMA)、40g脂肪石油树脂(商品名Hi-rez T-500X,购自Mitsui Chemicals Inc.)作为赋予粘合性的树脂和20g Sasol蜡(商品名SasolTM H1,S.Kato & Co.进口)作为低分子量聚烯烃共混,用Labo塑料辊炼机在180℃捏合15分钟,制备热熔粘合剂组合物。
将得到的热熔粘合剂组合物施加到厚50微米的铝箔上,施加厚度25微米,然后将每个施涂过的表面彼此粘合。在上杆温度120℃、下杆温度120℃、压力3kg/cm2、加热时间10秒条件下进行热密封,制成叠层片。将叠层片切成宽25mm,制成样品。在测试温度23℃、拉伸速率300mm/min条件下,使用样品进行T-剥离测试,测得粘合强度(根据JIS K6854)。
此外,与上述方式相同,将热熔粘合剂组合物施加到铝箔上,将每个施涂过的表面粘合到另一个上10mm宽。在上述同样的条件下进行热密封,然后将叠层片切成宽25mm,制成样品。用夹具夹住样品的两边。一边固定,在另一边上通过悬挂重物施加500g负荷。以25℃/h速率升高环境温度,当重物落下时测试温度,来测得耐热蠕变性能。图1显示出了测试耐热蠕变性能的方法的示意图。在该图中,1表示样品,2和阴影部分表示热密封部分,4和5表示夹具,7表示重物。结果如表4所示。
实施例24
与实施例23所述方式相同,制成热熔粘合剂组合物,测试了粘合强度和耐热蠕变性能,不同在于将在实施例22中得到的嵌段共聚物(PP-O-PBA)用作基底聚合物。结果如表4所示。
表4
实施例23 | 实施例24 | |
粘合强度(g/25mm) | 650 | 600 |
耐热蠕变性能 | 115℃ | 130℃ |
实施例25
催化剂的预活化
称出10.0mg二氯化二(1,3-二甲基环戊二烯基)合锆,放入用氮气彻底吹扫的玻璃烧瓶内,加入具有17.2mmol铝原子的甲基铝氧烷的甲苯溶液。将该溶液在23℃声波振荡15分钟。向溶液中加入适量甲苯,得到总量50ml的溶液,该溶液用作催化剂溶液。
乙烯/降冰片烯的共聚
在室温氮气气氛下,将600ml含20g降冰片烯的环己烷溶液放入1L氮气彻底吹扫的不锈钢反应釜内。加入0.6mmol三异丁基铝,用乙烯替换反应釜内的氮气。用乙烯在反应釜内增压,接着,升高反应釜内温度,使反应釜内温度和压力分别是70℃和0.7MPa。将12.8ml制好的催化剂溶液用带压氮气强制加入反应釜内,引发聚合。然后,仅供应乙烯,聚合在0.7MPa压力和70℃温度下进行5分钟。从聚合开始5分钟后,用带压氮气向反应釜内强制加入5ml异丙醇,终止聚合。减压后,取出聚合物溶液。在高速搅拌器剧烈搅拌下,将聚合物溶液与盐酸水溶液以1∶1比例接触,该盐酸水溶液是通过向1L水中加入5ml浓缩盐酸制成的,残留的催化剂进入水相,将经接触的混合液静置,然后脱除水相。用水洗涤聚合物溶液两次,将它纯化,分离聚合物溶液相。剧烈搅拌下,使纯化和分离的聚合物溶液与三倍于聚合物溶液的丙酮接触。共聚物沉淀后,过滤收集固体产物(共聚物),用丙酮充分洗涤。为了萃取残留在聚合物中的未反应的降冰片烯,将固体产物放入丙酮中以便使浓度为40g/L,萃取在60℃进行2小时。萃取后,过滤收集固体产物,在氮气流中130℃和350mmHg下减压干燥12小时。
得到的乙烯/降冰片烯共聚物(P(Et/NBR))的产量是25.7g。由此催化活性为41.8kg/mmol-Zr·hr。IR分析结果表明,降冰片烯含量是8.5mol%,这证明了在聚合物分子端部有不饱和键。根据GPC测试结果,Mw是140,000。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚合物,悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将2.3ml 9-BBN的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的乙烯/降冰片烯共聚物(P(Et/NBR)-B)。
苯乙烯的聚合
将20g共聚物P(Et/NBR)-B放入密封烧瓶内,加11.4g干燥的苯乙烯(St)和80ml THF使它悬浮。吹入1.5ml干燥氧气,引发反应,接着室温搅拌14小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的二嵌段共聚物:乙烯/降冰片烯无规共聚物-O-聚苯乙烯(称为P(Et/NBR)-O-PSt)。
得到的二嵌段共聚物的聚苯乙烯部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是5,000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是P(Et/NBR)部分的重均分子量,
Mw2是PSt部分的重均分子量,
W1是苯乙烯聚合中共聚物P(Et/NBR)-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例26
乙烯/丙烯/三烯的共聚
在室温氮气气氛下,将651ml纯化庚烷、24ml 4,8-二甲基-1,4,8-十三烯(decatriene)(称为DMDT)、具有0.75mmol铝原子的三异丁基铝的庚烷溶液和具有0.021mmol硼原子的硼酸三苯基碳鎓四(五氟苯基)酯放入2L用氮气彻底吹扫的不锈钢反应釜内。
加入9L丙烯后,升高反应釜内温度。当温度升高至60℃时,供应乙烯使反应釜内压力增高至0.9MPa。当反应釜内温度和压力分别升高至70℃和0.9MPa时,用带压氮气向反应釜内强制加入具有0.00105mmol钛原子的二氯化〔(N-叔丁基酰胺基)(四甲基-η5-环戊二烯基)二甲基硅烷〕合钛的甲苯溶液,引发聚合反应。保持压力0.9MPa和温度70℃聚合30分钟。聚合开始30分钟后,加入50ml甲醇终止反应。冷却并减压后,取出聚合物溶液,并倒入3L甲醇中,使共聚物沉淀。用混合器剪切共聚物,并由混合器用2L甲醇洗涤。过滤收集该固体产物,并在100℃和400mmHg下,在氮气流中干燥该固体产物12小时。
得到的乙烯/丙烯/三烯共聚物(称为EPT)是31.6g。催化活性是60.2kg/mmol-Ti·h。其IR分析结果表明,乙烯和DMDT含量分别是69mol%和3mol%,Mw是180200。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g EPT共聚物,悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将1.8ml 9-硼二环〔3.3.1〕壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥。得到硼在端部的乙烯/丙烯/三烯共聚物(称为EPT-B)。
甲基丙烯酸甲酯的聚合
将20g EPT-B共聚物放入密封烧瓶内加入8.5g干燥的MMA和80ml THF使它悬浮。吹入1.1ml干燥氧气,引发反应,接着室温搅拌2小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的二嵌段共聚物(乙烯/丙烯/三烯共聚物)-O-聚甲基丙烯酸甲酯(称为EPT-O-PMMA)。
对于该二嵌段共聚物,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是5000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是EPT部分的重均分子量,
Mw2是PMMA部分的重均分子量,
W1是MMA聚合中共聚物EPT-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例27
将100份在实施例25中聚合的二嵌段共聚物(P(Et/NBR)-O-PSt)、200份氢氧化镁、10份硬脂酸钙和3份钛白共混,并用开炼机(前辊/后辊:120/120℃和16/18rpm)捏合,得到共混物。该共混物在200℃压塑成样品。对于该样品,由下述方式评价了捏合性能、表面硬度、耐热性和耐损伤性。结果如表5所示。
捏合性能:
等级:
AA:样品能够进行捏合,没有问题;
BB:样品粘在辊上,不能剥离;
CC:样品不粘在辊上,不能充分捏合。
TMA(穿透温度:耐热性)
用直径1.8mm压头在负荷2kg/cm2、升温速率5℃/min条件下测试穿透温度。
表面硬度
根据ASTM D676测试表面硬度。
耐损伤性
用Tokyo Koki Co.Ltd.制造的马顿斯刻痕硬度测试仪,刻痕压头对3mm厚样品产生20g负荷压出刻痕。测量形成的刻痕宽度,计算刻痕的宽度的倒数。
对比例4
与实施例27中所述方式相同,制成样品,不同在于使用乙烯/丁烯无规共聚物(乙烯含量:88mol%,密度:885kg/cm3,Mw:155000,Mw/Mn:1.87)。对于该样品,用与实施例27所述相同的方式评价了捏合性能、表面硬度、耐热性和耐损伤性。结果如表5所示。
表5
实施例27 | 对比例4 | |
捏合性能 | AA | BB |
TMA(℃) | 110 | 80 |
肖氏硬度 | 75 | 90 |
马顿斯硬度(1/mm) | 18 | 9 |
采用本发明二嵌段共聚物的样品具有良好的耐热性、柔软性、耐损伤性和捏合性能。
实施例28
将在实施例26中聚合的二嵌段共聚物(EPT-O-PMMA)、氧化锌、硬脂酸、FEF炭黑、环烷油、硫化促进剂和硫根据表6共混,并用开炼机(前辊/后辊:70/70℃和16/18rpm)捏合,得到未硫化的复合橡胶。
用加热至160℃的压机加热得到的未硫化复合橡胶20分钟,制备硫化片。对于该片,进行了下述测试。结果如表6所示。
拉伸测试
根据JIS K6301测试拉伸强度(称为TB)和伸长率(称为EB)。
硬度测试
硬度(JIS A)(称为HS)根据JIS K6301测试。
耐臭氧测试
耐臭氧测试在臭氧浓度80ppm、伸长率80%、温度40℃、96小时静态条件下,在臭氧测试浴中进行测试。根据JIS K6301所述等级,耐臭氧性由表面的劣化评价。表面的劣化等级例如如下所述,表示为“C-5”。
臭氧裂纹数目
A:少量裂纹;
B:大量裂纹;
C:裂纹不可数。
臭氧裂纹的尺寸和深度
1:裂纹看不见,但是用放大10倍的放大镜可以看见;
2:可以看见裂纹;
3:裂纹深且较大(小于1mm);
4:裂纹深且大(1mm或更大,但是小于3mm);
5:裂纹尺寸为3mm或更大,或样品可能形成裂缝。
振动阻尼性能
用Rheometric Scientific F.E.Ltd.生产的RDSII在频率2.5拉德/秒和温度25℃下测试动态粘弹性,测得阻尼因子(tanδ)。样品的tanδ值大,振动阻尼性能就良好。
对比例5
与实施例28所述方式相同,制备了硫化片,进行了测试,不同在于使用乙烯/丙烯/5-亚乙基-2-降冰片烯共聚物(乙烯/丙烯(摩尔比):68/32,特性粘度〔η〕:1.7dl/g,碘值:12)代替在实施例26中得到的二嵌段共聚物(EPT-O-PMMA),如表6所述改变各种组分的共混量。结果如表6所示。
表6
实施例28 | 对比例5 | |
组分(重量份) | ||
共聚物 | 100 | 100 |
炭黑 | 40 | 60 |
环烷油 | 50 | 50 |
氧化锌 | 5 | 5 |
硬脂酸 | 1 | 1 |
硫 | 2.5 | 2.5 |
硫化促进剂 | ||
CBS | 1.5 | - |
MBT | - | 3.0 |
ZnBDC | - | 1.5 |
TMTD | - | 0.75 |
性能 | ||
TB(MPa) | 16 | 12 |
EB(%) | 430 | 540 |
HS(JIS A) | 63 | 54 |
耐臭氧性 | A-1 | A-1 |
tanδ | 0.76 | 0.18 |
其中:CBS是N-环己基-2-苯并噻唑亚磺酰胺;
MBT是2-巯基苯并噻唑;
ZnBDC是二-正丁基二硫氨基甲酸锌;
MTD是四甲基秋兰姆二硫化物
实施例29
催化剂组分的预活化
将甲基铝氧烷和二氯化二甲基亚甲硅基二(2-乙基-4-苯基茚基)合锆在甲苯中混合(可以任选加入适量甲苯),使锆浓度为0.00011mmol/L,铝与锆的摩尔比为350。搅拌15分钟,使溶液预活化。
聚合
将400ml纯化的甲苯放入500ml用氮气彻底吹扫的玻璃反应器内,用100L/小时速率通入丙烯。在600转/分钟的搅拌速率下,将反应器内溶液在45℃保持10分钟。加入具有3.9mg铝原子的三异丁基铝。加入具有0.073mg锆原子的预活化催化剂溶液。在50℃和常压下聚合5分钟。加入少量异丙醇终止聚合。
聚合结束后,将反应液倒入2L稀盐酸的甲醇溶液,使聚合物沉淀。用甲醇洗涤聚合物两次,然后,将得到的聚合物在80℃过夜减压干燥。得到的聚丙烯是14.1g聚乙烯。催化活性是212kg/mmol-Zr·h。13C-NMR分析结果表明,聚丙烯的内消旋五单元组部分(mmmm)是97.8%。GPC测得的Mw是133000。IR分析结果证实了在聚合物分子的端部有不饱和键。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚合物(Mw=133000),悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将2.4ml 9-BBN的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的聚丙烯(PP-B)。
甲基丙烯酸甲酯的聚合
将20g上述硼在端部的PP-B聚合物放入密封烧瓶内,加入11.5g干燥的MMA和80ml THF使它悬浮。吹入1.6ml干燥氧气,引发反应,接着室温搅拌8小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的二嵌段共聚物聚丙烯-O-聚甲基丙烯酸甲酯(称为PP-O-PMMA)。
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是20000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是PP部分的重均分子量,
Mw2是PMMA部分的重均分子量,
W1是MMA聚合中共聚物PP-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例30
固体催化剂组分的制备
将3.0g在250℃干燥10小时的二氧化硅悬浮于50ml甲苯中,接着将悬浮液冷却至0℃。将温度保持0℃,在30分钟内滴加17.8ml甲基铝氧烷的甲苯溶液(铝=1.29mmol/ml),然后在0℃反应30分钟。在30分钟内将温度升高至95℃,在这样的温度下反应4小时。将温度降低至60℃,由倾注脱除上层液体。
用甲苯洗涤得到的固体组分两次,然后再悬浮于50ml甲苯中。在20℃、30分钟内向悬浮液滴加11.1ml二氯化二(1-正丁基-3-甲基环戊二烯基)合锆(锆为0.0103mmol/ml)。将反应器内温度升高至80℃,在这样的温度下反应2小时。脱除上层液体,用己烷洗涤沉淀物两次,得到固体催化剂。得到的催化剂包含2.3mg锆,以1g固体催化剂为基准。
预聚合的催化剂的制备
将4g得到的固体催化剂再悬浮于400ml己烷中。将5.0ml三异丁基铝(1mmol/ml)的癸烷溶液和0.36g1-己烯加入到悬浮液中,使乙烯在35℃预聚合2小时。脱除上层液体后,用己烷洗涤沉淀物三次,得到预聚合的催化剂,它包含2.2mg锆,其中3g聚乙烯进行了预聚合,以1g固体催化剂为基准。
烯烃的聚合
将1L脱水并纯化的庚烷放入2L用氮气彻底吹扫的不锈钢反应釜内,用乙烯替换反应釜内的氮气。将反应釜内温度升高至60℃,加入1.5mmol三异丁基铝和具有0.91mg锆原子的预聚合催化剂。在0.9MPa压力下加入乙烯,引发聚合。然后,仅供应乙烯。聚合在0.9MPa压力和80℃温度下进行1.5小时。
聚合结束后,过滤聚合物,并在80℃过夜干燥。得到的的聚合物是106g。基于锆原子的催化活性是11kg/mmol-Zr·h。得到的聚合物的密度是0.96g/cm3,MFR是0.08g/10min,Mw是183000。共聚物的IR分析结果,证明了在聚合物分子的端部有不饱和键。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚合物(Mw=183000),悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将1.8ml 9-BBN的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的聚乙烯(HDPE-B)。
甲基丙烯酸甲酯的聚合
将20g得到的HDPE-B聚合物放入密封烧瓶内,加入8.4g干燥的MMA和80ml THF使它悬浮。吹入1.1ml干燥氧气,引发反应,接着室温搅拌4小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的二嵌段共聚物聚乙烯-O-聚甲基丙烯酸甲酯(称为HDPE-O-PMMA)。
对于得到的聚合物,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是10000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是HDPE部分的重均分子量,
Mw2是PMMA部分的重均分子量,
W1是MMA聚合中共聚物HDPE-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
W1是MMA聚合中聚合物HDPE-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例31
称出具有0.023mmol钛原子的二氯化〔(N-叔丁基酰胺基)(四甲基-η5-环戊二烯基)二甲基硅烷〕合钛,并放入用氮气彻底吹扫的玻璃烧瓶内,加入具有0.092mmol硼原子的硼酸三苯基甲基五(五氟苯基)酯的甲苯溶液。向该溶液中加入适量甲苯,得到总量50ml的溶液。制成钛浓度为0.00046mmol/ml的催化剂溶液。
烯烃的聚合
将750ml纯化庚烷和175ml纯化1-辛烯放入2L用氮气彻底吹扫的不锈钢反应釜内,用乙烯替换反应釜内的氮气。将反应釜内温度升高至60℃,加入0.375mmol三异丁基铝和具有0.000375mmol钛原子的预活化催化剂。在0.9MPa压力下加入乙烯,引发聚合。然后,仅供应乙烯。保持0.9MPa压力和25℃温度,继续聚合60分钟。在上述时间过后,加入异丙醇终止反应。减压后,取出聚合物溶液,并倒入4L甲醇中。充分搅拌该溶液。过滤收集固体产物,并用甲醇洗涤。在120℃和500mmHg下,在氮气流中干燥固体产物12小时。
得到的共聚物是24.1g。催化活性是64kg/mmol-Ti·hr。乙烯/辛烯共聚物的IR分析结果表明,乙烯和辛烯含量分别是65.8mol%和34.2mol%,这证明了在聚合物分子的端部有不饱和键。Mw是212400。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚合物(Mw=212400),悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将1.5ml 9-硼二环〔3.3.1〕壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的乙烯/辛烯共聚物(称为EOR-B)
甲基丙烯酸甲酯的聚合
将20g EOR-B共聚物放入密封烧瓶内加入7.2g干燥的MMA和80ml THF使它悬浮。吹入1.0ml干燥氧气,引发反应,接着室温搅拌11小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的二嵌段共聚物(乙烯/辛烯橡胶)-O-聚甲基丙烯酸甲酯(称为EOR-O-PMMA)。
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是25000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是EOR部分的重均分子量,
Mw2是PMMA部分的重均分子量,
W1是MMA聚合中共聚物EOR-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例32
