KR20190013897A

KR20190013897A - 상용화제로서 블록 복합체를 포함하는 열가소성 폴리올레핀 블렌드

Info

Publication number: KR20190013897A
Application number: KR1020187037418A
Authority: KR
Inventors: 올라프 헨쉬키; 야홍 장; 웨이 리; 항 우; 타카히코 오무라; 위산 후; 밍 밍; 크리스찬 젤트슈
Original assignee: 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
Priority date: 2016-05-31
Filing date: 2017-05-24
Publication date: 2019-02-11
Also published as: US11292897B2; CN109462990A; BR112018074670B1; CN109462990B; KR102385636B1; WO2017210064A1; EP4349910A2; JP2019517608A; US20200332101A1; JP6983817B2; SG10202011882YA; BR112018074670A2; EP3464460B1; EP3464460A1; TW201809109A; WO2017206043A1; SG11201810593TA

Abstract

(A) 프로필렌계 폴리머의 총 중량을 기준으로, 적어도 50.0 wt%의 프로필렌 함량, 및 0.5 g/10 분 내지 200.0 g/10 분 (230℃, 2.16 kg에서 ASTM D-1238)의 용융 유속을 갖는 적어도 하나의 프로필렌계 폴리머를 포함하는 10 wt% 내지 90 wt%의 프로필렌 성분; (B) 1 wt% 내지 60 wt%의 폴리올레핀 엘라스토머; (C) (i) 에틸렌-프로필렌 코폴리머, (ii) 아이소탁틱 폴리프로필렌 코폴리머, 및 (iii) 블록 복합체의 에틸렌-프로필렌 코폴리머와 동일한 조성을 갖는 에틸렌-프로필렌 연질 블록 및 블록 복합체의 아이소탁틱 폴리프로필렌 코폴리머와 동일한 조성을 갖는 아이소탁틱 폴리프로필렌 경질 블록을 포함하는 블록 코폴리머를 포함하는 1 wt% 내지 20 wt%의 블록 복합체; 및 (D) 임의로, 0.1 wt% 내지 10 wt%의 산화방지제를 포함하는 조성물.

Description

상용화제로서 블록 복합체를 포함하는 열가소성 폴리올레핀 블렌드

구현예는 블록 복합체 (BC) 상용화제를 포함하는 열가소성 폴리올레핀 블렌드에 관한 것이다.

연질 열가소성 폴리올레핀 (TPO) 제형은 자동차 용도, 예컨대 에어백 커버에서 널리 사용된다. 폴리머 블렌드는 양쪽 비용 및 성능에 관하여 연질 TPO 용도에 고도로 경쟁적이다. 그와 같은 블렌드는, 예를 들어, 폴리올레핀 엘라스토머와 블렌딩된 폴리프로필렌 (PP) 호모폴리머 또는 코폴리머를 포함한다. 그러나, 용이한 가공, 실제적인 휨 탄성률, 및 탁월한 온도 저항을 위하여 높은 용융 유속을 유지하면서, 연질 TPO 제형의 충격 성능이 저온에서 개선되는 (예를 들면, 엘라스토머 함량 감소에 의해) 저비용 해결책에 대한 필요성이 여전히 실재한다.

요약

구현예는 하기를 포함하는 조성물 제공에 의해 실현될 수 있다:

(A) 프로필렌계 폴리머의 총 중량을 기준으로, 적어도 50.0 wt%의 프로필렌 함량, 및 0.5 g/10 분 내지 200.0 g/10 분 (230℃, 2.16 kg에서 ASTM D-1238 또는 ISO 1133)의 용융 유속을 갖는 적어도 하나의 프로필렌계 폴리머를 포함하는 10 wt% 내지 90 wt%의 프로필렌 성분;

(B) 1 wt% 내지 60 wt%의 폴리올레핀 엘라스토머; 및

(C) (i) 에틸렌-프로필렌 코폴리머, (ii) 아이소탁틱 폴리프로필렌 코폴리머, 및 (iii) 블록 복합체의 에틸렌-프로필렌 코폴리머와 동일한 조성을 갖는 에틸렌-프로필렌 연질 블록 및 블록 복합체의 아이소탁틱 폴리프로필렌 코폴리머와 동일한 조성을 갖는 아이소탁틱 폴리프로필렌 경질 블록을 포함하는 블록 코폴리머를 포함하는 1 wt% 내지 20 wt%의 블록 복합체.

추가 구현예에서, 상기 조성물은 0.1 wt% 내지 10 wt %의 산화방지제를 임의로 포함할 수 있다.

도 1은 비교예 B 및 실시예 2용 폴리올레핀 엘라스토머 (컬러 상) 매트릭스에서 분산된 PP 상 (밝은 상)에 대하여, 3 μm에서, 주사 전자현미경 (SEM ) 형태 특성규명을 설명한다.
도 2a-2c는 비교예 D, 실시예 5, 및 실시예 6용 PP 상 (밝은 상) 매트릭스에서 분산된 폴리올레핀 엘라스토머 (컬러 상)에 대하여, 500 nm에서, 주사 전자현미경 (SEM ) 형태 특성규명을 설명한다.

구현예는 프로필렌계 폴리머, 폴리올레핀 엘라스토머, 및 블록 복합체 (BC) 상용화제를 포함하는 조성물에 관한 것이다.

용어들

본 개시내용에서 수치 범위는 근사치이고, 따라서 달리 나타내지 않는 한 그 범위의 외부 값을 포함할 수 있다. 수치 범위는, 1 단위의 증분으로, 하한값 및 상한값으로부터 그리고 상기를 포함하는 모든 값을 포함하고, 단, 임의의 하한값과 임의의 상한값 사이 적어도 2 단위의 분리가 있다. 화학적 화합물에 관하여 사용된 바와 같이, 구체적으로 나타내지 않는 한 달리, 단수는 모든 이성질체 형태를 포함하고 그 반대도 그러하다.

본 명세서에서 원소 주기율표에 대한 모든 언급은 2003년, CRC Press, Inc.에 의해 공개된 및 저작권화된, 원소 주기율표를 지칭할 수 있다. 또한, 그룹 또는 그룹들에 대한 임의의 언급은 그룹 넘버링용 IUPAC 시스템을 사용하여 이 원소 주기율표에서 반영된 그룹 또는 그룹들에 대한 것일 수 있다. 반대로 언급되지 않는 한, 문맥에서 암시된, 또는 당해기술에서 관례적인, 모든 부 및 퍼센트는 중량 기준이다. 미국 특허 실시의 목적을 위하여, 본 명세서에서 언급된 임의의 특허, 특허 출원, 또는 공개의 내용은 특히 합성 기술의 개시내용, (본 명세서에서 제공된 임의의 정의와 일치하지 않는 정도로) 정의 및 기술 분야에서 일반적인 지식에 관하여 이로써 참고로 그 전문이 편입된다 (또는 이의 동등한 미국 버전은 참고로 그렇게 편입된다).

"조성물" 및 유사 용어는 2 이상의 성분의 혼합물 또는 블렌드를 의미한다. "블렌드", "폴리머 블렌드", 및 유사 용어는 2 이상의 폴리머의 블렌드를 의미한다. 그와 같은 블렌드는 혼화성일 수 있거나 아닐 수 있다. 그와 같은 블렌드는 상분리될 수 있거나 아닐 수 있다. 그와 같은 블렌드는, 투과 전자 분광법, 광 산란, x-선 산란, 및 기술 분야에서 공지된 임의의 다른 방법으로부터 결정된 바와 같이, 하나 이상의 도메인 배치형태를 함유할 수 있거나 아닐 수 있다.

"폴리머"는, 동일한 또는 상이한 유형이든 아니든, 모노머 중합에 의해 제조된 화합물을 의미한다. 일반 용어 폴리머는, 모노머의 단 하나의 유형으로부터 제조된 폴리머를 지칭하는데 일반적으로 이용된, 용어 호모폴리머를 포용하고, 용어 인터폴리머 및 코폴리머는 아래에 정의된 바와 같다. 인터폴리머, 예를 들면, 랜덤, 블록, 균질한, 불균질, 등의 모든 형태를 또한 포용한다.

"인터폴리머" 및 "코폴리머"는 모노머의 적어도 2 상이한 유형의 중합화에 의해 제조된 폴리머를 의미한다. 이들 일반 용어는 양쪽 고전적 코폴리머, 즉,　모노머의 2 상이한 유형으로부터 제조된 폴리머, 및 모노머의 2 초과 상이한 유형, 예를 들면, 삼원중합체, 사원중합체, 등으로부터 제조된 폴리머를 포함한다.

"에틸렌으로부터 유래된 단위", "에틸렌 함량", 및 유사 용어는 에틸렌 모노머의 중합화로부터 형성하였던 폴리머의 단위를 의미한다. "α-올레핀으로부터 유래된 단위", "알파-올레핀 함량", "α-올레핀 함량", 및 유사 용어는 특정 α-올레핀 모노머, 특히 C_3-10 α-올레핀의 적어도 하나의 중합화로부터 형성하였던 폴리머의 단위를 의미한다. "프로필렌으로부터 유래된 단위", "프로필렌 함량", 및 유사 용어는 프로필렌 모노머의 중합화로부터 형성하였던 폴리머의 단위를 의미한다.

"프로필렌계 폴리머", 및 유사 용어는, (중합가능한 모노머의 총 양을 기준으로) 프로필렌으로부터 유래된 단위로서 또한 지칭된, 다수 중량 퍼센트 중합화된 프로필렌 모노머를 포함하는, 그리고 프로필렌-계 인터폴리머를 형성하기 위해 프로필렌 (예컨대 C₂ 및 C_4-10 α 올레핀으로부터 선택된 적어도 하나)와 상이한 적어도 하나의 중합화된 코모노머를 임의로 포함할 수 있는 폴리머를 의미한다. 예를 들어, 프로필렌-계 폴리머가 코폴리머인 경우, 프로필렌 함량은 코폴리머의 총 중량을 기준으로 50 wt% 초과이다.

"에틸렌계 폴리머" 및 유사 용어는, (중합가능한 모노머의 총 양을 기준으로) 에틸렌으로부터 유래된 단위로서 또한 지칭된, 다수 중량 퍼센트 중합화된 에틸렌 모노머를 포함하는, 그리고 에틸렌-계 인터폴리머를 형성하기 위해 에틸렌 (예컨대 C_3-10 α 올레핀으로부터 선택된 적어도 하나)와 상이한 적어도 하나의 중합화된 코모노머를 임의로 포함할 수 있는 폴리머를 의미한다. 예를 들어, 에틸렌-계 폴리머가 코폴리머인 경우, 에틸렌의 양은, 코폴리머의 총 중량을 기준으로, 50　wt% 초과이다.

용어 "폴리에틸렌"은 에틸렌의 호모폴리머 그리고 에틸렌이 적어도 50 몰 퍼센트를 포함하는 하나 이상의 C_3-8 α-올레핀 및 에틸렌의 코폴리머를 포함한다. 용어 "폴리프로필렌"은 프로필렌의 호모폴리머 예컨대 아이소탁틱 폴리프로필렌, 신디오택틱 폴리프로필렌, 그리고 프로필렌이 적어도 50 몰 퍼센트를 포함하는 하나 이상의 C_{2, 4-8} α-올레핀 및 프로필렌의 코폴리머를 포함한다. 바람직하게는, 폴리머 (결정성 블록)에서 적어도 하나의 블록 또는 분절의 복수의 중합화된 모노머 단위는 프로필렌을, 바람직하게는 적어도 90 몰 퍼센트, 더 바람직하게는 적어도 93 몰 퍼센트, 및 가장 바람직하게는 적어도 95 몰 퍼센트 포함한다. 상이한 α-올레핀, 예컨대 4-메틸-1-펜텐으로부터 주로 만들어진 폴리머는 유사하게 명명될 것이다.

용어 "결정성"은 시차 주사 열량측정법 (DSC) 또는 동등한 기술에 의해 결정된 경우 1차 전이 또는 결정성 융점 (Tm)을 갖는 폴리머 또는 폴리머 블록을 지칭한다. 상기 용어는 용어 "반결정성"과 교환가능하게 사용될 수 있다.

용어 "결정화가능한"은 수득한 폴리머가 결정성이도록 중합시킬 수 있는 모노머를 지칭한다. 결정성 에틸렌 폴리머는, 비제한적으로, 0.89 g/cc 내지 0.97 g/cc의 밀도 및 75℃ 내지 140℃의 융점을 전형적으로 갖는다. 결정성 프로필렌 폴리머는, 비제한적으로, 0.88 g/cc 내지 0.91 g/cc의 밀도 및 100 ℃ 내지 170℃의 융점을 가질 수 있다.

용어 "비정질"은 시차 주사 열량측정법 (DSC) 또는 동등한 기술에 의해 결정된 경우 결정성 융점이 부족한 폴리머를 지칭한다.

용어 "아이소탁틱"은 ¹³C-NMR 분석에 의해 결정된 경우 적어도 70 퍼센트 아이소탁틱 펜타드를 갖는 폴리머 반복 단위로서 정의된다. "고도로 아이소탁틱"은 적어도 90 퍼센트 아이소탁틱 펜타드를 갖는 폴리머로서 정의된다.

