CZ70299A3 - Prostředky které obsahují statistický interpolymer alespoň jednoho alfa-olefinu a alespoň jednoho vinylidenového aromatického monomeru nebo stericky bráněného alifatického vinylidenového monomeru - Google Patents

Abstract

Prostředek obsahuje 5 až 95 hmotn. procent alespoň jednoho statistického interpolymeru ethylenu a vinylidenového aromatického monomeru nebo stericky bráněného alifatického vinylidenového monomeru a výhodně alespoň jednoho C3.2o a-olefinického monomeru jako třetího komonomeru, kde statistický interpolymer obsahuje 1 až 65 molámích procent vinylidenového aromatického monomeru nebo stericky bráněného alifatického vinylidenového monomeru, a 5 až 95 hmotn. procent alespoň jedné lepivostní přísady, která je vybrána ze skupiny, která obsahuje kalafunu, deriváty taliového oleje, cyklopentadienylové deriváty, přírodní a syntetické terpeny, fenolické terpeny, styren/a- methylstyrenové piyskyřice a směsné alifaticko-aromatické lepící pryskyřice. Tyto prostředky jsou užitečné pro lepidla.

Description

Prostředky, které obsahují statistický interpolymer alespoň jednoho alfa-olefinu a alespoň jednoho vinylideiV aromatického monomeru nebo stericky bráněného c/wť alifatického vinyliden monomeru.

Oblast techniky:

Předmět vynálezu se týká prostředků založených na olefinech. Především se týká prostředků, které obsahují statistický interpolymer alespoň jednoho alfa-olefinu a alespoň jednoho vinyliden aromatického monomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden monomeru, s výhodou alespoň jeden statistický interpolymer ethylenu, výhodně alespoň jeden α-olefin a vinyliden aromatický monomer ve spojení s alespoň jedním tackifierem (prostředek pro zlepšení konfekční lepivosti), a výhodně s alespoň jedním extenčním nebo modifikujícím prostředkem nebo s pomocnou látkou.

Dosavadní stav techniky

Statistické interpolymery alespoň jednoho alfa-olefinu a alespoň jednoho vinyliden aromatického monomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden monomeru, které zahrnují látky jako jsou interpolymery α-olefinu a vinyliden aromatického monomeru jsou známy z US5,460,818 a nabízejí širokou škálu struktur materiálu a vlastností, které je činí užitečnými v různých aplikacích, jako jsou látky umožňující kompatibilitu směsí polyethylenu a polystyrenu.

Jedno konkrétní aspekt byl popsán D'Anniello a spol. (Journal of Applied Polymer Science, Volume 58, page 1701-1706 [1995] a to ten, že takovéto interpolymery vykazují dobré elastické vlastnosti a mají dobrou charakteristiku disipační energie. Dále pro vybrané interpolymery byla nalezena prospěšnost v adhesivních systémech, jak je ukázáno v U.S. patent 5,244,996, vydaný pro Mitsui Petrochemical Industries Ltd.

Ačkoliv použitelnost je podle jejich práva, průmysl hledá zlepšení použitelnosti těchto statistických interpolymerů. Např. je žádané v určitých případech manipulovat s teplotou skelného přechodu, a tak umožnit nalezení aplikace látky založené na statistických interpolymerech např. v lisovaném zboží a jako těsniva a lepidla.

Teplota skelného přechodu polymeru je jednou z hlavních fyzikálních charakteristických veličin, která determinuje jeho mechanické vlastnosti. Pod teplotou ·········· • 9 9 99 99 9 999999

- 9 9 9 9 9 9 9 9 £ 99 9999 99 9 99 99 skelného přechodu jsou polymery běžně tuhé plasty držící vlastní tvar. Nad teplotou skelného přechodu látky vykazují více pryžové chování. Jestliže teplota skelného přechodu je v okolo teploty místnosti, tak se vlastnosti pozorovaného polymeru mění v závislosti na okolní teplotě. Bylo by tedy výhodné řídit teplotu skelného přechodu polymeru, tak aby bylo dosaženo žádané souboru vlastností.

Na příklad v případě že statistické interpolymery mají teplotu skelného přechodu -25 °C - 25 °C, tak by bylo žádoucí tuto teplotu zvýšit. Např. statistické interpolymery, které mají teplota skelného přechodu při teplotě okolí, jsou náchylné k nežádoucímu blokování. Dále u statistických interpolymerů, které mají teplotu skelného přechodu okolo teploty okolí, se vlastnosti produktu mění v závislosti na aktuální teplotě okolí, a toto vede k nežádoucím změnám produktu. Dále když je teplota skelného přechodu při teplotě okolí, tak optimální je požadovaná použitelnost v aplikacích jako jsou lepidla citlivá na tlak.

Jedním způsobem řízení teploty skelného přechodu kopolymerů je změna typu jednoho z monomerů a množství, v kterém je přítomen v kopolymerů.Např. takto lze řídit teplotu skelného přechodu akrylátových polymerů.

Další způsobem jak měnit obsah komonomeru je založen na přidáni další látky, která má rozdílnou teplotu skelného přechodu, k základní látce. Avšak je známo, že přídavek křehkého ředidla o nízké molekulární hmotnosti vede k vzrůstu teploty skelného přechodu také typicky vede k degradaci mechanických vlastností, jako je pevnost v tahu. Dle předpokladu přídavek třídy látek, které jsou popsány jako tackifiery, k statistickým interpolymerům, zvláště jsou li tyto interpolymery elastomerické, by zředil síťovitou strukturu polymeru a tak by ovlivnil mechanické vlastnosti, tj. pevnost v tahu a elongaci kpředržení, které jsou nižší než u samotného statistického interpolymerů.

Je potřebné zajistit prostředky, které obsahují statistické interpolymery alespoň jednoho alfa-olefinu a alespoň jednoho vinyliden aromatického monomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden monomeru, které mají zvýšenou teplotu skelného přechodu oproti nemodifikovaným statistickým interpolymerům, zvláště jeli tato teplota větší než teplota místnosti. Dále je nutné získat tyto prostředky bez odpovídající ztráty mechanických vlastnostech. Dále je nutné zajistit zlepšení složení tavná lepidel, které obsahují statistické interpolymery alespoň jednoho alfa-olefinu a alespoň jednoho vinyliden aromatického monomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden monomeru, které tak budou mít vyšší • · · · · ·

parametry účinku než nemodifikované polymery a tak umožní širší použitelnost této zajímané třídy látek.

Tavná lepidla obecně obsahují tři složky: polymer, tackifier a vosk. Každá složka je směsí dvou nebo více komponent, tzn., že polymerní komponenta je směsí dvou rozdílných polymerů. Polymer odpovídá za soudržnost v místě lepení. Tackifier poskytuje lepivost lepidlu, které plní úkol zabezpečení spojení bodu, kde je lepidlo naneseno a dále redukuje viskozitu systému, čímž činí lepidlo snáze aplikovatelné na substrát. Tackifier může být používán pro řízení teploty skelného přechodu v prostředku. Vosk zkracuje doby otevření/zavření a zmenšuje viskozitu systému. Tavná pojivá dále obsahují olej jako plnivo a/nebo k redukci viskozity systému.

Tavná pojivá, která byla založena na dříve používaných polymerech, obsahují kopolymery ethylenu vinylacetátu (EVA), ataktický polypropylen (APP), amorfní polyolefiny, polyethylen o nízké hustotě (LDPE) a homogenní lineární kopolymery ethylenu a α-olefinu. Dřívější tavná pojivá používají velké množství tackifieru k redukci viskozity systému k vyrovnání vlastností, které pak umožňuje jeho snadnou aplikací na substrát např. viskozity nižší než 500 centipoise.

Pojivá citlivá na tlak jsou látky, které jsou agresivně a pernamentně lepivé při pokojové teplotě v okamžiku aplikace a které pevně spojí široký výběr různých povrchů za působeni malého tlaku, Jako např. při stlačení prsty. Přes jejich značnou lepivost lepidla citlivá na tlak mohou být odstraněna beze zbytku z rovných povrchů. Pojivá citlivá na tlak jsou široce používané pro každodenní aplikace jako jsou krycí pásky, korekční kancelářské pásky, štítky, etikety, bandáž, dekorativní a ochranné folie(podložky pro police a zásuvky), keramické dlaždice, osobní hygienické prostředky pleny pro inkontinenci připevněné páskou, filmy citlivé na slunce, lepení těsnění do oken automobilů .

Z historického pohledu jsou lepidla citlivá na tlak založena na přírodním kaučuku a pryskyřicích z dřeva , které jsou obsaženy v rozpouštědle. Zboží, na které je použito lepidlo, bylo vyráběno použitím roztoku lepidla na vhodném nosiči a odpařením rozpouštědla. Avšak vzhledem k růstu ceny rozpouštědel a restriktivním regulacím emisí byly vyvinuty lepidla založená na vodě a pevná hot mel pojivá (HMA‘s).

Z historického hlediska jsou lepidla založena na jednom ze čtyř typů polymerů: elastomery (jako přírodní kaučuk, blokové kopolymery styren-isopren-styren, blokové kopolymery styren-butadien-styren, a statistické kopolymery styren-butadien);

• · · · · · akryláty (jako jsou interpolymer butylakrylátu, 2-ethylhexylakrylátu a methylmetakrylátu); uhlovodíky (jako jsou ataktický polypropylen, amorfní polypropylen, poly-1-buten a polyethylen o nízké hustotě; a ethylen vinylacetát. A nejnověji byla objevena a nárokována tavná lepidla založená na homogenně lineárních a značně lineárních polymerech ethylenu.

Elastomery založené na dienech mohou být využity v lepidlech založených na vodě, lepidlech založených na rozpouštědlech nebo v tavná lepidlech. Avšak systémy lepidel založených na těchto elastomerech jsou nevýhodné, protože místa kde je kostra kopolymeru nenasycená, činí hor melt lepidla náchylná k degradaci účinkem kyslíku nebo ultrafialovým zářením.

Akrylátové systémy, jsou naproti tomu stabilní vůči působení kyslíku a ultrafialového záření, ale jsou horší než elastomery, které jsou založeny na dienech, v pevnosti adhese, lepivosti a odolnosti pro roztěkání, které jsou výhodné pro pojivá citlivá na tlak. Dále tyto systémy jsou přístupné pouze pro systémy, které jsou založeny na vodě nebo rozpouštědle, a toto je činí společně z důvody výše uvedených nevýhodné.

Systémy založené na uhlovodících byly vyvinuty z důvodu alespoň částečně zajistit zlepšení stability vůči kyslíku a ultrafialovému záření, v porovnání s systémy založených na dienech, tak i zajistit schopnost je využit pro tavná lepidla. Systémy založené na uhlovodících, které obsahují ataktický polypropylen, interpolymery propylenu s vyššími α-olefiny, nebo poly-a-olefiny, vykazují slabou rovnováhu vlastností. Především póly—buten má tendenci pomalu krystalovat po aplikaci na substrát, což vede k veliké ztrátě lepivosti. Jestliže je aplikován olej k zvýšení lepivosti, tak olej má tendenci migrovat do zadní plochy nebo do substrátu. Ataktický polypropylen,a poly-a-olefiny trpí nízkou pevností v tahu, což vede k nízké kohesivní síle na pevnost adhese a k odcházení zbytků z povrchu substrátu po odtrhování. Systémy založené na uhlovodících nejsou výhodné z důvodu omezené schopnosti polyethylenu o nízké hustotě přijímat přísady prostředku , které jsou nutné pro výrobu tavná lepidel s vhodnými mechanickými vlastnostmi.

Systémy založené na ethylenvinylacetátu jsou omezeny tím, jak čím větší stupeň ethylenvinylacetátu je vybrán, tak vzrůstá elasticita, ale klesá komptabilita s přísadami prostředku.

• · • · • · · · · ·· 9 ·«····

- · · · ··· · ·

J ·· ···· ·· · ·· ··

Tavná lepidla založená na homogenních kopolymerech ethylenu a a-olefinů byly objeveny v U.S. 5,530,054.

Podstata vynálezu

Předmět vynálezu se týká prostředků, které obsahují alespoň jeden statistický interpolymer ethylenu a vinyliden aromatického monomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden monomeru a výhodně alespoň jeden třetí komonomer vybraný ze skupiny která obsahuje C₃-C₂o-a-olefiny a alespoň jeden tackifier. Předmět vynálezu se dále týká prostředků, které obsahují alespoň jeden statistický interpolymer ethylenu a vinyliden aromatického monomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden monomeru a výhodně alespoň jeden třetí komonomer vybraný ze skupiny která obsahuje C3-C₂o-a-olefiny, alespoň jeden tackifier a alespoň jeden extenční nebo modifikující prostředek nebo pomocnou látkou. Předmět vynálezu se dále týká prostředku, kde extenčním nebo modifikujícím prostředek je vybrán ze skupiny, která obsahuje: parafinické vosky, krystalické polyethylenové vosky, blokové kopolymery styrenu, ethylenvinylacetát, polymery nebo kopolymery styrenu a/nebo styrenu substituovaným alkylem, jako je α-methyl styren, a homogenně lineární a značně lineární polymery ethylenu a jednoho nebo více C3-C₂o-ct-olefinů. Předmět vynálezu se dále týká prostředek ve formě lepidel, potahovacího, těsnícího nebo lisovaného zboží a mono vrtsvé nebo multivrsvené struktury pro balení potravin.

Jestliže není jinak uvedeno byly testy a zkoušky prováděny takto:

(

Hustota byla měřena s souladu s ASTm D-792. Vzorky byly temperována na okolní teplotu 24 hodin před vlastním měřením.

Index Tání (l₂) byl měřen v souladu s ASTM D-1238, podmínky 190 °C/2,16 kg (běžně známé jako “Condition (E)“).

Molekulová hmotnost byla určena gelovou permeační chromatografií (GPC) na Waters 150°C vysokoteplotní chromatografické jednotce opatřené třemi kolonami se směsnou pórovitostí (Polymer Laboratories 103,104,105 a 106), které pracují při teplotě systému 140 °c Solvent je 1,2,4-trichlorbenzen, z kterého jsou připraveny roztoky vzorků o koncentraci 0,3 hmotnostních procent. Rychlost průtoku je 1 ml/min a velikost nástřiku je 100 mikrolitrů.

6··· · · I® · · ·· ···· ·· * · · · ·

Určení molekulové hmotnosti byl vyvozeno z porovnání distribuce standardů polystyrenu různých molekulárních hmotností( od Polymer Laboratories) ve spojení s jejich elučními objemy. Ekvivalenty molekulových hmotnostní polyethylenu byly určeny pomocí přibližných Mark-Houwink koeficientů pro polyethylenu a polystyrenu ( tak jak je popsáno Williams a Word v Journal of Polymer Science, Polymer Lettres, Vol. 6, (621) 1968, včetně tam uvedených citací) odvozených z následujícího vzorce:

Mpolyethylen⁼ θ * (Mp₀|ystyren)b v rovnici, a% 0,4316 a b=1,0. Hmotnostní průměr molekulových hmotností M_w byl vypočítán běžným způsobem dle následujícího vzorce M_w= Σ w/M,, kde w, a M, jsou hmotnost frakce a molekulová hmotnost respektive, frakce, která je eluovány z GPC kolony.

