TW202241976A - 聚丙烯聚合物組成物及由其製得之物件 - Google Patents

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Abstract

一聚合物組成物包含一聚丙烯聚合物及一分支鏈烷基膦酸之一鹽。

Description

聚丙烯聚合物組成物及由其製得之物件
發明領域
本申請案係關於含有分支鏈烷基膦酸之鹽之聚合物組成物，諸如聚丙烯聚合物組成物。分支鏈烷基膦酸之鹽用作該聚合物之成核劑。
發明背景
聚烯烴係一組特別通用之聚合物樹脂。聚烯烴為半結晶聚合物。相對緩慢地進行冷卻(例如，諸如在生產模製塑膠零件期間進行之冷卻)之聚烯烴含有聚合物鏈隨機排列之非晶區域及聚合物鏈採用有序組態之結晶區域。在聚烯烴之此等結晶區域內，聚合物鏈配向成域，通常稱為「結晶片層」。在正常加工條件下，結晶片層在聚烯烴聚合物自熔融狀態冷卻時在所有方向上徑向生長。此徑向生長導致球粒之形成，球粒係由間雜有非晶區域之多個結晶片層構成的球形半結晶區域。球粒尺寸受若干參數影響且直徑可在數百奈米至毫米之範圍內。當球粒尺寸明顯大於可見光之波長時，球粒將散射穿過聚合物之可見光。此對可見光之散射產生混濁外觀，其通常稱作「聚合物混濁度」或簡稱為「混濁度」。雖然在一些應用中明顯位準之聚合物混濁度為可接受的，但存在某些應用(例如，儲存容器)，消費者需要相對透明之塑膠，此需要相應低之混濁度位準。
用於熱塑性聚合物之若干成核劑係此項技術中已知的。此等成核劑通常藉由形成晶核或在熱塑性聚合物自熔融狀態固化時提供用於熱塑性聚合物中之晶體形成及/或生長之位點來起作用。由成核劑提供之晶核或位點使晶體在比晶體在原始非成核熱塑性聚合物中形成時更高之溫度及/或更快之速率下在冷卻聚合物內形成。此等效應可隨後允許加工成核熱塑性聚合物組成物之循環時間比原始非成核熱塑性聚合物短。
一些成核劑能夠將某些聚合物(例如聚丙烯)之球粒尺寸減小至明顯且顯著降低聚合物混濁度之程度(亦即，減少穿過聚合物之可見光的散射)。此類成核劑極其有益，因為其使得聚合物能夠用於需要或至少期望較低混濁度位準之應用中。除光學特性之此類改良以外，所需成核劑可改良聚合物之其他物理特性，諸如剛性或抗衝擊性。此類改良再次拓寬成核聚合物適合之應用或最終用途之數目。且雖然許多成核劑可提供此等物理特性改良中之一者，但相對較少成核劑可提供兩種或更多種物理特性增強之所需組合。
鑒於以上內容，因此仍然需要用於熱塑性聚合物(諸如聚丙烯)之成核劑，其提供例如低混濁度及高剛性之所需組合。本文所述之添加劑及聚合物組成物意欲解決此類需要。
發明概要
在第一實施例中，本發明提供一種聚合物組成物，其包含：(a)聚丙烯聚合物；及(b)分支鏈烷基膦酸之鹽。
較佳實施例之詳細說明
在第一實施例中，本發明提供一種聚合物組成物，其包含：(a)聚丙烯聚合物；及(b)分支鏈烷基膦酸之鹽。
聚合物組成物可包含任何適合聚丙烯聚合物。在一較佳實施例中，聚丙烯聚合物係選自由聚丙烯均聚物(例如，非規聚丙烯均聚物、等規聚丙烯均聚物及間規聚丙烯均聚物)、聚丙烯共聚物(例如，聚丙烯無規共聚物)、聚丙烯抗衝擊共聚物及其混合物組成之群。適合的聚丙烯共聚物包括但不限於由丙烯在共聚單體存在下聚合而製成的無規共聚物，該共聚單體選自由乙烯、丁-1-烯(亦即，1-丁烯)及己-1-烯(亦即，1-己烯)組成之群，其中乙烯尤其較佳。在此類聚丙烯無規共聚物中，共聚單體可以任何適合量存在，但通常以小於約10 wt.% (例如約0.5 wt.%至約10 wt.%或約1 wt.%至約7 wt.%)之量存在。適合的聚丙烯抗衝擊共聚物包括但不限於藉由將共聚物添加至聚丙烯均聚物或聚丙烯無規共聚物而產生的彼等聚丙烯抗衝擊共聚物，該共聚物選自由乙烯-丙烯橡膠(ethylene-propylene rubber；EPR)、乙烯丙烯-二烯烴單體(ethylenepropylene-diene monomer；EPDM)、聚乙烯及塑性體組成之群。在此類聚丙烯抗衝擊共聚物中，共聚物可以任何適合量存在，但通常以約5至約25 wt.%之量存在。適合的聚丙烯抗衝擊共聚物亦包括但不限於藉由使用一或多種戚格勒納塔催化劑(Zeigler Natta catalyst)使丙烯與乙烯聚合而製得之共聚物。此類聚丙烯抗衝擊共聚物一般具有異相結構，其中非晶形乙烯-丙烯共聚物分散於半結晶聚丙烯均聚物或共聚物基質中。上述聚丙烯聚合物可為分支或交聯的，諸如由添加增加聚合物熔融強度之添加劑產生的分支或交聯。
如上所指出，聚合物組成物亦包含分支鏈烷基膦酸之鹽。如本文中所用，術語「分支鏈烷基膦酸」係指以下式(C)之膦酸 (C)
Figure 02_image001
。 在式(C)中，R 101為分支鏈烷基。分支鏈烷基膦酸之鹽可包含任何適合陽離子。在一較佳實施例中，分支鏈烷基膦酸之鹽包含選自由第1族元素陽離子、第2族元素陽離子及第12族元素陽離子組成之群的一或多種陽離子。在一較佳實施例中，分支鏈烷基膦酸之鹽包含第1組元素陽離子，較佳兩個鈉陽離子。在另一較佳實施例中，分支鏈烷基膦酸之鹽包含第2族元素陽離子。在一尤其較佳實施例中，分支鏈烷基膦酸之鹽包含鈣陽離子。
分支鏈烷基膦酸可包含任何適合分支鏈烷基(亦即，R 101可為任何適合分支鏈烷基)。在一較佳實施例中，分支鏈烷基膦酸包含選自由以下組成之群的分支鏈烷基：異丙基、二級丁基、異丁基、三級丁基、三級戊基、新戊基、異戊基、二級戊基、二級異戊基、戊-3-基及2-甲基丁基。在另一較佳實施例中，分支鏈烷基膦酸包含具有相對於磷原子位於α-碳或β-碳之分支點的烷基，其中α-碳處之分支點尤其較佳。在一較佳實施例中，分支鏈烷基膦酸包含三級烷基(亦即，至少一個碳原子與四個非氫取代基，諸如三個烷基及磷原子鍵結之烷基)。在一較佳實施例中，分支鏈烷基膦酸包含選自由三級丁基、三級戊基及新戊基組成之群的分支鏈烷基。在一尤其較佳實施例中，分支鏈烷基膦酸包含三級丁基(亦即，R 101為三級丁基)。因此，在一尤其較佳實施例中，分支鏈烷基膦酸之鹽為三級丁基膦酸之鈣鹽(亦即，三級丁基膦酸鈣或三級丁基膦酸鈣單水合物)。
