JP2022549013A - ポリマー組成物を作製するための方法およびそれに使用するのに適した組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
[背景]
[0002]ポリマー樹脂のメルトフローレート(MFR)は、一般に分子量の関数である。一般に、メルトフローレートが増大すると、樹脂を低温で加工すること、および複雑なパーツ幾何形状を満たすことが可能になる。メルトフローレートを増大させるさまざまな従来技術の方法は、樹脂を、フリーラジカル、たとえばペルオキシドを生じることが可能な化合物と押出機中で溶融ブレンドすることを含む。ポリマーの重量平均分子量が低減し、MFRが増大する。しかし、ポリオレフィンポリマーの分子量が減少することによるメルトフローレートの増大は、改質ポリマーの強度および耐衝撃性に有害な影響を有することが多くの場合に見出されている。たとえば、ポリマーの分子量の減少は、ポリマーの耐衝撃性を有意に低下させうる。この低下された耐衝撃性は、ポリマーをある特定の適用または最終用途における使用にとって不適当にしうる。したがって、現存の技術が活用される場合、ポリマーのメルトフローレートの増大と望ましくない耐衝撃性の減少との妥協点に達する必要がある。この妥協点は、メルトフローレートが所望のレベルまで増大せず、より高い加工温度が必要とされること、および/またはより低い処理量をもたらすことを多くの場合に意味する。
[発明の簡潔な概要]
[0004]第1の態様において、本発明は、ポリマー組成物を作製するための方法であって、
(a)熱可塑性ポリマーを準備する工程と;
(b)相溶化剤を準備する工程であり、相溶化剤が、3個以上のヒドロキシ基を含むポリオールおよび1個以上の炭素-炭素二重結合を含む脂肪族カルボン酸から形式的に誘導されるエステル化合物を含む、工程と;
(c)ペルオキシド化合物を準備する工程と;
(d)熱可塑性ポリマー、相溶化剤およびペルオキシド化合物を溶融混合装置に供給する工程であり、ペルオキシド化合物は、熱可塑性ポリマー、相溶化剤およびペルオキシド化合物を合わせた重量に対して約10~約315ppmの活性酸素の初期濃度をもたらす量で溶融混合装置に供給し、相溶化剤は、熱可塑性ポリマー、相溶化剤およびペルオキシド化合物を合わせた重量に対して約200~約10,000ppmのエステル化合物の初期濃度をもたらす量で溶融混合装置に供給する、工程と;
(e)熱可塑性ポリマー、相溶化剤およびペルオキシド化合物を、熱可塑性ポリマーの融点を超える温度で溶融混合装置において加工して、ポリマー組成物を形成する工程と
を含む方法を提供する。
(a)熱可塑性ポリマーを準備する工程と;
(b)相溶化剤を準備する工程であり、相溶化剤が、3個以上のヒドロキシ基を含むポリオールおよび1個以上の炭素-炭素二重結合を含む脂肪族カルボン酸から形式的に誘導されるエステル化合物を含む、工程と;
(c)ペルオキシド化合物を準備する工程と;
(d)熱可塑性ポリマー、相溶化剤およびペルオキシド化合物を合わせて中間体組成物を生成する工程であり、ペルオキシド化合物は、中間体組成物中に約10~約315ppmの活性酸素を提供する量で熱可塑性ポリマーおよび相溶化剤と合わせ、相溶化剤は、中間体組成物中に約200~約10,000ppmのエステル化合物を提供する量で熱可塑性ポリマーおよびペルオキシド化合物と合わせる、工程と;
(e)中間体組成物を、熱可塑性ポリマーの融点を超える温度に加熱する工程と;
(f)中間体組成物を混合して、ポリマー組成物を生成する工程と;
(g)ポリマー組成物を、それが凝固する温度に冷却する工程と
を含む方法を提供する。
(a)約140℃以下の融点を有する熱可塑性バインダと;
(b)ペルオキシド化合物と;
(c)3個以上のヒドロキシ基を含むポリオールおよび1個以上の炭素-炭素二重結合を含む脂肪族カルボン酸から形式的に誘導されるエステル化合物と
を含むマスターバッチ組成物であって、
ペルオキシド化合物が、マスターバッチ組成物の総重量に対して約1wt%以上の量で組成物中に存在し、エステル化合物が、マスターバッチ組成物の総重量に対して約1wt%以上の量で組成物中に存在する、マスターバッチ組成物を提供する。