Viskozita taveniny byla určena v souladu s následujícím, způsobem používaným v Brookfield laboratories DVII+ Viscometer ve vhodné hliníkové komoře na vzorky. Použité vřeteno je SC-31 tavné vřeteno, které je vhodné pro měření viskozity v rozsahu od 10 do 100 000 centipoise. Vzorky jsou nařezány tak, aby se vešli do komory na vzorky o velikosti (délka 12,7 cm (5 palců), šířka 2,54 cm (1 palec)). Vzorek je umístněn do komory, která je pak vsunuta do Brookfield Thermosel a v něm uzavřen pomocí ohnutých jehlovitých kleštích. Komora na vzorky má na dně zářez, s jehož pomocí je komora upevněna na dně Brookfield Thermosel, a tak je zajištěno, že se nebude točit, když je vřeteno vloženo a spuštěno. Vzorek je ohřát na 176 °C (350 °F) a další vzorek je přidáván dokud roztavený vzorek není 2,54 cm (1 palec) pod okrajem komory na vzorek. Aparatura viskozimetru je snížena a vřeteno ponořeno do komory na vzorek. Klesání pokračuje dokud závorka (hranatá) není vyrovnaná s Themosel. Viskozimetr je spuštěn a je nastavena rychlost, tak aby odečet točivý moment by v rozmezí 30 až 60 procent. Odečet je prováděn každých 150 minut, nebo dokud se neustanoví stabilní hodnoty, jež jsou brány jako konečné.

G', G a pík tan delty byly určeny následovně. Vzorky byly zkoumány použitím technikami reologie taveniny na Rheometrics RDA-II dynamic Analyzer.Byl použit mód krokového zvyšování teploty s použití geometrie paralelních plech s průměrem 7,9 mm. Mód sweep byl použit od -70 °C do 250 °C s krokem 5 °C a 30 sekundovým prodlením při každém kroku pro vyrovnání. Frekvence oscilátoru 1 radian/sekunda s automatickým nastavováním pnutí od počátečního 0,1% vzrůstá • · na 100%, kdykoliv točivý moment klesne na 10 g/cm. Desky mají na počátku rozevření 1,5 mm při 160 °C. Vzorky byly drženy vprostřed! dusíku, tak aby se zabránilo oxidativním degradacím. Bylo zjištěno G‘ (modul zachování dynamiky vzorku), G“ (modul ztráty dynamiky vzorku), tan delta (G‘/G“) a pík tan delta (představuje) teplotu skelného přechodu.

Teplota skelného přechodu byla určena použitím difirenční kalorimetrie při skenovací rychlosti 10° C/minuta od -75°C do 150 °C.

Test lepivosti byl určen použitím Digital Polyken Probe Tack Tester TMI 80-0201 (dostupný od Testing Machines, lne., (New York)) podle ASTM-D2979-71.

Termín „interpolymer“ zde používaný znamená kopolymer nebo terpolymer, nebo podobně. V nich je alespoň jeden komonomer polymerizovaný s ethylenem za vzniku interpolymeru.

Termín „hydrokarbyl“ zde používaný znamená jakoukoliv alifatickou, cykloalifatickou, aromatickou, aromátem substituovanou alifatickou, aromátem substituovanou cykloalifatickou, alifaticky substituovanou aromatickou nebo cykloalifaticky substituovanou aromatickou skupinu. Alifatické a cykloalifatické skupiny jsou s výhodou nasycené. Dále termín „hydrokarbyloxy“ znamená hydrokarbylovou skupinu, která je napojená přes atom kyslíku k atomu uhlíku.

Termín „statistický “ ve statistický ch interpolymerech, které obsahují alfaolefin nebo vinyliden aromatický monomer nebo stericky bráněný alifatický vinyliden monomer, jak je zde používaný, znamená, že distribuce monomeru v interpolymeru může být popsána Bernoulliho statistickým modelem nebo první nebo druhým stupněm Markovianova statistického modelu, tak jak byl popsán J.C. Randall v Polymer Sequence Determination, Carbon-13 NMR Method, Academie Press New Zork, 1977, pp. 71-78. S výhodou statistický interpolymer, který se skládá z alfaolefinu nebo vinyliden aromatický monomeru, neobsahuje více než 15 % celkového množství vinyliden aromatického monomeru v bloku vinyliden aromatického monomeru z více než 3 jednotek. S výhodou interpolymer není charakterizován vysokým stupněm jak isotakticity nebo syndiotakticity. To znamená, že v 13C-NMR spektru statistického interpolymeru plochy píků, které odpovídají hlavním řetězcům methylenových a methinových uhlíků, v jak meso diad úsecích nebo racemických diad úsecích by neměly přesáhnou 75% celkové plochy hlavního řetězce methylenových a methinových uhlíků.

··»· • · · « ···· · * 9 9 9 9 9

Jakékoliv numerické hodnoty zde uvedené zahrnují všechny hodnoty od nižší hodnot k vyšším hodnotám v přírůstcích jedné jednotky zajištující, že rozdíl nižších a vyšších hodnot je alespoň o dvě jednotky. Například, jestliže je uvedeno, že množství komponenty nebo hodnot ve způsobu, které se mohou měnit, jako je např. teplota, tlak a čas, je např. od 1 do 90, s výhodou od 20 do 80, ještě výhodněji od 30 do 70, tak to znamená , že hodnoty jako 15 až 85, 22 až 68, 43 až 51, 31 až 32 atd. jsou úmyslně vypočítány v této specifikaci, Ty hodnoty , které jsou nižší než jedna jednotka se považuje za vhodnou jeli 0,0001, 0,001, 0,01 nebo 0,1. Toto jsou pouze příklady, v kterých jsou úmyslně nebo všechny kombinace mezi nejnižšími a nejvyššími hodnotami, které jsou vypočteny tak, aby bylo jasně vyjádřeny v této aplikaci v obdobných příkladech.

Interpolymery vhodné pro použití v, nebo jako komponenty v, prostředcích z vynálezu zahrnují, ale nejsou tímto nijak omezeny, interpolymery připravené polymerizací jednoho nebo více α-olefinů s jedním nebo více vinyliden aromatickými monomery a/nebo s jedním nebo více stericky bráněnými alifatickými vinyliden monomery, výhodně interpolymery ethylenu, jednoho nebo více vinyliden aromatickými monomery a vhodně jednoho nebo více a-olefinů.

Vhodné α-olefiny zahrnují např. ty, které obsahují od 2 do 20, s výhodou od 2 do 12, ještě výhodněji od 2 do 8 atomů uhlíku. Zvláště výhodné jsou ethylen, propylen, 1-buten, 4-methyl-1-penten, 1-hexen a 1-okten. Další vhodné a-olefiny zahrnují norborneny.

Vhodné vinyliden aromatické monomery zahrnují např. ty, které které jsou representovány obecným vzorcem:

Ar

I (CH₂)_n ^R1-C=C(R²)₂

Kde R¹ je vybráno ze skupiny radikálů obsahujících vodík a alkylové radikály, které obsahují 1 až 4 atomy uhlíky, s výhodou vodík nebo methyl; každý R² je nezávisle na sobě vybrán ze skupiny radikálů, která obsahuje vodík a alkylové radikály, které obsahují 1 až 4 atomy uhlíky, s výhodou vodík nebo methyl; Ar je fenyl nebo fenylová skupina, která je substituována jedním až pěti substituenty, které jsou vybrány ze skupiny, která obsahuje halogeny, C-M-alkyly, C-M-halogenalkyly; n je hodnota od 0 ·« ··*· do 6, s výhodou 0 až 2 , ještě výhodněji 0. Exemplární monovinyliden aromatické monomery jsou styren, vinyltoluen, α-methylstyren, t-butylstyren, chlorstyren, včetně všech isomerů těchto sloučenin. Zvláště vhodné monomery jsou styren a jeho deriváty s nižšími alkyly nebo s halogeny .Výhodné monomery jsou styren, amethylstyren, deriváty styrenu, které jsou substituovány nižšími alkyly nebo fenylem, jako ortho-, meta- a para- methystyren, strany s halogenovaným kruhem, para-vinyl toluen nebo jeho směsi. Ještě výhodnější monovinyliden aromatický monomer je styren.

Termín „stericky bráněné alifatické nebo cykloalifatické vinylidenové monomery“ znamená polymerizovatelnou přísadu, která odpovídá obecnému vzorci:

A^{1 R1}—C=C(R²)₂

Kde A¹ je stericky objemný alifatický substituent z více než 20 uhlíků, R¹ je vybrán ze skupiny radikálů, která obsahuje vodík nebo methyl; každý R² je nezávisle na sobě vybrán ze skupiny radikálů, která obsahuje vodík a alkylové radikály, které obsahují 1 až 4 atomy uhlíky, s výhodou vodík nebo methyl; nebo eventuelně A¹ a R¹ společně mohou tvořit kruh. Termínem „stericky objemný “ je míněn takový monomer, který nese takový substituent, který běžně nepodléhá následné polymerizaci standardními Ziegler-Nattatovými katalyzátory polymerizace s rychlostí, která je srovnatelná s rychlostí polymerace ethylenu. Výhodné sterické bráněné alifatické nebo cykloalifatické vinylidenové monomery jsou ty, v kterých jeden z uhlíkových atomů, které jsou ethylenicky nenasycené, je terciálně nebo kvartérně substituován, Příklady těchto substituentů zahrnují cyklické alifatické skupiny jako cyklohexyl, cyklohexenyl, cyklooktenyl, nebo jejich deriváty substitované alkylem nebo arylem, tert-butyl a norbornyl. Nejvýhodnější sterické bráněné alifatické vinylidenové monomery jsou různé isomerické vinyl-kruh substituované deriváty cyklohexenu a substituovaných cyklohexenů a 5-ethyliden-2-norbornen. Zvláště vhodné jsou 1-,3- a 4- vinylcyklohexeny.

Interpolymery jednoho nebo více α-olefinu a jednoho nebo více monovinyliden aromatických monomerů a/nebo jednoho nebo více stericky bráněných alifatických nebo cykloalifatických vinylidenových monomerů použité v předloženém vynálezu

9999 » 9 9 9 > 9· 9 • 9 9 ·99

9

9 9« jsou statistické polymery. Tyto polymery obvykle obsahují 1 až 65 molárních % alespoň jednoho vinyliden aromatického monomeru a od 35 do 99 molárních procent alespoň jednoho alifatického α-olefinu, který má 2 až 20 atomů uhlíku. Když má statistický interpolymer více než 1 a méně než 5 molárních procent alespoň jednoho vinyliden aromatického monomeru a/nebo stericky bráněného alifatického nebo cykloalifatického vinylidenového monomeru, tak statistický interpolymer bude poskytovat krystalický charakter adhesivnímu systému. Když má statistický interpolymer více než 5 a méně než 25 molárních procent alespoň jednoho vinyliden aromatického monomeru a/nebo stericky bráněného alifatického nebo cykloalifatického vinylidenového monomeru, tak statistický interpolymer bude poskytovat elastomerický charakter adhesivnímu systému. Když má statistický interpolymer více než 25 a méně než 50 molárních procent alespoň jednoho vinyliden aromatického monomeru a/nebo stericky bráněného alifatického nebo cykloalifatického vinylidenového monomeru, tak statistický interpolymer bude poskytovat amorfní charakter adhesivnímu systému.

Když je statistický interpolymer používán jako komponenta pro zvýšení pevnosti lepidla, průměrná molekulová hmotnost (Mn) těchto interpolymerů je obvykle vyšší než 1000, s výhodou od 5000 do 1 000 000, ještě výhodněji od 10 000 do 500 000 a nejvýhodněji od 50 000 do 300 OOO.Jak je popsáno níže, polymery ethylenu o velmi nízké molekulové hmotnosti, jedna z tříd, která zahrnuje polymer o velmi nízkých molekulových hmotnostech a alespoň jeden vinyliden aromaticky monomer a/nebo stericky bráněný alifatický nebo cykloalifatický vinylidenový monomer, mohou být vhodně použity v postupu vynálezu, jako tackifier nebo modifikátor, jestliže nejsou jako komponenty pro zvýšení pevnosti pojivá v prostředku.

Zatím co příprava statistických interpolymerů bude popsáno dále, může vzniknout množství ataktického vinylidenového aromatického homopolymerů homopolymerací vinyliden aromatického monomeru při zvýšených teplotách. Obecně čím vyšší teplota při polymerací, tím vyšší množství homopolymerů vznikne. Přítomnost vinyliden aromatického homopolymerů není obecně škodlivá pro záměry předloženého vynálezu a může být tolerovatelná. Jestliže je to žádané, tak vinyliden aromatický homopolymer může být separován z interpolymerů extarakčními technikami, jako selektivní precipitace z roztoku solventem, v kterém se interpolymer nebo vinyliden aromatický homopolymer nerozpouští. Pro účely

0000 ··

909« 09 0 9090 předloženého vynálezu je výhodné, není li přítomno více než 20% celkové hmotnosti interpolymeru vinyliden aromatického homopolymeru, s výhodou méně než 15 % a ještě výhodněji méně než 10 %.

Statistické interpolymery mohou být modifikovány běžným roubováním, hydrogenací, funkcionalizací a dalšími reakcemi, které jsou známe v tomto oboru vědy. Polymery mohou být snadno sulfonované nebo chlorované, a tak jsou získatelné funkční deriváty podle běžných postupů.

Statistické interpolymery mohou být připraveny polymerací směsi polymerizovatelných monomerů v přítomnosti metalocenu nebo katalyzátorů s přesnou geometrií..

Statistické interpolymery mohou být připraveny tak jak bylo popsáno v US Application pořadového čísla 545,403 podaného 3. července 1990( odpovídá EP-A0,416,815) James C. Stevens a spol. Výhodné procesní podmínky pro tuto polymeraci jsou tlaky od tlaku atmosférického k 300 MPa (3000 atmosfér) a teploty od -30°C až 200 °C.

Příklady vhodných katalyzátorů a způsobu přípravy statistických interpolymerů byly uveřejněny v EP-A-416,815; EP-A-520,732;U.S. Application Seriál No. 241,523, podáno 12. 5. 1994 stejně jako U.S:patents:5,055,438; 5,057475; 5,096,867; 5,064,802; 5,132,380; 5,189,192; 5,321,106; 5,347,024; 5,350,723; 5,374,696 a 5,399,635.

Statistické α-olefin/vinyliden aromatické interpolymery mohou být také připraveny způsoby, které popsal John G. Bradfute a spol. (W.R. Grace & Co.) v WO 95/32095, déle R.B. Pannell (Exxon Chemical Patents, lne.) vWO 94/00500; a v Plastics Technology, p. 25 (September 1992).

Statistické α-olefin/vinyliden aromatické interpolymery mohou být také připraveny způsoby, které byly popsány vJP 07/278230 za použití sloučenin obecného vzorce /^c\ Z

Cp²

R¹

R²

Kde (Cp¹ a Cp² jsou cyklopentadienylové skupiny, indenylové skupiny, fluorenylové skupiny, nezávisle na sobě; R¹ a R² jsou vodíkové atomy,atomy halogenu, ·· ·· ·· ·· © · © © · · • © © · © · • · · « · ·· ·©·· ©· uhlovodíkové skupiny s počtem uhlíků 1-12, alkoxy skupiny nebo aryloxyl skupiny nezávisle na sobě; M je kov ze IV skupiny s výhodou Zr nebo Hf, nejvýhodněji Zr; a R³ je alkenylová skupina nebo silandiylová skupina použitá na propojení Cp¹ a Cp²).