分支鏈烷基膦酸之鹽可具有任何適合比表面積(例如BET比表面積)。在一較佳實施例中，分支鏈烷基膦酸之鹽具有約20 m 2/g或更多之BET比表面積。在另一較佳實施例中，分支鏈烷基膦酸之鹽具有約30 m 2/g或更多之BET比表面積。分支鏈烷基膦酸之鹽之BET比表面積可藉由任何適合技術量測。較佳地，分支鏈烷基膦酸之鹽的BET比表面積係根據標題為「Determination of the Specific Surface Area of Solids by Gas Adsorption-BET method」的ISO標準9277:2010使用氮氣作為吸附氣體來量測。本文揭露之分支鏈烷基膦酸之鹽通常具有可使用此項技術中已知之技術剝離的層狀結構。層狀結構之此類剝離增加分支鏈烷基膦酸之鹽的BET比表面積，有助於分散。增加分支鏈烷基膦酸之鹽之BET表面積的物理方法包括噴氣研磨、釘磨、錘磨、研磨機及其類似方法。亦可經由更嚴密之混合及擠壓方法，諸如高強度混合及雙螺桿擠壓來改良分散及表面積。因此，彼等不具有期望BET比表面積之分支鏈烷基膦酸之鹽可使用此等及其他已知技術剝離直至實現期望BET比表面積。
聚合物組成物可含有任何適合量之分支鏈烷基膦酸之鹽。在一較佳實施例中，分支鏈烷基膦酸之鹽以按聚合物組成物之總重量計約50 ppm (百萬分率)或更多之量存在於聚合物組成物中。在另一較佳實施例中，分支鏈烷基膦酸之鹽以按聚合物組成物之總重量計約75 ppm或更多、約100 ppm或更多、約150 ppm或更多、約200 ppm或更多或約250 ppm或更多之量存在於聚合物組成物中。分支鏈烷基膦酸之鹽較佳以按聚合物組成物之總重量計約10,000 ppm或更低之量存在於聚合物組成物中。在一較佳實施例中，分支鏈烷基膦酸之鹽較佳以按聚合物組成物之總重量計約5,000 ppm或更低、約4,000 ppm或更低、約3,000 ppm或更低、約2,000 ppm或更低、約1,500 ppm或更低、約1,250 ppm或更低或者約1,000 ppm或更低之量存在於聚合物組成物中。因此，在一系列較佳實施例中，分支鏈烷基膦酸之鹽較佳以按聚合物組成物之總重量計約50 ppm至約10,000 ppm (例如約50 ppm至約5,000 ppm、約50 ppm至約4,000 ppm、約50 ppm至約3,000 ppm、約50 ppm至約2,000 ppm、約50 ppm至約1,500 ppm、約50 ppm至約1,250 ppm或約50 ppm至約1,000 ppm)、約75 ppm至約10,000 ppm (例如約75 ppm至約5,000 ppm、約75 ppm至約4,000 ppm、約75 ppm至約3,000 ppm、約75 ppm至約2,000 ppm、約75 ppm至約1,500 ppm、約75 ppm至約1,250 ppm或約75 ppm至約1,000 ppm)、約100 ppm至約10,000 ppm (例如約100 ppm至約5,000 ppm、約100 ppm至約4,000 ppm、約100 ppm至約3,000 ppm、約100 ppm至約2,000 ppm、約100 ppm至約1,500 ppm、約100 ppm至約1,250 ppm或約100 ppm至約1,000 ppm)、約150 ppm至約10,000 ppm (例如約150 ppm至約5,000 ppm、約150 ppm至約4,000 ppm、約150 ppm至約3,000 ppm、約150 ppm至約2,000 ppm、約150 ppm至約1,500 ppm、約150 ppm至約1,250 ppm或約150 ppm至約1,000 ppm)、約200 ppm至約10,000 ppm (例如約200 ppm至約5,000 ppm、約200 ppm至約4,000 ppm、約200 ppm至約3,000 ppm、約200 ppm至約2,000 ppm、約200 ppm至約1,500 ppm、約200 ppm至約1,250 ppm或約200 ppm至約1,000 ppm)、約250 ppm至約10,000 ppm (例如約250 ppm至約5,000 ppm、約250 ppm至約4,000 ppm、約250 ppm至約3,000 ppm、約250 ppm至約2,000 ppm、約250 ppm至約1,500 ppm、約250 ppm至約1,250 ppm或約250 ppm至約1,000 ppm)之量存在於聚合物組成物中。若聚合物組成物包含超過一種分支鏈烷基膦酸之鹽，則各分支鏈烷基膦酸之鹽可以上述之量中的一者存在於聚合物組成物中，或者聚合物組成物中存在之所有分支鏈烷基膦酸之鹽的合併量可處於上述範圍中之一者內。較佳地，當聚合物組成物包含超過一種分支鏈烷基膦酸之鹽時，聚合物組成物中存在之所有分支鏈烷基膦酸之鹽的合併量可處於上述範圍中之一者內。
適合用於本發明之組成物的分支鏈烷基膦酸之鹽可藉由任何適合方法製得。舉例而言，鹽可藉由在水性介質中使分支鏈烷基膦酸及金屬鹼，諸如金屬氫氧化物(例如氫氧化鈣、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鎂)或金屬氧化物(例如氧化鈣或氧化鋅)反應來製得。藉由此類方法製得之分支鏈烷基膦酸之鹽可為水合物(例如三級丁基膦酸鈣單水合物)。此類水合物鹽可藉由將鹽加熱至足夠高之溫度而脫水，但許多此類脫水鹽(例如三級丁基膦酸鈣)十分不穩定，以致其在暴露於大氣濕氣之後再水合。
除上述分支鏈烷基膦酸之鹽外，本發明之聚合物組成物可含有其他聚合物添加劑。適合的額外聚合物添加劑包括但不限於抗氧化劑(例如，酚類抗氧化劑、亞磷酸酯抗氧化劑及其組合)、抗阻斷劑(例如，非晶形二氧化矽及矽藻土)、顏料(例如，有機顏料及無機顏料)及其他著色劑(例如，染料及聚合物著色劑)、填充劑及增強劑(例如，玻璃、玻璃纖維、滑石、碳酸鈣及硫酸氧鎂晶鬚)、成核劑、澄清劑、除酸劑(例如，脂肪酸之金屬鹽(諸如硬脂酸之金屬鹽)及水滑石類材料)、聚合物加工添加劑(例如，含氟聚合物之聚合物加工添加劑)、聚合物交聯劑、助滑劑(例如，由脂肪酸與氨或含胺化合物之間的反應衍生之脂肪酸醯胺化合物)、脂肪酸酯化合物(例如，由脂肪酸與含羥基化合物(諸如甘油、二甘油及其組合)之間的反應衍生之脂肪酸酯化合物)、聚合物調節劑(例如烴類樹脂調節劑，諸如Exxon Mobil公司以Oppera TM商標出售之彼等調節劑)以及前述添加劑之組合。