催化剂的预活化
称出10.0mg二氯化二(1,3-二甲基环戊二烯基)合锆,放入用氮气彻底吹扫的玻璃烧瓶中,加入具有17.2mmol铝原子的甲基铝氧烷的甲苯溶液。该溶液在23℃声波振荡15分钟。向溶液中加入适量的甲苯,得到总量为50ml的溶液。该溶液用作催化剂溶液。
乙烯/降冰片烯的共聚
在室温氮气气氛下,将600ml含20g降冰片烯的环己烷溶液放入1L氮气彻底吹扫的不锈钢反应釜内。
加入0.6mmol三异丁基铝,用乙烯替换反应釜内的氮气。用乙烯在反应釜内增压,接着,升高反应釜内温度,使反应釜内温度和压力分别是70℃和0.7MPa。将12.8ml制好的催化剂溶液用带压氮气强制加入反应釜内,引发聚合。然后,仅供应乙烯,聚合在0.7MPa压力和70℃温度下进行5分钟。
从聚合开始5分钟后,用带压氮气向反应釜内强制加入5ml异丙醇,终止聚合。
减压后,取出聚合物溶液。在高速搅拌器剧烈搅拌下,将聚合物溶液与盐酸水溶液以1∶1比例接触,该盐酸水溶液是通过向1L水中加入5ml浓缩盐酸制成的,残留的催化剂进入水相,将经接触的混合液静置,然后脱除水相。用水洗涤聚合物溶液两次,将它纯化,分离聚合物溶液相。
剧烈搅拌下,使纯化和分离的聚合物溶液与三倍于聚合物溶液的丙酮接触。共聚物沉淀后,过滤收集固体产物(共聚物),用丙酮充分洗涤。为了萃取残留在聚合物中的未反应降冰片烯,将固体产物放入丙酮中以便使浓度为40g/L,萃取在60℃进行2小时。萃取后,过滤收集固体产物,在氮气流中130℃和350mmHg下减压干燥12小时。
得到的乙烯/降冰片烯共聚物(P(Et/NBR))的产量是25.7g。由此催化活性为41.8kg/mmol-Zr·hr。IR分析结果表明,乙烯和降冰片烯含量分别是91.5mol%和8.5mol%,这证明了在聚合物分子端部有不饱和键。根据GPC测试结果,Mw是140000。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚合物(Mw=140000),悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将2.3ml 9-BBN的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的乙烯/降冰片烯共聚物(P(Et/NBR)-B)。
甲基丙烯酸甲酯的聚合
将20g P(Et/NBR)-B共聚物放入密封烧瓶内,加入11.0g干燥的MMA和80ml THF使它悬浮。吹入1.5ml干燥氧气,引发反应,接着室温搅拌21小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的二嵌段共聚物(乙烯/降冰片烯共聚物)-O-聚甲基丙烯酸甲酯(称为P(Et/NBR)-O-PMMA)。
该聚合物的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是50000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是P(Et/NBR)部分的重均分子量,
Mw2是PMMA部分的重均分子量,
W1是MMA聚合中共聚物P(Et/NBR)-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
在实施例33-37中,各种性能的测试如下所述。
硬度(JIS A)
硬度(JIS A)根据JIS K721 5测试。
拉伸模量
拉伸模量在间距30mm、拉伸速率30mm/min和温度23℃条件下,根据JISK6301采用JIS №3哑铃形测试。
弯曲模量(FM)
弯曲模量在间距51mm、弯曲速率20mm/min条件下,根据ASTM D790采用1/8英寸厚样品进行测试。
埃氏冲击强度(IZ)
埃氏冲击强度在23℃下采用1/4英寸厚样品(后缺口)根据ASTMD256测试。
洛氏硬度(HR)
洛氏硬度采用2mm厚、120mm长和130mm宽的长方形板,根据ASTMD785测试。
耐油性
根据JIS K6258测试在50℃浸入JIS №3油336小时之前和之后的样品体积变化(ΔV)。
铅笔硬度
根据JIS K5401采用1/8英寸厚样品在23℃测试铅笔硬度。
热变形温度(HDT)
根据ASTM D648(负荷4.6kg/cm2)采用1/4英寸厚样品测试热变形温度。
马氏硬度
用Tokyo Koki Co.Ltd.制造的马顿斯刻痕硬度测试仪,刻痕压头对3mm厚样品施加20g负荷压出刻痕。测量形成的刻痕宽度,计算刻痕宽度的倒数。
实施例33
用55t注压机(IS55EPN,Toshiba Machine Co.,Ltd.制造)在筒体温度200℃和模具温度40℃条件下模塑实施例29中得到的二嵌段共聚物(PP-O-PMMA)。
模塑制品的弯曲模量(FM)为2330MPa,表面硬度(HR)为115,热变形温度(HDT)为135℃,铅笔硬度为“H”。
实施例34
在压机温度200℃下压塑在实施例30中得到的二嵌段共聚物(HDPE-O-PMMA)。
模塑制品的弯曲模量(FM)为1300MPa,热变形温度(HDT)为100℃,耐油性(ΔV)为0%。
实施例35
在压机温度200℃下压塑在实施例31中得到的二嵌段共聚物(EOR-O-PMMA)。
模塑制品的拉伸模量为10MPa,硬度(JIS A)为60。
实施例36
将80重量份在实施例30中得到的嵌段共聚物(HDPE-O-PMMA)和20重量份在实施例31中得到的嵌段共聚物(EOR-O-PMMA)熔融捏合,接着,用55t注压机(IS55EPN,Toshiba Machine Co.,Ltd.制造)在筒体温度200℃和模具温度40℃条件下模塑。
模塑制品的弯曲模量(FM)为1400MPa,冲击强度(IZ)为400J/m,表面硬度(HR)为85。
实施例37
将0.1重量份PH25B(购自NOF Corp.)和0.2重量份二乙烯基苯加入100重量份在实施例32中得到的二嵌段共聚物(P(Et/NBR)-O-PMMA),并用辊轧机40℃浸渍。
将得到的组合物在200℃压塑温度下压塑。
模塑制品的拉伸模量为50MPa,马氏硬度为30,穿透温度为85℃。
实施例38
催化剂的预活化
称出具有0.23mmol锆原子的二(四甲基-η5-环戊二烯基)二甲基锆,放入用氮气彻底吹扫的玻璃烧瓶中,加入具有0.92mmol硼原子的三(五氟苯基)硼烷的甲苯溶液。向混合液中加入适量的甲苯,得到总量为50ml的溶液。制成锆浓度为0.0046mmol/ml的催化剂溶液。
烯烃的聚合
将225ml纯化的甲苯放入500ml用氮气彻底吹扫的玻璃反应器内,用200L/小时速率通入乙烯。在600转/分钟的搅拌速率下,将反应器内溶液在45℃保持10分钟。加入具有7.5mmol铝原子的三异丁基铝。加入6.0mmol 9-BBN,接着加入具有0.075mmol锆原子的预活化催化剂溶液。在50℃和常压下聚合5分钟。加入少量纯甲醇终止聚合。聚合结束后,用纯THF洗涤聚合物。将得到的聚合物在50℃过夜减压干燥。得到的聚合物是1.4g聚乙烯。催化剂活性是224g/mmol-Zr·h。
分子量和聚合物端部的确认
将1.0g得到的聚合物加入到25ml纯THF中。在室温氮气气氛下,向THF溶液中加入将0.2g氢氧化钠溶解于1ml水制成的溶液和0.25ml甲醇。在0℃滴加0.8ml 30%H2O2。反应在40℃进行6小时。接着将反应液倒入2L甲醇溶液中使聚合物沉淀。用50ml甲醇将得到的聚合物回流2小时,接着在50℃减压干燥8小时。GPC分析得到的Mw是14800。IR分析结果证实了聚合物分子的端部被羟基改性,使端部没有不饱和键。由此,证实了在“烯烃的聚合”部分中得到的聚合物的端部被硼改性。
丙烯酸丁酯的聚合
将10g在烯烃的聚合中得到的硼在端部的聚乙烯均聚物(HDPE-B)放入密封烧瓶内,加入66.2g干燥的BA(丙烯酸丁酯)和80ml THF使它悬浮。吹入7.0ml干燥氧气,引发反应,接着室温搅拌156小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的二嵌段共聚物聚乙烯-O-聚丙烯酸丁酯(称为HDPE-O-PBA)。聚丙烯酸丁酯(PBA)部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是300000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是HDPE部分的重均分子量,
Mw2是PBA部分的重均分子量,
W1是BA聚合中聚合物HDPE-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例39
催化剂组分的活化
将甲基铝氧烷和二氯化二甲基亚甲硅基二(2-乙基-4-苯基茚基)合锆在甲苯中混合(可以任选加入适量甲苯),使锆浓度为0.00011mmol/L,铝与锆的摩尔比为350。搅拌15分钟,使溶液预活化。
聚合
将400ml纯化的甲苯放入500ml用氮气彻底吹扫的玻璃反应器内,用100L/小时速率通入丙烯。在600转/分钟的搅拌速率下,将反应器内溶液在45℃保持10分钟。加入具有3.9mg铝原子的三异丁基铝。加入具有0.073mg锆原子的预活化催化剂溶液。在50℃和常压下聚合5分钟。加入少量异丙醇终止聚合。聚合结束后,将反应液倒入2L稀盐酸的甲醇溶液,使聚合物沉淀。用甲醇洗涤聚合物两次,然后,将得到的聚合物在80℃过夜减压干燥。得到的聚丙烯是14.1g。催化活性是212kg/mmol-Zr·h。13C-NMR分析结果表明,聚丙烯的内消旋五单元组部分(mmmm)是97.8%。GPC测得的Mw是133000。IR分析结果证实了在聚合物分子的端部有不饱和键。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚合物(Mw=133000),悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将2.4ml 9-BBN的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的聚丙烯(PP)。
甲基丙烯酸甲酯的聚合
将20g上述硼在端部的PP聚合物放入密封烧瓶内,加入11.5g干燥的MMA和80ml THF使它悬浮。吹入1.6ml干燥氧气,引发反应,接着室温搅拌4小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的二嵌段共聚物聚丙烯-O-聚甲基丙烯酸甲酯(称为PP-O-PMMA)。
得到的二嵌段共聚物的MFR(在230℃测得)为20g/10min,聚丙烯链段的分子量为150000,mmmm为0.98,Mw/Mn是4.3,PMMA部分的分子量为10000。
实施例40
将在实施例1中制成的二嵌段共聚物(P(Et/NBR)-O-PSt)用压塑方式进行模塑,在200℃管子挤压形成管线样品。用下述方式测试了该样品的TMA、肖氏硬度、马氏硬度、重复脉冲、和介电击穿电压。结果如表7所示。
TMA(穿透温度:耐热性)
用直径1.8mm压头在负荷2kg/cm2、升温速率5℃/min条件下测试穿透温度。
表面硬度
根据ASTM D676测试表面硬度。
耐损伤性(马顿斯硬度)
钻石压头施加20g负荷,在压塑样品上划痕。测试划痕宽度,用划痕宽度的倒数测得马顿斯硬度。
重复脉冲
为了制成测试用电缆,用测试共聚物的绝缘层(1.5mm厚)包覆包括直径1mm单线的内导电层。对该电缆进行照明脉冲测试(施加100kv电压5分钟)。
介电击穿电压
根据ASTM D149在25℃用1mm厚压塑片测试击穿电压。
对比例6
与实施例40所述方式相同制成样品,不同在于用乙烯/丁烯共聚物(乙烯含量88mol%,密度885kg/m3,Mw155000,Mw/Mn1.87)代替二嵌段共聚物(P(Et/NBR)-O-PSt)。与实施例40所述方式相同测试上述得到的样品,结果如表7所示。
表7
实施例40 | 对比例6 | |
样品 | 二嵌段共聚物(P(Et/NBR)-O-PSt) | 乙烯/丁烯共聚物 |
TMA(℃) | 110 | 80 |
肖氏硬度 | 73 | 88 |
马顿斯硬度(1/mm) | 19 | 9 |
重复脉冲(击穿频率的比率) | 9 | 3 |
介电击穿电压(kv/mm) | 62 | 58 |
从表7可见,相对于管样品,二嵌段共聚物A的管线的耐热性、柔软性、耐损伤性、重复脉冲和介电击穿电压都是优秀的。
实施例41
将2mol%元素周期表第Ia族元素的金属盐(LiN(CF3SO2)2)和0.3重量%Perloyl L(购自NOF Corp.),分别以丙烯酸异丁酯链段和二嵌段共聚物为基准,加入到在实施例38中得到的二嵌段共聚物(HDPE-O-PBA)中。用开放式辊炼机熔融捏合混合物(前辊/后辊:120/120℃和16/18rpm)得到一种共混物。在惰性气体气氛中,在140℃将该共混物压塑成固态聚电解质样品。
将该固态聚电解质样品冲压成直径10mm的盘。将该盘塞入装在支架内的电极之间,测试电导。用珀耳贴元件将电极保持在25℃,用阻抗分析仪(HP4285A)测试复合阻抗(在10mv电压下),分析确定离子导电性。
离子导电性良好,达到8.9×10-4(S/cm)。
实施例42
将在实施例39中得到的二嵌段共聚物(PP-O-PMMA)在200℃压塑成外壳样品。用与实施例41所述相同的方式测得的样品离子导电性良好,达到8.9×10-4(S/cm)。
用下述方式测试样品的弯曲模量(FM)、洛氏硬度(HR)、铅笔硬度和热变形温度(HDT)。结果如表8所示。
弯曲模量(FM)
根据ASTM C790,用1mm厚样品,在间距30mm和弯曲速率20mm/min条件下测试弯曲模量。
洛氏硬度(HR)
根据ASTM D785,用厚度分别为1mm的两层压塑片测试洛氏硬度。
铅笔硬度
根据JIS K5401用厚1mm样品在23℃测试铅笔硬度。
热变形温度(HDT)
根据ASTM D648(负荷4.6kg/cm2),用厚3mm的压塑片测试热变形温度。
对比例7
与实施例42所述方式相同,进行测试,不同在于使用聚丙烯(MFR(在230℃测试)20g/10min,分子量200000,mmmm0.98,Mw/Mn4.3)代替二嵌段共聚物(PP-O-PMMA)。结果如表8所示。
表8
实施例42 | 对比例7 | |
样品 | 二嵌段共聚物(PP-O-PMMA) | 聚丙烯 |
FM(MPa) | 2500 | 1800 |
HR(M级) | 55 | 35 |
铅笔硬度 | 2H | HB |
HDT(℃) | 138 | 123 |
由表8可看出,二嵌段共聚物(PP-O-PMMA)的外壳具有良好的硬度、刚度和耐热性。该嵌段共聚物与无机填料的亲和力良好。
实施例43
催化剂的预活化
将二氯化〔(N-叔丁基酰胺基)(四甲基-η5-环戊二烯基)二甲基硅烷〕合钛(具有0.023mmol钛原子)放入用氮气彻底吹扫的玻璃烧瓶内,加入具有0.69mmol硼原子的硼酸三苯基甲基五(五氟苯基)酯的甲苯溶液。向该溶液中加入适量甲苯,得到总量50ml的溶液。制成钛浓度为0.00046mmol/ml的催化剂溶液。
烯烃的聚合
将750ml纯化庚烷和35ml纯化1-辛烯放入2L用氮气彻底吹扫的不锈钢反应釜内,用乙烯替换反应釜内的氮气。将反应釜内温度升高至60℃,加入0.375mmol三异丁基铝和具有0.00075mmol钛原子的预活化催化剂。在0.9MPa压力下加入乙烯,引发聚合。然后,仅供应乙烯。在聚合期间,这样进行操作,停止供应乙烯,由此使温度降低至约70℃两次,以防止温度很快上升。在0.5-0.9MPa压力和70-85℃温度下聚合6分钟。加入异丙醇终止反应。减压后,取出含有聚合物的溶液,并倒入4L甲醇中。充分搅拌该溶液。过滤收集固体产物,并用甲醇洗涤。在120℃和500mmHg下,在氮气流中干燥固体产物。
得到的乙烯/辛烯共聚物(称为EOR)是66.0g。催化活性是880kg/mmol-Ti·h。
共聚物的IR分析结果表明,辛烯含量是12.6mol%,这证明了在聚合物分子的端部有不饱和键。Mw是132400。
聚合物端部的转化
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚合物(Mw=132400),悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将2.2ml 9-硼二环〔3.3.1〕壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥。
将10g得到的聚合物加入到25ml脱气并干燥的THF中。在室温氮气气氛下,向THF溶液中加入将0.2g氢氧化钠溶解于1ml水中制成的溶液和0.3ml甲醇。在0℃滴加0.8ml 30%H2O2。搅拌溶液,使反应在40℃进行6小时。接着将反应液倒入2L甲醇溶液中使聚合物沉淀。用100ml甲醇将得到的聚合物回流2小时,接着在50℃减压干燥8小时。IR分析结果证实了聚合物分子的端部被羟基改性,使端部没有不饱和键。
环氧乙烷的聚合
将713g上述在端部具有羟基的聚合物(称为EOR-OH)和31.0mg氢氧化四〔三(二甲基氨基)亚正膦基氨基〕鏻(tetrakis(tris(dimethylamino)phosphoranylideneamino)phosphonium hydroxide){〔(Me2N)3P=N〕4P+OH-}(它以欧洲公开专利№0791600中所述方式合成),放入1500ml装有温度计、压力计、搅拌器和环氧乙烷加入管的反应釜内。用干燥氮气替换反应釜内空气,将反应釜内反应物加热至125℃。在这样的温度下反应12小时,并断续供应30g环氧乙烷,目的是在反应期间将压力(绝对压力)保持在约0.5MPa。减压蒸馏未反应的残留环氧乙烷,得到738g二嵌段共聚物。
得到的二嵌段共聚物是二嵌段共聚物EOR-O-(聚乙二醇)(称为EOR-O-PEG)。MFR(230℃测试)是1.1g/10min,乙烯/辛烯共聚物链段的分子量为132400,乙烯/辛烯共聚物链段的辛烯含量为12.6mol%,聚乙二醇链段的分子量为5000。聚乙二醇链段(PEG)的重均分子量(Mw2)根据下式估算:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是EOR部分的重均分子量,
Mw2是PEG部分的重均分子量,
W1是聚合中共聚物EOR-OH的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例44
将甲基铝氧烷和二氯化二苯基亚甲硅基二(2,7-二甲基-4-异丙基茚基)合锆在甲苯中混合(可以任选加入适量甲苯),使锆浓度为0.00011mmol/L,铝与锆的摩尔比为350。搅拌15分钟。
聚合
将400ml纯化的甲苯放入500ml用氮气彻底吹扫的玻璃反应器内,用100L/小时速率通入丙烯。在600转/分钟的搅拌速率下,将反应器内溶液在45℃保持10分钟。加入具有19.4mg铝原子的三异丁基铝。加入具有0.36mg锆原子的预活化催化剂溶液。将反应器内温度升高至50℃。在50℃和常压下聚合20分钟。加入少量异丙醇终止聚合。聚合结束后,将反应液倒入2L稀盐酸的甲醇溶液,使聚合物沉淀。用甲醇洗涤聚合物两次,然后,将得到的聚合物在80℃过夜减压干燥。得到的聚丙烯是21.8g。催化活性是16.4kg/mmol-Zr·h。DSC测得的熔点(Tm)是149.1℃。GPC测得的Mw是106000。IR分析结果证实了在聚合物分子的端部有不饱和键。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚合物(Mw=106000),悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将3.0ml 9-BBN的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的聚丙烯(PP-B)。
苯乙烯/马来酸酐的共聚
将20g上述PP-B聚合物放入密封烧瓶内,加入10g干燥的苯乙烯(St)、10g马来酸酐(MAH)和80ml THF。吹入1.9ml干燥氧气,引发反应,接着45℃搅拌5小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的嵌段共聚物PP-O-(苯乙烯/马来酸酐共聚物)(P(St/MAH))。
