JP5106407B2 - プロピレンをベースとするエラストマー組成物 - Google Patents
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Description
(a)プロピレンに由来する少なくとも75重量パーセント(75wt%)の単位と、C2またはC4〜C10のα−オレフィンに由来する10〜25重量パーセント(10〜25wt%)の単位とを有するプロピレンをベースとするエラストマーであって、
(1)DSC分析による1ジュール/グラム〜35ジュール/グラムの融解熱と、
(2)54000〜875000g/molの重量平均分子量(Mw)と、
(3)40%未満の永久ひずみとを示すプロピレンをベースとするエラストマーと、
(b)3.5未満の分子量分布(Mw/Mn)、0.885〜0.915g/mlの密度および65〜125ジュール/グラムの融解熱を有する実質的に直鎖状の(substantially linear)ポリエチレンおよび均一に分枝した(homogeneously branched)直鎖状のポリエチレンから選択される均質な(homogeneous)エチレン・α−オレフィンインターポリマーとから本質的に(essentially)なり、プロピレンをベースとするエラストマーの均質なエチレン・α−オレフィンインターポリマーに対する重量比が97:3〜80:20であり、2〜55ジュール/グラムの融解熱および69MPa未満の2%割線曲げ弾性率(2% secant flexural modulus)を示す。
(a)プロピレンに由来する少なくとも75重量パーセント(75wt%)の単位と、エチレンに由来する11〜17重量パーセント(11〜17wt%)の単位とを有するプロピレンをベースとするエラストマーであって、
(1)DSC分析による2ジュール/グラム〜15ジュール/グラムの融解熱と、
(2)3.5未満の分子量分布(Mw/Mn)と、
(3)2〜30g/10分のメルトフローレート(melt flow rate)と、
(3)実質的にアイソタクチックなプロピレン連鎖(sequences)とを示すプロピレンをベースとするエラストマーと、
(b)エチレンに由来する91〜97モルパーセントの単位と、炭素数4〜12のα−オレフィンに由来する3〜9モルパーセントの単位とを含み、0.890〜0.910g/mlの密度、3.5未満の分子量分布(Mw/Mn)、1.503〜1.509の屈折率、および75〜115ジュール/グラムの融解熱を有する実質的に直鎖状のポリエチレンおよび均一に分枝した直鎖状のポリエチレンから選択される均質なエチレン・α−オレフィンインターポリマーとから本質的になり、
プロピレンをベースとするエラストマーの均質なエチレン・α−オレフィンインターポリマーに対する重量比が97:3〜80:20であり、
1.7〜10の分子量分布(Mw/Mn)を有し、2〜55ジュール/グラムの融解熱、少なくとも20℃のピーク結晶化温度、および67MPa未満の2%割線曲げ弾性率を示す。
(a)プロピレンに由来する少なくとも75重量パーセント(75wt%)の単位と、エチレンに由来する12〜16重量パーセント(12〜16wt%)の単位とを有するプロピレンをベースとするエラストマーであって、
(1)DSC分析による2ジュール/グラム〜12ジュール/グラムの融解熱と、
(2)3.5未満の分子量分布(Mw/Mn)と、
(3)2〜30g/10分のメルトフローレートと、
(3)実質的にアイソタクチックなプロピレン連鎖とを示すプロピレンをベースとするエラストマーと、
(b)エチレンに由来する91〜97モルパーセントの単位と、炭素数4〜8のα−オレフィンに由来する3〜9モルパーセントの単位とを含み、0.895〜0.905g/mlの密度、3.0未満の分子量分布(Mw/Mn)、1.505〜1.507の屈折率、および89〜101ジュール/グラムの融解熱を有する実質的に直鎖状のポリエチレンおよび均一に分枝した直鎖状のポリエチレンから選択される均質なエチレン・α−オレフィンインターポリマーとから本質的になり、
プロピレンをベースとするエラストマーの均質なエチレン・α−オレフィンインターポリマーに対する重量比が90:10〜84:16であり、
