JP2018199835A - 改変されたポリプロピレンおよびそのポリマーブレンド - Google Patents
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Abstract
Description
エリオット カルネヴァーレ
ライリー スティーブンス
キンバリー ミラー マクローリン
ウィリアム スコット ミラー
マイケル ロバート ステファンズ
スティーブン マイケル クルピンスキ
(関連出願への相互参照)
本国際特許出願は、2015年1月30日に出願された同時係属中の米国仮特許出願番号第62/110,120号に基づく利益を主張している。この米国仮特許出願番号第62/110,120号の内容は、本国際特許出願中に参考として援用される。
合成ポリマー材料、例えばポリプロピレン樹脂は、バルクプラスチック材料の生成に広く使用されている。ポリプロピレンおよび他の熱可塑性樹脂を含むバルクプラスチック材料は、様々な製品、例えば、成型、押出し、キャストまたは熱成形物品の製造に使用される。
本明細書は、プロピレンベースのポリマー組成物について記載する。プロピレンベースのポリマー組成物は、改善された溶融レオロジーおよび改善された溶融強度を特徴とする。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
(項目1)
少なくとも50%の結晶化度を有するプロピレンベースのポリマー樹脂、および
ポリ(スルホニルアジド)
を含む、プロピレンベースのポリマー組成物であって、
190℃で少なくとも20cNの溶融強度、190℃で少なくとも100mm/sの溶融延伸性、および室温で少なくとも240,000psiの曲げ弾性率を有する、プロピレンベースのポリマー組成物。
(項目2)
前記プロピレンベースのポリマー樹脂がポリプロピレンホモポリマーである、項目1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
(項目3)
前記ポリ(スルホニルアジド)を前記組成物の総重量に対して500ppm〜3000ppm含む、項目1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
(項目4)
前記ポリ(スルホニルアジド)を前記組成物の総重量に対して1,000ppm〜2,000ppm含む、項目1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
(項目5)
前記プロピレンベースのポリマー樹脂が、60%〜90%の範囲の結晶化度を有する、項目1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
(項目6)
前記プロピレンベースのポリマー樹脂が70%〜80%の範囲の結晶化度を有する、項目1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
(項目7)
190℃で25cN〜100cNの範囲の溶融強度を有する、項目1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
(項目8)
66psiの荷重下で、101℃超である熱変形温度を有する、項目1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
(項目9)
160℃〜170℃の範囲の溶融温度を有する、項目1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
(項目10)
10未満である、溶融強度対メルトフローレートの比(MS/MFR)を有する、項目1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
(項目11)
18超である、溶融強度対メルトフローレートの比(MS/MFR)を有する、項目1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
(項目12)
第1の非カップリングポリプロピレンホモポリマー樹脂をさらに含む、項目1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
(項目13)
第2の非カップリングポリオレフィン樹脂をさらに含み、前記第2の非カップリングポリオレフィンが、ポリプロピレンホモポリマー樹脂またはエチレンと少なくとも1つのC3〜C12α−オレフィンコモノマーとのコポリマーを含む樹脂を含む、項目12に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
(項目14)
第3の非カップリングポリオレフィン樹脂さらに含み、前記第3の非カップリングポリオレフィン樹脂が、ポリプロピレンホモポリマー樹脂またはエチレンと少なくとも1つのC3〜C12α−オレフィンコモノマーとのコポリマーを含む樹脂を含む、項目13に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
(項目15)
添加剤をさらに含む、項目12に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
(項目16)
ミネラル充填剤をさらに含む、項目12に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
(項目17)
ASTM D256−10e1に従い測定して、室温で1.20ft−lb/in超またはこれに等しいアイゾット耐衝撃性を示す、項目12に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
(項目18)
190℃で30cN超またはこれに等しい溶融強度を示す、項目12に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
(項目19)
190℃で145mm/s超またはこれに等しい溶融延伸性を示す、項目12に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
(項目20)
前記ポリ(スルホニルアジド)がカップリングしたプロピレンベースのポリマー樹脂を前記組成物の総重量に対して20〜80%含む、項目12に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
(項目21)
エチレンとプロピレンとのコポリマーを含む非カップリングコポリマー樹脂をさらに含む、項目1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
(項目22)
エチレンとプロピレンとのコポリマーを含むカップリングコポリマー樹脂をさらに含む、項目1に記載プロピレンベースのポリマーの組成物。
(項目23)