在一較佳實施例中，聚合物組成物進一步包含一或多種除酸劑。如上所指出，適合除酸劑包括脂肪酸之金屬鹽及水滑石類材料(例如合成水滑石)。適合的脂肪酸之金屬鹽包括但不限於C 12-C 22脂肪酸(例如飽和C 12-C 22脂肪酸)，諸如硬脂酸之金屬鹽。在一較佳實施例中，除酸劑係選自由硬脂酸之鈣、鋅、鉀及鑭鹽組成之群，其中硬脂酸鋅尤其較佳。適用作除酸劑之水滑石類材料包括但不限於Kisuma Chemicals以「DHT-4A」及「DHT-4V」商標名出售之合成水滑石材料(CAS No. 11097-59-9)。
分支鏈烷基膦酸之鹽及除酸劑可以任何適合相對量存在於聚合物組成物中。舉例而言，分支鏈烷基膦酸之鹽及除酸劑可以按聚合物組成物中分支鏈烷基膦酸之鹽及除酸劑之重量計約10:1至約1:10之比率(分支鏈烷基膦酸之鹽與除酸劑)存在於聚合物組成物中。更佳地，分支鏈烷基膦酸之鹽及除酸劑以按聚合物組成物中分支鏈烷基膦酸之鹽及除酸劑之重量計約4:1至約1:4、約3:1至約1:3 (例如約3:1至約1:1或約3:1至約2:1)、約1:1至約1:4或約1:1至約1:3之比率(分支鏈烷基膦酸之鹽與除酸劑)存在於聚合物組成物中。在一尤其較佳實施例中，分支鏈烷基膦酸之鹽及除酸劑以按聚合物組成物中分支鏈烷基膦酸之鹽及除酸劑之重量計約2:1之比率存在於聚合物組成物中(例如約2重量份三級丁基膦酸鈣單水合物與1重量份硬脂酸鋅)。在另一尤其較佳實施例中，分支鏈烷基膦酸之鹽及除酸劑以按聚合物組成物中分支鏈烷基膦酸之鹽及除酸劑之重量計約3:1之比率存在於聚合物組成物中(例如約3重量份三級丁基膦酸鈣單水合物與1重量份硬脂酸鋅)。
如上所指出，除上述分支鏈烷基膦酸之鹽外，本發明之聚合物組成物可含有其他成核劑。適合成核劑包括但不限於2,2'-亞甲基-雙-(4,6-二-第三丁基苯基)磷酸鹽(例如2,2'-亞甲基-雙-(4,6-二-第三丁基苯基)磷酸鈉或雙(2,2'-亞甲基-雙-(4,6-二-第三丁基苯基)磷酸)羥基鋁、雙環[2.2.1]庚烷-2,3-二甲酸鹽(例如雙環[2.2.1]庚烷-2,3-二甲酸二鈉或雙環[2.2.1]庚烷-2,3-二甲酸鈣)、環己烷-1,2-二甲酸鹽(例如環己烷-1,2-二甲酸鈣、環己烷-1,2-二甲酸一元鋁、環己烷-1,2-二甲酸二鋰或環己烷-1,2-二甲酸鍶)、甘油酸鹽(例如甘油酸鋅)、鄰苯二甲酸鹽(例如鄰苯二甲酸鈣)、苯基膦酸鹽(例如苯基膦酸鈣)及其組合。對於雙環[2.2.1]庚烷-2,3-二甲酸鹽及環己烷-1,2-二甲酸鹽，羧酸鹽部分可呈順式組態或反式組態佈置，其中順式組態為較佳。
如上所指出，本發明之聚合物組成物亦可含有澄清劑。適合澄清劑包括但不限於三醯胺(trisamide)及作為多元醇與芳族醛之縮合產物的縮醛化合物。適合三醯胺澄清劑包括但不限於苯-1,3,5-三甲酸之醯胺衍生物、 N-(3,5-雙-甲醯胺基-苯基)-甲醯胺之衍生物(例如N-[3,5-雙-(2,2-二甲基-丙醯胺基)-苯基]-2,2-二甲基-丙醯胺)、2-胺甲醯基-丙二醯胺之衍生物(例如N,N'-雙-(2-甲基-環己基)-2-(2-甲基-環己基胺甲醯基)-丙二醯胺)及其組合。如上所指出，澄清劑可為作為多元醇與芳族醛之縮合產物的縮醛化合物。適合多元醇包括非環狀多元醇，諸如木糖醇及山梨糖醇，以及非環狀去氧多元醇(例如1,2,3-三去氧壬醇或1,2,3-三去氧壬-1-烯醇)。適合芳族醛通常含有單一醛基，芳環上之剩餘位置未經取代或經取代。因此，適合芳族醛包括苯甲醛及經取代之苯甲醛(例如3,4-二甲基-苯甲醛或4-丙基-苯甲醛)。藉由上述反應產生之縮醛化合物可為單縮醛、雙縮醛或三縮醛化合物(亦即，分別含有一個、二個或三個縮醛基團之化合物)，其中雙縮醛化合物為較佳。適合的以縮醛為主之澄清劑包括但不限於美國專利第5,049,605號、第7,157,510號及第7,262,236號中揭露之澄清劑。
本發明之聚合物組成物可藉由任何適合方法或製程產生。舉例而言，聚合物組成物可藉由將聚合物組成物之個別組分(例如聚合物、分支鏈烷基膦酸之鹽及其他添加劑(若存在))簡單混合來產生。聚合物組成物亦可藉由在高剪切或高強度混合條件下混合個別組分來產生。本發明之聚合物組成物可呈適合用於進一步加工以自熱塑性聚合物組成物產生製品之任何形式提供。舉例而言，熱塑性聚合物組成物可呈粉末(例如自由流動之粉末)、薄片、丸粒、球粒、小塊、聚結物及其類似物之形式提供。
本發明第一實施例之聚合物組成物可採取母料組成物形式，其經設計用於添加至或放入原始聚合物(例如未成核之高密度聚丙烯聚合物)中。在此類實施例中，與意欲在不進一步稀釋或添加至原始熱塑性聚合物下用於形成製品之熱塑性聚合物組成物相比，該聚合物組成物通常將含有更高量之分支鏈烷基膦酸之鹽。舉例而言，分支鏈烷基膦酸之鹽可以約0.5 wt.%或更多(例如約1 wt.%或更多或約2 wt.%或更多)之量存在於此類聚合物組成物中。母料中鹽之最大量僅受製造及加工考慮因素限制，不過該量通常為約50 wt.%或更低。因此，在一系列較佳實施例中，分支鏈烷基膦酸之鹽可以按聚合物組成物之總重量計約0.5 wt.%至約50 wt.% (例如約0.5 wt.%至約40 wt.%、約0.5 wt.%至約30 wt.%、約0.5 wt.%至約25 wt.%、約0.5 wt.%至約20 wt.%、約0.5 wt.%至約15 wt.%、約0.5 wt.%至約10 wt.%、約0.5 wt.%至約5 wt.%或約0.5 wt.%至約4 wt.%)、約1 wt.%至約50 wt.% (例如約1 wt.%至約40 wt.%、約1 wt.%至約30 wt.%、約1 wt.%至約25 wt.%、約1 wt.%至約20 wt.%、約1 wt.%至約15 wt.%、約1 wt.%至約10 wt.%、約1 wt.%至約5 wt.%或約1 wt.%至約4 wt.%)或約2 wt.%至約50 wt.% (例如約2 wt.%至約40 wt.%、約2 wt.%至約30 wt.%、約2 wt.%至約25 wt.%、約2 wt.%至約20 wt.%、約2 wt.%至約15 wt.%、約2 wt.%至約10 wt.%、約2 wt.%至約5 wt.%或約2 wt.%至約4 wt.%)之量存在於母料中。在此類母料組成物中，組成物中所含之任何額外添加劑將同樣以較高量存在，當母料組成物放入原始聚合物中時，該等量意欲遞送所需濃度。