得到的二嵌段共聚物(PP-O-P(St/MAH))的MFR(在230℃测得)为150g/10min,聚丙烯链段的分子量为100,000,Mw/Mn2.2,P(St/MAH)链段的分子量为5000,MAH含量为0.3重量%。得到的嵌段共聚物的P(St/MAH)部分的重均分子量(Mw2)是5000,它根据下式估算:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是PP部分的重均分子量,
Mw2是P(St/MAH)部分的重均分子量,
W1是苯乙烯/马来酸酐共聚中聚合物PP-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
非织造织物性能的评价方法
在实施例45和46和对比例8中得到的非织造织物的性能由下述方法进行评价。
拉伸性能
根据JIS L1906,用拉伸仪在室温、夹距100mm、拉伸速率100mm/min的条件下,对25mm宽的样品进行了拉伸。测试了不同拉伸下的负荷、最大拉伸强度和断裂伸长率。
拉伸下的永久变形
与拉伸测试中的方式相同,用拉伸仪以100mm夹距将25mm宽的样品夹住,在室温和100mm/min拉伸速率下拉伸至伸长率为50%或100%。以同样速率返回,在应力为0时测得拉伸产生的永久变形。
层间强度
对于切成25mm宽的条状非织造织物的叠层部分,非织造织物层预先从叠层物的边缘沿纵向剥下膜层。将两个被剥的层以50mm夹距夹到测试仪(型号2005,INTESCO Co.Ltd制造)夹具上,形成“T”形。在180°剥离角和100mm/min剥离速率下进行剥离,测试每个层间的剥离强度,由剥离强度确定层间强度。
水蒸气的渗透性
水蒸气的渗透性根据JIS Z0208中的杯模方法测试。在温度40℃、相对湿度90%的气氛中,使水蒸气透过面积25cm2或更大的样品。测试24小时透过的水蒸气,转化成1m2样品的量。用吸湿剂干燥透过水蒸气一面的环境。
耐水压性
根据JIS L1072中的方法A(低水压方法)测试耐水压性。切出约15cm×15cm的4片样品,将样品装到耐水压测试仪上(Tester Sangyo Co.,Ltd.),使样品表面遇到水。使内部装有常温水的水平仪以60±3cm/min或10±0.5cm/min的速率升高,对样品表面施加水压。当水开始从样品背面上三个点处漏出时,测试水面高度。用水压测得耐水压性。
实施例45
纺粘非织造织物的制备
采用聚丙烯/乙烯/无规共聚物:密度0.90g/cm3、MFR(在230℃,负荷2.16kg,根据ASTM D1238测得)50g/10min、乙烯含量4.7mol%,和乙烯/1-丁烯无规共聚物:密度0.948g/cm3、MFR(在190℃,负荷2.16kg,根据ASTMD1238测得)30g/10min、1-丁烯含量4.0mol%,进行复合熔融纺丝。将同心的芯-鞘型复合纤维:其中芯和鞘(芯与鞘重量比1/4)分别基本由丙烯/乙烯无规共聚物和乙烯/1-丁烯无规共聚物组成,沉积到收集面上制成纺粘非织造织物,基重为18g/m2(复合纤维的细度为2.7旦,拉伸强度MD为1500g/25mm,拉伸强度CD为500g/25mm)。
包含粘性树脂的多孔材料的非织造织物层的制备
将TAFMER A(商品名,购自Mitsui Chemicals Inc.)和MIRASON 11P(商品名,购自Du Pont-Mitsui Polychemical Co.Ltd)以重量比92/8共混,用马来酸改性该共混的树脂,得到改性材料(MFR(在190℃,负荷2.16kg,根据ASTMD1238测得)是28g/10min,用酸改性的部分是0.1重量%)。将100重量份改性材料作为粘性树脂和15重量份ARKON P125(商品名,购自ArakawaChemical Industries,Ltd.)增粘剂进行共混。用挤出机将共混物熔融,并从熔喷纺丝头挤出,喷头出口有加热气流。粘性树脂的熔喷纤维直接沉积到得到的纺粘非织造织物上,制成叠层片,包含基重为5g/m2的熔喷非织造织物层和纺粘非织造织物层。
抗出层合
用挤出机(挤出温度分布170℃/200℃/200℃)挤出在实施例43中得到的二嵌段共聚物(EOR-O-PEG),从吹膜模头(温度220℃)吹膜挤出基重为30g/m2的二嵌段共聚物膜。另一方面,将得到的包括熔喷非织造织物层和纺粘非织造织物层的层压片以50m/min速率喂入,对片进行30W/m2的电晕放电处理。将层压片喂入展平辊(压花辊,压花面积部分7%)和冷却辊之间的辊隙,将包括熔喷非织造织物层和纺粘非织造织物层的层压片层合到二嵌段共聚物膜上,得到非织造织物层压制品。辊压条件是温度30℃、速率50m/min、辊隙线性压力40kg/cm。
层间强度:500g/inch
水蒸气渗透性:1500g/cm2·天
耐水压性:大于2000mmAq。
实施例46
驻极体的制备
驻极体的制备参照图2如下所述。在图2
中,1表示测试室,2表示样品,3表示铋电极4表示支撑电极,5表示栅极,6表示温度记录仪,7表示转换开关,8表示电位计,9表示安培计,10和11表示记录仪。
样品的制备
将在实施例44中制成的二嵌段共聚物(PP-P-P(St/MAH))压塑成厚30微米的膜。从该膜上切出直径为25mm的圆形样品,铋薄膜包覆在样品一面上,作为电极。
充电方法
将样品2(二嵌段共聚物PP-O-P(St/MAH))装入图2所示的测试仪的测试室1内,在环境压力和室温下电晕放电3分钟。在该过程中,样品2的充电量(表示为表面电势)用施加到栅极5上的栅极电压(500v)控制,所述栅极5置于没有铋电极3的膜表面上方约2mm的高度。
表面电势衰减的测试
用装入测试室1的充电样品2,如图2所示,将转换开关7连接到电位计8上,在环境中室温测试表面电势。使用的电位计8是振动簧片静电计(TR-8411),Adnantest Corp.,Ltd制造。表面电势衰减的结果如图3所示。
热激电流谱的测试(称为TSC)
切断转换开关7,并连接到安培计9上。将测试表面电势后的样品的温度以3℃/min的速率从室温升高至熔点附近的温度。TSC的测试以无接触的方式进行。安培计9是低电流静电计(614静电计),Keithley Instruments Inc制造。TSC谱图如图4所示,峰温和峰强度比例如表9所示。
根据下述结果,它们证实了包含在实施例44中得到的二嵌段共聚物具有保持电荷的能力。
对比例8
对采用Ziegler催化剂用高压方法制成的低密度聚乙烯(MFR 3g/10min,熔点111℃,密度0.920g/cm3),与实施例46所述方式相同测试了表面电势衰减和TSC。表面电势衰减的结果如图3所示。TSC谱图如图5所示,峰温如表9所示。
表9
树脂样品 | TSC谱图的峰温 | 峰强的比例P1/P2 | |
P1 P2P3 | |||
实施例46 | 二嵌段共聚物 | 55 68152 | 1.08 |
对比例8 | 低密度聚乙烯 | 39 |
实施例47
催化剂溶液的制备
称出10.0mg二氯化二(1,3-二甲基环戊二烯基)合锆,放入用氮气彻底吹扫的玻璃烧瓶内,加入具有17.2mmol铝原子的甲基铝氧烷的甲苯溶液。将该溶液在23℃声波振荡15分钟。向溶液中加入适量甲苯,得到总量50ml的溶液,该溶液用作催化剂溶液。
乙烯/降冰片烯的共聚
在室温氮气气氛下,将600ml含20g降冰片烯的环己烷溶液放入1L氮气彻底吹扫的不锈钢反应釜内。加入0.6mmol三异丁基铝,用乙烯替换反应釜内的氮气。用乙烯在反应釜内增压,接着,升高反应釜内温度,使反应釜内温度和压力分别是70℃和0.7MPa。将12.8ml制好的催化剂溶液用带压氮气强制加入反应釜内,引发聚合。然后,仅供应乙烯,聚合在0.7MPa压力和70℃温度下进行5分钟。从聚合开始5分钟后,用带压氮气向反应釜内强制加入5ml异丙醇,终止聚合。减压后,取出聚合物溶液。在高速搅拌器剧烈搅拌下,将聚合物溶液与盐酸水溶液以1∶1比例接触,该盐酸水溶液是通过向1L水中加入5ml浓缩盐酸制成的,残留的催化剂进入水相,将经接触的混合液静置,然后脱除水相。用水洗涤聚合物溶液两次,将它纯化,分离聚合物溶液相。剧烈搅拌下,使纯化和分离的聚合物溶液与三倍于聚合物溶液的丙酮接触。共聚物沉淀后,过滤收集固体产物(共聚物),用丙酮充分洗涤。为了萃取残留在聚合物中的未反应的降冰片烯,将固体产物放入丙酮中以便使浓度为40g/L,萃取在60℃进行2小时。萃取后,过滤收集固体产物,在氮气流中130℃和350mmHg下减压干燥12小时。
得到的乙烯/降冰片烯共聚物(P(Et/NBR))的产量是25.7g。由此催化活性为41.8kg/mmol-Zr·hr。IR分析结果表明,降冰片烯含量是8.5mol%,这证明了在聚合物分子端部有不饱和键。根据GPC测试结果,Mw是140,000。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚合物(Mw=140000),悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将2.3ml 9-BBN的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的乙烯/降冰片烯共聚物(P(Et/NBR)-B)。
甲基丙烯酸甲酯的聚合
将20g P(Et/NBR)-B共聚物放入密封烧瓶内,加入11.0g干燥的MMA和80ml THF使它悬浮。吹入1.5ml干燥氧气,引发反应,接着室温搅拌4小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷混合溶剂萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的二嵌段共聚物(乙烯/降冰片烯共聚物)-O-聚甲基丙烯酸甲酯(P(Et/NBR)-O-PMMA)。
该二嵌段共聚物的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是10000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是P(Et/NBR)部分的重均分子量,
Mw2是PMMA部分的重均分子量,
W1是MMA聚合中共聚物P(Et/NBR)-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例48
称出具有0.023mmol钛原子的二氯化〔(N-叔丁基酰胺基)(四甲基-η5-环戊二烯基)二甲基硅烷〕合钛,并放入用氮气彻底吹扫的玻璃烧瓶内,加入具有0.14mmol硼原子的硼酸三苯基甲基五(五氟苯基)酯的甲苯溶液。向该溶液中加入适量甲苯,得到总量50ml的溶液。制成钛浓度为0.00046mmol/ml的催化剂溶液。
烯烃的聚合
将750ml纯化庚烷和25ml纯化1-辛烯放入2L用氮气彻底吹扫的不锈钢反应釜内,用乙烯替换反应釜内的氮气。将反应釜内温度升高至60℃,加入0.375mmol三异丁基铝和具有0.00075mmol钛原子的上述催化剂溶液。在0.9MPa压力下加入乙烯,引发聚合。然后,仅供应乙烯。保持0.9MPa压力和70℃温度,聚合20分钟。在上述时间过后,加入异丙醇终止反应。减压后,取出聚合物溶液,并倒入4L甲醇中。充分搅拌该溶液。过滤收集固体产物,并用甲醇洗涤。在120℃和500mmHg下,在氮气流中干燥固体产物12小时。
得到的乙烯/辛烯无规共聚物是37.4g。催化活性是150kg/mmol-Ti·hr。乙烯/辛烯共聚物的IR分析结果表明,辛烯含量是9.3mol%,这证明了在聚合物分子的端部有不饱和键。在萘烷中135℃测得的特性粘度〔η〕是2.30dl/g,Mw是205400。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的EOR共聚物悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将1.6ml 9-硼二环〔3.3.1〕壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的乙烯/辛烯共聚物(EOR-B)
甲基丙烯酸甲酯的聚合
将20g EOR-B共聚物放入密封烧瓶内加入7.5g干燥的MMA和80ml THF使它悬浮。吹入1.0ml干燥氧气,引发反应,接着室温搅拌4小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷的混合溶剂萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的二嵌段共聚物EOR-O-聚甲基丙烯酸甲酯(EOR-O-PMMA)。
该二嵌段共聚物的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是10,000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是EOR部分的重均分子量,
Mw2是PMMA部分的重均分子量,
W1是MMA聚合中共聚物EOR-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例49
将甲基铝氧烷和二氯化二甲基亚甲硅基二(2-异丁基-4-萘基茚基)合锆在甲苯中混合(可以任选加入适量甲苯),使锆浓度为0.00011mmol/L,铝与锆的摩尔比为350。搅拌15分钟,使溶液预活化,制成催化剂溶液。
聚合
将400ml纯化的甲苯放入500ml用氮气彻底吹扫的玻璃反应器内,用100L/小时速率通入丙烯。在600转/分钟的搅拌速率下,将反应器内溶液在45℃保持10分钟。加入具有9.71mg铝原子的三异丁基铝。加入具有0.18mg锆原子的上述催化剂溶液。在50℃和常压下聚合5分钟。加入少量异丙醇终止聚合。聚合结束后,将反应液倒入2L稀盐酸的甲醇溶液,使聚合物沉淀。用甲醇洗涤聚合物两次,然后,将得到的聚合物在80℃过夜减压干燥。
得到的聚丙烯是11.0g。催化活性是66.0kg/mmol-Zr·h。DSC测得的熔点(Tm)是157.6℃。GPC测得的Mw是220000。IR分析结果证实了在聚合物分子的端部有不饱和键。由DSC测试了吸热曲线,得到熔点(Tm)。最高峰温作为Tm。熔点的测试如下所述。将样品装入铝盘内,将温度以100℃/min的速率升高至200℃。温度保持在200℃5分钟,接着以10℃/min速率降低至-150℃。当温度以10℃/min速率升高时,由得到的吸热曲线确定熔点。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚丙烯,悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将1.5ml 9-BBN的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的聚丙烯(PP-B)。
甲基丙烯酸甲酯的聚合
将20g上述硼在端部的PP-B放入密封烧瓶内,加入7.0g干燥的MMA和80ml THF使它悬浮。吹入0.9ml干燥氧气,引发反应,接着室温搅拌4小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷混合溶剂萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的二嵌段共聚物PP-O-聚甲基丙烯酸甲酯(PP-O-PMMA)。
得到的二嵌段共聚物的PMMA部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是10,000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是PP部分的重均分子量,
Mw2是PMMA部分的重均分子量,
W1是MMA聚合中共聚物PP-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
在实施例50-53中,不同的性能由下述方式测试:
洛氏硬度(HR)
洛氏硬度采用2mm厚、120mm长和130mm宽的长方形板,根据ASTMD785测试。
弯曲模量(FM)
弯曲模量在间距51mm、弯曲速率20mm/min条件下,根据ASTM D790采用1/8英寸厚样品进行测试。
热变形温度(HDT)
根据ASTM D648采用1/4英寸厚样品测试热变形温度(负荷4.6kg/cm2)。
粘合性测试
粘合性测试根据JIS K6256进行。
粘弹性(Tan&)
制备2mm厚的片。用Rheometric Scientific F.E.Ltd.生产的粘弹仪(型号RDS-2),在25℃测试温度、10Hz频率和1%应变下测试粘弹性,测得正切损耗。
耐损伤性
在23℃对划后形成的膜外观的评价标准如下:
AA:几乎看不到划痕,
BB:划痕不清楚,
CC:看到清楚的划痕。
外观
目力观察焊接厚度的不一致性,用下述等级评价:
AA:看到厚度一致,
BB:看到厚度基本一致,
CC:看到厚度略微不一致。
DD:看到厚度明显不一致。
可印刷性
将油墨(购自Osaka Printing Inks Mfg.Co.,Ltd,商品名NRX)施加到样品表面上。将买到的赛璐玢粘合带(购自Nichiban Co.Ltd,商品名Cellotape,25mm宽)以50mm长度粘合到印刷表面上,并剥下,根据下述等级评价可印刷性:
可印刷性良好:油墨不会从样品膜上剥下,
可印刷性不好:油墨会从样品膜上剥下,并粘到赛璐玢粘合带上。
实施例50
用螺杆直径30mm的单螺杆挤出机,在模头温度230℃、辊子温度40℃、卷取速度5m/min的条件下,挤出在实施例47中得到的二嵌段共聚物(P(Et/NBR)-O-PMMA)。改变挤出机出料量,得到具有所要求厚度的流延膜。该膜的耐损伤性是“AA”,粘弹性(tanδ)是0.17。
实施例51
将100重量份在实施例48中制成的二嵌段共聚物(EOR-O-PMMA)、0.7重量份二过氧化异丙苯和10重量份偶氮二甲酰胺(商品名:VINYFORSE#30,购自Eiwa Chemical Ind.Co.Ltd.,)用室内辊炼机(商品名:LaboPlastomill)在140℃捏合5分钟,接着用热压机在160℃交联15分钟,得到密度为0.086的泡沫材料。
将底涂料(商品名UNISTOLE P802,购自Mitsui Chemicals Inc.)和聚氨酯粘合剂(商品名BOND ACE W-01,购自Dongsung Chemical Co.Ltd.,)依次施加到泡沫材料上,并干燥。将3mm厚的聚氯乙烯片(商品名VinychlonSI-2000,购自Plas Tech Corp.)粘合到泡沫材料上。粘合性的测试结果是,发生了泡沫材料的底部断裂。
实施例52
用带有模塑冷却水的吹塑机,将在实施例30中得到的二嵌段共聚物(HDPE-O-PMMA)在180℃吹塑成200ml的瓶。模塑制品的外观和耐损伤性分别评价为“AA”和“AA”,可印刷性良好。
实施例53
用55t注压机(IS55EPN,Toshiba Machine Co.,Ltd.制造)在筒体温度200℃和模具温度40℃条件下模塑实施例49中得到的二嵌段共聚物(PP-O-PMMA)。得到的模塑制品的弯曲模量(FM)为1350MPa,硬度(HR)为95,热变形温度(HDT)为105℃。
为了评价涂层性能,使用2mm厚的注塑片。用洗盘的洗涤剂(商品名Mama-Lemon,购自Kao Corp.Ltd.,)洗涤该片的表面。用水洗涤并在80℃干燥10分钟后,施加约10微米厚的底漆(购自Nippon Bee Chemical Co.Ltd.,商品名RB 150),并在80℃干燥10分钟。施加约厚20微米的双组分聚氨酯金属(购自Nippon Bee Chemical Co.Ltd.,商品名R212),再施加约厚50微米的双组分透明聚氨酯(购自Nippon Bee Chemical Co.Ltd.,商品名R213)。将该片在80℃干燥45分钟。
用单刃剃刀在涂覆片的表面上画交叉线,画出11条间距2mm的平行线和与它们垂直的11条间距2mm的平行线,得到100个方格。将赛璐玢粘合带(JIS Z1 522)用足够的压力粘合到画交叉线的膜上,并很快向上剥下。对方格的观察结果是,表面上没有剥离的方格。
实施例54
催化剂溶液的制备
将甲基铝氧烷和外消旋-二氯化二甲基亚甲硅基二(2-乙基-4-萘基茚基)合锆在甲苯中混合(可以任选加入适量甲苯),使锆浓度为0.00011mmol/L,铝与锆的摩尔比为350。搅拌15分钟,使溶液预活化,制成催化剂溶液。
