CN1898317B - 用于控制聚烯烃类树脂结晶速度的组合物和方法、树脂组合物和树脂成型品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了控制聚烯烃类树脂结晶速度的组合物,该组合物包括(A)酰胺类化合物,该酰胺类化合物为1,2,3-丙三羧酸或1,2,3,4-丁四羧酸的取代或未取代的环己基酰胺,和(B)脂肪酸金属盐,其中成分(A):成分(B)的重量比为100∶0至30∶70;控制聚烯烃类树脂结晶速度的方法,包括将上述组合物加入到聚烯烃类树脂中得到聚烯烃类树脂组合物并成型该树脂组合物;由该方法得到的成型品;等。
Description
技术领域
本发明涉及用于控制聚烯烃类树脂结晶速度的组合物,含该结晶速度控制组合物的聚烯烃类树脂组合物,通过成型该树脂组合物得到的聚烯烃类树脂成型品,在聚烯烃类树脂组合物的成型过程中控制结晶速度的方法和利用该控制方法制造聚烯烃类树脂成型品的方法。
背景技术
聚烯烃类树脂由于其优良的成型性和机械及电特性等,作为膜成型法(即,用于制造膜的成型)、片成型法(即,用于制造片材的成型)、吹塑法、注射成型法等的材料被广泛用于各种领域。尽管所述环烯烃基树脂其物理性能通常是优良的,但存在透明性、结晶性和刚性低的问题。
目前提出了利用酰胺类化合物等作为成核剂来解决上述问题(日本待审专利公开No.1994-192496,日本待审专利公开No.1995-242610,日本待审专利公开No.1995-278374,和日本待审专利公开No.1996-100088)。在将含所述酰胺类化合物的聚烯烃类树脂组合物成型时,可以得到具有优良透明性和机械强度的成型品。
但是,为在工业生产中得到具有上述优良特性的成型品,需要根据所采用的成型方法对成型条件进行优化。
成型方法包括注射成型法、挤出成型法、片成型法、膜成型法、吹塑法等。成型品生产商必须根据成型方法适当地确定成型机的成型条件(注射或挤出速度、注射压力、树脂温度、模具温度、冷却辊温度、模具形状等)以优化加工条件。
但由于有许多变量需要确定而且其确定也是很复杂的,因此上述成型条件的优化需要很长时间。在上述成型条件没有正确地确定时,可能会出现以下问题:在成型品中可能出现源自未分散的成核剂的白斑,成型品的透明性差,成型品的机械强度弱等。
还已知某些特定的成核剂可在一定程度上提高聚烯烃类树脂的结晶温度,并通过使用所述成核剂缩短成型周期。然而,上述成核剂的使用仅仅产生了上述成核剂使用所特有结晶定温度而且不能控制结晶温度。因此,上述成核剂的使用目前对成型条件设定的简便化、迅速化或加工条件的多样化和灵活性起不到很大作用。
发明内容
鉴于此,本发明的目的在于实现成型条件的设定的简化和加快,或者加工条件的多样化和灵活性。
在上述条件下,本发明人进行了深入研究以解决上述问题。特别地,本发明人对加工条件的设定进行了研究,结果发现加工条件的麻烦之处主要起因于聚烯烃类树脂的结晶速度;如果聚烯烃类树脂的结晶速度可以不是仅仅依赖于通过成型机的加工条件的设定进行控制,则可以简化和加快加工条件的设定并且可以使加工条件灵活多样。
更具体来说,根据成型方法和要成型的树脂的类型,树脂的快的结晶速度有时可能会妨碍加工。例如,如果聚烯烃类树脂的结晶速度不在合适的范围内,就不能通过膜成型、片成型、吹塑和大型制品的注射成型等得到均匀的成型品。但为了将结晶速度降低至所述合适的范围内,必须求助于通过成型机的加工条件(如树脂排出速度,树脂排出量,注射成型时的压力,冷却辊转速,模具或冷却辊温度,模具形状,冷却时间,冷却速度等)的烦杂设定。另一方面,如果可以提高聚烯烃类树脂的结晶速度以缩短成型周期(高速成型)从而尽可能降低生产成本,则它在例如小型制品的注射成型领域等中具有工业优越性。但是,为缩短成型周期,仅仅已知使用某些成核剂来提高结晶速度,而且为提高结晶速度,必须再次借助于通过成型机的加工条件的烦杂设定(例如冷却时间,冷却速度等)。
在这种情况下,本发明人认为如果提供聚烯烃类树脂的结晶速度被控制的树脂组合物,则不是仅仅依赖于通过成型机的烦杂的成型条件设定,就将允许宽范围的成型加工。
本发明人进行了进一步的研究并发现:当将(A)特定的酰胺类化合物和(B)特定的脂肪酸金属盐以特定重量比与聚烯烃类树脂混合时,可以控制聚烯烃类树脂的结晶速度。具体来说,本发明人获得如下发现:
(a)特定的酰胺类化合物(A)是溶解型成核剂。
(b)在测定通过将酰胺类化合物(A)溶于聚烯烃类树脂制备的熔融聚烯烃类树脂组合物的储能模量随温度的变化时,在加热过程中得到的曲线和冷却过程中得到的曲线各自存在一个转变点,并且由各储能模量温度相关性曲线得到的微分曲线具有一个极值。
(c)上述(b)项中的发现表明在特定温度范围内在熔融聚烯烃类树脂中存在由上述酰胺类化合物的纤维状粒子形成的网络结构。该事实迄今是完全未知的,但是由本发明人首次发现。
(d)当将成型时的树脂温度(成型温度)T设定为不高于加热时储能模量的转变温度Tsh或设定为高于Tsh的温度且以特定比例使用酰胺类化合物(A)和特定脂肪酸金属盐(B)时,可以控制聚烯烃类树脂的结晶速度(结晶的结束时间)。
(e)更具体来说,如图8所示,在将成型时的树脂温度(成型温度)T设定为不低于聚烯烃类树脂的熔融温度Tm且不高于加热时储能模量的转变温度Tsh的温度时(图8所示的成型方法(I)),当提高特定脂肪酸金属盐(B)的比例(区域(IA)→区域(IAB))时可以提高聚烯烃类树脂的结晶速度(缩短结晶的结束时间)。
(f)此外,在将成型时的树脂温度(成型温度)T设定为高于加热时储能模量的转变温度Tsh的温度时(图8所示的成型方法(II)),当提高特定脂肪酸金属盐(B)的比例时(区域(IIA)→区域(IIAB))可以降低聚烯烃类树脂的结晶速度(延长结晶的结束时间)。
(g)因此,当通过由不高于加热时储能模量的转变温度Tsh的温度范围和高于Tsh的温度范围构成的整个成型温度范围进行观察时,以及当在Tm至Tsh的树脂温度范围和高于Tsh的树脂温度范围内分别观察时,通过改变特定脂肪酸金属盐的比例,与(f)项所述的成型方法(II)中通过仅包含特定酰胺类化合物(不含脂肪酸金属盐)的结晶速度控制组合物取得的结晶速度相比,可以控制(即,降低或提高)聚烯烃类树脂的结晶速度。
(h)上述(e)项所述的成型方法(I)可以提高结晶速度,从而缩短成型周期,而成型周期的减少通常是使用成核剂的主要目的,因此其主要适于小型制品的高速注射成型。在这种情况下,成型是在不高于加热时储能模量的转变温度Tsh的树脂温度下进行的,因此如图7的(I)所示,成型是在(c)项所述的网络结构存在的状态下进行的,并且将构成网络结构的纤维状粒子取向,结果使所得成型品中的聚烯烃类树脂晶态薄层取向,从而得到刚性特别优良的成型品。通过提高或减少脂肪酸金属盐(B)的比例,可以控制聚烯烃类树脂的结晶速度。
(i)另一方面,上述(f)项所述的成型方法(II)可以降低结晶速度并易于得到均匀的成型品,因此对于膜成型、片成型和大型成型品的注射成型是有利的。在这种情况下,成型是在高于加热时储能模量的转变温度Tsh的树脂温度下进行的,因此如图7的(II)所示,成型是在未存在(c)项所述的网络结构的状态下进行的,结果在冷却熔融的树脂组合物时形成酰胺类化合物的纤维状粒子并再次构成网络结构,由此形成聚烯烃类树脂的微小结晶(球晶),因此能够制造具有优良透明性的成型品。通过提高或减少脂肪酸金属盐(B)的比例,可以控制聚烯烃类树脂的结晶速度。
(j)如上所述,本发明可控制(改变)聚烯烃类树脂的结晶速度,但酰胺类化合物的其它成核功能基本上不改变。因此,根据本发明,不仅可通过设定成型机变量而且可利用本发明的结晶速度控制组合物来控制结晶速度,因此扩大了成型过程中成型条件设定的灵活性,从而可以容易地制造具有优良性能的成型品。
基于上述发现,本发明人进行了更深入研究并完成了本发明。本发明提供下述聚烯烃类树脂结晶速度控制组合物,包含该结晶速度控制组合物的树脂组合物,通过成型该聚烯烃类树脂组合物得到的成型品及其制造方法,和控制聚烯烃类树脂结晶速度的方法,利用该控制方法制造聚烯烃类树脂成型品的方法等。
项1.用于控制聚烯烃类树脂结晶速度的组合物,该组合物包括:
(A)至少一种通式(1)所代表的酰胺类化合物
其中R1代表通过从1,2,3-丙三羧酸或1,2,3,4-丁四羧酸除去全部羧基得到的残基,k代表整数3或4,并且三个或四个R2相同或不同,各自代表环己基或被一个C1-10直链或支链烷基取代的环己基;和
(B)至少一种通式(2)代表的脂肪酸金属盐
其中R3代表通过从每分子可以具有至少一个羟基的C8-32饱和或不饱和脂族一元羧酸除去羧基得到的残基,n代表整数1或2,当n为2时,两个R3基团可相同或不同,M代表一价或二价金属,
成分(A)∶成分(B)的重量比为100∶0至30∶70(即基于成分(A)和(B)的总量,成分(A)的量为100-30wt%,成分(B)的量为0-70wt%)。
项2.根据项1的组合物,其中成分(A)∶成分(B)的重量比为95∶5至30∶70(即基于成分(A)和(B)的总量,成分(A)的量为95-30wt%,成分(B)的量为5-70wt%)。
项3.根据项1或项2的组合物,其中通式(1)中的三个或四个R2基团相同或不同,各自代表环己基或被一个C1-4烷基取代的环己基。
项4.根据项1的组合物,其中通式(1)中的三个或四个R2基团相同或不同,各自代表环己基、或2-甲基-、3-甲基-或4-甲基-取代的环己基。
项5.根据项1至4的任一项的组合物,其中通式(1)中的R1代表通过从1,2,3-丙三羧酸除去全部羧基得到的残基,k为3。
项6.根据项1至5的任一项的组合物,其中通式(2)中的M为选自碱金属、碱土金属和锌的至少一种金属。
项7.根据项1至6的任一项的组合物,其中通式(2)中的R3代表通过从每分子可以具有至少一个羟基的C10-18饱和或不饱和脂族一元羧酸除去羧基得到的残基。
项8.根据项7的组合物,其中脂族一元酸为选自月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸和12-羟基硬脂酸的至少一种。
项9.控制聚烯烃类树脂成型时的聚烯烃类树脂结晶速度的方法,该方法包括
向聚烯烃类树脂中加入包括如下成分的聚烯烃类树脂结晶速度控制组合物:
(A)至少一种通式(1)所代表的酰胺类化合物
R1 CONHR2)k (1)
其中R1代表通过从1,2,3-丙三羧酸或1,2,3,4-丁四羧酸除去全部羧基得到的残基,k代表整数3或4,并且三个或四个R2相同或不同,各自代表环己基或被一个C1-10直链或支链烷基取代的环己基;和
(B)至少一种通式(2)代表的脂肪酸金属盐
其中R3代表通过从每分子可以具有至少一个羟基的C8-32饱和或不饱和脂族一元羧酸除去羧基得到的残基,n代表整数1或2,当n为2时,两个R3基团可相同或不同,M代表一价或二价金属,成分(A)∶成分(B)的重量比为100∶0至30∶70(即基于成分(A)和(B)的总量,成分(A)的量为100-30wt%,成分(B)的量为0-70wt%),或
将成分(A)和成分(B)同时或分别加入到聚烯烃类树脂中使得成分(A)∶成分(B)的重量比为100∶0至30∶70(即基于成分(A)和(B)的总量,成分(A)的量为100-30wt%,成分(B)的量为0-70wt%),
由此得到聚烯烃类树脂组合物,
和
成型该树脂组合物。
项10.根据项9的方法,其中成分(A)∶成分(B)的重量比为95∶5至30∶70(即基于成分(A)和(B)的总量,成分(A)的量为95-30wt%,成分(B)的量为5-70wt%)。
项11.根据项9或项10的方法,其中在高于加热时储能模量的转变温度的树脂温度下成型树脂组合物。
项12.根据项9或项10的方法,其中在不低于聚烯烃类树脂的熔融温度且不高于加热时储能模量的转变温度的树脂温度下成型(特别是通过包括注射步骤或挤出步骤的成型方法进行成型)树脂组合物。
项13.组合物在控制聚烯烃类树脂成型时的聚烯烃类树脂的结晶速度中的应用,该组合物包括:
(A)至少一种通式(1)所代表的酰胺类化合物
R1 CONHR2)k (1)
其中R1代表通过从1,2,3-丙三羧酸或1,2,3,4-丁四羧酸除去全部羧基得到的残基,k代表整数3或4,并且三个或四个R2相同或不同,各自代表环己基或被一个C1-10直链或支链烷基取代的环己基;和
(B)至少一种通式(2)代表的脂肪酸金属盐
(R3-COO nM (2)
其中R3代表通过从每分子可以具有至少一个羟基的C8-32饱和或不饱和脂族一元羧酸除去羧基得到的残基,n代表整数1或2,当n为2时,两个R3基团可相同或不同,M代表一价或二价金属,
成分(A)∶成分(B)的重量比为100∶0至30∶70(即基于成分(A)和(B)的总量,成分(A)的量为100-30wt%,成分(B)的量为0-70wt%)。
项14.根据项13的应用,其中成分(A)∶成分(B)的重量比为95∶5至30∶70(即基于成分(A)和(B)的总量,成分(A)的量为95-30wt%,成分(B)的量为5-70wt%)。
项15.制造聚烯烃类树脂成型品的方法,该方法包括:
向聚烯烃类树脂中加入包括以下成分的聚烯烃类树脂结晶速度控制组合物:
(A)至少一种通式(1)所代表的酰胺类化合物
其中R1代表通过从1,2,3-丙三羧酸或1,2,3,4-丁四羧酸除去全部羧基得到的残基,k代表整数3或4,并且三个或四个R2相同或不同,各自代表环己基或被一个C1-10直链或支链烷基取代的环己基;和
(B)至少一种通式(2)代表的脂肪酸金属盐
其中R3代表通过从每分子可以具有至少一个羟基的C8-32饱和或不饱和脂族一元羧酸除去羧基得到的残基,n代表整数1或2,当n为2时,两个R3基团可相同或不同,M代表一价或二价金属,成分(A)∶成分(B)的重量比为100∶0至30∶70(即基于成分(A)和(B)的总量,成分(A)的量为100-30wt%,成分(B)的量为0-70wt%),或
将成分(A)和成分(B)同时或分别加入到聚烯烃类树脂中使得成分(A)∶成分(B)的重量比为100∶0至30∶70(即基于成分(A)和(B)的总量,成分(A)的量为100-30wt%,成分(B)的量为0-70wt%),
由此得到聚烯烃类树脂组合物,
和
成型该树脂组合物。
项16.根据项15的方法,其中成分(A)∶成分(B)的重量比为95∶5至30∶70(即基于成分(A)和(B)的总量计算,成分(A)的量为95-30wt%,成分(B)的量为5-70wt%)。
项17.根据项15或项16的方法,其中在高于加热时储能模量的转变温度的树脂温度下成型树脂组合物。
项18.根据项15或项16的方法,其中在不低于聚烯烃类树脂的熔融温度且不高于加热时储能模量的转变温度的树脂温度下成型树脂组合物。
项19.制造聚烯烃类树脂成型品的方法(或根据项18的方法),该方法包括在构成网络结构的纤维状粒子不溶解或熔融的温度下成型熔融的聚烯烃类树脂组合物的步骤,所述组合物包括由至少一种通式(1-p)所代表的酰胺类化合物的纤维状粒子形成的所述网络结构,
R1P-(CONH R2P)3 (1-p)
其中R1P代表通过从1,2,3-丙三羧酸除去全部羧基得到的残基,三个R2P相同或不同,各自代表环己基或被一个C1-4直链或支链烷基取代的环己基。
项20.根据项19的方法,包括以下步骤:
(a)将所述至少一种通式(1-p)所代表的酰胺类化合物溶于熔融的聚烯烃类树脂中得到熔融混合物,
(b)将所述熔融混合物冷却至不高于冷却时储能模量的转变温度的温度得到包含由所述至少一种通式(1-p)所代表的酰胺类化合物的纤维状粒子形成的网络结构的聚烯烃类树脂组合物,和
(c)在不低于聚烯烃类树脂的熔融温度且不高于加热时储能模量的转变温度的树脂温度下成型该聚烯烃类树脂组合物。
项2 1.根据项20的方法,其中所述聚烯烃类树脂组合物为丸状。
项22.根据项19至项21的任一项的方法,其中所述聚烯烃类树脂组合物进一步含有至少一种通式(2)所代表的脂肪酸金属盐,
(R3-COO nM (2)
其中R3代表通过从每分子可以具有至少一个羟基的C8-32饱和或不饱和脂族一元羧酸除去羧基得到的残基,n代表整数1或2,当n为2时,两个R3基团可相同或不同,M代表一价或二价金属。
项23.根据项19至项22的任一项的方法,其中通过包括注射步骤或挤出步骤的成型方法成型包含由所述纤维状粒子形成的网络结构的聚烯烃类树脂组合物。
项24.根据项23的方法,其中包括注射步骤或挤出步骤的成型方法为注射成型、挤出成型、注射吹塑、注射-挤出吹塑、注射压缩成型、挤出吹塑、挤出热成型或熔融纺丝。
项25.根据项15至24的任一项的方法,其中所述聚烯烃类树脂为选自丙烯均聚物和丙烯共聚物中的至少一种。
项26.通过项18或项19的方法制造的由通过广角X射线衍射测定的(040)反射强度对(110)反射强度的比表示的取向度为至少2的聚烯烃类树脂成型品。
项27.聚烯烃类树脂成型品,包括:
聚烯烃类树脂,
(A)至少一种通式(1)所代表的酰胺类化合物
其中R1代表通过从1,2,3-丙三羧酸或1,2,3,4-丁四羧酸除去全部羧基得到的残基,k代表整数3或4,并且三个或四个R2相同或不同,各自代表环己基或被一个C1-10直链或支链烷基取代的环己基;和
(B)至少一种通式(2)代表的脂肪酸金属盐
(R3-COO nM (2)
其中R3代表通过从每分子可以具有至少一个羟基的C8-32饱和或不饱和脂族一元羧酸除去羧基得到的残基,n代表整数1或2,当n为2时,两个R3基团可相同或不同,M代表一价或二价金属,
成分(A)∶成分(B)的重量比为100∶0至30∶70(即基于成分(A)和(B)的总量,成分(A)的量为100-30wt%,成分(B)的量为0-70wt%),
该成型品的由通过广角X射线衍射测定的(040)反射强度对(110)反射强度的比表示的取向度为至少2。
项28.聚烯烃类树脂成型品,包括:
聚烯烃类树脂,和
(a)至少一种通式(1-p)所代表的酰胺类化合物
R1P-(CONH R2P)3 (1-p)
其中R1P代表通过从1,2,3-丙三羧酸除去全部羧基得到的残基,三个R2P相同或不同,各自代表环己基或被一个C1-4直链或支链烷基取代的环己基,或
(b)所述通式(1-p)所代表的至少一种酰胺类化合物和通式(2)所代表的至少一种脂肪酸金属盐,
其中R3代表通过从每分子可以具有至少一个羟基的C8-32饱和或不饱和脂族一元羧酸除去羧基得到的残基,n代表整数1或2,当n为2时,两个R3基团可相同或不同,M代表一价或二价金属,
该成型品的由通过广角X射线衍射测定的(040)反射强度对(110)反射强度的比表示的取向度为至少2。
项29.聚烯烃类树脂组合物,包括聚烯烃类树脂和项1-8的任一项的结晶速度控制组合物。
项30.根据项29的聚烯烃类树脂组合物,其中每100重量份聚烯烃类树脂包括0.01至10重量份结晶速度控制组合物。
项31.通过成型项29或项30的聚烯烃类树脂组合物可以得到的聚烯烃类树脂成型品。
发明效果
根据本发明,通过使用本发明的结晶速度控制组合物,可以控制聚烯烃类树脂成型时的聚烯烃类树脂的结晶速度。如下进行详细说明。
