JP6892860B2 - 高密度回転成形用樹脂 - Google Patents
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Description
一実施形態において、本発明は、以下を提供する:
1.5重量%未満の1−オクテンおよび残部のエチレンを含むポリエチレン樹脂であって、
密度が0.948〜0.953g/ccであり、190℃の温度で2.16kgの荷重下でASTM1238に従って測定されたメルトインデックス(I2)が1.0〜1.5g/10分であり、190℃の温度で21.6kgの荷重下でASTM1238に従って測定されたメルトインデックス(I21)が32〜55g/10分であり、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で測定した重量平均分子量(Mw)が95,000〜120,000であり、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定した数平均分子量が20,000〜40,000であり、z平均分子量(Mz)が240,000〜360,000であり、Mw/Mnが2.5〜4.5であり、Mz/Mwが2.5〜3.5であり、CBDI(50)が80〜95であり、残留不飽和度が1000炭素原子あたり0.22未満であり、好ましくは0.06〜0.22であり、このポリマーのGPCによって測定される分子量分布が、少なくとも2成分にデコンボルーションされており、
200,000〜250,000である計算された重量平均分子量(Mw)、90,000〜140,000の計算された数平均分子量(Mn)、390,000〜520,000のz平均分子量(Mz)、および0.921〜0.930g/ccの見積もり密度を有する、20〜40重量%の第1成分、ならびに
20,000〜57,000である計算された重量平均分子量(Mw)、10,000〜30,000の計算された数平均分子量(Mn)、30,000〜80,000のz平均分子量(Mz)、および0.948〜0.953g/ccの見積もり密度を有する、40〜70重量%の第2成分であって、ただし第2成分と第1成分との密度の差異が0.030g/cc未満である第2成分を含む、上記ポリエチレン樹脂。
[1].実施例以外において、または別に指定されない限りは、本明細書および特許請求の範囲で使用される成分の量、反応条件などを指す全ての数値または表現は、全ての場合において、「約」という用語によって修飾されていると理解されるべきである。したがって、反対に示されない限り、以下の明細書および添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、本発明が得ることを望む特性に応じて変化し得る近似値である。最低限、特許請求の範囲に対する均等論の適用を制限する試みとしてではなく、各数値パラメータは、報告された有効数字の数に照らし、かつ通常の丸め技術を適用することによって少なくとも解釈されるべきである。
ESCR条件A100 100%CO−630およびB100 100%CO−630で測定した場合に330時間以上の環境応力亀裂耐性;1%フレックス(flex)割線弾性係数が1200を超え、いくつかの実施形態では1200〜1300MPaであり;平均破壊エネルギーが150ft.lb以上であり;低温ARM衝撃性能試験を用いて測定したときに80%を超える延性;および
8未満、好ましくは約2〜7、最も好ましくは2.5〜5の一次構造パラメータ(PSP2)。
1/ρ=Σ(wi/ρi)=∫1/ρ(dw/dLogM)dLogM(式1)
ここで、ρ=1.0748−(0.0241)LogMである。
Δρ=C1(SCB/PDIn)C2−C3(SCB/PDIn)C4(式2)
式2において、C1=1.25E−02、C2=0.5、C3=7.51E−05、C4=0.62、およびn=0.32である。
式中、上記の記号は、以下の意味を有する。
wc = 重量分率結晶化度
ρ = MWスライスの計算密度
ρc = 100%結晶性サンプルの密度(1.006g/cm3とする)
ρa = 非晶質相の密度(0.852g/cm3)
式中、上記の記号は、以下の意味を有する。
P = 結合鎖形成の確率
L = 限界距離(nm) = 2lc+la
D =ポリエチレンの溶融時の連鎖延長係数 = 6.8
n = ポリエチレンのリンク数 = Mw/14
l = ポリエチレンのリンク長さ = 0.153nm
触媒は、以下の式の化合物である。
式中、Mは、Ti、ZrおよびHfからなる群から選択され;Plは、以下の式のホスフィンイミン配位子であり、