용어 "블록 코폴리머" 또는 "분절화된 코폴리머"는 선형 방식으로 연결된 ("블록"으로서 지칭된) 2 이상의 화학적으로 구별되는 영역 또는 분절을 포함하는 폴리머, 즉, 현수 또는 그라프팅된 방식으로 보다는, 중합화된 관능성 (예를 들면, 중합화된 프로필렌성 관능성)에 관하여 말단간 연결되는 (공유결합되는) 화학적으로 분화된 단위를 포함하는 폴리머를 지칭한다. 블록 코폴리머는, 비유사 유형의 배열에 공유결합된, 동일한 모노머 단위의 배열 ("블록")을 포함한다. 상기 블록은 여러 가지의 방식, 예컨대, A가 하나의 블록을 나타내고 B가 상이한 블록을 나타내는, A―B 디블록 및 A―B―A 트리블록 구조에서 연결될 수 있다. 다중-블록 코폴리머에서, A 및 B는 수많은 상이한 방식으로 연결될 수 있고 다중으로 반복될 수 있다. 상이한 유형의 추가의 블록을 추가로 포함할 수 있다. 다중-블록 코폴리머는 선형 다중-블록, (모든 블록이 동일한 원자 또는 화학적 모이어티에 결합하는) 다중-블록 성상 폴리머 또는 B 블록이 A 백본의 한쪽 끝에서 부착되는 빗모양 폴리머일 수 있다. 블록 코폴리머는 선형 또는 분지형일 수 있다. 블록 코폴리머에 관하여, 블록은 거기에 편입된 코모노머의 양에서 상이할 수 있다. 블록은 또한 코모노머의 유형, 밀도, 결정도의 양, 그와 같은 조성물의 폴리머에 기인하는 결정자 크기, 입체규칙성 (아이소탁틱 또는 신디오택틱)의 유형 또는 정도, 위치-규칙성 또는 위치-불규칙성, 장쇄 분지화 또는 초-분지화를 포함하는, 분지화의 양, 균질성, 또는 임의의 다른 화학적 또는 물리적 특성에서 상이할 수 있다. 블록 코폴리머는, 예를 들면, 촉매(들)과 조합으로 셔틀링제(들)의 효과로 인해, 폴리머 다분산도 (PDI 또는 Mw/Mn)의 특유의 분포, 블록 길이 분포, 및/또는 블록 수 분포를 특징으로 한다.

용어 "블록 복합체" (BC)는 연질 코폴리머, 경질 코폴리머, 그리고 연질 블록 (즉, 연질 분절) 및 경질 블록 (즉, 경질 분절)을 갖는 블록 코폴리머를 포함하는 폴리머를 지칭하고, 여기서 블록 코폴리머의 경질 블록은 블록 복합체의 경질 코폴리머와 동일한 조성이고 블록 코폴리머의 연질 블록은 블록 복합체의 연질 코폴리머와 동일한 조성이다. 연질 코폴리머 및 경질 코폴리머의 양 사이 조성 분할은 블록 코폴리머에서 상응하는 블록 사이의 것과 본질적으로 동일할 것이다. 블록 코폴리머는 선형 또는 분지형일 수 있다.

"경질" 블록/분절은 모노머 (예를 들면, 프로필렌)이 90 몰 퍼센트 초과 양으로 존재하는 중합화된 단위의 고도로 결정성 블록을 지칭한다. 다시 말해서, 경질 블록/분절에서 코모노머 함량 (예를 들면, 에틸렌 함량)은 10 몰 퍼센트 미만이다. 일부 구현예에서, 경질 분절은 모든 또는 실질적으로 모든 프로필렌 단위 (예컨대 iPP - 아이소탁틱 폴리프로필렌 - 코폴리머 또는 호모폴리머 블록)을 포함한다. "연질" 블록/분절은, 다른 한편으로, 모노머 (예를 들면, 에틸렌)이 10 몰 퍼센트 내지 90 몰 퍼센트의 양으로 존재하는 중합화된 단위의 비정질, 실질적으로 비정질, 또는 엘라스토머 블록을 지칭한다.

블록 복합체 상용화제

조성물은 블록 복합체를 상용화제로서 포함한다. 조성물에서 블록 복합체의 양은 조성물의 총 중량을 기준으로 1 wt% 내지 20 wt% (예를 들면, 2 wt% 내지 20% 및 3 wt% 내지 15 wt%)이다. 예시적 구현예에서, 블록 복합체는 블록 복합체의 총 중량을 기준으로 25 wt% 내지 70 wt% (예를 들면, 25 wt% 내지 60 wt%, 25 wt% 내지 55 wt%, 및 30 wt% 내지 50 wt%)인 총 에틸렌 함량을 가질 수 있다. 블록 복합체의 총 중량의 나머지는 적어도 하나의 C_3-10 알파-올레핀으로부터 유래된 단위에 의해 설명될 수 있다. 예를 들어, 블록 복합체의 총 중량의 나머지는 프로필렌으로부터 유래된 단위에 의해 설명될 수 있다.

예시적 구현예에서, 블록 복합체는 10 mol% 내지 90 mol%인 에틸렌 함량을 갖는 연질 코폴리머, 90 mol% 초과인 프로필렌 함량을 갖는 경질 코폴리머, 그리고 연질 블록 (즉, 연질 분절) 및 경질 블록 (즉, 경질 분절)을 갖는 블록 코폴리머 (예를 들면, 디블록)을 포함하는 폴리머를 지칭하고, 여기서 블록 코폴리머의 경질 블록은 블록 복합체의 경질 코폴리머와 동일한 조성이고 블록 코폴리머의 연질 블록은 블록 복합체의 연질 코폴리머와 동일한 조성이다. 연질 코폴리머 및 경질 코폴리머의 양 사이 조성 분할은 블록 코폴리머에서 상응하는 블록 사이에서의 것과 본질적으로 동일할 것이다.

특정 구현예에서, 블록 복합체는 10 wt% 초과 95 wt% 미만인 에틸렌 함량을 갖는 연질 코폴리머, 80 wt% 초과 최대 100 wt%인 프로필렌 함량을 갖는 경질 코폴리머, 및 연질 블록 (즉, 연질 분절) 및 경질 블록 (즉, 경질 분절)을 갖는 블록 코폴리머 (예를 들면, 디블록)을 포함하는 폴리머를 지칭하고, 여기서 블록 코폴리머의 경질 블록은 블록 복합체의 경질 코폴리머와 동일한 조성이고 블록 코폴리머의 연질 블록은 블록 복합체의 연질 코폴리머와 동일한 조성이다. 연질 코폴리머 및 경질 코폴리머의 양 사이 조성 분할은 블록 코폴리머에서 상응하는 블록 사이의 것과 본질적으로 동일할 것이다.

예시적 구현예에서, 경질 블록은 중합화된 알파-올레핀 단위 (예를 들면, 프로필렌)의 고도로 결정성 블록을 지칭한다. 경질 블록에서, 모노머 (즉, 프로필렌)은 80 wt% 초과 (예를 들면, 85 wt% 초과, 90 wt% 초과, 및/또는 95 wt% 초과) 양으로 존재할 수 있다. 경질 블록의 나머지는 20 wt% 미만 (예를 들면, 15 wt% 미만 및/또는 10 wt% 미만)의 양으로 코모노머 (예를 들면, 에틸렌)일 수 있다. 예시적 구현예에서, 경질 블록은 모든 또는 실질적으로 모든 프로필렌 단위, 예컨대 10 wt% 미만의 에틸렌을 가진 iPP (아이소탁틱) 호모폴리머 블록 또는 iPP 코폴리머 블록을 포함한다. 예시적 구현예에서, 연질 블록은 중합화된 에틸렌 단위의 비정질, 실질적으로 비정질, 또는 엘라스토머 블록을 지칭한다. 연질 블록에서, 모노머 (즉, 에틸렌)은 20 wt% 초과 100 wt% 동등 또는 미만 (예를 들면, 40 wt% 내지 99 wt%, 45 wt% 내지 90 wt%, 및/또는 50 wt% 내지 80 wt%)의 양으로 존재할 수 있다. 연질 블록의 나머지는 코모노머 (예를 들면, 프로필렌)일 수 있다.

예시적 구현예에 따르면, 블록 복합체는 30-70 wt% 경질 블록 및 30-70 wt% 연질 블록을 갖는 블록 코폴리머를 포함한다. 다시 말해서, 블록 복합체는 블록 코폴리머의 중량을 기준으로 30-70 wt% 경질 블록 및 30-70 wt% 연질 블록을 갖는 블록 코폴리머를 포함한다.

예시적 구현예에 따르면, 블록 복합체의 블록 코폴리머는 식 (EP)-(iPP)를 갖고, 식중 EP는 중합화된 에틸렌 및 프로필렌 모노머성 단위 (예를 들면, 50-80 wt%의 에틸렌 및 나머지 프로필렌)의 연질 블록을 나타내고 iPP는 아이소탁틱 프로필렌 호모폴리머 또는 아이소탁틱 프로필렌 코폴리머 (예를 들면, 10 wt% 미만의 에틸렌 및 나머지 프로필렌)의 경질 블록을 나타낸다.

블록 복합체는 0.5 wt% 내지 95.0 wt% EP, 0.5 내지 95.0 wt% iPP, 및 5.0 wt% 내지 99.0 wt%의 블록 코폴리머를 포함한다. 중량 퍼센트는 블록 복합체의 총 중량을 기준으로 한다. EP, iPP, 및 블록 코폴리머의 중량 퍼센트의 합계는 100%이다. 블록 코폴리머의 상대량의 예시적 측정은, 추가로 아래 논의된 바와 같이, 블록 복합체 지수 (BCI)로서 지칭된다. 블록 복합체용 BCI는 0 초과 1.0 미만이다.

일부 구현예에서, 블록 복합체는 미세구조 지수 1 초과 20 동등 또는 미만을 가질 수 있다. 미세구조 지수는 랜덤 코폴리머로부터 블록 코폴리머 사이 분화시키기 위해 용매 구배 상호작용 크로마토그래피 (SGIC) 분리를 사용하는 추정이다. 특히, 미세구조 지수 추정은 2 분획, 즉, 더 높은 랜덤 코폴리머 함량 분획과 더 높은 블록 코폴리머 함량 분획 사이 분화에 의존하고, 이들 중 랜덤 코폴리머 및 블록 코폴리머는 본질적으로 동일한 화학적 조성물을 갖는다. 초기 용출 분획 (즉, 제1 분획)은 랜덤 코폴리머에 상관관계가 있고 후기 용출 성분 (즉, 제2 분획)은 블록 코폴리머에 상관관계가 있다. 미세구조 지수의 계산은 아래 논의된다.

블록 복합체는 10,000 g/mol 내지 2,500,00 g/mol, 35,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol, 50,000 g/mol 내지 300,000 g/mol, 및/또는 50,000 g/mol 내지 200,000 g/mol의 중량 평균 분자량 (Mw)를 가질 수 있다. 예를 들어, Mw는 20 kg/mol 내지 1,000 kg/mol, 50 kg/mol 내지 500 kg/mol, 및/또는 80 kg/mol 내지 200 kg/mol일 수 있다. 블록 복합체의 분자량 분포 (Mw/Mn) 또는 다분산도는 5 미만, 1 내지 5, 및/또는 1.5 내지 4일 수 있다. 중량 평균 분자량 (Mw) 및 수 평균 분자량 (Mn)은 폴리머 기술분야에서 잘 알려지고 당해 분야의 숙련가에 공지된 방법에 의해 결정될 수 있다.

블록 복합체의 용융 유속 (MFR)은 ASTM D-1238 또는 ISO 1133 (230℃; 2.16 kg)에 따라 측정된 0.1 g/10 분 내지 1,000 g/10 분일 수 있다. 예를 들어, 블록 복합체의 용융 유속은 3 g/10 분 내지 60 g/10 분 (예를 들면, 3 g/10 분 내지 20 g/10 분, 3 g/10 분 내지 15 g/10 분, 및 3 g/10 분 내지 10 g/10 분)일 수 있다.

블록 복합체의 밀도는 0.850 내지 0.920 g/cc일 수 있다. 예시적 구현예에서, 블록 복합체의 밀도는 0.860 내지 0.895, 0.865 내지 0.895, 및/또는 0.865 내지 0.890 g/cc이다. 밀도는 ASTM D792에 따라 측정된다.

블록 복합체는 90℃ 초과 (예를 들면, 100℃ 초과)의 제2 피크 Tm을 가질 수 있다. 예시적 구현예에 따르면, 블록 복합체는 100℃ 내지 150℃의 범위에서 제2 피크 Tm을 나타낸다.