(I)在成型时的树脂温度(成型温度)T不低于聚烯烃类树脂的熔融温度Tm且不高于加热时储能模量的转变温度Tsh的情况下,通过在成分(A)∶成分(B)的重量比=100∶0至30∶70的范围内增加成分(B)的比例可以提高聚烯烃类树脂的结晶速度(缩短结晶的结束时间)。
(II)在成型时的树脂温度(成型温度)T高于加热时储能模量的转变温度Tsh的情况下,通过在成分(A)∶成分(B)的重量比=100∶0至30∶70的范围内增加成分(B)的比例可以降低聚烯烃类树脂的结晶速度(延长结晶的结束时间)。
这样,当通过整个成型温度范围进行观察时以及当在Tm至Tsh的树脂温度范围和高于Tsh的树脂温度范围分别进行观察时,通过在成分(A)∶成分(B)的重量比=100∶0至30∶70的范围内改变成分(B)的比例,与上述成型方法(I)中成分(A)∶成分(B)的重量比=100∶0的结晶速度相比,可以控制(降低或提高)聚烯烃类树脂的结晶速度。
因此,当在聚烯烃类树脂中混合聚烯烃类树脂结晶速度控制组合物时,可控制聚烯烃类树脂成型时的结晶速度,这就为在用于制造所需成型品的成型条件设定提供了进一步的选择,并简化了成型条件的设定,而不是仅仅依赖于成型机。换言之,本发明提供了适合且灵活地用于各种成型方法如注射成型、挤出成型、片成型、膜成型、吹塑法等的聚烯烃类树脂组合物。
在将如此得到的聚烯烃类树脂组合物通过上述方法(I)或(II)成型时,可以得到具有优良性能的成型品。更具体来说,上述(I)的成型加工显著地有助于提高聚烯烃类树脂成型品的刚性,并且该效果对于均聚丙烯树脂、嵌段聚丙烯树脂和高密度聚乙烯树脂特别明显。另一方面,上述(II)的成型加工显著地有助于提高聚烯烃类树脂成型品的透明性,而且该效果对于均聚丙烯树脂和无规聚丙烯树脂特别明显。
附图简述
图1是实施例2所得试验片(成型品)的DSC曲线图,并显示了如何确定“结晶的结束时间”。
图2是表示包含聚烯烃类树脂和式(1)所示酰胺类化合物的树脂组合物在加热时(实线)和冷却时(虚线)的储能模量温度相关性曲线的示意图。
图3是表示图2的温度相关性曲线的微分曲线的示意图。
图4是表示在实施例和比较例中所用试验片的贯穿(THROUGH)方向、末端(END)方向和侧面(EDGE)方向的视图。
图5是表示在实施例I-2中所得聚烯烃类树脂组合物在加热和冷却时的储能模量温度相关性曲线的曲线图。白圈(○)表示加热时的储能模量温度相关性曲线,黑圈(·)表示冷却时的储能模量温度相关性曲线。
图6是图5的温度相关性曲线的微分曲线。白圈(○)表示加热时的储能模量温度相关性曲线的微分曲线,黑圈(·)表示冷却时的储能模量温度相关性曲线的微分曲线。
图7是表示在成型方法的各个步骤中聚烯烃类树脂状态的示意图。在图7中,(I)示意地表示使用本发明成型方法(I)的条件的制造方法,和(II)示意地表示使用本发明成型方法(II)的条件的制造方法。
图8是表示本发明聚烯烃类树脂的结晶速度控制相关的本发明结晶速度控制组合物的组成、成型时的树脂温度和结晶速度之间关系的示意图。
附图中的附图标记具有如下含义:
(a)延长线
(b)切线
(c)交点
1注射成型机
2料斗
3模具
4喷嘴
发明详述
聚烯烃类树脂结晶速度控制组合物
本发明的聚烯烃类树脂结晶速度控制组合物包括(A)至少一种通式(1)所代表的酰胺类化合物、或所述(A)与(B)通式(2)所代表的至少一种脂肪酸金属盐作为必要成分。
成分(A)∶成分(B)的重量比可以在宽的范围内合适选择。成分(A)∶成分(B)的重量比通常为100∶0至30∶70,优选95∶5至30∶70,更优选90∶10至60∶40,特别优选90∶10至70∶30。
换言之,本发明的聚烯烃类树脂结晶速度控制组合物基于成分(A)和(B)的总量包括100至30wt%(特别地,小于100wt%但不小于30wt%),优选95至30wt%,更优选90至60wt%,特别优选90至70wt%的成分(A)和0至70wt%(特别地,大于0wt%但不超过70wt%),优选5至70wt%,更优选10至40wt%,特别优选10至30wt%的成分(B)。
如果基于成分(A)和(B)的总量成分(A)的量小于30wt%,所得树脂成型品的透明性或刚性的改进效果倾向于不明显。
成分(A):酰胺类化合物
本发明通式(1)所代表的酰胺类化合物(A)按照已知方法,例如在日本待审专利申请公开No.1995-242610中公开的方法,通过用取代或未取代的环己胺酰胺化脂族多元羧酸可以容易地制备。
作为上述的多元羧酸成分,可以使用多元羧酸或其反应性衍生物(典型地,衍生物如酰氯或多元酸与C1-4低级醇的酯)。对于制备方法没有特别限制,可通过任意方法制造酰胺类化合物。
脂族多元羧酸的实例包括1,2,3-丙三羧酸,1,2,3,4-丁四羧酸,推荐1,2,3-丙三羧酸。
取代或未取代的环己胺的实例包括可以被C1-10直链或支链烷基取代的环己胺,例如环己胺、2-甲基环己胺、2-乙基环己胺、2-正丙基环己胺、2-异丙基环己胺、2-正丁基环己胺、2-异丁基环己胺、2-仲丁基环己胺、2-叔丁基环己胺、2-正戊基环己胺、2-正己基环己胺、2-正庚基环己胺、2-正辛基环己胺、2-(2-乙基己基)环己胺、2-正壬基环己胺、2-正癸基环己胺、3-甲基环己胺、3-乙基环己胺、3-正丙基环己胺、3-异丙基环己胺、3-正丁基环己胺、3-异丁基环己胺、3-仲丁基环己胺、3-叔丁基环己胺、3-正戊基环己胺、3-正己基环己胺、3-正庚基环己胺、3-正辛基环己胺、3-(2-乙基己基)环己胺、3-正壬基环己胺、3-正癸基环己胺、4-甲基环己胺、4-乙基环己胺、4-正丙基环己胺、4-异丙基环己胺、4-正丁基环己胺、4-异丁基环己胺、4-仲丁基环己胺、4-叔丁基环己胺、4-正戊基环己胺、4-正己基环己胺、4-正庚基环己胺、4-正辛基环己胺、4-(2-乙基己基)环己胺、4-正壬基环己胺、4-正癸基环己胺等。
其中,优选环己胺和具有C1-4直链或支链烷基,优选甲基作为取代基的环己胺。
在取代基为甲基时,其取代位置可以是2-位、3-位或4-位,特别优选2-位。
在取代基为C2-4直链或支链烷基时,取代位置优选为2-位。
上述优选取代的环己胺的实例包括2-甲基环己胺,3-甲基环己胺,4-甲基环己胺,2-乙基环己胺,2-正丙基环己胺,2-异丙基环己胺,2-正丁基环己胺,2-异丁基环己胺,2-仲丁基环己胺,2-叔丁基环己胺和等的2-烷基(C1-4)-环己胺等。
上述环己胺可以是顺式异构体、反式异构体或上述立体异构体的混合物形式。通过GLC(气-液色谱)可以确定反式异构体:顺式异构体的比例。
在进行酰胺化时,上述取代或未取代的环己胺可以单独使用或至少两种组合使用。
优选的酰胺类化合物
在本发明的酰胺类化合物中,优选通式(1)所代表的其中R2为环己基或被C1-4直链或支链烷基取代的环己基的那些,这是由于它们的成核性优良。
在上述优选的酰胺类化合物中,其中R1为1,2,3-丙三羧酸残基的酰胺类化合物如下所示:
1,2,3-丙三羧酸三环己基酰胺;
1,2,3-丙三羧酸三(2-甲基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(3-甲基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(4-甲基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(2-乙基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(3-乙基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(4-乙基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(2-正丙基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(3-正丙基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(4-正丙基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(2-异丙基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(3-异丙基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(4-异丙基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(2-正丁基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(3-正丁基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(4-正丁基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(2-异丁基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(3-异丁基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(4-异丁基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(2-仲丁基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(3-仲丁基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(4-仲丁基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(2-叔丁基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(3-叔丁基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(4-叔丁基环己基酰胺);等。
其中R1为1,2,3,4-丁四羧酸残基的优选酰胺类化合物如下所示:
1,2,3,4-丁四羧酸四环己基酰胺;
1,2,3,4-丁四羧酸四(2-甲基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(3-甲基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(4-甲基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(2-乙基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(3-乙基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(4-乙基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(2-正丙基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(3-正丙基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(4-正丙基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(2-异丙基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(3-异丙基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(4-异丙基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(2-正丁基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(3-正丁基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(4-正丁基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(2-异丁基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(3-异丁基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(4-异丁基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(2-仲丁基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(3-仲丁基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(4-仲丁基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(2-叔丁基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(3-叔丁基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(4-叔丁基环己基酰胺);等。
在优选的酰胺类化合物中,特别优选通式(1)中R2为环己基或被甲基取代的环己基的那些,这是由于这些酰胺类化合物具有优良的成核性而且原料易于获得。
具体实例包括:
1,2,3-丙三羧酸三环己基酰胺;
1,2,3-丙三羧酸三(2-甲基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(3-甲基环己基酰胺);
1,2,3-丙三羧酸三(4-甲基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四环己基酰胺;
1,2,3,4-丁四羧酸四(2-甲基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(3-甲基环己基酰胺);
1,2,3,4-丁四羧酸四(4-甲基环己基酰胺)。
其中,特别优选的是1,2,3-丙三羧酸三环己基酰胺,1,2,3-丙三羧酸三(2-甲基环己基酰胺),1,2,3-丙三羧酸三(3-甲基环己基酰胺)和1,2,3-丙三羧酸三(4-甲基环己基酰胺)。
对本发明酰胺类化合物的晶形没有限制,只要达到本发明的效果即可,可以使用任意晶形如六方晶形、单斜晶形、立方晶形等。上述晶形也是已知的或可通过已知方法制造。
本发明酰胺类化合物可含有少量的杂质。推荐通式(1)所代表的酰胺类化合物的纯度一般为90wt%或更高,优选95wt%或更高,更优选97wt%或更高。杂质的实例包括源自反应中间体或未反应反应物的一酰胺二羧酸或其酯,二酰胺一羧酸或其酯,一酰胺三羧酸或其酯,二酰胺二羧酸或其酯,三酰胺二羧酸或其酯,具有酰亚胺骨架如酰胺-酰亚胺或二酰亚胺结构的化合物。
对本发明酰胺类化合物的粒径没有特别限制,只要能达到本发明的效果即可。从在熔融聚烯烃类树脂中的溶解速度或分散性的角度来看,优选粒径尽可能的小。通过激光衍射光散射法测定的最大粒径一般为200μm或更小,优选100μm或更小,更优选50μm或更小,特别优选10μm或更小。
将最大粒径控制在上述范围内的方法的例子包括利用现有技术中已知的常规设备将酰胺类化合物粉碎成微粒,然后对所得微粒进行分级的方法。具体来说,可利用气流粉碎机如“流化床式气流磨100AFG”(产品名,Hosokawa Micron公司的产品)、“超声喷射粉碎机PJM-200”(产品名,Nippon Pneumatic MFG有限公司的产品)等将酰胺类化合物粉碎成微粒并进行分级。
在本发明通式(1)所代表的酰胺类化合物中,关于构成该酰胺类化合物的烷基环己胺残基(特别是2-烷基环己胺残基)的立体异构结构,顺式构型部分和反式构型部分可混合存在。此外,本发明的酰胺类化合物可以是反式构型部分与顺式构型部分的比不同的至少两种酰胺类化合物的混合物。
上述至少一种酰胺类化合物中的全部反式构型部分与全部顺式构型部分的比例,通过由FT-IR法测定的反式构型部分的N-H伸缩振动峰的吸收强度与顺式构型部分的N-H伸缩振动峰的吸收强度的比可以确认。
在本说明书中,就构成通式(1)所代表的酰胺类化合物的烷基环己胺残基(即,通过从烷基环己胺上除去氨基得到的残基,特别是通过从2-烷基环己胺上除去氨基得到的残基)的立体结构而言,反式构型部分是指通式(X)所代表的烷基环己基部分,
其中R4代表C1-10直链或支链烷基(特别是甲基),特别是通式(X1)所代表的2-烷基环己基部分,
其中R4具有与通式(X)中的烷基相同的含义。
在本说明书中,通式(X)或(X1)所代表的结构是通过从反式烷基环己胺除去氨基得到的基团并将其称为“反式烷基环己胺残基”。
就构成通式(1)所代表的酰胺类化合物的烷基环己胺残基(特别是2-烷基环己胺残基)的立体结构而言,顺式构型部分是指通式(Y)所代表的烷基环己基部分,
其中R4具有与通式(X)中的烷基相同的含义,特别是通式(Y1)所代表的2-烷基环己基部分,
其中R4具有与通式(X)中的烷基相同的含义。
在本说明书中,通式(Y)或(Y1)所代表的结构是通过从顺式烷基环己胺除去氨基得到的基团并将其称为“顺式烷基环己胺残基”。
换言之,上述优选酰胺类化合物的实例包括通式(1Z)代表的酰胺类化合物或至少两种酰胺类化合物的混合物:
其中R1与通式(1)中的定义相同,k代表整数3或4,并且三个或四个R2Z基团相同或不同,各自代表通式(X)所代表的反式烷基环己胺残基或通式(Y)所代表的顺式烷基环己胺残基,并且
当式(1Z)中的R1是通过从1,2,3-丙三羧酸(通式(1Z)中k为3)除去全部羧基得到的残基时,在化合物或其混合物中反式烷基环己胺残基的含量优选为50至100%,更优选为65至100%,或
当式(1Z)中的R1是通过从1,2,3,4-丁四羧酸(通式(1Z)中k为4)除去全部羧基得到的残基时,在化合物或其混合物中反式烷基环己胺残基的含量优选为10至80%,更优选为25至60%。
已发现在上述本发明酰胺类化合物(其中R2为烷基环己基)的混合物中反式构型部分:顺式构型部分的比(反式:顺式)与原料的烷基环己胺的反式异构体:顺式异构体的比(通过GLC求出的摩尔比;下文称为“GLC组成比”)基本相同。这通过以下观测结论得到了证实:(a)原料烷基环己胺的反式异构体:顺式异构体的比与对原料进行酰胺化反应后未反应的烷基环己胺的反式异构体:顺式异构体的比相同,和(b)在与酰胺化反应基本类似的温度条件下(室温至280℃)对本发明得到的酰胺产物进行处理时具有与处理前测定的完全一致的FT-IR光谱和熔点,这证明通过酰胺化反应没有改变立体构型。因此,通过原料胺的反式异构体:顺式异构体比可以控制酰胺类化合物的混合物中反式构型部分:顺式构型部分的比(反式:顺式)。
成分(B):脂肪酸金属盐