2.0〜5.0の分子量分布(Mw/Mn)を有し、2〜50ジュール/グラムの融解熱、少なくとも40℃のピーク結晶化温度、および30MPa未満の2%割線曲げ弾性率を示す。
式中、Mは、IUPACの周期表(2005年10月の第3版)によって指定される第3族〜第6族およびランタノイド類(57〜71番元素)から選択される金属であり、
Lは、C、O、N、P、F、Cl、Br、IまたはSである少なくとも1つの原子を介して遷移金属と結合している配位子であり、Lはπ結合し電荷が非局在化した置換または無置換シクロペンタジエニル配位子ではなく、Lの少なくとも1つは置換アリールまたはヘテロアリール配位子であり、
nは整数である。
ブレンドで使用される均質なエチレン・α−オレフィンインターポリマーは、好ましくはエチレンに由来する単位と、C4〜C20のα−オレフィンコモノマーとのインターポリマーである。好ましいα−オレフィンコモノマーは、C4〜C12のα−オレフィン類、より好ましくはC4〜C8のα−オレフィン類および4−メチル−1−ペンテン、さらにより好ましくはC4、C6およびC8のα−オレフィン類、最も好ましくは1−オクテンである。この均質なエチレン・α−オレフィンインターポリマーは、エチレンに由来する91〜97モルパーセントの単位を含み、残りはα−オレフィンを含む。均質なエチレン・α−オレフィンインターポリマーは、実質的に直鎖状のポリエチレンポリマーおよび均質な分枝した直鎖状のポリエチレン(共に以下により詳細に説明する)から選択される。均質なエチレン・α−オレフィンインターポリマーは、気相、溶液またはスラリーポリマー製造プロセスなど、当業者に公知の製造プロセスを用いて作製することができる。本発明において有用である均質なエチレン・α−オレフィンインターポリマーの例は、「AFFINITY」および「ENGAGE」の商標でThe Dow Chemical Companyから入手可能なエチレン/1−オクテンの実質的に直鎖状のポリエチレン、「EXACT」および「EXCEED」の商標でExxonMobil ChemicalおよびDEXPlastomers(DSM/ExxonMobil Chemical)から入手可能な均質な分枝した直鎖状のポリエチレン、「INNOVEX」の商標でInnovene(BP Groupの子会社から入手可能なエチレン・α−オレフィンインターポリマー、「LUPOLEX」および「LUFLEXEN」の商標でBasellから入手可能なエチレン・α−オレフィンコポリマー、ならびに「TAFMER」の商標でMitsui Chemicalsから入手可能なエチレン・α−オレフィンコポリマーである。
プロピレンをベースとするエラストマーは、プロピレン−α−オレフィンコポリマーの、プロピレンに由来する少なくとも75重量パーセントの単位(好ましくは少なくとも82重量パーセント、より好ましくは少なくとも83重量パーセント、さらにより好ましくは少なくとも84重量パーセント)と、エチレンおよびC4〜C20のα−オレフィンから選択されるα−オレフィンに由来する10〜25重量パーセントの単位(好ましくは10〜18重量パーセント、より好ましくは11〜17重量パーセント、最も好ましくは12〜16重量パーセント)とを含む。好ましくは、α−オレフィンは、C2およびC4〜C10のα−オレフィン類、より好ましくはC2、C4、C6およびC8のα−オレフィン類、さらにより好ましくはエチレンおよび1−ブテン、最も好ましくはエチレンを含む。
初期長(L0):22.25mm
第1のサイクル時のひずみ100%での長さ、伸長:44.5mm
第2のサイクル時の0.05MPaの引張応力での長さ(L’):24.92mm
メタロセン触媒による:
この実施例では、米国特許第5616664号の実施例15に従って合成したメタロセン触媒を用いて作製したプロピレン−エチレンコポリマーについての計算を、Koenig J.L.(Spectroscopy of Polymers American Chemical Society、Washington、DC、1992年)の従来の解釈と上述のような行列法とを共に用いて実演する。プロピレン−エチレンコポリマーは、米国特許出願公開第2003/0204017号の実施例1に従って製造する。このプロピレン−エチレンコポリマーを以下のように分析する。データは、13C共振に対応するVarian UNITY Plus 400MHz NMR分光計を用いて収集する。