Vhodné jsou také statistické interpolymery, které mají alespoň jeden tetrádu aolefin/vinyl aromát/vinyl aromát/ α-olefin. Tyto interpolymery obsahují další signály s větší intenzitou, která trojnásobná k šumu. Tyto signály mají chemické posuny 43,75-44,25 ppm a 38,0-38,5 ppm. Zvláště hlavní píky jsou pozorovány při 44,1, 43,9 a 38,2 ppm. Z protonových spekter NMR vyplývá, že signály s chemickým posunem 43,75 - 44,25 ppm jsou methinové uhlíky a sinnály s posunem 38,0-38,5 ppm jsou methylenové uhlíky.

Aby bylo možno určit posuny v 13C NMR interpolymerů, bylo pracováno těmito postupy a za těchto podmínek. Byl připraven 5 - 10 % (hmotnostní procenta) roztok polymeru ve směsi, která se skládala 50 objemových procent 1,1,2,2,tetrachlorethanu-d₂ a 50 objemových procent 0,10 molárního Chrom tris(acetylacetonát) v 1,2,4-trichlobenzenu. NMR spektra byla snímána při 130 °C použitím „inverse gated decoupling sequence“ se šířkou pulsu 90 ° a délkou pulsu 5 sekund a více. Spektra byla vztažena na izolovaný signál methylenu v polymeru s posunem přidělený 30,000 ppm.

Má se za to, že tyto signály jsou důsledkem sekvence dvou hlava-pata vinyl aromatických monomerů, kterému předchází a následuje inzerovaný alespoň jeden α-olefin, např. tetráda ethylen,/styren/styren/ethylen kde inzerce monomeru styrenu do tetrád se výlučně vyskytuje v 1,2 (hlava -pata) případě. Odborník v této oblasti techniky pochopí, že tetrády zahrnují vinyl aromatický monomer jinak než styren a aolefin a jinak než ethylen a pak tetráda ethylen/vinyl aromatický monomer/vinyl aromatický monomer/ethylen povrde k vzrůstu podobných píků v 13C NMR, ale s lehce odlišnými chemickými posuny.

Tyto polymery jsou připravovány polymerací při teplotách od -30 °C do 250 °C v přítomnosti katalyzátorů obecného vzorce:

Cp / \ (ER₂)_m ^Z /MR'₂ Cp

A A AA • A A A

A A A

AAA

A A A

AA AAAA

AAA AA A A

A AAAA

A AAAA

A A AAA AAA A A A

Kde C_p je nezávisle na sobě substituovaná cyklopentadienylová skupina, která tvoří π-vazbu s Μ; E je C nebo Si; M je kov ze IV skupiny s výhodou Zr nebo Hf, nejvýhodněji Zr; R je nezávisle na sobě H, hydrokarbyl, silahydrokarbyl nebo hydrokarbylsilyl obsahující do 30 s výhodou 1 až 20, ještě výhodněji 1 až 10 atomů uhlíku nebo křemíku; každá R je nezávisle a sobě H, halogen, hydrokarbonyl, hydrokarboxyl, silahydrokarbyl nebo hydrokarbylsilyl obsahující do 30 s výhodou 1 až

20, ještě výhodněji 1 až 10 atomů uhlíku nebo křemíku nebo dvě R skupiny společně jsou 1,3 butadien substituovaný Ci._w hydrokarbonylem; m je 1 nebo 2; a výhodně v přítomnosti aktivujícího kokatalyzátoru. Zvláště vhodné substituované cyklopentadienylové skupiny obecného vzorce:

kde každá R je nezávisle na sobě H, hydrokarbyl, silahydrokarbyl nebo hydrokarbylsilyl obsahující do 30 s výhodou 1 až 20, ještě výhodněji 1 až 10 atomů uhlíku nebo křemíku nebo dvě R skupiny tvoří dohromady divalentní derivát této skupiny. S výhodou R je nezávisle na místu výskytu (včetně příslušných izomerú) vodík, methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, benzyl, fenyl, nebo silyl nebo ( kde je je to vhodné) dvě takové R skupiny, které spojené k sobě tvoří systém spojených kruhů jako je indenyl, fluorenyl, tetrahydroindenyl, tetrahydrofluerenyl nebo oktahydrofluorenyl.

Zvláště výhodné katalyzátoru zahrnují např. racemický (dimethylsilanediyl(2methyl-4-fenylindenyl)) zirkonium dichlorid, racemický (dimethylsilanediyl(2-methyl-4fenylindenyl)) zirkonium 1,4-difenyl-1,3-butadien, racemický (dimethylsilanediyl(2methyl-4-fenylindenyl) zirkonium di-C-1.4 alkyl, racemický (dimethylsilanediyl(2-methyl4-fenylindenyi) zirkonium di-C-M alkoxid nebo jakákoliv jejich kombinace.

Další preparativní způsoby pro statistické interpolymery byly popsány v literatuře. Longo a Grassi (Makromol. Chem., Volume 191, str. 2387 až 2396 [1990] a D'Anniello a spol. (Journal of Applied Polymer Science, Volume 58, str. 1701-1706 [1990] oznámili použití katalytického systému methylalumoxanu (MAO) a cyklopentadienyltitanium trichloridu (CpTiCb) pro přípravu kopolymeru styrenu a ethylenu. Xu a Lin (Polymer Preprints, Am. Chem. Soc., Div. Polym. Chem.) Volume

9 9 9

9 9 9

999 999

99

9·9 · «9

9 9

9 9

9 9

9999

35, str. 686, 687 [1994] publikovali kopolymeraci za použití TiCl3/NdCl3/AI(iBu)₃ katalyzátoru za vzniku statistického kopolymeru styrenu a propylenu. Lu a spol. (Journal of Applied Polymer Science, Volume 53, str. 1453-1460 [1994]) popsali kopolymeraci ethylenu a styrenu za použití TiCl4/NdCl3/MgCI₂/AI(Et)3 katalyzátoru. Výroba α-olefin/vinyl aromatický monomer interpolymerů jako propylen/styren a buten/styren byla popsána v United States patent č. 5,244,996, který vlastní Mitsui Petrochemical Industries Ltd.

Polymerace může probíhat v roztoku, v suspenzi nebo v plynné fázi. Dále polymerace může být prováděny vsádkově nebo kontinuálním způsobem polymerace. V kontinuálním způsobu jsou ethylen, vinyliden aromatický monomer nebo stericky bráněný alifatický vinylidénový monomer, solvent a výhodně propylen nebo variabilně třetí mnonomer kontinuálně přiváděny do reakční zóny reaktoru a polymerní produkt kontinuálně z ní odváděn.

Obecně statistický interpolymer může být polymerován za podmínek ZieglerNatta nebo Kaminsky-Sinn typů polymerační reakce, to znamená při reakčních tlacích v rozmezí od atmosferikého tlaku do 350 MPa (3500 atmosfér). Reakční teplota je typicky od -30°C do 200 °C. S výhodou je reakční teplota vyšší než 80 °C, typicky 100 - 200°C a s výhodou 100 - 150 °C, to znamená, že teploty vyšší než 100°C favorizují vznik polymerů o nižších molekulových hmotnostech. Při teplotách nad teplotou autopolymerace jednotlivých monomerů může vnikat určitý objem produktů homopolymerní polymerace v důsledku výskytu volných radikálů schopných polymerovat.

V případě způsobu polymerace v suspenzi, statistický interpolymer využívá katalyzátory výše popsané, které jsou naneseny na inertním nosiči, jako je oxid křemičitý. Praktické omezení těchto polymerací je to, že polymerace v suspenzi probíhá v kapalných diluentech, v který je produkt polymerace značně nerozpustné. S výhodou diluent pro polymeraci v suspenzi je jeden nebo více uhlovodíků s méně než 5 atomy uhlíku. Jeli to žádané, nasycené uhlovodíky jako jsou ethan, propan, nebo butan mohou být použity jako celé nebo v součásti dilutentu. Nejvýhodnější dilutent obsahuje alespoň vetší část monomeru nebo monomerů, které budou polymerovány.

Teplota skelného přechodu statistických interpolymerů vzrůstá tak jak vzrůstají molární procenta vinyliden aromatického komonomeru nebo stericky bráněného alifatického vinylidenového komonomeru. Což dává možnost ovlivňovat objem «· ·* • 9 9 ·

999 999

9 • 9 99 ·· ····

9999 vinyliden aromatického komonomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden komonomeru a tím řídit lepivost adhesivního systému. Především statistické ethylen/styren interpolymery, které obsahují od 1 až méně než 5 molárních procent styrenu bude mít Tg přibližně ob -15°C do -20 °C; statistické ethylen/styren interpolymery, které obsahují od 5 až méně než 25 molárních procent styrenu bude mít Tg přibližně ob -15°C do -0 °C; a statistické ethylen/styren interpolymery, které obsahují alespoň 25 molárních procent styrenu budou mít Tg přibližně od 0°C do 30 °C, Tg byla určena diferenční kalorimetrií. Adekvátně interpolymery, s velmi nízkými molekulovými hmotnostmi, ethylenu a alespoň jednoho vinyliden aromatického komonomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden komonomeru mohou být použity jako výhodné tackifier složky pro adhesivní systémy. Odborníci z této oblasti techniky rozpoznají, že inkorporace termonomerů, jako jsou další α-olefiny, zvýší různě teploty skleného přechodu, než je možné provést podle dřívějšího.

Nadto nebo jako alternativa k regulaci obsahu styrenu v statistickém interpolymeru , jestliže jsou prostředky u kterých je požadována teplota skleného přechodu alespoň -10°C, zvláště je li požadováno, aby si prostředek udržel elastomerní vlastnosti, je výhodné, aby takovýto prostředek obsahoval alespoň jeden statistický interpolymer a alespoň jeden tackifier.

Zde používaný termín „tackifier“ znamená jakýkoliv prostředek založený na uhlovodíku, který je užitečný pro vzrůst teploty skleného přechodu statistickém interpolymeru alespoň o 5 °C a/nebo který předává lepivost tavnému lepidlu, které obsahuje statistický interpolymer. ASTM D1878-61T definuje lepivost jako „vlastnost látky schopné vytvořit vazbu o s měřitelnou pevností v tahu v okamžiku kontaktu s jiným materiálem.

Lepivé pryskyřice vznikají polymerací ropy a zdrojů terpenů a z derivatizací pryskyřic z dřeva, klovatiny a taliového olej. Různé třídy tackifierů obsahují přírodní pryskyřici z dřeva, taliový olej a jeho deriváty, cyklopentadienylové deriváty, jaké jsou popsané v patentové aplikaci GB 2,032,439A. Další typy tackifierů zahrnují alifatické C₅ pryskyřice, polyterpenové pryskyřice, hydrogenované pryskyřice, směsné alifaticko-aromatické pryskyřice, estery přírodní pryskyřice, přírodní nebo syntetické terpeny, fenolické terpeny a hydrogenované estery přírodní pryskyřice.

Přírodní pryskyřice je pevná látka, která se přirozeně vyskytuje voleo pryskyřici borovic a typicky pochází z oleo pryskyřicových ecsudátů živých stromů, ze starých pařezů a z taliového oleje vzniklého jako vedlejší produkt při výrobě

04 • · · · · · • 0 ····

4 0 4 • 4 4 4 4 4 4

0 4 4 · ·

0004 04 4

004 004

4 kraftového papíru.Po jejím získání, může být pryskyřice podrobena hydrogenaci, dehydrogenaci, polymeraci, esterifikaci a dalším způsobům zpracování. Přírodní pryskyřice je typicky tříděna jako klejopryskyřice, kalafuna, nebo jako pryskyřice taliového oleje, podle jejího původu. Tyto látky mohou být použity nemodifikované ve formě esterů polyalkoholů a mohou být polymerovány přes inherentní nenasycenost molekul. Tyto látky jsou komerčně dostupné a mohou být vmíchány do adhesivních prostředků použitím standardních technik směšování. Ukázkovými příklady takovýchto derivátů pryskyřice zahrnují pentaerythritolvé estery taliového oleje, klejopryskyřice, kalafuna a jejich směsi.

Exemplární alifatické pryskyřice zahrnují ty, které jsou dostupné obchodními jmény Escorez™, Piccotac™, Mercures™, Wingtack™, Hi-Rez™, Quintone™, Tackirol™ atd.. Exemplární polyterpeny pryskyřice zahrnují ty, které jsou dostupné obchodními jmény Nirez™, Picclolyte™, Wingtack™, Zonatez™ atd. Exemplární hydrogenované pryskyřice zahrnují ty, které jsou dostupné obchodními jmény Escorez™, Arkon™, Clearon™ atd.. Exemplární směsné alifaticko-aromatické pryskyřice zahrnují ty, které jsou dostupné obchodními jmény Escorez™, Regaite™, Hercures™, AR™, Imprez™, Norsolene™ M, Marukarez™ , Arkon™ M, Quintone™, Wingtack™, atd. Jedna zvláště výhodná třída tackifierů, která zahrnujestyren/amethylenstyren tackifiery, je dostupná od Hercules. Další tackifiery jsou použitelné, za předpokladu, že jsou kompatibilní s homogenně lineárními nebo značně liearními ethylen/a-olefin interpolymery a výhodným plastifikátorem.

Vhodný tackifier může být vybrán podle kriterií popsaných Hercules v J.Simons, Adhesives Age, „The HMDA Concept: A New Method for Selection of Resins“, November 1996. Tento odkaz diskutuje důležitost polarity a molekulové hmotnosti pryskyřice pro určení kompatibility s polymerem. Pro statistické interpolymery užitečné v oblasti nárokovaného vynálezu jsou výhodné polární prykyřice s nízkou molekulovou hmotností.

Tackifiery jsou přítomné v prostředcích v množstvích alespoň 10, typicky alespoň 20 hmotnostních procentech. Tackifiery jsou přítomné v prostředcích v množstvích ne více než 90, s výhodou ne více než 75 a nejvýhodněji ne více než 70 hmotnostních procent.

V případě statistického interpolymeru alespoň jednoho α-olefinu a monovinyliden aromatického monomeru, výhodné tackifiery mají jistý stupeň aromatického charakteru pro podporu kompatibility, zvláště v případu má li statistický ·· · · « A interpolymer vysoký obsah monovinyliden aromatického monomeru. Jako počátečný ukazatel, kompabilitní tackifiery jsou ty, o kterých je známo, že jsou kompabilitní s ethylen/vinylacetátem, který má 28 hmotnostních procent vinylacetátu. Obzvlášť vhodné třídy tackifierů zahrnují Wingtack™ 68, Hercotac™ 1149 Eastman H-130 a styren/a-methylstyren tackifiery. Další výhodný tackifier je Piccotex 75, čistá monomerní uhlovodíková pryskyřice, která má teplotu skleného přechodu 33 °C, a která je dostupná od Hercules.