烯烃的聚合
将250ml纯化的甲苯放入500ml用氮气彻底吹扫的玻璃反应器内,分别用80、120L/小时速率通入乙烯和丙烯。用磁性搅拌器在600转/分钟的搅拌速率下,将反应器内溶液在45℃保持10分钟。向反应器内加入具有6.7mg铝原子的三异丁基铝。加入具有0.045mg(0.0005mmol)锆原子的上述催化剂溶液。在50℃和常压下聚合20分钟。加入少量异丙醇终止聚合。聚合结束后,将反应液倒入2L稀盐酸的甲醇溶液,使聚合物沉淀。用甲醇洗涤聚合物两次,然后,将得到的聚合物在130℃过夜减压干燥。
得到的乙烯/丙烯无规共聚物(EPR)产量是28.8g。催化活性是172.8kg/mmol-Zr·h。IR分析结果表明,乙烯含量为81.7mol%,这证实了在聚合物分子的端部有不饱和键。Mw是55000。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的EPR共聚物悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将5.8ml 9-硼二环〔3.3.1〕壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的EPR-B共聚物。
羟基化反应
将10g EPR-B共聚物悬浮于50ml脱气并干燥的THF中。在氮气气氛下,加入2.3ml含有0.5g氢氧化钠的水溶液和0.6ml甲醇。将悬浮液冷却至0℃,并滴加1.8ml 30%H2O2水溶液。反应在40℃进行6小时。接着加入100ml甲醇终止反应。将得到的聚合物过滤。用100ml甲醇将得到的滤饼进行热回流2小时,然后,再次过滤。得到的滤饼在50℃减压干燥8小时,得到端部有羟基的EPR共聚物(称为EPR-OH)。
丙交酯的聚合
在干燥箱内,将3.5gEPR-OH共聚物悬浮于干燥甲苯中。加入过量的正丁基锂,将悬浮液搅拌12小时。重复用甲苯过滤并洗涤,得到端部有氧化锂的EPR共聚物。将该共聚物悬浮于甲苯中,加入3当量氯化二乙基铝,反应进行12小时,得到端部有氧化铝的EPR共聚物(称为EPR-OAlEt2)。用甲苯和己烷洗涤EPR-OAlEt2共聚物,并过滤。将滤饼重新悬浮于80ml甲苯中。加入156.2g纯化丙交酯,室温反应64小时。加入100ml甲醇终止反应,接着聚合物在酸性甲醇中沉淀。用Soxhelt萃取器用丙酮萃取脱除聚合物内的废物,得到二嵌段共聚物(乙烯/丙烯无规共聚物)-O-聚丙交酯(称为EPR-O-PLa)。
该二嵌段共聚物的聚交酯部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是150,000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是EPR部分的重均分子量,
Mw2是PLa部分的重均分子量,
W1是丙交酯聚合中共聚物EPR-OAlEt2的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例55
催化剂溶液的制备
将甲基铝氧烷和二氯化二甲基亚甲硅基二(茚基)合锆在甲苯中混合(可以任选加入适量甲苯),使锆浓度为0.00011mmol/L,铝与锆的摩尔比为350。搅拌15分钟,使溶液预活化,制成催化剂溶液。
聚合
将750ml纯化的甲苯放入2L用氮气彻底吹扫的玻璃反应器内,用丙烯替换反应釜内的氮气。将反应釜内温度升高至40℃,加入0.263mmol三异丁基铝和具有0.00050mmol锆原子的上述催化剂溶液。用丙烯使反应釜增压,升高反应釜内温度。当温度和压力分别达到0.8MPa和70℃时,就认为聚合开始了。保持这样的温度和压力使聚合进行30分钟。30分钟后,停止供应丙烯,终止聚合。减压并冷却后,取出浆料,过滤收集固体产物。在氮气流中,在80℃和500mmHg条件下减压干燥固体产物12小时。
得到的聚丙烯(PP)产量是39.8g。催化活性是161kg/mmol-Zr·h。该聚丙烯由GPC测得的Mw是69000。DSC测得的熔点Tm是139.1℃。由13C-NMR测得的内消旋五单元组(mmmm)的百分率是90.8%。IR分析结果证实了在聚合物分子的端部有不饱和键。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚丙烯悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将4.6ml 9-硼二环〔3.3.1〕壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的PP-B共聚物。
羟基化反应
将10g PP-B聚合物悬浮于50ml脱气并干燥的THF中。在氮气气氛下,加入1.8ml含有0.4g氢氧化钠的水溶液和0.5ml甲醇。将悬浮液冷却至0℃,并滴加1.5ml 30%H2O2水溶液。反应在40℃进行6小时。接着加入100ml甲醇终止反应。将得到的聚合物过滤。用100ml甲醇将得到的滤饼进行热回流2小时,然后,再次过滤。得到的滤饼在50℃减压干燥8小时,得到端部有羟基的PP聚合物(称为PP-OH)。
丙交酯的聚合
在干燥箱内,将3.5g PP-OH聚合物悬浮于干燥甲苯中。加入过量的正丁基锂,将悬浮液搅拌12小时。再反复用甲苯过滤并洗涤,得到端部有氧化锂的PP聚合物。将该聚合物悬浮于甲苯中,加入3当量氯化二乙基铝,反应进行12小时,得到端部有氧化铝的PP聚合物(称为PP-OAlEt2)。用甲苯和己烷洗涤PP-OAlEt2,并过滤。将滤饼重新悬浮于80ml甲苯中。加入124.1g纯化丙交酯,在室温使反应进行64小时。加入100ml甲醇终止反应,接着聚合物在酸性甲醇中沉淀。用Soxhelt萃取器用丙酮萃取脱除聚合物内的废物,得到二嵌段共聚物聚丙烯-O-聚丙交酯(称为PP-O-PLa)。
该二嵌段共聚物的聚丙交酯部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是150,000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是PP部分的重均分子量,
Mw2是PLa部分的重均分子量,
W1是丙交酯聚合中共聚物PP-OAlEt2的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例56
催化剂溶液的预制备
称出具有0.23mmol锆原子的二(五甲基-η5-环戊二烯基)二甲基锆,放入用氮气彻底吹扫的玻璃烧瓶中,加入具有0.92mmol硼原子的三(五氟苯基)硼烷的甲苯溶液。向混合液中加入适量的甲苯,得到总量为50ml的溶液。制成锆浓度为0.0046mmol/ml的催化剂溶液。
烯烃的聚合
将225ml纯化的甲苯放入500ml用氮气彻底吹扫的玻璃反应器内,用200L/小时速率通入乙烯。在600转/分钟的搅拌速率下,将反应器内溶液在45℃保持10分钟。加入具有7.5mmol铝原子的三异丁基铝。加入3mmol 9-BBN,接着加入具有0.075mmol锆原子的上述催化剂溶液。在50℃和常压下聚合5分钟。加入少量纯甲醇终止聚合。聚合结束后,用纯THF洗涤聚合物。将得到的聚合物在50℃过夜减压干燥。得到的聚合物是5.1g聚乙烯。催化剂活性是816g/mmol-Zr·hr。
分子量和聚合物端部的确认
将1.0g得到的聚乙烯加入到25ml纯THF中。在室温氮气气氛下,向THF溶液中加入1ml含有0.2g氢氧化钠的水溶液和0.25ml甲醇。在0℃滴加0.8ml30%H2O2。反应在40℃进行6小时。接着将反应液倒入2L甲醇溶液中使聚合物沉淀。用50ml甲醇将得到的聚合物回流2小时,接着在50℃减压干燥8小时。GPC分析得到的Mw是52400。IR分析结果证实了聚合物分子的端部被羟基改性,使端部没有不饱和键。由此,证实了上述聚乙烯的端部被硼改性。
羟基化反应
将20g上述硼在端部的聚乙烯悬浮于50ml脱气并干燥的THF中。在氮气气氛下,加入2.4ml含有0.5g氢氧化钠的水溶液和0.6ml甲醇。将悬浮液冷却至0℃,并滴加1.9ml 30%H2O2水溶液。反应在40℃进行6小时。接着加入100ml甲醇终止反应。将得到的聚合物过滤。用100ml甲醇将得到的滤饼进行热回流2小时,然后,再次过滤。得到的滤饼在50℃减压干燥8小时,得到端部有羟基的均聚物聚乙烯(称为HDPE-OH)。
己内酯的聚合
在干燥箱内,将3.5g HDPE-OH聚合物悬浮于干燥甲苯中。加入过量的正丁基锂,将悬浮液搅拌12小时。再用甲苯重复过滤并洗涤,得到端部有氧化锂的HDPE聚合物。将该聚合物悬浮于甲苯中,加入3当量氯化二乙基铝,反应进行12小时,得到端部有氧化铝的HDPE聚合物(称为HDPE-OAlEt2)。用甲苯和己烷洗涤HDPE-OAlEt2,并过滤。将滤饼重新悬浮于80ml甲苯中。加入127.2g纯化己内酯,在室温使反应进行76小时。加入100ml甲醇终止反应,接着聚合物在酸性甲醇中沉淀。用Soxhelt萃取器用丙酮萃取脱除聚合物内的废物,得到二嵌段共聚物聚乙烯-O-聚己内酯(称为PE-O-PCL)。
该二嵌段共聚物的聚己内酯(称为PCL)部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是150,000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是HDPE部分的重均分子量,
Mw2是PCL部分的重均分子量,
W1是己内酯聚合中聚合物HDPE-OAlEt2的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例57
将在实施例54中得到的二嵌段共聚物(EPR-O-PLa)制成粉,接着用真空干燥器充分干燥。将0.1重量份IrganoxTM1010加入到100重量份二嵌段共聚物干燥粉中。在氮气气氛中,在下述条件下,由直接吹塑制成容积50ml、重量15g的小吹塑容器:筒体温度200℃,模头温度10℃。
将得到的该小吹塑容器,进行下落测试,评价了透明性、环境降解性能。结果如表10所示。
小吹塑容器的下落测试以如下方式进行。密封装有40ml水的小吹塑容器。使该容器在23℃直立48小时,然后在23℃从1m高的高度落到混凝土表面上。观察它是否破裂。
小吹塑容器的透明性由壁(200微米厚)的雾度值确定。
小吹塑容器的环境降解性能由如下方式评价。从小吹塑容器的壁上切出长5cm和宽1cm的样品,并放入58℃、水含量60重量%的粪肥(成分:稻壳、湿垃圾、鸡粪、粪等)中3个月。观察样品放入之前和之后的变化。
实施例58
将在实施例54中得到的二嵌段共聚物(EPR-O-PLa)制成粉。将10重量份二嵌段共聚物粉、60重量份聚乳酸(B1)(Mw:150000,以聚苯乙烯为基准)和30重量份乙烯/丙烯无规共聚物(C1)(190℃测得的MFR:5.2g/10min,丙烯含量:20mol%)分别用真空干燥器充分干燥。加入0.1重量份IrganoxTM1010。用螺杆直径20mm的双螺杆挤出机,在氮气气氛中,在筒体温度200℃条件下,共混该树脂,并造粒。将得到的粒子用真空干燥器充分干燥。与实施例57中所述方式相同,进行吹塑。将得到的小吹塑容器进行下落测试,评价透明性、环境降解性能。结果如表10所示。
对比例9
与实施例57中所述方式相同,进行吹塑。将得到的小吹塑容器进行下落测试,评价透明性、环境降解性能,不同在于使用100重量份聚乳酸(B1)和0.1重量份IrganoxTM1010,结果如表10所示。
对比例10
与实施例58中所述方式相同,将67重量份聚乳酸(B1)、33重量份乙烯/丙烯无规共聚物(C1)和0.1重量份IrganoxTM1010进行熔融共混,并造粒。与实施例57所述方式相同,将粒子吹塑。将得到的小吹塑容器进行下落测试,评价透明性、环境降解性能,结果如表10所示。
表10
实施例57 | 实施例58 | 对比例9 | 对比例10 |
下落测试* | 5 | 5 | 1 | 2 |
透明性(雾度)(%) | 18 | 55 | 11 | 75 |
环境降解性能** | AA | AA | 破裂 | AA |
*在5次测试中没有破裂的瓶子的数量,
**AA:样品处理时易于破裂。
实施例59
将在实施例55中得到的二嵌段共聚物(PP-O-PLa)制成粉,接着用真空干燥器充分干燥。将0.1重量份IrganoxTM1010加入到100重量份二嵌段共聚物干燥粉中。在氮气气氛中,在下述条件下,由注塑制成容积30ml、重量10g的杯子:筒体温度200℃,模具温度10℃。
评价了得到的模子的耐热性和环境降解性能。结果如表11所示。
杯子的耐热性用如下方式评价。使杯子在23℃温度直立48小时,接着装入20ml 70℃热水。使杯子在23℃直立1小时,目力观察杯子是否变形。
用如下方式评价杯子的环境降解性能。从杯子上切出样品。与实施例57所述方式相同,将样品放入58℃、水含量60重量%的粪肥(成分:稻壳、湿垃圾、鸡粪、粪等)中3个月。观察样品放入之前和之后的变化。
实施例60
将在实施例55中得到的二嵌段共聚物(PP-O-PLa)制成粉。将10重量份二嵌段共聚物粉、60重量份聚乳酸(B1)和30重量份乙烯/丙烯嵌段共聚物(C2)(230℃测得的MFR:25g/10min,可溶于癸烷的组分的含量:11.5mol%)分别用真空干燥器充分干燥。加入0.1重量份IrganoxTM1010。用螺杆直径20mm的双螺杆挤出机,在氮气气氛中,在筒体温度200℃条件下,共混该树脂,并造粒。将得到的粒子用真空干燥器充分干燥。与实施例59中所述方式相同,将粒子进行注塑。将得到的杯子,评价耐热性和环境降解性能。结果如表11所示。
对比例11
与实施例59中所述方式相同,进行注塑。将得到的杯子评价了环境降解性能和耐热性,不同在于使用100重量份聚乳酸(B1)和0.1重量份IrganoxTM1010,结果如表11所示。
对比例12
与实施例60中所述方式相同,将67重量份聚乳酸(B1)、33重量份乙烯/丙烯嵌段共聚物(C2)和0.1重量份IrganoxTM1010进行熔融共混,并造粒。与实施例59所述方式相同,将粒子注塑。将得到的杯子评价环境降解性能和耐热性,结果如表11所示。
表11
实施例59 | 实施例60 | 对比例11 | 对比例12 | |
耐热性* | AA | AA | CC | BB |
环境降解性能** | AA | AA | 破裂 | AA |
*改变程度:
AA:看不出丝毫变化,
BB:看出轻微变化,
CC:看出有变化。
**AA:样品加工时易于破裂。
实施例61
将100重量份在实施例56中得到的二嵌段共聚物(PE-O-PCL)制成粉。将0.1重量份IrganoxTM1010溶解于丙酮中制成的溶液喷洒到该粉上。将混合物充分搅拌并用真空干燥器干燥。将混合物在下述条件下压塑成厚100微米的膜:加热温度200℃,冷却温度20℃。
评价得到的膜的耐热性和环境降解性能。结果如表12所示。
膜的耐热性用如下方式评价。从膜上切出宽2mm和长2cm的样品条。用TMA(Seiko Instruments & Electronics Ltd.生产),在氮气流中,在负荷10kgf/cm2、升温速率2℃/min条件下进行蠕变测试。永久应变达到5%的温度视为变形温度,耐热性由变形温度评价。
膜的环境降解性能由如下方式评价。从膜上切出长5cm、宽1cm的样品,并放入58℃、水含量60重量%的粪肥(成分:稻壳、湿垃圾、鸡粪、粪等)中3个月。观察样品放入之前和之后的变化。
实施例62
将在实施例56中得到的二嵌段共聚物(PE-O-PCL)制成粉。将10重量份二嵌段共聚物粉、60重量份聚己内酯(B2)(Mw:130,000,以聚苯乙烯为基准)和30重量份高密度聚乙烯(C3)(190℃测得的MFR:5.2g/10min,密度:0.968g/cm3)分别用真空干燥器充分干燥。加入0.1重量份IrganoxTM1010。用螺杆直径20mm的双螺杆挤出机,在氮气气氛中,在筒体温度200℃条件下,共混该树脂,并造粒。将得到的粒子用真空干燥器充分干燥。与实施例61中所述方式相同,将粒子压塑。将得到的膜,评价耐热性和环境降解性能。结果如表12所示。
对比例13
与实施例61中所述方式相同,吹塑膜。将得到的膜评价了环境降解性能和耐热性,不同在于使用100重量份聚己内酯(B2)和0.1重量份IrganoxTM1010,结果如表12所示。
对比例14
与实施例62中所述方式相同,将67重量份聚己内酯(B2)、33重量份高密度聚乙烯(C3)和0.1重量份IrganoxTM1010进行熔融共混,并造粒。与实施例61所述方式相同,将粒子由吹膜挤出方式制成膜。将得到的膜评价环境降解性能和耐热性,结果如表12所示。
表12
实施例61 | 实施例62 | 对比例13 | 对比例14 | |
TMA变形温度 | 75 | 85 | 45 | 52 |
生物可降解性能* | AA | AA | 破裂 | AA |
AA:样品加工时易于破裂。
BB:
CC:保持形状。
实施例63
固体催化剂组分的制备
将3.0g在250℃干燥10小时的二氧化硅悬浮于50ml甲苯中,接着将悬浮液冷却至0℃。将温度保持0℃,在30分钟内滴加17.8ml甲基铝氧烷的甲苯溶液(铝=1.29mmol/ml),然后在0℃反应30分钟。在30分钟内将温度升高至95℃,在这样的温度下反应4小时。将温度降低至60℃,由倾注脱除上层液体。
用甲苯洗涤得到的固体组分两次,然后再悬浮于50ml甲苯中。在20℃、30分钟内向悬浮液滴加11.1ml二氯化二(1-正丁基-3-甲基环戊二烯基)合锆(锆为0.0103mmol/ml)。将反应器内温度升高至80℃,在这样的温度下反应2小时。脱除上层液体,用己烷洗涤沉淀物两次,得到固体催化剂。得到的催化剂包含2.3mg锆,以1g固体催化剂为基准。
预聚合的催化剂的制备
将4g得到的固体催化剂再悬浮于400ml己烷中。将5.0ml三异丁基铝(1mmol/ml)的癸烷溶液和0.36g1-己烯加入到悬浮液中,使乙烯在35℃预聚合2小时。脱除上层液体后,用己烷洗涤沉淀物三次,得到预聚合的催化剂,它包含2.2mg锆,其中3g聚乙烯进行了预聚合,以1g固体催化剂为基准。
烯烃的聚合
将1L纯化己烷和40ml纯化1-己烯放入2L用氮气彻底吹扫的不锈钢反应釜内,用乙烯替换反应釜内的氮气。将反应釜内温度升高至60℃,加入1.5mmol三异丁基铝和具有0.24mg锆原子的预聚合催化剂。在0.9MPa压力下加入乙烯,引发聚合。然后,仅供应乙烯。聚合在0.9MPa压力和80℃温度下进行1.5小时。
聚合结束后,过滤聚合物,并在80℃过夜干燥。得到的聚合物是200g。基于锆原子的催化活性是77kg/mmol-Zr·h。得到的乙烯/1-己烯共聚物(P(Et/Hex))的密度是0.925g/cm3。共聚物的IR分析结果表明,1-己烯含量是2.5mol%,这证明了在聚合物分子的端部有不饱和键。GPC测得的Mw是144000。
聚合物端部的转化
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚合物(P(Et/Hex)),悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将2.2ml 9-硼二环〔3.3.1〕壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥。
将10g得到的聚合物加入到25ml脱气并干燥的THF中。在室温氮气气氛下,向THF溶液中加入将0.2g氢氧化钠溶解于1ml水中制成的溶液和0.3ml甲醇。在0℃滴加0.8ml 30%H2O2。使反应在40℃进行6小时。接着将反应液倒入2L甲醇溶液中使聚合物沉淀。用100ml甲醇将得到的聚合物回流2小时,接着在50℃减压干燥8小时。IR分析结果证实了聚合物分子的端部被羟基改性,使端部没有不饱和键。
环氧乙烷(称为EO)的聚合
将1420g上述在端部具有羟基的聚合物(称为P(Et/Hex)-OH)和62mg氢氧化四〔三(二甲基氨基)亚正膦基氨基〕鏻{〔(Me2N)3P=N〕4P+OH-}(它以欧洲公开专利№0791600第32页中所述方式合成),放入1500ml装有温度计、压力计、搅拌器和环氧乙烷加入管的反应釜内。用干燥氮气替换反应釜内空气,将反应釜内反应物加热至125℃。在这样的温度下反应12小时,并断续供应9.1g环氧乙烷,目的是在反应期间将压力(绝对压力)保持在约0.5MPa。减压蒸馏出未反应的残留环氧乙烷,得到1425g二嵌段共聚物聚乙烯-O-(聚乙二醇)(称为P(Et/Hex)-O-PEG)。