式中、Kpp=1.90E−04、app=0.725およびKps=1.26E−04、app=0.702である。
示差走査熱量測定(DSC)は、半結晶性ポリマーの溶融および結晶化を試験するために使用することができる一般的な技法である。DSC測定の一般原理および半結晶性ポリマーの研究へのDSCの適用については、標準テキスト(たとえば、E.A.Turi、ed.、Thermal Characterization of Polymeric Materials、Academic Press、1981年)に記載されている。本発明の特に好ましい態様では、プロピレンをベースとするエラストマー(好ましくはプロピレン−エチレンエラストマー)が本発明で利用され、本質的に同じままであるTmeと、コポリマー中の不飽和コモノマーの量が増大するにつれて減少するTmaxとを有するDSC曲線を特徴とする。Tmeは、溶融が終わる温度を意味し、Tmaxはピーク溶融温度を意味し、共に最終加熱ステップによるデータを用いるDSC分析から当業者によって決定される。TA Instruments,Inc.製のモデルQ1000DSCを用いて示差走査熱量測定(DSC)分析を決定する。DSCのキャリブレーションは、次のように行う。まず、アルミニウムのDSCパン内の試料なしで−90℃から290℃までDSCを作動させることによって基線を得る。次いで、試料を180℃まで加熱し、冷却速度10℃/分で試料を140℃まで冷却し、その後140℃で1分間試料を等温保持し、その後加熱速度10℃/分で140℃から180℃まで試料を加熱することによって、未使用のインジウム試料を7ミリグラム分析する。このインジウム試料の融解熱および溶融開始点を決定し、溶融開始点が0.5℃〜156.6℃の範囲内に、融解熱が0.5J/g〜28.71J/gの範囲内にあることを確認する。次いで、冷却速度10℃/分でDSCパン内の未使用の試料の小滴を25℃から−30℃まで冷却することによって、脱イオン水を分析する。この試料を−30℃で2分間等温保持し、加熱速度10℃/分で30℃まで加熱する。溶融開始点を決定し、0.5℃〜0℃の範囲内にあることを確認する。
本発明の特に好ましい態様では、プロピレンをベースとするエラストマーが広い結晶化度分布を示す。発明者らは、広い結晶化度分布を有するプロピレンをベースとするエラストマーを使用すると、以下により詳細に説明するように粘着性/ブロッキング特性がより低い組成物が生じることになると考えている。融解熱が約20ジュール/グラムを超えるエラストマーについては、好ましくは以下に説明するようなTREF/ATREF分析から結晶化度分布を決定する。
Loge(Xp)=−289/(273+Tmax)+0.74
LnP>−289/(273+Tmax)+0.75
フロースルーセル[Polymer Laboratories Inc.,アマースト,マサチューセッツ州]
及びGPC[Waters Corp.,ミルフォード,マサチューセッツ州]のパラメータの概要
上部に液体が接続されるPolymer Labs FTIR Interface(部品#0820-2000)
セル窓:フッ化カルシウム(デッドボリューム:70μl、パス長:1mm)
GPC機器:Waters150C高温GPC
カラム:4×300×7.5mmのPolymer Labs 10μ Mixed B
溶媒:ペルクロロエチレン(Sigma-Aldrich HPLCグレード)
流量:1ml/分
濃度:2.5mg/ml
注入:250μl
温度:110℃