(a)ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、ホスファイト化合物、ホスホナイト化合物、チオール化合物、およびこれらの混合物からなる群から選択される酸化防止剤と;
(b)3個以上のヒドロキシ基を含むポリオールおよび1個以上の炭素-炭素二重結合を含む脂肪族カルボン酸から形式的に誘導されるエステル化合物と
を含む濃厚組成物であって、
酸化防止剤が、濃厚組成物の総重量に対して約8wt%以上の量で濃厚組成物中に存在する、濃厚組成物を提供する。
[発明の詳細な説明]
[0008]第1の態様において、本発明は、ポリマー組成物を作製するための方法であって、(a)熱可塑性ポリマーを準備する工程と;(b)相溶化剤を準備する工程と;(c)ペルオキシド化合物を準備する工程と;(d)熱可塑性ポリマー、相溶化剤およびペルオキシド化合物を溶融混合装置に供給する工程と;(e)熱可塑性ポリマー、相溶化剤およびペルオキシド化合物を、熱可塑性ポリマーの融点を超える温度で溶融混合装置において加工して、ポリマー組成物を形成する工程とを含む方法を提供する。
[0048]この例は、異なるエステル化合物により作製されたポリマー組成物の物理的特性における差を実証する。
[0054]この例は、本発明により生成されるいくつかのポリマー組成物の物理的特性を実証する。
式中、Iはアイゾット衝撃値(kJ/m2)であり、MFRはメルトフローレート(g/10分)である。趨勢線のR2値は0.996であり、趨勢線がデータに非常に良好に当てはまっていることを示した。適合度(quality of the fit)は、このポリマーを含有する組成物のMFRが測定されると、式を使用して予測アイゾット衝撃値を計算できることも示している。この意味において、「予測アイゾット衝撃値」は、粘性破壊(vis-broken)ポリマーが如何なる相溶化剤の非存在下で所定のMFRを示すと予測される値である。相溶化剤が使用される場合には、この予測アイゾット衝撃値を測定アイゾット衝撃値と比較して、ポリマーの耐衝撃性への相溶化剤の効果を確認および定量化することができる(すなわち、下記の表3に報告されている「アイゾット衝撃の変化」)。
Claims (43)
- ポリマー組成物を作製するための方法であって、
(a)熱可塑性ポリマーを準備する工程と、
(b)相溶化剤を準備する工程であり、前記相溶化剤が、3個以上のヒドロキシ基を含むポリオールおよび1個以上の炭素-炭素二重結合を含む脂肪族カルボン酸から形式的に誘導されるエステル化合物を含む、工程と、
(c)ペルオキシド化合物を準備する工程と、
(d)前記熱可塑性ポリマー、前記相溶化剤および前記ペルオキシド化合物を溶融混合装置に供給する工程であり、前記ペルオキシド化合物は、前記熱可塑性ポリマー、前記相溶化剤および前記ペルオキシド化合物を合わせた重量に対して約10~約315ppmの活性酸素の初期濃度をもたらす量で前記溶融混合装置に供給し、前記相溶化剤は、前記熱可塑性ポリマー、前記相溶化剤および前記ペルオキシド化合物を合わせた重量に対して約200~約10,000ppmの前記エステル化合物の初期濃度をもたらす量で前記溶融混合装置に供給する、工程と、
(e)前記熱可塑性ポリマー、前記相溶化剤および前記ペルオキシド化合物を、前記熱可塑性ポリマーの融点を超える温度で前記溶融混合装置において加工して、ポリマー組成物を形成する工程と
を含む、方法。 - 前記ペルオキシド化合物が、前記熱可塑性ポリマー、前記相溶化剤、および前記ペルオキシド化合物を合わせた重量に対して、約50~約315ppmの活性酸素の初期濃度をもたらす量で前記溶融混合装置に供給される、請求項1に記載の方法。
- 前記ペルオキシド化合物が、前記熱可塑性ポリマー、前記相溶化剤、および前記ペルオキシド化合物を合わせた重量に対して、約50~約265ppmの活性酸素の初期濃度をもたらす量で前記溶融混合装置に供給される、請求項2に記載の方法。
- 前記ペルオキシド化合物が、前記熱可塑性ポリマー、前記相溶化剤、および前記ペルオキシド化合物を合わせた重量に対して、約50~約215ppmの活性酸素の初期濃度をもたらす量で前記溶融混合装置に供給される、請求項3に記載の方法。
