CN101223226A - 填充的热塑性聚烯烃类组合物其制法及其制品 - Google Patents

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Abstract

本发明披露一种组合物，其包含(i)晶体化、全同立构的丙烯均聚物，(ii)乙烯/α－烯烃弹性体抗冲改性剂，以及(iii)增强级填充物，如，滑石。该晶体化、全同立构的丙烯均聚物具有大于约1930MPa的弯曲模量和大于约100℃的热变形温度(HDT)；该乙烯/α－烯烃共聚体具有小于约－30℃的Tg值，以及在0.1rad/s和190℃条件下测得的小于约2的tan delta值；并且该填充物具有最少为约2的HDT增强效率。该组合物具有大于约100℃的HDT和大于约1930MPa的弯曲模量。

Description

填充的热塑性聚烯烃类组合物其制法及其制品
在先申请的参考
本申请要求2005年6月24日申请的临时申请号为60/694150的权益，在此以引用的方式并入文本。
技术领域
本发明涉及填充的热塑性聚烯烃类(TPO)组合物。一方面，本发明涉及TPO组合物，该组合物包含高度晶体化全同异构丙烯均聚物、乙烯/α-烯汀(EAO)弹性体抗冲改性剂，以及增强级(reinforcing grade)的扁平状填充物(flaty filler)，例如，滑石。另一方面，本发明涉及该填充的TPO的组合物，其具有低光泽度、好的耐低温性能，以及较好的弯曲模量(flex modulus)和热变形温度(heat deflection temperature，HDT)性能。在另一个方面，本发明涉及由这些些TPO组合物制备的模型制品。
背景技术
滑石-填充的TPO可以被用于注塑应用，以及其他需要平衡硬度、温度低于约-30℃时的耐性、耐刮伤性和耐擦伤性、以及温度为约100℃时的耐变形性的应用。该种级别的TPO的弯曲模量通常介于约100,000和200,000psi之间，并且HDT通常低于约110℃。
人们对使用聚烯烃替换物取代传统的树脂一直持有兴趣，传统的树脂，例如基于聚碳酸酯的树脂和基于聚苯乙烯的树脂。在下述专利或申请中对若干聚烯烃组合物有所描述。U.S.专利6,759,475描述了基于晶体化聚丙烯的树脂组合物，其包括：(a)3-65％以重量计的可溶于23℃的对位二甲苯的成分，(b)35-97％以重量计的可溶于135℃的对位二甲苯并不可溶于23℃的对位二甲苯的成分，以及(c)0-30％以重量计的不可溶于135℃的对位二甲苯的成分(例如，见摘要)。成分(a)，可溶于23℃的对位二甲苯，其由含有苯乙烯或其衍生物的弹性体组分(a1)充分组成，该苯乙烯或其衍生物的含量介于0-35％，以重量计，且具有介于0.1-5dl/g的特性粘度(η)。成分(b)，可溶于135℃的对位二甲苯，并且不可溶于23℃的对位二甲苯，其由晶体化聚丙烯组分(b1)充分组成，该晶体化聚丙烯组分具有97％或更高的全同立构五元组分数(mmmm)、6或更高的分子量排布(Mw/Mn)。成分(c)，不可溶于135℃的对位二甲苯，其由填充物(c1)充分组成。
美国专利申请号2004/0044107描述了丙烯树脂组合物，其具有好的成型能力和好的物理性质的平衡以及好的外观、低光泽度以及耐刮伤性。这些组合物可以被用语汽车内部零件(例如，见其摘要)。聚丙烯树脂组合物包含下列成分：MFR介于500g/10min和3,000g/10min的晶体化均聚丙烯；由晶体化聚丙烯和乙烯-丙烯共聚物橡胶组成的聚丙烯，该乙烯-丙烯共聚物橡胶具有45％至80％以重量计的乙烯含量；聚丙烯，其由晶体化均聚丙烯和乙烯-丙烯共聚物橡胶组成，该乙烯-丙烯共聚物橡胶具有25％或更多且低于45％的以重量计的乙烯含量；以及乙烯-α-烯烃共聚物橡胶(例如，见其摘要)。
美国专利6,660,797描述了用于成型的聚丙烯树脂制品的基于丙烯的组合物，其具有卓越的耐刮伤性和成型能力，以及在高硬度和高抗冲击强度之间的好的平衡性能，并且同样提供了塑造上述基于丙烯的组合物的方法，以制备高性能的工业零件和汽车零件，以及尤其是汽车内部零件(例如，见摘要)。基于丙烯的树脂组合物的例子包含下列成分(A)和(B)，如下所述(例如，见专栏2，14-49行)。成分(A)为基于丙烯的树脂，其由下列成分(a1)、(a2)和(a3)组成；90重量％到40重量％：(a1)丙烯/乙烯嵌段共聚物，其由60重量％至83重量％的晶体化丙烯均聚物成分(a1-1单元)和17重量％至40重量％的乙烯/丙烯无规共聚物成分(a1-2单元)组成，其包含30重量％至52重量％的乙烯，并具有介于230,000和600,000之间的重均分子量；并具有介于15g/10min和150g/10min之间的熔体流动速率(230℃，2.16kg)，和100的凝胶数量，对于那些尺寸为50μm的，凝胶数量更少，在尺寸为25cm2(面积)和0.5mm(厚度)的成型制品中，凝胶数量更多；100重量比；(a2)平均颗粒尺寸介于0.5μm和15μm之间的滑石；0到200重量比；(a3)乙烯/α-烯烃共聚物橡胶，其包含20重量％至50重量％的具有3个或8个碳原子且熔体流动速率(230℃，2.16kg)介于0.3g/10min和100g/10min之间的α-烯烃；0到20重量比。成分(B)为基于丙烯的树脂材料，其由下列成分(b1)和(b2)组成；10重量％到60重量％：(b1)丙烯均聚物或丙烯/乙烯嵌段共聚物，其具有在低于120℃条件下不可溶于临位二氯化苯的成分，当使用临位二氯化苯作为溶剂分馏时其占低于100℃条件下不可溶成分的8重量％或更多，并且其中成分在低于100℃条件下不可溶，并具有200,000或更大的重均分子量，和介于0.3g/10min和70g/10min之间的熔体流动速率(230℃，2.16kg)；并且(b2)具有介于0.5μm和15μm之间的平均颗粒尺寸的滑石或钙硅石；20到85重量比(例如，见专栏2，14-49行)。
美国专利5,286,776和美国专利6,667,359描述了额外的聚丙烯组合物。其他的聚烯烃组合物和焊接制品，例如通过同样材料制备的汽车零件，在美国公开号2005/0029692、2004/0188885和2004/0094986中有所叙述。在美国专利公开号2005/0272858(又见国际专利公开号2004033509)和美国专利公开号2004/0122196中对额外的基于丙烯的聚合物和组合物有所叙述。然而，由于在每个组合物中聚合成分的数量导致在这些参考文献中所揭露的组合物以及上文所提及的组合物为复杂的且昂贵的，和/或不满足此处所述的本发明的组合物的一个或多个所需的流变学、机械学或热力学特性。另外，在这些参考文献中所揭露的若干组合物需要聚丙烯/(乙烯/聚丙烯)非均相橡胶，着对于耐低温性能来说并不是优势。
在聚合配方中，人们对于低成本聚烯烃组合物一直持有需求，并且其可被用于形成加工零件，例如具有卓越的机械学和热力学性能的注塑零件。人们进一步需要填充的TPO组合物，其可以用于形成制造业的增强的轻量制品，例如轻量的注塑零件。同样，人们还需要那些可以用于形成具有改良的高温性能和低温性能的制造业制品的组合物。通过下列发明可以满足这些需求以及其他需求。
发明内容
根据本发明，由包含晶体化全同立构的丙烯均聚物、EAO弹性体抗冲改性剂、以及增强级的扁平状填充物的TPO组合物而形成的结构提供比传统成型树脂低的成本(offer a low cost alternative toconventional molding resins)，例如聚碳酸酯基的树脂和聚苯乙烯基的树脂。
本发明涉及TPO组合物，其具有低光泽度、通过Instrumented DartImpact Test(ASTM D3763)和Izod Notched Impact(ASTM D256)测得的好的可耐约-30℃温度的耐低温性能、大于约1930MPa(ASTMD790，1％割线模量)的弯曲模量，以及大于约100℃的HDT(ASTMD634)。
该组合物包含下列成分：(a)高晶体化、全同立构丙烯均聚物，其具有大于1930MPa(ASTM D790)的弯曲模量，和大于约100℃的HDT(ASTM D634)，(b)乙烯/α-烯烃弹性体抗冲改性剂(或乙烯/α-烯烃弹性体)，其具有在190℃、0.1rad/sec频率下使用AdvancedRheometric Expansion Systems(ARES)流变仪测得的小于-30℃的Tg值，以及在0.455MPa条件下使用ASTM D648测得HDT值，其大于或等于使用DSC测得的抗冲改性剂的峰值熔融温度(peak meltingtemperature)，以及(c)扁平状填充物。在该组合物中，均聚物和抗冲改性剂的比率(A∶B)介于约9∶1和约6∶4之间。
通常情况下，在15％张力条件下操作ARES流变仪。测量玻璃化转变温度(Tg)的DSC步骤包括在200℃条件下进行三分钟的初始平衡(initial equilibrium)，之后以10℃/min的速率将温度降低至-90℃，接着进行5分钟的平衡，之后以10℃/min的速率将温度升高至200℃。在TPO组合物中的扁平状填充物的量可以大范围的变动，但是通常情况下使用足够的填充物，使得本发明的组合物具有约为3或更大的弯曲模量效率系数，以及约为1.5或更大的热变形效率系数。该系数通过下文所述的基准法(benchmarking methods)得以确定。根据需要，调节填充物(C)和组合物(A+B+C)的比率，或(C∶(A+B+C))以获得所需的成分弯曲模量和HDT。本发明的TPO组合物可以包含一种或多种其他成分，例如色素和/或抗刮伤添加剂和抗划伤添加剂。色素通常被作为色母料(color concentrate)添加，并且由这些组合物形成的成型制品显示出好的色泽，使其不需着色。
因此，本发明提供聚烯烃组合物，其具有大于约100℃的热变形温度(HDT)和大于约1930MPa的弯曲模量，该组合物包含：