式中、各R21は、独立して、水素原子;ハロゲン原子;ハロゲン原子によって置換されていないか、またはさらにハロゲン原子で置換されているヒドロカルビル基、典型的にはC1〜C10のヒドロカルビル基;C1〜C8アルコキシ基;C6〜C10アリールまたはアリールオキシ基;アミド基;以下の式のシリル基:
−Si−(R22)3
式中、各R22は、水素、C1〜C8アルキルまたはアルコキシ基およびC6〜C10アリールまたはアリールオキシ基からなる群から独立して選択され;および、以下の式のゲルマニル基:
−Ge−(R22)3
式中R22は前記と同義である;
Lは、シクロペンタジエニル型配位子からなる群から独立して選択されるモノアニオン性シクロペンタジエニル型配位子であり、Yは、活性化可能な配位子からなる群から独立して選択され;mは1または2であり;nは0または1であり;pは整数であり、m+n+pの和はMの価数状態に等しい。
触媒のための活性化剤は、典型的に、アルミノキサンおよびイオン活性化剤からなる群から選択される。
適切なアルモキサンは、式:(R4)2AlO(R4AlO)mAl(R4)2であってもよく、ここで、各R4は独立してC1−20ヒドロカルビル基からなる群から選択され、mは0〜50であり、好ましくは、各R4はC1−4アルキル基であり、mは5〜30である。各Rがメチルであるメチルアルモキサン(または「MAO」)が好ましいアルモキサンである。アルモキサンは、共触媒(助触媒)として、特にメタロセン型触媒としてよく知られている。アルモキサンは、容易に入手可能な商品でもある。アルモキサン共触媒の使用は、一般に、触媒中のアルミニウム対遷移金属のモル比が20:1〜1000:1であることを必要とする。好ましい比は50:1〜250:1である。
いわゆる「イオン活性剤」もメタロセン触媒としてよく知られている。例えば、米国特許第5,198,401号(Hlatky and Turner)および米国特許第5,132,380号(StevensおよびNeithamer)を参照のこと。
(i)式[R5]+[B(R7)4]−の化合物
式中、Bはホウ素原子であり、R5は芳香族ヒドロカルビル(例えば、トリフェニルメチルカチオン)であり、各R7は、独立して、非置換のフェニル基、または、フッ素原子、非置換もしくはフッ素原子で置換されたC1−4アルキル基またはアルコキシ基、および式−Si−(R9)3のシリル基(式中、各R9は、独立して、水素原子およびC1−4アルキル基からなる群から選択される)からなる群から選択される3〜5個の置換基で置換されたフェニル基からなる群から独立に選択される。
(ii)式[(R8)tZH]+[B(R7)4]−の化合物
式中、Bはホウ素原子であり、Hが水素原子であり、Zが窒素原子またはリン原子であり、tが2または3であり、R8は、C1−8アルキル基、非置換または3個までのC1−4アルキル基で置換されたフェニル基から選択され、あるいは、1つのR8は、窒素原子と一緒になってアニリニウム基を形成してもよく、R7は上で定義した通りである。
(iii)式B(R7)3の化合物
式中、R7は上記で定義した通りである。
本明細書で使用される場合、用語「ジホスファイト」は、ホスファイト分子当たり少なくとも2つのリン原子を含むホスファイト安定剤を指す。
本発明の組成物は、任意選択的で、従来ポリエチレンと共に使用される他の添加剤を含み得る。非限定的なリストは以下のとおりである。
多くの市販のポリオレフィンは塩化物残留物を含む。これらの塩化物残留物は、特に溶融加工操作中に塩酸を生成することがある。したがって、「酸中和剤」は、従来、ポリオレフィン安定化パッケージに含まれており、好ましくは本発明の方法に含まれる。
フェノール系抗酸化剤
アルキル化モノフェノール類
例えば、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール;2−tert−ブチル−4,6−ジメチルフェノール;2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール;2,6−ジ−tert−ブチル−4−n−ブチルフェノール;2,6−ジ−tert−ブチル−4−イソブチルフェノール;2,6−ジシクロペンチル−4−メチルフェノール;2−(α−メチルシクロヘキシル)−4,6ジメチルフェノール;2,6−ジオクタデシル−4−メチルフェノール;2,4,6−トリシクロヘキシルフェノール;および2,6−ジ−tert−ブチル−4−メトキシメチルフェノールが挙げられる。
例えば、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メトキシフェノール;2,5−ジ−tert−ブチルヒドロキノン;2,5−ジ−tert−アミル−ヒドロキノン;2,6ジフェニル−4−オクタデシルオキシフェノールが挙げられる。