項目1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物を含む、シートまたはフィルム。
(項目24)
項目1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物を含む、熱成形シートまたは熱成形フィルム。
(項目25)
項目1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物を含む、剛性包装基材。
(項目26)
プロピレンベースのポリマー組成物であって、前記組成物は、
1〜99%(前記組成物の総重量に対して)のポリ(スルホニルアジド)がカップリングしたプロピレンベースのポリマー樹脂、および
1〜99重量%(前記組成物の総重量に対して)の非カップリングホモポリマープロピレン樹脂
を含み、
前記ポリ(スルホニルアジド)がカップリングしたプロピレンベースのポリマー樹脂が、
90〜99%(前記ポリ(スルホニルアジド)がカップリングしたプロピレンベースのポリマー樹脂の総重量に対して)の、少なくとも50%の結晶化度を有するホモポリマープロピレン樹脂、
1〜10%(前記ポリ(スルホニルアジド)がカップリングしたプロピレンベースのポリマー樹脂の総重量に対して)の、エチレンとプロピレンとのコポリマーを含むコポリマー樹脂、および
1000〜2000ppm(前記ポリ(スルホニルアジド)がカップリングしたプロピレンベースのポリマー樹脂の総重量に対して)のポリ(スルホニルアジド)
を含み、
前記プロピレンベースのポリマー組成物は、190℃で少なくとも20cNの溶融強度、190℃で少なくとも145mm/sの溶融延伸性、室温で1.20ft−lb/in超またはこれに等しいアイゾット耐衝撃性(ASTM D256−10e1に従い測定)、および室温で少なくとも240,000psiの曲げ弾性率を有する、プロピレンベースのポリマー組成物。
(項目27)
20〜80%(前記組成物の総重量に対して)の前記ポリ(スルホニルアジド)がカップリングしたプロピレンベースのポリマー樹脂、および20〜80%(前記組成物の総重量に対して)の前記非カップリングホモポリマープロピレン樹脂を含む、項目26に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
以下の定義および分析法が本明細書において使用される。
ΔHm o (コポリマー)=(207.1J/g)(Xエチレン)+(293.6J/g)(Xプロピレン)
同様に、異なるモノマーおよび/または2種超のモノマーを含むコポリマーに対するΔHm o値は、コポリマーを形成する各モノマータイプの重量分率(X)に基づく混合の線形規則を使用して、それぞれのモノマーからなるホモポリマーに対する値ΔHm oから決定することができる:
ΔHm o (コポリマー)=[ΔHm o (モノマー−1)][Xモノマー−1]+[ΔHm o (モノマー−2)][Xモノマー−2]+…
ポリマー試料の溶融熱(ΔHm)および冷結晶化の熱(ΔHc)は、ASTM E793−06(2012):Standard Test Method for Enthalpies of Fusion and Crystallization by Differential Scanning Calorimetry(示差走査熱量測定による融解エンタルピーおよび結晶化の標準試験方法)に従い決定される。
71.97ユニットに供給し、2つのプルオフホイール2セットを含む直列プーリーシステムで掴んだ。ホイールスピードを調節して、ポリマーストランドに対する作用力をほぼゼロに低減した。定常状態が達成されたら、逆方向に回転するプルオフホイールの速度を連続的に増加させ、これによって、破断および/または滑りが生じるまでポリマーストランドを伸張した。プルオフホイールを加速することにより、RHEOTENS 71.97ユニットでポリマーストランドにかかる力を測定し、試験の間に記録された最大の力を、センチニュートン(cN)の単位で報告される、ポリマー試料の「溶融強度」と特定した。
ポリ(スルホニルアジド)がカップリングしたプロピレンベースのポリマー樹脂を含むプロピレンベースのポリマー組成物を、以下の成分を二軸スクリュー押出しすることより生成した:
・チーグラーナッタ触媒を使用して生成された、18g/10minのメルトインデックスを有するポリプロピレンホモポリマー樹脂;
・IRGANOX(登録商標)1010抗酸化剤中に粘液質化した4,4’−ジフェニルオキシドビス(スルホニルアジド)(DPOBSA)を含有する分子の溶融物;
・IRGANOX(登録商標)B225抗酸化剤;
・IRGAFOS(登録商標)168抗酸化剤;および
・ステアリン酸カルシウム。
IRGANOX(登録商標)1010は、ペンタエリスリトールテトラキス(3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)である。IRGAFOS(登録商標)168はトリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスフィットである。IRGANOX(登録商標)B225は、ペンタエリスリトールテトラキス(3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)(IRGANOX(登録商標)1010)とトリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスフィット(IRGAFOS(登録商標)168)との50/50重量パーセントブレンドである。
ポリ(スルホニルアジド)がカップリングしたプロピレンベースのポリマー樹脂と非カップリングホモポリマーポリプロピレン樹脂とをブレンドすることによって、プロピレンベースのポリマー組成物を生成した。ポリ(スルホニルアジド)がカップリングしたプロピレンベースのポリマー樹脂を以下の成分(総重量に対するパーセント)を溶融ブレンドすることにより生成した:
・チーグラーナッタ触媒を使用して生成された、35g/10minのメルトインデックスを有する、94.34%のポリプロピレンホモポリマー樹脂;
・5.0%のVISTAMAXX(商標)7010FL(Exxon Mobile Chemical Companyから入手可能な、メタロセンで触媒した、プロピレンおよびエチレンのアイソタクチックランダムコポリマー);
・IRGANOX(登録商標)1010抗酸化剤中に粘液質化した、726ppm(分子溶融物の総重量に対して)の4,4’−ジフェニルオキシドビス(スルホニルアジド)(DPOBSA)を含有する、0.55%の分子溶融物(ポリ(スルホニルアジド)がカップリングしたプロピレンベースのポリマー樹脂の総重量に対して1320ppmのDPOBSA);
・0.06%のIRGAFOS(登録商標)168抗酸化剤;ならびに
・0.05%のステアリン酸カルシウム。