組成物は、均質なエチレン・α−オレフィンインターポリマーと、プロピレンをベースとするエラストマーと(共により詳細に上述)から本質的になる。この組成物は、組成物の成分を物理的に混ぜ合わせることによって作製することができる。あるいは、この組成物はいわゆる反応器内ブレンド組成物であってもよく、それにより組成物は2つ以上の重合ステップにより単一の反応器内で、あるいは連続して(すなわち、ある反応器の生成物を第2の反応器に移し、第2の反応器で第2の生成物を作製する)または並行して(すなわち、各反応器が別々の生成物を作製し、それらの生成物を反応器の下流で組み合わせる)作動するいくつかの反応器内で作製される。この組成物は、好ましくはプロピレンをベースとするエラストマーを製造するポリマー製造プラントで作製され、組成物のペレット化より前に成分は一緒にまとめられる。
この組成物は、有利な物品を作製するための多くの製造プロセスにおいて有益に使用することができる。これらの物品およびプロセスの一部の例は、(1)フィルム、すなわちキャスト膜と空気または水で急冷したインフレーションフィルムの両方であり、適切なキャスト膜および空気で急冷したインフレーションフィルムの成形については、たとえば、The Encyclopedia of Chemical Technology、Kirk−Othmer、第3版、John Wiley&Sons、New York、1981年、第16巻、416〜417頁および第18巻、191〜192頁に記載されている。適切な共押し出し技術および要件は当業者に公知であり、(2)たとえば、Injection Molding Handbook、T.A.Osswald、T.Turng、P.Gramann、Hanser Gardner Publications、ISBN#1569903182、2001年に記載されているような射出成形用途、(3)たとえば、Technology of Thermoforming、J.L.Throne Hanser Gardner Publications、ISBN#1569901988、1996年に記載されているような熱成形用途、(4)The Nonwovens Handbook、Association of Nonwovens Fabrics Industry、Cary NCおよびPrinciples of Nonwovens、INDA、Cary NCに記載されているようなメルトブローン繊維および不織布用途、ならびに(5)Nonwoven Fabrics:Raw Materials、Manufacture、Applications、Characteristics、Testing Processes W.Albrecht、H.Fuchs、W.Kittelmann、ISBN#3527304061、Wiley−VCH、2003年に記載されているようなスパンボンド繊維および不織布である。
触媒Aの合成
ハフニウム,[N−[2,6−ビス(1−メチルエチル)フェニル]−α−[2−(1−メチルエチル)フェニル]−6−(1−ナフタレニル−κ−C2)−2−ピリジンメタンアミナト(2−)−κN1,κN2]ジメチル−
1H NMR (CDCl3) δ 1.3 (d, 12H), 3.14 (m, 2H), 7.26 (m, 3H), 7.5-7.6 (m, 5H), 7.75-7.8 (m, 3H), 8.02 (m, 1H), 8.48 (m, 2H).
13C NMR (CDCl3) δ 23.96, 28.5, 119.93, 123.50, 124.93, 125.88, 125.94, 126.49, 127.04, 127.24, 128.18, 128.94, 129.7, 131.58, 134.5, 137.56, 137.63, 138.34, 148.93, 154.83, 159.66, 163.86.
GC/MS 396(M+), 380, 351, 337, 220, 207, 189, 147.
1H NMR (d8-THF) δ 1.17 (d, J=6.8Hz, 6H), 2.91 (sept, J=6.8, 1H), 6.62-6.69 (multiplets, 2H), 6.77 (d, J=7.3Hz, 1H), 7.69 (multiplet, 1H).
13C NMR (d8-THF) δ 25.99, 41.41, 120.19, 122.73, 122.94, 142.86, 160.73, 189.97.