本发明的脂肪酸金属盐(B)是由每分子可以具有至少一个羟基(特别是1或2个羟基)的C8-32、优选C10-18饱和或不饱和脂族一元羧酸和一价或二价金属得到的脂肪酸金属盐。上述脂肪酸金属盐可以是市售的。还可以以在聚烯烃类树脂中能形成所述脂肪酸金属盐的形式使用脂族一元酸和金属或其氯化物、氧化物或氢氧化物。
上述脂族一元酸的实例包括:
饱和一元酸,例如辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、十九烷酸、二十烷酸、二十一烷酸、二十二烷酸、二十三烷酸、二十四烷酸、二十五烷酸、二十六烷酸、二十七烷酸、二十八烷酸、二十九烷酸、三十烷酸、三十一烷酸、三十二烷酸等;
不饱和一元酸,例如辛烯酸、壬烯酸、癸烯酸、十一碳烯酸、十二碳烯酸、十三碳烯酸、十四碳烯酸、十五碳烯酸、十六碳烯酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、十九碳烯酸、二十碳烯酸、二十一碳烯酸、二十二碳烯酸、二十三碳烯酸、二十四碳烯酸、二十五碳烯酸、二十六碳烯酸、二十七碳烯酸、二十八碳烯酸、二十九碳烯酸等;
含羟基脂族一元酸例如为12-羟基硬脂酸,蓖麻油酸等。
其中,推荐月桂酸,肉豆蔻酸,棕榈酸,硬脂酸,油酸和12-羟基硬脂酸。
上述脂族一元酸可单独或组合使用。
通式(2)中金属的实例包括一价或二价金属如碱金属、碱土金属和周期表第12族金属(参见《化学和工业》,日本化学会主编,第57卷第4号,2004),其中优选碱金属、碱土金属和锌。尤其推荐钠,钾,镁,钙和锌。上述金属可单独或组合使用。
优选的脂肪酸金属盐
关于优选的脂肪酸金属盐,从赋予聚烯烃类树脂高结晶温度的角度看,优选由上述脂族一元酸和一价金属、特别是钠或钾形成的脂肪酸一价金属盐。从提高酰胺类化合物在聚烯烃类树脂中的溶解性和分散性的角度看,优选由上述脂族一元酸和二价金属、特别是钙、镁和锌形成的脂肪酸二价金属盐。
从耐热性和容易得到的角度看,优选的脂族一元酸为选自月桂酸,肉豆蔻酸,棕榈酸,硬脂酸,油酸和12-羟基硬脂酸的至少一种脂族一元酸。
脂肪酸一价金属盐的优选实例包括月桂酸钠,肉豆蔻酸钠,棕榈酸钠,硬脂酸钠,12-羟基硬脂酸钠,油酸钠,月桂酸钾,肉豆蔻酸钾,棕榈酸钾,硬脂酸钾,12-羟基硬脂酸钾,油酸钾等。
脂肪酸二价金属盐的优选实例包括月桂酸钙,肉豆蔻酸钙,棕榈酸钙,硬脂酸钙,12-羟基硬脂酸钙,油酸钙,月桂酸镁,肉豆蔻酸镁,棕榈酸镁,硬脂酸镁,12-羟基硬脂酸镁,油酸镁,月桂酸锌,肉豆蔻酸锌,棕榈酸锌,硬脂酸锌,12-羟基硬脂酸锌,油酸锌等。
上述脂肪酸金属盐可单独或组合使用。
优选的结晶速度控制组合物
优选的结晶速度控制组合物的实例包括选自成分(A)和成分(B)的上述优选实例的组合。其中,特别优选的组合是其中成分(A)为选自下组的至少一种化合物:1,2,3-丙三羧酸三环己基酰胺、1,2,3-丙三羧酸三(2-甲基环己基酰胺)、1,2,3-丙三羧酸三(3-甲基环己基酰胺)和1,2,3-丙三羧酸三(4-甲基环己基酰胺)、成分(B)为选自下组的至少一种化合物:硬脂酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、12-羟基硬脂酸钠、12-羟基硬脂酸钾、12-羟基硬脂酸钙、12-羟基硬脂酸镁和12-羟基硬脂酸锌的那些组合。
当成分(B)为脂肪酸一价金属盐时,优选组合的具体实例如下:
1,2,3-丙三羧酸三环己基酰胺+硬脂酸钠;
1,2,3-丙三羧酸三环己基酰胺+硬脂酸钾;
1,2,3-丙三羧酸三(2-甲基环己基酰胺)+硬脂酸钠;
1,2,3-丙三羧酸三(2-甲基环己基酰胺)+硬脂酸钾;
1,2,3-丙三羧酸三(3-甲基环己基酰胺)+硬脂酸钠;
1,2,3-丙三羧酸三(3-甲基环己基酰胺)+硬脂酸钾;
1,2,3-丙三羧酸三(4-甲基环己基酰胺)+硬脂酸钠;
1,2,3-丙三羧酸三(4-甲基环己基酰胺)+硬脂酸钾;
1,2,3-丙三羧酸三环己基酰胺+12-羟基硬脂酸钠;
1,2,3-丙三羧酸三环己基酰胺+12-羟基硬脂酸钾;
1,2,3-丙三羧酸三(2-甲基环己基酰胺)+12-羟基硬脂酸钠;
1,2,3-丙三羧酸三(2-甲基环己基酰胺)+12-羟基硬脂酸钾;
1,2,3-丙三羧酸三(3-甲基环己基酰胺)+12-羟基硬脂酸钠;
1,2,3-丙三羧酸三(3-甲基环己基酰胺)+12-羟基硬脂酸钠;
1,2,3-丙三羧酸三(4-甲基环己基酰胺)+12-羟基硬脂酸钠;
1,2,3-丙三羧酸三(4-甲基环己基酰胺)+12-羟基硬脂酸钾,等。
当成分(B)为脂肪酸二价金属盐时,优选组合的具体实例如下:
1,2,3-丙三羧酸三环己基酰胺+硬脂酸钙;
1,2,3-丙三羧酸三环己基酰胺+硬脂酸镁;
1,2,3-丙三羧酸三环己基酰胺+硬脂酸锌;
1,2,3-丙三羧酸三(2-甲基环己基酰胺)+硬脂酸钙;
1,2,3-丙三羧酸三(2-甲基环己基酰胺)+硬脂酸镁;
1,2,3-丙三羧酸三(2-甲基环己基酰胺)+硬脂酸锌;
1,2,3-丙三羧酸三(3-甲基环己基酰胺)+硬脂酸钙;
1,2,3-丙三羧酸三(3-甲基环己基酰胺)+硬脂酸镁;
1,2,3-丙三羧酸三(3-甲基环己基酰胺)+硬脂酸锌;
1,2,3-丙三羧酸三(4-甲基环己基酰胺)+硬脂酸钙;
1,2,3-丙三羧酸三(4-甲基环己基酰胺)+硬脂酸镁;
1,2,3-丙三羧酸三(4-甲基环己基酰胺)+硬脂酸锌;
1,2,3-丙三羧酸三环己基酰胺+12-羟基硬脂酸钙;
1,2,3-丙三羧酸三环己基酰胺+12-羟基硬脂酸镁;
1,2,3-丙三羧酸三环己基酰胺+12-羟基硬脂酸锌;
1,2,3-丙三羧酸三(2-甲基环己基酰胺)+12-羟基硬脂酸钙;
1,2,3-丙三羧酸三(2-甲基环己基酰胺)+12-羟基硬脂酸镁;
1,2,3-丙三羧酸三(2-甲基环己基酰胺)+12-羟基硬脂酸锌;
1,2,3-丙三羧酸三(3-甲基环己基酰胺)+12-羟基硬脂酸钙;
1,2,3-丙三羧酸三(3-甲基环己基酰胺)+12-羟基硬脂酸镁;
1,2,3-丙三羧酸三(3-甲基环己基酰胺)+12-羟基硬脂酸锌;
1,2,3-丙三羧酸三(4-甲基环己基酰胺)+12-羟基硬脂酸钙;
1,2,3-丙三羧酸三(4-甲基环己基酰胺)+12-羟基硬脂酸镁;
1,2,3-丙三羧酸三(4-甲基环己基酰胺)+12-羟基硬脂酸锌,等。
还优选下述组合。
·1,2,3,4-丁四羧酸四环己基酰胺与选自下组的至少一种化合物的组合:硬脂酸钠,硬脂酸钾,硬脂酸钙,硬脂酸镁,硬脂酸锌,12-羟基硬脂酸钠,12-羟基硬脂酸钾,12-羟基硬脂酸钙,12-羟基硬脂酸镁和12-羟基硬脂酸锌,以及
·1,2,3,4-丁四羧酸四(2-甲基环己基酰胺)与选自下组的至少一种化合物的组合:硬脂酸钠,硬脂酸钾,硬脂酸钙,硬脂酸镁,硬脂酸锌,12-羟基硬脂酸钠,12-羟基硬脂酸钾,12-羟基硬脂酸钙,12-羟基硬脂酸镁和12-羟基硬脂酸锌。
本发明结晶速度控制组合物不仅控制聚烯烃类树脂的结晶速度,而且通过加入成分(B)提高酰胺类化合物在聚烯烃类树脂中的分散性和溶解性。
尤其是,通过使用预先混合的酰胺类化合物与脂肪酸金属盐,易于得到更明显的效果。对于混合方法没有特别限制,可以使用如下方法:包括以粉末状将其混合的方法;包括在不低于脂肪酸金属盐熔点的温度下将其混合的方法;包括将酰胺类化合物和脂肪酸金属盐以溶解或分散在溶剂中的形式混合,去除溶剂并干燥,然后根据需要进行造粒、粉碎、破碎的方法等。
本发明结晶速度控制组合物的形态没有限制,可以适当地选自粉末、颗粒(granule)、小块(tablet)、丸(pellet)等。
当本发明的结晶速度控制组合物为粉末或丸状时,对其粒径没有特别限制,只要能达到本发明的效果即可。但从在熔融聚烯烃类树脂中的分散性或溶解速度来看,粒径越小越好。通过激光衍射光散射测定的最大粒径通常不超过200μm,优选不超过100μm,更优选不超过50μm,特别优选不超过10μm。
当结晶速度控制组合物为颗粒、小块、丸等粒状时,其形状和粒径可以适当选择并且上述粒状可通过已知的造粒机、粉碎机/破碎机、分粒机等获得。在呈粒状时,其有助于提高粉末流动性、抑制粉尘爆发(降低粉尘爆发的发生)等。
可用造粒机的实例包括干法或湿法挤出造粒机,混合造粒机,压片机,干压缩辊造粒机和Marumerizers(产品名,DALTON有限公司的产品)。粉碎机/破碎机的实例包括针磨机,喷射磨机,粉碎机,切碎机,锤磨机,刨式破碎机和剪切机。分级机的实例包括振动筛,空气分离器等。
除酰胺类化合物和脂肪酸金属盐外,如果需要,可以加入聚烯烃树脂改性剂等,只要不会对本发明的效果产生不利影响即可。
上述聚烯烃改性剂的实例包括在由Japan Hygienic Olefin andStyrene Plastic Association(2002年7月)编著的“The Tables of PositiveLists of Additives”中所列的各种添加剂。更具体实例包括稳定剂(如金属化合物、环氧化合物、氮化合物、磷化合物、硫化合物等),UV吸收剂(如二苯甲酮类化合物和苯并三唑类化合物),抗氧化剂(如酚类化合物、亚磷酸酯类化合物和硫系化合物),表面活性剂(如甘油一硬脂酸酯等的甘油脂肪酸酯),润滑剂(如石蜡、蜡(如聚乙烯蜡和聚丙烯蜡)和其它的脂肪族烃、C8-C22高级脂肪酸、C8-C22高级脂肪醇(如硬脂醇)、聚二醇、C4-C22高级脂肪酸和C4-C18脂族一元醇的酯、C8-C22高级脂肪酸酰胺、硅油和松香衍生物),起泡剂,起泡助剂,聚合物添加剂,并另外包括增塑剂(如邻苯二甲酸二烷基酯、六氢邻苯二甲酸二烷基酯等),交联剂,交联促进剂,抗静电剂,阻燃剂,分散剂,有机和无机颜料,加工助剂,填料,其它成核剂等的添加剂。添加剂的量没有限制,只要对本发明的效果无不利影响即可。
上述填料的实例包括滑石,粘土,云母,水滑石,石棉,沸石,玻璃纤维,玻璃片,玻璃珠,珍珠岩,硅酸钙,碳酸钙,蒙脱石,膨润土,石墨,铝粉,氧化铝,硅石,硅藻土,氧化钛,氧化镁,浮石粉,浮石气球,氢氧化铝,氢氧化镁,碱式碳酸镁,白云石,硫酸钙,钛酸钾,硫酸钡,亚硫酸钙,硫化钼等。其中,优选滑石、水滑石、云母、沸石、珍珠岩、硅藻土、碳酸钙等。上述填料可单独或组合使用。
在加入上述添加剂时,尽管没有特别限制,但优选方法是将酰胺类化合物、脂肪酸金属盐和其它成分干混以得到均匀的混合物。
聚烯烃类树脂组合物
本发明的聚烯烃类树脂组合物包括聚烯烃类树脂,上述成分(A)和(B)以及根据需要加入的聚烯烃树脂改性剂等。例如,可通过利用常规方法将结晶速度控制组合物加入到聚烯烃类树脂中来制备聚烯烃类树脂组合物。
本发明的聚烯烃类树脂组合物可通过任意常规方法制造,对其没有特别的限制,只要得到所需的树脂组合物即可。例如,利用常规混合器如亨舍尔(Henschel)混合器、螺条混合器、V型搅拌器等将聚烯烃类树脂(粉末、颗粒或丸)和本发明的结晶速度控制组合物(或者,聚烯烃类树脂(粉末、颗粒或丸)、本发明的成分(A)和(B)以及根据需要的上述聚烯烃树脂改性剂)混合而得到混合型聚烯烃类树脂组合物。其它实例包括如下方法:将上述混合型聚烯烃类树脂组合物在常规捏合机如单螺杆或双螺杆挤出机中并在一般160至300℃、优选180至280℃、特别优选200至260℃的温度下熔融捏合,然后将挤出的线料冷却,并将如此得到的线料切割成丸,从而得到丸型聚烯烃类树脂组合物。
作为向聚烯烃类树脂中加入结晶速度控制组合物的方法,优选利用常规机械如单螺杆或双螺杆挤出机等的一步加入。但是,也可以使用利用约2至15wt%的高浓度母料的两步加入。
可将本发明的酰胺类化合物(A)和脂肪酸金属盐(B)以结晶速度控制组合物的形式添加,或者同时或分别加入到聚烯烃类树脂中以使成分(A)∶(B)的重量比落在100∶0至30∶70,优选95∶5至30∶70的范围内。
例如,本发明的聚烯烃类树脂组合物可如下制备:预先将本发明的成分(B)溶解在聚烯烃类树脂中得到粉末、丸、丸等形状的树脂组合物,然后将本发明的成分(A)和根据需要的上述聚烯烃改性剂等加入到所得的树脂组合物中。
对于本发明结晶速度控制组合物在聚烯烃类树脂组合物中的含量没有特别限制,只要能达到所需的效果即可,而且该含量可在宽范围内适当选择。但是,每100重量份聚烯烃类树脂,结晶速度控制组合物的量通常为0.01至10重量份,优选0.05至5重量份,更优选0.05至2重量份。通过以上述范围内的含量混合本发明结晶速度控制组合物,能够充分实现本发明的效果。
成分(A)和(B)可同时或分别加入到聚烯烃类树脂中,而且在该情况下,也推荐每100重量份聚烯烃类树脂,成分(A)和(B)的总量为0.01至10重量份,优选0.05至5重量份,更优选0.05至2重量份。
从成核性能的角度看,每100重量份聚烯烃类树脂,通式(1)所代表的至少一种酰胺类化合物(成分(A))的量优选为0.01至5重量份,更优选0.05至2重量份。在该范围内,可以观察到透明性或刚性明显提高。
即使在单独使用通式(1)的酰胺类化合物(即仅使用成分(A)而不使用成分(B))时,聚烯烃类树脂组合物也可以提供具有优良透明性或刚性的成型品。但是,为提高透明性或刚性以及控制聚烯烃类树脂的结晶速度,优选使用脂肪酸金属盐(成分(B))。
有利的是,每100重量份聚烯烃类树脂,脂肪酸金属盐(成分(B))的量通常为0至5重量份,优选0至1重量份,更优选0.005至0.5重量份,特别优选0.01至0.3重量份。此外,通过在成分(A)∶(B)的重量比=100∶0至30∶70的范围内提高成分(B)的比例,可以控制聚烯烃类树脂的结晶速度(控制结晶的结束时间)。
本发明聚烯烃类树脂的实例包括聚乙烯类树脂,聚丙烯类树脂,聚丁烯类树脂,聚甲基戊烯类树脂,聚丁二烯类树脂等。其具体实例包括高密度聚乙烯,中密度聚乙烯,线性聚乙烯,乙烯含量至少为50wt%、优选70wt%或更高的乙烯共聚物,丙烯均聚物,丙烯含量至少为50wt%、优选70wt%或更高的丙烯共聚物,丁烯均聚物,丁烯含量至少为50wt%、优选70wt%或更高的丁烯共聚物,甲基戊烯均聚物,甲基戊烯含量至少为50wt%、优选70wt%或更高的甲基戊烯共聚物等。
上述共聚物可以是无规共聚物或嵌段共聚物。上述树脂的立构规整性可以是全同立构或间同立构。
可形成上述各种共聚物的共聚单体的具体实例包括乙烯,丙烯,丁烯,戊烯,己烯,庚烯,辛烯,壬烯,癸烯,十一碳烯,十二碳烯等的C2-C12α-烯烃;1,4-内亚甲基环己烯等的二环单体;(甲基)丙烯酸甲酯,(甲基)丙烯酸乙酯等的(甲基)丙烯酸酯;醋酸乙烯酯等。
用于制造上述聚合物的催化剂的实例不仅包括通常使用的齐格勒-纳塔催化剂,而且还有包含负载在含有作为必要成分的氯化镁等的卤化镁的载体上的过渡金属化合物(例如,卤化钛如三氯化钛或四氯化钛)和烷基铝化合物(如氯化三乙基铝或氯化二乙基铝)的组合的催化剂体系,以及金属茂催化剂。
本发明所用聚烯烃类树脂的推荐熔体流动速率(下文称为“MFR”,根据JISK7210-1995测定)可以根据所采用的成型方法适当地选择,但通常为0.01至200g/10分,优选0.05至100g/10分。
只要不影响本发明的效果,可以根据目的和/或其应用将上述已知的聚烯烃改性剂加入到本发明的聚烯烃类树脂组合物中。
如此得到的本发明聚烯烃类树脂组合物,可以通过改变成型时的树脂温度和成分(A)∶成分(B)的比例来控制结晶速度。详述如下:
(I)在成型时的树脂温度(成型温度)T不低于聚烯烃类树脂的熔融温度且不高于加热时储能模量的转变温度Tsh的情况下,通过在成分(A)∶成分(B)的重量比=100∶0至30∶70的范围内增加成分(B)的比例可以提高聚烯烃类树脂的结晶速度(可以缩短结晶的结束时间)。通过该成型方法(I),可以制造特别是刚性优良的成型品。
(II)在成型时的树脂温度(成型温度)T高于加热时储能模量的转变温度Tsh的情况下,通过在成分(A)∶成分(B)的重量比=100∶0至30∶70的范围内增加成分(B)的比例可以降低聚烯烃类树脂的结晶速度(可以延长结晶的结束时间)。通过该成型方法(II),可以制造特别是未分散成核剂的含量少并具有优良透明性的成型品。
这样,当在由Tm至Tsh的树脂温度范围和高于Tsh的树脂温度范围组成的整个成型温度范围内进行观察时以及在Tm至Tsh的树脂温度范围和高于Tsh的树脂温度范围分别进行观察时,通过改变成分(B)的比例,与成分(A)∶成分(B)的重量比为100∶0的上述成型方法(II)中得到的结晶速度相比,可以控制(降低或提高)聚烯烃类树脂的结晶速度。
控制聚烯烃类树脂结晶速度的方法
如上所述,通过改变成型时的树脂温度和成分(A)∶成分(B)的比例,本发明的聚烯烃类树脂组合物可以控制成型时的结晶速度。因此,本发明还提供用于控制成型时的聚烯烃类树脂结晶速度(结晶的结束时间)的方法,该方法包括将成分(A)和成分(B)加入到聚烯烃类树脂中使得成分(A)∶成分(B)的重量比为100∶0至30∶70。
在本发明的控制方法中,对于本发明聚烯烃类树脂结晶速度控制组合物的量没有特别限制,只要达到所需的效果即可,该量可在宽的范围内选择。通常每100重量份聚烯烃类树脂,结晶速度控制组合物的量为0.01至10重量份,优选0.05至5重量份,更优选0.05至2重量份。
在将成分(A)和(B)同时或分别加入到聚烯烃类树脂中时,推荐每100重量份聚烯烃类树脂成分(A)和(B)的总量为0.01至10重量份,优选0.05至5重量份,更优选0.05至2重量份。
在本说明书和权利要求书中,如下所述及较后实施例中的术语“结晶的结束时间”意指由使用差示扫描量热计(“DSC7”,商品名,Perkin-Elmer制造)所得结果确定的值。
更具体来说,将聚烯烃类树脂组合物的温度调节至实施成型的温度,然后以100-200℃/分的冷却速度急冷至测定结晶结束时间的温度(该温度比组合物的结晶温度(通过实施例中所述方法确定)高0至20℃),然后在该测定温度下进行聚烯烃类树脂的等温结晶。
在由差示扫描量热法得到的图表(参见图1)中,用(a)表示的延长线是是将基线从长时间侧向短时间侧延长绘制的,而用图1中的(b)表示的切线则是在热流峰的长时间侧曲线(d)上具有最大斜率的点绘制的,然后确定延长线和切线相交的交点(图1中用(c)表示)。将相交处的时间定义为聚烯烃类树脂组合物的“结晶结束时间”。
结晶结束时间越长,聚烯烃类树脂组合物可成型的时间越长。结晶结束时间测定中的测定开始时间是急冷的聚烯烃类树脂组合物达到上述测定温度时的时间。
根据成型方法和所要成型树脂的类型,树脂的结晶速度快速有时会妨碍加工。例如,如果聚烯烃类树脂的结晶速度不在合适的范围内,难以通过大型制品的注射成型、膜成型、片成型、吹塑法等得到均匀的成型品。
另一方面,如果能将聚烯烃类树脂的结晶速度提高以缩短结晶时间从而尽可能降低生产成本,则其在诸如小型产品的注射成型领域中具有工业优越性。
因此,如果有控制聚烯烃类树脂结晶速度的方法或结晶速度可控的树脂组合物,则可以实现在宽范围的加工而不是仅仅依赖确定成型机变量的烦杂程序,从而实现本发明的目的。本发明还提供控制聚烯烃类树脂结晶速度的方法和适用于各种成型方法的聚烯烃类树脂组合物。
本发明的控制聚烯烃类树脂结晶速度的方法包括将聚烯烃类树脂结晶速度控制组合物加入到聚烯烃类树脂中得到聚烯烃类树脂组合物,然后成型该聚烯烃类树脂组合物。