- ポリマー組成物を作製するための方法であって、
(a)熱可塑性ポリマーを準備する工程と、
(b)相溶化剤を準備する工程であり、前記相溶化剤が、3個以上のヒドロキシ基を含むポリオールおよび1個以上の炭素-炭素二重結合を含む脂肪族カルボン酸から形式的に誘導されるエステル化合物を含む、工程と、
(c)ペルオキシド化合物を準備する工程と、
(d)前記熱可塑性ポリマー、前記相溶化剤および前記ペルオキシド化合物を合わせて中間体組成物を生成する工程であり、前記ペルオキシド化合物は、前記中間体組成物中に約10~約315ppmの活性酸素を提供する量で前記熱可塑性ポリマーおよび前記相溶化剤と合わせ、前記相溶化剤は、前記中間体組成物中に約200~約10,000ppmのエステル化合物を提供する量で前記熱可塑性ポリマーおよび前記ペルオキシド化合物と合わせる、工程と、
(e)前記中間体組成物を、前記熱可塑性ポリマーの融点を超える温度に加熱する工程と、
(f)前記中間体組成物を混合して、ポリマー組成物を生成する工程と、
(g)前記ポリマー組成物を、それが凝固する温度に冷却する工程と
を含む、方法。 - 前記ペルオキシド化合物は、前記中間体組成物中に約50~約315ppmの活性酸素を提供する量で前記熱可塑性ポリマーおよび前記相溶化剤と合わせる、請求項5に記載の方法。
- 前記ペルオキシド化合物は、前記中間体組成物中に約50~約265ppmの活性酸素を提供する量で前記熱可塑性ポリマーおよび前記相溶化剤と合わせる、請求項6に記載の方法。
- 前記ペルオキシド化合物は、前記中間体組成物中に約50~約215ppmの活性酸素を提供する量で前記熱可塑性ポリマーおよび前記相溶化剤と合わせる、請求項7に記載の方法。
- 前記熱可塑性ポリマーが、連続相および不連続相を含むヘテロ相熱可塑性ポリマーである、請求項1~8の何れかに記載の方法。
- 前記連続相がプロピレンポリマー相であり、前記不連続相がエチレンポリマー相である、請求項9に記載の方法。
- 前記連続相が、ポリプロピレンホモポリマー、ならびにプロピレンと、50wt%までのエチレンおよびC4~C10α-オレフィンモノマーからなる群から選択される1種以上のコモノマーとのコポリマーからなる群から選択される、請求項9または請求項10に記載の方法。
- 前記不連続相が、エチレンホモポリマー、ならびにエチレンと、C3~C10α-オレフィンモノマーからなる群から選択されるコモノマーとのコポリマーからなる群から選択される、請求項9~11の何れかに記載の方法。
- 前記連続相のプロピレン含有量が約80wt%以上である、請求項9~12の何れかに記載の方法。
- 前記不連続相のエチレン含有量が約8wt%以上である、請求項9~13の何れかに記載の方法。
- 前記不連続相のエチレン含有量が約8wt%~約80wt%である、請求項9~14の何れかに記載の方法。
- 前記連続相が、前記熱可塑性ポリマーの総重量の約5wt%~約80wt%である、請求項9~15の何れかに記載の方法。
- 前記エステル化合物が、前記ポリオールの前記ヒドロキシ基のそれぞれを脂肪族カルボン酸と連結させることにより形式的に誘導されている、請求項1~16の何れかに記載の方法。
- 前記ポリオールが2-(ヒドロキシメチル)-2-エチルプロパン-1,3-ジオールである、請求項1~17の何れかに記載の方法。
- 前記脂肪族カルボン酸が2個以上の炭素-炭素二重結合を含み、前記炭素-炭素二重結合のうちの少なくとも2個が共役している、請求項1~18の何れかに記載の方法。
- 前記脂肪族カルボン酸が、C6~C10脂肪族カルボン酸からなる群から選択される、請求項1~19の何れかに記載の方法。
- 前記脂肪族カルボン酸が2,4-ヘキサジエン酸である、請求項20に記載の方法。
- 前記エステル化合物が2,2-ビス[(1,3-ペンタジエニルカルボニルオキシ)メチル]ブチル2,4-ヘキサジエノエートである、請求項1~21の何れかに記載の方法。
- 前記ペルオキシド化合物が2,5-ジメチル-2,5-ジ(tert-ブチルペルオキシ)ヘキサンである、請求項1~22の何れかに記載の方法。
- (a)約140℃以下の融点を有する熱可塑性バインダと、
(b)ペルオキシド化合物と、