イミン、ステップc)の6−(1−ナフチル)−2−[(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミノ]ピリジン(2.20g、5.6mmol)を、窒素雰囲気下で60〜70mLの乾燥エーテル中のスラリーとして磁気的に撹拌する。2−イソプロピルフェニルリチウム(1.21g、乾燥エーテル25mL中9.67mmol)のエーテル溶液を、注射器を用いて4〜5分の時間をかけてゆっくりと添加する。この添加が完了した後、試料を少し取り出し、1NのNH4Clでクエンチし、有機層を高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)で分析して出発材料が完全に消費されているかについて確認する。1NのNH4Cl(10mL)を慎重にゆっくりとクエンチすることによって、反応物の残りをクエンチする。この混合物をさらなるエーテルで希釈し、有機層を塩水で2回洗浄し、乾燥させ(Na2SO4)、ろ過し、減圧下で溶媒を取り除く。濃厚な赤い油(2.92g、理論的収量=2.87g)として得られる粗生成物を、さらなる精製なしで使用する。
1H NMR (CDCl3) δ 0.96 (d, J=6.6Hz, 3H), 1.006 (d, J=6.8Hz, 3H), 1.012 (d, J=6.8Hz, 6H), 1.064 (d, J=6.8Hz, 6H), 3.21-3.34 (multiplets, 3H), 4.87 (br s, NH), 5.72 (s, 1H), 6.98 (d, J=7.6Hz, 1H) 7.00-7.20 (multiplets, 7H), 7.23-7.29 (multiplets, 4H), 7.51 (d, J=7.1Hz 1H), 7.60-7.65 (multiplets, 2H), 7.75 (multiplet, 1H), 8.18 (multiplet, 1H).
13C NMR (CDCl3) δ 23.80, 24.21, 24.24, 24.36, 28.10, 28.81, 67.08, 120.20, 122.92, 123.96, 124.42, 125.35, 125.81, 126.01, 126.28, 126.52, 126.58, 126.65, 127.80, 128.52, 128.62, 129.25, 131.82, 134.52, 136.81, 138.82, 140.94, 143.37, 143.41, 146.66, 159.05, 162.97.
ガラスジャーに、30mLのトルエンに溶解させたステップe)による配位子8.89mmolを満たす。この溶液に、8.98mmolのn−BuLi(2.5Mのヘキサン溶液)を注射器で添加する。この溶液を1時間撹拌し、次いで固体のHfCl4を8.89mmol添加する。ジャーを空冷還流冷却器で覆い、混合物を1時間還流加熱する。冷却後、31.1mmolのMeMgBr(3.5等量、3.0Mのジエチルエーテル溶液)を注射器で添加し、得られた混合物を周囲温度で一晩撹拌する。溶媒(トルエン、ヘキサンおよびジエチルエーテル)を、ドライボックスに取り付けられた真空系を用いて反応混合物から取り除く。残留物にトルエン(30mL)を添加し、混合物をろ過し、残留物(マグネシウム塩)を追加のトルエン(30mL)で洗浄する。組み合わせたトルエン溶液から真空により溶媒を取り除き、ヘキサンを添加し次いで真空により取り除く。再度ヘキサンを添加し、得られたスラリーをろ過し、生成物をペンタンで洗浄して黄色の粉末として所望の生成物を得る。
1H NMR (C6D6): δ 8.58 (d, J=7.8Hz, 1H), 8.25 (d, J=8.4Hz, 1H), 7.82 (d, J=7.5Hz, 1H), 7.72 (d, J=6.9Hz, 1H), 7.50 (d, J=8.1Hz, 1H), 7.36-7.27 (multiplets, 3H), 7.19-6.99 (multiples, 7H), 6,82 (t, J=8.1Hz, 1H), 6.57 (s, 1H), 6.55 (d, J=7.8Hz, 1H), 3.83 (septet, J=6.9Hz, 1H), 3.37 (septet, J=6.9Hz, 1H), 2.89 (septet, J=6.9 Hz, 1H), 1.38 (d, J=6.6Hz, 3H), 1.37 (d, J=6.9Hz, 3H), 1.17 (d, J=6.9Hz, 3H), 1.15 (d, J=7.2Hz, 3H), 0.96 (s, 3H), 0.70 (s, 3H), 0.69 (d, J=5.4Hz, 3H), 0.39 (d, J=6.9Hz, 3H).