블록 복합체는 폴리머의 종래의, 랜덤 코폴리머, 물리적 블렌드, 및 순차적인 모노머 첨가를 통해 제조된 블록 코폴리머로부터 분화될 수 있다. 블록 복합체는 특징 예컨대 코모노머의 비교할만한 양에 대하여 더 높은 용융 온도, BCI, 및 미세구조 지수에 의해 랜덤 코폴리머로부터; 특징 예컨대 BCI, 미세구조 지수, 더 나은 인장 강도, 개선된 골절 강도, 더 미세한 형태, 개선된 광학, 및/또는 더 낮은 온도에서 더 큰 충격 강도에 의해 물리적 블렌드로부터; 그리고 분자량 분포, 레올로지, 전단 담화, 유동성 비에 의한 순차적인 모노머 첨가로 제조된 블록 코폴리머로부터, 그리고 블록 다분산도가 있다는 점에서 분화될 수 있다. 예를 들어, 블록 복합체는 선형 방식으로 연결된 ("블록"으로서 지칭된) 구별되는 영역 또는 분절을 갖는 블록 코폴리머를 포함한다. 블록은, 예를 들면, 결정도의 유형 예컨대 폴리에틸렌 (PE) 대 폴리프로필렌 (PP)에서 상이하다. 블록 코폴리머는 선형 또는 분지형일 수 있다. 연속적 공정에서 생산하였던 경우, 블록 복합체는 1.7 내지 15 (예를 들면, 1.8 내지 10, 1.8 내지 5, 및/또는 1.8 내지 3.5)의 PDI를 가질 수 있다. 회분식 또는 절반-회분식 공정에서 생산하였던 경우, 블록 복합체는 1.0 내지 2.9 (예를 들면, 1.3 내지 2.5, 1.4 내지 2.0, 및/또는 1.4 내지 1.8)의 PDI를 가질 수 있다. 예시적 블록 복합체는, 예를 들어, 이들의 제조 공정 및 이들의 분석 방법에 관하여 본 명세서에서 참고로 편입된, 예를 들면, 미국 특허 출원 공개 번호 2014/0174509에서 기재된다.

블록 복합체는 블록 길이의 최빈 분포를 갖는 블록 코폴리머를 포함한다. 블록 코폴리머는 2 또는 3 블록 또는 분절을 함유할 수 있다. 블록 복합체의 폴리머 제조 공정에서, 쇄 셔틀링은 폴리머 쇄의 실질적인 분획이 쇄 셔틀링제로 말단화된 폴리머의 형태로 실질적으로 플러그 유동 조건 하에서 다중 구역화된 반응기에서 적어도 다중 반응기 시리즈의 제1 반응기 또는 제1 반응기 구역을 빠져나가고, 폴리머 쇄가 다음 반응기 또는 중합화 구역에서 상이한 중합화 조건을 경험하는 정도로 폴리머 쇄의 수명을 연장시키는 방식으로서 사용된다. 각각의 반응기 또는 구역에서 상이한 중합화 조건은 상이한 모노머, 코모노머, 또는 모노머/코모노머(들) 비, 상이한 중합화 온도, 다양한 모노머의 압력 또는 분압, 상이한 촉매, 상이한 모노머 구배, 또는 구별할 수 있는 폴리머 분절의 형성을 유발시키는 임의의 다른 차이의 사용을 포함한다. 따라서, 폴리머의 적어도 한 부분은 분자내로 배열된 2, 3, 또는 초과, 바람직하게는 2 또는 3, 분화된 폴리머 분절을 포함한다.

블록 복합체 폴리머는, 예를 들면, 적어도 하나의 부가 중합화 촉매, 조촉매, 및 쇄 셔틀링제를 포함하는 조성물과 부가 중합화 조건 하에서 부가 중합가능한 모노머 또는 모노머의 혼합물을 접촉시키는 것을 포함하는 공정에 의해, 제조된다. 상기 공정은 정상 상태 중합화 조건 하에서 작동하는 2 이상의 반응기에서 또는 플러그 유동 중합화 조건 하에서 작동하는 반응기의 2 이상의 구역에서 분화된 공정 조건 하에 성장 폴리머 쇄의 적어도 일부의 형성을 특징으로 한다.

블록 복합체 생산에 유용한 적합한 공정은, 예를 들면 예, 미국 특허 번호 8,053,529, 8,686,087, 및 8,716,400에서 발견될 수 있다. 중합화는 연속적 중합화, 예를 들면, 연속적-용액 중합화로서 수행될 수 있고, 여기에서 촉매 성분, 모노머, 및 임의로 용매, 아쥬반트, 포착제, 및/또는 중합화 보조제는 하나 이상의 반응기 또는 구역에 계속해서 공급되고 폴리머 생성물은 거기로부터 계속해서 제거된다. 본 문맥에서 사용된 경우 용어 "연속적" 및 "계속해서"의 범위 내인 것은 작은 규칙적 또는 불규칙적 간격에서 반응물의 간헐적 첨가 및 생성물의 제거가 있는 공정이고, 이로써, 경시적으로, 전체적인 공정은 실질적으로 연속적이다. 또한, 쇄 셔틀링제(들)은, 제1 반응기의 출구 또는 출구의 약간 전에, 제1 반응기 또는 구역과 제2 또는 임의의 후속적인 반응기 또는 구역 사이, 또는 심지어 단독으로 제2 또는 임의의 후속적인 반응기 또는 구역에, 제1 반응기 또는 구역을 포함하는 중합화 동안 임의의 지점에서 첨가될 수 있다. 예시적 쇄 셔틀링제, 촉매, 및 조촉매는, 예를 들면, 미국 특허 번호 7,951,882에서 개시된 것이다. 예를 들어, 디알킬 아연 화합물인 쇄 셔틀링제가 사용될 수 있다.

촉매는 중합화가 수행될 용매에 또는 궁극적인 반응 혼합물과 양립가능한 희석제에서 필수 금속 복합체 또는 다중 복합체의 첨가에 의해 균질한 조성물로서 제조될 수 있다. 원하는 조촉매 또는 활성제 및, 임의로, 셔틀링제는 중합화되어야 하는 모노머 및 임의의 추가의 반응 희석제와 촉매의 조합에 앞서, 이와 동시에, 또는 그 이후 어느 한쪽으로 촉매 조성물과 조합될 수 있다.

모노머, 온도, 압력에서 차이, 또는 직렬식으로 연결된 반응기 또는 구역의 적어도 둘 사이 중합화 조건에서 다른 차이로 인해, 동일한 분자 이내, 상이한 조성 예컨대 코모노머 함량, 결정도, 밀도, 입체규칙성, 위치-규칙성, 또는 다른 화학적 또는 물리적 차이의 폴리머 분절은 상이한 반응기 또는 구역에서 형성된다. 각각의 분절 또는 블록의 크기는 연속적 폴리머 반응 조건에 의해 결정되고, 바람직하게는 폴리머 크기의 최빈 분포이다. 시리즈에서 각각의 반응기는 고압, 용액, 슬러리, 또는 기상 중합화 조건 하에서 작동될 수 있다.

하기 예시적 공정에서, 연속적 또는 실질적으로 연속적 중합화 조건은 이용될 수 있다. 다중 구역 중합화에서, 모든 구역은 동일한 유형의 중합화, 예컨대 용액, 슬러리, 또는 기상 하에서, 그러나 상이한 공정 조건에서 작동한다. 용액 중합화 공정에 대하여, 폴리머가 이용된 중합화 조건 하에서 가용성인 액체 희석제에서 촉매 성분의 균질한 분산물을 이용하는 것이 바람직하다. 고압 공정은 온도 100℃ 내지 400℃에서 그리고 압력 500 bar 초과 (50 MPa)에서 수행될 수 있다. 슬러리 공정은 불활성 탄화수소 희석제 그리고 0℃부터 수득한 폴리머가 불활성 중합화 매질에서 실질적으로 가용성이 되는 온도 바로 밑의 온도까지의 온도를 사용할 수 있다. 슬러리 중합화에서 예시적 온도는 30℃부터이고 압력은 대기압 (100 kPa) 내지 500 psi (3.4 MPa)의 범위일 수 있다.

구현예의 범위를 어떤 식으로든 제한 없이, 그와 같은 중합화 공정 수행을 위한 하나의 수단은 아래와 같다. 용액 중합화 조건 하에서 작동하는 하나 이상의 양호한 교반 탱크 또는 루프 반응기에서, 중합화되어야 하는 모노머는 반응기의 일 부분에서 임의의 용매 또는 희석제와 함께 계속해서 도입된다. 반응기는 임의의 용매 또는 희석제 및 용해된 폴리머와 함께 모노머로 실질적으로 구성된 상대적으로 균질한 액상을 함유한다. 예시적 용매는 C_4-10 탄화수소 또는 이의 혼합물, 특히 알칸 예컨대 헥산 또는 알칸의 혼합물, 뿐만 아니라 중합화에서 이용된 하나 이상의 모노머를 포함한다. 조촉매와 함께 촉매 및 임의로 쇄 셔틀링제는 하나의 위치의 최소로 반응기 액상 또는 이의 임의의 재순환된 부분에서 계속해서 또는 간헐적으로 도입된다.

반응기 온도 및 압력은 용매/모노머 비, 촉매 첨가 속도 조정에 의해, 뿐만 아니라 냉각 또는 가열 코일, 재킷 또는 양쪽의 사용에 의해 제어될 수 있다. 중합화 속도는 촉매 첨가의 속도에 의해 제어된다. 폴리머 생성물에서 주어진 모노머의 함량은, 반응기에 이들 성분의 각각의 공급 속도 조작에 의해 제어되는, 반응기에서 모노머의 비에 의해 영향받는다. 폴리머 생성물 분자량은, 임의로, 다른 중합화 변수 예컨대 온도, 모노머 농도 제어에 의해, 또는 이전에 언급된 쇄 셔틀링제, 또는 쇄 말단화 제제 예컨대 수소에 의해 제어된다. 제2 반응기가, 임의로 도관 또는 다른 전달 수단에 의해, 반응기의 방출에 연결되어, 이로써 제1 반응기에서 제조된 반응 혼합물은 폴리머 성장의 실질적으로 종결 없이 제2 반응기에 방출된다. 제1 및 제2 반응기 사이, 적어도 하나의 공정 조건에서 차이는 확립된다. 예를 들어, 2 이상의 모노머의 코폴리머의 형성에 사용시, 차이는 하나 이상의 코모노머의 존재 또는 부재이거나 코모노머 농도에서 차이이다. 시리즈에서 제2 반응기에 유사한 방식으로 각각 배열된, 추가의 반응기는 또한 제공될 수 있다. 시리즈의 마지막 반응기 배출시, 유출물은 촉매 격추 제제 예컨대 물, 증기 또는 알코올과 또는 커플링제와 접촉된다. 수득한 폴리머 생성물은 감압에서 반응 혼합물 예컨대 잔존 모노머 또는 희석제의 휘발성 성분 플래싱 제거, 및, 필요하면, 설비 예컨대 탈휘발 압출기에서 추가 탈휘발화 수행에 의해 회수된다.

대안적으로, 전술한 중합화는, 촉매 및/또는 쇄 셔틀링제의 분리된 첨가에 의해 임의로 동반된, 그리고 단열 또는 비-단열 중합화 조건 하에서 작동하는, 상이한 구역 또는 이의 영역 사이 확립된 모노머, 촉매, 셔틀링제, 온도 또는 다른 구배를 가진 플러그 유동 반응기에서 수행될 수 있다.

프로필렌 성분

조성물은 프로필렌 성분의 10 wt% 내지 90 wt% (예를 들면, 15 wt% 내지 80 wt%, 30 wt% 내지 75 wt%, 40 wt% 내지 70 wt%, 등)을 포함한다. 프로필렌 성분은 프로필렌계 폴리머의 총 중량을 기준으로, 적어도 50.0 wt%의 프로필렌 함량을 갖는 하나 이상의 프로필렌계 폴리머를 포함한다. 하나 이상의 프로필렌계 폴리머는, 230℃, 2.16 kg에서 ASTM D-1238 또는 ISO 1133에 따르면, 0.1 g/10 분 내지 500.0 g/10 분 (예를 들면, 1 g/10 분 내지 100.00 g/10 분 및 1 g/10 분 내지 80.0 g/10 분)의 용융 유속을 갖는다. 프로필렌계 폴리머는, ASTM D792-00, 방법 13에 따라, 0.850 g/cc 내지 0.950 g/cc (예를 들면, 0.860 g/cc 내지 0.930 g/cc, 0.865 내지 0.920 g/cc, 0.870 내지 0.910 g/cc, 등)의 밀도를 가질 수 있다. 프로필렌계 폴리머는 불균질 폴리프로필렌 또는 균질한 폴리프로필렌으로 구성될 수 있다.

더 많은 프로필렌계 폴리머 중 하나의 각각은 프로필렌 호모폴리머, 프로필렌계 인터폴리머, 랜덤 코폴리머 폴리프로필렌 (RCPP), 충격 코폴리머 폴리프로필렌 (예를 들면, 적어도 하나의 엘라스토머 충격 개질제로 개질된 호모폴리머 프로필렌) (ICPP), 고 충격 폴리프로필렌 (HIPP), 고 용융 강도 폴리프로필렌 (HMS-PP), 아이소탁틱 폴리프로필렌 (iPP), 신디오택틱 폴리프로필렌 (sPP), 또는 이의 조합일 수 있다. 예시적 구현예에서, 하나 이상의 프로필렌계 폴리머는, 다른 형태의 폴리프로필렌이 사용될 수 있어도 (예를 들면, 신디오택틱 또는 혼성배열), 호모폴리머 폴리프로필렌의 아이소탁틱 형태일 수 있다. 예시적 구현예에서, 하나 이상의 프로필렌계 폴리머는 폴리프로필렌 호모폴리머 또는 충격 코폴리머 폴리프로필렌일 수 있다.