Zde byla věnována pozornost nečekanému prospěchu spojeného se vzrůstem teploty skleného přechodu statistického interpolymeru přidáním kompatibilního tackifierů, tehdy je li použit kompatibilní tackifier, nevzroste pouze teplota skleného přechodu, ale vzroste i pevnost v tahu bez odpovídajícího poklesu elongace k přetržení , vztaženo k nemodifikovanému statistickému interpolymeru. Ačkoliv je tento efekt patrný u statistického interpolymeru, který má jak vyšší tak nižší obsah komonomerů, efekt je nejvíce patrný u statistického interpolymeru, který má 45-65 hmotnostních procent monovinyliden aromatického nebo stericky bráněného alifatického komonomerů, který je nejvíce elastomerní ze statistických interpolymerů. Toto je opačné vzhledem k očekávanému, např. jestliže křehká látka s nízkou molekulovou hmotností je přidána k elastomerní látce, látka s nízkou molekulovou hmotností zředí polymerní síť, což vede k poklesu pevnosti v tahu a elongace k přetržení, vzhledem k samotnému polymeru.

Zlepšení pevnosti v tahu je cenné pro řadu aplikací jako jsou lepidla, aplikace elastomerních filmů, samohybné části, plášťování drátů a kabelů, zboží dlouhodobé spotřeby (jako zařízeni), těsnění a podrážky bot.

Např. v případě adhesivních prostředků bylo zjištěno že, když je teplota skelného přechodu statistického interpolymeru nižší než -20 °C, tak prostředek vykazuje špatnou pevnost adhese a lepivost. Avšak vzrůstem teploty skelného přechodu na 0°C přidáním tackifierů vzroste pevnost adhese prostředku.

V případě zlepšené odolnosti vůči slepování, je vhodné vyvarovat se pojení nebo slepování tablet polymeru během transportu a skladování . Tedy využití prostředků z vynálezu, které obsahují statistický interpolymer a tackifier, takže teplota skelného přechodu je vyšší než teplota při transportu nebo skladování, bude vzrůstat s pevností tablet polymeru a povede k odolnosti vůči deformacím během transportu nebo skladování. V dalším provedení, tablety statistického interpolymeru ·· ·· ·* ··,, ., ,, »·♦· ·· · · · » · • · » ··· , « , , • · · ·· · · · ·····< ··· · · · · , *· ··»« ,* , ,, ,, mohou být potaženy tackifierem za vytvoření prostředku se zvláštním povrchem, který obsahuje statistický interpolymer a tackifier, které minimalizuje slepování.

Prostředky z vynálezu, které obsahují tackifier, naleznou uplatnění v aplikacích, které tlumí zvuk. Např. pro tlumení zvuku musí být materiál schopen rozptýlit vysoké hladiny energie při širokém rozmezí frekvencí běžného zvuku za podmínek okolí. Toto se vyskytuje, je li teplota skleného přechodu v rozmezí -20 10 °C. Prostředky z vynálezu, které mají teplotu skleného přechodu v tomto rozmezí, tlumí zvuky v různých konstrukcích jako jsou automobily.

Pomocné látky procesu, které jsou zde nazývány plastifikátory, výhodně redukují viskozitu prostředku, jako např. lepidla, a zahrnují ftaláty, jako je dioktyl ftalát diisobutylftalát, přírodní oleje jako je lanolín a parafín, naftenické a aromatické oleje získané destilací ropy a kapalné pryskyřice z přírodní pryskyřice nebo ropného základu.

Exemplární třídy olejů užitečných jako pomocné látky procesu zahrnují bílé synthetické oleje (jako Kaydol™ olej (dostupný od Witco) a Shellflex™ 31 naftenický olej (dostupný od Shell Oil Company). Další vhodný olej je Tuflo™ olej (dostupný od Lyondell).

Když jsou použity pomocné látky procesu, tak jsou přítomny v prostředku v množství alespoň v 5 %. Pomocné látky procesu jsou obvykle přítomny v množství ne více než 60 s výhodou ne více než 30 a nejvýhodněji ne více než 20 hmotnostních procent.

Prostředky obsahující statistický interpolymer ethylenu a alespoň jednoho vinyliden aromatického monomeru nebo sférického alifatického vinyliden monomeru a výhodně C3-C20 α-olefinu mohou být upraveny extenčním nebo modifikujícím prostředkem. Exemplární extenční nebo modifikující prostředky zahrnují parafinický vosk, krystalický polyethylenový vosk a/nebo homogenně lineární nebo značně lineární ethylen/a-olefin interpolymer.

Rovněž prostředek z vynálezu může dále obsahovat homogenně lineární nebo značně lineárním ethylen/a-olefin interpolymer jako extenční nebo modifikující prostředek. Modifikace prostředku homogenně lineárním nebo značně lineárním ethylen/a-olefin interpolymerem, zvláště, je li takový interpolymer elastomerem, vede k extenzi prostředku, který obsahuje statistický interpolymer a, který má vysoký

Φ· ·· » · · · » · · » · ·

ΦΦ »««« ·♦ «·«· • * Φ • · · • · · »· β · ·« • 9 9 · • 9 9 · ··· 4 · 4 • · • · · · lepidla, které obsahuje statistický obsah styrenu, a zlepšuje lepivost a modul interpolymer, který má nízký obsah styrenu.

Homogenně lineární nebo značně lineární ethylen/a-olefin interpolymer je polymer ethylenu připravený použitím jednopolohovým, jednopolohovým metalocenovým, nebo jednopolohovým katalyzátoru s vynucenou geometrií. Termínem homogenně je míněno to, že jakýkoliv komonomer je náhodně distribuován v molekulách interpolymeru a podstatě všechny molekuly interpolymeru mají stejný poměr ethylen/komonomer v tomto interpolymeru. DSC oblast tání homogenně lineárních nebo značně lineárních polymerů ethylenu se rozšiřuje, tak jak klesá hustota a/nebo, tak jak klesá průměr molekulové hmotnosti. Avšak na rozdíl od heterogenních polymerů má li homogenní polymer oblast tání větší než 115 °C (jako v případě polymerů, které mají hustotu větší než 0,940 g/cm³), tak takové polymery obvykle nemají dodatečnou zřetelnou oblast tání.

Homogenně lineární nebo značně lineární ethylen/a-olefin interpolymery užitečné ve vynálezu se dále liší od polyethylenu s nízkou hustotou připraveného vysokotlakým způsobem. V jednom ohledu vzhledem k tomu, že polyethylen s nízkou hustotou je homopolymer ethylenu, který má hustotu od 0,9 až 0,935 g/cm³, homogenně lineární nebo značně lineární ethylen/a-olefin interpolymery užitečné ve vynálezu vyžadují přítomnost komonomeru k redukci hustoty na oblast 0,9 až 0,935 g/cm³.

Homogenně lineární nebo značně lineární ethylen/a-olefin interpolymery užitečné ve vynálezu jsou obvykle charakterizovány úzkou distribucí molekulové hmotnosti (M_W/M_N). Pro lineární nebo značně lineární interpolymery je obvyklé M_w/M_a od 1,5- 2,5 s výhodou 1,8 -2,2.

Navíc nebo eventuelně,homogenita polymeru může být popsána SCBDI (Short Chain Branching Distribution Index) nebo CDBI (Composition Distribution Breadth Index), které jsou definovány jako hmotnostní procento molekul polymeru, které mají obsah komonomeru 50 procent střední obsahu celkového molárního množství komonomeru. SCBDI polymeru je snadné spočítatz dat získaných technikami, které jsou v tomto oboru běžně používané. Např. frakční elucí rostoucí teplotou (TREF), která je popsána v Wild et al., Journal of Polymetr Science, Póly. Ed Phys. Ed., Vol.20, p. 441(1982), a Patent 4,798,081 (Hazlitt et al.) nebo v U.S. Patent 5,089,321 (Chum et al.). SCBDI nebo CDBI pro homogenně lineární polymery ·· ·· ·· • · · · · ·· • · · ·· «··· ♦ · · · · · • · · · · ·· ···· »· • · ··· ··· • ♦ · • ·· ·· nebo značně lineární polymery užitečné ve vynálezu jsou s výhodou větší než 50% a ještě výhodněji větší než 70 %, a s SCBDI a CDBI větší než 90 % jsou snadno dosažitelné.

Značně lineární ethylenové interpolymery jsou homogenní interpolymery, které mají větvení dlouhých řetězců, V důsledku přítomnosti větvení dlouhých řetězců, značně lineární ethylenové interpolymery jsou dále charakterizovány poměrem rychlosti tání (I10/I2), který se může nezávisle měnit na indexu polydipersity , což se také vztahuje na distribuci molekulové hmotnosti M_w/M_n. Tento rys dává do souladu značně lineární ethylenové interpolymery s vysokým stupněm s jejich procesní způsobilosti navzdory úzké distribuci molekulové hmotnosti. Jestliže jsou značně lineami interpolymery použity ve vynálezu, tak takovýto interpolymer bude charakterizován, tím že hlavní řetězec interpolymeru má 0,1 až 3 větvení dlouhých řetězců na 1000 atomů uhlíku.

Způsoby určení množství větvení dlouhých řetězců jak kvalitativně tak i kvantitativně jsou v tomto oboru známy, Pro kvalitativní způsoby určení větvení dlouhých řetězců vis., např. U.S. Patent Nos. 5,272,236 a 5,278,272. Jak je v nich uvedeno Gas extrusion rheometr (GER) je použit pro určení rheologického procesního iondexu (Pl) kritická rychlost smyku při náběhu zlomu povrchu taveniny a kritické smykové napětí k celkovému zlomu taveniny indikují přítomnost nebo absenci větvení dlouhých řetězců.

Pro kvantitativní způsoby určení větvení dlouhých řetězců vis., např. U.S. Patent Nos. 5,272,236 a 5,278,272; Randall (Rev. Macromol. Chem. Phys., C29 (2&3), p. 285-297),, které diskutuje měření větvení dlouhých řetězců použitím 13C NMR, Zimm, G.H. a Stockmayer, W.H., J.Chem. Phys., 17, 1301 (1949); a Rudin, A., Moder Methods of Polymer Characterization, John Wiley & Sons, New York (1991) pp. 103-112, které diskutují použití gelové permeační chromatografie spojené s detektorem rozptylu laserového paprsku, dopadajícího pod malým úhlem (GPCLALLS) a gelové permeační chromatografie spojené s viskozimetrickým detektorem. Dále A. Willem deGroot a P. Steve Chum, oba The Dow Chemical Company, 4, října na konferenci Fedeation of Analytical Chemistry and Spectroscopy Society (FACSS) v St. Louis, Missouri presentovali dat ukazující, že GPC-DV je užitečná technika pro kvantifikaci větvení dlouhých řetězců v značně lineárních ethylenových polymerech, navíc deGroot a Chum objevili, že tyto hodnoty kvantifikace větvení dlouhých řetězců ·· ···· ·· · ·· v značně lineárních ethylenových polymerech, dobře korelují s hodnotami větvení dlouhých řetězců získaných použitím ¹³C NMR.

Homogenně lineární nebo značně lineární exenční polymery jsou interpolymery ethylenu s alespoň jedním C₃-C₂oa-olefinem. Exemplární C₃-C₂₀aolefinyjsou propylen, isobutylen, 1-buten, 1-hexen, 4-methyl-1-penten, 1-hepten a 1okten, Výhodné C₃-C₂₀a-olefiny jsou 1-buten, 1-hexen, 4-methyl-1-penten, 1-hepten a 1-okten a nejvýhodnější jsou l.hexen a 1-okten.

Homogenně lineární nebo značně lineární extenční polymery jsou dále interpolymery ethylenu s alespoň jedním C₃-C₂₀a-olefinem a konjugovaným dienem, který má 6 až 15 atomů uhlíku. Reprezentativní příklady vhodných nekonjugovaných dienů jsou:

(a) nerozvětvené acyklické dieny jako 1,4-hexandien;1,5-heptandien; 1,6oktadien (b) rozvětvené acyklické dieny jako 5-methyl-1,4-hexandien; 3,7-dimethyl-1,6~ oktadien; 3,7-dimethyl-1,7- oktadien;

(c) alicyklické dieny s jedním kruhem jako 4-vinylcyklohexen;; 1-aUyl-4isoprproylidencyklohexen; 3-allylcyklopnenten;;4-allylcyklohexen; a 1isopropenyl-4-butylcyklohexen;

(d) fušovaný nebo propojený dienový kruh s multi cyklickými jako dicyklopentadien; alkenyl, alkyliden, cykloalkenyl, a cykloalkylliden norborneny jako 5-methylen-2-norbornen; 5-methylen-6-methyl-2norbornen; 5-methyien-6,6-dimethyl-2-norbornen; 5-propenyl-2-norbornen; 5-(3-cyklopentenyl)-2-norbornen; 5-ethyliden-2-norbornen; 5cyklohexyliden-2-norbornen; atd.

Výhodné nekonjugované dieny jsou vybrány ze skupiny, která obsahuje 1,4hexadien; dicyklopentadien; 5-ethyliden-2-norbornen ;5-methylen-2-norbornen; 7methyl-1,6-oktedien; piperylen; a 4-vinylcyklohexen. Jedinyývhodný konjugovaný dien je piperylen.

Ethylen/a-olefin interpolymery mají hustotu od 0,850 do 0,965 g/cm³, s výhodou od 0,850 do 0,900 g/cm³; a nejvýhodnější od 0,870 do 0,890 g/cm³.

Ethylen/a-olefin interpolymery mohou mít vysoké nebo nízké molekulové hmotnosti. Vhodný průměr molekulových hmotností je v rozsahu 3,000 až 100,000 s výhodou 3,000 až 60,000. Pro jisté aplikace je výhodné použití ethylen/a-olefin interpolymerů s průměrem molekulových hmotností nižším než 20,000 s výhodou s nižší než 12,000.

Homogenně rozvětvené lineární ethylen/a-olefin interpolymery mohou být připraveny použitím způsoby polymerace ( jak jsou popsány Elston v USP 3,645,99,2), které zajistí homogenní distribuci větvení krátkých řetězců. V jeho způsobu polymerace, Elton používá rozpustné vanadiové katalytické systémy pro přípravu těchto polymerů. Avšak další jako Mitsui Petrochemical Company a Exxon Chemical Company používají tzv. jednopolohové katalytické systémy pro přípravu polymerů, které mají homogenně lineární strukturu. Homogenně lineární ethylen/aolefin interpolymery jsou v současné době dostupné od Mitsui Petrochemical Company pod obchodní značkou „Tafmer“ a od a Exxon Chemical Company pod obchodní značkou „Exact“.

Značně lineární ethylen/a-olefin interpolymery jsou dostupné od The Dow Chemical Company jako Affinity™ polyolefinické plastomery.

V dalších provedeních ethylenové polymery s velmi nízkou molekulovou hmotností jsou použity jako extenční nebo modifikující prostředky. Ethylenové polymery s velmi nízkou molekulovou hmotností byly objeveny a nárokovány v PCT Application WO 97/262987.

Polymery s velmi nízkou molekulovou hmotností jsou bud¹ homopolymery ethylenu nebo interpolymery ethylenu a komonomeru vybraného ze skupiny, která obsahuje C3-C₂oa-olefiny, styren, alkylem substituovaný styren, tetrafluoroethylen, vinylbenzocyklobutan, nekonjugované dieny a cykloalkeny.