例えば、2,2’−チオ−ビス−(6−tert−ブチル−4−メチルフェノール);2,2’−チオ−ビス−(4−オクチルフェノール);4,4’チオ−ビス−(6−tertブチル−3−メチルフェノール);および4,4’−チオ−ビス−(6−tert−ブチル−2−メチルフェノール)が挙げられる。
例えば、2,2’−メチレン−ビス−(6−tert−ブチル−4−メチルフェノール);2,2’−メチレン−ビス−(6−tert−ブチル−4−エチルフェノール);2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−(α−メチルシクロヘキシル)フェノール);2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−シクロヘキシルフェノール);2,2’−メチレン−ビス−(6−ノニル−4−メチルフェノール);2,2’−メチレン−ビス−(6−ノニル−4−メチルフェノール);2,2’−メチレン−ビス−(6−(α−メチルベンジル)−4−ノニルフェノール);2,2’−メチレン−ビス−(6−(α,α−ジメチルベンジル)−4−ノニル−フェノール);2,2’−メチレン−ビス−(4,6−ジ−tert−ブチルフェノール);2,2’−エチリデン−ビス−(6−tert−ブチル−4−イソブチルフェノール);4,4’−メチレン−ビス−(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール);4,4’−メチレン−ビス−(6−tert−ブチル−2−メチルフェノール);1,1−ビス−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェノール)ブタン;2,6−ジ−(3−tert−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシベンジル)−4−メチルフェノール;1,1,3−トリス−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)ブタン;1,1−ビス−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−2−メチルフェニル)−3−ドデシルメルカプトブタン;エチレングリコール−ビス−(3,3−ビス−(3’−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)−ブチレート)−ジ−3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−ジシクロペンタジエン;ジ−(2−(3’−tert−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−メチルベンジル)−6−tert−ブチル−4−メチルフェニル)テレフタレート;例えば、エチリジエンビス−2,4−ジ−t−ブチルフェノールモノアクリレートエステルなどのビスフェノールのモノアクリレートエステルのような他のフェノール類が挙げられる。
例えば、N,N−ジベンジルヒドロキシルアミン;N,N−ジエチルヒドロキシルアミン;N,N−ジオクチルヒドロキシルアミン;N,N−ジラウリルヒドロキシルアミン;N,N−ジテトラデシルヒドロキシルアミン;N,N−ジヘキサデシルヒドロキシルアミン;N,N−ジオクタデシルヒドロキシルアミン;N−ヘキサデシル−N−オクタデシルヒドロキシルアミン;N−ヘプタデシル−N−オクタデシルヒドロキシルアミン;水素化獣脂アミンから誘導されたN,N−ジアルキルヒドロキシルアミンが挙げられる。アミンオキサイド類の同族体(米国特許第5,844,029号、Prachu et al.に開示されているもの)もまた使用することができる。
試験方法
ユニバーサル較正(例えば、ASTM−D646−99)を用いた示差屈折率検出を伴う高温ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)によって、Mn、MwおよびMz(g/mol)を測定した。分子量分布(MWD)は、重量平均分子量(Mw)の数平均分子量(Mn)に対する比である。
式中、Mn、Mw、MzおよびSCB/1000Cは、上記デコンボリューションの結果から得られた個々のエチレンポリマー成分のデコンボリューション値である。