A)晶体化全同立构丙烯均聚物，其具有大于约1930MPa的弯曲模量和大于约100℃的HDT值；
B)乙烯/α-烯烃共聚体，其具有小于约-30℃的Tg值、在0.1rad/sec和190℃条件下测得的小于约2的tan delta值、大于或等于乙烯/α-烯烃共聚体峰值熔融温度的HDT值，该峰值熔融温度通过示差扫描量热法测得，和
C)扁平状填充物，并且
其中均聚物∶共聚体的重量比率(A∶B)介于约9∶1和约6∶4之间。
一方面，以丙烯均聚物、乙烯/α-烯烃共聚体和填充物的总重量计的填充物的重量百分比大于以丙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚体的总重量计的乙烯/α-烯烃共聚体的重量百分比。
另一方面，本发明的组合物进一步包含至少一种添加剂，该添加剂选自色素、阻燃剂、耐刮伤添加剂和耐划伤添加剂，及其结合。
本发明的再一方面，丙烯均聚物具有大于2070MPa的弯曲模量，和大于110℃的HDT值，并且优选的为大于2210MPa的弯曲模量，和大于120℃的HDT值。
本发明的另一方面，乙烯/α-烯烃共聚体的α-烯烃为C3-C20α-烯烃，并且更优选为C4-C20α-烯烃。另一方面，乙烯/α-烯烃共聚体的α-烯烃选自丙烯、1-丁烯、1-己烯或1-辛烯，并且更优选地选自1-丁烯、1-己烯或1-辛烯。在本发明的另一方面，乙烯/α-烯烃共聚体具有小于约-30℃的Tg值，优选小于-40℃，以及更优选小于-50℃。另一方面，乙烯/α-烯烃共聚体的“HDT”和“熔点，Tm”之间的差值至少为4，优选至少为6，更优选至少为8。另一方面，在190℃和0.1rad/sec的条件下测得的乙烯/α-烯烃共聚体的tan delta值为2或更小，更优选为1.8或更小。
本发明的另一方面，填充物为扁平状滑石。再一方面，该组合物包含足够量的填充物，使得该组合物具有等于3或更大的弯曲模量效率系数，以及等于1.5或更大的HDT效率系数。在另一个方面，该组合物优选包含以组合物的总重量计大于或等于25重量％，优选30重量％的滑石，更优选大于或等于35重量％，。另一方面，以“丙烯均聚物、乙烯/α-烯烃共聚体和填充物的总重量”计，填充物的重量百分比大于以“丙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚体”的总重量计的乙烯/α-烯烃共聚体的重量百分比。
在另一个方面，该组合物进一步包含一种或多种其它不同的乙烯/α-烯烃共聚体。在另一个方面，以“丙烯均聚物、乙烯/α-烯烃共聚体、一种或多种其它不同的乙烯/α-烯烃共聚体和填充物的总重量”计，填充物的重量百分比大于以“丙烯均聚物、乙烯/α-烯烃共聚体和一种或多种其它不同的乙烯/α-烯烃共聚体”的总重量计的乙烯/α-烯烃共聚体和一种或多种其它不同的乙烯/α-烯烃共聚体的重量百分比。
本发明同样提供包含至少一种由本发明的组合物形成的部件的制品。
本发明进一步提供包含至少一种由本发明的组合物形成的部件的成型制品。在另一个方面，该成型制品为电脑零件、建筑材料或建造材料、家用电器、容器、家具、鞋类部件或玩具。
本发明同样提供制备本发明的组合物的方法。在另一个方面，该方法包含在单独的反应器中聚合聚丙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚体，以及随后将聚丙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚体与扁平状滑石混合。在另一个方面，该方法包括将聚丙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚体在单独的反应器中聚合，并随后使用扁平状填充物将聚丙烯均聚物与乙烯/α-烯烃共聚体混合
本发明同样提供包含此处所述的两个或多个方面或具体实施方案的结合的组合物。本发明同样提供制备本发明的组合物的方法，该方法包含此处所述的两个或多个方面或具体实施方案的结合。
本发明同样提供包含此处所述的两个或多个方面或具体实施方案的结合的制品。本发明同样提供制备本发明的制品的方法，该方法包含此处所述的两个或多个方面或具体实施方案的结合。
具体实施方式
聚丙烯是本配方的初始聚合成分，其基本上决定可获得的最大弯曲模量和HDT值。传统的丙烯均聚物具有小于约1520MPa(220.4kpsi)的弯曲模量(1％割线模量)，和小于90℃的HDT值，并且其既不十分硬，并且在足够高的温度下也不能保持其硬度，这在本组合物中是有用的。为了达到低光泽度、耐低温性能、改良的弯曲模量(例如，大于约1520Mpa，1％割线模量)、以及改良的HDT值(例如，大于约90℃)的组合目标(combined targets)，聚丙烯优选为高度晶体化、全同立构均聚物，其具有大于约2070MPa(300kpsi)的弯曲模量和大于约110℃的HDT值。最优选级别的高度晶体化、全同立构均聚物聚丙烯具有大于约2210MPa(320kpsi)的弯曲模量和大于约120℃的HDT值，优选大于约100℃，更优选大于约110℃，更优选大于约120℃，并且最优选大于约130℃。在另一个具体实施方案中，丙烯均聚物具有大于约1720MPa(250kpsi)的弯曲模量，优选大于约1930MPa(280kpsi)，更优选大于约2210MPa(320kpsi)，并且最优选大于约2210MPa(320kpsi)。
通过使用EAO弹性体抗冲改性剂(或乙烯/α-烯烃)对高度晶体化、全同立构均聚物聚丙烯进行改性得到卓越的耐低温性能。为了得到所需的-30℃条件下的耐冲击性(impact resistance)，EAO弹性体抗冲改性剂具有小于-30℃的玻璃化转变温度(Tg)，优选小于-40℃，并且更优选小于-50℃。
另外，弹性体抗冲改性剂的两个其他的特性影响组合物的性能。首先，由于EAO弹性体抗冲改性剂在高于其熔点的条件下比高度晶体化、全同立构丙烯均聚物先融化，人们希望选择HDT值远大于其熔点的级别。下表1显示通过从在不同EAO弹性体上测得的HDT值中减去DSC峰值熔融温度(peak melting temperature)(Tm)最高值得到的delta值。优选的EAO弹性体抗冲改性剂的级别具有正的delta值，更优选的级别具有等于4或更大的delta值，更优选的级别具有等于6或更大的delta值，并且最优选的级别具有等于8或更大的delta值。
表1：选择的抗冲改性剂Tg和Delta(HDT-Tm)参数
  EAO弹性体   目标MI，dg/min   密度，g/cc   Tg，℃   Tm，℃   粘度Poise@190℃0.1rad/s   TanDelta@190℃0.1rad/s   HDT，℃   Delta，(HDT-Tm)
  Engage8003   1.0   0.885   -46   76.50   99340   6.53   53.60   -22.90
  Engage8105   0.5   0.868   -52   54.99   234600   3.28   不合格
  ENR7467   1.2   0.862   -56   35.39   59059   16.29   不合格
  ENR7447   5.0   0.865   -53   34.74   17166   106.91   49.00   14.26
  Engage8200   5.0   0.87   -53   59.05   18312   50.16   不合格
  ENR7270   0.8   0.88   -44   63.56   140960   4.76   63.00   -0.56
  Engage8100   1.0   0.87   -52   59.84   107900   6.61   66.20   6.36
  Engage8842   1.0   0.857   -58   38.41   111620   4.94   48.70   10.29
  ENR7380   0.3   0.87   -52   50.30   582470   1.58   60.55   10.25
  ENR7086.01   0.3   0.901   -33   95.20   542900   1.32   39.63   -55.57
EngageTM弹性体为乙烯-辛烯共聚物，并且ENR弹性体为乙烯-丁烯共聚物。陶氏化学公司(Dow Chemical Company)生产的两种EAO弹性体。
其次，在0.1弧度每秒(rad/sec)和190℃的条件下测得的弹性体的tan delta值与最终形成的注塑零件的光泽度相关。tan delta值越低，光泽度越低。在该条件下测得的以Poise为单位的tan delta值和粘度显示在上表1中。tan delta值与20度光泽度(Minolta光泽度仪，ASTMD523)之间的关系显示在下表2中，该20度光泽度通过使用一系列不同的EAO在抗冲改性基准配方(impact modified benchmarkingformulations)上测得。该表中的数据基于包含70重量比份的J707PT(具有30重量比份的来自陶氏环球技术公司的不同的EAO35MFRMitsui Chemical抗冲共聚物聚丙烯)的聚合物混合物的化合物。在不具有填充物且添加有10％以重量计的Specialty Minerals ABT-2500扁平状滑石的条件下测试该聚合物混合物。抗冲共聚物和滑石都不能满足本发明的标准，但是它们证明了在190℃和0.1rad/sec条件下具有低tandelta值的EAO是如何显著地减少其他有光泽的体系的20度光泽度的。这些数据表明，弹性体的选择对于通过添加填充物(此处为滑石)降低聚丙烯的光泽度具有最大的影响。聚丙烯可以大范围地改变。高MFR聚丙烯通常非常有光泽，并且添加(addition)EAO对于降低光泽度形成平滑表面也有一定的影响。