Polymery s velmi nízkou molekulovovou hmotností mají průměr molekulových hmotností nižší než 8200, s výhodou nižší než 6000 a ještě výhodněji nižší než 5000. Takové polymery s velmi nízkou molekulovou hmotností mají obvykle průměr molekulových hmotností alespoň 800 s výhodou alespoň 1300.

Polymery s velmi nízkou molekulovou hmotností na rozdíl od parafinických vosků a krystalického ethylenového homopolymeru nebo interpolymerních vosků mají M_w/M_a od 1,5 do 2,5 s výhodou od 1,8 do 2,2.

Polymery s velmi nízkou molekulovou hmotností vedou k nízkým polymerům a nízké viskozitě prostředku, ale mohou být charakterizovány krystalizačními teplotami, které jsou větší než krystalizační teploty odpovídajících látek s vyšší molekulovou

O O ······ · £j ······ ·· · ·· · hmotností o té samé hustotě. V adhesivních aplikacích vzrůst krystalizační teploty vysvětluje vzrůst vyšší teplotní odolnosti např, zlepšenou odolnost vůči stékáni u lepidel citlivých na tlak a zlepšenou smykovou adhesi při nedostatečné teplotě (SAFT) u tavná lepidel.

Když je polymer s velmi nízkou molekulovou hmotností interpolymer ethylenu a alespoň jednoho vinyliden aromatického komonomeru nebo stéricky bráněného alifatického vinyliden komonomeru, tak může být použit jako tackifier ( jak bylo popsáno výše). Dále tak jak vzrůstá procentuelní zastoupení ethylenu, tak vzrůstá krystaličnost interpolymerů. Proto polymery s velmi nízkou molekulovou hmotností ethylenu a méně než 10% alespoň jednoho vinyliden aromatického komonomeru nebo stéricky bráněného alifatického vinyliden komonomeru, které takto interpolymerují , tak takovéto interpolymery jsou použitelné jako vosky k řízení doby otevření/zavření adhesivního systému.

V dalším provedením je tradiční vosk použit jako extenční a modifikující prostředek. Modifikace lepidla parafinickým voskem, nebo krystalickým polyethylenovým voskem vede k zlepšenému účinku při vyšší teplotě, jako například zlepšenou odolností vůči stékáni a SAFT, a redukuje doby otevření/zavření lepidla, které obsahuje statistický interpolymer, který má vysoký obsah styrenu.

Exemplární tradiční vosky jsou homopolymery ethylenu, které jsou dostupné od Petrolite, lne. (Tulsa, OK) jako Polywax™ 500, Polywax™ 1500, Polywax™ 1000, Polywax™ 2000; parafinické oleje dostupné od CP Halí pod označením výrobku 1230, 1236, 1240, 1245, 1246, 1255, 1260 a 1262.

Polywax™ 2000 má molekulovou hmotnost přibližně 2000, M_w/M_n přibližně 1, hustotu při 16 °C 0,97 g/cm³ a bod tání přibližně 126 °C.

CP Halí 1246 parafinický vosk je dostupná od CP Halí (Stow. OH). CP Halí 1246 parafinický vosk má bod tání 62 °C (143 °F) viskozitu při 99 °C (210 °F) 4,2 centipoise a specifickou hmotnost při 23 °C (73 °F) 0,91 ;5.

Tradiční vosky, použité v lepidlu z vynálezu, obvykle mají hustotu alespoň 0,910 g/cm³. Takové vosky mají hustotu na více než 0,970 g/cm³, s výhodou na více než 0,965 g/cm³.

Aditiva jako jsou antíoxidanty (jako stericky bráněné fenoly např. Irganox ® 1010, Irganox ® b900 a Irganox ® 1076), fosforitany ( jako Irgagos ®)), UV stabilizátory, cling aditiva ( jako polyisobutylen), antiblokační aditiva, barviva, pigmenty, nebo plnidla, mohou být zahrnuty do prostředku z předloženého vynálezu, • · _O/1 ······ ·

Z Η ······ · · · ·· « za předpokladu, že neinterferují se zlepšenými vlastnostmi, které objevili předkladatelé.

Aditiva jsou použita v množstvích , která jsou běžně používány v oboru. Např. množství použitého antioxidantu je množství, které chrání polymer nebo prostředek před oxidací při teplotách a v prostředí během výroby, při skladování a při konečném použití polymerů. Tato množství antioxidantu jsou obvykle od 0,05 až 10 s výhodou 0,1 až 5 ještě výhodněji 0,1 až 2 % vztaženo na hmotnost prostředku. Pokud¹ je antioxidant použit tak je obvykle v množství menším než 0,5 hmotnostních procent vztaženo na celkovou hmotnost prostředku.

Obdobně množství jakéhokoliv vyjmenovaného aditiva je funkční množství, tak jako je množství k zajištění antblokování polymeru nebo směsi polymeru, k vyrobení žádaného množství použitím plnidla, k zajištění žádané barva barvivém nebo pigmentem. Takové množství jsou obvykle použita v rozmezí 0,05 až 50, s výhodou 0,1 až 35, ještě výhodněji 0,2 až 20 procent vztaženo na hmotnost statistického interpolymerů, ačkoliv plnidlo může být použito v množství vyšším než 90 hmotnostních procent, vztaženo na a hmotnost statistického interpolymerů.

Prostředky z vynálezu mohou být připraveny standardními procedurami smícháni taveniny. Především statistický interpolymer (interpolymery), tackifier (tackifiery) a pomocné látky procesu mohou být smíchány v tavenině při teplotě, kdy je dosaženo vzniku homogenní směsi taveniny, obvykle při teplotách 100°C -200°C v prostředí inertního plynu. Jakýkoliv způsob výroby homogenní směsi bez degradace roztavených komponent je dostatečný, jako například použití zahřívané nádoby opatřené míchadlem.

Dále statistický interpolymer (interpolymery), tackifier (tackifiery) výhodně exteční nebo modifikující prostředky mohou být použity v zařízení, které potahuje extruzí při aplikaci na substrát. Prostředky dále mohou být připraveny multi reaktor způsoby, např. v jednom reaktoru je vyráběn statistický interpolymer a další polymerní komponenty (jako polymer s velmi nízkou molekulovou hmotností nebo vosk) v druhém reaktoru do kterého jsou výhodně přiváděny další komponety například postranním vytlačovacím lisem.

V jednom výhodném provedení prostředek z vynálezu je připraven v podobě lepidla, které obsahuje alespoň jeden statistický interpolymer. Obvykle lepidlo obsahuje 5-75 hmotnostních procent alespoň jednoho tackifieru, s výhodou 10-70 hmotnostních procent alespoň jednoho tackifieru. Jak bylo uvedeno výše tackifier má • · • · · · ······ ··· .· · výhodně aromatický charakter. V některých případech tackifier je polymer s velmi nízkou molekulovou hmotností ethylenu a alespoň jednoho vinyliden aromatického komonomeru nebo stéricky bráněného alifatického vinyliden komonomeru, kde interpolymer obsahuje alespoň 25 % alespoň jednoho vinyliden aromatického komonomeru nebo stéricky bráněného alifatického vinyliden komonomeru.

Lepidlo z vynálezu dále může obsahovat alespoň jeden modifikující prostředek, jak bylo popsáno výše, Jestliže je takovýto prostředek použit, je obvykle přítomen v adhesivním systému v množství 5-75 hmotnostních procent. Jedním z takovýchto prostředků je tradiční vosk nebo polymer ethylenu s velmi nízkou molekulovou hmotností. V některých případech je polymer ethylenu s velmi nízkou molekulovou hmotností ethylenu a alespoň jednoho vinyliden aromatického komonomeru nebo stéricky bráněného alifatického vinyliden komonomeru, kde interpolymer obsahuje méně než 10 procent alespoň jednoho vinyliden aromatického komonomeru nebo stéricky bráněného alifatického vinyliden komonomeru.

Nadto lepidlo z vynálezu může obsahovat velké množství statistických interpolymerních komponent, které se liší v množství obsahu vinyliden aromatického monomeru nebo stéricky bráněného alifatického vinyliden monomeru, které se liší molekulovou hmotností, nebo , které se liší jak v obsahu vinyliden aromatického monomeru nebo stéricky bráněného alifatického vinyliden monomeru tak i molekulovou hmotností.

Je zřetelné, že lepidlo, které obsahuje velmi vysoký objem statistického interpolymeru, může být libovolně navrženo. Například jedno takové lepidlo může obsahovat jako komponentu, která uděluje lepidlu pevnost 5-75 hmotnostích procent statistického interpolymeru ethylenu a alespoň jednoho vinyliden aromatického komonomeru nebo stéricky bráněného alifatického vinyliden komonomeru, kde interpolymer má Mn větší než 10,000 a obsahuje od 10 k méně než 25 molárních procent alespoň jednoho vinyliden aromatického komonomeru nebo stéricky bráněného alifatického vinyliden komonomeru; jako vosk 5-75 hmotnostích procent statistického interpolymeru ethylenu a alespoň jednoho vinyliden aromatického komonomeru nebo stéricky bráněného alifatického vinyliden komonomeru, kde interpolymer má Mn nižší než 8200 a obsahuje od 1 k méně než 10 molárních procent alespoň jednoho vinyliden aromatického komonomeru nebo stéricky bráněného alifatického vinyliden komonomeru; a jako tackifier 5-75 • · · · • · ·· ·· · ······ • · · · · · · ···· ·· · · · ·· hmotnostích procent statistického interpolymerů ethylenu a alespoň jednoho vinyliden aromatického komonomeru nebo stéricky bráněného alifatického vinyliden komonomeru, kde interpolymer má Mn nižší než 8200 a obsahuje alespoň 25 molárních procent alespoň jednoho vinyliden aromatického komonomeru nebo stéricky bráněného alifatického vinyliden komonomeru.

Jak bylo uvedeno výše v J.CIass and S. Chu, Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Second Edition, D. Satas, e., 1989, pp 158 -204 požadavky na chování lepidel citlivých na tlak jsou definovány teplotou a poměrem závislých viskoelastických vlastnostích látky a prostředků.

Všeobecně pro vhodnou citlivost na tlak musí mít prostředky teplotu skelného přechodu -20 °C - 25°C, s výhodou -10 °C- 10°C, jak ukázáno z tan δ pík teploty při 1 radianu za sekundu, jak bylo určeno dynamickou mechanickou spektroskopií. Široké píky skelného přechodu jsou vhodné, protože, když je pík široký, tak lepidlo bude účinkovat v širším rozsahu teplot, čímž se zvýší je využitelnost. Dále lepidla, která mají široký sklený přechod, jsou obvykle charakterizovány tím, že se zvýší lepivost a pevnost adhese.

Podle toho co je známo z Dahquistova kritéria, všeobecně pro vhodnou citlivost na tlak musí mít prostředky modul pružnosti ve smyku na platu při 25 °C při 1 radianu za sekundu mezi 1 - 6 χ 10¹ N/cm² (1 x10⁵ -6 χ 10⁶ dynes/ cm²), s výhodou 1 - 3 N/cm² (1 x10⁵ -3 χ 10⁵ dynes/ cm²), jak bylo určeno dynamickou mechanickou spektroskopií. Látka tužší než tato, látka, která má modul pružnosti ve smyku na platu při 25 °C 1 χ 10² N/cm² (1 x10⁷ dynes/ cm²) nevykazuje přilnavost k povrchu při teplotě místnosti. Látka méně tužší než tato, látka, která má modul pružnosti ve smyku na platu při 25 °C 1 χ 10'¹ N/cm² (1 x10⁴ dynes/ cm²) je užitečná tím, že se jí nedostává dostatečné soudržnosti..

Zejména výhodná lepidla citlivá na tlak pro použití na štítky s nízkou pevností adhese mají G‘ 3 - 1 χ 10¹ N/cm² (1 x10⁵ -6 χ 10⁶ dynes/ cm²) (0,3 -1 MPa) a teplotu skelného přechodu -50 °C - -30 °C. Výhodná lepidla citlivá na tlak pro použití pro štítky v mraznicích mají G‘ 8 χ 10’¹ - 2 N/cm² (8 x10⁴ -2 χ 10⁵ dynes/ cm²) (0,08 -0,2 MPa) a teplotu skelného přechodu -45 °C —30 °C. Výhodná lepidla citlivá na tlak pro použití pro štítky použitelných při nízkých teplotách mají G‘ 2 - 1 χ 10¹ N/cm² (2 x10⁵ -1 χ 10⁶ dynes/ cm²) (0,2 -1 MPa) a teplotu skelného přechodu -25 °C —10 °C. Výhodná lepidla citlivá na tlak pro použití pro samolepících pásek, mají G‘ 7 - 5 χ 10¹ N/cm² (7 x10⁵ -5 χ 10⁶ dynes/ cm²) (0,7 -5 MPa) a teplotu ·· ··· · • · · • · · »· · · · skelného přechodu -10 °C - 10 °C. Výhodná lepidla citlivá na tlak pro použití na štítky s vysokou pevností adhese mají G‘ 2 - 6 N/cm² (2 x10⁵ - 6 x 10⁵ dynes/ cm²) (0,2 -0,6 MPa) a teplotu skelného přechodu 0 °C - 10 °C. Výhodná lepidla citlivá na tlak pro použití pro předměty na jedno použití mají G‘ 4 - 2 x 10¹ N/cm² (4 x10⁵ -2 x 10⁶ dynes/ cm²) (0,4 -2 MPa) a teplotu skelného přechodu 10 °C - 30 °C.

Teplota skelného přechodu je funkcí obsahu tackifieru, přítomnosti pomocných látek procesu a obsahu styrenu a molekulové hmotnosti statistického polymeru. Proto k zvýšení teploty skelného přechodu prostředku z vynálezu je možné zvýšit množství nebo teplotu skelného přechodu tackifieru, snížit množství pomocných látek procesu, nebo zvýšit množství vinyliden aromatického monomeru nebo stéricky bráněného alifatického vinyliden monomeru v statistickém interpolymer. Modul pružnosti ve smyku na platu je funkcí přítomnosti a množství pomocných látek procesu a obsahu styrenu a molekulové hmotnosti statistického polymeru. Ke snížení G‘ je možné zvýšit snížit množství pomocných látek procesu v prostředku nebo zvýšit množství zvýšit množství vinyliden aromatického monomeru nebo stéricky bráněného alifatického vinyliden monomeru v statistickém interpolymer.