得到的该聚合物的聚乙二醇(PEG)部分的重均分子量Mw2根据下式估算是500:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是P(Et/Hex)部分的重均分子量,
Mw2是PEG部分的重均分子量,
W1是聚合EO中共聚物P(Et/Hex)-OH的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例64
甲基铝氧烷的真空蒸馏
将800ml甲基铝氧烷的甲苯溶液(铝:1.52mol/L,CH3/Al的摩尔比:2.12),购自Witco Corp.,放入用氮气彻底吹扫的玻璃烧瓶内。使烧瓶内温度保持在37-40℃,蒸馏温度保持在27-28.5℃,蒸馏在300mmHg进行4小时,使液体全部蒸馏出。使留在烧瓶内的53.6g白色甲基铝氧烷变干。加入650ml甲苯将固态甲基铝氧烷再溶解。得到的蒸馏过的甲基铝氧烷的甲苯溶液是无色、透明的均匀溶液,铝浓度为1.32mol/L,该溶液中CH3/Al的摩尔比:1.54。
固体催化剂组分的制备
将10g在200℃干燥4小时的二氧化硅(F-948,购自Fuji-Davison ChemicalLtd.)和150ml甲苯放入400ml用氮气彻底吹扫的反应器内。搅拌下冷却至0℃。在氮气气氛下在1小时内滴加具有67mmol铝原子的蒸馏过的甲基铝氧烷(铝:1.32mol/L)的甲苯溶液。在这样的温度下反应30分钟,然后在95℃反应4小时。将反应液冷却,当温度降低至60℃时,由倾注脱除上层液体。
用150ml甲苯在室温洗涤沉淀物三次,然后再悬浮于甲苯中,得到总量150ml的悬浮液。结果得到的固体催化剂组分包含5.5mmol铝,以1g二氧化硅为基准。
固体催化剂组分的制备
将具有9mmol铝原子的上述固体催化剂组分和溶解于甲苯中的具有0.03mmol锆原子的外消旋-二氯化二甲基甲硅烷基二(2-甲基-4,5-苄基茚基)合锆放入用氮气彻底吹扫的200ml反应器内,并搅拌5分钟。加入100ml己烷和1.5mmol三异丁基铝,然后搅拌5分钟。在20℃用丙烯气流(1.6L/h)进行丙烯的预聚合。由倾注方式脱除上层液体。用150ml己烷洗涤沉淀物三次,然后再悬浮于癸烷中。以得到的固体催化剂组分中的1g二氧化硅为基准,它载有0.0091mmol锆和5.0mmol铝,3g聚丙烯进行了预聚合。
本体聚合
将400g丙烯和6L乙烯送入用氮气彻底吹扫的2L反应釜中,将反应釜内温度升高至50℃。加入1.0mmol三异丁基铝和具有0.0005mmol锆原子的固体催化剂组分,聚合在60℃进行1小时。得到的聚合物是133.5g。催化活性是267kg/mmol-Zr·h。该聚合物的熔点Tm是131℃,Mw是200900。IR的分析结果表明,乙烯含量是2.1mol%,这证实了聚合物分子的端部有不饱和键。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚合物(称为rpp),悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将1.6ml 9-BBN的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的丙烯共聚物(称为rPP-B)。
丙烯酸丁酯的聚合
将20g硼在端部的共聚物rPP-B放入密封烧瓶内,加入9.8g干燥的BA(丙烯酸丁酯)和80ml THF使它悬浮。吹入1.0ml干燥氧气,引发反应,接着室温搅拌3小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的二嵌段共聚物rPP-O-聚丙烯酸丁酯(称为rPP-O-PBA)。
得到的该丙烯酸丁酯共聚物的聚丙烯酸丁酯(PBA)部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是5000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是rPP部分的重均分子量,
Mw2是PBA部分的重均分子量,
W1是BA聚合中共聚物rPP-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例65
催化剂的预活化
称出具有0.023mmol钛原子的二氯化〔(N-叔丁基酰胺基)(四甲基-η5-环戊二烯基)二甲基硅烷〕合钛,并放入用氮气彻底吹扫的玻璃烧瓶内,加入具有0.14mmol硼原子的硼酸三苯基甲基五(五氟苯基)酯的甲苯溶液。向该溶液中加入适量甲苯,得到总量50ml的溶液。制成钛浓度为0.00046mmol/ml的催化剂溶液。
烯烃的聚合
将750ml纯化庚烷和25ml纯化1-辛烯放入2L用氮气彻底吹扫的不锈钢反应釜内,用乙烯替换反应釜内的氮气。将反应釜内温度升高至60℃,加入0.375mmol三异丁基铝和具有0.00075mmol钛原子的预活化催化剂。在0.9MPa压力下加入乙烯,引发聚合。然后,仅供应乙烯。保持0.9MPa压力和70℃温度,聚合20分钟。在上述时间过后,加入异丙醇终止反应。减压后,取出聚合物溶液,并倒入4L甲醇中。充分搅拌该溶液。过滤收集固体产物,并用甲醇洗涤。在120℃和500mmHg下,在氮气流中干燥固体产物12小时。
得到的乙烯/辛烯共聚物(EOR)是37.4g。催化活性是150kg/mmol-Ti·hr。乙烯/辛烯共聚物的IR分析结果表明,1-辛烯含量是9.3mol%,这证明了在聚合物分子的端部有不饱和键。特性粘度〔η〕为2.30dl/g,Mw是205400。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚合物EOR,悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将1.6ml 9-硼二环〔3.3.1〕壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的乙烯/辛烯共聚物(称为EOR-B)
甲基丙烯酸甲酯的聚合
将20g EOR-B共聚物放入密封烧瓶内加入7.5g干燥的MMA和80ml THF使它悬浮。吹入1.0ml干燥氧气,引发反应,接着室温搅拌2小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的二嵌段共聚物EOR-O-聚甲基丙烯酸甲酯(EOR-O-PMMA)。
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是5000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是EOR部分的重均分子量,
Mw2是PMMA部分的重均分子量,
W1是MMA聚合中共聚物EOR-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例66
催化剂的预活化
称出10.0mg二氯化二(1,3-二甲基环戊二烯基)合锆,放入用氮气彻底吹扫的玻璃烧瓶中,加入具有17.2mmol铝原子的甲基铝氧烷的甲苯溶液。该溶液在23℃声波振荡15分钟。向溶液中加入适量的甲苯,得到总量为50ml的溶液。该溶液用作催化剂溶液。
乙烯/降冰片烯的共聚
在室温氮气气氛下,将600ml含20g降冰片烯的环己烷溶液放入1L氮气彻底吹扫的不锈钢反应釜内。加入0.6mmol三异丁基铝,用乙烯替换反应釜内的氮气。用乙烯在反应釜内增压,接着,升高反应釜内温度,使反应釜内温度和压力分别是70℃和0.7MPa。将12.8ml制好的催化剂溶液用带压氮气强制加入反应釜内,引发聚合。然后,仅供应乙烯,聚合在0.7MPa压力和70℃温度下进行5分钟。从聚合开始5分钟后,用带压氮气向反应釜内强制加入5ml异丙醇,终止聚合。减压后,取出聚合物溶液。在高速搅拌器剧烈搅拌下,将聚合物溶液与盐酸水溶液以1∶1比例接触,该盐酸水溶液是通过向1L水中加入5ml浓盐酸制成的,残留的催化剂进入水相,将经接触的混合液静置,然后脱除水相。用水洗涤聚合物溶液两次,将它纯化,分离聚合物溶液相。剧烈搅拌下,使纯化和分离的聚合物溶液与三倍于聚合物溶液的丙酮接触。共聚物沉淀后,过滤收集固体产物(共聚物),用丙酮充分洗涤。为了萃取残留在聚合物中的未反应降冰片烯,将固体产物放入丙酮中以便使浓度为40g/L,萃取在60℃进行2小时。萃取后,过滤收集固体产物,在氮气流中130℃和350mmHg下减压干燥12小时。
得到的乙烯/降冰片烯共聚物(P(Et/NBR))的产量是25.7g。由此催化活性为41.8kg/mmol-Zr·hr。IR分析结果表明,降冰片烯含量是8.5mol%,这证明了在聚合物分子端部有不饱和键。根据GPC测试结果,Mw是140000。
聚合物端部的转化
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚合物P(Et/NBR),悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将2.3ml 9-硼二环〔3.3.1〕壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥。得到硼在端部的乙烯/降冰片烯共聚物(P(Et/NBR)-B)。
将10g得到的共聚物(P(Et/NBR)-B)悬浮于50ml脱气并干燥的THF中。在氮气气氛下,加入含0.2g氢氧化钠的1.0ml水溶液和0.3ml甲醇。将悬浮于冷却至0℃,滴加0.8ml 30%H2O2水溶液。反应在40℃进行6小时。接着加液100ml甲醇,终止反应。过滤得到的聚合物。用100ml甲醇热回流得到的滤饼,然后再过滤。将滤饼50℃减压干燥8小时。将反应液倒入2L甲醇溶液,使聚合物沉淀。得到端部有羟基的共聚物P(Et/NBR)(称为P(Et/NBR)-OH)。
己内酯的聚合
在干燥箱内,将3.5g共聚物P(Et/NBR)-OH悬浮于干燥甲苯中。加入过量的正丁基锂,将悬浮液搅拌12小时。再用甲苯过滤并洗涤,得到相应的醇锂,将该固体产物再悬浮于甲苯中,加入3当量氯化二乙基铝,反应进行12小时,得到P(Et/NBR)-醇铝(称为P(Et/NBR)-OAlEt2)共聚物。将该聚合物用甲苯和己烷洗涤并过滤。将它悬浮于80ml甲苯中。加入2.3g纯化己内酯,在室温使反应进行2小时。加入100ml甲醇终止反应,接着聚合物在酸性甲醇中沉淀。用Soxhelt萃取器用丙酮萃取脱除沉淀聚合物内的可溶物质,得到二嵌段共聚物P(Et/NBR)-O-聚己内酯(称为P(Et/NBR)-O-PCL)。
得到的该二嵌段共聚物的聚己内酯(称为PCL)部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是5,000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是P(Et/NBR)部分的重均分子量,
Mw2是PCL部分的重均分子量,
W1是己内酯聚合中共聚物P(Et/NBR)-OH的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
合成实施例1
丙烯/丁烯/乙烯共聚物的制备
将675ml庚烷放入1.5L常温减压干燥并用氮气吹扫的不锈钢反应釜内。加入0.3ml浓度为1.0mmol/ml的三异丁基铝的甲苯溶液,使三异丁基铝的铝原子为0.3mmol。搅拌下吹入28.5L丙烯(25℃、1atm的体积)和10L 1-丁烯(25℃和1atm下的体积),接着,使反应釜内温度升高至60℃。用乙烯使反应釜内压力升高至6.0kg/cm2·G。加入7.5ml用已知方法合成的外消旋-二氯化二甲基亚甲硅基二(2-甲基-4-苯基-1-茚基)合锆,和2.3ml硼酸三苯基碳鎓四(五氟苯基)酯,使丙烯、乙烯和1-丁烯开始共聚。催化剂外消旋-二氯化二甲基亚甲硅基二(2-甲基-4-苯基-1-茚基)合锆和硼酸三苯基碳鎓四(五氟苯基)酯的浓度分别为0.001mmol/L和0.003mmol/L,以反应釜内物料总量为基准。
聚合期间,连续供应乙烯,使压力保持在6.0kg/cm2-G。从聚合开始15分钟后,加入甲醇,终止聚合。减压后,取出聚合物溶液。用“通过向1L水中加入5ml浓盐酸而制成的水溶液”以1∶1比例洗涤聚合物溶液。残留的催化剂引入水相,使催化剂混合液静置,然后脱除水相。用蒸馏水洗涤聚合物溶液两次,将它纯化,将聚合物溶液相从水相分离。剧烈搅拌下,将分离的聚合物溶液相与三倍于聚合物溶液的丙酮接触。共聚物沉淀后,用丙酮充分洗涤固体产物(共聚物),并过滤收集固体产物。将该固体产物在氮气流中130℃和350mmHg下减压干燥12小时。得到的丙烯/丁烯/乙烯共聚物的产量是24g,在135℃测得的在萘烷中特性粘度〔η〕是1.9dl/g。玻璃化转变温度Tg是-31℃,熔融热是49J/g。乙烯与丁烯的含量分别是10mol%和19mol%。由GPC测得的Mw/Mn是2.4。
实施例67
催化剂的预活化
称出具有0.023mmol钛原子的二氯化〔(N-叔丁基酰胺基)(四甲基-η5-环戊二烯基)二甲基硅烷〕合钛,并放入用氮气彻底吹扫的玻璃烧瓶内,加入具有0.69mmol硼原子的硼酸三苯基甲基五(五氟苯基)酯的甲苯溶液。向该溶液中加入适量甲苯,得到总量50ml的溶液。制成钛浓度为0.00046mmol/ml的催化剂溶液。
烯烃的聚合
将750ml纯化庚烷和50ml纯化1-辛烯放入2L用氮气彻底吹扫的不锈钢反应釜内,用乙烯替换反应釜内的氮气。将反应釜内温度升高至60℃,加入0.375mmol三异丁基铝和具有0.00075mmol钛原子的预活化催化剂。在0.9MPa压力下加入乙烯,引发聚合。然后,仅供应乙烯。在聚合中,这样进行操作,当温度升高很快时,停止供应乙烯,直至温度降低至70℃两次。使聚合在0.5-0.9MPa压力和70-85℃温度下进行6分钟。在上述时间过后,加入异丙醇终止反应。减压后,取出聚合物溶液,并倒入4L甲醇中。充分搅拌该溶液。过滤收集固体产物,并用甲醇洗涤。在120℃和500mmHg下,在氮气流中干燥固体产物12小时。
得到的乙烯/辛烯共聚物(EOR)是47.5g。催化活性是630kg/mmol-Zr·h。乙烯/辛烯共聚物的IR分析结果表明,辛烯含量是18.6mol%,这证明了在聚合物分子的端部有不饱和键。特性粘度〔η〕为1.49dl/g,Mw是115700。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚合物EOR,悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将2.8ml 9-硼二环〔3.3.1〕壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥。
将10g得到的聚合物加入到25ml脱气并干燥的THF中。在室温氮气气氛下,向THF溶液中加入将0.2g氢氧化钠溶解于1ml水中制成的溶液和0.3ml甲醇。在0℃滴加0.8ml 30%H2O2。使反应在40℃进行6小时。接着将反应液倒入2L甲醇溶液中使聚合物沉淀。用100ml甲醇将得到的聚合物回流2小时,接着在50℃减压干燥8小时。IR分析结果证实了聚合物分子的端部被羟基改性,使端部没有不饱和键。
环氧乙烷(EO)的聚合
将574g上述在端部具有羟基的共聚物(称为EOR-OH)和31.0mg氢氧化四〔三(二甲基氨基)亚正膦基氨基〕鏻放入1500ml装有温度计、压力计、搅拌器和环氧乙烷加入管的反应釜内。用干燥氮气替换反应釜内空气,将反应釜内反应物加热至125℃。在这样的温度下反应12小时,并断续供应29g环氧乙烷,目的是在反应期间将压力(绝对压力)保持在约0.5MPa。减压蒸馏未反应的残留环氧乙烷,得到599g EOR共聚物与聚乙二醇的二嵌段共聚物(称为EOR-O-PEG)。
对得到的聚合物,聚乙二醇部分(PEG)的重均分子量(Mw2)根据下式估算是5000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是EOR部分的重均分子量,
Mw2是PEG部分的重均分子量,
W1是EO聚合中共聚物EOR-OH的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
在实施例68-74中,各种性能的测定如下。
起始的防雾性能
用样品膜给含70ml水的100ml烧杯顶部盖上盖。将烧杯放入50℃恒温水浴中,使烧杯静置于20℃恒温室内24小时。
目力观察样品膜内的雾度,根据下述等级进行评价。
AA:膜有抗粘性,看不到水滴。
BB:大水滴部分附着于膜上。
CC:微水滴附着于几乎膜的整个表面上。
透明性(雾度%)
用Nippon Denshoku Industries Co.,Ltd.生产的数字浊度计(NDH-20D)测试雾度值。
膜的拉伸模量
拉伸模量在间距30mm、拉伸速率50mm/min和温度23℃条件下,根据JISK6781-1977采用JIS №3哑铃形测试。
收缩率(%)
将样品膜标出两个相距100mm的标线,该距离为L0,在烘箱内100℃加热样品膜1小时。测试加热后两个标线之间的距离L,收缩率由下式确定:
收缩率=(L0-L)/L0×100
回复率(%)
用直径为0.5英寸的推顶杆以100mm/min速度将样品膜位移15mm。然后测试形成的永久应变,回复率由下式确定:
回复率(%)=〔15mm-永久应变(mm)〕/15mm×100
熔点Tm和玻璃化转变温度Tg
采用DSC测试吸热曲线,由最高峰值温度确定Tm。
吸热曲线的测试如下所述。将样品放入铝盘中,以100℃/min速率将温度升温至200℃。在200℃保温5分钟,然后以100℃/min速率降低至-150℃。以10℃/min速率升温,得到吸热曲线。
粘弹性(tanδ)
制备2mm厚的片。用Rheometric Scientific F.E.Ltd.生产的粘弹仪(型号RDS-2),在25℃测试温度、10Hz频率和1%应变的条件下测试粘弹性,并测试损耗角正切值。
耐损伤性
在23℃在膜上划痕,如下评价划痕后膜的外观:
AA:几乎看不到划痕;
BB:看到不明显的划痕;
CC:看到明显的划痕。
水蒸气的渗透性
水蒸气的渗透性根据JIS Z0208中的杯模法测试。在温度40℃、相对湿度90%的气氛中,使水蒸气透过面积25cm2或更大的样品膜。测试24小时透过的水蒸气量,转化成1m2样品膜的量。用吸湿剂干燥透过水蒸气一面的环境。
膜的流延
用螺杆直径20mm的单螺杆挤出机、在模头温度230℃、辊温40℃和卷取速率10m/min的条件下,通过改变挤出机出料量来流延具有所要求厚度的流延膜。
实施例68
将在实施例63中得到的二嵌段共聚物(P(Et/Hex)-O-PEG)由吹膜挤出方式形成厚60微米的膜。评价了得到的膜的防雾性能和透明性。
评价结果如下所述。
防雾性能:AA
透明性:1.5%。
实施例69
将在实施例64中得到的二嵌段共聚物(rPP-O-PBA)由吹膜挤出方式形成厚20微米的膜。评价了得到的膜的柔软性、耐热性和回复率。评价结果如下所述。
柔软性:拉伸模量为250MPa;
耐热性:熔点130℃;
回复率:75%。
实施例70
将80重量份在实施例64中得到的二嵌段共聚物(rPP-O-PBA)和20重量份在合成实施例1中得到的丙烯/丁烯/乙烯无规共聚物在200℃熔融捏合,然后吹膜挤出形成厚20微米的膜。评价了得到的膜的柔软性、耐热性和回复率。评价结果如下所述。
柔软性:拉伸模量150MPa;
耐热性:熔点128℃;
回复率:73%。
实施例71
将在实施例64中得到的二嵌段共聚物(rPP-O-PBA)和乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(MFR:2.5g/10min,乙酸乙烯酯含量:25重量%,下面称为EVA)在下述条件下吹膜挤出形成三层的膜。
吹膜挤出条件:
膜的组分(每层厚度(微米)):
(rPP-O-PBA)/EVA/(rPP-O-PBA)=10/5/10
挤出机:
螺杆直径30mm的挤出机:200℃(对于EVA);
螺杆直径40mm的挤出机:200℃(对于rPP-O-PBA);
评价了得到的膜的柔软性和回复率。评价结果如下所述。
柔软性:拉伸模量180MPa;