咸信本發明之聚合物組成物可用於生產熱塑性聚合物製品。本發明之聚合物組成物可藉由任何適合技術形成為期望熱塑性聚合物製品，該等技術諸如射出模製(例如薄壁射出模製、多組分模製、包覆模製或2K模製)、吹塑模製(例如擠壓吹塑模製、射出吹塑模製或射出拉伸吹塑模製)、擠壓(例如纖維擠壓、膠帶(例如切縫膠帶)擠壓、板材擠壓、膜擠壓、鑄造膜擠壓、管道擠壓、擠壓塗佈或泡沫擠壓)、熱成型、旋轉模製、膜吹(吹製膜)、膜鑄造(鑄造膜)、壓縮模製、擠壓壓縮模製、擠壓壓縮吹塑模製及其類似方法。使用本發明之聚合物組成物製得的熱塑性聚合物物件可由多層(例如多層吹製或鑄造膜或多層射出模製物件)構成，其中該等多層中之一層或任何適合數目層含有本發明之聚合物組成物。
本發明之聚合物組成物可用於生產任何適合製品。適合製品包括但不限於醫療裝置(例如，用於蒸餾應用之預填充注射器、靜脈內供應容器及血液收集設備)、食品包裝、液體容器(例如，飲料、藥劑、個人護理組成物、洗髮劑及其類似物用之容器)、服裝箱、微波物件、擱架、機櫃門、機械零件、汽車零件、板材、管道、管、旋轉模製零件、吹塑模製零件、膜、纖維及其類似物。
以下實例進一步說明上述主題，但當然不應解釋為以任何方式限制其範疇。 實例1
此實例展示根據本發明之聚合物組成物的產生及由此類聚合物組成物製得之薄壁射出模製零件的某些物理特性。
使用不同市售聚丙烯樹脂製得若干聚合物組成物。標記為「1A」之樣品係用來自LyondellBasell之Pro-fax 6301聚丙烯均聚物製得，據報導，該聚丙烯均聚物具有12 g/10 min之熔體流動速率。標記為「1B」之樣品係用來自Lanzhou之HPP SF-40製得，據報導，HPP SF-40具有60 g/10 min之熔體流動速率。標記為「1C」之樣品係用來自Luoyang之HPP Q/SH3210製得，據報導，HPP Q/SH3210具有80 g/10 min之熔體流動速率。標記為「1D」之樣品係用來自Sinopec Tianjin之PPH-M70製得，據報導，PPH-M70具有70 g/10 min之熔體流動速率。所有樣品均用500 ppm Irganox® 1010抗氧化劑及1,000 ppm Irgafos® 168抗氧化劑穩定化，兩種抗氧化劑均可自BASF獲得。一些聚合物組成物進一步包括三級丁基膦酸鈣單水合物(「CaTBP」)、硬脂酸鋅(「ZnSt」)及除酸劑硬脂酸鈣(「CaSt」)及/或來自Kisuma Chemicals之DHT-4V。此等額外組分之量在以下表中標註。
藉由使用Deltaplast單螺桿擠壓機高強度混合聚丙烯樹脂及添加劑且接著將混合物熔融混合來製備聚合物組成物中之每一者。擠壓機之螺桿速度設定為126 rpm。擠壓機料筒之第一區設定為200℃，擠壓機料筒之第二區設定為215℃，且擠壓機料筒之第三至第六區均設定為230℃。在熔融混配之後，將各擠壓物切割成丸粒以用於後續加工。
接著將各聚合物組成物之擠壓丸粒射出模製至Husky射出模製機上之16美國液量盎司(470 mL)得利杯(deli cup)中，其中所有料筒設定為220℃，射出速率為140 mm/s，背壓為50 psi (0.14 MPa)，且模冷卻水設定為45℃。得利杯具有圓形底部，測得直徑為3.637吋(92.38 mm)，在頂部具有圓形開口，該圓形開口具有一邊緣，測得邊緣之內緣直徑為4.266吋(108.4 mm)且邊緣之外緣直徑為4.612吋(117.1 mm)。得利杯具有26 mil (0.66 mm)之壁厚。
模製之後，接著測試得利杯以確定若干物理特性。根據ASTM D2659量測壓縮最高負荷。根據ASTM D1003量測混濁度。使用差示掃描熱量測定來量測結晶行為，具體而言結晶半衰期(T 1/2)及結晶溫度(T c)。在140℃下量測結晶半衰期，且在20℃/min之加熱速率下量測結晶溫度。此等量測結果報導於以下表1-4中。 表1. 樣品1A-1至1A-5之添加劑濃度及由樣品1A-1至1A-5製得之得利杯之物理特性
樣品 CaTBP (ppm) ZnSt (ppm) 除酸劑 T 1/2( 分鐘 ) T c( ℃ ) 最高負荷 (N) 混濁度 (%)
1A-1 -- -- 600 ppm CaSt ＞30 114 1119.35 33.2
1A-2 350 150 300 ppm DHT-4V 5.78 123 1254.97 14.2
1A-3 350 150 600 ppm CaSt 8.49 121 1254.79 22.8
1A-4 700 300 300 ppm DHT-4V 3.54 125 1287.99 13.3
1A-5 700 300 600 ppm CaSt 5.04 123 1273.99 19.2
表2. 樣品1B-1至1B-5之添加劑濃度及由樣品1B-1至1B-5製得之得利杯之物理特性
樣品 CaTBP (ppm) ZnSt (ppm) 除酸劑 T 1/2( 分鐘 ) T c( ℃ ) 最高負荷 (N) 混濁度 (%)
1B-1 -- -- 600 ppm CaSt 14.48 119 1187.37 45.5
1B-2 350 150 300 ppm DHT-4V 2.39 129 1425.11 22
1B-3 350 150 600 ppm CaSt 7.84 124 -- 36.9
1B-4 700 300 300 ppm DHT-4V 1.99 128 1586.01 19.1
1B-5 700 300 600 ppm CaSt 4.98 125 1506.15 31.9
表3. 樣品1C-1至1C-5之添加劑濃度及由樣品1C-1至1C-5製得之得利杯之物理特性
樣品 CaTBP (ppm) ZnSt (ppm) 除酸劑 T 1/2( 分鐘 ) T c( ℃ ) 最高負荷 (N) 混濁度 (%)
1C-1 -- -- 600 ppm CaSt 11.36 123 1362.54 58.8