双峰性ポリエチレン組成物を二重反応器パイロットプラントで調製した。この二重反応器プロセスでは、第1の反応器の内容物が第2の反応器に流入し、両方ともよく混合される。このプロセスは、連続供給物流を用いて動作する。触媒(シクロペンタジエニルTiトリtert−ブチルホスフィミンジクロライド)を両方の反応器に供給した。全体の製造速度は約90kg/時であった。
本発明に包含され得る諸態様は、以下のとおり要約される。
[態様1]
1重量%未満の1−オクテンおよび残部のエチレンを含むポリエチレン樹脂であって、
密度が0.948〜0.953g/ccであり、190℃の温度で2.16kgの荷重下でASTM1238に従って測定されたメルトインデックス(I 2 )が1.0〜1.5g/10分であり、190℃の温度で21.6kgの荷重下でASTM1238に従って測定されたメルトインデックス(I 21 )が32〜55g/10分であり、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で測定した重量平均分子量(Mw)が90,000〜130,000であり、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定した数平均分子量(Mn)が20,000〜40,000であり、z平均分子量(Mz)が240,000〜360,000であり、Mw/Mnが2.9〜4であり、Mz/Mwが2.9〜3.2であり、CDBI(50)が80〜95であり、このポリマーのGPCによって測定される分子量分布が、少なくとも2成分にデコンボルーションされており、
200,000〜250,000である計算された重量平均分子量(Mw)、90,000〜135,000の計算された数平均分子量、390,000〜490,000のz平均分子量、および0.921〜0.930g/ccの見積もり密度を有する、20〜40重量%の第1成分、および
37,000〜57,000である計算された重量平均分子量(Mw)、18,000〜30,000の計算された数平均分子量(Mn)、60,000〜85,000のz平均分子量、および0.948〜0.953g/ccの見積もり密度を有する、60〜80重量%の第2成分であって、ただし第2成分と第1成分との密度の差異が0.030g/cc未満である第2成分を含む、上記ポリエチレン樹脂。
[態様2]
1200〜1300MPaの1%フレックス割線弾性係数を有する、上記態様1に記載のポリエチレン樹脂。
[態様3]
低温ARM衝撃性能試験を用いた測定により、150ft.lb以上の平均破壊エネルギーおよび80%以上の延性を有する、上記態様2に記載のポリエチレン樹脂。
[態様4]
0.6重量%以上の1−オクテンを含む、上記態様3に記載のポリエチレン樹脂。
[態様5]
2.5〜4.5のMw/Mnを有する、上記態様4に記載のポリエチレン樹脂。
[態様6]
2.5〜4のMz/Mwを有する、上記態様5に記載のポリエチレン樹脂。
[態様7]
第1成分が、全ポリマー組成物の25〜30重量%の量で存在する、上記態様6に記載のポリエチレン。
[態様8]
1重量%未満の1−オクテンおよび残部のエチレンを含むポリエチレン樹脂であって、
密度が0.948〜0.953g/ccであり、190℃の温度で2.16kgの荷重下でASTM1238に従って測定されたメルトインデックス(I 2 )が1.0〜1.5g/10分であり、190℃の温度で21.6kgの荷重下でASTM1238に従って測定されたメルトインデックス(I 21 )が32〜55g/10分であり、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で測定した重量平均分子量(Mw)が90,000〜130,000であり、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定した数平均分子量(Mn)が20,000〜40,000であり、z平均分子量(Mz)が240,000〜360,000であり、Mw/Mnが2.9〜4であり、Mz/Mwが2.9〜3.2であり、CDBI(50)が80〜95であり、このポリマーのGPCによって測定される分子量分布が、少なくとも3成分にデコンボルーションされており、
170,000〜265,000である計算された重量平均分子量(Mw)、90,000〜140,000の計算された数平均分子量(Mn)、390,000〜520,000のz平均分子量、および0.921〜0.930g/ccの見積もり密度を有する、20〜40重量%の第1成分、
20,000〜57,000である計算された重量平均分子量(Mw)、10,000〜27,000の計算された数平均分子量(Mn)、30,000〜72,000のz平均分子量、および0.948〜0.953g/ccの見積もり密度を有する、40〜70重量%の第2成分であって、ただし第2成分と第1成分との密度の差異が0.030g/cc未満である第2成分、および