表2：在190℃和0.1rad/sec条件下具有低tan delta值的EAO对20度光泽度的影响
EAO弹性体   Tan Delta@190℃和0.1rad/s   20度光泽度(70％聚丙烯，30％EAO)   20度光泽度(63％聚丙烯，27％EAO，10％ABT 2500)
  EngageTM 8003   6.53   19.4   20.3
  EngageTM 8150   3.28   14.5   12.4
  EngageTM 7467   16.29   28.6   23.1
  ENR 7447   106.91   72.7   45.7
  EngageTM 8200   50.16   70.6   47.5
  ENR 7270   4.76   16.3   17.6
  EngageTM 8100   6.61   32.2   27.2
  EngageTM 8842   4.94   37.5   31.5
  ENR 7380   1.58？   8.8   4.1
优选的EAO弹性体抗冲改性剂的级别具有上文所述的Tg和delta性能，并且还具有在190℃和0.1rad/sec条件下测得的约为2或更少的tan delta值，更优选约为1.8或更少，并且最优选约为1.6或更少。
通过使用具有上述tan delta值的EAO弹性体抗冲改性剂所得到的低光泽度使得在通过使用色母粒的成型工艺中提供着色的零件成为可能。当化合物具有可接受的低光泽度时，该mold-in-color工艺节省了着色步骤。由于颜料广泛为人们所知可以改善零件耐刮伤和耐划伤的性能，因此经常使用可以增加表面摩擦并减少由刮伤和划伤导致的表面损害的材料对色母粒进行额外的改性。本领域已知的普通添加剂为基于硅的材料，例如高分子量的聚二甲基硅氧烷，使表面发光的石蜡材料，例如芥酸酰胺，以及一些特殊的包含坚硬塑料与表面活性剂的组合的材料，该坚硬塑料例如尼龙。
丙烯均聚物
丙烯均聚物可能是线性或成核均聚物，或者两者的结合。
令人满意地，丙烯均聚物具有介于0.1至150之间的熔体流动速率(MFR)(230℃/2.16kg砝码)，优选介于1g/10min至100g/10min，更优选介于3g/10min至75g/10min，更优选介于5g/10min至50g/10min。所有的单独值和介于0.1g/10min至150g/10min之间的区间都包含在此并得以阐述。
同样令人满意地，该聚丙烯均聚物具有大于145℃的熔点。在另一个具体实施方案中，丙烯成分具有介于130℃至180℃之间的熔点，Tm，优选介于140℃至170℃之间。
在另一个具体实施方案中，聚丙烯均聚物具有大于或等于110℃的结晶温度，Tc，优选大于或等于120℃，并且更优选大于或等于130℃，并且最优选大于或等于140℃。
此处所述的“成核”指的是通过添加成核剂，例如Millad改性的聚合物，该Millad为Milliken商业可用的联苄基山梨醇。也可以使用其他的传统成核剂。需要注意的是，扁平状的填充物，例如滑石，也可作为成核剂，并且可能使得添加其他的成核剂变得不必要。
用于制备难熔聚合物的聚合方法，包括在约50-90℃和0.5-1.5MPa(5-15atm)条件下运行的泥浆法，以及气态和液态单体法，在气态和液态单体发中必须着重注意去除无定型聚合物。也可以使用任何多种的单位点催化剂、金属茂合催化剂和限定几何构型催化剂与其相关的方法制备聚丙烯。聚合作用可能发生在搅拌釜式反应器、气相反应器、单级连续搅拌釜式反应器和单级浆料循环反应器，以及其他合适的反应器中。
在一个优选的具体实施方案中，在连续批量相(continuous bulkphase)(浓缩的丙烯)搅拌反应器中，使用齐格勒-纳塔催化剂制备聚丙烯均聚物，该催化剂包括钛催化活化金属片(catalytic active metalspecies)，以氯化镁作为载体，并悬浮在矿物油中。悬浮的催化剂可能直接被抽取至反应器中。可能使用氢作为链转移剂以控制分子量。聚合作用可能发生在搅拌釜式反应器、气相流态床反应器、单级连续搅拌釜式反应器和单级浆料循环反应器中，该聚合作用，以及最终形成的聚丙烯均聚物在美国专利公开号2005/0272858(又见国际专利公布号2004033509)和美国专利公开号2004/0122196中有所叙述。在此对该三个申请以引用的方式并入文本。
在一个具体实施方案中，丙烯均聚物具有从2到6的分子量分布(Mw/Mn)，优选从2到5且最优选从3到5。所有的单独值和介于2到6的区间都包含在此并得以阐述。在另一个具体实施方案中，分子量分布小于或等于6，并且更优选的，小于或等于5.5，并且更优选的，小于或等于5。
在另一个具体实施方案中，丙烯均聚物具有从0.88g/cc到0.92g/cc的密度，并且优选的从0.89g/cc到0.91g/cc。所有的单独值和介于0.88g/cc和0.92g/cc之间的区间都包含在此并得以阐述。
在另一个具体实施方案中，丙烯均聚物具有从10,000g/mol到200,000g/mol的数均分子量(Mn)，优选的从15,000g/mol到150,000g/mol，并且最优选的从30,000g/mol到100,000g/mol。所有的单独值和介于10,000g/mol和200,000g/mol之间的区间都包含在此并得以阐述。
在另一个具体实施方案中，丙烯均聚物具有从80,000g/mol到400,000g/mol的重均分子量(Mw)，优选的从100,000g/mol到300,000g/mol，并且最优选的从120,000g/mol到200,000g/mol。所有的单独值和介于80,000g/mol和400,000g/mol之间的区间都包含在此并得以阐述。
乙烯/α-烯烃共聚体
本发明的组合物包含至少一种可能任选地包含二烯的乙烯/α-烯烃。此处所述的“共聚体”指的是至少聚合了两种单体的聚合物。其包括，例如，共聚物、三元共聚物和四元共聚物。其尤其包括通过将乙烯与至少一种单体聚合而成的聚合物，该至少一种单体通常为含有3到20个碳原子(C3-C20)的α-烯烃，优选4到20个碳原子(C4-C20)，更优选4到12个碳原子(C4-C12)，更优选4到8个碳原子(C4-C8)。该α-烯烃包括，但不仅限于，1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯、和1-辛烯。人们希望该α-烯烃为C4-C8烯烃。
共聚体包括乙烯/丁烯(EB)共聚物，乙烯/己烯-1(EH)，乙烯/辛烯(EO)共聚物，乙烯/α-烯烃/二烯烃改性的(EAODM)共聚体，例如乙烯/丙烯/二烯烃改性的(EPDM)共聚体和乙烯/丙烯/辛烯三元共聚物。优选的共聚物包括EB、EH和EO共聚物。
合适的二烯单体包括共轭和非共轭二烯烃。非共轭二烯烃可以是C6-C15直链、支链或环烃二烯烃。非共轭二烯烃的例子为直链无环二烯烃，例如1，4-己二烯和1，5-庚二烯；支链无环二烯烃例如，5-甲基-1，4-己二烯、2-甲基-1，5己二烯、6-甲基-1，5庚二烯、7-甲基-1，6-辛二烯、3，7-二甲基-1，6-辛二烯、3，7-二甲基-1，7-辛二烯、5，7-二甲基-1，7-辛二烯、1，9-壬二烯和二氢月桂烯醇的混合异构体；单环脂环族二烯烃，例如1，4-环己二烯、1，5-环辛二烯和1，5-环十二烷二烯；多环脂环族稠环和桥环二烯烃，例如四氢茚、甲基四氢茚；烯基、亚烷基、环烯基和环亚烷基降冰片烯，例如5-亚甲基-2-降冰片烯(MNB)、5-]乙缩醛-2-降冰片烯(ENB)、5-乙烯基-2-降冰片烯、5-丙烯基-2-降冰片烯、5-异亚丙基-2-降冰片烯、5-(4-环戊烯基)-2-降冰片烯和5-环亚己基-2-降冰片烯。优选的非共轭二烯烃包括ENB、1，4-己二烯、7-甲基-1，6-辛二烯，且更优选的该二烯为ENB。合适的共轭二烯包括1，3-戊二烯、1，3-丁二烯、2-甲基-1，3-丁二烯、4-甲基-1，3-戊二烯，或1，3-环戊二烯。
尽管优选的共聚体基本不含有任何包括LCB的二烯烃单体，但是如果成本可接受的话，一种共聚体可能包括该种单体，并且所需的性能，例如可加工性、抗拉强度和延长性，不会降低至不可接受的水平。该二烯烃单体包括，但不仅限于，二环戊二烯、NBD、甲基降冰片二烯、乙烯基降冰片二烯、1，6-辛二烯、1，7-辛二烯和1，9-壬二烯。当添加时，可以从大于0重量％至3重量％之间的量添加该种单体，更优选从大于0重量％至2重量％，以共聚体的重量计。
本发明的乙烯/α-烯烃共聚体可能为支链和/或直链共聚体。乙烯/α-烯烃共聚体中分支的存在与否取决于所需的工艺条件以及所需的聚合物性能，并且若分支存在，则分支的量可以大范围改变。
在本发明的实践中乙烯/α-烯烃(EAO)分支的种类并非决定性的，并且同样的，其可以根据便利改变。优选地，分支为长链分支(LCB)。人们已经知道将LCB并入聚合物主链的能力并已实践多年。在美国专利3,821,143中，使用1，4-己二烯作为分支单体以制备具有LCB的乙烯/丙烯/二烯(EPDM)聚合物。该链分支剂有时被称做H链分支剂。美国专利6,300,451和6,372,847同样使用多样的H型链分支剂制备具有LCB的聚合物。在美国专利5,278,272中，同样揭露了限定几何构型催化剂(CGC)具有将乙烯基末端的大分子单体并入聚合物主链中形成LCB聚合物的能力。该种分支被称作T型分支。对于该每项专利(美国专利3,821,143；6,300,451；6,372,847和5,278,272)，在此通过引用的方式并入文本。
专利‘272讲授了该CGC在其将大型不饱和分子并入聚合物主链的能力上是独一无二的。可通过该CGC并入的LCB的量通常从0.01LCB/1000个碳原子到3LCB/1000个碳原子(包括主链碳原子和支链碳原子)。