(c)3個以上のヒドロキシ基を含むポリオールおよび1個以上の炭素-炭素二重結合を含む脂肪族カルボン酸から形式的に誘導されるエステル化合物と
を含むマスターバッチ組成物であって、
前記ペルオキシド化合物が、前記マスターバッチ組成物の総重量に対して約1wt%以上の量で前記組成物中に存在し、前記エステル化合物が、前記マスターバッチ組成物の総重量に対して約1wt%以上の量で前記組成物中に存在する、マスターバッチ組成物。 - 前記熱可塑性バインダがポリオレフィンである、請求項24に記載のマスターバッチ組成物。
- 前記ペルオキシド化合物が、前記マスターバッチ組成物の総重量に対して約5wt%以上の量で前記組成物中に存在する、請求項24または請求項25に記載のマスターバッチ組成物。
- 前記エステル化合物が、前記マスターバッチ組成物の総重量に対して約5wt%以上の量で前記組成物中に存在する、請求項24~26の何れかに記載のマスターバッチ組成物。
- 前記エステル化合物が、前記ポリオールの前記ヒドロキシ基のそれぞれを脂肪族カルボン酸と連結させることにより形式的に誘導されている、請求項24~27の何れかに記載のマスターバッチ組成物。
- 前記ポリオールが2-(ヒドロキシメチル)-2-エチルプロパン-1,3-ジオールである、請求項24~28の何れかに記載のマスターバッチ組成物。
- 前記脂肪族カルボン酸が2個以上の炭素-炭素二重結合を含み、前記炭素-炭素二重結合のうちの少なくとも2個が共役している、請求項24~29の何れかに記載のマスターバッチ組成物。
- 前記脂肪族カルボン酸が、C6~C10脂肪族カルボン酸からなる群から選択される、請求項24~30の何れかに記載のマスターバッチ組成物。
- 前記脂肪族カルボン酸が2,4-ヘキサジエン酸である、請求項31に記載のマスターバッチ組成物。
- 前記エステル化合物が2,2-ビス[(1,3-ペンタジエニルカルボニルオキシ)メチル]ブチル2,4-ヘキサジエノエートである、請求項24~32の何れかに記載のマスターバッチ組成物。
- 前記ペルオキシド化合物が2,5-ジメチル-2,5-ジ(tert-ブチルペルオキシ)ヘキサンである、請求項24~33の何れかに記載のマスターバッチ組成物。
- (a)ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、ホスファイト化合物、ホスホナイト化合物、チオール化合物、およびこれらの混合物からなる群から選択される酸化防止剤と、
(b)3個以上のヒドロキシ基を含むポリオールおよび1個以上の炭素-炭素二重結合を含む脂肪族カルボン酸から形式的に誘導されるエステル化合物と
を含む濃厚組成物であって、
前記酸化防止剤が、前記濃厚組成物の総重量に対して約8wt%以上の量で前記濃厚組成物中に存在する、濃厚組成物。 - 前記エステル化合物が、前記濃厚組成物の総重量に対して約10wt%以上の量で前記濃厚組成物中に存在する、請求項35に記載の濃厚組成物。
- 前記酸化防止剤が2,6-ジ-tert-ブチルフェノール化合物である、請求項35または請求項36に記載の濃厚組成物。
- 前記エステル化合物が、前記ポリオールの前記ヒドロキシ基のそれぞれを脂肪族カルボン酸と連結させることにより形式的に誘導されている、請求項35~37の何れかに記載の濃厚組成物。
- 前記ポリオールが2-(ヒドロキシメチル)-2-エチルプロパン-1,3-ジオールである、請求項35~38の何れかに記載の濃厚組成物。
- 前記脂肪族カルボン酸が2個以上の炭素-炭素二重結合を含み、前記炭素-炭素二重結合のうちの少なくとも2個が共役している、請求項35~39の何れかに記載の濃厚組成物。
- 前記脂肪族カルボン酸が、C6~C10脂肪族カルボン酸からなる群から選択される、請求項35~40の何れかに記載の濃厚組成物。
- 前記脂肪族カルボン酸が2,4-ヘキサジエン酸である、請求項41に記載の濃厚組成物。
- 前記エステル化合物が2,2-ビス[(1,3-ペンタジエニルカルボニルオキシ)メチル]ブチル2,4-ヘキサジエノエートである、請求項35~42の何れかに記載の濃厚組成物。
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