1C-2 350 150 300 ppm DHT-4V 2.23 127 1533.3 23.4
1C-3 350 150 600 ppm CaSt 4.92 125 1485.28 37.8
1C-4 700 300 300 ppm DHT-4V 1.53 128 1543.61 22
1C-5 700 300 600 ppm CaSt 2.55 126 1573.83 33.3
表4. 樣品1D-1至1D-5之添加劑濃度及由樣品1D-1至1D-5製得之得利杯之物理特性
樣品 CaTBP (ppm) ZnSt (ppm) 除酸劑 T 1/2( 分鐘 ) T c( ℃ ) 最高負荷 (N) 混濁度 (%)
1D-1 -- -- 600 ppm CaSt 9.15 121 1220.31 46.2
1D-2 350 150 300 ppm DHT-4V 4.53 126 1640.02 21.1
1D-3 350 150 600 ppm CaSt 5.65 124 1515.18 33.1
1D-4 700 300 300 ppm DHT-4V 2.85 128 1613.06 18.3
1D-5 700 300 600 ppm CaSt 4.89 125 1535.5 28.4
如自以上表1-4中之資料可見，三級丁基膦酸鈣單水合物(「CaTBP」)有效地使所有聚丙烯聚合物成核。與相應對照聚合物(亦即，無CaTBP之聚丙烯樹脂)相比，所有含有CaTBP之聚合物組成物展現結晶半衰期更短、結晶溫度更高、壓縮最高負荷更高及混濁度值更低，從中可顯而易見此等成核作用。此外，此等結果表明，相對於含有硬脂酸鈣作為除酸劑之聚合物組成物，含有合成水滑石除酸劑(例如DHT-4V)之聚合物組成物展現略微更佳之成核。同樣，與含有硬脂酸鈣之彼等聚合物組成物相比，所有含有DHT-4V之聚合物組成物展現結晶半衰期更短、結晶溫度更高、壓縮最高負荷更高及混濁度值更低，從中可顯而易見此更佳之成核。 實例2
此實例展示根據本發明之聚合物組成物的產生及由此類聚合物組成物製得之熱成形物件的某些物理特性。
聚合物組成物係使用來自TotalEnergies之聚丙烯3371樹脂製得，該樹脂具有2.8 g/10 min之報導熔體流動速率。某些聚合物組成物用三級丁基膦酸鈣單水合物(「CaTBP」)成核，該CaTBP結合除酸劑，諸如硬脂酸鋅(「ZnSt」)及硬脂酸鈣(「CaSt」)使用。以下表中標註各聚合物組成物中使用之CaTBP及除酸劑之量。在如下所述進行熔融混配之前，使用亨舍爾混合器(Henschel mixer)將3371樹脂及添加劑高強度混合。
將聚合物組成物在Werner & Pfleiderer zsk-40雙螺桿擠壓機上熔融混配，該雙螺桿擠壓機之螺桿直徑為40 mm且L/D比為37。擠壓機料筒之第一區溫度設定為165℃，擠壓機料筒之第二至第六區及模具區之溫度設定為175℃。擠壓機速度設定為400 rpm，且總輸出大約為55 kg/hr。使離開擠壓機模具之聚合物股線在水浴中冷卻且接著使用製粒機切割成丸粒。
接著，使用來自Reifenhäuser之A-T-20-G1型薄片管線，聯合來自iLLig之RDM 54K熱成形器，將粒化聚合物組成物熱成形為飲料杯。薄片管線之擠壓機設定為230℃，且模具區設定為250℃，模具間隙為1.5 mm。螺桿速率大約為72 rpm。接著將離開模具之薄片轉移至一組三個堆疊冷卻輥上，該等冷卻輥設定為65℃、75℃及65℃。離開冷卻輥之薄片具有1.9 mm之厚度。接著薄片經索引穿過設定為165℃的熱成形器之加熱區段，以將薄片加熱至僅低於聚合物組成物之熔融溫度。接著使薄片前進至模製區段，在模製區段中，將薄片熱成形為飲料杯，隨後自薄片進行修整，且自熱成形器彈出。所得飲料杯之底部直徑大約為60 mm，頂部邊緣直徑大約為94 mm，且高度大約為140 mm。
採用擠壓薄片及熱成形飲料杯之試樣，如下文所述進行光學特性及物理特性測試。混濁度及透明度係依照ASTM D1003使用BYK haze-gard混濁度儀量測。對於熱成形飲料杯，在一區域中量測混濁度，該區域係自杯底76.2 mm且自頂部邊緣25.4 mm。光澤度使用BYK單角度光澤度計20°微型光澤度計量測。自試樣兩側進行量測且對結果求平均值以獲得平均光澤度，以光澤度單位報導。
試樣之熱特性藉由差示掃描熱量測定使用Mettler Toledo差示掃描量熱計(DSC) (DSC 3+ STAR系統)部件量測，且藉由Mettler STARe評估軟體分析。對於結晶溫度量測，以20℃/min之速率將試樣自50℃加熱至220℃以移除所有熱歷程。在將試樣保持在220℃下2分鐘以平衡之後，以20℃/min之速率將試樣冷卻至50℃以檢查結晶行為。結晶溫度(Tc)報導為冷卻曲線上之峰值。對於結晶半衰期量測，以20℃/min之速率將試樣自50℃加熱至220℃以移除所有熱歷程，保持在220℃下2分鐘以平衡，且接著以300℃/min之速率冷卻至135℃，且保持在該溫度下30分鐘。使用軟體自DSC曲線計算結晶半衰期。
使用ASTM D638-10中所述之1型狗骨式切割模具，自擠壓薄片切割用於撓曲模數測試之試樣。自縱向及橫向獲取用於測試之試樣。接著試樣在大約23℃及大約50%相對濕度下適應至少40小時。接著使用來自MTS之Criterion型號43機電測試系統根據ASTM D790-10進行撓曲模數測試，該系統配備有三點彎曲撓曲裝備(型號642.01A)。記錄光束移動之深度以計算應變。1%正割模數係基於當應變達到1%時應力與應變之比率來計算。
杯橢圓度為表明在縱向(平行於薄片離開模具之方向)及橫向(橫切於薄片離開模具之方向)上量測之杯直徑之差異的參數。使熱成形杯適應至少24小時，然後使用卡尺在縱向(D MD)及橫向(D TD)上量測(以吋為單位)外邊緣直徑。使用以下等式計算杯橢圓度，以mil報導：
Figure 02_image003
邊緣收縮率為表明熱成形盤之邊緣直徑與製得杯之模之對應部分的直徑之間的差異的參數。模直徑為3.7427吋。杯邊緣之平均直徑(D avg)使用彈簧張力帶量測(以吋為單位)。使用以下等式計算杯邊緣收縮率，以mil報導：
Figure 02_image005
.