或者,控制方法可以包括例如预先将本发明的成分(B)溶于聚烯烃类树脂中得到粉末、丸、丸等形状的树脂组合物,然后将本发明的成分(A)加入到该树脂组合物中得到本发明的聚烯烃类树脂组合物,然后成型该聚烯烃类树脂组合物。
更具体来说,本发明控制结晶速度的方法包括以下步骤:
(1)向聚烯烃类树脂中同时或分别加入构成聚烯烃类树脂结晶速度控制组合物的成分(A)和(B)得到本发明的聚烯烃类树脂组合物,和
(2)成型所述的聚烯烃类树脂组合物。
步骤(1)如上“聚烯烃类树脂组合物”的项中所述。由于本发明的酰胺类化合物(A)是溶解型成核剂,因此在进行上述步骤(2)之前将本发明的结晶速度控制组合物充分溶解于聚烯烃类树脂中对于获得结晶速度控制组合物的最佳性能并产生本发明的效果是非常重要的。
步骤(2)如下详述。
在本说明书和权利要求书中,对冷却时储能模量的转变温度(称为“Tsc”)和加热时储能模量的转变温度(称为“Tsh”)定义如下。
本发明所用通式(1)代表的酰胺类化合物在聚烯烃类树脂中形成由纤维状粒子构成的热可逆性网络结构。本发明的储能模量有助于形成上述由酰胺类化合物的纤维状粒子构成的网络结构。含酰胺类化合物的熔融聚烯烃类树脂的储能模量(G’)作为温度的函数不连续变化。实例如图2示意表示。
如图2中的虚线所示,含酰胺类化合物的熔融聚烯烃类树脂的储能模量(G’)在冷却时由于形成由纤维状粒子构成的网络结构而不连续变化(增加),并将其变化率最大的温度定义为Tsc。如图2中的实线所示,加热时网络结构因酰胺类化合物的纤维状粒子的溶解而发生破坏,结果导致G’改变(降低),并将其变化率最大的温度定义为Tsh。
通过利用流变仪测定动态粘弹性可确定Tsc和Tsh。测定方法将在较后的实施例中详述。从而如图2所示得到加热曲线(实线)和冷却曲线(虚线),并将上述曲线转变为微分曲线,从而如图3所示出现峰值。将出现上述峰值的温度分别定义为Tsh和Tsc。
Tsh和Tsc可根据通式(1)所代表的酰胺类化合物的类型及其用量等发生变化。例如,当酰胺类化合物的含量高或构成酰胺类化合物的立体异构的烷基环己胺的反式构型比例高时,Tsh和Tsc向更高温度移动。
因此,在制造本发明的聚烯烃类树脂成型品之前,预先制备其中溶有结晶速度控制组合物的聚烯烃类树脂组合物,并预先测定所得树脂组合物的Tsh和Tsc值。根据测定的Tsh和Tsc值。可以调节聚烯烃类树脂成型品的实际制造过程中的温度条件。
通常,在使用通式(1)所示的其中R1为通过从1,2,3-丙三羧酸除去全部羧基得到的残基的至少一种酰胺类化合物时,Tsh可以是170至250℃,特别是180至240℃。在使用通式(1)所示的其中R1为通过除去1,2,3,4-丁四羧酸的全部羧基得到的残基的至少一种酰胺类化合物时,Tsh可以是180至280℃,特别是190至270℃。
为控制聚烯烃类树脂的结晶速度,步骤(2)中的树脂温度(成型温度)T是一个特别重要的变量。下文将分别对树脂温度T不高于Tsh(并且不低于聚烯烃类树脂的熔融温度)的情况(成型方法(I))和树脂温度高于Tsh的情况(成型方法(II))说明控制结晶速度的方法。
<成型方法(I)>
当树脂温度T不低于聚烯烃类树脂的熔融温度(下文称为“Tm”)并且不高于Tsh(即,Tm≤T≤Tsh)时,通过在成分(A)∶成分(B)的重量比=100∶0至30∶70的范围内增加成分(B)的比例可以提高聚烯烃类树脂组合物的结晶速度(缩短结晶的结束时间)。
具体来说,如图8所示,当将成型时的树脂温度(成型温度)T设定为不低于聚烯烃类树脂的熔融温度Tm并且不高于加热时储能模量的转变温度Tsh的温度时(图7的成型方法(I)),通过提高特定脂肪酸金属盐(B)的比例(区域(IA)→区域(IAB))可以提高聚烯烃类树脂的结晶速度(缩短结晶的结束时间)。结晶速度的提高程度主要取决于成分(A)与成分(B)的组合以及成分(B)对成分(A)的重量比。
成型方法(I)显著地有助于聚烯烃类树脂成型品的刚性,而且上述改进在均聚丙烯树脂、嵌段聚丙烯树脂和高密度聚丙烯树脂中尤其明显。
在该树脂温度范围内,成型是在保持上述网络结构的状态下(即,由纤维状粒子形成的网络结构不溶解或熔融的温度)进行的,由此将形成网络结构的纤维状粒子取向,并且聚烯烃类树脂以取向方式结晶。
更具体来说,如图7所示,成型是在保持网络结构的状态下在不高于加热时储能模量的转变温度Tsh的温度下进行的,因此使构成网络结构的纤维状粒子取向,结果在所得成型品中聚烯烃类树脂晶态薄层取向,因此赋予成型品特别优良的刚性。
步骤(2)中聚烯烃类树脂组合物的成型方法可广泛用于包括注射步骤或挤出步骤的各种成型方法。上述成型方法包括注射成型、挤出成型、注射吹塑、注射挤出吹塑、注射压缩成型、挤出吹塑、挤出热成型或熔融纺丝等。
在成型步骤(2)中,除利用本发明的聚烯烃类树脂结晶速度控制组合物外,还可以利用通式(1)所代表的酰胺类化合物在聚烯烃类树脂中形成网络结构的现象在宽范围内控制聚烯烃类树脂的结晶速度。
下文将对成型方法(I)作更详细描述。成型方法(I)也是制造成型品的方法,该方法可通过使用成分(B)控制(提高)结晶速度。下面参照图7的(I)对成型方法(I)进行说明,其中图7示意例示了聚烯烃类树脂组合物的制造方法(丸的制造)以及制造本发明聚烯烃类树脂成型品的方法(成型方法)。
<制备聚烯烃类树脂组合物(丸)的方法>
如上所述,本发明的聚烯烃类树脂组合物通常是通过下述方法制造的。
例如,利用常规混合器如亨舍尔混合器、螺条混合器、V型搅拌器等将聚烯烃类树脂(粒子、颗粒或丸)和本发明上述的结晶速度控制组合物(或者,聚烯烃类树脂(粒子、颗粒或丸)和本发明的成分(A)和(B)以及根据需要的上述聚烯烃改性剂)干混。利用常规捏合机如单螺杆或双螺杆挤出机等将所得干混制品在大于或等于本发明通式(1)所代表的酰胺类化合物的熔融的温度下熔融捏合得到熔融混合物(参见图7中的(a1))。
将所得熔融混合物挤出并将所得线料的树脂温度T冷却至等于或低于冷却时储能模量的转变温度Tsc的温度,从而得到含酰胺类化合物纤维状粒子的网络结构的聚烯烃类树脂组合物(参见图7中的(a2))。图7的(a2)中的细线示意性代表纤维状粒子(而且这同样适用于图7中的其它图)。
在将所得聚烯烃类树脂组合物的树脂温度T调节至不高于Tsc的温度的范围内,聚烯烃类树脂自身可以是熔融态而不必为固态。
但是,如果需要,可将所得线料的树脂温度T冷却至聚烯烃类树脂组合物的结晶温度(下文称为“Tc”)或更低,例如冷却至室温或更低,并可将所得线料切割以得到聚烯烃类树脂组合物的丸(参见图7的(a3))。
在所得的丸中,以通式(1)所代表的酰胺类化合物的纤维状粒子为起点生长聚烯烃类树脂的晶态薄层。图7的(a3)中的粗线示意性代表聚烯烃类树脂的晶态薄层(而且这同样适用于图7中的其它图)。
制造丸的上述方法与下文所述的成型方法(II)中制造丸的方法相同。
<制造聚烯烃类树脂成型品的方法>
本发明制造方法(成型方法(I))的优选实施方案包括例如使用下述步骤[1]至[5]的方法。下文参照图7的(I)对上述步骤进行说明。尽管图7表示包括注射步骤的成型方法,但下文也对包括挤出步骤的成型方法进行说明。
首先,如图7的(a1)所示,将本发明的结晶速度控制组合物(或,成分(A)和(B)以及根据需要的聚烯烃改性剂等)尽可能均匀溶解。在使用聚丙烯类树脂的情况下该步骤的树脂温度T例如为160至300℃。
接着,如图7的(a2)所示,将聚烯烃类树脂组合物冷却至不高于冷却时的储能模量Tsc的树脂温度,借此形成由酰胺类化合物的纤维状粒子构成的网络结构。
随着酰胺类化合物的含量增加或构成酰胺类化合物的立体异构的烷基环己胺残基的反式构型比例增加Tsc向更高温度移动。
如果需要,如图7的(a3)所示,可将树脂温度T进一步降低至等于或低于聚烯烃类树脂的结晶温度Tc,并且可使熔融聚烯烃类树脂组合物中的聚烯烃类树脂结晶并制造丸。这时,在丸中保持由通式(1)所代表的酰胺类化合物构成的纤维状粒子的网络结构。
在本发明中,当采用包括注射步骤的成型方法时,包含由酰胺类化合物的纤维状粒子构成的网络结构的聚烯烃类树脂组合物(如图7的(a2)所示)形成丸(如图7的(a3)所示),并将所得丸从注射成型机1的料斗2导入。结果,如图7的(a4)所示,在保持上述网络结构的条件下及特定温度条件(即Tm≤T≤Tsh)下进行注射成型。由此,如图7的(a5)所示,通过注射时产生的剪切力,尤其是通过在注射成型机1的喷嘴4中的流动和模具3中的流动产生的剪切力使构成网络结构的通式(1)所示酰胺类化合物的纤维状微粒取向。
另一方面,在采用包括挤出步骤的成型方法时,包含由通式(1)所示酰胺类化合物的纤维状粒子构成的网络结构的聚烯烃类树脂组合物无需制成丸,而是在保持网络结构的同时在特定温度条件下直接进行包括挤出步骤的成型方法。或者,将含有网络结构的聚烯烃类树脂组合物(如图7的(a2)所示)如图7的a3所示制成丸,并将所得丸在保持网络结构的特定温度条件下进行包括挤出步骤的成型方法。由此通过挤出产生的剪切力使通式(1)所示酰胺类化合物的纤维状微粒取向。
在上述成型方法中采用的上述特定温度范围条件是将树脂温度T调节至不低于聚烯烃类树脂的熔点Tm且不高于聚烯烃类树脂组合物在加热时储能模量的转变温度Tsh的温度(即Tm≤T≤Tsh)。随着酰胺类化合物的含量增加或构成酰胺类化合物的立体异构的烷基环己胺残基的反式构型比例增加,Tsh向更高温度移动。
上述特定温度条件的实例如下。在使用通式(1)所示的其中R1为通过从1,2,3-丙三羧酸除去全部羧基得到的残基的至少一种酰胺类化合物时,树脂温度T通常为170至250℃,特别是180至240℃。在使用通式(1)所示的其中R1为通过除去1,2,3,4-丁四羧酸的全部羧基得到的残基的至少一种酰胺类化合物时,树脂温度T通常为180至280℃,特别是190至270℃。
在包括注射步骤的成型方法中到达模具的熔融聚烯烃树脂组合物通过模具冷却,由此使通式(1)所代表的酰胺类化合物的纤维状微粒沿树脂流动方向取向(参见图7的(a6))。
类似地,在包括挤出步骤的成型方法中到达冷却辊的熔融聚烯烃树脂组合物通过冷却辊冷却,由此使通式(1)所代表的酰胺类化合物的纤维状微粒沿树脂流动方向取向。
然后,将如图7的(a6)所示的其中通式(1)所代表的酰胺类化合物的纤维状微粒被取向的树脂组合物,冷却至低于或等于聚烯烃类树脂的结晶温度(Tc)的温度,从而使聚烯烃类树脂结晶。由于纤维状粒子已被取向,因此由纤维状粒子形成的聚烯烃类树脂晶态薄层在该步骤中也被取向(参见图7的(a7)。这在包括挤出步骤的成型方法中同样发生。
在该步骤中,模具或冷却辊的温度需要等于或低于聚烯烃类树脂的结晶温度Tc。优选,上述温度例如为10至80℃。
结果,通过本发明制造方法得到的聚烯烃类树脂成型品的特征在于聚烯烃类树脂的晶态薄层被取向。
如上所述,本发明的成型方法(I)利用通式(1)所代表的酰胺类化合物在上述特定温度条件下形成网络结构的现象并包括在保持网络结构的状态下(即,在构成网络结构的纤维状粒子不溶解或熔融的温度下)进行成型,从而使纤维状粒子取向,并以取向方式使聚烯烃类树脂结晶。
结果,本发明的成型方法(I)可提供具有优良机械强度,特别是刚性(弯曲模量)的成型品。
因此,本发明还提供了如项18所述制造聚烯烃类树脂成型品的方法,该方法包括在不低于聚烯烃类树脂的熔融温度且不高于加热时储能模量的转变温度的树脂温度下成型本发明的树脂组合物。
在该制造方法中,优选R1代表通过除去1,2,3-丙三羧酸的所有羧基得到的残基、并且三个R2相同或不同,代表环己基或被一个C1-4直链或支链烷基取代的环己基(即项19的方法)。
在上述制造方法(成型方法(I))中,推荐每100重量份聚烯烃类树脂,通式(1)所代表的至少一种酰胺类化合物的量优选为0.01至5重量份,更优选0.05至2重量份。在上述范围内,可以观察到刚性的明显提高。也可以使用超过5重量份的酰胺类化合物。
即使在单独使用通式(1)的酰胺类化合物(即仅使用成分(A)而不使用成分(B))时,上述制造方法也可以制造具有优良刚性的成型品。但是,为提高刚性同时也控制聚烯烃树脂的结晶速度,优选使用脂肪酸金属盐(成分(B))。
有利的是每100重量份聚烯烃类树脂,脂肪酸金属盐(成分(B))的量通常为0至5重量份,优选0至1重量份,更优选0.005至0.5重量份,特别优选0.01至0.3重量份。此外,通过在成分(A)∶(B)的重量比=100∶0至30∶70的范围内提高成分(B)的比例,可以提高聚烯烃类树脂的结晶速度(缩短结晶的结束时间)。
<成型方法(II)>
当树脂温度T超过Tsh(即Tsh<T)时,通过在成分(A)∶(B)的重量比=100∶0至30∶70的范围内提高成分(B)的比例可以降低聚烯烃类树脂的结晶速度(即,延长结晶的结束时间)。
具体来说,如图8所示,当将成型时的树脂温度(成型温度)T设定为高于加热时储能模量的转变温度Tsh的温度时(图7的成型方法(II)),通过提高脂肪酸金属盐(B)的比例(区域(IIA)→区域(IIAB))可以降低聚烯烃类树脂的结晶速度(延长结晶的结束时间)。
通过提高成分(B)的比例,还可以降低聚烯烃类树脂的结晶温度Tc。
结晶速度的降低程度和结晶温度的降低程度主要取决于成分(A)与(B)的组合以及成分(B)对成分(A)的比例。
成型方法(II)大大提高聚烯烃类树脂成型品的透明性,而且该效果在均聚丙烯树脂和无规聚丙烯树脂中特别明显。
在成型方法(II)中,过高的树脂温度T会损坏树脂,因此树脂温度T优选不超过300℃,特别是不超过280℃。
在上述树脂温度范围内,上述酰胺类化合物的纤维状粒子熔融或溶解,因此不存在网络结构。
更具体来说,根据成型方法(II),如图7的(II)中所示,成型是在无网络结构存在的高于加热时储能模量的转变温度Tsh的温度下进行的,结果在冷却熔融的树脂组合物时形成酰胺类化合物的纤维状粒子并再次构成网络结构,由此形成聚烯烃类树脂的微晶(球晶),并因此可以获得具有优良透明性的成型品。
<制造聚烯烃类树脂成型品的方法>
下文将对成型方法(II)作详细说明。成型方法(II)也是制造成型品的方法,该方法可通过使用成分(B)控制(降低)结晶速度。
下面参照图7的(II)对成型方法(II)的优选例加以说明,其中图7是表示制造本发明聚烯烃类树脂成型品的方法(成型方法)的示意图。
另外,如图7(II)的(b1)至(b3)所示的制造聚烯烃类树脂组合物的方法(丸的制造)与关于上述成型方法(I)的图7(I)的(a1)至(a3)所示的制造方法相同。
如图7的(b4)和(b5)所示,当将树脂温度T设定为高于Tsh的温度时成型树脂组合物时,树脂组合物是在纤维状粒子已熔融或溶解且网络结构已消失的状态下成型的。
结果,在注射或挤出步骤后,无网络结构存在的熔融聚烯烃类树脂组合物到达模具或冷却辊,并且如图7的(b6)和(b7)所示,熔融聚烯烃类树脂组合物被冷却至不高于冷却时储能模量的转变温度Tsc的温度,借此再次构成网络结构。这时对树脂组合物进行注射或挤出步骤,并因此使网络结构轻微取向,但取向度低。
由于如上所述纤维状粒子的取向度低,因此通过将聚烯烃类树脂组合物冷却至等于或低于结晶温度Tc的温度得到的成型品其晶态薄层的取向度低,如图7的(b8)所示。
根据成型方法(II),可以得到具有高透明性和未分散成核剂含量少的成型品。因此,本发明提供如项17所述制造聚烯烃类树脂成型品的方法,其中在高于加热时储能模量的转变温度的树脂温度下成型本发明的聚烯烃类树脂组合物。
在上述成型方法(II)中,成型方法可包括包含注射步骤或挤出步骤的成型方法。上述成型方法包括注射成型、挤出成型、注射吹塑、注射挤出吹塑、注射压缩成型、挤出吹塑、挤出热成型或熔融纺丝等。
当成分(A)∶成分(B)的重量比优选为100∶0至30∶70,更优选95∶5至30∶70,更优选90∶10至60∶40,特别优选90∶10至70∶30时,通过使用上述成型方法(II)达到的本发明的效果(制造具有高透明性和未分散成核剂含量少的成型品)可以得到。通过在上述范围内提高成分(B)的比例可以降低聚烯烃类树脂的结晶速度。
在上述制造方法(成型方法(II))中,推荐每100重量份聚烯烃类树脂通式(1)所代表的至少一种酰胺类化合物(成分(A))的量优选为0.01至5重量份,更优选0.05至2重量份。在上述范围内,可以观察到透明性明显提高。还可以以超过5重量份的含量使用。
即使在单独使用通式(1)的酰胺类化合物(即仅使用成分(A)而不使用成分(B))时,上述制造方法也可以制造具有优良透明性的成型品。但是,为提高透明性同时也控制聚烯烃树脂的结晶速度,优选使用脂肪酸金属盐(成分(B))。
有利的是每100重量份聚烯烃类树脂脂肪酸金属盐(成分(B))的量通常为0至5重量份,优选0至1重量份,更优选0.005至0.5重量份,特别优选0.01至0.3重量份。此外,通过在成分(A)∶(B)的重量比=100∶0至30∶70的范围内提高成分(B)的比例,可以降低聚烯烃类树脂的结晶速度(延长结晶的结束时间)。
由上述方法(I)和方法(II)可以清楚地看出,在本发明中,通过使用特定比例的成分(A)和成分(B)可以控制聚烯烃类树脂的成型时聚酰胺类树脂的结晶速度。因此,本发明还提供包括成分(A)∶成分(B)的重量比为100∶0至30∶70的组合物在控制聚烯烃类树脂成型时的聚烯烃类树脂的结晶速度中的应用。
聚烯烃类树脂成型品
只要使用成型方法(I)和(II)所需的条件,通过常规成型方法成型本发明的聚烯烃类树脂组合物就可以获得本发明的成型品。由于可以控制本发明聚烯烃类树脂的结晶速度,因此可以使用任何已知方法如注射成型、挤出成型、吹塑、压空成型、旋转成型、片成型或膜成型作为聚烯烃树脂组合物的成型方法。加工条件可以从目前使用的宽范围条件适当选择。
在使用成型方法(II)时,可以获得具有优良透明性的成型品。在使用成型方法(I)时,可以获得具有优良刚性的成型品。
通过成型方法(I)得到的聚烯烃类树脂成型品,尤其是通过使用通常使用的乙烯-丙烯无规共聚物(特别是乙烯含量为约2至4wt%、其余为丙烯的无规共聚物)、丙烯均聚物或乙烯-丙烯嵌段共聚物(特别是乙烯含量为约5至15wt%、其余为丙烯的嵌段共聚物)和至少一种通式(1)所代表的酰胺类化合物得到的成型品具有以通过广角X射线衍射仪测定的(040)反射强度对(110)反射强度的比表示的取向度至少为2(优选1至10)的成型品,具有非常高的刚性。取向度是如下测定的:
按照常规的对称反射X射线衍射法利用旋转且保持θ-2θ关系的中央光学系统测定X射线衍射强度,其中θ是X射线相对于注射成型品的样品表面的入射角,2θ是衍射检测角。然后对得到的X射线衍射强度图在非晶晕和晶体峰之间进行峰分离,而且对聚丙烯晶体而言利用下式(F)由(040)面反射峰强度(2θ约为16.6°)对(110)面反射峰强度(2θ约为13.9°)的比得到取向度:
取向度=I(040)/I(110) (F)
其中I(110)代表(110)面反射的峰强度(cps),I(040)代表(040)面反射的峰强度(cps)。
由本发明成型方法(I)得到的聚烯烃类树脂组合物可赋予聚烯烃类树脂成型品优良的刚性。这也有助于使成型品变薄和变轻。