하나 이상의 프로필렌-계 폴리머는, 블록 복합체에 관하여 아래 논의된 바와 같이, 쇄 셔틀링제의 사용 없이 형성된다. 프로필렌과 중합화용 예시적 코모노머는 에틸렌, 1-부텐, 1 펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 1-우니데센, 1 도데센, 뿐만 아니라 4-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-헥센, 5-메틸-1-헥센, 비닐사이클로헥산, 및 스티렌을 포함한다. 예시적 코모노머는 에틸렌, 1-부텐, 1-헥센, 및 1-옥텐을 포함한다. 예시적 프로필렌계 인터폴리머는 프로필렌/에틸렌, 프로필렌/1-부텐, 프로필렌/1-헥센, 프로필렌/4-메틸-1-펜텐, 프로필렌/1-옥텐, 프로필렌/에틸렌/1-부텐, 프로필렌/에틸렌/ENB, 프로필렌/에틸렌/1-헥센, 프로필렌/에틸렌/1-옥텐, 프로필렌/스티렌, 및 프로필렌/에틸렌/스티렌을 포함한다. 임의로, 프로필렌-계 폴리머는 적어도 2 이중 결합 예컨대 디엔 또는 트리엔을 갖는 모노머를 포함한다. 다른 불포화된 코모노머는, 예를 들면, 1,3-펜타디엔, 노르보르나디엔, 및 디사이클로펜타디엔; 스티렌, o-, m-, 및 p-메틸스티렌, 디비닐벤젠, 비닐바이페닐, 비닐나프탈렌을 포함하는 C8-40 비닐 방향족 화합물; 및 할로겐-치환된 C8-40 비닐 방향족 화합물 예컨대 클로로스티렌 및 플루오로스티렌을 포함한다.

예시적 프로필렌-계 폴리머는 기술 분야에서 기술 내의 수단에 의해, 예를 들어, 단일 부위 촉매 (메탈로센 또는 기하 구속형) 또는 지글러 나타 촉매를 사용하여 형성된다.

다양한 폴리프로필렌 폴리머의 예시적 논의는 Modern Plastic Encyclopedia/89, mid October 1988 Issue, Volume 65, Number 11, pp. 86-92에 들어있고, 이의 전체 개시내용은 본 명세서에서 참고로 편입된다. 그와 같은 프로필렌계 폴리머의 예는 (The Dow Chemical Company로부터 이용가능한) VERSIFY™, (Exxon Mobil로부터 이용가능한) Vistamaxx™, (Braskem으로부터 이용가능한) INSPIRE™, 및 (LyondellBasell로부터 이용가능한) Pro-Fax를 포함한다.

예시적 구현예에서, 프로필렌-계 폴리머는, 실질적으로 아이소탁틱 프로필렌 배열을 갖는 것으로서 특성규명되는, 프로필렌-알파-올레핀 코폴리머일 수 있다. "실질적으로 아이소탁틱 프로필렌 배열"은 배열이 0.85 초과; 대안으로, 0.90 초과; 또 다른 대안으로, 0.92 초과; 및 또 다른 대안으로, 0.93 초과의 ¹³C　NMR에 의해 측정된 아이소탁틱 트리아드 (mm)를 갖는 것을 의미한다.

에틸렌-계 폴리머에 관하여 논의된 바와 같이 유사하게, 프로필렌-계 폴리머는 LCB를 함유할 수 있다. 예를 들어, 프로필렌-계 폴리머는 적어도 0.001의 평균, 적어도 0.005의 평균 및/또는 적어도 0.01의 평균, 장쇄 분지/1000 총 탄소를 함유할 수 있다. 용어 장쇄 분지는, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단쇄 분지보다 적어도 일 (1) 탄소 더 많은 쇄 길이를 지칭하고, 단쇄 분지는, 프로필렌/알파-올레핀 코폴리머에 관하여 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 코모노머에서 탄소의 수보다 이 (2) 탄소 적은 쇄 길이를 지칭한다. 예를 들어, 프로필렌/1-옥텐 인터폴리머는 길이 적어도 칠 (7) 탄소의 장쇄 분지를 가진 백본을 갖지만, 이들 백본은 또한 길이 육 (6) 탄소만의 단쇄 분지를 갖는다.

프로필렌계 폴리머의 추가 파라미터 (예를 들면, 분자량, 분자량 분포, 용융 온도, 등)은본 개시내용에 기반하여 당해 분야의 숙련가에 의해 공지될 것이고 폴리머 기술분야에서 공지된 방법에 의해 결정될 수 있다.

폴리올레핀 엘라스토머

조성물은 폴리올레핀 엘라스토머의 1 내지 60 wt% (예를 들면, 20 wt% 내지 60 wt%, 25 wt% 내지 60 wt%, 25 wt% 내지 55 wt%, 등)을 포함할 수 있다. 본 개시내용의 특정 구현예에서, 폴리올레핀 엘라스토머는 조성물의 프로필렌 성분을 강인화하는데 사용될 수 있다. 적합한 폴리올레핀 엘라스토머는 프로필렌 성분에 충격 강인성을 부여하기 위해 충분한 폴리프로필렌 혼용성 및 충분히 낮은 충분한 유리 전이 온도를 가진 임의의 엘라스토머일 수 있다. 일 구현예에서, 폴리올레핀 엘라스토머는 무작위로 공중합된 에틸렌/알파-올레핀 코폴리머이다. 추가 구현예에서, 폴리올레핀 엘라스토머는 에틸렌/알파-올레핀 인터폴리머이다. 추가 구현예에서, 폴리올레핀 엘라스토머는 에틸렌/알파-올레핀 멀티블록 인터폴리머이다. 추가 구현예에서, 폴리올레핀 엘라스토머는 에틸렌 프로필렌 고무 (EPR), 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머 (EPDM), 에틸렌-비닐 아세테이트 (EVA), 에틸렌 부틸 아크릴레이트 (EBA), 스티렌계 블록 코폴리머, 또는 이의 혼합물일 수 있다.

본 발명의 구현예에서 강인화 엘라스토머로서 사용된 에틸렌/α-올레핀 랜덤 코폴리머는 바람직하게는 적어도 하나의 C₃-C₂₀ α-올레핀과 에틸렌의 코폴리머이다. 에틸렌 및 C₃-C₂₀ α-올레핀의 코폴리머는 특히 바람직하다. 그와 같은 코폴리머의 비-제한적인 예는 선형, 균질하게 분지형 코폴리머 예컨대 ExxonMobil로부터 EXACT® 및 Mitsui로부터 TAFMER®, 그리고 실질적으로 선형, 균질하게 분지형 코폴리머 예컨대 Dow Chemical Company로부터 AFFINITY® 및 ENGAGE® 코폴리머이다. 코폴리머는 C₄-C₁₈디올레핀 및/또는 알케닐벤젠을 추가로 포함할 수 있다. 에틸렌과 중합화에 유용한 적합한 불포화된 코모노머는, 예를 들어, 에틸렌성 불포화 모노머, 공액 또는 비공액 디엔, 폴리엔, 알케닐벤젠, 등을 포함한다. 그와 같은 코모노머의 예는 C₃-C₂₀ α-올레핀 예컨대 프로필렌, 이소부틸렌, 1-부텐, 1-헥센, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 및 기타 등등을 포함한다. 1-부텐 및 1-옥텐은 특히 바람직하다. 다른 적합한 모노머는 스티렌, 할로- 또는 알킬-치환된 스티렌, 비닐벤조사이클로부탄, 1,4-헥사디엔, 1,7-옥타디엔, 및 나프텐성 (예를 들면, 사이클로펜텐, 사이클로헥센 및 사이클로옥텐)을 포함한다.

에틸렌/α-올레핀 코폴리머가 바람직한 폴리머인 반면, 다른 에틸렌/올레핀 폴리머는 또한 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 올레핀은 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 가진 불포화된 탄화수소-계 화합물의 계열을 지칭한다. 촉매의 선택에 의존하여, 임의의 올레핀은 본 발명의 구현예에서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 적합한 올레핀은 비닐성 불포화를 함유하는 C₃-C₂₀지방족 및 방향족 화합물, 뿐만 아니라 환형 화합물, 예컨대 사이클로부텐, 사이클로펜텐, 디사이클로펜타디엔, 및, 비제한적으로, C₁-C₂₀하이드로카르빌 또는 사이클로하이드로카르빌 기로 5 및 6 위치에서 치환된 노르보르넨을 포함하는, 노르보르넨이다. 그와 같은 올레핀의 혼합물 뿐만 아니라 C₄-C₄₀디올레핀 화합물과 그와 같은 올레핀의 혼합물이 또한 포함된다.

올레핀 모노머의 예는, 비제한적으로 프로필렌, 이소부틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 및 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-옥타데센, 1-에이코센, 3-메틸-1-부텐, 3-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 4,6-디메틸-1-헵텐, 4-비닐사이클로헥센, 비닐사이클로헥산, 노르보르나디엔, 에틸리덴 노르보르넨, 사이클로펜텐, 사이클로헥센, 디사이클로펜타디엔, 사이클로옥텐, 비제한적으로 1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔, 1,4-헥사디엔, 1,5-헥사디엔, 1,7-옥타디엔, 1,9-데카디엔을 포함하는, C₄-C₄₀디엔, 다른 C₄-C₄₀ α-올레핀, 및 기타 등등을 포함한다. 특정 구현예에서, α-올레핀은 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐 또는 이의 조합이다. 비닐 기를 함유하는 임의의 탄화수소가 잠재적으로 본 발명의 구현예에서 사용될 수 있어도, 실제적인 사안 예컨대 모노머 이용가능성, 비용, 및 수득한 폴리머로부터 미반응된 모노머를 편리하게 제거하는 능력은 모노머의 분자량이 너무 높아짐에 따라 더욱 문제성이 될 수 있다.

본 명세서에서 기재된 중합화 공정은 스티렌, o-메틸 스티렌, p-메틸 스티렌, t-부틸스티렌, 및 기타 등등을 포함하는 모노비닐리덴 방향족 모노머를 포함하는 올레핀 폴리머의 생산에 양호하게 적합하다. 특히, 에틸렌 및 스티렌을 포함하는 인터폴리머는 본 명세서에서 교시에 따름으로써 제조될 수 있다. 임의로, 에틸렌, 스티렌 및 C₃-C₂₀알파 올레핀을 포함하는, 임의로 C₄-C₂₀디엔을 포함하는, 개선된 특성을 갖는 코폴리머는 제조될 수 있다.

적합한 비-공액 디엔 모노머는 6 내지 15 탄소 원자를 갖는 직쇄, 분지형 쇄 또는 환형 탄화수소 디엔일 수 있다. 적합한 비-공액 디엔의 예는, 비제한적으로, 직쇄 비환형 디엔, 예컨대 1,4-헥사디엔, 1,6-옥타디엔, 1,7-옥타디엔, 1,9-데카디엔, 분지형 쇄 비환형 디엔, 예컨대 5-메틸-1,4-헥사디엔; 3,7-디메틸-1,6-옥타디엔; 3,7-디메틸-1,7-옥타디엔 및 디하이드로미리센 및 디하이드로오시넨의 혼합된 이성질체, 단일 고리 지환족 디엔, 예컨대 1,3-사이클로펜타디엔; 1,4-사이클로헥사디엔; 1,5-사이클로옥타디엔 및 1,5-사이클로도데카디엔, 및 다중-고리 지환족 융합된 및 브릿징된 고리 디엔, 예컨대 테트라하이드로인덴, 메틸 테트라하이드로인덴, 디사이클로펜타디엔, 바이사이클로-(2,2,1)-헵타-2,5-디엔; 알케닐, 알킬리덴, 사이클로알케닐 및 사이클로알킬리덴 노르보르넨, 예컨대 5-메틸렌-2-노르보르넨 (MNB); 5-프로페닐-2-노르보르넨, 5-이소프로필리덴-2-노르보르넨, 5-(4-사이클로펜테닐)-2-노르보르넨, 5-사이클로헥실리덴-2-노르보르넨, 5-비닐-2-노르보르넨, 및 노르보르나디엔을 포함한다. EPDMs를 제조하는데 전형적으로 사용된 디엔 중에서, 특정하게 바람직한 디엔은 1,4-헥사디엔 (HD), 5-에틸리덴-2-노르보르넨 (ENB), 5-비닐리덴-2-노르보르넨 (VNB), 5-메틸렌-2-노르보르넨 (MNB), 및 디사이클로펜타디엔 (DCPD)이다. 특히 바람직한 디엔은 5-에틸리덴-2-노르보르넨 (ENB) 및 1,4-헥사디엔 (HD)이다.

본 발명의 구현예에 따라 제조될 수 있는 바람직한 엘라스토머의 하나의 부류는 에틸렌, C₃-C₂₀ α-올레핀, 특히 프로필렌, 및 임의로 하나 이상의 디엔 모노머의 엘라스토머이다. 본 발명의 이러한 구현예에서 사용을 위하여 바람직한 α-올레핀은 식 CH₂=CHR*에 의해 지정되고, 식중 R*는 1 내지 12 탄소 원자의 선형 또는 분지형 알킬 기이다. 적합한 α-올레핀의 예는, 비제한적으로, 프로필렌, 이소부틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 및 1-옥텐을 포함한다. 특히 바람직한 α-올레핀은 프로필렌이다. 프로필렌 함유 폴리머는 EP 또는 EPDM 폴리머로서 기술 분야에서 일반적으로 지칭된다. 그와 같은 폴리머, 특히 EPDM 유형 폴리머 제조에서 사용을 위하여 적합한 디엔은 4 내지 20 탄소를 포함하는 공액 또는 비-공액, 직쇄- 또는 분지형 쇄-, 사이클릭- 또는 폴리사이클릭-디엔을 포함한다. 바람직한 디엔은 1,4-펜타디엔, 1,4-헥사디엔, 5-에틸리덴-2-노르보르넨, 디사이클로펜타디엔, 사이클로헥사디엔, 및 5-부틸리덴-2-노르보르넨을 포함한다. 특히 바람직한 디엔은 5-에틸리덴-2-노르보르넨이다.