回复率:73%。
实施例72
将在实施例65中得到的二嵌段共聚物(EOR-O-PMMA)由吹膜挤出方式形成厚20微米的膜。评价了得到的膜的透明性和热收缩率。评价结果如下所述。
透明性:0.9%;
收缩率:10%。
实施例73
将在实施例66中得到的二嵌段共聚物(P(Et/NBR)-O-PCL)由吹膜挤出方式形成厚20微米的膜。评价了得到的膜的耐损伤性和粘弹性。评价结果如下所述。
耐损伤性:AA
粘弹性:tanδ(25℃测试)=0.2
实施例74
将在实施例67中得到的二嵌段共聚物(EOR-O-PEG)由吹膜挤出方式形成厚20微米的膜。评价了得到的膜的透明性和水蒸气渗透性。评价结果如下所述。
透明性:0.5%;
水蒸气渗透性:1500g/m2。
实施例75
催化剂溶液的制备
称出具有0.023mmol钛原子的二氯化〔(N-叔丁基酰胺基)(四甲基-η5-环戊二烯基)二甲基硅烷〕合钛,并放入用氮气彻底吹扫的玻璃烧瓶内,加入具有0.69mmol硼原子的硼酸三苯基甲基五(五氟苯基)酯的甲苯溶液。向该溶液中加入适量甲苯,得到总量50ml的溶液。制成钛浓度为0.00046mmol/ml的催化剂溶液。
烯烃的聚合
将750ml纯化庚烷和50ml纯化1-辛烯放入2L用氮气彻底吹扫的不锈钢反应釜内,用乙烯替换反应釜内的氮气。将反应釜内温度升高至60℃,加入0.375mmol三异丁基铝和具有0.00075mmol钛原子的上述催化剂溶液。在0.9MPa压力下加入乙烯,引发聚合。然后,仅供应乙烯。在聚合中,观察到温度升高很快,停止供应乙烯两次,直至温度降低至70℃两次。使聚合在0.5-0.9MPa压力和70-85℃温度下进行6分钟。在上述时间过后,加入异丙醇终止反应。减压后,取出聚合物溶液,并倒入4L甲醇中。充分搅拌该溶液。过滤收集固体产物,并用甲醇洗涤。在120℃和500mmHg下,在氮气流中干燥固体产物12小时。
得到的乙烯/辛烯无规共聚物是47.5g。催化活性是630kg/mmol-Zr·h。乙烯/辛烯无规共聚物(EOR)的IR分析结果表明,辛烯含量是18.6mol%,这证明了在聚合物分子的端部有不饱和键。特性粘度〔η〕为1.49dl/g,Mw是115700。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的共聚物EOR,悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将2.8ml 9-硼二环〔3.3.1〕壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥。得到硼在端部的共聚物EOR(EOR-B)。
甲基丙烯酸甲酯的聚合
将20g EOR-B共聚物放入密封烧瓶内加入13.3g干燥的MMA和80ml THF使它悬浮。吹入1.8ml干燥氧气,引发反应,接着室温搅拌46小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷混合溶剂萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的二嵌段共聚物(乙烯/辛烯无规共聚物)-O-聚甲基丙烯酸甲酯(称为EOR-O-PMMA)。
得到的二嵌段共聚物的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是110,000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是EOR部分的重均分子量,
Mw2是PMMA部分的重均分子量,
W1是MMA聚合中共聚物EOR-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例76
催化剂溶液的制备
称出具有0.023mmol锆原子的二氯化二苯基亚甲基(环戊二烯基)(芴基)合锆,并放入用氮气彻底吹扫的玻璃烧瓶内,加入具有0.092mmol硼原子的硼酸三苯基甲基五(五氟苯基)酯的甲苯溶液。向该溶液中加入适量甲苯,得到总量50ml的溶液。制成锆浓度为0.00046mmol/ml的催化剂溶液。
烯烃的聚合
将750ml脱水并纯化的庚烷放入2L用氮气彻底吹扫的干燥过的不锈钢反应釜内,加入具有0.225mmol铝原子的三异丁基铝的癸烷溶液。向反应釜内吹入65.5L丙烯。强制通入乙烯,当反应釜内压力升高至0.84MPa时,保持20℃,从罐中强制加入上述具有0.000375mmol锆原子的催化剂溶液。聚合在0.84MPa和20℃温度下进行10分钟。在上述时间过后,加入异丙醇终止反应。减压后,取出聚合物溶液,并倒入3L甲醇中,使共聚物沉淀。用混合器剪切共聚物,并用2L甲醇洗涤。过滤收集该固体产物,并在120℃和500mmHg下,在氮气流中干燥该固体产物12小时。
得到的间同立构丙烯/乙烯共聚物(称为sPER)是48.4g。催化活性是774kg/mmol-Zr·h。其IR分析结果表明,丙烯含量是72mol%,这证明了在聚合物分子的端部有不饱和键。特性粘度〔η〕为1.91dl/g,Mw是201000。DSC分析结果表明,聚合物没有熔点Tm。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚合物sPER,悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将1.6ml 9-硼二环〔3.3.1〕壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥。得到硼在端部的共聚物sPER(称为sPER-B)。
苯乙烯的聚合
将20g共聚物sPER-B放入密封烧瓶内,加入8.0g干燥的苯乙烯(St)和80ml THF使它悬浮。吹入1.0ml干燥氧气,引发反应,接着室温搅拌27小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的二嵌段共聚物:间同立构的丙烯/乙烯共聚物-O-聚苯乙烯(称为sPER-O-PSt)。
得到的二嵌段共聚物的聚苯乙烯部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是10,000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是sPER部分的重均分子量,
Mw2是PSt部分的重均分子量,
W1是苯乙烯聚合中共聚物sPER-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例77
催化剂溶液的制备
称出具有0.23mmol锆原子的二(1,3-二甲基-η5-环戊二烯基)二甲基锆,放入用氮气彻底吹扫的玻璃烧瓶中,加入具有0.92mmol硼原子的三(五氟苯基)硼烷的甲苯溶液。向混合液中加入适量的甲苯,得到总量为50ml的溶液。制成锆浓度为0.0046mmol/ml的催化剂溶液。
烯烃的聚合
将225ml纯化的甲苯放入500ml用氮气彻底吹扫的玻璃反应器内,用200L/小时速率通入乙烯。在600转/分钟的搅拌速率下,将反应器内溶液在45℃保持10分钟。加入具有7.Smmol铝原子的三异丁基铝。加入4.5mmol 9-BBN,接着加入具有0.075mmol锆原子的上述催化剂溶液。在50℃和常压下聚合5分钟。加入少量纯甲醇终止聚合。聚合结束后,用纯THF洗涤聚合物。将得到的聚合物在50℃过夜减压干燥。得到的聚合物是5.8g聚乙烯。催化剂活性是928g/mmol-Zr·h。
羟基化反应
将1.0g得到的聚乙烯加入到25ml纯THF中。在室温氮气气氛下,向THF溶液中加入将0.2g氢氧化钠溶解于1ml水制成的溶液和0.25ml甲醇。在0℃滴加0.8ml 30%H2O2。反应在40℃进行6小时。接着将反应液倒入2L甲醇溶液中使聚合物沉淀。用50ml甲醇将得到的聚合物回流2小时,接着在50℃减压干燥8小时。得到的聚合物的IR分析结果说明,1-己烯含量是3.5mol%,这证实了聚合物分子的端部被羟基改性,使端部没有不饱和键。GPC测得的Mw是12,000。
环氧乙烷的聚合
将119g上述在端部具有羟基的聚乙烯(称为PE-OH)和62.0mg氢氧化四〔三(二甲基氨基)亚正膦基氨基〕鏻{〔(Me2N)3P=N〕4P+OH-}(它以欧洲公开专利№0791600中32页所述方式合成),放入1500ml装有温度计、压力计、搅拌器和环氧乙烷加入管的反应釜内。用干燥氮气替换反应釜内空气,将反应釜内反应物加热至125℃。在这样的温度下反应12小时,并断续供应54g环氧乙烷(EO),目的是在反应期间将压力(绝对压力)保持在约0.5MPa。减压蒸馏出未反应的残留环氧乙烷,得到169g二嵌段共聚物聚乙烯-O-(聚乙二醇)(PE-O-PEG)。
聚乙二醇(PEG)部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是5000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是PE部分的重均分子量,
Mw2是PEG部分的重均分子量,
W1是EO聚合中共聚物PE-OH的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
在实施例78-81和对比例16中,各种性能的测试如下所述。
熔点(Tm)和玻璃化转变温度(Tg)
采用DSC测得吸热曲线,从最高峰温得到熔点Tm。
吸热曲线的测试如下所述。将样品装入铝盘内,将温度以100℃/min的速率升高至200℃。温度保持在200℃5分钟,接着以10℃/min速率降低至-150℃。当温度以10℃/min速率升高时,就得到了吸热曲线。
特性粘度〔η〕
在萘烷中在135℃测试特性粘度。
五单元组的百分率
五单元组的百分率由13C-NMR谱图中Pmmmm与PW之比确定,其中Pmmmm是存在于5个丙烯单体单元由全同立构方式依次连接的部分内的第三个丙烯单体单元内的甲基的吸收强度,PW是所有丙烯单体单元内的所有甲基的总吸收强度,由下式表示:
五单元组百分率(%)=Pmmmm/PW×100
熔体流速(MFR)
熔体流速在230℃、2.16kg负荷下测试。
硬度(JIS A)
硬度(JIS A)根据JIS K7215测试。
肖氏D硬度(SD)
肖氏D硬度根据ASTM D2240,采用厚1/8英寸样品测试。
洛氏硬度(HR)
洛氏硬度采用2mm厚、120mm长和130mm宽的长方形板,根据ASTMD785测试。
拉伸强度
拉伸强度在间距20mm、拉伸速率50mm/min和温度23℃条件下,根据JISK6251用JIS №3哑铃形样品测试。
弯曲模量(FM)
弯曲模量在间距51mm、弯曲速率20mm/min条件下,根据ASTM D790采用1/8英寸厚样品进行测试。
埃氏冲击强度(IZ)
埃氏冲击强度在23℃下采用1/4英寸厚样品(后缺口)根据ASTM D256测试。
热变形温度(HDT)
根据ASTM D648(在4.6kg/cm2负荷下)采用1/4英寸厚样品测试热变形温度。
膜的拉伸模量
拉伸模量在间距30mm、拉伸速率50mm/min和温度23℃条件下,根据JISK6781采用JIS №3哑铃形样品测试。
膜的耐冲击性能
用Toyo Seiki Seisaku-sho Ltd.生产的摆锤式膜耐冲击测试仪(膜的耐冲击测试仪)测试膜的耐冲击强度,样品膜厚度30微米。
热密封强度
用热密封仪在上杆温度115℃、下杆温度115℃、压力1kg/cm2、下压时间2秒条件下进行热密封,制成叠层片。将叠层片切成宽15mm,制成样品。在剥离环境温度23℃、剥离速率300mm/min条件下进行T-剥离测试,测得热密封强度。
透明性(雾度(%))
用Nippon Denshoku Industries Co.,Ltd.生产的数字浊度计(NDH-20D)测试膜的雾度值。
表面电阻
表面电阻根据JIS K6911测试。
粘合性测试
根据JIS K6256进行粘合性测试。
实施例78
将22重量份在实施例75中得到的二嵌段共聚物(EOR-O-PMMA)、58重量份嵌段聚丙烯(丙烯均聚部分的五单元组百分率:98.5%;MFR:210g/10min;乙烯/丙烯共聚物部分的乙烯含量:40mol%;〔η〕:6.0dl/g;所述嵌段聚丙烯的共聚物含量:5%)和20重量份滑石粉(商品名ET-5,购自Matsumura Sangyo)用Henschel混合机共混。用装有造粒机的挤出机制成粒子。用55t注压机(IS55EPN,Toshiba Machine Co.,Ltd.制造)在筒体温度200℃和模具温度40℃条件下模塑成粒子。
该组合物的MFR为27g/10min,弯曲模量(FM)为2350MPa,表面硬度(HR)为82,埃氏耐冲击强度(IZ)为230J/m,热变形温度(HDT)为144℃。
对比例15
与实施例78所述方式相同,进行模塑,除了使用乙烯/α-烯烃共聚物(商品名TAFMER A0550,购自Mitsui Chemicals Inc.)代替在实施例75中得到的二嵌段共聚物(EOR-O-PMMA)。
该组合物的MFR为31g/10min,弯曲模量(FM)为2300MPa,表面硬度(HR)为77,埃氏耐冲击强度(IZ)为70J/m,热变形温度(HDT)为143℃。
实施例79
将30重量份在实施例76中得到的二嵌段共聚物(sPER-O-PSt)和70重量份丙烯的无规共聚物(乙烯含量:4.7mol%,五单元组百分率:1.0%,熔点:123℃,〔η〕:2.7dl/g)用Henschel混合机共混。用装有造粒机的挤出机制成含有橡胶组分的粒子。用螺杆直径30mm的单螺杆挤出机在模头温度230℃、辊温40℃、卷取速率10m/min条件下挤出该组合物,改变挤出机出料量,得到具有所要求厚度的流延膜。
该组合物的拉伸模量为135MPa,热密封强度为250g/15mm,膜的耐冲击强度为85kJ/m,雾度为2.0%。
对比例16
与实施例79所述方式相同,进行吹膜挤出,不同在于使用全同立构丙烯/乙烯无规共聚物(乙烯含量:23mol%,丙烯含量77mol%,Mw:2.3×105)代替在实施例76中得到的二嵌段共聚物(sPER-O-PSt)。
实施例76
该组合物的拉伸模量为220MPa,热密封强度为100g/15mm,膜的耐冲击强度为34kJ/m,雾度为2.7%。
实施例80
将10重量份在实施例77中得到的二嵌段共聚物(PE-O-PEG)和90重量份乙烯/己烯的无规共聚物(乙烯含量:97.5mol%,己烯含量:2.5mol%,Mw:1.52×104)用Henschel混合机共混。用装有造粒机的挤出机造粒。用聚酰亚胺板在200℃压机温度下将粒子压塑。
该组合物的弯曲模量(FM)为203MPa,硬度(SD)为56,表面电阻为1.3×1010Ω。
实施例81
用辊直径6英寸的开放式混炼机(F/B=50℃/50℃)将30重量份在实施例2中制成的二嵌段共聚物(EPT-O-P(St/VPy))、70重量份苯乙烯/丁二烯无规共聚物(商品名:Nipol1502,购自Zeon Corp.)、3重量份两种氧化锌、1重量份硬脂酸、50重量份HAF炭黑(商品名:SEAST#3,购自Tokai CarbonCo.,Ltd.)、1.5重量份N-环己基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺(商品名:Sanceler CM,购自Sanshin Chemical Industry)和1.75重量份硫黄共混并捏合,得到未硫化的橡胶片。由压机160℃固化20分钟,将该片硫化。
该组合物的硬度(JIS A)为72。拉伸强度和断裂伸长率分别为23.1MPa和390%。
将粘合剂(商品名:Chemlok 607,购自Load Corp.)施加到0.5mm厚、25mm宽的包含尼龙12(商品名:DAIAMID L2101,购自Daicel ChemicalIndustries,Ltd.)片的表面上。将粘合剂常温干燥,并如上所述通过压机160℃固化20分钟来粘合到未硫化橡胶片上。粘合剂粘合的样品的粘合性能的评价结果是,橡胶基材断裂。
实施例82
催化剂溶液的制备
将甲基铝氧烷和二氯化亚乙基二(茚基)合锆在甲苯中混合(可以任选加入适量甲苯),使锆浓度为0.00011mmol/L,铝与锆的摩尔比为350。搅拌15分钟,使溶液预活化,制成催化剂溶液。
聚合
将500ml纯化的甲苯放入500ml用氮气彻底吹扫的玻璃反应器内,用100L/小时速率通入丙烯。在600转/分钟的搅拌速率下,将反应器内溶液在75℃保持10分钟。加入具有24.3mg铝原子的三异丁基铝。加入具有0.46mg锆原子的上述催化剂溶液。在80℃和常压下聚合60分钟。加入少量异丙醇终止聚合。聚合结束后,将反应液倒入2L稀盐酸的甲醇溶液,使聚合物沉淀。用甲醇洗涤聚合物两次,然后,将得到的聚合物在80℃过夜减压干燥。
得到的聚丙烯是87.0g。催化活性是17.4kg/mmol-Zr·h。聚丙烯的Mw是5500。IR分析结果证实了在聚合物分子的端部有不饱和键。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将5g上述端部有不饱和键的聚合物,悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将14.5ml 9-BBN的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的聚丙烯(PP-B)。
甲基丙烯酸乙酯的聚合
将5.0g上述硼在端部的PP-B聚合物放入密封烧瓶内,加入79.3g干燥的甲基丙烯酸乙酯(称为EMA)和80ml THF使它悬浮。吹入9.4ml干燥氧气,引发反应,接着室温搅拌2小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的二嵌段共聚物聚丙烯-O-聚甲基丙烯酸乙酯(称为PP-O-PEMA)。
得到的二嵌段共聚物的聚甲基丙烯酸乙酯(称为PEMA)部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是2000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是PP部分的重均分子量,
Mw2是PEMA部分的重均分子量,
W1是EMA聚合中共聚物PP-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例83
催化剂溶液的制备
将甲基铝氧烷和二氯化二甲基亚甲硅基二(2,3,5-三甲基环戊二烯基)合锆在甲苯中混合(可以任选加入适量甲苯),使锆浓度为0.00011mmol/L,铝与锆的摩尔比为350。搅拌15分钟,使溶液预活化,制成催化剂溶液。
聚合
将400ml纯化的甲苯放入500ml用氮气彻底吹扫的玻璃反应器内,用100L/小时速率通入丙烯。在600转/分钟的搅拌速率下,将反应器内溶液在45℃保持10分钟。向反应器内加入具有1.8mg锆原子的上述催化剂溶液。在50℃和常压下聚合60分钟。加入少量异丙醇终止聚合。聚合结束后,将反应液倒入2L稀盐酸的甲醇溶液,使聚合物沉淀。用甲醇洗涤聚合物两次,然后,将得到的聚合物在80℃过夜减压干燥。
得到的聚丙烯是39.4g。催化活性是2.0kg/mmol-Zr·h。聚丙烯的Mw是13000。用DSC测定的熔点,TM是141.6℃,IR分析结果证实了在聚合物分子的端部有不饱和键。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将10g上述端部有不饱和键的聚丙烯,悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将6.2ml 9-BBN的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的聚丙烯(PP-B)。
苯乙烯/马来酸酐的共聚
将20g上述硼在端部的PP-B聚合物放入密封烧瓶内,加入4g干燥的苯乙烯(St)和4g马来酸酐(MAH)使它悬浮。吹入15.9ml干燥氧气,引发反应,在45℃搅拌2小时后,加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的二嵌段共聚物聚丙烯-O-(苯乙烯/马来酸酐共聚物)(PP-O-P(St/MAH))。