如此得到的本发明聚烯烃树脂成型品可适合用于其中使用含金属磷酸盐、芳族羧酸金属盐、亚苄基山梨醇等作成核剂的聚烯烃树脂成型品的领域中。具体实例包括通过热、辐射等消毒的医疗器械,例如一次性注射器、注射和输血装置、血液收集装置等;通过辐射等消毒的食品、植物等的包装材料;箱子如衣柜、保存衣服的容器等;用于热包装食物的杯子,用于包装蒸馏处理的食品的容器;用于微波炉的容器;用于饮料如果汁、茶等,化妆品,药品,洗发液等的罐,瓶等;用于调味品如味噌、酱油等的容器和杯子;用于食品如水、米、面包、腌菜等的盒子和容器;杂物如用于冰箱等的容器等;文具;电子和机械部件;汽车部件等。
实施例
下面参照实施例和比较例对本发明进行详细说明,但本发明并不限于这些实施例。
通过以下方法测定和评价本发明聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度(℃)以及由本发明聚烯烃类树脂组合物得到的成型品的结晶温度(℃)、结晶结束时间(分)、雾度值(%)、分散性(白斑的数量)和弯曲模量(MPa)、X射线衍射和取向度。
(1)结晶温度Tc(℃)
利用差示扫描量热计(产品名“DSC7”,Perkin Elmer公司的产品),除了将测定样品(样品重量=10mg;通过切割在各实施例或比较例中得到的成型品(试验片)制备的)加热至聚烯烃类树脂组合物成型时的温度并在该温度下保持3分钟外,按照JIS K-7121测定发热峰的峰温度。
结晶温度(Tc)越高,成型周期越短。
(2)结晶的结束时间(分)(下文称为“Te”)
利用差示扫描量热计(产品名“DSC7”,Perkin-Elmer公司的产品),将测定样品(样品重量=10mg;通过切割在各实施例或比较例中得到的成型品(试验片)制备的)以200℃/分的加热速率加热至聚烯烃类树脂组合物成型时的温度,并且达到该温度后,将树脂组合物在该温度下保持3分钟。然后以100℃/分的冷却速度急冷至“结晶结束时间”的测定温度(全同立构乙烯-丙烯无规共聚物树脂:120℃,全同立构均聚丙烯树脂和乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂:130℃),然后使聚烯烃类树脂等温结晶。需要说明的是,测定“结晶结束时间”的开始时间是急冷后温度达到所述测定温度的时刻。
在由差示扫描量热法(DSC)得到的图表中,延长线(图1中的(a))是将基线从长时间侧向短时间侧延长绘制的,而切线(图1中的(b))则是在放热峰的较长时间侧中曲线具有最大斜率的点(d)绘制的,然后通过延长线和切线相交确定交点(图1中的(c)),并将与交点时间相应的时间定义为“结晶的结束时间”(分)。“结晶的结束时间”越长,组合物可成型的时间越长。
(3)雾度值(%)
利用雾度计(Toyo Seiki Seisakusho的产品)按照JIS K-7136(2000)测定在各实施例或比较例中得到的5cm×5cm×1cm的试验片的雾度值。测定值越小,透明性越高。
(4)分散性(白斑的数量)
肉眼观察在各实施例或比较例中得到的十件试验片(5cm×5cm×1cm)中因未分散或未溶解的酰胺类化合物造成的白斑,并计算每件试验片中白斑的平均数,基于以下标准进行评价。
评价:白斑的平均数
S:每件试验片0.5或更小
A:每件试验片1或更小
B:每件试验片大于1但不超过2
C:每件试验片大于2但不超过10
D:每件试验片大于10
(5)储能模量(G’)的转变温度(℃)
利用动态粘弹性分析仪(Rheology公司的产品,产品名“MR-500Soliquidmeter”),在下述测定条件下得到在各实施例中获得的丸状聚烯烃树脂组合物的储能模量温度相关性曲线。Tsc与冷却过程中温度相关性曲线的微分曲线的最高峰温度相应,而Tsh与加热过程中温度相关性曲线的微分曲线的最高峰温度相应。
<储能模量的测定条件>
测定仪器:平行板(直径20mm)
频率:0.5Hz
应变振幅:0.5°
温度条件:
(i)冷却时储能模量的转变温度(Tsc):通过将聚烯烃类树脂(丸)在250℃(或对于使用BTC-2MeCHA的实施例为280℃,或对于使用PTC-2MeCHA[100]或PTC-2MeCHA(100)的实施例为260℃)保持1分钟,然后以5℃/分的冷却速度冷却至150℃测定该温度。
(ii)加热时储能模量的转变温度(Tsh):在测定冷却时储能模量的转变温度之后,通过以5℃/分的加热速率将聚烯烃类树脂组合物再次加热至250℃(或对于使用BTC-2MeCHA的实施例为280℃,或对于使用PTC-2MeCHA[100]或PTC-2MeCHA(100)的实施例为260℃)测定该温度。
(6)弯曲模量(MPa)
利用Instron万能试验机按照JISK-7203(1982)测定聚烯烃类树脂成型品的弯曲模量(MPa)。测定温度为25℃,测定速度为10mm/分。弯曲模量越大,刚性越大。
需要说明的是,在测定弯曲模量的实施例和比较例中,除非另外说明,用于测定弯曲模量的试验片的长为90mm,宽为10mm,高为4mm。
(7)X射线衍射测定
利用X线衍射装置(Rigaku公司的产品,产品名“RINT2000”)测定长90mm、宽10mm和高4mm的试验片的X射线衍射。X射线是沿贯穿(Through)方向入射到试验片的中央(参见图4)。
<X射线衍射测定条件>
X射线束:CuKα
X射线管:Cu
管压:40kv,管电流:100mA
X射线入射角(θ):θ-2θ扫描
测定角范围(2θ):5至30°
扫描速度:4°/分。
(8)取向度
将由(7)中所述方法得到的X射线衍射强度图进行结晶峰与非晶晕的分离,并利用下式(F)由聚丙烯树脂的(040)面反射(2θ约为16.6°)峰强度对(110)面反射(2θ约为13.9°)峰强度的比得到取向度:
取向度=I(040)/I(110) (F)
其中I(110)代表(110)面反射的峰强度(cps),I(040)代表(040)面反射的峰强度(cps)。
取向度越大,聚烯烃晶体的取向越大。
制造例1
(1)在室温下向装有搅拌器、温度计、冷凝器和进气口的500ml四口烧瓶中加入9.7g(0.055mol)1,2,3-丙三羧酸(下文称为PTC)和100gN-甲基-2-吡咯烷酮并在氮气氛下通过搅拌完全溶解PTC。接着向其中加入20.5g(0.1815mol)2-甲基环己胺(反式异构体:顺式异构体=74.3:25.7,GLC组成比),56.3g(0.1815mol)亚磷酸三苯酯,14.4g(0.1815mol)吡啶和50g N-甲基-2-吡咯烷酮,并在氮气氛下在100℃搅拌反应4小时。冷却后,将反应溶液缓慢倒入500ml异丙醇和500ml水的混合物中,然后将所得混合物在40℃搅拌1小时,接着过滤出由此形成的白色沉淀。将所得白色固体用40℃的500ml异丙醇洗涤两次,然后在100℃和133Pa下干燥6小时。
在研钵中研磨所得干燥产物,然后通过开口为106μm的标准筛(根据JISZ8801)筛分后得到18.8g(产率74%)1,2,3-丙三羧酸三(2-甲基环己基酰胺)(下文称为“PTC-2MeCHA”)。
(2)对从上述酰胺化反应中回收的未反应2-甲基环己胺进行GLC分析。结果发现未反应胺的反式:顺式的比例为74.3∶25.7,这与用作原料的2-甲基环己胺的反式:顺式比(74.3∶25.7,GLC组成比)一致。
上面得到的酰胺产物在100℃热处理时具有与热处理前测定的完全相同的FT-IR光谱和熔点,这证明通过酰胺化反应没有改变组成酰胺类化合物的2-甲基环己胺残基的立体构型。
由上述结果可以证实在制造例1的产物酰胺类化合物中反式构型的2-甲基环己胺残基:顺式构型的2-甲基环己胺残基比与原料胺的反式和顺式比相同。
在制造例2、3、5和7中,以与上述相同的方法确认产物酰胺类化合物的反式构型的烷基环己胺残基:顺式构型的烷基环己胺残基比与原料胺的反式和顺式比相同。
制造例2
除使用3-甲基环己胺(反式异构体∶顺式异构体=75.4∶24.6,GLC组成比)代替2-甲基环己胺外重复制造例1的步骤,得到15.5g(产率61%)1,2,3-丙三羧酸三(3-甲基环己基酰胺)(下文称为“PTC-3MeCHA”)。
制造例3
除使用4-甲基环己胺(反式异构体∶顺式异构体=58.4∶41.6,GLC组成比)代替2-甲基环己胺外重复制造例1的步骤,得到9.7g(产率38%)1,2,3-丙三羧酸三(4-甲基环己基酰胺)(下文称为“PTC-4MeCHA”)。
制造例4
除使用环己胺代替2-甲基环己胺外重复制造例1的步骤,得到17.3g(产率75%)1,2,3-丙三羧酸三环己基酰胺(下文称为“PTC-CHA”)。
制造例5
除使用12.9g(0.055mol)1,2,3,4-丁四羧酸(代替1,2,3-丙三羧酸),27.4g(0.242mol)2-甲基环己胺(反式异构体∶顺式异构体=74.3∶25.7,GLC组成比),75.1g(0.242mol)亚磷酸三苯酯和19.1g(0.242mol)吡啶外重复制造例1的步骤,得到21.3g(产率63%)1,2,3,4-丁四羧酸四(2-甲基环己基酰胺)(下文称为“BTC-2MeCHA”)。
制造例6
除使用2-甲基环己胺(反式异构体∶顺式异构体=100∶0,GLC组成比)代替2-甲基环己胺(反式异构体∶顺式异构体=74.3∶25.7,GLC组成比)外重复制造例1的步骤,得到20.3g(产率80%)1,2,3-丙三羧酸三(2-甲基环己基酰胺)(下文称为“PTC-2MeCHA[100]”)。
制造例7
除使用2-甲基环己胺(反式异构体∶顺式异构体=50∶50,GLC组成比)代替2-甲基环己胺(反式异构体∶顺式异构体=74.3∶25.7,GLC组成比)外重复制造例1的步骤,得到18.0g(产率71%)1,2,3-丙三羧酸三(2-甲基环己基酰胺)(下文称为“PTC-2MeCHA(50)”)。
下面对本发明的实施例进行说明。实施例1至51涉及上述成型方法(II)(T>Tsh),其中实施例1至33使用乙烯-丙烯无规共聚物树脂,实施例34至41使用均聚丙烯树脂,实施例42至51使用乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂。
实施例1
向100重量份乙烯含量为3.0wt%的全同立构乙烯-丙烯无规共聚物树脂(MFR=20g/10分,熔点=153℃,下文称为“r-PP”)中加入在制造例中制备的0.2重量份PTC-2MeCHA作为酰胺类化合物,0.05重量份硬脂酸钙作为脂肪酸金属盐,0.05重量份四[亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷(Ciba Specialty Chemicals Inc.的产品,产品名“IRGANOX 1010”)和0.05重量份四(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(Ciba Specialty Chemicals Inc.的产品,产品名:“IRGAFOS 168”)。利用亨舍尔搅拌器在1000rpm下将混合物干混5分钟。
利用直径为20mm的单螺杆挤出机在240℃的树脂温度下将干混混合物熔融捏合,将挤出的线料用水冷却并切割如此得到的线料得到丸状聚烯烃类树脂组合物。
将如此得到的丸在240℃的树脂温度(成型温度)和40℃的模温的条件下注射成型,得到聚烯烃类树脂成型品(试验片,5cm×5cm×1mm)。
测定这样得到的丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表1表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例2和3
除了将硬脂酸钙的量改为表1中所述的量外重复实施例1的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表1表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例4和8
除了将脂肪酸金属盐改为表1中所述的脂肪酸金属盐外重复实施例1的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表1表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例9
除了使用在制造例2中制备的PTC-3MeCHA代替PTC-2MeCHA外重复实施例1的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表1表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例10
除了使用在制造例3中制备的PTC-4MeCHA代替PTC-2MeCHA外重复实施例1的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表1表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例11
除了使用在制造例4中制备的PTC-CHA代替PTC-2MeCHA外重复实施例1的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表1表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例12
除了使用在制造例6中制备的PTC-2MeCHA[100]代替PTC-2MeCHA并将熔融捏合时的树脂温度改为260℃和注射成型时的树脂温度改为260℃外重复实施例1的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表1表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例13
除了使用在制造例7中制备的PTC-2MeCHA(50)代替PTC-2MeCHA外重复实施例1的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表1表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例14至16
除了将脂肪酸金属盐改为表1中所示的脂肪酸金属盐外重复实施例1的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表1表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例17
向装有搅拌器、温度计、冷凝器和进气口的200ml四口烧瓶中加入5重量份甲醇,0.2重量份在制造例1中制备的PTC-2MeCHA(酰胺类化合物),0.05重量份硬脂酸钙(脂肪酸金属盐),并将混合物室温搅拌0.5小时。减压蒸发掉甲醇,并使残留物在室温和133Pa下干燥6小时。在研钵中研磨所得干燥产物,然后通过开口为106μm的标准筛(根据JISZ-8801)筛分后得到本发明的结晶速度控制组合物。
向100重量份r-PP中加入0.25重量份该结晶速度控制组合物,0.05重量份四[亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷(CibaSpecialty Chemicals Inc.的产品,产品名:“IRGANOX 1010”)和0.05重量份四(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(Ciba Specialty Chemicals Inc.的产品,产品名:“IRGAFOS 168”)。利用亨舍尔搅拌器在1000rpm下将混合物干混5分钟。
利用直径为20mm的单螺杆挤出机在240℃的树脂温度下将干混混合物熔融捏合,将挤出的线料用水冷却并切割如此得到的线料得到丸状聚烯烃类树脂组合物。
将如此得到的丸在240℃的树脂温度(成型温度)和40℃的模温的条件下下注射成型,得到聚烯烃类树脂成型品(试验片,5cm×5cm×1mm)。
测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表1表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例18
除了使用0.15重量份在制造例5中制备的BTC-2MeCHA代替PTC-2MeCHA并将熔融捏合时的树脂温度改为280℃和注射成型时的树脂温度改为280℃外重复实施例1的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表1表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例19
除了使用0.1重量份在制造例5中制备的BTC-2MeCHA代替PTC-2MeCHA并将熔融捏合时的树脂温度改为260℃外重复实施例1的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表1表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例20
除了使用硬脂酸钾代替硬脂酸钙外重复实施例19的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表1表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例21
除了不使用脂肪酸金属盐外重复实施例1的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表2表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例22和23
除了未使用脂肪酸金属盐并将酰胺类化合物的量改为如表2中所示的量外重复实施例1的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表2表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例24至26
除了使用表2所示的添加剂代替脂肪酸金属盐外重复实施例1的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表2表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例27
除了不使用脂肪酸金属盐外重复实施例9的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表2表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例28
除了不使用脂肪酸金属盐外重复实施例10的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表2表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例29