使用探測器來量測熱成形杯側壁之抗壓強度以確定抗變形力。使用杯夾具將杯側面水平放置，該杯夾具安裝至MTS Criterion型號43機電測試系統之壓板。探測器以25 mm/min之恆定豎直速度移動，向下垂直按壓至杯側壁上，達10 mm之總壁變形距離。一旦達到期望總壁變形距離，則記錄所得抗力作為側壁力。熱成形杯之最高負荷壓縮(ASTM D 2659)藉由以下來量測：將杯倒置且向下機械按壓，直至偵測到杯抗性之塌陷失敗。將杯邊緣向下置放於MTS Criterion型號43機電測試系統之固定底板上。使用通氣底板使空氣在壓縮杯時自杯內部逸出。頂部壓縮板以50 mm/min之恆定速率移動，按壓在杯上，直至偵測到塌陷。塌陷時記錄之峰力報導為最高負荷。 表5. 1.9 mm薄片之光學特性
樣品 CaTBP (ppm) 除酸劑 混濁度 (%) 透明度 (%) 平均光澤度 (GU)
2A -- -- 94.5 12.6 70
2B 268 134 ppm ZnSt 62.3 96.6 89
2C 268 134 ppm CaSt 65.6 96.9 88
2D 100 50 ppm ZnSt 87.3 95.3 83
2E 500 250 ppm ZnSt 63.3 97.2 88
2F 800 400 ppm ZnSt 59.8 97.9 89
表6. 1.9 mm薄片之物理特性
樣品 CaTBP (ppm) 除酸劑 MD 撓曲模數 (MPa) TD 撓曲模數 (MPa) T c ( ℃ ) T 1/2 ( 分鐘 )
2A -- -- 1470 1450 115 8.2
2B 268 134 ppm ZnSt 1560 1540 120 --
2C 268 134 ppm CaSt 1540 1540 120 --
2D 100 50 ppm ZnSt 1540 1520 125 1.2
2E 500 250 ppm ZnSt 1600 1580 123 1.8
2F 800 400 ppm ZnSt 1600 1560 123 2.0
表7. 熱成形飲料杯之光學特性
樣品 CaTBP (ppm) 除酸劑 混濁度 (%) 透明度 (%) 平均光澤度 (GU)
2A -- -- 6.7 82.4 55
2B 268 134 ppm ZnSt 2.3 98.0 110
2C 268 134 ppm CaSt 2.6 98.2 107
2D 100 50 ppm ZnSt 2.1 99.0 112
2E 500 250 ppm ZnSt 2.1 98.8 109
2F 800 400 ppm ZnSt 2.4 98.6 106
表8. 熱成形飲料杯之物理特性
樣品 CaTBP (ppm) 除酸劑 橢圓度 (mil) 邊緣收縮率 (mil) 側壁 (N) 最高負荷 (N)
2A -- -- 5.1 74.7 4.7 257
2B 268 134 ppm ZnSt 0.8 68.0 4.3 240
2C 268 134 ppm CaSt 1.5 68.0 4.3 250
2D 100 50 ppm ZnSt 2.9 71.1 4.3 241
2E 500 250 ppm ZnSt 1.9 68.3 4.3 238
2F 800 400 ppm ZnSt 2.1 68.1 4.1 233
如自表5-8中之資料可見，即使在低至100 ppm之負荷下，三級丁基膦酸鈣單水合物(「CaTBP」)亦有效地使3371樹脂成核。雖然與未成核樹脂相比，由成核樹脂製得之飲料杯之一些物理特性(例如側壁及最高負荷)在所有負荷位準下未顯示一致改良，但在CaTBP之所有負荷下薄片與杯子之結晶溫度、結晶半衰期、撓曲模數及光學特性一致地得到改良。舉例而言，在添加少至100 ppm CaTBP下，擠壓薄片之混濁度下降大約7個混濁度單位，透明度自僅12.6%增加至超過95%，且平均光澤度增加13個光澤度單位。此外，在熱成形飲料杯中，與未成核樹脂相比，添加CaTBP降低收縮率(較少邊緣收縮)，且發生之收縮更具各向同性，如橢圓度值實質減小所證實。 實例3
此實例展示根據本發明之聚合物組成物的產生及由此類聚合物組成物製得之熱成形物件的某些物理特性。
如實例2中所述，使用來自TotalEnergies之聚丙烯3371樹脂製得聚合物組成物。某些聚合物組成物用三級丁基膦酸鈣單水合物(「CaTBP」)成核，該CaTBP結合除酸劑，諸如硬脂酸鋅(「ZnSt」)及硬脂酸鈣(「CaSt」)使用。以下表中標註各聚合物組成物中使用之CaTBP及除酸劑之量。以與實例2中之聚合物組成物相同之方式，將3371樹脂及添加劑高強度混合且熔融混配。
接著使用如實例2中使用之設備及相同(以下所述除外)條件，將粒化聚合物組成物熱成形成部分杯。為製得擠壓薄片，將薄片管線擠壓機之螺桿速率設定為大約42-45 rpm。離開冷卻輥之薄片具有1.2 mm之厚度。熱成形器裝配有不同模以產生具有78 mm之底部直徑、94 mm之頂部邊緣直徑及54 mm之高度的部分杯。
採用擠壓薄片及熱成形部分杯之試樣，如實例2中所述進行光學特性及物理特性測試。對於熱成形部分杯，在一區域中量測混濁度，該區域係自杯底25.4 mm且自頂部邊緣19 mm。 表9. 1.2 mm薄片之光學特性
樣品 CaTBP (ppm) 除酸劑 混濁度 (%) 透明度 (%) 平均光澤度 (GU)
3A -- -- 90.9 9.4 76
3B 268 134 ppm ZnSt 41.5 98.9 103
表10. 1.2 mm薄片之物理特性
樣品 CaTBP (ppm) 除酸劑 MD 撓曲模數 (MPa) TD 撓曲模數 (MPa) T c ( ℃ ) T 1/2 ( 分鐘 )
3A -- -- 1410 1440 113 12.2
3B 268 134 ppm ZnSt 1660 1700 122 2.4
表11. 熱成形部分杯之光學特性
樣品 CaTBP (ppm) 除酸劑 混濁度 (%) 透明度 (%)
3A -- -- 79.1 10.2
3B 268 134 ppm ZnSt 5.2 98.8
表12. 熱成形部分杯之物理特性
樣品 CaTBP (ppm) 除酸劑 橢圓度 (mil) 邊緣收縮率 (mil) 最高負荷 (N)
3A -- -- 4.2 78.7 291
3B 268 134 ppm ZnSt 1.5 74.1 318
來自表9-12之資料進一步證實，分支鏈烷基膦酸(具體而言三級丁基膦酸鈣單水合物(「CaTBP」))有效地使3371樹脂成核。成核樹脂顯示薄片及熱成形部分杯之光學及物理特性均一致改良。 實例4
此實例展示根據本發明之聚合物組成物的產生及由此類聚合物組成物製得之射出模製物件所展現的改良物理特性。具體而言，此實例展示BET比表面積對分支鏈烷基膦酸之鹽之成核效能的影響。