优选的，在本发明的实践中所使用的共聚体中的LCB类型为H-型分支。通常在限定几何构型催化剂的存在下，在合适的反应器条件下，例如在WO 00/26268(美国等同的，美国专利6,680,361，在此以引用的方式并入文本)中所述，通过乙烯或其它的在链末端具有不饱和大分子单体的α烯烃的共聚作用得到T-型分支。如果需要极高的LCB水平，H-型分支为优选的方法，因为T-型分支对LCB的度具有实践上限。正如在WO 00/26268中所讨论，当T-型分支的水平增加时，生产工艺的效率和生产量显著增加，直到到达生产变得经济上不可接受的点。可以通过限定几何构型催化剂制备T-型LCB聚合物，其不含可测量的凝胶，但是具有非常高的T-型LCB水平。由于被并入生长的聚合物链的大分子单体只有一个反应不饱和位点，所以最终形成的聚合物只包含长短不一的侧链，并且侧链在聚合物主链上的间距不同。
通常通过乙烯或其他具有两个在聚合工艺中对非茂金属催化剂具有活性的双键的α烯烃的共聚作用得到H-型分支。如同其名字所暗示，二烯烃通过二烯桥将一个聚合物分子与另外一个聚合物分子接合起来；最终形成的聚合物分子类似H，与其将其称作长链，到不如将其称作交联。当需要非常高的分支水平时，通常使用H-型分支。如果使用太多的二烯烃，聚合物分子将形成太多的分支或交联，使得聚合物分子不再溶于反应溶剂(在溶液工艺中)，并最终从溶液中脱离，在聚合物中形成凝胶颗粒构造。另外，使用H-型分支剂可能使茂金属催化剂失活，并降低催化剂的效率。因此，当使用H-型分支剂时，通常不使用茂金属催化剂。在美国专利6,372,847(在此以引用的方式并入文本)中，用于制备H-型支链聚合物的催化剂为钒型催化剂。
合适的乙烯共聚体包括陶氏环球技术公司的ENGAGETM，AFFINITYTM和NORDELTM聚合物，和ExxonMobil Chemical Company的VISTALONTM和EXACTTM聚合物，以及Mitsui Chemical的TAFMERTM聚合物。优选的乙烯共聚体包括陶氏环球技术公司的ENGAGETM和AFFINITYTM聚合物，和ExxonMobil Chemical Company的VISTALONTM和EXACTTM，以及Mitsui Chemical的TAFMERTM聚合物。
在另一个具体实施方案中，乙烯/α-烯烃共聚体具有从1到5的分子量分布(Mw/Mn)，优选从1.5到4且最优选从2到3。所有的单独值和介于1和5之间的区间都包含在此并得以阐述。
在另一个具体实施方案中，乙烯/α-烯烃共聚体具有从0.80g/cc到0.90g/cc的密度，优选从0.82g/cc到0.88g/cc，且更优选从0.83g/cc到0.87g/cc。所有的单独值和介于0.80g/cc和0.90g/cc之间的区间都包含在此并得以阐述。在另一个具体实施方案中，乙烯/α-烯烃共聚体具有小于或等于0.875g/cc的密度，优选小于或等于0.86g/cc，且更优选小于或等于0.85g/cc。
在另一个具体实施方案中，乙烯/α-烯烃共聚体具有从0.05g/10min到10g/10min的熔体指数I2(190℃/2.16kg)，优选从0.1g/10min到5g/10min，且更优选从0.2g/10min到2g/10min，或0.5g/10min到1g/10min。所有的单独值和介于0.05g/10min和10g/10min之间的区间都包含在此并得以阐述。在另一个具体实施方案中，弹性体成分具有等于1g/10min或更小的熔体指数I2，优选等于0.5g/10min或更小，且更优选等于0.3g/10min或更小。
在另一个具体实施方案中，乙烯/α-烯烃共聚体具有从40,000g/mol到200,000g/mol的数均分子量(Mn)，更优选从50,000g/mol到150,000g/mol，且最优选从60,000g/mol到100,000g/mol。所有的单独值和介于40,000g/mol和200,000g/mol之间的区间都包含在此并得以阐述。
在另一个具体实施方案中，乙烯/α-烯烃共聚体具有从80,000g/mol到400,000g/mol的重均分子量(Mw)，更优选从100,000g/mol到300,000g/mol，且最优选从120,000g/mol到200,000g/mol。所有的单独值和介于80,000g/mol和400,000g/mol之间的区间都包含在此并得以阐述。
在另一个具体实施方案中，乙烯/α-烯烃共聚体具有小于-30℃的Tg值，优选小于-40℃，且更优选小于-50℃。
在另一个具体实施方案中，乙烯/α-烯烃共聚体为均匀分支线性或均匀分之基本线性的乙烯/α-烯烃共聚体。制备均匀聚合物的方法在美国专利5,206,075、美国专利5,241,031和PCT国际申请WO 93/03093中有所叙述；在此将上述专利以引用的方式并入文本。美国专利5,206,075、美国专利5,241,031、PCT国际申请号WO 93/03093、PCT国际申请号WO 90/03414中对制备均匀乙烯/α-烯烃共聚体做了进一步的详述，在此将上述四者以引用的方式并入文本。
术语“均匀”和“均匀-分支”被用于与乙烯/α-烯烃聚合物(或共聚体)相关，在乙烯/α-烯烃聚合物中共聚用单体在已给的聚合物分子中随机分布，并且基本所有的聚合物分子都具有相同的乙烯/共聚用单体的比值。均匀分支的乙烯共聚体包括线性乙烯共聚体，以及基本线性乙烯共聚体。
在均匀分之线性乙烯共聚体中包括乙烯共聚体，其缺乏长链分支，但是具有源于聚合在共聚体中的共聚用单体的短链分支，且无论是在相同的聚合物链内还是在不同的聚合物链中，短链分支都为均匀分布。也就是说，均匀分支线性乙烯共聚体缺乏长链分支，正如在统一支链分布(uniform branching distribution)聚合工艺中使用线性低密度聚乙烯聚合物或线性高密度聚乙烯聚合物的情况，例如Elston在美国专利3,645,992中所述。均匀分支线性乙烯/α-烯烃共聚体的商业例子包括Mitsui Chemical Company提供的TAFMERTM聚合物和埃克森美孚化学公司(Exxon Mobil Chemical Company)提供的EXACTTM聚合物。
本发明中使用的基本线性乙烯共聚体在美国专利号5,272,236和5,278,272中有所叙述；在此将该两者以引用的方式并入文本。如上文所讨论，基本线性乙烯共聚体为共聚用单体在已给的共聚体分子中随机分布的那些，并且在该共聚体中基本所有的共聚体分子都具有相同的乙烯/共聚用单体比值。通过使用限定几何构型催化剂制备基本线性乙烯共聚体。限定几何构型催化剂的例子以及上述制备方法在美国专利号5,272,236和5,278,272中有所叙述。
另外，基本线性乙烯共聚体为具有长支链的均匀分之乙烯聚合物。长支链与聚合物主链具有大约相同的长度。如上文所讨论，“基本线性”通常针对于平均每1000个全部碳原子(包括主链碳原子和支链碳原子)用0.01个长支链到3个长支链替换的聚合物。
基本线性聚合物的商业例子包括ENGAGETM聚合物(陶氏环球技术公司)和AFFINITYTM聚合物(陶氏环球技术公司)。
基本线性乙烯共聚体形成均匀分支乙烯聚合物的独特种类。它们与公知的传统的均匀分支线性乙烯共聚体种类完全不同，Elston在美国专利3,645,992中对公知的传统的均匀分支线性乙烯共聚体种类有所叙述，并且，另外，基本线性乙烯共聚体与使用传统的异相齐格勒-纳塔催化剂聚合而成的线性乙烯聚合物(例如，通过使用例如Anderson等人在美国专利4,076,698中所揭露的技术制备的超低密度聚乙烯(ULDPE)，线性低密度聚乙烯(LLDPE)或高密度聚乙烯(HDPE))不属于相同的种类；基本线性乙烯共聚体与高压、无自由基引发的(free-radical initiated)、高度分支的聚乙烯例如低密度聚乙烯(LDPE)、乙烯-丙烯酸(EAA)共聚物和乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物也不属于相同的种类。
扁平状填充物(Flaty Filler)
任何具有通常的圆盘形状的惰性材料都可被用作本发明的TPO组合物中的扁平状填充物。通常且优选的，扁平状填充物为惰性矿物粉末，例如，滑石、高岭粘土或云母，且更优选为扁平状滑石。表3和表4分别鉴别了一般的扁平状滑石和高岭粘土。选择特殊级别的滑石使得具有足够的增强力(reinforcing strength)，在不使组合物准备置换的聚合物树脂的密度过大的前提下，影响或维持所需的最终组合物的弯曲模量和HDT值。通常情况下，商业级别的树脂的密度为约1.13g/ml。对于使用本发明的高晶体化、丙烯均聚物和EAO弹性体制备的组合物来说，尽管可根据需要进行或多或少的调整，但是通常装载约30重量％的填充物。
表3：普通扁平状滑石
 产物名称   提供者   HegmanGrind   表面积，B.E.T.m2/g   正中直径，微米   亮度
 ABT 2500   SpecialtyMinerals，Inc   5.5   5.5   2.3平均   N.A.
 HAR V3410   Luzenac   N.A.   16   2.0   N.A.
 Nicron 674   Luzenac   6.5   14   1.9   N.A.
 Cimpact 710   Luzenac   7   N.A.   1.7   91
 JetFil 700   Luzenac   6.5   N.A.   1.5   88
 JetFil 625   Luzenac   6   N.A.   2.2   88
表4：普通扁平状高岭粘土
  产物名称   提供者   HegmanGrind   表面积，B.E.T.m2/g   正中直径，微米   亮度
  Polyfil DL   J.M.Hubber   5.5   5.5   1.3   91
  Polyfil DLX   J.M.Hubber   N.A.   N.A.   N.A.   N.A.
  Kaopaque 10   Imerys   N.A.   N.A.   N.A.   N.A.