60,000〜130,000である計算された重量平均分子量(Mw)、30,000〜65,000の計算された数平均分子量(Mn)、90,000〜180,000のz平均分子量、および0.935〜0.945g/ccの見積もり密度を有する、3〜20重量%の第3成分を含む、上記ポリエチレン樹脂。
[態様9]
1200〜1300MPaの1%フレックス割線弾性係数を有する、上記態様8に記載のポリエチレン樹脂。
[態様10]
低温ARM衝撃性能試験を用いた測定により、150ft./lb以上の平均破壊エネルギーおよび80%超の延性を有する、上記態様9に記載のポリエチレン樹脂。
[態様11]
A100 100%CO−630およびB100 100%CO−630のESCR条件で測定して200時間以上の環境応力亀裂耐性を有する、上記態様10に記載のポリエチレン樹脂。
[態様12]
0.6重量%以上の1−オクテンを含む、上記態様11に記載のポリエチレン樹脂。
[態様13]
2.5〜4.5のMw/Mnを有する、上記態様12に記載のポリエチレン樹脂。
[態様14]
2.5〜3.5のMz/Mnを有する、上記態様13に記載のポリエチレン樹脂。
[態様15]
第1成分が、全ポリマー組成物の25〜40重量%の量で存在する、上記態様14に記載のポリエチレン樹脂。
[態様16]
第2成分が、全ポリマー組成物の45〜65重量%の量で存在する、上記態様15に記載のポリエチレン樹脂。
Claims (6)
- 0.6重量%以上かつ1.2重量%未満の1−オクテンおよび残部のエチレンを含むポリエチレン樹脂であって、
密度が0.948〜0.953g/ccであり、190℃の温度で2.16kgの荷重下でASTM1238に従って測定されたメルトインデックス(I2)が1.0〜1.5g/10分であり、190℃の温度で21.6kgの荷重下でASTM1238に従って測定されたメルトインデックス(I21)が32〜55g/10分であり、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で測定した重量平均分子量(Mw)が90,000〜130,000であり、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定した数平均分子量(Mn)が20,000〜40,000であり、z平均分子量(Mz)が240,000〜360,000であり、Mw/Mnが2.9〜4であり、Mz/Mwが2.5〜3.5であり、CDBI(50)が80〜95であり、このポリマーのGPCによって測定される分子量分布が、少なくとも3成分にデコンボルーションされており、
170,000〜265,000である計算された重量平均分子量(Mw)、90,000〜140,000の計算された数平均分子量(Mn)、390,000〜520,000のz平均分子量、および0.921〜0.930g/ccの見積もり密度を有する、20〜40重量%の第1成分、
20,000〜57,000である計算された重量平均分子量(Mw)、10,000〜27,000の計算された数平均分子量(Mn)、30,000〜72,000のz平均分子量、および0.948〜0.953g/ccの見積もり密度を有する、40〜70重量%の第2成分であって、ただし第2成分と第1成分との密度の差異が0.030g/cc未満である第2成分、および
60,000〜130,000である計算された重量平均分子量(Mw)、30,000〜65,000の計算された数平均分子量(Mn)、90,000〜180,000のz平均分子量、および0.935〜0.945g/ccの見積もり密度を有する、3〜20重量%の第3成分を含む、上記ポリエチレン樹脂。 - 1200〜1300MPaの1%フレックス割線弾性係数を有する、請求項1に記載のポリエチレン樹脂。
- 低温ARM衝撃性能試験を用いた測定により、150ft./lb以上の平均破壊エネルギーおよび80%超の延性を有する、請求項2に記載のポリエチレン樹脂。
- A100 100%CO−630およびB100 100%CO−630のESCR条件で測定して200時間以上の環境応力亀裂耐性を有する、請求項3に記載のポリエチレン樹脂。
- 第1成分が、全ポリマー組成物の25〜40重量%の量で存在する、請求項4に記載のポリエチレン樹脂。
- 第2成分が、全ポリマー組成物の45〜65重量%の量で存在する、請求項5に記載のポリエチレン樹脂。
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