產生七種聚合物組成物以用於本文所述之射出模製操作。樣品4A為來自LyondellBasell之未成核Pro-fax 6301聚丙烯均聚物。樣品4B-4G由Pro-fax 6301、1,000 ppm三級丁基膦酸鈣單水合物(「CaTBP」)、500 ppm硬脂酸鋅(「ZnSt」)、300 ppm Irganox® 1010抗氧化劑及600 ppm Irgafos® 168抗氧化劑之混合物製成。樣品4B-4G中使用之各CaTBP的BET比表面積闡述於以下表13中。成核劑樣品之BET比表面積係根據標題為「Determination of the Specific Surface Area of Solids by Gas Adsorption - BET method」的ISO標準9277:2010使用氮氣作為吸附氣體來量測。如實例1中所述，樣品4B-4G分別混合、熔融混配及粒化。
根據ASTM D4101-11，使用40公噸Arburg射出模製器，將各聚合物組成物之一部分射出模製成ASTM撓曲條。亦根據ISO 294，使用55公噸Arburg射出模製器，將各聚合物組成物之另一部分射出模製成ISO收縮薄板。最後，在40公噸Arburg射出模製器上，將各聚合物組成物之另一部分射出模製成測得77 mm長、50 mm寬及1.27 mm (50  mil)厚之薄板。
熱變形溫度(HDT)係根據ASTM D 648-07 (使用0.4555 MPa應力)在上述射出模製之ASTM撓曲條上量測。缺口衝擊性係根據ASTM D 256-10在Instron 9050擺式衝擊測試器上使用射出模製之ASTM撓曲條量測，該等撓曲條已如ASTM D 256-10中所指定進行修整且有缺口。如實例2中所述，除在測試期間試樣保持在140℃之溫度下之外，藉由差示掃描熱量測定，使用Mettler Toledo差示掃描量熱計(DSC)部件(DSC 3+ STAR系統)量測試樣之熱特性，且藉由Mettler STARe評估軟體分析。
使用來自MTS之Criterion型號43機電測試系統根據ASTM D790-10量測撓曲模數，該系統配備有三點彎曲撓曲裝備(型號642.01A)。在測試之前撓曲條在大約23℃及大約50%相對濕度下適應至少40小時。亦根據ASTM D790-10量測雙向撓曲模數(縱向(MD)及橫向(TD))。用於雙向撓曲模數之試樣如上所述進行適應，自射出模製之ISO收縮薄板進行修整。對於MD量測，自TD軸修整9.2 mm材料(在TD方向上留下50.8 mm [2吋])且垂直於流動方向施加負荷。對於TD量測，自MD軸修整9.2 mm材料(在MD方向上留下50.8 mm [2吋])且平行於流動方向施加負荷。
射出模製之ISO收縮薄板之收縮率係根據ISO 294在薄板上量測，該薄板在測試之前已在大約23℃及大約50%相對濕度下適應至少48小時。使用以下等式計算縱向及橫向上之收縮率：
Figure 02_image007
Figure 02_image009
在該等式中，MD 模為模在縱向上之尺寸，MD 試樣為試樣在縱向上之尺寸，TD 模為模在橫向上之尺寸，且TD 試樣為試樣在橫向上之尺寸。各向同性指數係零件均一收縮程度之量度，藉由將縱向收縮率處以橫向收縮率來計算。
Figure 02_image011
.
上述量測之結果闡述於以下表13、14及15中。 表13. 樣品4B-4G中使用之CaTBP的BET比表面積
樣品 BET 比表面積 (m 2/g)
4B 23.58
4C 32.69
4D 39.06
4E 42.17
4F 46.64
4G 58.74
表14. 樣品4A-4G之熱特性及精選物理特性
樣品 T c ( ℃ ) T 1/2 ( 分鐘 ) 撓曲模數 (MPa) HDT ( ℃ ) 缺口衝擊性 (J/m)
4A 114 ＞30 1350 87 32
4B 123 5.2 1690 107 51
4C 123 8.4 1680 104 49
4D 123 9.2 1680 105 51
4E 122 6.9 1680 107 50
4F 121 10.7 1680 104 48
4G 122 9.9 1680 105 48
表15. 樣品4A-4G之精選物理特性
樣品 MD 撓曲模數 (MPa) TD 撓曲模數 (MPa) MD 收縮率 (%) TD 收縮率 (%) 各向同性
4A 1330 1360 1.08 1.18 0.91
4B 1790 1780 1.14 1.15 0.99
4C 1760 1760 1.14 1.17 0.97
4D 1760 1780 1.15 1.19 0.97
4E 1750 1760 1.17 1.20 0.97
4F 1760 1770 1.19 1.24 0.96
4G 1740 1750 1.19 1.24 0.96
表14及15中之資料進一步證實分支鏈烷基膦酸之鹽(具體而言三級丁基膦酸鈣單水合物(「CaTBP」))有效地使聚丙烯聚合物，具體而言6301樹脂成核。舉例而言，所有成核樣品之結晶溫度比未成核對照高至少7℃。此外，成核樣品之結晶半衰期均低於11分鐘，其比未成核樹脂快很多。對於用具有較低BET比表面積之CaTBP成核的聚合物組成物，通常觀測到較快結晶速率(較低結晶半衰期)。
表14中之資料亦表明經由用烷基膦酸之鹽(具體而言三級丁基膦酸鈣單水合物(「CaTBP」))成核可實現物理特性之實質改良。所有成核樣品均顯示與未成核聚合物相比，撓曲模數增加超過300 MPa。此外，成核樹脂之熱變形溫度均比未成核聚合物之熱變形溫度高至少17℃。成核聚合物之抗衝擊強度比未成核聚合物之抗衝擊強度高至少16 J/m。
表15中之資料說明相同情況。實際上，當量測雙向剛性時用成核聚合物組成物獲得之撓曲模數之改良更明顯。在彼等量測中，MD及TD撓曲模數皆增加大約400 MPa，超過未成核樹脂獲得之值。且儘管成核樹脂之MD收縮率略微高於未成核樹脂之MD收縮率，但各成核樹脂之MD及TD收縮率比未成核樹脂之MD及TD收縮率更接近彼此。此使得成核樹脂之收縮的各向同性比未成核樹脂之收縮大得多(亦即，各向同性指數更接近1)。在各向同性指數更接近1下，預期與由未成核樹脂製得之物件相比，由成核樹脂製得之物件展現較少扭曲/變形。 實例5
此實例展示根據本發明之聚合物組成物的產生及由此類聚合物組成物製得之射出模製零件的某些物理特性。
產生兩種聚合物組成物以用於本文所述之射出模製操作。樣品5A為來自Prime Polymer之未成核Prime Polypro J707P聚丙烯嵌段共聚物。在230℃下樹脂之報導熔體流動速率為30 g/10 min。Polypro J707P為展現高衝擊強度及剛性之抗靜電抗衝擊共聚物。樣品5B由Polypro J707P、1,000 ppm三級丁基膦酸鈣單水合物(「CaTBP」)、500 ppm硬脂酸鋅(「ZnSt」)、500 ppm Irganox® 1010抗氧化劑及1,000 ppm Irgafos® 168抗氧化劑之混合物製成。如實例1中所述，將樣品5B混合、熔融混配及粒化。