在本发明的组合物的方法中，人们发现在流动应力下，扁平形状的填充物通常会沿着组合物流的方向平行排列。该流型促使降低了组合物在流向上的收缩，并使得填充物增强最终形成的聚合产物，即增加热偏转温度和弯曲模量，成为可能。可以通过将在不同的填充物添加水平时取得的数据绘成图线以确定特殊的填充物的效率。单位为“特性增加百分比”/“填充物添加重量百分比”的图线的斜率是特殊填充物在增加热偏转温度或弯曲模量方面的效率的测量值。
通过测量20重量％填充物添加对于聚丙烯和EAO混合物的弯曲模量和HDT值的影响来评估填充物在组合物上的增强效率。因此便可计算以模量增加百分比/填充物装载百分比为单位的弯曲模量效率系数。当装载的填充物介于约10重量％和40重量％之间时，该系数为相对线性的。相似地，可以通过将高度晶体化全同立构丙烯均聚物和EAO弹性体抗冲改性剂与20重量％的增强填充物混合和不与填充物混合计算针对每个填充物级别的相关的热偏转效率系数。热偏转效率系数相对弯曲模量效率系数来说并不那么线性化，且热偏转效率系数对于聚丙烯和EAO的特殊的级别更加敏感。作为结果，通常以在本发明的高度晶体化全同立构均聚物和EAO弹性体抗冲改性剂上装载20重量％的感兴趣的填充物作为基准。本发明的优选的增强填充剂的级别，例如滑石，当其以20重量％转载在高度晶体化全同立构丙烯均聚物和EAO弹性体抗冲改性剂上时，其具有大于或等于约1.5的热偏转效率系数，更优选大于或等于约1.7，且最优选大于或等于约1.9。同时，本发明的优选的增强填充物级别具有大于约3的弯曲模量效率系数，更优选大于约3.5且最优选大于约4。
在一个具体实施方案中，媒介颗粒(medium particle)尺寸为从0.1微米到50微米，优选从0.5微米到25微米，且更优选为从1微米到10微米。所有单独值和介于0.1微米和50微米之间的区间都包含在此并得以阐述。
组合物的制备
如上文所讨论，本发明的TPO组合物包含至少一种丙烯均聚物、至少一种乙烯/α-烯烃共聚体和至少一种扁平状填充物。虽然可以通过一系列不同的方法制备该组合物，但是通常这些方法都被归为两类，也就是，反应器前混合，反应器内混合，或两者的结合。前者的例子是填入两种或两种以上固体聚合物并将其物理混合为基本均匀的组合物的热熔挤出机、并联的多级溶液反应器、并联的多级泥浆反应器或并联的多级气相反应器，从并联的多级溶液反应器、并联的多级泥浆反应器或并联的多级气相反应器中出来的物质相互混合以形成基本均匀的组合物，最终以固态形式回收该组合物。后者的例子是串联的多级反应器，和填有两种或两种以上催化剂的单级反应器。优选地，通过反应器前混合制备该组合物。
通常情况下，在添加填充物之前将丙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚体相互混合，尽管填充物可能在添加另一种聚合物之前就首先与一种或另一种聚合物混合。基于任一聚合物，填充物可以以纯净态或作为母料添加。该组合物的所有成分都相互混合，直到最终得到均匀的组合物。对于混合可以使用标准搅拌器和挤出机。本发明的组合物也可以包含其他成分；例如，染料、抗氧化剂、加工助剂。
本发明的TPO组合物的使用方式与传统的基于聚碳酸酯的组合物和基于聚苯乙烯的组合物相同。特别地，本发明的组合物非常适合用于制备软触器具板的构造和相似生产物品的制造。
组合物
本发明的组合物优选地包含以丙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚体的总重量计，60重量％到90重量％，更优选从65重量％到85重量％，以及最优选从70重量％到75重量％的丙烯均聚物，。所有的单独值和介于60重量％和90重量％(聚丙烯均聚物)之间的区间都包含在此并得以阐述。本发明的组合物优选地包含以丙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚体的总重量计，10重量％到40重量％，更优选从15重量％到37重量％，以及最优选从20重量％到35重量％的乙烯/α-烯烃共聚体。所有的单独值和介于10重量％和40重量％(乙烯/α-烯烃共聚体)之间的区间都包含在此并得以阐述。
在一个具体实施方案中，该组合物包含从25重量％到50重量％，优选从30重量％到45重量％，且更优选从35重量％到40重量％的扁平状填充物，以组合物的总重量计。所有的单独值和介于25重量％和50重量％(扁平状填充物)之间的区间都包含在此并得以阐述。
在另一个具体实施方案中，该组合物具有大于或等于110℃的结晶温度，Tc，优选大于或等于120℃，且更优选大于或等于130℃，且最优选大于或等于140℃。
在另一个具体实施方案中，该组合物具有通过ASTM D648测得的大于或等于110℃的HDT值，优选大于或等于120℃，且更优选大于或等于130℃，且最优选大于或等于140℃。
在另一个具体实施方案中，除了丙烯均聚物成分之外，该组合物不包含其他的基于丙烯的聚合物。
在另一个具体实施方案中，该组合物包含大于或等于50重量％，优选大于或等于60重量％，且更优选大于或等于70重量％的丙烯均聚物，以组合物的总重量计。
在另一个具体实施方案中，该组合物包含小于或等于40重量％，优选小于或等于35重量％，且更优选小于或等于30重量％的乙烯/α-烯烃共聚体，以组合物的总重量计。
在另一个具体实施方案中，该组合物不包含只含有乙烯和丙烯单体单元的共聚物。
在另一个具体实施方案中，该组合物不包含苯乙烯嵌段共聚物。
在另一个具体实施方案中，该组合物仅仅包含一种乙烯/α-烯烃共聚体。
在另一个具体实施方案中，该组合物不包含EPDM聚合物。
在另一个具体实施方案中，该组合物不包含EPR聚合物。
在另一个具体实施方案中，该组合物不包含嵌段共聚物。
在另一个具体实施方案中，该组合物包含非卤膨胀现象(non-halogen intumescent)，如在美国专利6,737,131中所述，在此以引用的方式并入文本。如在本专利中所述，“膨胀现象”被定义为膨胀添加剂在塑料中的反应受火焰或高温影响时，所发生的炭生成过程。该添加剂反应生成阻止燃烧的碳的绝缘障壁。优选的非卤膨胀添加剂包括赫斯特化学公司(Hoechst Chemical Company)的产品ExolitMR(磷酸盐化合物)；大湖化学公司(Great Lakes Chemical Company)的产品Char guard 32911或NH-1511(磷酸盐化合物)；孟山都化学公司(Monsanto Chemical Company)的产品Spin Flam(磷酸盐化合物)；Albright & Wilson的产品Amgard EDAP(乙二胺磷酸盐)；Budauheim的产品Budit 311(三聚氰胺焦磷酸盐)；corporation的产品NCENDXTMP-30；以及Unitex Corp的产品FRX44(乙二胺磷酸盐)。
在另一个具体实施方案中，该组合物包含金属氢氧化物耐燃剂(flame retardant)，例如氢氧化铝、氢氧化镁或两者的结合。在另一个具体实施方案中，耐燃剂为金属氢氧化物且其存在的量介于25重量％和75重量％之间，以组合物的总重量计。在另一个具体实施方案中，金属氢氧化物的表面可能涂有一种或多种材料，包括硅烷、钛酸盐、锆酸盐、羧酸和马来酐-接枝I聚合物。在另一个具体实施方案中，金属氢氧化物的平均颗粒尺寸从小于0.1微米到50微米。在某些情况下，可能需要使用具有钠米级颗粒尺寸的金属氢氧化物。金属氢氧化物可以是天然形成的或合成的。耐燃组合物可能包含其他的耐燃添加剂。其他合适的非卤耐燃添加剂包括碳酸钙、I红磷、硅石、氧化铝、氧化钛、滑石、粘土、有机改性的粘土、硼酸锌、三氧化锑、钙硅石、云母、有机粘土(magadiite)、有机改性的有机粘土、硅氧烷聚合物、磷酸酯、受阻胺稳定剂、八钼酸铵、膨胀化合物和可膨胀石墨。合适的卤化耐燃添加剂包括十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、乙烯-大(四溴邻苯二甲酰亚胺)(ethylene-big(tetrabromophthalimide))、和1，4:7，10二亚甲基二苯并[a，e]环辛烯1，2，3，4，7，8，9，10，13，13，14，14-氯化脂环烃基1，4，4a，5，6，7，10，10a，11，12，12a-氢化脂环烃基-(1，4:7，10Dimethanodibenzo(a，e)cyclooctene，1，2，3，4，7，8，9，10，13，13，14，14-dodecachloro1，4，4a，5，6，7，10，10a，11，12，12a-dodecahydro-)。该阻燃剂在国际公开号WO 2005/023924中有进一步的描述，在此以引用的方式并入文本。在另一个具体实施方案中，本发明的组合物包含兼容(compatibilizing)的量的阻燃剂包(package)，其包括卤化烷阻燃剂、芳香卤化阻燃剂，以及任选的阻燃增效剂。在另一个具体实施方案中，烷烃阻燃剂选自六卤环十二烷、四溴环辛烷、五溴氯环己烷、1，2-二溴-4-(1，2-二溴乙基)环己烷、1，1，1，3-四溴壬烷或上述物质的组合。在另一个具体实施方案中，芳香族卤化阻燃剂包含一种或多种六卤联苯酯、八卤联苯酯、十卤联苯酯、十卤联苯乙烷、1，2-二(三卤苯氧基)乙烷、1，2-二(五卤苯氧基)乙烷、四卤双酚-A、乙烯基(N，N’)-二-苯邻二甲酰亚胺(tetrahalophtlialimides)、四溴双酚-A二(2，3-二溴丙基酯、四卤邻苯二甲酸酐、四卤苯、卤化茚满、卤化磷酸酯、卤化聚苯乙烯、卤化双酚-A和表位氯化醇的聚合物或上述物质的组合。在另一个具体实施方案中，耐燃增效剂包含一种或多种金属氧化物、卤化石蜡、三苯基磷酸盐、二甲基二苯基丁烷、聚异丙苯基或上述物质的结合。
在另一个具体实施方案中，该组合物包含从约0.5比份到约8比份以重量计的卤化烷烃阻燃剂；从约0.5比份到约8比份以重量计的芳香卤化阻燃剂；从0比份到约6比份以重量计的耐燃增效剂，均以组合物的总重量计。人们发现在国际申请号WO 2002/12377中对该阻燃剂有进一步的描述，在此以引用的方式将其并入文本。
该组合物可能有利地进一步包含至少一种属于传统添加在聚合物或聚合物组合物中的类型的添加剂。这些添加剂包括，例如，加工油；抗氧化剂；表面张力改良剂；紫外稳定剂；耐刮伤/划伤添加剂；例如聚二甲基硅氧烷(PDMS)或功能化聚二甲基硅氧烷或IRGASURFSR100(Ciba Specialty Chemical提供)或包含芥酸酰胺的抗刮伤划伤配方；防结块剂；分散剂；发泡剂；线性或基本线性EAO；LDPE；LLDPE；润滑剂；交联剂例如过氧化物；杀菌剂例如有机有机金属、辛噻酮、有机硫磺和硫醇；抗氧化剂例如石碳酸、仲胺、亚磷酸盐和硫酯；抗静电剂例如季铵化合物、胺，以及乙氧基、丙氧基或丙三醇化合物。功能化聚二甲基硅氧烷包括，但不仅限于，羟基功能化聚二甲基硅氧烷、胺功能化聚二甲基硅氧烷、乙烯基功能化聚二甲基硅氧烷、芳基功能化聚二甲基硅氧烷、烷基功能化聚二甲基硅氧烷、羧基功能化聚二甲基硅氧烷、硫醇功能化聚二甲基硅氧烷，以及上述物质的衍生物。