本発明の様々な態様、特性および特徴として、これらに限定されないが、以下の番号付けされた条項が挙げられる。
ポリ(スルホニルアジド)
を含む、プロピレンベースのポリマー組成物であって、
190℃で少なくとも20cNの溶融強度、190℃で少なくとも100mm/sの溶融延伸性、および室温で少なくとも240,000psiの曲げ弾性率を有する、プロピレンベースのポリマー組成物。
20〜80重量%(前記組成物の総重量に対して)の非カップリングホモポリマープロピレン樹脂
を含み、
前記ポリ(スルホニルアジド)がカップリングしたプロピレンベースのポリマー樹脂が、
90〜99%(前記ポリ(スルホニルアジド)がカップリングしたプロピレンベースのポリマー樹脂の総重量に対して)の、少なくとも50%の結晶化度を有するホモポリマープロピレン樹脂、
1〜10%(前記ポリ(スルホニルアジド)がカップリングしたプロピレンベースのポリマー樹脂の総重量に対して)の、エチレンとプロピレンとのコポリマーを含むコポリマー樹脂、および
1000〜2000ppm(前記ポリ(スルホニルアジド)がカップリングしたプロピレンベースのポリマー樹脂の総重量に対して)のポリ(スルホニルアジド)
を含み、
前記プロピレンベースのポリマー組成物は、190℃で少なくとも20cNの溶融強度、190℃で少なくとも145mm/sの溶融延伸性、室温で1.20ft−lb/in超またはこれに等しいアイゾット耐衝撃性(ASTM D256−10e1に従い測定)、および室温で少なくとも240,000psiの曲げ弾性率を有する、プロピレンベースのポリマー組成物。
Claims (22)
- ポリ(スルホニルアジド)とカップリングした少なくとも50%の結晶化度を有するプロピレンベースのポリマー樹脂、および
第1の非カップリングポリプロピレンホモポリマー樹脂
を含むプロピレンベースのポリマー組成物であって、
190℃で少なくとも20cNの溶融強度、190℃で少なくとも100mm/sの溶融延伸性、および室温で少なくとも240,000psiの曲げ弾性率を有する、プロピレンベースのポリマー組成物。 - 前記ポリ(スルホニルアジド)を前記組成物の総重量に対して500ppm〜3000ppm含む、請求項1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
- 前記ポリ(スルホニルアジド)がカップリングした前記プロピレンベースのポリマー樹脂が、60%〜90%の範囲の結晶化度を有する、請求項1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
- 前記ポリ(スルホニルアジド)がカップリングした前記プロピレンベースのポリマー樹脂が70%〜80%の範囲の結晶化度を有する、請求項1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
- 190℃で25cN〜100cNの範囲の溶融強度を有する、請求項1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
- 66psiの荷重下で、101℃超である熱変形温度を有する、請求項1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
- 160℃〜170℃の範囲の溶融温度を有する、請求項1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
- 10未満である、溶融強度対メルトフローレートの比(MS/MFR)を有する、請求項1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
- 18超である、溶融強度対メルトフローレートの比(MS/MFR)を有する、請求項1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
- 第2の非カップリングポリオレフィン樹脂をさらに含み、該第2の非カップリングポリオレフィンが、ポリプロピレンホモポリマー樹脂またはエチレンと少なくとも1つのC 3 〜C 12 α−オレフィンコモノマーとのコポリマーを含む樹脂を含む、請求項1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
- 第3の非カップリングポリオレフィン樹脂さらに含み、該第3の非カップリングポリオレフィン樹脂が、ポリプロピレンホモポリマー樹脂またはエチレンと少なくとも1つのC 3 〜C 12 α−オレフィンコモノマーとのコポリマーを含む樹脂を含む、請求項1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
- 添加剤をさらに含む、請求項1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
- ミネラル充填剤をさらに含む、請求項1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
- ASTM D256−10e1に従い測定して、室温で1.20ft−lb/in超またはこれに等しいアイゾット耐衝撃性を示す、請求項1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
- 190℃で30cN超またはこれに等しい溶融強度を示す、請求項1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
- 190℃で145mm/s超またはこれに等しい溶融延伸性を示す、請求項1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
- 前記ポリ(スルホニルアジド)がカップリングしたプロピレンベースのポリマー樹脂を前記組成物の総重量に対して20〜80%含む、請求項1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
- エチレンとプロピレンとのコポリマーを含む非カップリングコポリマー樹脂をさらに含む、請求項1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物。
- エチレンとプロピレンとのコポリマーを含むカップリングコポリマー樹脂をさらに含む、請求項1に記載プロピレンベースのポリマーの組成物。
- 請求項1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物を含む、シートまたはフィルム。
- 請求項1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物を含む、熱成形シートまたは熱成形フィルム。
- 請求項1に記載のプロピレンベースのポリマー組成物を含む、剛性包装基材。
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