특정 구현예에서, 에틸렌/α-올레핀 블록 인터폴리머는 강인화 엘라스토머로서 사용될 수 있다. 에틸렌/α-올레핀 인터폴리머는 에틸렌 및 α-올레핀의 중합화된 단위를 포함하고, 여기서 상기 인터폴리머는 0 초과 최대 약 1.0 평균 블록 지수 그리고 약 1.3 초과 분자량 분포, M_w/M_n을 특징으로 한다. 또 다른 양태에서, 본 발명은 에틸렌 및 α-올레핀의 중합화된 단위를 포함하는 에틸렌/α-올레핀 인터폴리머에 관한 것이고, 여기서 상기 평균 블록 지수는 0 초과 약 0.5 미만 그리고 약 1.3 초과 분자량 분포, M_w/M_n이다. 바람직하게는, 인터폴리머는 적어도 3 블록을 가진 선형, 다중-블록 코폴리머이다. 또한 바람직하게는, 인터폴리머에서 에틸렌 함량은 적어도 50 몰 퍼센트이다. 이들은, 예를 들어, 본 명세서에서 참고로 편입되는, 미국 특허 번호 7,608,668 B2에서 기재되고 상기에서 설명된 바와 같이 중합화 기술을 통해 생산될 수 있다. 사용될 수 있는 에틸렌/α-올레핀 블록 인터폴리머의 또 다른 유형은 "중간상분리된" 으로서 지칭된 것이다. 이들 중간영역은 블록 코폴리머에 대하여 공지된 구형체, 실린더, 박막층, 또는 다른 형태의 형태를 취할 수 있다. 영역, 예컨대 박막층의 평면에 수직의 가장 협소한 치수는 일반적으로 본 발명의 중간상분리된 블록 코폴리머에서 약 40 nm 초과이다. 이들 인터폴리머의 예는, 예를 들어, 이들 모두가 본 명세서에서 참고로 편입되는, 국제 공개 번호 WO/2009/097560, WO/2009/097565, WO/2009/097525, WO/2009/097529, WO/2009/097532, 및 WO/2009/097535에서 발견될 수 있다.

특정 구현예에서, 선택적으로 수소화된 블록 코폴리머는 엘라스토머 특성을 나타내는 그리고 약 7% 내지 약 100%의 수소화에 앞서 1,2-미세구조 함량을 갖는 공액 디엔 및 비닐 방향족 탄화수소의 블록 코폴리머를 포함하는 강인화 엘라스토머로서 사용될 수 있다. 그와 같은 블록 코폴리머는 비닐 방향족 탄화수소의 최대 약 60 중량 퍼센트를 함유하는 것을 포함하는 공액 디엔 대 비닐 방향족 탄화수소의 다양한 비를 함유하는 다양한 구조의 멀티블록 코폴리머일 수 있다. 따라서, 선형 또는 방사상, 대칭, 또는 비대칭인 그리고 A가 비닐 방향족 탄화수소의 폴리머 블록 또는 공액 디엔/비닐 방향족 탄화수소 테이퍼링된 코폴리머 블록이고 B가 공액 디엔의 폴리머 블록인 식, A-B, A-B-A, A-B-A-B, B-A, B-A-B, B-A-B-A, (AB)_0,1,2. . . BA 및 기타 등등에 의해 표시되는 구조를 갖는 멀티블록 코폴리머는 이용될 수 있다.

블록 스티렌계 코폴리머는, 예를 들어, 이들 모두가 본 명세서에서 참고로 편입되는, 미국 특허 번호 3,251,905, 3,390,207, 3,598,887, 및 4,219,627에서, 설명된 바와 같이 모노머 기술의 잘 알려진 순차적인 첨가, 모노머 기술 또는 커플링 기술의 증분적 첨가를 포함하는 임의의 잘 알려진 이온성 블록 중합화 또는 공중합 절차에 의해 생산될 수 있다. 블록 코폴리머 기술 분야에서 잘 알려진 바와 같이, 테이퍼링된 코폴리머 블록은 그것의 공중합 반응성 속도에서 차이를 이용하여 공액 디엔 및 비닐 방향족 탄화수소 모노머의 혼합물을 코폴리머화함으로써 멀티블록 코폴리머에서 편입될 수 있다. 다양한 특허는, 이의 개시내용이 본 명세서에서 참고로 편입되는, 미국 특허 번호 3,251,905, 3,265,765, 3,639,521, 및 4,208,356을 포함하는 테이퍼링된 코폴리머 블록을 함유하는 멀티블록 코폴리머의 제조를 기재한다.

특정 구현예에서, 본 개시내용의 폴리올레핀 엘라스토머는 0.850 g/cc 내지 0.920 g/cc (예를 들면, 0.850 g/cc 내지 0.900 g/cc, 0.850 g/cc 내지 0.890 g/cc, 0.850 g/cc 내지 0.880 g/cc, 등)의 밀도를 갖는다. 특정 구현예에서, 본 개시내용의 폴리올레핀 엘라스토머는, 190 ℃/2.16 kg에서 ASTM D1238 또는 ISO 1133에 따라, 0.1 g/10 분 내지 2000 g/10 분 (예를 들면, 0.1 g/10 분 내지 500 g/10 분, 0.1 g/10 분 내지 100 g/10 분, 0.1 g/10 분 내지 50 g/10 분, 등)의 용융 지수를 갖는다.

폴리올레핀 엘라스토머의 추가 파라미터 (예를 들면, 분자량, 분자량 분포, 용융 온도, 등)은 본 개시내용에 기반하여 당해 분야의 숙련가에 의해 공지될 것이고 폴리머 기술 분야에서 공지된 방법에 의해 결정될 수 있다.

조성물

이론에 의한 구속됨 없이, 블록 복합체가, 본 명세서에서 개시된 바와 같이, 개선된 저온 충격 특성을 제공하는 미세 고무 입자 분산물을 산출하기 위해 본 개시내용의 연질 TPO 조성물에서 엘라스토머-PP 매트릭스 계면에 폴리올레핀 엘라스토머에 대하여 효과적인 상용화제로서 작용한다는 것으로 믿어진다. PP 및 엘라스토머의 신규한 상용화된 블렌드는 고전적 블렌드로 달성가능한 것보다 더 미세한 형태를 가진 광범위한 열역학적으로 안정한 조성물을 제공하여, 특성의 특유의 조합, 즉 -45℃만큼 낮은 온도에서 초고 충격 저항, 사출 성형에서 용이한 가공을 허용하는 용융 유속, 복합 사출 성형품의 용이한 탈형에 적합한 강성도 수준, 및 최종 부품의 개선된 온도 저항의 조합을 초래한다.

폴리올레핀 블렌드 조성물은 공지된 공정을 사용하는 물품의 제조에 유용할 수 있다. 예를 들어, 조성물은, 임의의 압출, 칼렌더링, 취입 성형, 압축 성형, 사출 성형, 또는 열성형 공정을 사용하여, 부품, 시트 또는 다른 제조 물품으로 제작될 수 있다. 조성물의 성분은 어느 한쪽 사전-혼합된 공정에 공급될 수 있거나, 또는 상기 성분은 공정 설비, 예컨대 변환 압출기에 직접적으로 공급될 수 있어서, 이로써 조성물인 그안에서 형성된다. 조성물은 물품의 제작에 앞서, 또 다른 폴리머와 블렌딩될 수 있다. 그와 같은 블렌딩은 임의의 여러 가지의 종래의 기술에 의해 발생할 수 있고, 이들 중 하나는 또 다른 폴리머의 펠릿과 조성물의 펠릿의 건조 블렌딩이다.

폴리올레핀 블렌드 조성물은 임의로 하나 이상의 첨가제 및/또는 충전제를 포함할 수 있다. 첨가제 및/또는 충전제의 비-제한적인 예는 가소제, 열 안정제, 광안정제 (예를 들면, UV 광안정제 및 흡수제), 산화방지제, 슬립제, 공정 조제, 광학 광택제, 정전기방지제, 윤활제, 촉매, 레올로지 조절제, 살생물제, 부식 억제제, 탈수제, 유기 용매, 착색제 (예를 들면, 안료 및 염료), 계면활성제, 탈형 첨가제, 광유, 블로킹방지제, 핵제, 난연제, 보강 충전제 (예를 들면, 유리, 섬유, 항-스크래치 첨가제, 탈크, 탈산칼슘, 마이카, 유리 섬유, 위스커, 등), 가공 조제, 및 이의 조합을 포함한다.

폴리올레핀 블렌드 조성물은, 예를 들어, 트윈 스크류 압출기, 회분식 혼합기, 또는 단일 스크류 압출기를 사용하여 배합될 수 있다.

다양한 구현예에서, 본 조성물은, ASTM D790 또는 ISO 178에 따라, 300 MPa 내지 1000 MPa (예를 들면, 300 MPa 내지 800 MPa, 300 MPa 내지 500 MPa, 350 MPa 내지 450 MPa, 등)의 휨 탄성률을 포함한다. 특정 구현예에서, 본 조성물은, ASTM D790 또는 ISO 178에 따라, 370 MPa 초과의 휨 탄성률을 포함한다.

특정 구현예에서, 본 조성물은, ASTM D790에 따라, 10 MPa 내지 50 MPa (예를 들면, 10 MPa 내지 25 MPa, 10 MPa 내지 20 MPa, 10 MPa 내지 15 MPa, 등)의 휨 항복 강도를 포함한다. 특정 구현예에서, 본 조성물은, ASTM D790에 따라, 10 MPa 초과의 휨 항복 강도를 포함한다.

다양한 구현예에서, 본 조성물은, ISO 527에 따라, 실온에서 100% 내지 150% (예를 들면, 100% 내지 125%, 100% 내지 115%, 등)의 파단 인장 연신율을 포함한다. 특정 구현예에서, 본 조성물은, ISO 527에 따라, 실온에서 104% 동등 또는 초과의 파단 인장 연신율을 포함한다.

다양한 구현예에서, 본 조성물은, ISO 527에 따라, 실온에서 10 MPa 내지 50 MPa (예를 들면, 10 MPa 내지 25 MPa, 10 MPa 내지 20 MPa, 10 MPa 내지 15 MPa, 등)의 인장 항복 강도를 포함한다. 특정 구현예에서, 본 조성물은, ISO 527에 따라, 실온에서 12 MPa 초과 또는 동등의 인장 항복 강도를 포함한다.

다양한 구현예에서, 본 조성물은, ISO 527에 따라, -40℃에서 30% 내지 50% (예를 들면, 35% 내지 40%)의 파단 인장 연신율을 포함한다. 특정 구현예에서, 본 조성물은, ISO 527에 따라, -40℃에서 35% 동등 또는 초과의 파단 인장 연신율을 포함한다.

다양한 구현예에서, 본 조성물은, ISO 527에 따라, -40℃에서 30 MPa 내지 50 MPa (예를 들면, 30 MPa 내지 40 MPa)의 인장 항복 강도를 포함한다. 특정 구현예에서, 본 조성물은, ISO 527에 따라, -40℃에서 33 MPa 초과 또는 동등의 인장 항복 강도를 포함한다.

다양한 구현예에서, 본 조성물은, ISO 180에 따라, -30℃에서 70 kJ/m²내지 100 kJ/m² (예를 들면, 70 kJ/m²내지 90 kJ/m², 70 kJ/m²내지 80 kJ/m², 등)의 노치 충격 (아이조드)를 포함한다. 특정 구현예에서, 본 조성물은, ISO 180에 따라, -30℃에서 70 kJ/m² 초과 또는 동등의 노치 충격 (아이조드)를 포함한다.

다양한 구현예에서, 본 조성물은, ISO 180에 따라, -45℃에서 50 kJ/m²내지 100 kJ/m² (예를 들면, 50 kJ/m²내지 90 kJ/m², 50 kJ/m²내지 80 kJ/m², 등)의 노치 충격 (아이조드)를 포함한다. 특정 구현예에서, 본 조성물은, ISO 180에 따라, -45℃에서 52 kJ/m² 초과 또는 동등의 노치 충격 (아이조드)를 포함한다.

다양한 구현예에서, 본 조성물은, ISO 179-1에 따라, -35℃에서 70 kJ/m²내지 100 kJ/m² (예를 들면, 80 kJ/m²내지 90 kJ/m²)의 노치 충격 (샤피)를 포함한다. 특정 구현예에서, 본 조성물은, ISO 179-1에 따라, -35℃에서 85 kJ/m² 초과 또는 동등의 노치 충격 (샤피)를 포함한다.

다양한 구현예에서, 본 조성물은, ISO 179-1에 따라, -40℃에서 50 kJ/m²내지 100 kJ/m² (예를 들면, 60 kJ/m²내지 100 kJ/m², 70 kJ/m²내지 90 kJ/m², 등)의 노치 충격 (샤피)를 포함한다. 특정 구현예에서, 본 조성물은, ISO 179-1에 따라, -40℃에서 70 kJ/m² 초과의 노치 충격 (샤피)를 포함한다.

본 조성물 (또는 그로부터 만들어진 물품)은 굴곡 특성, 인장 특성, 및 충격 특성에 관하여 상기 논의된 하나, 일부, 또는 모든 특성을 가질 수 있다.