本发明的组合物可能同样包含附加的添加剂。附加的添加机包括，但不仅限于，水解稳定剂(hydrolytic stabilizer)；润滑剂例如脂肪酸、脂肪醇、酯、脂肪胺、金属硬脂酸盐、石蜡和微晶石蜡、硅氧烷和正磷酸酯；脱模剂例如精细颗粒或粉末状的固体、肥皂、腊、硅氧烷、聚乙二醇和复合酯例如三羟甲基丙烷三硬酯酸酯或季戊四醇三硬酯酸酯；色素、染料、着色剂；可塑剂例如具有一羟基醇的二盐基酸酯，例如o-邻苯二甲酸酯、己二酸和安息香酸酯；热稳定剂例如有机硫醇酯、硫乙醇酸和羧酸钡或羧酸钙的辛基酯；紫外稳定剂例如受租胺、o-羟苯基-苯并***、2-羟基，4-alkoxyenzophenone、水杨酸盐、氰丙烯酸盐、螯合镍和苯亚甲基丙二酸和草酰苯胺；以及沸石、泡沸石、防静电剂和其它已知的除臭剂。
优选的受阻酚抗氧化剂为Ciba Spexialty Chemicals的Irganox1076抗氧化剂。技术人员可以很容易地，在不做过度实验的条件下选择任何合适的添加剂和添加量的组合，以及将添加剂加入组合物中的方法。通常情况下，如果使用上述每种添加剂，其使用的量不能超过45重量％，以组合物总重量计，并且有利地，该量从约0.001重量％到20重量％，优选从0.01重量％到15重量％，并且更优选从0.1重量％到10重量％。
在本发明的一个具体实施方案中，本发明的组合物包含至少一种聚二甲基硅氧烷(PDMS)以改善最终形成的产品的抗刮伤划伤性能。聚二甲基硅氧烷通常存在的量为从0.1重量％到10重量％，以聚合物组合物的重量计。合适的聚二甲基硅氧烷包括在25℃条件下具有大于100,000厘沲，且更优选从1×106厘沲到2.5×106的粘度的那些。在另外一个具体实施方案中，该组合物同样包括使用马来酐或琥珀酐官能团接枝的乙烯均聚物或乙烯共聚体，并且优选地，接枝的乙烯均聚物或乙烯共聚体包含少于20％的上述组合物。在另一个具体实施方案中，该组合物同样包含至少一种添加剂，例如可塑剂、色素或着色剂、紫外稳定剂或填充物。填充物可能包括煅烧或非煅烧的填充物。在美国专利5,902,854中对针对抗刮伤划伤配方合适的成分有详细描述，在此以引用的方式将其并入文本。
在本发明的组合物中有用的附加的抗刮伤划伤配方包含具有此处所述的一种或多种添加剂的IRGASURFSR 100。非常优选的配方在聚乙烯载体中包含脂肪族氨基化合物，聚乙烯载体为例如具有一种或多种填充物的IRGASURFSR 100，例如钙硅石，以及使用马来酐或琥珀酐官能团接枝的乙烯均聚物或乙烯共聚体。其他的抗刮伤聚烯烃配方在美国专利公布号2006009554(即WO 2006/003127)中有所叙述，在此以引用的方式将其并入文本。
在一个特别优选的具体实施方案中，该组合物包含抗刮伤划伤浓缩物，其依次包含从10重量％到30重量％的至少一种着色剂和/或紫外稳定剂，从30重量％到50重量％的至少一种填充物，以及从10重量％到35重量％的至少一种使用马来酐或琥珀酐官能团接枝的乙烯均聚物或共聚体。该重量百分比以抗刮伤划伤浓缩物的总重量计。
本发明的制品
可以通过注塑、挤出、跟随阳性热塑或阴性热塑的挤出、低压制模、压缩成型制备制品。
可以通过本发明的组合物制备的制品的部分的、不完全的清单包括聚合物薄膜、织物涂层薄板(fabric coated sheets)、聚合物薄板、泡沫塑料、管道、光纤、涂层、计算机部件、建筑材料、家用电器、供电住宅(electrical supply housings)、垃圾桶、储存容器或包装容器、草坪设备带或边带、割草机、花园软管，以及其他花园应用部件、冰箱垫圈、声学***、小推车部件、桌缘、玩具和水龙头部件。该组合物也可以用于屋顶应用例如屋顶膜。该组合物可以进一步用于制造鞋类部件例如靴子的支柱，尤其是工业用靴。技术人员可以不做过度的实验很容易的括增该清单。附加的制品包括挤出轮廓(extrusionprofiles)和墙基轮廓(wall base profiles)。
通过制模本发明的组合物制备的部件在可模压性和机械强度方面是卓越的，包括卓越的弹性弯曲模量和扯断伸长率、高硬度和耐高温性能与耐低温性能。
通过本发明的组合物制备的部件具有轻便性，并依靠其易处理性被赋予无约束的设计。该组合物在模具中进行热处理的过程中成型收缩率(molding shrinkage factor)和尺寸变化(dimensional change)都减小，并制备具有增强的硬度、流动性和耐冲击性的部件。因此，该组合物使得制备具有增加的铸壁厚度以及改善的热力学和机械学性能、以及改善的外观的注塑部件成为可能。
本发明的组合物在造型温度(molding temperature)下为充分液态被填入模具中。总的来说，本发明的组合物具有卓越的机械强度、耐冲击性能、展延性和热力学变形阻力。该部件具有卓越的外观，且在成型的过程中具有减少的尺寸变化，和减少的热力学线性膨胀系数。该组合物能够制备铸壁厚度小于通过传统PC/ABS树脂制备的零件的铸壁厚度的注塑部件。另外，该部件与通过聚碳酸酯/ABS混合物制备的部件相比更加明亮。通常，通过本发明的组合物制备的部件与聚碳酸酯/ABS混合物相比更加明亮大约7重量％。
定义
此处所述的任何数字，包括从最低值到最高值的任意值，每增加一单位，便提供从任何低值到任何高值中的至少两个单位的分离。例如，如果声称成分特性、物理特性或其他特性，例如分子量、熔体指数等等，为从100到1000，意味着所有的单独值，例如100、101、102等等，以及子区间，例如100到144、155到170、197到200等等，都清晰的列举在本说明书中。对于包含小于1的数值的区间，或者包含大于1的分数(例如1.1、1.5等等)的区间，一个单位适当地指0.0001、0.001、0.01或0.1。对于包含小于10的整数(例如1到5)的区间，一个单位通常指0.1。这些只是用于特殊声明的示例，并且在最低值和最高值之间的所有可能的数值结合都被认为是在本申请中清楚声明。如本文所讨论，所述的数字区间均针对密度、成分的重量百分比、tan delta值、分子量以及其他性能。
此处所述的术语“组合物”，包括包含该组合物的材料的混合物，以及通过该组合物的材料形成的反应产物和分解产物。
此处所述的术语“聚合物”，指的是通过相同类型或不同类型的聚合单体制备的聚合化合物。因此通常的术语聚合物包含通常被用于指那些通过只有一种类型的单体制备的聚合物的术语均聚物，以及下文所定义的术语共聚体。
此处所述的术语“共聚体”，指的是通过至少两种不同类型的单体聚合制备的聚合物。因此通常的术语共聚体包括通常被用于指那些通过两种不同类型的单体制备的聚合物的术语共聚物，以及通过多于两种不同类型的单体制备的聚合物。
此处所述的术语“乙烯/α-烯烃共聚体”、“乙烯聚合物”或相似的术语，指的是通过占主导地位(大于50摩尔％)的乙烯单体单元制备的聚合物。摩尔百分比以聚合用单体的总摩尔数计。
此处所述的术语“混合物”或“聚合物混合物”，指的是两种或多种聚合物的组合物。该混合物可能为易混合的或不易混合的。该混合物可能为相分离的或非相分离的。根据透射电子分光镜确定，该混合物可或不可包含一种或多种域构型。
测量值
术语“MI”指的是熔体指数I2或I2，单位为g/10min，通过使用ASTM D-1238测得，条件为190℃/2.16kg基于聚乙烯的聚合物，以及230℃/2.16kg基于聚丙烯的聚合物。
通过ASTM D-792测得密度。所测量的密度为“即时密度(quickdensity)”，意味着在成型时间后的1个小时后确定密度。
凝胶渗诱色谱法
通过凝胶渗透色谱体系确定基于乙烯的聚合物的平均分子量和分子量分布，该凝胶渗透色谱体系由Polymer Laboratories Model 200系列高温色谱组成。在140℃条件下针对基于聚乙烯的聚合物操作色谱柱和旋转隔室(carousel compartments)。所使用的色谱柱为三个Polymer Laboratories 10-微米混合-B色谱柱。溶剂为1，2，4-三氯化苯。当浓度为50毫升溶剂中具有0.1克聚合物时制备样品。作为移动相并用于制备样品的的溶剂包含200ppm的丁基羟基甲苯(BHT)。在160℃条件下轻柔搅拌2小时制备基于乙烯的聚合物。注塑体积为100毫升，且流速为1.0mL/min。使用窄分子量分布的聚苯乙烯标准(polystyrenestandard)对GPC色谱柱装置进行校准，该聚苯乙烯标准购买自Polymer Laboratories(英国)，其分子量介于580和8,400,000之间。通过下列方程(如Williams和Ward J.在Polym.Sci.，Polym.Let.，6，621(1968)中所述)将聚苯乙烯标准的最高分子量转换为聚苯乙烯的分子量：
M聚苯乙烯＝A×(M聚苯乙烯)B
其中M为分子量，A等于0.4315且B等于1.0。
使用Viscotek TriSEC软件版本3.0进行聚苯乙烯等量分子量的计算。可以使用依照ASTM D6474.9714-1的Mark-Houwink比率确定基于聚丙烯的聚合物的分子量，其中，对于聚苯乙烯a＝0.702且logK＝-3.9，对于聚丙烯a＝0.725且logK等于-3.721。对于基于聚丙烯的样品，在160℃条件下操作色谱柱和旋转隔室。
差示扫描量热法
可以使用差示扫描量热法(DSC)测量基于聚乙烯(PE)的样品和基于聚丙烯(PP)的样品的结晶性。将样品在190℃条件下压制成薄膜。称量约5到8毫克的薄膜样品并将其放置在DSC盘中。将盘盖上盖子以确保密闭的环境。将样品盘放入DSC隔间中，之后，对于PE以约为10℃/min的速度加热至约180-200℃(对于PP加热至230℃)。将样品在该温度下保持三分钟。之后，对于PE以10℃/min的速度冷却至-90℃(对于PP冷却至-90℃)，并将其在该温度下等温保持三到五分钟。之后以10℃/min的速度加热样品直到其完全熔化(二级加热；对于PE约180℃，对于PP约230℃)。除非另外声明，通过如上所述的由DSC得到的二级加热曲线确定每个聚合物样品的熔点(Tm)。通过一级冷却曲线测量结晶温度(Tc)。
下列实施例证明本发明，但不以明示或暗示的方法限制本发明。除非另外说明，所有的比份和百分比都以重量计。
实施例
在下表5中描述了五个级别的聚丙烯。
Profax PD 702为Basell出售的传统的丙烯均聚物。
JP 707为Mitsui Chemicals公司出售的传统的原位(in-situ)制备的丙烯和乙烯的非均相冲击(impact)丙烯共聚物。
Accpro 9934X，现被称为Innovene H35Z-02，为有核的，35MFR，高度晶体化全同立构的丙烯均聚物。
D118为陶氏环球技术公司的发展级别的有核高度晶体化丙烯均聚物。该聚合物具有约为41,000g/mol的Mn值，约为183,000g/mol的Mw值和约为4.5的Mw/Mn值。
CDC-1为不具有成核剂的D118丙烯均聚物的一个版本，其通过剪截机和过氧化物减粘裂化(vis-brocken)至熔体指数为35。
CDC-2为D118丙烯均聚物的另一个版本，但是该版本通过使用成核剂制备并之后被减粘裂化至MFR为35。
表5：聚丙烯性能
  提供者   弯曲模量，1％割线模量，Mpa   弯曲模量，1％割线模I   热偏转温度，0.455MPa(℃)   MFR，2.16kg@230℃(g/10min)