如實例4中所述，將樣品5A及5B之部分射出模製成ASTM撓曲條及ISO收縮薄板。接著如實例4中所述，使用所得條量測熱特性、撓曲模數、雙向撓曲模數、熱變形溫度、缺口衝擊性、收縮率及各向同性。此等量測結果報導於以下表16及17中。 表16. 樣品5A及5B之精選熱特性及物理特性
樣品 T c ( ℃ ) T 1/2 ( 分鐘 ) 撓曲模數 (MPa) HDT ( ℃ ) 缺口衝擊性 (J/m)
4A 115 ＞30 1200 90 78
4B 123 4.9 1430 108 80
表17. 樣品5A及5B之精選物理特性
樣品 MD 撓曲模數 (MPa) TD 撓曲模數 (MPa) MD 收縮率 (%) TD 收縮率 (%) 各向同性
5A 1180 1210 1.05 1.14 0.92
5B 1560 1510 1.12 1.15 0.97
表16及17中之資料表明，分支鏈烷基膦酸之鹽(具體而言三級丁基膦酸鈣單水合物(「CaTBP」))有效地使聚丙烯抗衝擊共聚物，諸如Polypro J707P樹脂成核。此等成核作用自結晶溫度增加、結晶半衰期顯著更短、撓曲模數更高及熱變形溫度更高中顯而易見。實際上，同樣當量測雙向剛性時用成核聚合物組成物獲得之撓曲模數之改良更明顯。在彼等量測中，撓曲模數增加300-380 MPa。且儘管成核樹脂之收縮率略微高於未成核樹脂之收縮率，但各向同性指數更接近1得多，此意謂與由未成核樹脂製得之物件相比，由成核樹脂製得之物件不太可能展現扭曲/變形。 實例6
此實例展示根據本發明之聚合物組成物的產生及由此類聚合物組成物製得之射出模製零件的某些物理特性。
產生兩種聚合物組成物以用於本文所述之射出模製操作。樣品6A為來自LyondellBasell之SA 849S。在230℃下樹脂之報導熔體流動速率為11 g/10 min。SA 849S為聚丙烯無規共聚物。樣品6B由SA 849S、1,000 ppm三級丁基膦酸鈣單水合物(「CaTBP」)、500 ppm硬脂酸鋅(「ZnSt」)、500 ppm Irganox® 1010抗氧化劑及1,000 ppm Irgafos® 168抗氧化劑之混合物製成。如實例1中所述，將樣品6B混合、熔融混配及粒化。
如以上實例4中所述，將樣品6A及6B之部分射出模製成1.27 mm (50 mil)薄板。接著如實例4中所述，使用所得薄板量測撓曲模數。如先前所描述，在50 mil薄板上量測混濁度及透明度。 表18.樣品6A及6B之光學及物理特性
樣品 混濁度 (%) 透明度 (%) 撓曲模數 (MPa)
6A 46.5 93.1 1200
6B 20.7 99.7 1310
表18中之資料表明，分支鏈烷基膦酸之鹽(具體而言三級丁基膦酸鈣單水合物(「CaTBP」))有效地使聚丙烯無規共聚物，諸如SA 849S樹脂成核。成核樹脂之混濁度比未成核樹脂之混濁度的一半小。與未成核樹脂相比，成核樹脂之透明度亦增加。最後，成核樹脂之撓曲模數比未成核樹脂之撓曲模數高超過100 MPa。
本文中所引用之所有參考文獻，包括公開案、專利申請案及專利均以引用之方式併入本文中，其引用程度就如同個別及特定地指示各參考文獻以引用之方式併入且全文闡述於本文中一般。
除非本文另外指明或與上下文明顯矛盾，否則在描述本申請案之主題之上下文中(尤其在以下申請專利範圍之上下文中)使用術語「一(a/an)」及「該(the)」及類似指示物應理解為涵蓋單數與複數。除非另外指出，否則術語「包含」、「具有」、「包括」及「含有」應理解為開端式術語(亦即，意謂「包括但不限於」)。除非本文另外指示，否則本文中值範圍之敍述僅意欲充當個別提及屬於該範圍之每一單獨值之簡寫方法，且每一單獨值併入本說明書中，如同在本文中個別敍述一般。除非本文另外指明或與上下文明顯矛盾，否則本文所述之所有方法可以任何適合之順序進行。本文所提供之任何及所有實例或例示性語言(例如「諸如」)之使用僅意欲更好地闡明本申請案之主題，且除非另外主張，否則對主題之範疇不構成限制。本說明書中之任何語言均不應理解為表示任何未主張要素係實施本文所述的主題必不可少的。
本文描述本申請案之主題的較佳實施例，包括本發明人已知之用於實施所主張之主題的最佳方式。在閱讀前文描述後，彼等較佳實施例之變化對於一般技術者可變得顯而易見。本發明人預期熟習此項技術者在適當時採用此類變化形式，且本發明人希望以不同於本文中特定描述之方式來實施本文所述之主題。因此，本揭露內容包括如適用法律准許的隨附於本文之申請專利範圍中所陳述的主題之所有修改以及等效物。此外，除非本文另外指明或與上下文明顯矛盾，否則本揭露內容涵蓋上述要素之所有可能變化形式的任何組合。

Claims (14)

  1. 一種聚合物組成物，其包含： (a)  一聚丙烯聚合物；及 (b)  一分支鏈烷基膦酸之一鹽。
  2. 如請求項1之聚合物組成物，其中該聚丙烯聚合物係選自由聚丙烯均聚物、聚丙烯無規共聚物、聚丙烯抗衝擊共聚物及其混合物組成之群。
  3. 如請求項2之聚合物組成物，其中該聚丙烯聚合物係選自由聚丙烯均聚物、聚丙烯無規共聚物及其混合物組成之群。
  4. 如請求項1之聚合物組成物，其中該分支鏈烷基膦酸之鹽包含選自由第1族元素陽離子、第2族元素陽離子及第12族元素陽離子組成之群的一或多種陽離子。
  5. 如請求項4之聚合物組成物，其中該分支鏈烷基膦酸之鹽包含一第2族元素陽離子。
  6. 如請求項5之聚合物組成物，其中該分支鏈烷基膦酸之鹽包含一鈣陽離子。
  7. 如請求項1之聚合物組成物，其中該分支鏈烷基膦酸包含選自由以下組成之群的一分支鏈烷基：異丙基、二級丁基、異丁基、三級丁基、三級戊基、新戊基、異戊基、二級戊基、二級異戊基、戊-3-基及2-甲基丁基。
  8. 如請求項1之聚合物組成物，其中該分支鏈烷基膦酸包含一三級烷基。
  9. 如請求項7之聚合物組成物，其中該分支鏈烷基膦酸包含選自由三級丁基、三級戊基及新戊基組成之群的一分支鏈烷基。
  10. 如請求項1之聚合物組成物，其中該分支鏈烷基膦酸之鹽為三級丁基膦酸之一鹽。
  11. 如請求項10之聚合物組成物，其中該分支鏈烷基膦酸之鹽為三級丁基膦酸之鈣鹽。
  12. 如請求項1之聚合物組成物，其中該分支鏈烷基膦酸之鹽具有20 m 2/g或更多之一BET比表面積。
  13. 如請求項12之聚合物組成物，其中該分支鏈烷基膦酸之鹽具有30 m 2/g或更多之一BET比表面積。
  14. 如請求項1之聚合物組成物，其中該分支鏈烷基膦酸之鹽以按該聚合物組成物之總重量計約50百萬分率至約5,000百萬分率之一量存在於該聚合物組成物中。
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