실시예

실시예의 제조를 위하여 근사치 조건, 특성, 제형 등은 아래에 제공된다.

시험 방법

밀도는 ASTM D-792에 따라 측정된다. 결과는 그램 (g) / 입방 센티미터, 또는 g/cc로 보고된다.

용융 지수 (MI)는 ASTM D-1238 (190℃; 2.16 kg)에 따라 측정된다. 결과는 그램/10 분으로 보고된다.

용융 유속 (MFR)은, 표 4에 관련된 경우, ASTM D-1238 (230℃; 2.16 kg)에 따라 측정된다. 용융 유속 (MFR)은, 표 5에 관련된 경우, ISO 1133에 따라 측정된다. 결과는 그램/10 분으로 보고된다.

아이조드 충격은, -30℃ 및 -45℃에서, ISO 180에 따라 측정된다.

(양쪽 실온 및 -40℃에서) 인장 항복 강도 및 파단 인장 연신율을 포함하는, 인장 특성은 ISO 527에 따라 측정된다.

휨 탄성률은, (굴곡 영률 및 휨 항복 강도를 포함하는) 표 4에 관련된 경우, ASTM D790에 따라 측정된다. 휨 탄성률은, 표 5에 관련된 경우, ISO 178에 따라 측정된다.

노치형 샤피는, -35℃ 및 -40℃에서, ISO 179-1에 따라 측정된다.

시차 주사 열량측정법 (DSC)는 폴리머에서 결정도를 측정하는데 사용된다. 약 5 내지 8 mg의 폴리머 샘플은 칭량되고 DSC 팬에서 배치된다. 뚜껑은 폐쇄된 분위기를 확보하기 위해 팬에서 권축된다. 샘플 팬은 DSC 셀에서 배치되고, 그 다음, 대략 10℃/분의 속도에서, PE에 대하여 180℃ (폴리프로필렌 또는 "PP"에 대하여 230℃)의 온도로 가열된다. 샘플은 3 분 동안 이 온도에서 유지된다. 그 다음 샘플은 PE에 대하여 10℃/분 내지 -60℃ (PP에 대하여 -40℃)의 속도에서 냉각되고, 3 분 동안 그 온도에서 등온으로 유지된다. 샘플은 다음으로, 완전한 용융 (제2 열)까지, 10℃/분의 속도에서 가열된다. 퍼센트 결정도는, PE에 대하여 292　J/g (165 J/g, PP에 대하여)의 이론적 융합열에 의해, 제2 열 곡선으로부터 결정된, 융합열 (H_f) 분할, 및 이 양의 100 곱셈에 의해 계산된다 (예를 들어, %　cryst.　=　(H_f　/ 292 J/g) x 100　(PE에 대하여)).

달리 언급되지 않는 한, 각각의 폴리머의 융점(s) (T_m)은 제2 열 곡선 (피크 Tm)으로부터 결정되고, 결정화 온도 (T_c)는 제1 냉각 곡선 (피크 Tc)로부터 결정된다. DSC에 관하여, 선형 기준선에 대해 최대 열 유량에서 온도는 융점으로서 사용된다. 선형 기준선은 (유리 전이 온도 초과) 용융의 시작부터 융점의 끝까지 작성된다.

고온 액체 크로마토그래피: 고온 액체 크로마토그래피 실험적 방법 계기 장비는, 소수의 변형을 가진 공개된 방법에 따라 실시되는, HTLC 실험이다 (Lee, D.; Miller, M. D.; Meunier, D. M.; Lyons, J. W.; Bonner, J. M.; Pell, R. J.; Shan, C. L. P.; Huang, T. J. Chromatogr. A 2011, 1218, 7173). 2 Shimadzu (Columbia, MD, USA) LC-20AD 펌프는 데칸 및 트리클로로벤젠 (TCB) 각각을 전달하는데 사용된다. 각각의 펌프는 10:1 고정된 유동 스플리터 (Part #: 620-PO20-HS, Analytical Scientific Instruments Inc., CA, USA)에 연결된다. 스플리터는 제조자에 따라 H₂O내 0.1 mL/분에서 1500 psi의 압력 강하를 갖는다. 양쪽 펌프의 유량은 0.115 mL/분에서 셋팅된다. 스플리팅 후, 소수의 유동은, 30분 초과 동안 수집된 용매 칭량에 의해 결정된, 양쪽 데칸 및 TCB에 대하여 0.01 mL/분이다. 수집된 용출물의 용적은 실온에서 용매의 질량 및 밀도에 의해 결정된다. 소수의 유량은 분리용 HTLC 컬럼에 전달된다. 주요 유동은 용매 저장소에 반대로 보내진다. 50-μL 혼합기 (Shimadzu)는 Shimadzu 펌프로부터 용매를 혼합시키기 위해 스플리터 후 연결된다. 혼합된 용매는 그 다음 Waters (Milford, MA, USA) GPCV2000의 오븐에서 사출기에 전달된다. Hypercarb™ 컬럼 (2.1 Х 100 mm, 5 μm 입자 크기)는 사출기와 10-포트 VICI 밸브 (Houston, TX, USA) 사이 연결된다. 밸브는 2개의 60-μL 샘플 루프가 구비된다. 밸브는 제1 치수 (D1) HTLC 컬럼부터 제2 치수 (D2) SEC 컬럼까지 용출물을 계속해서 샘플링하는데 사용된다. Waters GPCV2000의 펌프 및 PLgel Rapid™-M 컬럼 (10 Х 100 mm, 5 μm 입자 크기)는 D2 크기 배제 크로마토그래피 (SEC)용 VICI 밸브에 연결된다. 대칭 배치형태는 문헌에서 기재된 바와 같이 연결에 사용된다 (Brun, Y.; Foster, P. J. Sep. Sci. 2010, 33, 3501). 이중-각 광 산란 검출기 (PD2040, Agilent, Santa Clara, CA, USA) 및 IR5 추론된 흡광도 검출기는 농도, 조성, 및 분자량의 측정을 위하여 SEC 컬럼 후 연결된다.

HTLC용 분리: 대략 30 mg은 2 시간 동안 160 ℃에서 바이알을 부드럽게 진탕시킴으로써 8-mL 데칸에 용해된다. 데칸은 라디칼 포착제로서 400 ppm BHT(2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀)을 함유한다. 샘플 바이알은 그 다음 사출용 GPCV2000의 자동시료주입기에 전달된다. 자동시료주입기, 사출기, 양쪽 Hypercarb 및 PLgel 컬럼, 10-포트 VICI 밸브, 및 양쪽 LS 및 IR5 검출기의 온도는 분리 내내 140 ℃에서 유지된다.

사출 전 초기 조건은 아래와 같다. HTLC 컬럼용 유량은 0.01 mL/분이다. D1 Hypercarb 컬럼에서 용매 조성은 100% 데칸이다. SEC 컬럼용 유량은 실온에서 2.51 mL/분이다. D2 PLgel 컬럼에서 용매 조성은 100% TCB이다. D2 SEC 컬럼에서 용매 조성은 분리 내내 변화하지 않는다.

샘플 용액의 311-μL 분취액은 HTLC 컬럼에 사출된다. 사출은 아래 기재된 구배를 유발시킨다:

0 - 10 분, 100% 데칸/ 0% TCB;

10 - 651 분, TCB는 0% TCB부터 80% TCB까지 선형으로 증가된다.

사출은 또한 EZChrom™ 크로마토그래피 데이터 시스템 (Agilent)를 사용하여 IR5 검출기 (IR_측정 및 IR_메틸)로부터 "측정" 및 "메틸" 신호 및 15°각에서 광 산란 신호 (LS15)의 수집을 유발시킨다. 검출기로부터 아날로그 신호는 SS420X 유사체-대-디지털 컨버터를 통해 디지털 신호로 변환된다. 수집 주파수는 10 Hz이다. 사출은 또한 10-포트 VICI 밸브의 스위치를 유발시킨다. 밸브의 스위치는 SS420X 컨버터로부터 지연 신호에 의해 제어된다. 밸브는 매 3 분 스위칭된다. 크로마토그램은 0 내지 651 분 수집된다. 각각의 크로마토그램은 651/3 = 217 SEC 크로마토그램으로 구성된다.

구배 분리 후, 0.2 mL의 TCB 및 0.3 mL의 데칸은 다음의 분리를 위하여 HTLC 컬럼을 청소 및 재-평형화하는데 사용된다. 이 단계의 유량은, 혼합기에 연결된 Shimadzu LC-20 AB 펌프에 의해 전달된, 0.2 mL/분이다.

HTLC용 데이터 분석: 651 분 미정제 크로마토그램은 먼저 언폴딩되어 217 SEC 크로마토그램을 제공한다. 각각의 크로마토그램은 2D 용출 용적의 단위에서 0 내지 7.53 mL이다. 통합 한계는 그 다음 셋팅되고 SEC 크로마토그램은 스파이크 제거, 기준선 정정, 및 평활화를 경험한다. 공정은 종래의 SEC내 다중 SEC 크로마토그램의 회분식 분석에 유사하다. 모든 SEC 크로마토그램의 합계는 피크의 양쪽 좌측 (통합 상한) 및 우측 (통합 하한)이 0으로서 기준선이었는지 확인하기 위해 점검된다. 달리, 통합 한계는 공정을 반복시키기 위해 조정된다.

1 내지 217의 각각의 SEC 크로마토그램 n은 HTLC 크로마토그램에서 X-Y 쌍을 산출하고, 여기에서 n은 분획 수이다:

X_n = 용출 용적 (mL) = D1 유량 × n × t_스위치

식중 t _스위치 = 3분은 10-포트 VICI 밸브의 스위치 시간이다.

Y_n = 신호 강도 (전압) =

상기 방정식은 IR _측정 신호를 예로서 사용한다. 수득된 HTLC 크로마토그램은 분리된 폴리머 성분의 농도를 용출 용적의 함수로서 보여준다. 정규화된 IR _측정 HTLC 크로마토그램은, 용출 용적에 관하여 정규화된 중량 분획을 의미하는, dW/dV에 의해 표시되는 Y로 도 9에서 도시된다.

데이터의 X-Y 쌍은 IR _메틸 및 LS15 신호로부터 또한 수득된다. IR _메틸/IR _측정의 비는 보정 후 조성을 계산하는데 사용된다. LS15/IR _측정의 비는 보정 후 중량-평균 분자량 (M _w)을 계산하는데 사용된다.

보정은 Lee 등, 앞에서 언급한 것의 절차를 따른다. 고 밀도 폴리에틸렌 (HDPE), 아이소탁틱 폴리프로필렌 (iPP), 및 20.0, 28.0, 50.0, 86.6, 92.0, 및 95.8 wt% P의 프로필렌 함량을 가진 에틸렌-프로필렌 코폴리머는 IR _메틸/IR _측정 보정용 표준으로서 사용된다. 표준의 조성물은 NMR에 의해 결정된다. 표준은 IR5 검출기로 SEC에 의해 운영된다. 표준의 수득된 IR _메틸/IR _측정 비는 그것의 조성물의 함수로서 플롯팅되어, 보정 곡선을 산출한다.

HDPE 참조는 일상적인 LS15 보정에 사용된다. 참조의 M _w는 LS 및 RI (굴절 지수) 검출기로 104.2 kg/mol로서 GPC에 의해 예정된다. GPC는 GPC내 표준으로서 NBS 1475를 사용한다. 표준은 NIST에 의해 52.0 kg/mol의 보증된 값을 갖는다. 7 내지 10 mg의 표준은 160 ℃에서 8-mL 데칸에 용해된다. 용액은 100% TCB내 HTLC 컬럼에 사출된다. 폴리머는 0.01 mL/분으로 일정한 100% TCB 하에서 용출된다. 따라서, 폴리머의 피크는 HTLC 컬럼 공동 용적에서 보인다. 보정 상수,

은 총 LS15 신호 (A_LS15) 및 총 IR _측정 신호 (A_IR,측정)으로부터 결정된다:

실험적 LS15/IR _측정 비는 그 다음

를 통해 M _w로 변환된다.

C ¹³ 핵자기 공명 (NMR)은 하기를 포함한다:

샘플 제조: 샘플은 10mm NMR 튜브에서 0.21g 샘플에 크로뮴 아세틸아세토네이트 (완화제)내 0.025M인 테트라클로로에탄-d2/오르토디클로로벤젠의 50/50 혼합물의 대략 2.7g 첨가에 의해 제조된다. 샘플은 튜브 및 그것의 내용물을 150℃로 가열시킴으로써 용해 및 균질화된다.

데이터 수집 파라미터: 데이터는 Bruker Dual DUL 고온 냉동프로브가 구비된 Bruker 400 MHz 분광기를 사용하여 수집된다. 데이터는 데이터 파일당 320 트랜션트, 7.3 초 펄스 반복 지연 (6 초 지연 + 1.3 초 획득 시간), 90 도 플립각, 및 125℃의 샘플 온도로 역 게이팅된 디커플링을 사용하여 획득된다. 모든 측정은 잠금 방식으로 비-스피닝 샘플에서 실시된다. 샘플은 가열된 (130℃) NMR 샘플 교환기에 삽입 직전 균질화되고, 데이터 수집에 앞서 15 분 동안 탐침에서 열적으로 평형화하도록 되었다. NMR은, 예를 들면, 아래 논의된 블록 복합체 지수에 관하여, 에틸렌의 총 중량 퍼센트를 결정하는데 사용될 수 있다.