除了不使用脂肪酸金属盐外重复实施例11的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表2表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例30
除了不使用脂肪酸金属盐外重复实施例12的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表2表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例31
除了不使用脂肪酸金属盐外重复实施例13的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表2表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例32
除了不使用脂肪酸金属盐外重复实施例18的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表2表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例33
除了不使用脂肪酸金属盐外重复实施例19的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表2表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
表1(成型方法(II):r-PP)
StCa:硬脂酸钙 12-OHStCa:12-羟基硬脂酸钙
StMg:硬脂酸镁 BeCa:山嵛酸钙
StZn:硬脂酸锌 BeMg:山嵛酸镁
StNa:硬脂酸钠 LaMg:月桂酸镁
StK:硬脂酸钾
表2(成型方法(II):r-PP)
PEWAX:聚乙烯蜡
StOH:硬脂醇
GMS:单硬脂酸甘油酯
从表1和表2的结果可以清楚地得出如下结论:
(1)结晶的结束时间
在成型时的树脂温度(成型温度)高于加热时储能模量的转变温度(即,T>Tsh)时,通过控制成分(A)∶成分(B)的比,尤其是通过提高成分(B)的比例可以降低聚烯烃类树脂的结晶速度(即,延长结晶的结束时间)(参见实施例1-3,实施例17,实施例21-23)。
本发明的硬脂酸钙以外的脂肪酸金属盐可类似降低聚烯烃类树脂的结晶速度(即,延长结晶的结束时间)(参见实施例4-8,实施例14-16)。
本发明的PTC-2MeCHA以外的酰胺类化合物可类似降低聚烯烃类树脂的结晶速度(即,延长结晶的结束时间)(参见实施例9-13,实施例18-20和实施例27-33)。
但是,当聚乙烯蜡、十八烷醇或硬脂酸甘油酯与酰胺类化合物组合使用时,与使用本发明的脂肪酸金属盐相比,上述添加剂对控制聚烯烃类树脂结晶速度(控制结晶的结束时间)的贡献小的多(参见实施例24-26)。
(2)结晶温度
在成型时的树脂温度(成型温度)高于加热时储能模量的转变温度(即,T>Tsh)时,通过选择成分(A)和(B)的组合以及成分(A)对成分(B)的比,本发明的结晶速度控制组合物除上述优点外还可以降低聚烯烃类树脂的结晶温度(参见实施例1-5,实施例9-10,实施例14-17)。
(3)雾度值和分散性
通过使用本发明含酰胺类化合物和脂肪酸金属盐(特别是脂肪酸二价金属盐)的结晶速度控制组合物提高在聚烯烃类树脂中的溶解性和分散性。因此,通过成型所得聚烯烃类树脂组合物得到未分散成核剂含量少的成型品(参见实施例1-5,实施例8-17和实施例19)。
而且,与在下述比较例1和2中得到的透明性相比,通过成型本发明聚烯烃类树脂组合物得到的成型品具有明显提高的透明性,特别是包含由1,2,3-丙三羧酸和2-甲基环己胺制备的酰胺类化合物的结晶速度控制组合物的使用赋予了优良的透明性(参见实施例1-8,实施例12-17,比较例1和2)。
实施例34
除了使用全同立构的均聚丙烯树脂(MFR=10g/10分,熔点=163℃;下文称为“h-PP”)代替r-PP外重复实施例1的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表3表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例35和36
除了将脂肪酸金属盐改成表3所示的外重复实施例34的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表3表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例37
除了使用在制造例4中制备的PTC-CHA代替PTC-2MeCHA外重复实施例34的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表3表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例38
除了使用在制造例6中制备的PTC-2MeCHA[100]代替PTC-2MeCHA并将熔融捏合时的树脂温度改为260℃和注射成型时的树脂温度改为260℃外重复实施例34的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表3表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例39
除了不使用脂肪酸金属盐外重复实施例34的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表3表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例40
除了不使用脂肪酸金属盐外重复实施例37的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表3表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例41
除了不使用脂肪酸金属盐外重复实施例38的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间,雾度值和分散性。表3表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
表3(成型方法(II):h-PP)
StCa:硬脂酸钙
StMg:硬脂酸镁
StZn:硬脂酸锌
从表3的结果可以清楚地得出如下结论:
(1)结晶的结束时间
对于上述h-PP和r-PP而言,在成型时的树脂温度(成型温度)高于加热时储能模量的转变温度时,通过控制成分(A)∶成分(B)的比,尤其是通过提高成分(B)的比例可以降低聚烯烃类树脂的结晶速度(即,延长结晶的结束时间)(参见实施例34-38和实施例39-41)。
(2)结晶温度
对于上述h-PP和r-PP而言,在成型时的树脂温度(成型温度)高于加热时储能模量的转变温度时,通过选择成分(A)和(B)的组合以及成分(A)∶成分(B)的比,本发明的结晶速度控制组合物还可以降低聚烯烃类树脂的结晶温度(参见实施例34-38)。
(3)雾度值和分散性
对于上述h-PP和r-PP而言,通过使用本发明含酰胺类化合物和脂肪酸金属盐的结晶速度控制组合物提高了聚烯烃类树脂的溶解性和分散性。因此,通过成型所得聚烯烃类树脂组合物得到未分散成核剂含量少的成型品(参见实施例34-38)。
而且,与在下述比较例3和4中得到的透明性相比,通过成型本发明聚烯烃类树脂组合物得到的成型品具有明显提高的透明性(参见实施例34-38,实施例39-41和比较例3和4)。
实施例42
除了使用乙烯含量为9.5wt%的乙烯-丙烯嵌段共聚物树脂(MFR=26g/10分,熔点=164℃;下文称为“b-PP”)代替r-PP并且除尺寸5cm×5cm×1mm的试验片外类似制备90mm×10mm×4mm的试验片外重复实施例1的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。使用5cm×5cm×1mm的试验片测定结晶温度和结晶结束时间,而使用90mm×10mm×4mm的试验片测定弯曲模量。表4表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例43和44
除了将脂肪酸金属盐改成表4所示的外重复实施例42的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表4表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例45
除了使用在制造例4中制备的PTC-CHA代替PTC-2MeCHA外重复实施例42的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表4表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例46
除了使用在制造例6中制备的PTC-2MeCHA[100]代替PTC-2MeCHA并将熔融捏合时的树脂温度改为260℃和注射成型时的树脂温度改为260℃外重复实施例42的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表4表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例47
除了使用在制造例7中制备的PTC-2MeCHA(50)代替PTC-2MeCHA外重复实施例42的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表4表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例48
除了不使用脂肪酸金属盐外重复实施例42的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表4表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例49
除了不使用脂肪酸金属盐外重复实施例45的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表4表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例50
除了不使用脂肪酸金属盐外重复实施例46的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表4表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例51
除了不使用脂肪酸金属盐外重复实施例47的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表4表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
表4(成型方法(II):b-PP)
StCa:硬脂酸钙
StMg:硬脂酸镁
StZn:硬脂酸锌
从表4所示的结果可以清楚地得出如下结论:
(1)结晶的结束时间
对于上述b-PP和r-PP而言,在成型时的树脂温度(成型温度)高于加热时储能模量的转变温度时,通过控制成分(A)∶成分(B)的比,尤其是通过提高成分(B)的比例可以降低聚烯烃类树脂的结晶速度(即,延长结晶的结束时间)(参见实施例42-47和实施例48-51)。
(2)结晶温度
对于上述b-PP和r-PP而言,在成型时的树脂温度(成型温度)高于加热时储能模量的转变温度时,通过选择成分(A)和(B)的组合以及成分(A)∶成分(B)的比,本发明的结晶速度控制组合物还可以降低聚烯烃类树脂的结晶温度(参见实施例42-47)。
(3)弯曲模量
在成型时的树脂温度(成型温度)高于加热时储能模量的转变温度时,与在下述比较例5和6中得到的弯曲模量相比,通过成型本发明聚烯烃类树脂组合物得到的成型品具有提高的弯曲模量(参见实施例42-51和比较例5和6)。
以下实施例52至69表示成型方法(I)(Tm≤T≤Tsh)的实施方案。
实施例52
除了将(注射)成型步骤的树脂温度改为200℃并且除5cm×5cm×1mm的试验片外类似制备90mm×10mm×4mm的试验片外重复实施例1的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表5表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。使用5cm×5cm×1mm的试验片测定结晶温度和结晶结束时间,而使用90mm×10mm×4mm的试验片测定弯曲模量(同样适用于下述实施例53-69和比较例1-6)。
实施例53和54
除了将硬脂酸钙的量改为表5所示的量外重复实施例52的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表5表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例55
除了将(注射)成型步骤的树脂温度改为200℃外重复实施例4的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表5表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例56
除了将(注射)成型步骤的树脂温度改为200℃外重复实施例5的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表5表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例57
除了将(注射)成型步骤的树脂温度改为200℃外重复实施例34的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表5表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例58
除了将(注射)成型步骤的树脂温度改为200℃外重复实施例35的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表5表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例59
除了将(注射)成型步骤的树脂温度改为200℃外重复实施例36的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表5表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例60
除了将(注射)成型步骤的树脂温度改为200℃外重复实施例42的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表5表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例61
除了将(注射)成型步骤的树脂温度改为200℃外重复实施例43的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表5表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例62
除了将(注射)成型步骤的树脂温度改为200℃外重复实施例44的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表5表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例63
除了将(注射)成型步骤的树脂温度改为240℃外重复实施例18的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表5表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例64
除了将(注射)成型步骤的树脂温度改为200℃外重复实施例21的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表5表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例65
除了将(注射)成型步骤的树脂温度改为200℃外重复实施例22的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表5表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例66
除了将(注射)成型步骤的树脂温度改为180℃外重复实施例23的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表5表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例67
除了将(注射)成型步骤的树脂温度改为200℃外重复实施例39的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表5表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例68
除了将(注射)成型步骤的树脂温度改为200℃外重复实施例48的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表5表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
实施例69
除了将(注射)成型步骤的树脂温度改为240℃外重复实施例32的步骤。测定所得丸状聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度以及所得试验片的结晶温度,结晶结束时间和弯曲模量。表5表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
表5(成型方法(I):r-PP,h-PP,b-PP)
StCa:硬脂酸钙
StMg:硬脂酸镁
StZn:硬脂酸锌
从表5所示的结果可以清楚地得出如下结论:
(1)结晶的结束时间
在成型时的树脂温度(成型温度)不低于聚烯烃类树脂的熔融温度且不高于加热时储能模量的转变温度时,通过控制成分(A)∶成分(B)的比,尤其是通过提高成分(B)的比例可以提高聚烯烃类树脂的结晶速度(即,缩短结晶的结束时间)(参见实施例52-54,实施例64-66)。
本发明的硬脂酸钙以外的脂肪酸金属盐同样可提高聚烯烃类树脂的结晶速度(即,缩短结晶的结束时间)(参见实施例55和56)。
在使用r-PP以外的本发明聚烯烃类树脂时,结晶速度可以提高(即,缩短结晶的结束时间)(参见实施例57-62,实施例67和68)。
2)结晶温度