プロピレン−エチレンコポリマーを、以下の手順に従って作製する。
触媒A。
Claims (10)
- (a)プロピレンに由来する少なくとも75重量パーセント(75wt%)の単位と、C2またはC4〜C10のα−オレフィンに由来する10〜25重量パーセント(10〜25wt%)の単位とを有するプロピレンをベースとするエラストマーであって、下記(1)〜(3)を示すプロピレンをベースとするエラストマーと、
(1)DSC分析による1ジュール/グラム〜35ジュール/グラムの融解熱
(2)54000〜875000g/molの重量平均分子量(Mw)
(3)40%未満の永久ひずみ
(b)3.5未満の分子量分布(Mw/Mn)、0.885〜0.915g/mlの密度および65〜125ジュール/グラムの融解熱を有する実質的に直鎖状のポリエチレンおよび均一に分枝した直鎖状のポリエチレンから選択される均質なエチレン・α−オレフィンインターポリマーと
から本質的になるポリオレフィンエラストマー組成物であって、
前記プロピレンをベースとするエラストマーの前記均質なエチレン・α−オレフィンインターポリマーに対する重量比が97:3〜80:20であり、前記組成物が2〜55ジュール/グラムの融解熱を示す、ポリオレフィンエラストマー組成物。 - 前記プロピレンをベースとするエラストマーが3.5未満の分子量分布(Mw/Mn)を有する、請求項1に記載のポリオレフィンエラストマー組成物。
- 前記均質なα−オレフィンインターポリマーが1.496〜1.516の屈折率を有する、請求項1に記載のポリオレフィンエラストマー組成物。
- (a)プロピレンに由来する少なくとも75重量パーセント(75wt%)の単位と、エチレンに由来する10〜25重量パーセント(10〜25wt%)の単位とを有するプロピレンをベースとするエラストマーであって、下記(1)〜(4)を示すプロピレンをベースとするエラストマーと、
(1)DSC分析による2ジュール/グラム〜15ジュール/グラムの融解熱
(2)3.5未満の分子量分布(Mw/Mn)
(3)2〜30g/10分のメルトフローレート
(4)実質的にアイソタクチックなプロピレン連鎖
(b)エチレンに由来する91〜97モルパーセントの単位と、炭素数4〜12のα−オレフィンに由来する3〜9モルパーセントの単位とを含み、0.890〜0.910g/mlの密度、3.5未満の分子量分布(Mw/Mn)、1.503〜1.509の屈折率、および75〜115ジュール/グラムの融解熱を有する実質的に直鎖状のポリエチレンおよび均一に分枝した直鎖状のポリエチレンから選択される均質なエチレン・α−オレフィンインターポリマーと
から本質的になるポリオレフィンエラストマー組成物であって、
前記プロピレンをベースとするエラストマーの前記均質なエチレン・α−オレフィンインターポリマーに対する重量比が97:3〜80:20であり、前記組成物が1.7〜10の分子量分布(Mw/Mn)を有し、2〜55ジュール/グラムの融解熱、および少なくとも20℃のピーク結晶化温度を示す、ポリオレフィンエラストマー組成物。 - 前記プロピレンをベースとするエラストマーが、広い結晶化度分布を有する、請求項4に記載のポリオレフィンエラストマー組成物。
- 前記プロピレンをベースとするエラストマーが、少なくとも15%のRCDを有する、請求項4に記載のポリオレフィンエラストマー組成物。
- 前記プロピレンをベースとするエラストマーが、少なくとも4.0℃の上側温度四分位数範囲を有する、請求項4に記載のポリオレフィンエラストマー組成物。
- 前記組成物が、前記プロピレンをベースとするエラストマー(a)と前記均質なエチレン・α−オレフィンインターポリマー(b)との反応器内ブレンドである、前記請求項1から7のいずれかに記載のポリオレフィンエラストマー組成物。
- 請求項1から7のいずれかに記載のエラストマー組成物と、エチレンをベースとするまたはプロピレンをベースとするポリマーとを含むブレンド。
- 請求項1から7のいずれかに記載のエラストマー組成物と、ポリプロピレンホモポリマー、ポリプロピレンコポリマーおよび耐衝撃性改質ポリプロピレンからなる群から選択されるポリプロピレンとからなる、請求項9に記載のブレンド。
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