Předložený vynález je konkrétně vyložen v příkladech jednotlivých provedení nárokovaného vynálezu, které jej v žádném případě neomezují.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1: Příprava lepidel založených na statistických interpolymerch ethylenu a monovinyliden aromatického komonomeru

Polymer A byl připraven míchaném polospojitém vsádkovým reaktoru o objemu 3,8 I (1 galon). Reakční směs se skládala z přibližně 1100 gramů cyklohexanu a 818 gramů styrenu. Před předložením do reaktoru byly jak solvent, styren, a ethylen vyčištěněny tak, že z nich byla odstraněna voda a kyslík. Dále byl odstraněn inhibitor ze styrenu. Teplota v reakční nádobě byla nastavena na 60 °C a tato teplota byla udržována průtokem chladivá chladícím hadem. Pak byl reakční nádoba natlakována ethylenem na 4,8 kPa (100psig). Řízeným způsobem byl přidán vodík ke řízení molekulové hmotnosti. Řízeným tokem vmolárním poměru 1/1,5/20 byly kombinovány přiváděny komponenty katalytického systému, který obsahoval katalyzátor obsahující monocyklopentadienyl titan - (N-1,1dimethyi)dimethyl(1φφ ·Φ φ φ ·

Φ Φ ·· • · · · · φφ φφφφ • φ φ φ · · · · ·»···· φφφ · · · · φ φφ φφφφ φ φ φ φφ · · (1,2,3,4,5-eta)-2,3,4,5-tetramethyl-2,4-cyklopentaclien-1-yl)(2-)N)-dimetyl, titan, CAS # 135072-62-7, Tris(pentafluorofenyl)bor, CAS # 001109-15-, modifikovanymethyaluminoxan Typ 3A CAS # 146905-79-5. Po nastartování reakce byl do reakční nádoby přiváděn ethylen, tak aby v ní byl udržován stálý tlak. V tomto případě bylo do reakční směsi založena 50 g ethylenu a další ethylen byl do reakční nádoby přiváděn rychlostí 5,6 g/min, celkové množství ethylenu činilo 87 g. Reakce probíhala dále po 30 minut. Pak byl přerušen tok katalyzátoru, ethylen byl odstraněn z reakční směsi a do roztoku bylo přidáno 1000 ppm antioxidantu Irganox™ 1010 a pak byl polymer izolován z roztoku. Výsledný polymer může být z roztoku izolován použitím vytlačovacího lisu.

Příprava adhesivních prostředků

Uvedený statistický interpoiymer, tackifier, plastifikátor, styren block kopolymer a antioxidant byly přidány v indikovaném množství do Haake Rheocord 40 mixeru, který míchá pomocí 200 g koule při 130 °C a 95 otáčkách za minutu. Přísady byly míchány 5 minut dokut neroztály.

Escorez™ 5300 ropná uhlovodíková pryskyřice je tackifier dostupný od Exxon Chemical Company (Houston, TX).

Irganox™ B900 stericky bráněný fenolický antioxidant je dostupný od CibaGeigy.

Primoil 355 je minerální olej.

Prostředku z příkladu 1 byla změřena počáteční viskozita a viskozita po třech dnech použitím Brookfield viskozimetru při 177 °C (350 °F), test lepivost, modul G‘ a pík tan delta. Prostředky a změřené vlastnosti jsou uvedeny v Tabulce 1. V případě modulu a pík tan delta jsou hodnoty získané z počítačového zpracování výsledků. Tabulka 1

	Příklad 1
Polymer A	100/45,2
EscorezIM 5300 tackifier	100/45,2
Primoil 355	20/9,0
Irganox'M B900 antioxidant	1/0,5
Test lepivost	94
G‘ při 0°C (N/cm2 (MPa))	1,58 x 103 (158)

·· ·· ► · · · > · 9 9

9

9

9 99 9

G‘ při 25°C (N/cm2 (MPa))	7,94 (0,794)
G* při 50°C (N/cm2 (MPa))	1,58 (0,158)
G‘ při 75°C (N/cm2 (MPa))	2,51 x 10‘1 (0,0251)
Teplota při které G‘=10'1 N/cm2 (10kPa) (°C)	89
Teplota při které G‘=1 N/cm2 (100kPa) (°C)	57
Pík tan delta (ĎC)	4

Jak je uvedeno v Tabulce 1 lepidlo z příkladu 1 splňuje Dahlguistovo kriteria, což ukazuje jeho vhodnost pro tradiční lepidlo citlivé na tlak. Lepidlo z příkladu 1 je dále výhodné v tom, že má teplotu skleného přechodu v rozmezí -45°C -30 °C. Vzhledem k datům z příkladu a v jejich spojení s Dahlguistovým kriteriem je lepidlo vhodné pro použití jako štítky s vysokou pevností adhese a/nebo pro samolepící pásky.

Příklady 2-8 a komparativní příklady A a B: tavného lepidla pro lepení hliníku

Příprava ethylen styrenu interpolymeru B a C

Polymer byl připraven míchaném polospojitém vsádkovým reaktoru o objemu 1500 I (400 galon) za procesních podmínek uvedených v Tabulce 2. Reakční směs se skládala z přibližně 950 I (250 galonů) rozpouštědla, které obsahovalo cyklohexan (85 hmotnostních procent) a isopentan (15 hmotnostních procent) a styren. Před předložením do reaktoru byly jak rozpouštědlo, styren, ethylen vyčištěny tak, že z nich byla odstraněna voda a kyslík. Dále byl odstraněn inhibitor ze styrenu. Inert byl odstraněn během plnění reakční nádoby ethylenem. Pak byla reakční nádoba natlakována na požadovaný tlak ethylenem. Pak byl přidán vodík ke řízení molekulové hmotnosti. Teplota v reakční nádobě byla řízena na požadovanou hdnotu měněním teploty vodného topného pláště. Před polymerací byla reakční nádoba zahřátá na požadovanou teplotu polymerace a řízeným tokem v molárním poměru 1/3/5 byly kombinovány přiváděny komponenty katalytického systému, který obsahoval katalyzátor obsahující titanium:( N-1,1-dimethylethyl)dimethyl(1-(2,3,4,5 eta)-2,3,4,5-tetramethyl-2,4-cyklopentadien-1 -yl)silanaminato))(2-)N)-dimethyl, CAS # 135072-62-7, Tris(pentafluorofenyl)bor, CAS # 001109-15-, modifikovanymethyaluminoxan Typ 3A CAS # 146905-79-5. Po nastartování reakce «© ·· ····

I · · • · 4 • · 4 » · · · 4 byl do reakční nádoby přiváděn ethylen, tak aby vní byl udržován stálý tlak. V některých případech je dodáván vodík do horní části reaktoru k dodržení jeho molárního poměru vzhledem k ke koncentraci ethylenu. Po skončení reakce byl přerušen tok katalyzátoru, ethylen byl odstraněn z reakční směsi a do roztoku bylo přidáno 1000 ppm antioxidantu Irganox™ 1010 a pak byl polymer izolován z roztoku. Výsledné polymery může být z roztoku izolován použitím vytlačovacího lisu.

Tabulka 2

Vzorek	Použité rozpouštědlo	Použitý styren	Tlak	Teplota	Celkové množství H2	Reakční doba	Polymer v roztoku
Ibs	kg	Ibs	kg	Psig	kPa	°C	Gram	Hod.	Hmot. %
(B)	839	381	661	300	105	724	60	53,1	4,8	11,6
(C)	1196	542	225	102	70	483	60	7,5	6,1	7,2

Vzorek	Index tání (l2 při 190 °C)	Celkový styren v polymeru Hmot %	Talc hladiny (Hmot. %)	Způsob izolace
(B)	2,6	45,5	0	Vytlačovací lis
(C)	0,03	29,8	0	Vytlačovací lis

Ίί

Celkový styren v polymeru by stanoven FTIR technikou

Charakteristika interpolymerů a vinyl aromatického polymeru je uvedena v Tabulce 3. Nesmíchané polymery poskytují komparativní příklady tohoto vynálezu.

Testy a charakterizační data interpolymerů byly získány následujícími způsoby. Destičky jsou lisovány takto. Vzorky jsou taveny při 190 °C po 3 minut a lisovány při 190 °C za tlaku 20,000 liber další 2 minuty. Postupně je roztavená látka ochlazována v lisu při teplotě místnosti.

Stanovení diferenční skenovací kalorimetrií (DSC) byla provedena takto. Byl použi DuPont DSC-2920 k změření teplot termálního přechodu a tepla přechodu interpolymerů. Aby byla eliminována předchozí termální historie byly vzorky nejdříve zahřátý na 200 °C. Křivky zahřívání a chlazení byly zaznamenávány při 10°C/min. Teploty tání (z druhého zahřívání) a krystalizace byly zaznamenány teplot tání endhoterm a respektive exotherm.

Stanovení smyková reologie taveniny byly provedeny takto. Měření oscilační smykové reologie byla provedena Rheometrics RMS-800 rheometrem. Reologucké «« 0 0 • · · • 0 · • · · · · · • · • 0 0 0 «· 00 ·· • •0» • · · 0 · · • · · · · • · · · 0 0 ·· vlastnosti byly zjišťovány na isothermně při 190 °C při frekvenčním modu sweep. V tabelovaných datech je η viskozita a η(100/0,1) je poměr viskozity z hodnot získaných při frekvenci 100/0,1 rad/sec.

Tvrdost podle Shorea A byla měřena při 23 °C pomocí ASTM-D240

Flexuralní modul je odvozen pomocí ASTM-D790.

Mechanické vlastnosti lisovaných vzorků byly měřeny Instrom 1145 strojem pro zkoušky tahem, který byl opatřen extenzometrem. ASTM-D638 vzorky byly testovány při rychlosti deformace 5 min'¹. Průměr čtyř stanoveních je v tabulce. Namáhání na mezi kluzu a namáhání k trvalé deformaci byly zaznamenány jako bod inflexe příslušních křivek. Energie k přetržení je plocha pod příslušnými křivkami.

Relaxace napětí v tahu byla určena takto. Jednosměrná orientace relaxace napětí v tahu je odvozená z použití Instrom 1145 stroje pro zkoušky tahem. Lisovaný film (přibližně 0,0508 cm silný (20 mil)) s 2,54 cm ( 1”) měřenou délkou je deformován na 50 procent s rychlostí deformace 20 min'¹. Síla, která je potřená k 50 % elongaci je měřena 10 minut Velikost relaxačního napětí je definováno jako (ή-ff/fj), kde f, je počáteční síla a ff konečná síla.

Data thermomechanické analýzy byly získány pomocí přístroje Perkin Elmer TMA 7. Penetrace sondou do 1 mm byla měřena na 2 mm silných lisovaných dílech použitím rychlosti zahřívání 5 °C/min a zatížením 1 Newton.

9 9

9 9

9 9 9

9

9 • · **»*

9 9 9

9 9 9

9 9 9

9 9

Tabulka 3

Interpolymerní a vinyliden aromatické polymerní míchané prostředky

	(C)	(D)
Prostředek
Hmotnost. % ataktického polystyrenu v Interpolymerů1	10,3	1
Hmotnost. % styrenu1	43,4	29,3
Hmotnost. % ethylenu	56,6	70,7
Molar. % styrenu	17,1	10
Molar. % ethylenu	82,9	90
Molekulová hmotnost
Rychlost tání, l2 (g/10 min)	2,62	0,03
Mnx 10J	66,8	118,1
Mw/Mn	1,89	2,04
Fyzikální vlastnosti
Hustota (g/cmJ)	0,9626	0,943
Tm, °C	49,6	71,3
% krystaličnosti	4,8	14,7
Tc, °C	22,1	58,1
Tg(DSC)	přibližně -12	-17,2
Mechanické vlastnosti
Shore A	75	88
Tažný modul	6,5	20
Flexulární modul	68,8	62,1
Namáhání na mezi trvalé deformace MPa	1,3	2,4
% napětí k deformaci	475,3	377,5
Napětí k přetržení MPa	22,6	34,3
Energie k přetržení, N.m	102,2	145,5
% relaxační napětí (50 %/10 min)	38	30,2
Reologie taveniny
ηχ10'5 (0,1nrad/sec), poise	1,05	16,6
η(100/0,1)	0,15	0/Í62
Tan δ (0,1 rad/sec)	4,2	2,37

měřeno NMR poměr η(1,6)/η(0,1) • 4 »· *4*4 »4 • 4 4*44

4 4 4 4 4

4 4 4 4 • 4 4444 44 • 4 44

4 4 4 4

4 4

4 444 444

4 4 * 4 4 4

Prostředky popsané v tabulce 4 byly připraveny v 60 ml Brabenderově mixeru použitím válcovitých břitů. Nádoba byla před předložením polymeru vzhřáta na na 130 °C. Rychlost břitů byla 30 ot/min. Po té co se polymer spojil (přibližné po 5 minutách) byly v malých porcích 10 až 30 minut přidávána další komponenty. Rychlost přidávání závisela na rychlosti s jakou se vmíchával materiál do směsi. Tam kde díky viskozitě roztavené látky špatně pojily, byl použity vyšší teploty a delší čas míchání. Po dokončení přidávání byla směs míchána ještě 10 minut nebo do té doby, kdy byl vzorek homogenní.

Vzorky lepení byly připraveny z 3,17 x 15 cm pásů hliníkové folie 0,002 cm silné. Povrch byl očištěn před lepením methylethylketonem, aby byly odstraněny veškeré nečistoty. Vzorky byly připraveny v tetraedrovém lisu, kde na tlačná desce byla nastavena teplota 177 °C. Vzorky byly stlačovány mezi vrstvami papíru, který uvolňuje silikon v tímto cyklem (1) temperování 30 sekumd při 177 °C před stlačením, (2) stlačení pístem stalkem 11,2 kg/cm², (3) udržení tlaku 2 minuty a uvolnění. Tlak odpovídá přibližně 1,4kg/cm² na vzorky.

Vzorky byly testovány na pevnost adhese (ASTM-1876) použitím Instrom 1145 stroje pro zkoušky tahem. Rychlost křížové hlavy byla 2,5 cm/min. Vzorky prostředku a jejich účinek jsou uvedeny v tabulce 4.

• ·

Tabulka 4

	Druh polymeru a množství (hmot. %)	Tackifier (hmot. %)	Vosk (hmot. %)	Pevnost adhese
Příklad 2	Polymer B -100			98
Příklad 3	Polymer B--50	Wingtack'1 86—50		1532
Příklad 4	Polymer B--50	Hercotac'1 1149—50		672
Příklad 5	Polymer B--50	EastotacIIVI H130-50		870
Příklad 6	Polymer C--50	Wingtack'^ 86—50		1180
Příklad 7	Polymer C--50	WingtackIM 95-50		127
Příklad 8	Polymer B--40	Wngtack'1 86-40	Polywax'1 1000-20	329
Komparativní příklad A	Polymer D--33	Wngtack'1 95— 3pevnost adhe3	PolywaxIM 1000-33	77
Komparativní příklad B	Polymer E--50	WngtackIM 95-50	Polywax'1 1000-33	257

Wingdac je obchodní značka Goodyear. Hercotac je obchodní značka Hercules. Eastotac je obchodní značka Eastman Chemical. Polywax je obchodní značka Petrolite.

Porovnání Příkladů 3 až 6 v Tabulce 4 ilustruje fakt, že prostředky, které obsahují příslušný tackifier, vykazují pevnost adhese zlepšenou vzhledem k interpolymeru ethylen/styren, který jej nemá zahrnut. Prostředek 7 ilustruje negativní efekt nekompatibilního nebo pouze částečně kompatibilního tackifieru. Jak je ukázáno v příkladu 8, přídavek vosku k lepidlu s vysokou pevností adhese z příkladu 3 zmenší tuto pevnost v provnání s příkladem 3, ale ve výsledku je lepší než komparativní ethylen/okten interpolymer, na kterém jsou založeny prostředky z komparativních příkladů A a B.