除上述效果外,在成型时的树脂温度(成型温度)不低于聚烯烃类树脂的熔融温度且不高于加热时储能模量的转变温度时,含本发明结晶速度控制组合物的聚烯烃类树脂组合物与成型方法(II)中含成分(A)∶(B)的重量比为100∶0的结晶速度控制组合物的聚烯烃类树脂组合物相比,结晶温度基本上没有降低。这意味着保持高的结晶速度(参见,例如对r-PP而言实施例52-56,实施例64-66和实施例21-23)。
(3)弯曲模量
在成型时的树脂温度(成型温度)不低于聚烯烃类树脂的熔融温度且不高于加热时储能模量的转变温度时,通过成型本发明聚烯烃类树脂组合物得到的成型品具有优良的刚性。与在上述成型方法(II)中得到的成型品相比时,刚性提高明显(参见实施例52-69,实施例42-51和比较例1-6)。
PTC-2MeCHA以外的本发明的酰胺类化合物同样可提高成型品的刚性(参见实施例63和实施例69)。
(4)取向度
在成型时的树脂温度(成型温度)不低于聚烯烃类树脂的熔融温度且不高于加热时储能模量的转变温度时,通过成型本发明聚烯烃类树脂组合物得到的成型品具有至少为2的取向度。与此相对,根据上述成型方法(II)得到的成型品具有小于2的取向度(参见实施例52-69,实施例42-51和比较例1-6)。
比较例1
除了不使用酰胺类化合物和脂肪酸金属盐外重复实施例1的步骤。测定结晶温度,结晶结束时间、雾度值、弯曲模量和取向度。表6表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
比较例2
除了在干混步骤中加入0.05重量份硬脂酸钙外重复实施例1的步骤。测定结晶温度,结晶结束时间、雾度值、弯曲模量和取向度。表6表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
比较例3
除了不使用酰胺类化合物和脂肪酸金属盐外重复实施例34的步骤。测定结晶温度,结晶结束时间、雾度值、弯曲模量和取向度。表6表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
比较例4
除了在干混步骤中使用0.05重量份硬脂酸钙外重复比较例3的步骤。测定结晶温度,结晶结束时间、雾度值、弯曲模量和取向度。表6表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
比较例5
除了不使用酰胺类化合物和脂肪酸金属盐外重复实施例42的步骤。测定结晶温度,结晶结束时间、雾度值、弯曲模量和取向度。表6表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
比较例6
除了在干混步骤中使用0.05重量份硬脂酸钙外重复比较例5的步骤。测定结晶温度,结晶结束时间、雾度值、弯曲模量和取向度。表6表示测定结果和捏合步骤的树脂温度以及(注射)成型步骤的树脂温度。
表6(r-PP,h-PP,b-PP)
StCa:硬脂酸钙
下面参照其它实施例和比较例来详细说明本发明的成型方法(I)和成型方法(II)。但本发明并不限于这些实施例。制造例I-1至I-4例示了制造酰胺类化合物的典型方法的实例。在以下描述中,用符号“I-”表示的实施例如“实施例I-1”涉及成型方法(I)的实施方案,而用符号“II-”表示的实施例如“实施例II-1”涉及成型方法(II)的实施方案。
以与上述相同的方法测定所得聚烯烃类树脂组合物的储能模量转变温度和由本发明聚烯烃类树脂组合物得到的成型品的弯曲模量、X射线衍射和取向度。另外,以下述方法测定和评价耐冲击性(Dupont法冲击强度)。
(9)耐冲击性(Dupont法冲击强度)
利用按照JISK7211的落锤法检测23℃的2mm厚片材的50%断裂强度。该值越大,耐冲击性越高。
制造例I-1
在室温下向装有搅拌器、温度计、冷凝器和进气口的500ml四口烧瓶中加入9.7g(0.055mol)1,2,3-丙三羧酸(PTC)和1 00g N-甲基-2-吡咯烷酮,并在氮气氛下通过搅拌混合物完全溶解PTC。接着向其中加入20.5g(0.18mol)2-甲基环己胺(反式异构体∶顺式异构体=100∶0,GLC组成比),56.3g(0.18mol)亚磷酸三苯酯,14.4g(0.18mol)吡啶和50gN-甲基-2-吡咯烷酮,并在100℃下在氮气氛下搅拌反应4小时。冷却后,将反应溶液缓慢倒入500ml异丙醇和500ml水的混合物中,然后将所得混合物在约40℃搅拌1小时,接着过滤出由此形成的白色沉淀。将所得白色固体用约40℃的500ml异丙醇洗涤两次,然后在100℃和133Pa下干燥6小时。
在研钵中研磨所得干燥产物,然后通过开口为106μm的标准筛(根据JISZ8801)后得到20.3g(80%产率)1,2,3-丙三羧酸三(2-甲基环己基酰胺)(下文称为“PTC-2MeCHA(100)”)。
制造例I-2
除使用2-甲基环己胺(反式异构体∶顺式异构体=74∶26(GLC组成比))代替2-甲基环己胺(反式异构体∶顺式异构体=100∶0(GLC组成比))外重复制造例I-1的步骤,得到18.8g(产率74%)1,2,3-丙三羧酸三(2-甲基环己基酰胺)(下文称为“PTC-3MeCHA(74)”)。
对从上述酰胺化反应中回收的未反应2-甲基环己胺进行GLC分析。结果发现未反应胺的反式∶顺式的比例为74∶26,这与用作原料的2-甲基环己胺的反式∶顺式比(74∶26,GLC组成比)一致。
上面得到的酰胺产物在100℃热处理时具有与热处理前测定的相同的FT-IR光谱和熔点,这证明通过酰胺化反应没有改变构成酰胺类化合物的2-甲基环己胺残基的立体构型。
由上述结果可以证实在制造例I-2的产物酰胺类化合物中反式构型的2-甲基环己胺残基:顺式构型的2-甲基环己胺残基比与原料胺的反式:顺式比相同。
制造例I-3
除使用2-甲基环己胺(反式异构体∶顺式异构体=50∶50(GLC组成比))代替2-甲基环己胺(反式异构体:顺式异构体=100∶0(GLC组成比))外重复制造例I-1的步骤,得到18.0g(产率71%)1,2,3-丙三羧酸三(3-甲基环己基酰胺)(下文称为“PTC-2MeCHA(50)”)。
以与制造例I-2相同的方法检查产物酰胺类化合物的立体构型,结果发现产物酰胺类化合物的反式构型部分:顺式构型部分的比与原料胺的反式:顺式比相同。
制造例I-4
除使用环己胺代替2-甲基环己胺外重复制造例I-1的步骤,得到17.3g(产率75%)1,2,3-丙三羧酸三环己基酰胺(下文称为“PTC-CHA”)。
实施例I-1
每100重量份r-PP称量0.2重量份PTC-2MeCHA(100),0.05重量份四[亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷(Ciba SpecialtyChemicals Inc.的产品,产品名“IRGANOX 1010”)和0.05重量份四(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(Ciba Specialty Chemicals Inc.的产品,产品名:“IRGAFOS 168”)。利用亨舍尔搅拌器在1000rpm下将上述化合物与100重量份r-PP干混5分钟。
利用单螺杆挤出机(L/D=440mm/20mm)在260℃的捏合温度(树脂温度)下将所得干混混合物熔融捏合,将挤出的线料用水冷却并切割所得线料得到丸状聚烯烃类树脂组合物。
将如此得到的丸在220℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片(90mm长,10mm宽和4mm高)。
表7表示如此所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-2
除了用PTC-2MeCHA(74)代替PTC-2MeCHA(100)并将捏合温度改为240℃和成型温度改为200℃外以与实施例I-1相同的方法制造试验片。表7表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
图5表示在实施例I-2中所得聚烯烃类树脂组合物在加热和冷却时的储能模量温度相关性曲线,图6表示该温度相关性曲线的微分曲线。在图5中,白圈(○)表示加热时的储能模量温度相关性曲线,黑圈(·)表示冷却时的储能模量温度相关性曲线。类似地,在图6中,白圈(○)表示加热时的储能模量温度相关性曲线的微分曲线,黑圈(·)表示冷却时的储能模量温度相关性曲线的微分曲线。
实施例I-3
除了使用0.1重量份的PTC-2MeCHA(74)代替0.2重量份的PTC-2MeCHA(74)并将成型温度改为180℃外以与实施例I-2相同的方法制造试验片。表7表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-4
除了用PTC-2MeCHA(50)代替PTC-2MeCHA(100)并将捏合温度改为240℃和成型温度改为180℃外以与实施例I-1相同的方法制造试验片。表7表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-5
除了用PTC-CHA代替PTC-2MeCHA(100)并将捏合温度改为240℃和成型温度改为180℃外以与实施例I-1相同的方法制造试验片。表7表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-6
除了在干混时另外加入0.05重量份的硬脂酸钙外以与实施例I-1相同的方法制造试验片。表7表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-7
除了在干混时另外加入0.05重量份的硬脂酸钙外以与实施例I-2相同的方法制造试验片。表7表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-8
除了在干混时进一步使用0.05重量份的硬脂酸锌外以与实施例I-2相同的方法制造试验片。表7表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-9
除了在干混时另外加入0.05重量份的硬脂酸镁外以与实施例I-2相同的方法制造试验片。表7表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-10
除了在于混时另外加入0.1重量份的硬脂酸钙外以与实施例I-2相同的方法制造试验片。表7表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-11
除了在干混时另外加入0.05重量份的硬脂酸钙外以与实施例I-5相同的方法制造试验片。表7表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-1
将在实施例I-1中制备的丸在260℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表8表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-2
将在实施例I-2中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下下注射成型制备试验片。表8表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-3
将在实施例I-3中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表8表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-4
将在实施例I-4中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表8表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-5
将在实施例I-5中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表8表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-6
将在实施例I-6中制备的丸在260℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表8表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-7
将在实施例I-7中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表8表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-8
将在实施例I-8中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表8表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-9
将在实施例I-9中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表8表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-10
将在实施例I-10中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表8表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-11
将在实施例I-11中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表8表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
表7(成型方法(I):r-PP)
StCa:硬脂酸钙
StZn:硬脂酸锌
StMg:硬脂酸镁
表8(成型方法(II):r-PP)
StCa:硬脂酸钙
StZn:硬脂酸锌
StMg:硬脂酸镁
由表7和表8可以看出,通过成型方法(II)得到的成型品具有小于2的取向度,而通过成型方法(I)得到的成型品具有至少为2的取向度。还可以清楚地看出,取向度至少为2的成型品与取向度小于2的成型品相比具有明显更高的弯曲模量。
鉴于此,显然根据本发明成型方法(I)得到的具有取向的聚烯烃类树脂晶态薄层的成型品具有明显高的刚性。
实施例I-12
每100重量份h-PP,称量0.2重量份PTC-2MeCHA(100),0.05重量份四[亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷(CibaSpecialty Chemicals Inc.的产品,产品名“IRGANOX 1010”)和0.05重量份四(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(Ciba Specialty Chemicals Inc.的产品,产品名:“IRGAFOS 168”)。利用亨舍尔搅拌器在1000rpm下将上述化合物与1 00重量份h-PP干混5分钟。
利用单螺杆挤出机(L/D=440mm/20mm)在260℃的捏合温度(树脂温度)下将所得干混混合物熔融捏合,将挤出的线料用水冷却并切割所得线料得到丸状聚烯烃类树脂组合物。
将如此得到的丸在220℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。
表9表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-13
除了用PTC-2MeCHA(74)代替PTC-2MeCHA(100)并将捏合温度改为240℃和成型温度改为200℃外以与实施例I-12相同的方法制造试验片。表9表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-14
除了使用0.1重量份的PTC-2MeCHA(74)代替0.2重量份的PTC-2MeCHA(74)并将成型温度改为180℃外以与实施例I-13相同的方法制造试验片。表9表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-15
除了用PTC-2MeCHA(50)代替PTC-2MeCHA(100)并将捏合温度改为240℃和成型温度改为180℃外以与实施例I-12相同的方法制造试验片。表9表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-16
除了用PTC-CHA代替PTC-2MeCHA(100)并将捏合温度改为240℃和成型温度改为180℃外以与实施例I-12相同的方法制造试验片。表9表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-17
除了在干混时另外加入0.05重量份的硬脂酸钙外以与实施例I-12相同的方法制造试验片。表9表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-18
除了在干混时另外加入0.05重量份的硬脂酸钙外以与实施例I-13相同的方法制造试验片。表9表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-19
除了在干混时另外加入0.05重量份的硬脂酸镁外以与实施例I-13相同的方法制造试验片。表9表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-20
除了在干混时另外加入0.05重量份的硬脂酸锌外以与实施例I-13相同的方法制造试验片。表9表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-21
除了在干混时另外加入0.05重量份的硬脂酸钙外以与实施例I-16相同的方法制造试验片。表9表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-12
将在实施例I-12中制备的丸在260℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表10表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-13
将在实施例I-13中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表10表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-14