분자량 분포 (MWD)는 겔 투과 크로마토그래피 (GPC)를 통해 측정된다. GPC 시스템은 어느 한쪽 Polymer Laboratories 모델 PL-210 또는 Polymer Laboratories 모델 PL-220 기기로 구성된다. 컬럼 및 캐로우젤 구획은 140℃에서 작동된다. Three Polymer Laboratories 10-마이크론 혼합된-B 컬럼은 사용된다. 용매는 1,2,4 트리클로로벤젠이다. 샘플은 200 ppm의 부틸화된 하이드록시톨루엔 (BHT)를 함유하는 50 밀리리터의 용매에서 0.1 그램의 폴리머의 농도에서 제조된다. 샘플은 160℃에서 2 시간 동안 가볍게 진탕시킴으로써 제조된다. 사용된 사출 용적은 100 마이크로리터이고 유량은 1.0 ml/분이다.

GPC 컬럼 세트의 보정은, 개별 분자량 사이 적어도 10개의 분리를 가진 6 "칵테일" 혼합물에서 배열된, 580 내지 8,400,000 범위의 분자량을 가진 21 좁은 분자량 분포 폴리스티렌 표준으로 수행된다. 표준은 Polymer Laboratories (Shropshire, UK)로부터 구매된다. 폴리스티렌 표준은 1,000,000 동등 또는 초과 분자량에 대하여 용매의 50 밀리리터내 0.025 그램, 및 1,000,000 미만 분자량에 대하여 용매의 50 밀리리터내 0.05 그램에서 제조된다. 폴리스티렌 표준은 30 분 동안 온화한 진탕으로 80℃에서 용해된다. 좁은 표준 혼합물은 분해를 최소화하도록 최고 분자량 성분의 감소를 위하여 그리고 먼저 운영된다. 폴리스티렌 표준 피크 분자량은 (Williams and Ward, J. Polym. Sci., Polym. Let., 6, 621 (1968)에서 기재된 바와 같이) 하기 방정식을 사용하여 폴리에틸렌 분자량으로 변환된다: M_{폴리프로필렌} = 0.645(M_{폴리스티렌}).

크실렌 가용성 분별화 분석: 수지의 칭량된 양은 2 시간 동안 환류 조건 하에서 200 ml o-크실렌에 용해된다. 용액은 그 다음 25℃로 온도 제어된 수조에서 냉각되어 크실렌 불용성 (XI) 분획의 결정화를 허용한다. 일단 용액이 냉각되고 불용성 분획이 용액으로부터 침전하면, 크실렌 불용성 분획으로부터 크실렌 가용성 (XS) 분획의 분리는 여과지를 통한 여과에 의해 실시된다. 나머지 o-크실렌 용액은 여과물로부터 증발된다. 양쪽 XS 및 XI 분획은 60 분 동안 100℃에 진공 오븐에서 건조되고 그 다음 칭량된다.

미세구조 지수 추정: 폴리머의 흡착 기반 용매 구배 상호작용 크로마토그래피 (SGIC) 분리에서, 블록 코폴리머는 동일한 화학적 조성의 랜덤 코폴리머보다 나중에 용출된다 (Brun, Y.; Foster, P. J. Sep. Sci. 2010, 33, 3501). 특히, 미세구조 지수 추정에 사용된 물질은 동일한 화학적 조성물의 2 분획, 즉, 랜덤 코폴리머 및 블록 코폴리머로 분리된다. 초기 용출 분획, 즉, 제1 분획은 랜덤 코폴리머의 비교적으로 더 높은 존재를 나타낸다. 후기 용출 성분, 즉, 제2 분획은 블록 코폴리머의 비교적으로 더 높은 존재를 나타낸다. 미세구조 지수는 아래와 같이 정의된다:

미세구조 지수 =

식중 w _n은 분획 n의 중량 분획이다. Comp _{n, 랜덤}은 선형 보정 곡선으로부터 유래된 분획 n의 화학적 조성물 (wt% P)이다. 곡선은 4.56 mL에서 0　wt% P 그리고 1.65 mL에서 100 wt% P를 달성한다. 4.56 mL를 넘는 조성물은 0 wt% P인 것으로 간주된다. 1.65 mL 전 조성물은 100　wt% P인 것으로 간주된다. Comp _{n, 샘플}은 샘플로부터 측정된 분획 n의 화학적 조성물 (wt% P)이다.

주사 전자 현미경검사 특성규명은 하기를 포함한다:

주사 전자 현미경검사용 동결-마이크로톰: 시료는 레이저 날로 절단제거되었다. 단리된 조각은 DIATOME 트리밍 나이프에 의해 적절한 크기로 트리밍되었고 FC6 동결-절편화 챔버가 구비된 Leica UC6 마이크로톰상에 -100℃에서 DIATOME CRYO 35°다이아몬드 나이프를 사용하여 연마되었다.

루테늄 테트라옥사이드 염색: 얼룩 용액은 물에서 10 밀리리터의 5 % v/v NaClO와 0.2 그램의 RuCl3.5H2O 혼합을 통해 제조되었다. 블록 염색용 샘플은 양면 테이프로 유리 슬라이드에 접착되었고 그 다음 제조된 염색 용액이 있는 바이알에 넣어졌다. 샘플은 주위 온도에서 밤새 증기 염색되었다. 그 다음 염색된 샘플은 DI 수로 린스되었고 그 다음 -100 ℃에서 재-연마되었다.

주사 전자현미경: 재-연마된 블록 표면은 Nova Nano630 SEM에 놓여졌고 가속 전압 5 kV, 작업 거리 약 6.5 mm 및 스팟 크기 5에서 후방 산란 전자 (BSE) 검출기로 관측되었다.

CEF : 코모노머 분포 분석은 IR-4 검출기 (PolymerChar, Spain) 및 2 각 광 산란 검출기 모델 2040 (Precision Detectors, 현재 Agilent Technologies)가 구비된 결정화 용출 분별화 (CEF) (PolymerChar, Spain) (Monrabal 등, Macromol. Symp. 257, 71-79 (2007))로 수행된다. IR-4 또는 IR-5 검출기는 사용된다. 50X4.6 mm의 10 또는 20 마이크론 가드 컬럼 (PolymerLab, 현재 Agilent Technologies)는 검출기 오븐에서 IR-4 검출기 또는 IR-5 검출기 직전 설치된다. Sigma-Aldrich로부터 오르토-디클로로벤젠 (ODCB, 99% 무수 등급) 및 2,5-디-tert-부틸-4-메틸페놀 ("BHT", 카탈로그 번호 B1378-500G, 회분식 번호 098K0686)은 수득된다. ODCB는 사용 전 증류된다. EMD Chemicals로부터 실리카 겔 40 (입자 크기 0.2~0.5 mm, 카탈로그 번호 10181-3)은 또한 수득된다. 실리카 겔은 사용 전 약 2 시간 동안 160℃에 진공 오븐에서 건조된다. 800 밀리그램의 BHT 및 5 그램의 실리카 겔은 2 리터의 ODCB에 첨가된다. ODCB는 실리카 겔로 팩킹된 컬럼 또는 컬럼들을 통과함으로써 또한 건조될 수 있다. N2 퍼징 능력을 가진 자동시료주입기가 구비된 CEF 기기에 대하여, 실리카 겔 40은 2개의 300 x 7.5 mm GPC 크기 스테인레스강 컬럼에 팩킹되고 실리카 겔 40 컬럼은 건조 ODCB까지 CEF 기기의 펌프의 유입구에서 설치되고; BHT는 이동상에 첨가되지 않는다. 이러한 "BHT 및 실리카 겔을 함유하는 ODCB" 또는 실리카 겔 40으로 건조된 ODCB는 현재 "ODCB"로서 지칭된다. 이러한 ODBC는 사용 전 1 시간 동안 건조된 질소 (N2)로 살포된다. 건조된 질소는 CaCO₃ 및 5Å 분자체에 대해 <90 psig에서 질소 통과에 의해 수득되는 것이다. 수득한 질소는 대략 -73℃의 이슬점을 가질 수 있다. 샘플 제조는 2 시간 동안 160℃에서 진탕 하에 (달리 구체화되지 않는 한) 4 mg/ml에서 자동시료주입기로 실시된다. 사출 용적은 300μl이다. CEF의 온도 프로파일은 하기이다: 110℃부터 30℃까지 3℃/분에서 결정화, (2 분으로서 셋팅되는 가용성 분획 용출 시간을 포함하는) 5 분 동안 30℃에서 열적 평형, 30℃부터 140℃까지 3℃/분에서 용출. 결정화 동안 유량은 0.052 ml/분이다. 냉각 단계 동안 유량은 0.052mL/분이다. 용출 동안 유량은 0.50 ml/분이다. 데이터는 1 데이터 포인트/초에서 수집된다. CEF 컬럼은 미국 특허 번호 8,372,931에 따라 1/8 인치 스테인레스 튜우빙으로 125 μm± 6% (MO-SCI Specialty Products)에서 유리 비드로 팩킹된다. 컬럼 외부 직경 (OD)은 1/8 인치이다. 방법을 2중화하는데 필요한 임계 파라미터는 컬럼 내부 직경 (ID), 및 컬럼 길이 (L)을 포함한다. ID 및 L의 선택은 125μm 직경 유리 비드로 팩킹된 경우, 액체 내부 용적이 2.1 내지 2.3 mL가 되는 정도이어야 한다. L이 152 cm이면, ID는 0.206 cm이어야 하고 벽 두께는 0.056cm이어야 한다. L 및 ID에 대하여 상이한 값은, 유리 비드 직경이 125 μm이고 내부 액체 용적이 2.1 내지 2.3 mL인 한, 사용될 수 있다. 컬럼 온도 보정은 ODCB내 NIST 표준 참조 물질 선형 폴리에틸렌 1475a (1.0mg/ml) 및 에이코산 (2mg/ml)의 혼합물 사용에 의해 수행된다. CEF 온도 보정은 하기 4 단계로 구성된다: (1) 에이코산의 측정된 피크 용출 온도 마이너스 30.00℃ 사이 온도 상쇄로서 정의된 지연 용적 계산; (2) CEF 미가공 온도 데이터로부터 용출 온도의 온도 상쇄 차감. 이러한 온도 상쇄는 실험적 조건, 예컨대 용출 온도, 용출 유량, 등의 함수라고 언급된다; (3) NIST 선형 폴리에틸렌 1475a가 101.0℃에서 피크 온도를 갖고, 에이코산이 30.0℃의 피크 온도를 갖도록 30.00℃ 내지 140.00℃의 범위에 걸쳐 용출 온도를 변환시키는 선형 보정선 창출; (4) 30℃에서 등온으로 측정된 가용성 분획에 대하여, 용출 온도는 3℃/분의 용출 가열 속도 사용에 의해 선형으로 외삽된다. 보고된 용출 피크 온도는 수득되어 이로써 관측된 코모노머 함량 보정 곡선은 미국 특허 번호 8,372,931에서 이전에 보고된 것과 일치한다.

블록 복합체 제조 및 특성규명

블록 복합체 A (BCA) 및 블록 복합체 B (BCB)는 2 반응기에 동시에 공급된 촉매를 사용하여 생산된다. BCA 및 BCB는 각각 (i) 에틸렌-프로필렌 폴리머, (ii) 아이소탁틱 프로필렌 폴리머, 및 (iii) 에틸렌-프로필렌 폴리머와 동일한 조성을 갖는 에틸렌-프로필렌 연질 블록 및 아이소탁틱 프로필렌 폴리머와 동일한 조성을 갖는 아이소탁틱 폴리프로필렌 경질 블록을 포함하는 블록 코폴리머를 포함한다. 각각의 블록 코폴리머에 관하여, 에틸렌-프로필렌 연질 블록은 제1 반응기에서 생산되고 아이소탁틱 폴리프로필렌 경질 블록은 제2 반응기에서 생산된다. BCA의 블록 코폴리머에서 연질 블록과 경질 블록 사이 분할은 대략 50/50이다. BCB의 블록 코폴리머에서 연질 블록과 경질 블록 사이 분할은 대략 70/30이다.

BCA 및 BCB는 직렬식으로 연결된 2 연속적 교반 탱크 반응기 (CSTR)을 사용하여 그리고 양쪽 반응기에 동시에 공급된 촉매를 사용하여 제조된다. 제1 반응기는 용적 대략 12 갤런이고 한편 제2 반응기는 대략 26 갤런이다. 각각의 반응기는 유압적으로 가득차고 정상 상태 조건에서 작동하도록 셋팅된다. 모노머, 용매, 촉매, 조촉매-1, 조촉매-2, 및 CSA 1 (쇄 셔틀링제)는 표 1에서 설명된 공정 조건에 따라 제1 반응기에 유동된다. 그 다음, 아래, 표 1A에서 기재된 바와 같이, 제1 반응기 함량은 직렬식으로 제2 반응기에 유동된다. 추가의 촉매, 조촉매-1, 및 조촉매-2는 제2 반응기에 첨가된다. 2 포트 사출기는 반응기에 별도로 촉매, 조촉매-1, 조촉매-2, 및 CSA 1을 지급하는데 사용된다.

촉매는 ([[rel-2',2'''-[(1R,2R)-1,2-실코헥산디일비스(메틸렌옥시-κO)] 비스[3-(9H-카바졸-9-일)-5-메틸[1,1'-바이페닐]-2-올라토-κO]](2-)]디메틸-하프늄)이다.