得到的二嵌段共聚物的苯乙烯/马来酸酐共聚物(P(St/MAH))部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是2000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是PP部分的重均分子量,
Mw2是P(St/MAH)部分的重均分子量,
W1是苯乙烯/马来酸酐共聚中共聚物PP-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例84
催化剂组分的预活化
将甲基铝氧烷和内消旋-二氯化二甲基亚甲硅基二(2-甲基-4-苯基茚基)合锆在甲苯中混合(可以任选加入适量甲苯),使锆浓度为0.00011mmol/L,铝与锆的摩尔比为350。搅拌15分钟,使溶液预活化,制成催化剂溶液。
烯烃的聚合
将250ml纯化的甲苯放入500ml用氮气彻底吹扫的玻璃反应器内,分别用90、110L/小时速率通入乙烯和丙烯。用磁性搅拌器在600转/分钟的搅拌速率下,将反应器内溶液在45℃保持10分钟。向反应器内加入具有0.045mg(0.0005mmol)锆原子的上述催化剂溶液。在60℃和常压下聚合20分钟。加入少量异丙醇终止聚合。聚合结束后,将反应液倒入2L稀盐酸的甲醇溶液,使聚合物沉淀。用甲醇洗涤聚合物两次,然后,将得到的聚合物在130℃过夜减压干燥。
得到的乙烯/丙烯无规共聚物(EPR)产量是2.7g。催化活性是16.2kg/mmol-Zr·h。IR分析结果表明,乙烯含量为70.7mol%,这证实了在聚合物分子的端部有不饱和键。Mw是5600。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将5g上述端部有不饱和键的EPR共聚物悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将14.2ml 9-硼二环〔3.3.1〕壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的EPR-B共聚物。
甲基丙烯酸乙酯的聚合
将5.0g上述硼在端部的EPR-B聚合物放入密封烧瓶内,加入77.9g干燥的甲基丙烯酸乙酯(称为EMA)和80ml THF使它悬浮。吹入9.2ml干燥氧气,引发反应,接着室温搅拌2小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的二嵌段共聚物EPR-O-聚甲基丙烯酸乙酯(称为EPR-O-PEMA)。
得到的二嵌段共聚物的聚甲基丙烯酸乙酯(称为PEMA)部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是2000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是EPR部分的重均分子量,
Mw2是PEMA部分的重均分子量,
W1是EMA聚合中共聚物EPR-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例85
将0.1重量份IrganoxTM1010、0.1重量份IrgaphosTM168和0.1重量份硬脂酸钙加入到87重量份丙烯/乙烯嵌段共聚物(B3)(230℃测得的MFR:27g/10min,可溶于癸烷的组分含量:14.3mol%)、10重量份滑石粉(C4)(平均粒径15微米)和3重量份在实施例82中得到的二嵌段共聚物(PP-O-PEMA)中。用螺杆直径20mm的双螺杆挤出机,在氮气气氛中,在筒体温度200℃条件下,熔融混合该树脂,并造粒。将得到的粒子在筒体温度200℃、模具温度40℃、注塑压力1000kg/cm2条件下注塑成评价各种性能的样品。将得到的样品在23℃保持168小时,然后进行下述测试。结果如表13所示。
弯曲模量(FM)
弯曲模量采用由注塑得到的5英寸长、0.5英寸宽和1/8英寸厚的样品,根据ASTM D638进行测试。
埃氏冲击强度(IZ)
埃氏冲击强度在23℃下采用1/4英寸厚样品(后缺口)根据ASTM D258测试。
热变形温度(HDT)
根据ASTM D648采用由注塑得到的5英寸长、1/4英寸宽和0.5英寸厚的样品测试热变形温度。
实施例86
将40g钠类型的高岭石分散于70℃的1000ml蒸馏水中,然后将20g 12-氨基十二烷酸和2ml盐酸预先混入100ml蒸馏水制成的溶液倒入悬浮液中。将悬浮液在70℃搅拌2小时,以便将高岭石层之间的金属离子交换成有机阳离子。过滤得到的沉淀物,用温水彻底洗涤,使之纯化。将沉淀物冷冻干燥并制成粉。得到的有机化的高岭石(C5)是27g。
将0.1重量份IrganoxTM1010、0.1重量份IrgaphosTM168和0.1重量份硬脂酸钙加入到92重量份丙烯/乙烯嵌段共聚物(B3)、5重量份有机化的高岭石(C5)和3重量份在实施例83中得到的二嵌段共聚物(PP-O-P(St/MAH))中。与实施例85所述方式相同,进行熔融混合并注塑,得到用于评价各种性能的样品。将得到的样品在23℃保持168小时,然后与实施例85所述方式相同进行测试。结果如表13所示。
对比例17
与实施例85所述方式相同,进行熔融共混并注塑,得到用于评价各种性能的样品,不同在于使用90重量份丙烯/乙烯嵌段共聚物(B3)、10重量份滑石粉(C4)、0.1重量份IrganoxTM1010、0.1重量份IrgaphosTM168和0.1重量份硬脂酸钙。将得到的样品在23℃保持168小时,然后与实施例85所述方式相同,进行测试。结果如表13所示。
对比例18
与实施例85所述方式相同,进行熔融共混并注塑,得到用于评价各种性能的样品,不同在于使用95重量份丙烯/乙烯嵌段共聚物(B3)、5重量份有机化高岭石(C5)、0.1重量份IrganoxTM1010、0.1重量份IrgaphosTM168和0.1重量份硬脂酸钙。将得到的样品在23℃保持168小时,然后与实施例85所述方式相同,进行测试。结果如表13所示。
表13
实施例85 | 实施例86 | 对比例17 | 对比例18 | |
FM(MPa) | 1720 | 1850 | 1450 | 1250 |
IZ(J/m) | 43 | 56 | 41 | 52 |
HDT(℃) | 125 | 131 | 121 | 115 |
实施例87
用1.7L密炼机在140-150℃将95重量份买到的乙烯/丙烯橡胶(B4)(商品名:Mitsui EPT3070)、5重量份氧化锌、1重量份硬脂酸、80重量份滑石粉(平均粒径15微米)、20重量份氧化钛、20重量份液体石蜡、1重量份老化抑制剂、N-异丙基-N′-苯基-对-苯二胺和5重量份在实施例84中得到的二嵌段共聚物(EPR-O-PEMA)混合5分钟。得到的未硫化橡胶的穆尼粘度(ML1+4,在100℃测得)是44。将0.5重量份硫化促进剂、单硫化甲基秋兰姆、1.2重量份硫化促进剂、N-氧联二亚乙基-2-苯并噻唑亚磺酰胺和1.5重量份硫加入到得到的橡胶组合物中。用辊直径6英寸的混炼机(在前和后辊的温度为60℃情形下)共混该混合物5分钟,得到3mm厚的片。
用压机在160℃压10分钟,将得到的片压塑成2mm厚的硫化片。对于得到的该片,根据JIS K6301,在23℃测试温度、500mm/min的拉伸速率下,进行了拉伸测试,测得拉伸的断裂伸长率和断裂强度。结果如表14所示。
对比例19
与实施例87所述方式相同,制成了硫化橡胶,以测试拉伸的断裂伸长率和断裂强度,不同在于未硫化橡胶这样制成:采用100重量份乙烯/丙烯橡胶(B4)、5重量份氧化锌、1重量份硬脂酸、80重量份滑石粉、20重量份氧化钛、20重量份液体石蜡和1重量份老化抑制剂、N-异丙基-N′-苯基-对-苯二胺。
结果如表14所示。与实施例87中得到的橡胶相比,在对比例19中得到的橡胶的穆尼粘度更高,拉伸的断裂强度更低。
表14
实施例87 | 对比例19 | |
ML1+4 | 46 | 58 |
拉伸断裂强度TB(MPa) | 15.3 | 12.0 |
拉伸断裂伸长率(%) | 520 | 530 |
实施例88
固体催化剂组分的制备
将3.0g在250℃干燥10小时的二氧化硅悬浮于50ml甲苯中,接着将悬浮液冷却至0℃。将温度保持0℃,在30分钟内滴加17.8ml甲基铝氧烷的甲苯溶液(铝=1.29mmol/ml),然后在0℃反应30分钟。在30分钟内将温度升高至95℃,在这样的温度下反应4小时。将温度降低至60℃,由倾注脱除上层液体。
用甲苯洗涤得到的固体组分两次,然后再悬浮于50ml甲苯中。在20℃、30分钟内向悬浮液滴加11.1ml二氯化二(1-正丁基-3-甲基环戊二烯基)合锆(锆为0.0103mmol/ml)。将反应器内温度升高至80℃,在这样的温度下反应2小时。脱除上层液体,用己烷洗涤沉淀物两次,得到固体催化剂。得到的催化剂包含2.3mg锆,以1g固体催化剂为基准。
预聚合的催化剂的制备
将4g得到的固体催化剂再悬浮于400ml己烷中。将5.0ml三异丁基铝(1mmol/ml)的癸烷溶液和0.36g 1-己烯加入到悬浮液中,使乙烯在35℃预聚合2小时。脱除上层液体后,用己烷洗涤沉淀物三次,得到预聚合的催化剂,它包含2.2mg锆,其中3g聚乙烯进行了预聚合,以1g固体催化剂为基准。
烯烃的聚合
将1L纯化己烷和40ml纯化1-己烯放入2L用氮气彻底吹扫的不锈钢反应釜内,用乙烯替换反应釜内的氮气。将反应釜内温度升高至60℃,加入1.5mmol三异丁基铝和具有0.24mg锆原子的预聚合催化剂。在0.9MPa压力下加入乙烯,引发聚合。然后,仅供应乙烯。聚合在0.9MPa压力和80℃温度下进行1.5小时。聚合结束后,过滤聚合物,并在80℃过夜干燥。得到的聚合物是200g。基于锆原子的催化活性是77kg/mmol-Zr·h。得到的乙烯/1-己烯无规共聚物(P(Et/Hex))的密度是0.925g/cm3。共聚物的IR分析结果表明,1-己烯含量是2.5mol%,这证明了在聚合物分子的端部有不饱和键。GPC测得的Mw是144000。
聚合物端部的转化
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的PE的聚合物,悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将2.2ml 9-硼二环〔3.3.1〕壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥。
将10g得到的聚合物加入到25ml脱气并干燥的THF中。在室温氮气气氛下,向THF溶液中加入将0.2g氢氧化钠溶解于1ml水中制成的溶液和0.3ml甲醇。在0℃滴加0.8ml 30%H2O2。使反应在40℃进行6小时。接着将反应液倒入2L甲醇溶液中使聚合物沉淀。用100ml甲醇将得到的聚合物回流2小时,接着在50℃减压干燥8小时。IR分析结果证实了聚合物分子的端部被羟基改性,使端部没有不饱和键。
环氧乙烷(称为EO)的聚合
将713g上述在端部具有羟基的聚合物(称为P(Et/Hex)-OH)和31.0mg氢氧化四〔三(二甲基氨基)亚正膦基氨基〕鏻{〔(Me2N)3P=N〕4P+OH-}(它以欧洲公开专利№0791600第32页中所述方式合成),放入1500ml装有温度计、压力计、搅拌器和环氧乙烷加入管的反应釜内。用干燥氮气替换反应釜内空气,将反应釜内反应物加热至125℃。在这样的温度下反应12小时,并断续供应30g环氧乙烷,目的是在反应期间将压力(绝对压力)保持在约0.5MPa。减压蒸馏出未反应的残留环氧乙烷,得到738g二嵌段共聚物(乙烯/1-己烯共聚物)-O-(聚乙二醇)(称为P(Et/Hex)-O-PEG)。
得到的该聚合物的聚乙二醇(PEG)部分的重均分子量Mw2根据下式估算是5000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是P(Et/Hex)部分的重均分子量,
Mw2是PEG部分的重均分子量,
W1是聚合EO中共聚物P(Et/Hex)-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例89
催化剂的预活化
称出具有0.023mmol钛原子的二氯化〔(N-叔丁基胺基)(四甲基-η5-环戊二烯基)二甲基硅烷〕合钛,并放入用氮气彻底吹扫的玻璃烧瓶内,加入具有0.69mmol硼原子的硼酸三苯基甲基五(五氟苯基)酯的甲苯溶液。向该溶液中加入适量甲苯,得到总量50ml的溶液。制成钛浓度为0.00046mmol/ml的催化剂溶液。
烯烃的聚合
将750ml纯化庚烷和35ml纯化1-辛烯放入2L用氮气彻底吹扫的不锈钢反应釜内,用乙烯替换反应釜内的氮气。将反应釜内温度升高至60℃,加入0.375mmol三异丁基铝和具有0.00075mmol钛原子的上述催化剂溶液。在0.9MPa压力下加入乙烯,引发聚合。然后,仅供应乙烯。在聚合期间,当观察到温度很快升高时,就停止供应乙烯两次,直至温度降低至70℃。聚合在0.5-0.9MPa压力和70-85℃温度进行6分钟。在上述时间过后,加入异丙醇终止反应。减压后,取出聚合物溶液,并倒入4L甲醇中。充分搅拌该溶液。过滤收集固体产物,并用甲醇洗涤。在120℃和500mmHg下,在氮气流中干燥固体产物12小时。
得到的乙烯/辛烯无规共聚物是66.0g。催化活性是880kg/mmol-Ti·hr。乙烯/辛烯共聚物的IR分析结果表明,辛烯含量是12.6mol%,这证明了在聚合物分子的端部有不饱和键。Mw是132400。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚合物,悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将2.4ml 9-硼二环〔3.3.1〕壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的乙烯/辛烯共聚物(称为EOR-B)
甲基丙烯酸甲酯的聚合
将20g EOR-B共聚物放入密封烧瓶内,加入11.6g干燥的MMA和80mlTHF使它悬浮。吹入1.6ml干燥氧气,引发反应,接着室温搅拌2小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的二嵌段共聚物EOR-O-聚甲基丙烯酸甲酯(称为EOR-O-PMMA)。
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是5000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是EOR部分的重均分子量,
Mw2是PMMA部分的重均分子量,
W1是MMA聚合中共聚物EOR-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例90
催化剂组分的预活化
将甲基铝氧烷和二氯化二苯基亚甲硅基二(2,7-二甲基-4-异丙基茚基)合锆在甲苯中混合(可以任选加入适量甲苯),使锆浓度为0.00011mmol/L,铝与锆的摩尔比为350。搅拌15分钟使该溶液预活化,制成催化剂溶液。
聚合
将400ml纯化的甲苯放入500ml用氮气彻底吹扫的玻璃反应器内,用100L/小时速率通入丙烯。在600转/分钟的搅拌速率下,将反应器内溶液在45℃保持10分钟。加入具有19.4mg铝原子的三异丁基铝。加入具有0.36mg锆原子的预活化催化剂溶液。将反应器内温度升高至50℃。在50℃和常压下聚合20分钟。加入少量异丙醇终止聚合。聚合结束后,将反应液倒入2L稀盐酸的甲醇溶液,使聚合物沉淀。用甲醇洗涤聚合物两次,然后,将得到的聚合物在80℃过夜减压干燥。
得到的聚丙烯是21.8g。催化活性是16.4kg/mmol-Zr·h。DSC测得的熔点(Tm)是149.1℃。GPC测得的Mw是106000。IR分析结果证实了在聚合物分子的端部有不饱和键。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚合物,悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将3.0ml 9-BBN的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥,得到硼在端部的聚丙烯(PP-B)。
丙烯酸2-羟乙酯的聚合
将20g上述PP-B聚合物放入密封烧瓶内,加入16.8g干燥的HEA(丙烯酸2-羟乙酯)和80ml THF形成悬浮液。吹入1.9ml干燥氧气,引发反应,接着室温搅拌3小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的嵌段共聚物PP-O-(聚丙烯酸2-羟乙酯)(称为PP-O-PHEA)。
得到的二嵌段共聚物的聚丙烯酸2-羟乙酯(PHEA)部分的重均分子量(Mw2)是5000,它根据下式估算:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是PP部分的重均分子量,
Mw2是PHEA部分的重均分子量,
W1是HEA聚合中聚合物PP-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
在实施例91-93中,各种性能的测试如下所述。
分散粒子的直径
分散粒子的直径用Honeywell Inc.生产的Microtrac粒子分析仪测试。
分散液稳定性
将在下述实施例中得到的每种树脂的水分散液放入可密封的玻璃瓶中,将该瓶在室温下静置。1个月后,核实水相是否与树脂相分离。
测试对铝的热密封强度的方法
采用刮条涂布机用每种分散液施涂铝箔(50微米厚),然后空气干燥。在设置为200℃的通风烘箱内将上述箔加热10秒钟,得到具有均匀膜的涂层箔。根据JIS Z1707的方式,将涂层箔在100-200℃、1kg/cm2压力下热粘合到LLDPE片(购自ASCO Industries Ltd.,300微米厚)上1秒种。将热粘合的箔切成宽15mm,得到样品。将该样品用于23℃测试温度的180°剥离测试,测得粘合强度(拉伸速率300mm/min)。
实施例91
将40g在实施例88中得到的二嵌段共聚物(P(Et/Hex)-O-PEG)、4g马来酸酐接枝的聚丙烯(丙烯/乙烯:摩尔比98/2,马来酸酐含量:4.0重量%,粘均分子量:17000,密度:0.919g/cm3,熔点:136℃,软化点:143℃,180℃测试的熔体粘度:500厘泊)作为改性聚烯烃和1.2g油酸钾作为表面活性剂,在室温共混,然后用室内辊炼机熔融捏合(在预设定温度200℃)5分钟。加入1.4g 18.7%氢氧化钾水溶液,将该共混物再熔融捏合5分钟。取出物料,将可乳化固体产物分散于60℃温水中,得到树脂水性分散液。对于得到的树脂水性分散液,测试了分散粒子的直径、分散液稳定性和对铝的热密封强度。结果如表15所示。
实施例92
与实施例91所述方式相同,制备树脂的水分散液,不同在于使用在实施例89中得到的二嵌段共聚物(EOR-O-PMMA)。对于得到的树脂水分散液,测试了分散粒子的直径、分散液稳定性和对铝的热密封强度。结果如表15所示。
实施例93
与实施例91所述方式相同,制备树脂的水分散液,不同在于使用在实施例90中得到的二嵌段共聚物(PP-O-PHEA)。对于得到的树脂水分散液,测试了分散粒子的直径、分散液稳定性和对铝的热密封强度。结果如表15所示。
表15
实施例91 | 实施例92 | 实施例93 | |
分散粒子的直径(微米) | 0.6 | 0.6 | 0.8 |
分散液的稳定性(1个月后相分离) | 无 | 无 | 无 |
对铝的热密封强度(kg/15mm) | 2.0 | 1.8 | 1.5 |
实施例94
催化剂的预活化
称出具有0.023mmol钛原子的二氯化〔(N-叔丁基酰胺基)(四甲基-η5-环戊二烯基)二甲基硅烷〕合钛,并放入用氮气彻底吹扫的玻璃烧瓶内,加入具有0.69mmol硼原子的硼酸三苯基甲基五(五氟苯基)酯的甲苯溶液。向该溶液中加入适量甲苯,得到总量50ml的溶液。制成钛浓度为0.00046mmol/ml的催化剂溶液。
烯烃的聚合