将在实施例I-14中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表10表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-15
将在实施例I-15中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表10表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-16
将在实施例I-16中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表10表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-17
将在实施例I-17中制备的丸在260℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表10表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-18
将在实施例I-18中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表10表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-19
将在实施例I-19中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表10表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-20
将在实施例I-20中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表10表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-21
将在实施例I-21中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表10表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
表9(成型方法(I):h-PP)
StCa:硬脂酸钙
StMg:硬脂酸镁
StZn:硬脂酸锌
表10(成型方法(II):h-PP)
StCa:硬脂酸钙
StMg:硬脂酸镁
StZn:硬脂酸锌
由表9和表10可以看出,对h-PP和r-PP而言,通过成型方法(II)得到的成型品具有小于2的取向度,而通过成型方法(I)得到的成型品具有至少为2的取向度。还可以清楚地看出,取向度至少为2的成型品与取向度小于2的成型品相比具有明显更高的弯曲模量。
鉴于此,显然根据本发明成型方法(I)得到的具有取向的聚烯烃类树脂晶态薄层的成型品具有明显高的刚性。
实施例I-22
每100重量份b-PP,称量0.2重量份PTC-2MeCHA(100),0.05重量份四[亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷(CibaSpecialty Chemicals Inc.的产品,产品名“IRGANOX 1010”)和0.05重量份四(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(Ciba Specialty Chemicals Inc.的产品,产品名:“IRGAFOS 168”)。利用亨舍尔搅拌器在1000rpm下将上述化合物与100重量份b-PP干混5分钟。
利用单螺杆挤出机(L/D=440mm/20mm)在260℃的捏合温度(树脂温度)下将所得干混混合物熔融捏合,将挤出的线料用水冷却并切割所得线料得到丸状聚烯烃类树脂组合物。
将如此得到的丸在220℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片(高:90mm,宽:10mm,高:4mm)。
表11表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-23
除了用PTC-2MeCHA(74)代替PTC-2MeCHA(100)并将捏合温度改为240℃和成型温度改为200℃外以与实施例I-22相同的方法制造试验片。表11表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-24
除了使用0.1重量份的PTC-2MeCHA(74)代替0.2重量份的PTC-2MeCHA(74)并将成型温度改为180℃外以与实施例I-23相同的方法制造试验片。表11表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-25
除了用PTC-2MeCHA(50)代替PTC-2MeCHA(100)并将捏合温度改为240℃和成型温度改为180℃外以与实施例I-22相同的方法制造试验片。表11表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-26
除了用PTC-CHA代替PTC-2MeCHA(100)并将捏合温度改为240℃和成型温度改为180℃外以与实施例I-22相同的方法制造试验片。表11表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-27
除了在干混时另外加入0.05重量份的硬脂酸钙外以与实施例I-22相同的方法制造试验片。表11表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-28
除了在干混时另外加入0.05重量份的硬脂酸钙外以与实施例I-23相同的方法制造试验片。表11表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-29
除了在干混时另外加入0.05重量份的硬脂酸镁外以与实施例I-23相同的方法制造试验片。表11表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-30
除了在干混时另外加入0.05重量份的硬脂酸锌外以与实施例I-23相同的方法制造试验片。表11表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例I-31
除了在干混时另外加入0.05重量份的硬脂酸钙外以与实施例I-26相同的方法制造试验片。表11表示所得树脂组合物的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-22
将在实施例I-22中制备的丸在260℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表12表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-23
将在实施例I-23中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表12表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-24
将在实施例I-24中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表12表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-25
将在实施例I-25中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表12表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-26
将在实施例I-26中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表12表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-27
将在实施例I-27中制备的丸在260℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表12表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-28
将在实施例I-28中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表12表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-29
将在实施例I-29中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表12表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-30
将在实施例I-30中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表12表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
实施例II-31
将在实施例I-31中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备试验片。表12表示丸(树脂组合物)的Tsc(℃)和Tsh(℃)以及所得试验片的弯曲模量(MPa)和取向度。
表11(成型方法(I):b-PP)
StCa:硬脂酸钙
StMg:硬脂酸镁
StZn:硬脂酸锌
表12(成型方法(II):b-PP)
StCa:硬脂酸钙
StMg:硬脂酸镁
StZn:硬脂酸锌
由表11和表12可以看出,对b-PP和r-PP而言,通过成型方法(II)得到的成型品具有小于2的取向度,而通过成型方法(I)得到的成型品具有至少为2的取向度。还可以清楚地看出,取向度至少为2的成型品与取向度小于2的成型品相比具有明显更高的弯曲模量。
鉴于此,显然根据本发明成型方法(I)得到的具有取向的聚烯烃类树脂晶态薄层的成型品具有明显高的刚性。
实施例I-32
将在实施例I-28中制备的丸在200℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备耐冲击试验用的试验片(片材厚2mm)。表13表示耐冲击试验的结果。
实施例II-32
将在实施例I-28中制备的丸在240℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备耐冲击试验用的试验片。表13表示耐冲击试验的结果。
比较例7
将在比较例6中制备的丸在200℃的成型温度(树脂温度)和40℃的模温条件下注射成型制备耐冲击试验用的试验片。表13表示耐冲击试验的结果。
表13(成型方法(I),成型方法(II):b-PP)
StCa:硬脂酸钙
表13说明利用b-PP通过成型方法(I)得到的成型品不仅具有明显改进的弯曲模量,而且具有明显改进的耐冲击性。
工业实用性
本发明的聚烯烃类树脂组合物可控制结晶速度和结晶温度,因此可适用于注射成型、膜成型、吹塑、挤出成型等。通过成型本发明聚烯烃类树脂组合物得到的成型品含有少量的未分散物质并具有优良的透明性,而且可用于医疗器械、食品、植物等的包装材料;各种类型的箱子;食品容器;用于微波炉的容器;杂物;文具;电子和机械部件;汽车部件等。
Claims (29)
2.根据权利要求1的组合物,其中成分(A)∶成分(B)的重量比为90∶10至60∶40。
3.根据权利要求1的组合物,其中通式(1)中的三个或四个R2基团相同或不同,各自代表环己基或被C1-4直链或支链烷基取代的环己基。
4.根据权利要求1的组合物,其中通式(1)中的三个或四个R2基团相同或不同,各自代表环己基、或2-甲基-、3-甲基-或4-甲基-取代的环己基。
5.根据权利要求1的组合物,其中通式(1)中的R1代表通过从1,2,3-丙三羧酸除去全部羧基得到的残基,k为3。
6.根据权利要求1的组合物,其中通式(2)中的M为选自碱金属、碱土金属和锌的至少一种金属。
7.根据权利要求1的组合物,其中通式(2)中的R3代表通过从每分子任选具有至少一个羟基的C10-18饱和或不饱和脂族一元羧酸除去羧基得到的残基。
8.根据权利要求7的组合物,其中脂族一元酸为选自由月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸和12-羟基硬脂酸组成的组中的至少一种。
9.控制聚烯烃类树脂成型时的聚烯烃类树脂结晶速度的方法,该方法包括:
向聚烯烃类树脂中加入包括如下成分的聚烯烃类树脂结晶速度控制组合物:
(A)至少一种通式(1)所代表的酰胺类化合物
其中R1代表通过从1,2,3-丙三羧酸或1,2,3,4-丁四羧酸除去全部羧基得到的残基,k代表整数3或4,并且三个或四个R2相同或不同,各自代表环己基或被一个C1-10直链或支链烷基取代的环己基;和
(B)至少一种通式(2)代表的脂肪酸金属盐
其中R3代表通过从每分子任选具有至少一个羟基的C8-32饱和或不饱和脂族一元羧酸除去羧基得到的残基,n代表整数1或2,当n为2时,两个R3基团相同或不同,M代表一价或二价金属,成分(A)∶成分(B)的重量比为95∶5至30∶70,或
将成分(A)和成分(B)同时或分别加入到聚烯烃类树脂中使得成分(A)∶成分(B)的重量比为95∶5至30∶70,
从而得到聚烯烃类树脂组合物
和
成型该树脂组合物。
10.根据权利要求9的方法,其中成分(A)∶成分(B)的重量比为90∶10至60∶40。
11.根据权利要求9的方法,其中在高于加热时储能模量的转变温度的树脂温度下成型树脂组合物。
12.根据权利要求9的方法,其中在不低于聚烯烃类树脂的熔融温度且不高于加热时储能模量的转变温度的树脂温度下成型树脂组合物。
13.组合物在控制聚烯烃类树脂成型时的聚烯烃类树脂的结晶速度中的应用,该组合物包括:
(A)至少一种通式(1)所代表的酰胺类化合物
其中R1代表通过从1,2,3-丙三羧酸或1,2,3,4-丁四羧酸除去全部羧基得到的残基,k代表整数3或4,并且三个或四个R2相同或不同,各自代表环己基或被一个C1-10直链或支链烷基取代的环己基;和
(B)至少一种通式(2)代表的脂肪酸金属盐
其中R3代表通过从每分子任选具有至少一个羟基的C8-32饱和或不饱和脂族一元羧酸除去羧基得到的残基,n代表整数1或2,当n为2时,两个R3基团相同或不同,M代表一价或二价金属,
成分(A)∶成分(B)的重量比为95∶5至30∶70。
14.根据权利要求13的应用,其中成分(A)∶成分(B)的重量比为90∶10至60∶40。
15.制造聚烯烃类树脂成型品的方法,该方法包括:
向聚烯烃类树脂中加入包括如下成分的聚烯烃类树脂结晶速度控制组合物:
(A)至少一种通式(1)所代表的酰胺类化合物
其中R1代表通过从1,2,3-丙三羧酸或1,2,3,4-丁四羧酸除去全部羧基得到的残基,k代表整数3或4,并且三个或四个R2相同或不同,各自代表环己基或被一个C1-10直链或支链烷基取代的环己基;和
(B)至少一种通式(2)代表的脂肪酸金属盐
其中R3代表通过从每分子任选具有至少一个羟基的C8-32饱和或不饱和脂族一元羧酸除去羧基得到的残基,n代表整数1或2,当n为2时,两个R3基团相同或不同,M代表一价或二价金属,成分(A)∶成分(B)的重量比为95∶5至30∶70,或
将成分(A)和成分(B)同时或分别加入到聚烯烃类树脂中使得成分(A)∶成分(B)的重量比为95∶5至30∶70,
从而得到聚烯烃类树脂组合物
和
成型该树脂组合物。
16.根据权利要求15的方法,其中成分(A)∶成分(B)的重量比为90∶10至60∶40。
17.根据权利要求15的方法,其中在高于加热时储能模量的转变温度的树脂温度下成型树脂组合物。
18.根据权利要求15的方法,其中在不低于聚烯烃类树脂的熔融温度且不高于加热时储能模量的转变温度的树脂温度下成型树脂组合物。
20.根据权利要求19的方法,包括步骤:
(a)将所述至少一种通式(1-p)所代表的酰胺类化合物溶于熔融的聚烯烃类树脂中得到熔融混合物,
(b)将该熔融混合物冷却至不高于冷却时储能模量的转变温度的温度得到包含由所述至少一种通式(1-p)所代表的酰胺类化合物的纤维状粒子形成的网络结构的聚烯烃类树脂组合物,和
(c)在不低于聚烯烃类树脂的熔融温度且不高于加热时储能模量的转变温度的树脂温度下成型该聚烯烃类树脂组合物。
21.根据权利要求20的方法,其中所述聚烯烃类树脂组合物为丸状。
22.根据权利要求19的方法,其中通过包括注射步骤或挤出步骤的成型方法成型包含由所述纤维状粒子形成的网络结构的聚烯烃类树脂组合物。
23.根据权利要求22的方法,其中所述包括注射步骤或挤出步骤的成型方法为注射成型、挤出成型、注射吹塑、注射-挤出吹塑、注射压缩成型、挤出吹塑、挤出热成型或熔融纺丝。
24.根据权利要求15的方法,其中所述聚烯烃类树脂为选自丙烯均聚物和丙烯共聚物中的至少一种。
25.聚烯烃类树脂成型品,包括:
聚烯烃类树脂,
(A)至少一种通式(1)所代表的酰胺类化合物
其中R1代表通过从1,2,3-丙三羧酸或1,2,3,4-丁四羧酸除去全部羧基得到的残基,k代表整数3或4,并且三个或四个R2相同或不同,各自代表环己基或被一个C1-10直链或支链烷基取代的环己基;和
(B)至少一种通式(2)代表的脂肪酸金属盐
其中R3代表通过从每分子任选具有至少一个羟基的C8-32饱和或不饱和脂族一元羧酸除去羧基得到的残基,n代表整数1或2,当n为2时,两个R3基团相同或不同,M代表一价或二价金属,
成分(A)∶成分(B)的重量比为95∶5至30∶70,
该成型品的由通过广角X射线衍射测定的(040)反射强度对(110)反射强度的比表示的取向度为至少2。
26.聚烯烃类树脂成型品,包括:
聚烯烃类树脂,和
(A)至少一种通式(1-p)所代表的酰胺类化合物
其中R1P代表通过从1,2,3-丙三羧酸除去全部羧基得到的残基,三个R2P相同或不同,各自代表环己基或被一个C1-4直链或支链烷基取代的环己基,和
(B)至少一种通式(2)所代表的脂肪酸金属盐
其中R3代表通过从每分子任选具有至少一个羟基的C8-32饱和或不饱和脂族一元羧酸除去羧基得到的残基,n代表整数1或2,当n为2时,两个R3基团相同或不同,M代表一价或二价金属,
成分(A)∶成分(B)的重量比为95∶5至30∶70,
该成型品的由通过广角X射线衍射测定的(040)反射强度对(110)反射强度的比表示的取向度为至少2。
27.聚烯烃类树脂组合物,包括聚烯烃类树脂和权利要求1的结晶速度控制组合物。
28.根据权利要求27的聚烯烃类树脂组合物,其中每100重量份聚烯烃类树脂包括0.01至10重量份的结晶速度控制组合物。
29.通过成型权利要求27的聚烯烃类树脂组合物得到的聚烯烃类树脂成型品。
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