조촉매-1은, Boulder Scientific으로부터 구매되고 추가 정제없이 사용되는, 실질적으로 미국 특허 번호 5,919,9883, Ex. 2.에서 개시된 바와 같이, 장쇄 트리알킬아민 (Akzo-Nobel, Inc.로부터 이용가능한, Armeen™ M2HT), HCl 및 Li[B(C₆F₅)₄]의 반응에 의해 제조된, 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트의 메틸디(C_14-18알킬)암모늄 염의 혼합물이다.

CSA-1 (디에틸아연 또는 DEZ) 및 조촉매-2 (개질된 메틸알루목산 (MMAO))는 Akzo Nobel로부터 구매되고 추가 정제없이 사용된다.

용매는 ExxonMobil Chemical Company로부터 수득가능한 탄화수소 혼합물 (ISOPAR^®E)이고 사용에 앞서 13-X 분자체의 층을 통해 정제된다.

BCA 및 BCB 제조용 공정 조건은 아래, 표　1에서 보여진다.

수득한 BCA는 (65 wt%의 에틸렌 함량을 갖는) 50 wt%의 에틸렌-프로필렌 및 (1 wt%의 에틸렌 함량을 갖는) 50 wt%의 아이소탁틱 폴리프로필렌을 포함하는 에틸렌-프로필렌/아이소탁틱 폴리프로필렌 (E-P/iPP)계 블록 복합체이다.

수득한 BCB는 (65 wt%의 에틸렌 함량을 갖는) 70 wt%의 에틸렌-프로필렌 및 (3 wt%의 에틸렌 함량을 갖는) 30 wt%의 아이소탁틱 폴리프로필렌을 포함하는 에틸렌-프로필렌/아이소탁틱 폴리프로필렌 (EP/iPP)계 블록 복합체이다.

BCA 및 BCB의 측정된 특성은 아래, 표 2에서 제공된다.

블록 복합체 지수 계산

용어 블록 복합체 지수 (BCI)는 100%로 분할된 블록 코폴리머의 중량 백분율 (즉, 중량 분획)에 상당하도록 본 명세서에서 정의된다. BCI의 값은 0 내지 최대 1.0 범위일 수 있고, 여기에서 1.0은 블록 코폴리머의 100%에 상당할 것이고 0은 물질 예컨대 전통적 블렌드 또는 랜덤 코폴리머용일 것이다. 또 다른 방식으로 말하면, 불용성 분획에 대하여, BCI는 1.0이고, 가용성 분획에 대하여, BCI는 0의 값으로 배정된다. 하기는 블록 복합체 지수 추정용 설명이다.

블록 복합체 지수의 추정은 폴리머가 단순히 iPP 호모폴리머 및 EP 코폴리머의 블렌드이었다면 불용성 분획이 달리 존재하지 않았을 에틸렌의 주목할 만한 양을 함유하는 것을 보여주는 것에 기반된다. 이러한 "추가의 에틸렌"을 설명하기 위해, 질량 균형 계산은 크실렌 불용성 및 가용성 분획의 양 및 각각의 분획에서 존재하는 중량 % 에틸렌으로부터 블록 복합체 지수를 추정하기 위해 수행될 수 있다.

방정식 1에 따라 각각의 분획으로부터 중량 % 에틸렌의 합산은 (폴리머에서) 전체적인 중량 % 에틸렌을 초래한다. 이러한 질량 균형 방정식은 또한 2원 블렌드에서 각각의 성분의 양을 정량화하는데 사용될 수 있거나, 3원, 또는 n-성분 블렌드까지 연장될 수 있다.

방정식 2 내지 4를 적용하여, 불용성 분획에서 존재하는 (추가의 에틸렌의 공급원을 제공하는) 연질 블록의 양은 계산된다. 방정식 2의 좌측편에서 불용성 분획의 중량 % C₂ 치환에 의해, 중량 % iPP 경질 및 중량 % EP 연질은 방정식 3 및 4를 사용하여 계산될 수 있다. EP 연질에서 에틸렌의 중량 %가 크실렌 가용성 분획내 중량 % 에틸렌에 상당하도록 셋팅되는 것을 주목한다. iPP 블록에서 중량 % 에틸렌은 0으로 셋팅되거나 그것의 DSC 융점 또는 다른 조성물 측정으로부터 달리 공지되면, 그 값은 그것의 위치에 놓여질 수 있다.

불용성 분획에서 존재하는 EP 코폴리머를 갖는 유일한 방식인, 불용성 분획에서 존재하는 '추가의' 에틸렌 설명 후, EP 폴리머 쇄는 iPP 폴리머 블록에 연결되어야 한다 (또는 달리 크실렌 가용성 분획으로 추출되어야 할 것이다). 따라서, iPP 블록이 결정화하는 경우, 가용화로부터 EP 블록을 방지한다.

블록 복합체 지수를 추정하기 위해, 각각의 블록의 상대량은 고려되어야 한다. 이것을 근사하기 위해, EP 연질과 iPP 경질 사이 비는 사용된다. EP 연질 폴리머 및 iPP 경질 폴리머의 비는 폴리머에서 측정된 총 에틸렌의 질량 균형으로부터 방정식 2를 사용하여 계산될 수 있다. 대안적으로 중합화 동안 모노머 및 코모노머 소비의 질량 균형으로부터 또한 추정될 수 있다. iPP 경질의 중량 분획 및 EP 연질의 중량 분획은 방정식 2를 사용하여 계산되고 iPP 경질이 에틸렌을 함유하지 않음을 상정한다. EP 연질의 중량 % 에틸렌은 크실렌 가용성 분획에서 존재하는 에틸렌의 양이다.

BCA 및 BCB에 대하여 상응하는 BCI 계산은 아래, 표　3에서 제공된다.

블렌드 조성물

하기 물질은 본원의 예시적 조성물에서 주요하게 사용된다:

PP1: 55 그램/10 분의 MFR (230℃/2.16 kg에서 ASTM D1238)을 포함하는 특성을 갖는 폴리프로필렌 호모폴리머 (Lanzhou Petrochemical Company로부터 H9018로서 이용가능).

PP2: 6 그램/10 분의 MFR (230℃/2.16 kg에서 ASTM D1238)을 포함하는 특성을 갖는 폴리프로필렌 호모폴리머 (Sinopec Maoming으로부터 9006으로서 이용가능).

PP3: 15 그램/10 분의 MFR (230℃/2.16 kg에서 ASTM D1238)을 포함하는 전형적인 특성을 갖는 폴리프로필렌 충격 코폴리머 (LyondellBasell로부터 Moplen EP240P로서 이용가능).

POE1: 1.0 그램/10 분의 용융 지수 (190℃/ 2.16 kg에서 ASTM D1238) 및 0.870 g/cc의 밀도 (ASTM D792)를 갖는 에틸렌-옥텐 코폴리머 (The Dow Chemical Company로부터 ENGAGE^TM 8100으로서 이용가능).

POE2: 5.0 그램/10 분의 용융 지수 (190℃/ 2.16 kg에서 ASTM D1238) 및 0.870 g/cc의 밀도 (ASTM D792)를 갖는 에틸렌-옥텐 코폴리머 (The Dow Chemical Company로부터 ENGAGE^TM 8200으로서 이용가능).

POE3: 0.5 그램/10 분의 용융 지수 (190℃/ 2.16 kg에서 ASTM D1238) 및 0.870 g/cc의 밀도 (ASTM D792)를 갖는 에틸렌-옥텐 코폴리머 (The Dow Chemical Company로부터 ENGAGE^TM XLT 8677로서 이용가능).

AO1: 산화방지제 (BASF로부터 Irganox 1010으로서 이용가능).

AO2: 산화방지제 (BASF로부터 Irgafos 168로서 이용가능).

표 4에서 모든 블렌드는 (Coperion 18 mm 압출기를 사용하는) 트윈 스크류 압출을 통해 배합되었고 측면 절단기 과립기에 의해 작은 펠릿으로 과립화되었다. 과립화된 화합물은 그 다음 시험용 샘플로서 사출 성형되었다.

특히, 실시예 1 및 2, 뿐만 아니라 비교예 A 및 B는 하기 제형에 따라 제조되고 하기 특성에 관하여 분석된다:

표 4로부터 보여진 바와 같이, 기술 수준을 대표하는 비교예에 비하여, BCA를 가진 실시예 1 및 2가 놀랍게도 및 예상외로 저온 (-45℃ 및 -30℃) 강인성에서 상당한 개선을 보여주었다는 것이 분명히 보여진다. 유동 특성은 또한 매우 양호하고, 굴곡 및 인장 모듈러스를 포함하는, 다른 기계적 특성은 BCA의 첨가로 양성 방식으로 영향받았다.

게다가, 도 1은 비교예 B와 실시예 2 사이 형태 차이의 관찰용 SEM을 나타낸다. 도 1에서 나타낸 바와 같이, 엘라스토머 매트릭스에서 PP 분산물은 더 작은 도메인 크기 및 균일한 분산물로 훨씬 더 미세하고, 이는 더 나은 분산물이 강인성 개선을 도울 수 있다는 것을 나타내는 저온 강인성 데이터와 일치한다.

아래에 보여진 바와 같이, 추가 예는 제조 및 시험되었다. 표 5에서 모든 블렌드는 단일 혼합 스크류 (46mm L/D)를 가진 Buss Compounder MDK/E 46을 통해 배합되었다. 과립화된 화합물은 그 다음 시험용 샘플로서 사출 성형되었다.

구체적으로, 실시예 3-6, 뿐만 아니라 비교예 C 및 D는 하기 제형에 따라 제조되고 하기 특성에 관하여 분석된다:

표 5에서 나타낸 바와 같이, 기술 수준을 대표하는 비교예에 비하여 BCA 또는 BCB를 가진 실시예가 훨씬 감소된 외부 고무 수준, 특히 실시예 5 및 6에서 저온 (-45℃ 및 -30℃) 강인성을 놀랍게도 및 예상외로 유지한다는 것이 분명히 보여진다. 유동 특성은 개선되고, 굴곡 및 인장 모듈러스를 포함하는, 다른 기계적 특성이 BCA 또는 BCB의 첨가로 양성 방식으로 영향받는다.

도 2에서 나타낸 바와 같이, 비교예 D와 실시예 5 및 6 사이 형태 차이는 명백하다. PP 매트릭스에서 엘라스토머 분산물은 더 작은 도메인 크기 및 균일한 분산물로 훨씬 더 미세하고, 이는 더 나은 분산물이 강성도/강인성 밸런스 개선을 도울 수 있다는 것을 나타내는 저온 데이터와 일치한다.

Claims

조성물로서,
(A) 프로필렌계 폴리머의 총 중량을 기준으로, 적어도 50.0 wt%의 프로필렌 함량, 및 0.5 g/10 분 내지 200.0 g/10 분 (230℃, 2.16 kg에서 ASTM D-1238)의 용융 유속을 갖는 적어도 하나의 프로필렌계 폴리머를 포함하는 10 wt% 내지 90 wt%의 프로필렌 성분;
(B) 1 wt% 내지 60 wt%의 폴리올레핀 엘라스토머; 및
(C) (i) 에틸렌-프로필렌 코폴리머, (ii) 아이소탁틱 폴리프로필렌 코폴리머, 및 (iii) 상기 블록 복합체의 상기 에틸렌-프로필렌 코폴리머와 동일한 조성을 갖는 에틸렌-프로필렌 연질 블록 및 상기 블록 복합체의 상기 아이소탁틱 폴리프로필렌 코폴리머와 동일한 조성을 갖는 아이소탁틱 폴리프로필렌 경질 블록을 포함하는 블록 코폴리머를 포함하는 1 wt% 내지 20 wt%의 블록 복합체를 포함하는, 조성물.
청구항 1에 있어서, (D) 0.1 wt% 내지 10 wt%의 산화방지제를 추가로 포함하는, 조성물.
청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 블록 복합체가 0.860 내지 0.890 g/cc (ASTM D792)의 밀도 및 1 g/10 분 내지 20 g/10 분 (230℃, 2.16 kg에서 ASTM D-1238)의 용융 유속을 갖는, 조성물.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리올레핀 엘라스토머가 0.855 내지 0.875 g/cc (ASTM D792)의 밀도 및 0.1 g/10 분 내지 20 g/10 분 (230℃, 2.16 kg에서 ASTM D-1238)의 용융 지수를 갖는, 조성물.
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 7.0 g/10 분 (230℃, 2.16 kg에서 ASTM D-1238) 초과 또는 동등의 용융 유속을 추가로 포함하는, 조성물.
청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, -30 ℃에서 70.0 kJ/m² 초과 또는 동등의 노치 충격을 추가로 포함하는, 조성물.
청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, -35 ℃에서 85.0 kJ/m² 초과 또는 동등의 노치 충격을 추가로 포함하는, 조성물.
청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, -40 ℃에서 70.0 kJ/m² 초과의 노치 충격을 추가로 포함하는, 조성물.
청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서, -45 ℃에서 52.0 kJ/m² 초과 또는 동등의 노치 충격을 추가로 포함하는, 조성물.
청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서, 하기를 추가로 포함하는, 조성물:
370 MPa 초과의 휨 탄성률;
10 MPa 초과의 휨 항복 강도;
실온에서 12 MPa 초과 또는 동등의 인장 항복 강도; 및
-40℃에서 33 MPa 초과 또는 동등의 인장 항복 강도.
청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 따른 상기 조성물로 제조된, 물품.