  PD 702   Basell   1255   181908   87.3   35
  JP 707   Mitsui   1207   175008   86.5   35
  H35Z-02   Polymersand OlefinsAmerica   2248   325939   135.9   35
  D118   陶氏环球   2019   292797   130.6   8
  CDC0501   陶氏环球   1665   241471   110.0   35
  CDC0505   陶氏环球   2248   325939   135.9   35
可以通过检测CDC级别的物理性质清楚的看出成核现象的影响。
很多EAO弹性体体抗冲改性剂可以用于本发明的实践中，包括乙烯/辛烯，乙烯/丁烯和乙烯/丙烯共聚物。
ENR 7380为优选的EAO弹性体体抗冲改性剂，原因在于其低Tg值、在190℃和0.1rad/sec条件下测得的低tan delta值和其熔点和10.3℃的HDT值之间的差别的平衡。
在下文所述的组合物中，在双螺杆挤出机中在不含扁平状填充物的条件下将聚丙烯均聚物和乙烯/α-烯烃混合。以每小时30磅的结合进料速度供给聚合物。螺杆以300rpm转动。在初始的进料区之后对料管区(barrel zones)和转换(transition)以及塑模(die)将温度设置为200℃。使用Gala水下造球机(underwater pelletizer)制备小球。
抗冲击改性(impact modification)的结果是如下表6和7所示的弯曲模量和聚丙烯的HDT值的降低。使用70重量％的所选的聚丙烯和30重量％所选的EAO制备所有配方；每个重量百分比都以聚丙烯和EAO的总重量计。8000系列EngageTM弹性体为乙烯和1-辛烯的共聚物。7000系列EngageTM弹性体为乙烯和1-丁烯的共聚物。EngageTM8100具有约为75,000g/mol的Mn值、约为150,000g/mol的Mw值和等于2.0的Mw/Mn值。EngageTM8150具有约为87,000g/mol的Mn值、约为176,000g/mol的Mw值和等于2.0的Mw/Mn值。ENRTM7380具有约为82,000g/mol的Mn值、约为174,000g/mol的Mw值和等于2.1的Mw/Mn值。
表6：抗冲改性对弯曲模量的影响，1％割线模量，MPa
  PD 702均聚物   J707PT共聚物
  弹性体   未改性的聚丙烯   抗冲改性   未改性的聚丙烯   抗冲改性
  Engage 8003   1254.5   732.4   1207.0   723.2
  Engage 8150   1254.5   620.9   1207.0   651.3
  ENR 7467   1254.5   763.1   1207.0   715.0
  ENR7447   1254.5   809.4   1207.0   707.2
  Engage 8200   1254.5   786.6   1207.0   698.8
  ENR 7270   1254.5   757.1   1207.0   729.8
  Engage 8100   1254.5   664.7   1207.0   655.2
  Engage 8842   1254.5   720.8   1207.0   628.7
  平均   731.9   688.6
  平均增长   42％   43％
表6的数据显示了弯曲模量(1％割线模量)的损失百分率在该弹性体组群中没有显著改变。如同在下表7中所示的HDT损失百分比的相似的情况(约25％的HDT，不考虑聚丙烯且不受弹性体控制)。另外，所示的性能是针对纯的由70重量％所选的聚丙烯和30重量％所选的弹性体所组成的聚合物组合物。
表7：抗冲改性对热偏转温度(℃)的影响
  PD 702均聚物   J707PT共聚物
  弹性体   未改性的聚丙烯   抗冲改性   未改性的聚丙烯   抗冲改性
  Engage 8003   87.3   65.5   86.5   65.8
  Engage 8150   87.3   60.3   86.5   62.1
  ENR 7467   87.3   66.0   86.5   67.7
  ENR7447   87.3   67.8   86.5   67.9
  Engage 8200   87.3   67.6   86.5   68.0
  ENR 7270   87.3   64.4   86.5   64.1
  Engage 8100   87.3   63.3   86.5   64.0
  Engage 8842   87.3   67.3   86.5   65.9
  平均   65.3   65.7
  平均增长   25％   24％
扁平状填充物的重要性在于其增强天性(reinforcing nature)。下表8显示了以10重量％的水平添加滑石对每个传统聚丙烯级别的弯曲模量的影响。该表的第二个部分显示了以10重量％和20重量％的水平添加三种不同的滑石是如何增加无规共聚物聚丙烯的弯曲模量的，该无规共聚物聚丙烯通过不同的在聚合物基础上占的30重量％的EAO级别进行抗冲改性。在每种情况中，滑石的重量百分比以聚丙烯、EAO和滑石的总重量计。
本领域技术人员知道如何配制组成(聚丙烯、EAO和填充物成分的百分比)以补偿(compensate)额外的添加剂，例如色母粒和其他的添加剂浓缩物(additive concentrates)。
为了研究单个级别的滑石的影响，使用八种不同级别的EAO和三种不同级别的滑石对两种级别的聚丙烯(均聚物和抗冲共聚物)进行抗冲改性。该聚丙烯级别为35MFR均聚物，Basell Profax PD702，和35MFR抗冲共聚物，J707PT(非均相EPR或PER抗冲聚丙烯，在反应器中制备并由Grand Polymers出售)。
在现有技术所使用的条件下，通过在双螺杆挤出机中供给所选的聚丙烯、所选的弹性体以及所选的滑石该化合物制备该化合物。将聚丙烯和弹性体的比值固定在70重量％的聚丙烯和30重量％的弹性体；每个百分比都以聚丙烯和EAO的总重量计。当通过J707PT制备化合物时，实际上该实践的结果是在最终形成的化合物中存在两种弹性体，第一种弹性体来自两相聚丙烯共聚物，第二种弹性体来自混合。
进入挤出机的聚丙烯和乙烯弹性体的比率被保持恒定在70重量％和30重量％之间。调整聚合物进料，并且增加滑石，使得滑石含量达到目标数量。因此制备含有10重量％的滑石总量的配方，其包含63重量％的聚丙烯和27重量％的弹性体以及10重量％的滑石。相似的，制备具有20重量％的滑石的配方，其包含56重量％的所选的聚丙烯级别、24重量％的所选的弹性体以及20重量％的所选的滑石。
表8：在无核聚丙烯和乙烯α烯烃的混合物中添加10％和20％滑石加载所造成的1％割线模量的增加百分比
  ABT-2500 10％   HAR 3410   Nicron 674   Cimpact 710
  弹性体   均相抗冲聚合物   10％   20％   10％   20％   10％   20％
  EngageTM8003   49.00％   40.00％   51.00％   88.00％   44.00％   63.00％   42.00％   78.00％
  EngageTM8150   49.00％   48.00％   54.00％   88.00％   52.00％   84.00％   59.00％   102.00％
  ENR7467   22.00％   18.00％   27.00％   65.00％   41.00％   60.00％   42.00％   79.00％
  ENR7447   14.00％   16.00％   25.00％   47.00％   48.00％   67.00％   51.00％   84.00％
  EngageTM   21.00％   19.00％   30.00％   59.00％   35.00％   61.00％   40.00％   79.00％
  8200
  ENR7270   40.00％   40.005   43.00％   68.00％   48.00％   71.00％   51.00％   94.00％
  EngageTM8100   37.00％   42.00％   56.00％   95.00％   62.00％   93.00％   63.00％   110.00％
  EngageTM8842   28.00％   30.00％   59.00％   105.00％   57.00％   74.00％   50.00％   92.00％
  平均   32.50％   31.63％   43.13％   76.88％   48.38％   71.63％   49.75％   89.75％
另一种使单个的滑石级别在不同的水平下的响应标准化的表达相同信息的方法是，表达每百分比的装载的滑石引起的弯曲模量的增加百分比的相同信息。该描写被定义为无核弯曲模量效率系数，其无单位且显示在下表9中。
表9：无核弯曲模量效率系数
  ABT-2500 10％   HAR 3410   Nicron 674   Cimpact 710
  弹性体   均相   抗冲聚合物   10％   20％   10％   20％   10％   20％
  EngageTM8003   4.90   4.00   5.10   4.40   4.40   3.15   4.20   3.90
  EngageTM8150   4.90   4.80   5.40   4.40   5.20   4.20   5.90   5.10
  ENR7467   2.20   1.80   2.70   3.25   4.10   3.00   4.20   3.95
  ENR7447   1.40   1.60   2.50   2.35   4.80   3.35   5.10   4.20
  EngageTM8200   2.10   1.90   3.00   2.95   3.50   3.05   4.00   3.95
  ENR7270   4.00   4.00   4.30   3.40   4.80   3.55   5.10   4.70
  EngageTM8100   3.70   4.20   5.60   4.75   6.20   4.65   6.30   5.50
  EngageTM8842   2.80   3.00   5.90   5.25   5.70   3.70   5.00   4.60
  平均   3.25   3.16   4.31   3.84   4.84   3.58   4.98   4.49
可以对增强填充物对HDT的影响进行相似的研究。由于传统级别的聚丙烯的HDT和EAO的HDT之间的差别相对较小，抗冲改性的影响比对高度晶体化全同立构均聚物聚丙烯级别所期望的小，如在下表10中所显示。