将750ml纯化庚烷和35ml纯化1-辛烯放入2L用氮气彻底吹扫的不锈钢反应釜内,用乙烯替换反应釜内的氮气。将反应釜内温度升高至60℃,加入0.375mmol三异丁基铝和具有0.00075mmol钛原子的上述催化剂溶液。在0.9MPa压力下加入乙烯,引发聚合。聚合开始后,仅供应乙烯。在聚合期间,当观察到温度很快升高时,停止供应乙烯两次,由此使温度降低至约70℃。在0.5-0.9MPa压力和70-85℃温度下聚合6分钟。然后,加入异丙醇终止反应。减压后,取出聚合物溶液,并倒入4L甲醇中。充分搅拌该溶液。过滤收集固体产物,并用甲醇洗涤。在120℃和500mmHg下,在氮气流中干燥固体产物12小时。
得到的乙烯/辛烯共聚物是66.0g。催化活性是880kg/mmol-Ti·h。该共聚物的IR分析结果表明,辛烯含量是12.6mol%,这证明了在聚合物分子的端部有不饱和键。Mw是132400。
聚合物端部的转化
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚合物EOR,悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将2.4ml 9-硼二环〔3.3.1〕壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥。得到硼在端部的乙烯/辛烯无规共聚物(EOR-B)。
将10g得到的共聚物加入到50ml脱气并干燥的THF中。在室温氮气气氛下,向THF溶液中加入含0.2g氢氧化钠的1ml水溶液和0.3ml甲醇。在0℃滴加0.8ml 30%H2O2。搅拌溶液,使反应在40℃进行6小时。接着加入100ml甲醇,终止反应。将得到的聚合物过滤。用100ml甲醇将得到的滤饼热回流2小时,然后再过滤。将该滤饼在50℃减压干燥8小时。将反应液倒入2L甲醇溶液中使聚合物沉淀。得到端部有羟基的EOR共聚物(EOR-OH)。
己内酯的聚合
在干燥箱内,将3.5g EOR-OH聚合物悬浮于干燥甲苯中。加入过量的正丁基锂,将悬浮液搅拌12小时。再用甲苯过滤并洗涤,得到端部有氧化锂。再将该固体产物悬浮于甲苯中,加入3当量氯化二乙基铝,反应进行12小时,得到聚合物EOR-氧化铝(称为EOR-OAlEt2)。用甲苯和己烷洗涤该聚合物并过滤。将该聚合物悬浮于80ml甲苯中。加入2.4g纯化己内酯,在室温使反应进行2.1小时。加入100ml甲醇终止反应,接着聚合物在酸性甲醇中沉淀。用Soxhelt萃取器用丙酮萃取脱除沉淀聚合物内的可溶物质,得到二嵌段共聚物EOR-O-聚己内酯(称为EOR-O-PCL)。
该二嵌段共聚物的聚己内酯(称为PCL)部分的重均分子量(Mw2)根据下式估算是5,000:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是EOR部分的重均分子量,
Mw2是PCL部分的重均分子量,
W1是己内酯聚合中聚合物EOR-OAlEt2的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
实施例95
催化剂的预活化
称出具有0.023mmol钛原子的二氯化〔(N-叔丁基酰胺基)(四甲基-η5-环戊二烯基)二甲基硅烷〕合钛,并放入用氮气彻底吹扫的玻璃烧瓶内,加入具有0.69mmol硼原子的硼酸三苯基甲基五(五氟苯基)酯的甲苯溶液。向该溶液中加入适量甲苯,得到总量50ml的溶液。制成钛浓度为0.00046mmol/ml的催化剂溶液。
烯烃的聚合
将750ml纯化庚烷和35ml纯化1-辛烯放入2L用氮气彻底吹扫的不锈钢反应釜内,用乙烯替换反应釜内的氮气。将反应釜内温度升高至60℃,加入0.375mmol三异丁基铝和具有0.00075mmol钛原子的上述催化剂溶液。在0.9MPa压力下加入乙烯,引发聚合。聚合开始后,仅供应乙烯。在聚合期间,当观察到温度很快升高时,停止供应乙烯两次,由此使温度降低至约70℃。在0.5-0.9MPa压力和70-85℃温度下聚合6分钟。然后,加入异丙醇终止反应。减压后,取出聚合物溶液,并倒入4L甲醇中。充分搅拌该溶液。过滤收集固体产物,并用甲醇洗涤。在120℃和500mmHg下,在氮气流中干燥固体产物12小时。
得到的乙烯/辛烯无规共聚物是66.0g。催化活性是880kg/mmol-Ti·h。该共聚物的IR分析结果表明,辛烯含量是12.6mol%,这证明了在聚合物分子的端部有不饱和键。Mw是132400。
硼氢化反应
在充有氩气的干燥箱内,将20g上述端部有不饱和键的聚合物EOR,悬浮在100ml经脱气并干燥的THF中,将该悬浮液放入有磁性搅拌器的玻璃烧瓶内。将2.4ml 9-硼二环〔3.3.1〕壬烷(9-BBN)的THF溶液(0.5M)加入到悬浮液中。在该干燥箱内,浆料在55℃搅拌5小时,然后过滤。用脱气并干燥过的IPA洗涤滤饼,并减压干燥。得到硼在端部的乙烯/辛烯无规共聚物(EOR-B)。
苯乙烯/马来酸酐的共聚
将20g上述EOR-B聚合物放入密封烧瓶内,加入10g干燥的苯乙烯(St)、10g马来酸酐(MAH)和80ml THF形成悬浮液。吹入1.6ml干燥氧气,引发反应,接着45℃搅拌5小时。加入100ml甲醇,终止反应。在氮气气氛下用Soxhelt萃取器用丙酮和庚烷萃取沉淀聚合物24小时,得到不溶的二嵌段共聚物EOR-O-(苯乙烯/马来酸酐共聚物)(称为EOR-O-P(St/MAH))。
得到的二嵌段共聚物的(P(St/MAH))部分的重均分子量(Mw2)是5000,它根据下式估算:
Mw2=Mw1·(W2-W1)/W1
其中:Mw1是EOR部分的重均分子量,
Mw2是P(St/MAH)部分的重均分子量,
W1是苯乙烯/马来酸酐共聚中聚合物EOR-B的用量,
W2是二嵌段共聚物的产量。
在实施例96和97中,各种性能的测试如下所述。
分散粒子的直径
分散粒子的直径用Honeywell Inc.生产的Microtrac粒子分析仪测试。
分散液稳定性
将在下述实施例中得到的每种树脂的油状分散液放入可密封的玻璃瓶中,将该瓶在室温下静置。1个月后,核实溶剂相是否与树脂相分离。
测试对铝的热密封强度的方法
采用刮条涂布机用每种分散液施涂铝箔(50微米厚),然后空气干燥。在设置为200℃的通风烘箱内将上述箔加热10秒钟,得到具有均匀膜的涂层箔。根据JIS Z1707的方式,将涂层箔在100-200℃、1kg/cm2压力下热粘合到LLDPE片(购自ASCO Industries Ltd.,300微米厚)上1秒种。将热粘合的箔切成宽15mm,得到样品。将该样品用于23℃测试温度的180°剥离测试,测得粘合强度(拉伸速率300mm/min)。
实施例96
将55g在实施例94中得到的嵌段共聚物(EOR-O-PCL)和495g甲苯放入1L具有搅拌器的玻璃反应釜中,在130℃加热使树脂完全溶解。将溶液的温度在1小时内降低至85℃,在4.5小时内从85℃降低至40℃,在30分钟内从40℃降低至30℃,得到树脂的油性分散液。测试了该分散液的分散粒子的直径、分散液稳定性和对铝的热密封强度。结果如表16所示。
实施例97
与实施例96所述方式相同,制备了树脂的油性分散液,不同在于使用在实施例95中得到的二嵌段共聚物(EOR-O-P(St/MAH))。对于得到的油性分散液,测试了分散粒子的直径、分散液稳定性和对铝的热密封强度。结果如表16所示。
表16
实施例96 | 实施例97 | |
分散粒子的直径(微米) | 9 | 12 |
分散液的稳定性(1个月后相分离) | 无 | 无 |
对铝的热密封强度(kg/15mm) | 1.8 | 2.5 |
Claims (58)
1.一种烯烃嵌段共聚物(A-1),它用式(I)表示:
PO1-g1-B1 ...(I)其中PO1是由得自含2-20个碳原子的烯烃的重复单元组成的链段,g1是酯、醚、酰胺、酰亚胺、氨基甲酸酯、脲、甲硅烷基醚或羰基键,和B1是包含不饱和烃或杂原子的链段。
2.如权利要求1所述的烯烃嵌段共聚物(A-1),其中PO1链段是将选自支链烯烃、环烯烃、共轭二烯和非共轭多烯中至少一种单体任选地与选自含2-20个碳原子的线型α-烯烃中至少一种α-烯烃经聚合获得的聚烯烃链段。
3.如权利要求1所述的烯烃嵌段共聚物(A-1),其中PO1链段是含长支链的聚烯烃链段,它是将选自含2-20个碳原子的烯烃中至少一种烯烃经聚合获得的。
4.如权利要求1所述的烯烃嵌段共聚物(A-1),其中PO1链段的重均分子量小于2000。
5.如权利要求1所述的烯烃嵌段共聚物(A-1),其中B1链段的重均分子量小于500。
6.如权利要求1至5中任一项所述的烯烃嵌段共聚物(A-1),其中g1键是醚、酯或酰胺键,B1链段是经链式聚合制得的。
7.一种烯烃嵌段共聚物(A-2),它用式(II)表示:
PO2-f2-R2-(X2)n-h2 ...(II)其中PO2是由得自含2-20个碳原子的烯烃的重复单元组成的聚烯烃链段,f2是醚、酯或酰胺键,R2是经链式聚合制得的官能链段,X2是酯、醚、酰胺、酰亚胺、氨基甲酸酯、脲、甲硅烷基醚或羰基键,h2是选自氨基、卤原子、异氰酸酯基、醛基、羟基、羧基、酸酐基、硅烷醇基、磺酸基和环氧基的极性基团,n为0或1。
8.如权利要求7所述的烯烃嵌段共聚物(A-2),其中PO2链段的重均分子量小于2000。
9.如权利要求7所述的烯烃嵌段共聚物(A-2),其中h2极性基团是氨基、卤原子、异氰酸酯基、醛基或羧基,并且n是0。
10.如权利要求7所述的烯烃嵌段共聚物(A-2),其中h2极性基团是卤原子、异氰酸酯基或醛基,并且n是0。
11.一种制备烯烃嵌段共聚物(A-2)的方法,该方法包括下述步骤:
进行可链式聚合的单体的链式聚合,其办法是在一端与第13族元素键合的聚烯烃存在下产生链式聚合的活性部位,制得在一端含有链式聚合的活性部位的烯烃嵌段共聚物(A-2b),它可用式(IIb)来表示:
PO2-f2-R2-O-Z ...(IIb)其中PO2、f2和R2的含义与权利要求7中式(II)给出的相同,Z是链式聚合的活性部位;然后
用含氧、氮、硅或卤原子的官能团取代烯烃嵌段共聚物(A-2b)的链式聚合的活性部位,任选地使在端部含有含氧、氮、硅或卤原子的官能团的烯烃嵌段共聚物与在其分子中含有至少两个能与上述官能团反应的官能团的化合物反应,制得权利要求7所述的烯烃嵌段共聚物。
12.一种烯烃嵌段共聚物(A-3),它用式(III)表示:
PO3-g3-F3 ...(III)其中PO3是由得自含2-20个碳原子的烯烃的重复单元组成的聚烯烃链段,g3是酯、醚、酰胺、酰亚胺、氨基甲酸酯、脲、甲硅烷基醚或羰基键,和F3是包含不饱和烃或杂原子的极性链段,它是经缩合反应、离子反应或加成反应制成的。
13.如权利要求12所述的烯烃嵌段共聚物(A-3),其中g3键是脲、甲硅烷基醚或羰基键。
14.如权利要求12所述的烯烃嵌段共聚物(A-3),其中F3链段中单体单元的连接结构是以单体单元的中心为对称的。
15.如权利要求12至14中任一项所述的烯烃嵌段共聚物(A-3),其中F3链段是将两性电解质单体经缩合反应、离子反应或加成反应制得的。
16.如权利要求12至15中任一项所述的烯烃嵌段共聚物(A-3),其中F3链段包含含脂族环或芳族环的单体单元。
17.如权利要求12至16中任一项所述的烯烃嵌段共聚物(A-3),其中PO3链段的分子量分布(Mw/Mn)不大于2.5。
18.一种制备烯烃嵌段共聚物(A-3)的方法,该方法包括下述步骤:
用含氧、氮、硅或卤原子的官能团取代在一端与第13族元素键合的聚烯烃中的末端第13族元素,制备在端部含有官能团的聚烯烃,然后
使在端部含有官能团的聚烯烃与在端部含有能与上述末端官能团反应的官能团的极性聚合物反应,制得如权利要求12所述的烯烃嵌段共聚物。
19.一种烯烃嵌段共聚物(A-4),它用式(IV)表示:
PO4-g4-F4-g14-PO14 ...(IV)其中PO4和PO14可以相同或不同,它们分别是由得自含2-20个碳原子的烯烃的重复单元组成的聚烯烃链段,g4和g14可以相同或不同,它们分别是酯、醚、酰胺、酰亚胺、氨基甲酸酯、脲、甲硅烷基醚或羰基键,和F4是包含不饱和烃或杂原子的极性链段,它是经缩合反应、离子反应或加成反应制成的。
20.如权利要求19所述的烯烃嵌段共聚物(A-4),其中g4键和g14键分别是脲、甲硅烷基醚或羰基键。
21.如权利要求19所述的烯烃嵌段共聚物(A-4),其中F4链段中单体单元的连接结构是以单体单元的中心为对称的。
22.如权利要求19至21中任一项所述的烯烃嵌段共聚物(A-4),其中F4链段是将两性电解质单体经缩合反应、离子反应或加成反应制得的。
23.如权利要求19至22中任一项所述的烯烃嵌段共聚物(A-4),其中F4链段包含含脂族环或芳族环的单体单元。
24.如权利要求19至23中任一项所述的烯烃嵌段共聚物(A-4),其中PO4链段和PO14链段的分子量分布(Mw/Mn)分别为不大于2.5。
25.一种制备烯烃嵌段共聚物(A-4)的方法,该方法包括下述步骤:
用含氧、氮、硅或卤原子的官能团取代在一端与第13族元素键合的聚烯烃中的末端第13族元素,制备在端部含有官能团的聚烯烃,然后
使在端部含有官能团的聚烯烃与在两端含有能与上述末端官能团反应的官能团的极性聚合物反应,制得如权利要求19所述的烯烃嵌段共聚物。
26.一种烯烃嵌段共聚物(A-5),它用式(V)表示:
POB5-g5-F5 ...(V)其中POB5是得自如权利要求7所述的烯烃嵌段共聚物(A-2)的二嵌段链段,g5是酯、醚、酰胺、酰亚胺、氨基甲酸酯、脲、甲硅烷基醚或羰基键,和F5是包含不饱和烃或杂原子的极性链段,它是经缩合反应、离子反应或加成反应制成的。
27.一种制备烯烃嵌段共聚物(A-5)的方法,该方法包括下述步骤:
经如权利要求11所述的方法制备式(II)烯烃嵌段共聚物(A-2),
PO2-f2-R2-(X2)n-h2 ...(II)其中PO2、f2、R2、X2、h2和n的含义分别与权利要求7的式(II)中的相同,然后,
使式(II)烯烃嵌段共聚物(A-2)与在一端含有能与共聚物(A-2)的末端h2官能团反应的官能团的极性聚合物反应,制得如权利要求26所述的烯烃嵌段共聚物。
28.一种烯烃嵌段共聚物(A-6),它用式(VI)表示:
POB6-g6-F6-g16-POB16 ...(VI)其中POB6和POB16可以相同或不同,它们分别是得自如权利要求7所述的烯烃嵌段共聚物(A-2)的二嵌段链段,g6和g16可以相同或不同,它们分别是酯、醚、酰胺、酰亚胺、氨基甲酸酯、脲、甲硅烷基醚或羰基键,和F6是由烃组成的极性链段或包含不饱和烃或杂原子的极性链段,它是经缩合反应、离子反应或加成反应制成的。
29.一种制备烯烃嵌段共聚物(A-6)的方法,该方法包括下述步骤:
经如权利要求11所述的方法制备式(II)烯烃嵌段共聚物(A-2),
PO2-f2-R2-(X2)n-h2 ...(II)其中PO2、f2、R2、X2、h2和n的含义分别与权利要求7的式(II)中的相同,然后,
使式(II)烯烃嵌段共聚物(A-2)与在两端含有能与共聚物(A-2)的末端h2官能团反应的官能团的极性聚合物反应,制得如权利要求28所述的烯烃嵌段共聚物。
30.-种烯烃嵌段共聚物(A-7),它用式(VII)表示:
(POB7 i-g7 i-)k-G7 ...(VII)其中POB7 i可以相同或不同,它们分别是得自如权利要求7所述的烯烃嵌段共聚物(A-2)的二嵌段链段或得自如权利要求14所述的烯烃嵌段共聚物(A-3)的二嵌段链段,g7 i可以相同或不同,它们分别是酯、醚、酰胺、酰亚胺、氨基甲酸酯、脲、甲硅烷基醚或羰基键,和G7是包含不饱和烃或杂原子的多价基团,i是1-5的整数,k是2-500的整数。
31.一种制备烯烃嵌段共聚物(A-7)的方法,该方法包括下述步骤:
经如权利要求11所述的方法制备式(II)烯烃嵌段共聚物(A-2),
PO2-f2-R2-(X2)n-h2 ...(II)其中PO2、f2、R2、X2、h2和n的含义分别与权利要求7的式(II)中的相同,然后,
使式(II)烯烃嵌段共聚物(A-2)与多官能化合物或多官能聚合物反应,制得如权利要求30所述的烯烃嵌段共聚物。
32.一种制备烯烃嵌段共聚物(A-7)的方法,该方法包括下述步骤:
经如权利要求18所述的方法制备式(III)烯烃嵌段共聚物(A-3),
PO3-g3-F3 ...(III)其中PO3、g3和F3的含义分别与权利要求12的式(III)中的相同,然后
使式(III)烯烃嵌段共聚物(A-3)与多官能化合物或多官能聚合物反应,制得如权利要求30所述的烯烃嵌段共聚物。
33.一种制备烯烃嵌段共聚物(A-7)的方法,该方法包括下述步骤:
经如权利要求11所述的方法制备式(II)烯烃嵌段共聚物(A-2),
PO2-f2-R2-(X2)n-h2 ...(II)其中PO2、f2、R2、X2、h2和n的含义分别与权利要求7的式(II)中的相同,
经如权利要求18所述的方法制备式(III)烯烃嵌段共聚物(A-3),
PO3-g3-F3 ...(III)其中PO3、g3和F3的含义分别与权利要求12的式(III)中的相同,然后
使式(II)烯烃嵌段共聚物(A-2)和式(III)烯烃嵌段共聚物(A-3)与多官能化合物或多官能聚合物反应,制得如权利要求30所述的烯烃嵌段共聚物。
34.一种制备烯烃嵌段共聚物(A-8)的方法,该方法包括下述步骤:
使在端部含有羟基的聚烯烃与有机锂化合物或有机磷化合物反应,制备在端部含有含锂或磷基团的聚烯烃,它用式(VIII)表示:
PO8-O-LP ...(VIII)其中PO8是重均分子量为1,000-10,000,000的聚烯烃链段,LP是含锂或磷的基团,然后
在端部含有含锂或磷基团的聚烯烃存在下使(甲基)丙烯酸酯经阴离子聚合,制得包含聚烯烃链段和聚(甲基)丙烯酸酯链段的烯烃嵌段共聚物。
35.一种用于粘合的树脂,它包含如权利要求1所述的式(I)烯烃嵌段共聚物(A-1)。
36.如权利要求35所述的用于粘合的树脂,其中在式(I)烯烃嵌段共聚物(A-1)中,B1链段的重均分子量小于500。
37.如权利要求35或36所述的用于粘合的树脂,它用于热熔粘合剂。
38.一种热熔粘合剂组合物,它包含:
10-90重量份如权利要求1所述的式(I)烯烃嵌段共聚物(A-1),和
90-10重量份的增粘剂树脂(B),
上述各量均以烯烃嵌段共聚物(A-1)和增粘剂树脂(B)的总量为100重量份计。
39.一种模塑制品,它包含如权利要求1所述的式(I)烯烃嵌段共聚物(A-1)。
40.一种模塑制品,它包含烯烃聚合物组合物(D),该组合物包含如权利要求1所述的式(I)烯烃嵌段共聚物(A-1)和除了共聚物(A-1)外的热塑性树脂(C)。
41.如权利要求39或40所述的模塑制品,它用于建筑材料和土木工程材料。
42.如权利要求39或40所述的模塑制品,它用于汽车内外材料或汽油箱。
43.如权利要求39或40所述的模塑制品,它用于电气和电子部件。
44.如权利要求39或40所述的模塑制品,它用于医用和卫生材料。
45.如权利要求39或40所述的模塑制品,它用于混杂物品的材料。
46.如权利要求39或40所述的模塑制品,它是具有环境降解性的树脂模塑制品。
47.如权利要求39或40所述的模塑制品,它用于薄膜或片材。
48.一种具有多层结构的片材或薄膜,它包含至少两层具有不同组成的层,其中至少一层包含如权利要求1所述的烯烃嵌段共聚物(A-1)。
49.一种具有多层结构的片材或薄膜,它包含至少两层具有不同组成的层,其中至少一层包含烯烃聚合物组合物(D),该组合物包含如权利要求1所述的式(I)烯烃嵌段共聚物(A-1)和除了共聚物(A-1)外的热塑性树脂(C)。
50.一种改性剂,它包含如权利要求1所述的式(I)烯烃嵌段共聚物(A-1)。
51.如权利要求50所述的改性剂,它用于树脂、橡胶、润滑油、蜡、水泥或油墨和油漆。
52.如权利要求50所述的改性剂,它是用于改进填料分散性的材料。
53.一种含填料的树脂组合物,它包含如权利要求1所述的式(I)烯烃嵌段共聚物(A-1)和填料。
54.一种制备含填料的树脂组合物的方法,该方法包括下述步骤:
将含2-20个碳原子的烯烃进行聚合或共聚合,和
在经上述聚合制得的聚烯烃和填料存在下,将可链式聚合的单体进行聚合或共聚合,制得如权利要求53所述的含填料的树脂组合物。
55.一种分散体,它通过将如权利要求1所述的式(I)烯烃嵌段共聚物(A-1)分散在液相中获得。
56.一种分散体,它通过将烯烃聚合物组合物(D)分散在液相中获得,所述组合物包含如权利要求1所述的式(I)烯烃嵌段共聚物(A-1)和除了共聚物(A-1)外的热塑性树脂(C)。
57.如权利要求55或56所述的分散体,它是水性树脂分散体。
58.如权利要求55或56所述的分散体,它是油性树脂分散体。
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