·· ··»· ·· ·· * » · * ♦ · • · · · * • · · *1 » · • · · « * ·· ···· ·· ·· *· • « · · » * « · · · • ♦ ··· «·· • · · * ·· ··

Příklady 9-21 a komparativní příklady C, D, a E

Prostředky použité v následujících příkladech byly připraveny tak jak bylo výše uvedeno. V případě příkladů 9-12 byl použit polymer D, statistický ethylen/styren, který má 42 hmotnostních procent styrenu a index tání (l₂) 1g/10min, V případě příkladů 13-16 byl použit polymer E, statistický ethylen/styren interpolymer, který má 57 hmotnostních procent styrenu. V případě příkladů 17-21 byl použit polymer F, statistický ethylen/styren interpolymer, který má 65 hmotnostních procent styrenu. Jako tackifier byl použitý Piccotex 75, který je čistá monomerní pryskyřice, která má teplotu skleného přechodu 31 °C, určeno DSC, a která je dostupná od Hercules. Jako extenční modifikující prostředek byl použi Tuflo 6056,což je minerální olej dostupný od Lyodell Petrochemical.

U výsledných prostředků byla určena teplota skleného přechodu, tah k přetržení, elongace k přetržení, soudržnost, G‘, 100 % modul, 200 % modul a houževnatost.

V případě určení v tahu, vzorky byly vytvořeny po dobu 5 minut při 115 °C a tlaku pístu 10 tun. Byly použity vzorky o rozměrech 2,54 cm (1 palec) na 0,318 cm (0,125 palce). U Instron tenziometru byla nastavena rychlost křížové hlavy 50cm/min. Modul byl určen jako směrnice křivky napětí v tahu/deformační napětí při 100 a 200 prodloužení (měřeno posuvem křížové hlavy). Houževnatost je plocha pod křivkou napětí v tahu/deformační napětí.

V případě stanovení G‘ byl použit Rheometrics RDSII Solids Analyzer s 8 mm v průměru paralelními plechy., který pracoval vsmykovacím módu. Rychlost testu byla 1 radian/sekunda. Teplota stoupala od 5 do 10 °C a byla vyrovnávána 2 minuty před začátkem testu.

Prostředky a jejich vlastnosti jsou uvedeny v tabulce 4.

AAA AAA

AAA

AAA

A A AAAA

Tabulka 5A

•Π5 >φ g p N E Csl

mm( lbs/in))

N/D

33,8

(7,59)

39,8

(8,95)

17,9

(10,3)

44,6

(4,02)

N/D

30,4

(6,83)

49,9

(11,22)

¥ g δ Q- E CL

z

o

io

LO

LO

LO

0369

ÍD-

ě i ® ><Λ (0 sS n > F

p

04

CO co

062

Xf CM O

V“ CD O

Xt CM O

090

CO CM CD

p

042

,016

LO O

p a 5

z

o

cT

o

cí

o

o

o'

o

z

o

O,

o

o

o 'a

to Q,

x—s

> re'

O

χ—

LO

r-

f-

T“

CM

LO

o

co

>N «es

00

o

00

co

LO

ID

CD

T~

V*

CM

CD

15,4

Xf

T—

CD

□ ě. o Ϊ7 X ω

io

io

in 'M*

CD CD ✓

cm' h-

O ▼*“

l< CD

χφ

97,

M

co CM

(33

(22

39,

CO LO

ω

Q.

_

.

3 «”

T—

CO

Xt

00

co

LO

σ>

00

CO

CO

Χφ

00

CD

CM

CO

° o 2=

io

co

id

r-

co

b*

co

co

v—

’Μ'

o

05

10'

O

00

o c 5 N E O

CM

co

o'

h-.

ID

CM

o

CM

cm

CM

o

CM,

xf

ID

sp θ'1

w

Q.

5Γ

X-^

χ-s.

C5>

<*7

-3

IO

00

co

00

’τΓ

co

T“

LO

T“

CD

00

° n g:

O

o

xt o

co

LO

CD

co

l·-

CM

σ>

co

CD

O

xf

O)

v—

? E S

CM

CM,

CD

cm'

CO

v™

V“

V“

V“

CM

o'

x—

cm

8 S

in

ro ’ΰ

CM co

CM

o

O)

O

o

co

CM

CO

co

co

ID

O Q. Cp

CO

σ>

CD

co

o

00

CD

LU Č

O)

X”

r-

T-

V”

LO

O

o

a>

O

χ—

b-

C Γ ®

σ>

r-

co

CM

co

co

io

co

xf

CD

xf

CO

ID

O

CD

> ra 0-

00

o

00

CM

CD

CM

N-

sr

CD

00

Q) ϋ 5 cl > e-

CM T“

CD

00

CM

CO

CM CM

CO

CM

CO

co

LO

CM

CM V“

re

0

O

0

o

o

co

Λ

ID

CL

o

o

o

o

O

o

r-

o

O

CM

X“

o

X“

o

X“

o

X“

o

x”

o

X”

o

T—

O

X”

o

E

T“

T”

T-

T-

T—

V“

T—

v—

o ω (1) C

39x

,39x

62x

X CM CO

06x

X CD CD

03x

X co o

X co r->

X 00 r-

06x

,06x

21x

,21x

30x

X O co

ě> s

v-

V“

cm'

CM

T-

V

cd

CD

K

N·

T—

K

ra ° Ί

Teplot: sklené přechc (’C)

CM

9,7

CM

2,2

Xf co

O

5,2

LO

CM t

CM

co 1

V“ 1

T~ 1

τ- ι

1

N-

O

·>, ε

δ £

Ej? o

2,5

2,5

0. 25 2?

o

o

O

O

O

O

er %)

tp 2 o

LO

LO

O P

o

ID

O

l·*

o

Ρ β

o

χφ

CD

xt

σ>

O

M

CD

1-

<D °

M

o

o

O 1

o

o

O

LO

o

o

O

O

CL S

Xf·

xf-

LO

l·-

V*~

xf

Xf

3

so

iš £

CM

r^-

o 1

χφ

LO

N —

s—«z

Q.

Q

Q

Q

Q

Q

LU

LU

LU

o

Q

Ό

CL

Ό

TJ

CL

CO

CO

re

E

.X

E

o

>U-

o

•τ—

CM

Ά

>L.

CO

'M'

CL

iZ

0.

05

v

>2

Ol

Tabulka 5B

Průměrná 1

mez

pevnosti

(N/25,4

mm( lbs/in))

29,6

(12,65)

56,3

(6,65)

a/N

34,4 I

Z>\ co h-

130,6 I

(6,88)

41,4

(2,25)

10,0

CO o£

(0 >W =3

<L> CO Q.

m

ID

3 (0 >

00 in o

,023

058

co CM O

Q

052

LO O CM

90

CO CN O

064

ID CM O

062

Ν’ CN O

H

o Q.

co

o

θ'

o

Z

o

O

o

o

o

O

o”

O

O

o·

CD

Q_

co

O)

co

CM

O)

σ»

CD

>N

00

00

Ύ—

co

CO

CD

CO

CN

T—

OO

co

Ν’

00

□ O X

ω

10 co

99)

46,

(95

f< CN

(39

26,

(38

V“ CO

LO

55,

r*

CO LO

(80

< σ'

<f)

U

ío

CD

3

CO

h-

T—

h-

o

co

CO

N*

co

CN

OO

σ>

O

*o

IL

o

r-

00

o

00

T“

in

r-

03

V“

o

O

o

03

O CN

E

CM*

CM

T“

co

cm'

o

P~,

r~'

Í3

cm'

ID

-N7

CM

o>

co

3

LL

c\T

CM

S.

<0

CM

CN

'N*

σ>

CM

O

co

O

Ό

CL

LO

O

X—

T“

o

•Ν’

CM

03

CM

o

N-

O V“

E

V

CM,

CM,

cm’

co

<5

co

cd'

00

V

<5

o'

ÍL

0)

c <D

ω

π O)

s

u. ní

h-

Ν'

c

1^

r~

-M-

00

r-

CM

o

Q.

o

00

ID

CD

o

CM

LU

Jsd

03

CD

σ>

CD

00

w

Q_

5Γ

CM

00

LO

CD

CD

c

r w

O

o

03

C-

CO

LO

03

CM

o

03

r-

03

> 0) CL

ro cl > δ

LO V“

(20

CO

CM,

’Ν- r<

o

5,0

CO r^.

v-

r-

20,

σ> CN

20,

(28

(C

o

m

D

Λ

0

Λ

CL

o

CD

o

o

z'“*.

O

Γο

z“>

o

CJ

z—\ <D

T“

O

O

V”

o

<D

T*~

o

o

o

E

T~

T“

v

V“

co <D c

96x

,96x

X CO o

X co CD

36x

,36x

9 x

,9 x

63x

,63x

59x

,59x

11x

X v-

0

s

'M7

Líí

LO,

τ-'

C·

v-'

T“

co'

CD'

co'

CD

O 2

co

-SR

o Q. o> l·-

sklené přecht

o 0

2,9

-0,2

-3,2

τ- ο

19,9

13,2

8,9

t ·

o

t

L

_c

o E o

co Jjí «—s

O

2,5

Q_

ÍS ý

O

O

O

O

O

u. fl)

5?

15

O

LO

u

E

LO

C3

r-

o

ID

o

H

'N*

CO

o

Tf

CD

'Ν’

CO

ý

U)

b

O

o

O

E

LO

Γ3

o

o

O

IO

o

Ol

LO

b-

-Ν’

’Ν'

LO

h-

jz £ o N

3 O E

(65 %

>

CL

LU

LU

LL

LU

li-

LL

LL

LU

Ό

TJ

CL

<0

co jhč

£

LO

co

Ά

>L.

r-

00

03

o

CL

T“

0-

V~

CM

• · • · · ·

Tabulka 5 ukazuje, že přídavek tackifierů ke statistickému ethylen/styren interpolymeru zvyšuje mechanickou houževnatost interpolymeru. Tento vzrůst houževnatosti (výsledek vzrůstu mechaniského zpevnění prostředku) přispívá k pevnosti adhese lepeného hliníkového zkušebného tělesa. Spojení hliníku na hliník bylo provedeno při 177 °C, 120 sekund za tlaku 0,055 MPa (8 liber/čtvereční palec). Jak je ukázáno v tabulce 6 přídavek tackifierů ke statistickému ethylen/styren interpolymeru má schopnost zvýšit houževnatost statistického ethylen/styren interpolymeru, který má méně než 5 % krystaličnosti (DSC), tzn. u kterého převládá amorfní charakter.

Příklady 21-23 a komparativní příklady F a G: Samolepící pásky.

Vzorky samolepících pásek byly připraveny potažením roztaveného lepidla na 0,051 mm silnou polyesterovou podložku a byly překryty papírem uvolňující silikon kvůli skladování a transportu. Natírací stroj byl komerčně dostupný od Chemsultants International. Vrstvy lepidla byly v rozmezí 0,09-0,115 mm silné. Testy byly prováděny v souladu se standartami Pressure Sensitive Tápe Council (PSTC). Test na pevnost adhese byl proveden při 180 °C na nekorodující oceli při 30 cm /min a to při době setrvání 5 minut i 24 hodin. Zkoušky smykem (síla udržení) byly provedeny při teplotě místnosti se 1000 g zátěží a s nanesenou vrstvu 12,7 x 25,4 mm na vyleštěnou nekorodující ocel.

V případě komparativního příkladu F byl polymer Vector 4113 styren/isopren/styren blokový kopolymer dostupný od Dexco Company. V případě komparativního příkladu G byl polymer Vector 4114 styren/isopren/styren blokový kopolymer dostupný od Dexco Company. V případě komparativního příkladu 21-23 byl polymeřstatistický interpolymer E.

Použité prostředky a výsledné adhesivní vlastnosti jsou uvedeny v Tabulkách a 7.

·

Tabulka 6

	Komp. přík. F	Komp. přík. F	21	22	23
Vector4143	41,7	0	0	0	0
Vector4144	0	35,7	0	0	0
Polymer E	0	0	48,75	57,6	42,5
Wingtack 95	52,1	50,0	0	0	0
Piccotex 75	0	0	38,75	30,0	32,5
Tuflo 6056	6,3	14,3	12,5	12,5	25,0

Tabulka 7

	Komp. přík. F	Komp. přík. F	21	22	23
Tloušťka povlaku (cm(mill))	0,12 (4,65)	0,11 (4,25)	0,12	(4,7)	0,11 (4,2)	0,09 (3,7)
Pevnost adhese (N/25,4 mm) lbs/in))	56,4 (12,69)	26,6 (5,97)	8,22	(1,85)	2,13 (0,48)	0,76 (0,17)
Pevnost adhese 24 hod. (N/25,4 mm) lbs/in))	N/D	N/D	14,6	(3,29)	6,81 (1,53)	3,63 (0,817)
Smyk (min)	259	22	1242	1796	40
Tg (°C)	N/D	-19,8	-15,7	-16,5	-20
G‘ (Pa (dynes/cm2))	6,13 χ 104 (6,13 x105)	1,71 χ 104 (1,71 χ 105)	T92 x ÍO5“ (1,92x 106)	3,96 χ Ϊ05” (3,96 x 106)	9,32 χ 104 (9,32 x 105)
Pevnost v tahu (MPa(psi))	N/D	N/D	1,32 (192)	0,54 (79)	0,17 (24)

Tabulka 6 a 7 ukazují, statistické ethylen/styren interpolymery, které obsahují 39-65 , s výhodou 45-55 hmotnostních procent styrenu mohou být použity k přípravě samolepících prostředků s nízkou lepivostí a se zlepšenou odolností proti tečen í ve srovnání s styren blokovým kopolymerním prostředkem.

Studie hledání vhodného tackifieru

Tackifiery zahrnuté do studie tak jako i jejich vlastnosti získané z obchodní literatury jsou uvedeny v tabulce 8.

• ·

Tabulka 8

Tackifier	Výrobce	základ polymeru	Mn	Tg	DACP bod zákalu	MMAP bod zákalu
ECR 165	Exxon	Aromatické/cykloalifatické		59
Escorez 5380	Exxon	Cykloalifatické	160	35
ECR 149B	Exxon	Hydrogenované C5-C6		48
ECR 179	Exxon	Hydrogenované Cykloalifatické		57
Wingtack 86	Goodyear	Aromaticky modifikované C5		37
Wingtack 95	Goodyear	C5 uhlovodík		59
Hercotac 1149	Hercules	Alifatické/Aromatické (C5-C9)	850	45	24	68
Piccotex 75	Hercules	Kopolymer modifikovaný styrenem	680	29	<-50	1
Piccotex 100	Hercules	Kopolymer modifikovaný styrenem	120 0	42	-50	6
Regalrez 3102	Hercules	Hydrogenovaný styrenický	875	51	-30	24
Kristalex 3070	Hercules	Kopolymer čistého monomeru	580	27	<-50	0.4
Piccolastic A5	Hercules	Styrenické monomery	360	-28	<-50	-4
Picclolastic A75	Hercules	Styrenické monomery	670	28	<-50	6
Regallite R101	Hercules	Hydrogenovaný uhlovodík		44
Foral 85	Hercules	Ester přírodní pryskyřice		35
Staybelite Ester 10	Hercules	Hydrogenované kalafuna		29
Eastotac H100E	Eastman	Modifikovaný C5		49
Piccotac 95	Hercules	C5 uhlovodík	800	43	49	95

* DACP bod zákalu odráží polaritu pryskyřice nižší hodnoty indikují vyšší stupeň polarity. MMAP bod zákalu je hodnota, která odráží kompatibilitu pryskyřice s aromatikou nižší hodnoty indikují vyšší stupeň aromaticity.