表10：无核HDT效率系数
  ABT-2500 10％   HAR 3410   Nicron 674   Cimpact 710
  弹性体   均相   抗冲聚合物   10％   20％   10％   20％   10％   20％
  EngageTM8003   3.00   2.10   3.50   3.10   2.00   2.25   3.50   2.80
  EngageTM8150   2.30   2.80   3.50   2.85   2.70   2.85   3.90   2.90
  ENR7467   1.90   1.50   2.40   2.25   2.40   1.70   2.90   2.35
  ENR7447   2.00   2.10   0.70   1.15   2.50   1.70   2.10   2.30
  EngageTM8200   2.10   2.00   2.00   1.80   2.60   2.10   2.50   2.30
  ENR7270   2.60   2.60   2.90   1.90   3.40   2.25   2.70   2.80
  EngageTM8100   1.70   2.30   3.60   2.55   3.30   2.65   3.60   2.70
  EngageTM8842   1.60   1.70   3.40   3.00   3.50   2.25   3.10   2.55
  平均   2.15   2.14   2.75   2.33   2.80   2.22   3.04   2.59
如在上表9和10中所见，增强填充物可以其增加HDT值(ASTMD634，0.445MPa)和1％割线弯曲模量(ASTM D790)的效率做基准。在这些效率系数的基础上，人们可以比较填充物选择以制备具有与传统树脂，例如PC/ABS，具有相等性能的TPO组合物。在上表所示的扁平状滑石级别中，Cimpact 710提供最好的性能平衡。
上文所述的聚丙烯的级别为无核的。人们已知将TPO组合物与滑石混合会导致聚丙烯的成核现象，其原因在于滑石的巨大的表面积和不规则形状。因此，滑石添加的一些利益是滑石的成核作用。由于出售的大部分高度晶体化全同立构均聚物聚丙烯级别为有核的使得其硬度(弯曲模量)和HDT值增强，所以有核级别和无核级别的性能均被评估。结果显示在下表11中。
对于此项研究，我们选择使用具有35的MFR的高度晶体化均聚物聚丙烯。在最开始，在没有成核剂的情况下制备该级别并将其标记为CDC0501。再次制备该材料，然而此次在减粘裂化聚合物之前添加成核剂。该有核级别被标记为CDC0505。在两种情况下，使用70重量％的相对高度晶体化聚丙烯和30重量％的乙烯/1-丁烯共聚物，ENR7380，但是不向挤出机供给滑石的条件下制备抗冲改性的混合物。在最终的运行中，通过以合适的比率向双螺杆挤出机中加入聚丙烯、弹性体以及滑石将每种高度晶体化聚丙烯制成抗冲改性的、填充滑石的化合物。通过由56重量％聚丙烯、24重量％的ENR 7380和20重量％的滑石组成的进料获得包含20重量％的滑石的组合物。通过由49重量％聚丙烯、21重量％的ENR 7380和30重量％的滑石组成的进料获得包含30重量％的滑石的组合物。最后，通过由42重量％聚丙烯、18重量％的ENR 7380和40重量％的滑石组成的进料获得包含40重量％的滑石的组合物。性能被测量并显示在表11中。
表11：抗冲改性和滑石装载对有核的和无核的高度晶体化全同立构均聚物聚丙烯的结果
  聚丙烯   无核高度晶体化全同立构聚丙烯均聚物   有核高度晶体化全同立构聚丙烯均聚物
  性能   弯曲模量，1％割线模量，psi   热变形温度，℃   弯曲模量，1％割线模量，psi   热变形温度，℃
  只有聚丙烯   241471   110.0   325939   135.9
  抗冲改性的聚丙烯   142057   85.6   171890   96.3
  具有20％滑石的抗冲改性的聚丙烯   265843   124.2   259625   120.5
  具有30％滑   327702   133.2   300046   133.6
  石的抗冲改性的聚丙烯
  具有40％滑石的抗冲改性的聚丙烯   385188   142.5   341231*   136.6*
*添加35％的滑石
通过纯丙烯均聚物形成升高了25.9度的HDT以及升高了几乎85,000psi的弯曲模量可以看出成核现象的好处。在使用占总的聚合物总和(聚丙烯和EAO)的30重量％的ENR 7380进行抗冲改性以制备TPO组合物之后，该好处有所降低。弯曲模量的差值小于30,000psi，且HDT的差值小于11℃。一旦TPO组合物被滑石填充，便失去成核的优势。这些数据估计(allow for)了142057psi的弯曲模量和85.6℃的HDT值的基准以评估增强填充物的增强效果。这是有用的，因为大多数通常的高度晶体化全同立构丙烯均聚物的商业级别全部都是有核的以增加弯曲模量和HDT值。
通过上文所展开的相互关系，可以在基于更广泛可用的有核的高度晶体化全同立构丙烯均聚物的标准配方中筛选可供选择的扁平状增强填充物。聚合物配方为70重量％的有核的高度晶体化全同立构丙烯均聚物和30重量％的EAO弹性体抗冲改性剂。对于下列填充物效率的比较，使用Accpro 9934X聚丙烯和ENR 7380 EAO。所检测的包含分层高岭粘土和源于加拿大源的扁平状滑石的扁平状填充物的若干级别显示在下表12中。
表12：扁平状填充物对EAO改性的PP均聚物的影响
  填充物   填充物装载(重量％)   HDT，0.455MPa(℃)   1％割线模量(psi)
  Polyfil DL-分层高岭   20   100.0   171890
  Polyfill DLX-分层高岭   20   96.7   175195
  Kaopaque 10-5-扁平状高岭   20   94.8   183110
  JetFil 625C-扁平状滑石   20   124.6   229974
  JetFil 700C-扁平状滑石   20   109.6   213846
使用142057psi作为无核、无填充、抗冲改性配方的弯曲模量，且无核弯曲模量效率系数为3，20重量％的填充物装载可将弯曲模量提升至227,291psi。相似的，符合本发明的HDT效率系数为1.5的需求的增强填充物同时具有111.3℃的HDT值。JetFil扁平状滑石级别满足这些需求，而高岭级别不满足。
尽管已经通过前文的特殊实施方案详细叙述了本发明，该细节只是用于例证的初步目的。本领域技术人员可以在不违背本发明的精神和范围的条件下进行许多改变和修改，如在权利要求中所述。

Claims (22)

1.具有大于约110℃的热偏转温度和大于约1930MPa的弯曲模量的聚烯烃组合物，其包含：
A)具有大于约1930MPa的弯曲模量和大于约100℃的热偏转温度的晶体化全同立构丙烯均聚物；
B)具有小于约-30℃的Tg值、在0.1rad/sec和190℃条件下测得的小于约2的tan delta值、大于或等于使用差示扫描量热法测得的乙烯/α-烯烃共聚体的峰值熔融温度的热偏转温度的乙烯/α-烯烃共聚体，以及
C)扁平状填充物，并且
其中，均聚物∶共聚体(A∶B)的重量比值介于约9∶1和约6∶4之间。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中丙烯均聚物具有大于2070MPa的弯曲模量和大于110℃的热偏转温度值。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中丙烯均聚物具有大于2210MPa的弯曲模量和大于120℃的热偏转温度值。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中乙烯/α-烯烃共聚体的α-烯烃为C3-C20α-烯烃。
5.根据权利要求1所述的组合物，其中乙烯/α-烯烃共聚体的α-烯烃选自丙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯。
6.根据权利要求1所述的组合物，其中填充物为扁平状滑石。
7.根据权利要求6所述的组合物，其中该组合物包含足够数量的填充物，使得该组合物具有3或更大的弯曲模量效率系数，和1.5或更大的热偏转温度效率系数。
8.根据权利要求4所述的组合物，其中乙烯/α-烯烃共聚体具有小于-40℃的Tg值。
9.根据权利要求8所述的组合物，其中热偏转温度值和乙烯/α-烯烃共聚体的熔点Tm之间的差值至少为4。
10.根据权利要求8所述的组合物，其中热偏转温度值和乙烯/α-烯烃共聚体的熔点Tm之间的差值至少为8。
11.根据权利要求8所述的组合物，其中在190℃和0.1rad/sec条件下测得的乙烯/α-烯烃共聚体的tan delta值为2或更小。
12.根据权利要求8所述的组合物，其中在190℃和0.1rad/sec条件下测得的乙烯/α-烯烃共聚体的tan delta值为1.8或更小。
13.根据权利要求8所述的组合物，其包含30重量％以组合物总重量计的滑石。
14.成型制品，其包含至少一种通过如权利要求1所述的组合物形成的部件，并且其中该制品选自计算机零件、建筑或建造材料、家用电器、容器、家具、鞋类部件或玩具。
15.根据权利要求14所述的成型制品，其中该制品为计算机零件。
16.根据权利要求14所述的成型制品，其中该制品为建筑或建造材料。
17.根据权利要求1所述的组合物，其进一步包含至少一种添加剂，该添加剂选自色素、阻燃剂、抗刮伤添加剂和抗划伤添加剂或上述物质的组合。
18.根据权利要求14所述的成型制品，其中该组合物进一步包含至少一种添加剂，该添加剂选自色素、阻燃剂、抗刮伤添加剂和抗划伤添加剂或其组合。
19.制备如权利要求1所述的组合物的方法，该方法包括将聚丙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚体在单独的反应器中聚合，并随后使用扁平状填充物将聚丙烯均聚物与乙烯/α-烯烃共聚体混合。
20.根据权利要求1所述的组合物，其中以“丙烯均聚物、乙烯/α-烯烃共聚体和填充物的总重量”计的填充物的重量百分比大于以“丙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚体的总重量”计的乙烯/α-烯烃共聚体的重量百分比。
21.根据权利要求1所述的组合物，其进一步包含一种或多种其它不同的乙烯/α-烯烃共聚体。
22.根据权利要求21所述的组合物，其中以“丙烯均聚物、乙烯/α-烯烃共聚体、一种或多种其它不同的乙烯/α-烯烃共聚体和填充物的总重量”计的填充物的重量百分比大于以“丙烯均聚物、乙烯/α-烯烃共聚体和一种或多种其它不同的乙烯/α-烯烃共聚体的总重量”计的乙烯/α-烯烃共聚体的重量百分比。
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