Prostředky byly připraveny a otestovány a tabulce 9 jsou uvedeny použité prostředky a jejich výsledné vlastnosti.

Tabulka 9

Houževnatost

(MPa(psi)

| 23,2 (3361) |

| 55,7 (3361) |

| 39,5 (5732) |

| 38,8 (5628) |

| 47,3 (6856) |

| 55,9 (8100) |

I 42,9 (6220) I

140,1 (5813) |

I 45,3 (6573) I

I 54,9 (7957) I

170,0(10152) I

47,9 (6939)

47,9 (6944)

10,77(111,1) |

163,2(9165) |

| 43,8 (6358) |

| 48,8 (7078) |

|31,1 (4505) |

I 39,2 (5683) I

| 46,4 (6724) l

41,2 (5968)

41,9(6976)

200 %

modul (MPa(psi)

2,0 (294)

6,3(911)

T- co CM x-x <0

3,9 (565)

l 5,8 (839)

11,6(226)

CO co T“

14,2 (609)

I 6,7 (970)

τ- Ο CO cm

110,8 (1537)

6,0 (864)

1,8 (262)

10,45 (65,9)

| 3,9 (566)

14,0 (585)

I 6,2 (903)

11,2(180)

11,6(235)

I 3,8 (545)

1„0 (150)

4,2 (610)

100%

modul (MPa(psi)

1,8(261) !

4,1 (598) j

P r- V— CM_ T—

2,9 (426) |

4,0(587) |

X-x l·- cu

0,8(116)

2,5 (362)

4,1(601)

1,5(220)

o CD oo

4,3 (618)

1,3 (193)

l 0,43 (62,7)

í 2,4 (352)

1 2,6 (378)

t 4,6 (664)

(0,94(137)

11,2(179)

2,9 (424)

0,78 (113)

3,2 (460)

Elongace k přetržení

(MPa(psi)

1030 |

587 |

co o o

622 1

’Μ' ΙΛ

CM O

1288 |

r- CM CO

CO co in

[864 J

1527 |

550

924

12500 l

CO CM h-

o t CD

oo CM ID

CO m 00

O o 00

CM CO CD

995

583

Pevnost v tahu

(MPa(psi))

3,74 (543) |

16,7(1543) ]

10,6(1543) I

11,4(1654) I

15,8 (2286) |

| 21,0(3047) |

| 11,2 (1630) |

12,8(1862) |

| 15,2 (2205) l

| 21,2 (3070) l

| 24,3 (3520)

15,1 (2194)

16,1 (2334)

| 0,46 (66,3)

| 20,2 (2924)

I 14,6 (2111)

|16,5(2389)

| 10,9 (1586)

| 15,0 (2168)

| 14,0 (2028)

14,3 (2080)

13,4(1949)

DMS G‘

o o O CM 04 E o >u- -z o. e-

1,21E+02 |

8,32E+02 |

1,62E+03 |

9.49E+02 |

8.55E+01 |

8.59E+01 |

V“ O + w CO r- in

2,59E+02 |

3.29E+03 l

2.45E+02 |

V“ O + LU l·» ’Μ’ cm

I 6.19E+01

DSC Tg

o o

-10,00 |

M* CD

00 r<

co

CO

If) in

CM o

LO co

l<

00 cm

xf cm

00 K 1

CM o CM

1-4,8

σ> V“

in

CM Lf)

XJ- l<

in

to M7

Tackifier

Phr

O O t—

o o

ioo |

o o

o o

o o T“

O o V

o o

o o

o o

O O V

100

100

00 00

00 V“ 00

o o

O O

o o

o o

100

100

Tackifier ID

in CD CC O Ul

| Escorez 5380 |

| ECR 149B I

<35 1^ V“ cc o Ul

05 r- cc O Ul

| Escorez 5380

l Wngtack 86

| Wingtack 95

| Hercotac 1149

| Piccotex 75

| Piccotex 100

Regalrez3102

Kristalex 3070

| Piccolastic A5

| Picclolastic A75

| Regallite R101

| Regalrez 3102

| Foral 85

| Kristalex 3070

| Foral 105

Staybelite Ester 10

Eastotac H100E

• * · · · · xg · · · · · · · η z ······ ·· · * · ¹

Tabulka 9 ukazuje, že široké rozmezí variace struktur tackifieru, může zlepšit mechanické vlastnosti statistických interpolymerů. Tackifiery jako ester přírodní pryskyřice, kalafuna, čistý monomer, C5-C9, aromatikou modifikované C₅, částečně hydrogenovaný C5-C9 a skupina cykloalifatických látek jsou účinné. Zvláště a nečekaně je to co vyplývá z tabulky 9, že například kombinace 100 dílů tackifieru a 100 dílů statistického interpolymeru má za následek to, že látky mají vyšší pevnost v tahu než samotný statistický interpolymer, s výhodou je maximální pevnost v tahu alespoň dvakrát větší, ještě výhodněji alespoň třikrát než statistický interpolymer samotný.

Nastavení teploty skelného přechodu pro polymery s vysokým obsahem styrenu

Statistický interpolymer ethylenu a styrenu, který má 73,7 až 74,9 hmotnostních procent styrenu a index tání 1g/10 minut je roztavený smíchán se známým množstvím Endex™ čistou monomerní pryskyřici dostupnou od Hercules. Testované prostředky a teplota skelného přechodu výsledných prostředků jsou uvedeny v tabulce 10 .

Tabulka 10

Číslo vzorku	Hmotn. % statistického interpolymeru	Hmotn. % tackifieru	Teplota skelného přechodu (°C)
Komparativní příklad D.	100	0	22,1
Příklad 24	90	10	23,6
Příklad 25	80	20	25,6
Příklad 26	70	30	27,7

Data uvedná v tabulce 10 i lustrují použití tackifieru k zvýšení teploty skleného přechodu interpolymeru s vysokým obsahem styrenu na hodnoty okolo teploty okolí.

Tyto a další provedení jsou zjistitelné odborníky v dané oblasti techniky. Proto je předmět vynálezu omezena pouze následujícími nároky.

··

I · » · • · · ·· ····

Průmyslová využitelnost

Prostředky z vynálezu jsou využitelné v aplikacích, v kterých jsou adhesiva, zvláště tavná adhesiva, obvykle používaná. Representativní příklady jsou těsnění, balení a pečetění kartonů, vázaní knih, vrstvení dýhy na substát, páska a štítky. Prostředky mohou být dále použity pro mnohovrstvé balení potravin, kde alespoň jedna vrstva je hliníková. Prostředky mohou být dále vtlačeny do různých látek což zahrnuje, ale nelimituje jako jsou styčná místy koberců, dlaždice a tabule na podlahy a do tkaných i netkaných látek. Prostředky mohou podobně odlity do různých tvarů což zahrnuje, ale nelimituje podrážky bod, utěsnění, hračky, zboží dlouhodobé spotřeby, dráty a kabely a těsnění.

Claims (18)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Prostředek vyznačující se tím, že obsahuje 5 až 95 hmotnostních procent alespoň jednoho statistického interpolymeru ethylenu a vinyliden aromatického monomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden monomeru a výhodně alespoň jednoho C3-C20 α-olefinickéko monomeru, kde statistický monomer obsahuje 1 až 65 molárních procent vinyliden aromatického monomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden monomeru a 5 až 95 hmotnostních procent alespoň jednoho tackifieru.
2. 2. Prostředek podle nároku 1 vyznačující se tím, že alespoň jeden statistický interpolymer je interpolymer ethylenu a vinyliden aromatického monomeru je representován obecným vzorcem

   Ar

   Fú-c=CH₂ kde R1 je vybráno ze skupiny radikálů, která obsahuje vodík a alkylové radikály, které obsahují 3 uhlíky nebo méně,, Ar je fenylová skupina nebo fenylová skupina, která je substituována 1 až 5 substituenty, které jsou vybrány ze skupiny obsahující halogen, C1.4 alkyl a Cm halogenalkyl.
3. 3. Prostředek podle nároku 1 vyznačující se tím, že alespoň jeden statistický interpolymer je interpolymer ethylenu, vinyliden aromatického monomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden monomeru a alespoň jednoho třetího monomeru vybraného ze skupiny, která obsahuje C3-C20 α-olefiny a norbornen.
4. 4. Prostředek podle nároku 1 vyznačující se tím, že alespoň jeden statistický interpolymer je interpolymer ethylenu, vinyliden aromatického monomeru a výhodně alespoň jednoho třetího monomeru vybraného ze skupiny, která obsahuje C3-C20 α-olefiny a norbornen.

   • · ··· · ♦ · * ·

   9 9 9 9 9 9 · · · · *

   9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

   9 9 9 9 9 9 9 9 999 999

   45 9 9 9 9 9 9 9 9

   9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9
5. 5. Prostředek podle nároku 1 vyznačující se tím, že obsahuje 25 až 95 hmotnostních procent statistického interpolymeru a 5 až 75 hmotnostních procent alespoň jednoho tackifieru.
6. 6. Prostředek podlé nároků 1 až 5 vyznačující se tím, že alespoň jeden tackifier se vybere ze skupiny, která obsahuje kalafunu, deriváty taliového oleje, cyklopentadienylové deriváty, přírodní a syntetické terpeny,fenolické terpeny, styren/a-methylstyrenové pryskyřice a směsné alifaticko-aromatické lepící pryskyřice.
7. 7. Prostředek podle nároku 1 vyznačující se tím, že dále obsahuje 5 až 75 hmotnostních procent alespoň jeden modifikující neb extenční prostředek, který je vybrán ze skupiny, která obsahuje parafinické vosky, krystalické polyethylenové vosky, ethylenové polymery s velmi nízkou molekulovou hmotností, homogenně lineární nebo značně lineární ethylen/a-olefin interpolymery, polystyren, blokové kopolymery styrenu, ethylenvinyl acetát a amorfní polyolefiny.
8. 8. Prostředek podle nároku 1 vyznačující se tím, že obsahuje 1 až 60 hmotnostních procent jedné nebo více pomocných látek procesu které jsou vybrány ze skupiny, která obsahuje estery ftalátů, přírodní oleje, parafinické oleje, naftenické oleje a aromatické oleje.
9. 9. Prostředek podle nároků 1 až 8 vyznačující se tím, že je ve formě lepidla, monovrstvé nebo multivrstvé skladbě pro balení potravin, potahovacího, těsnícího nebo lisovaného zboží, kalandrovaného zboží a vytlačeného zboží.
10. 10. Lepidlo vyznačující se tím, že obsahuje 5 až 95 hmotnostních procent alespoň jednoho statistického interpolymeru ethylenu, vinyliden aromatického monomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden monomeru a výhodně alespoň jednoho C3-C20 α-olefinu, kde statistický interpolymer obsahuje 1 -65 molárních procent vinyliden aromatického monomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden monomeru a kde lepidlo dále obsahuje 95 až 5 hmotnostních procent alespoň jedné druhé komponenty, která je vybrána ze skupiny, která obsahuje • 0 · ·· 0·0· tackifiery, vosky, homogenně lineární nebo značně lineární ethylen/a-olefin interpolymery, ethylenové polymery s velmi nízkou molekulovou hmotností, pomocné látky procesu a jejich směsi.
11. 11. Lepidlo podle nároku 10 vyznačující se tím, že statistický monomer obsahuje 25 až 65 hmotnostních procent vinyliden aromatického monomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden monomeru.
12. 12. Lepidlo podle nároku 10 nebo 11 vyznačující se tím, že obsahuje různé statistické interpolymerní komponenty, které se liší množstvím obsaženého vinyliden aromatického monomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden monomeru, a které se liší molekulovou hmotností, nebo se liší jak množstvím obsaženého vinyliden aromatického monomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden monomeru tak i molekulovou hmotností.
13. 13. Lepidlo podle nároku 12 vyznačující se tím, že obsahuje:

    (a) 5 až 75 hmotnostních procent statistického interpolymeru ethylenu, alespoň jednoho vinyliden aromatického komonomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden komonomeru, přičemž interpolymer má Mn větší než 10 000 obsahuje od 5 až po méně než 25 molárních procent alespoň jednoho vinyliden aromatického komonomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden komonomeru;

    (b) 5 až 75 hmotnostních procent statistického interpolymeru ethylenu, alespoň jednoho vinyliden aromatického komonomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden komonomeru, přičemž interpolymer má Mn méně než 8,200 obsahuje od 1 až po méně než 5 molárních procent alespoň jednoho vinyliden aromatického komonomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden komonomeru;

    (c) 5 až 75 hmotnostních procent statistického interpolymeru ethylenu, alespoň jednoho vinyliden aromatického komonomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden komonomeru, přičemž interpolymer má Mn méně než 8,200 obsahuje alespoň 25 molárních procent alespoň jednoho vinyliden aromatického komonomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden komonomeru.

    • C 99 9 9 • 9 9·

    9 9 9 »9 9 9 9 9 9

    9 9 9 9 9 9

    99 9999 99 9 • · 99

    9 9 9 9

    9 9 9 9

    9 999 999

    9 9

    9 9 9 9
14. 14. Lepidlo podle nároků 10 až 13 vyznačující se tím, že statistický interpolymer je interpolymer ethylenu, alespoň jednoho vinyliden aromatického monomeru a výhodně alespoň jednoho α-olefinickéko monomeru.
15. 15. Lepidlo podle nároků 10 až 14 vyznačující se tím, že se aplikuje na substrát vybraný ze skupiny, která obsahuje obaly, kartony, vázaní knih, pásky, štítky, etikety, bandáž, dekorativní folie, ochranné folie, keramické dlaždice, vinylové dlaždice, vinylové podlahoviny, ruby koberců, netkané látky, tkané látky, osobní hygienické prostředky připevněné páskou, filmy citlivé na sluncše, těsnění, tmelování, dřevo nebo dýha.
16. 16. Vtlačený nebo vrstvený multivrstevný film vyznačující se tím, že alespoň jedna vrstva obsahuje lepidlo obsahující alespoň jeden statistický interpolymer ethylenu a vinyliden aromatického monomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden monomeru a výhodně alespoň jednoho C3-C20 a-olefinickéko monomeru.
17. 17. Vtlačený nebo vrstvený multivrstevný film podle nároku 16 vyznačující se tím, že lepidlo se nanáší na kovovou folii.
18. 18. Páska vyznačující se tím, že látka požitá na lepidlo obsahuje :

    a. 40 až 60 hmotnostních procent statistického interpolymerů ethylenu a vinyliden aromatického monomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden monomeru a výhodně alespoň jednoho C3-C20 a-olefinickéko monomeru, kde statistický monomer obsahuje 25 až 65 hmotnostních procent vinyliden aromatického monomeru nebo stericky bráněného alifatického vinyliden monomeru,

    b. 40 až 60 hmotnostních procent tackifieru a

    c. 0 až 10 procent pomocné látky procesu kde lepidlo je chakterizováno tím, že má skladovací modul (G‘) při 25 °C 2 až 5 x 10¹ N/cm² (0,2 až 5 MPa)