CN105764971B - 热塑性聚合物组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种符合式(CXX)结构的化合物。本发明还提供了一种热塑性聚合物组合物,其包含聚烯烃聚合物和作为成核剂的符合式(CXX)结构的化合物(CXX)。
Description
技术领域
本申请涉及用于热塑性聚合物的成核剂、包含所述成核剂的热塑性聚合物组合物、由所述热塑性聚合物组合物制成的制品以及用于制备和模制所述热塑性聚合物组合物的方法。
背景技术
在本领域中已知若干种用于热塑性聚合物的成核剂。这些成核剂通常通过在热塑性聚合物由熔融状态凝固时在该热塑性聚合物中形成核或者提供位点用于晶体形成和/或生长来发挥作用。与晶体在原始的、未成核的热塑性聚合物中形成的情况相比,成核剂所提供的核或位点使得晶体可在冷却聚合物中在更高的温度下且/或以更快的速率形成。然后这些效果使得可在比原始的、未成核的热塑性聚合物更短的周期时间内处理成核的热塑性聚合物组合物。
尽管聚合物成核剂可以以相似的方式发挥作用,但是并非所有的成核剂均生成得相同。例如,特定的成核剂可非常有效地提高热塑性聚合物的峰值聚合物再结晶温度(peakpolymer recrystallization temperature),但是由此种成核剂诱发的快速的结晶速率可能造成由包含该成核剂的热塑性聚合物组合物制成的模制部件收缩不一致。此种成核剂还可能在将模制部件的刚度提高至合意程度的方面无效。而且,尽管本领域中已知用于聚乙烯聚合物的成核剂,但是这些成核剂中几乎没有成核剂已显示出以任何商业上显著的程度改善聚乙烯聚合物的物理性质。
鉴于这些性质的复杂的相互关系和多种成核剂在至少一个方面表现出非最佳(less-than-optimal)性能的事实,仍然对下述成核剂有需求:所述成核剂能够制备表现出高峰值聚合物再结晶温度、可调的收缩性与高刚性的更合意组合的热塑性聚合物组合物。本申请的申请人相信,本申请公开的成核剂和热塑性聚合物组合物满足了此种需求。
发明内容
如上所述,本申请总体上涉及成核剂、包含所述成核剂的热塑性聚合物组合物、由所述热塑性聚合物组合物制成的制品(例如,模制品),以及用于制备和模制所述热塑性聚合物组合物的方法。据信,本发明的成核剂和热塑性聚合物组合物特别良好地适于制备表现出合意的物理性质组合的热塑性聚合物制品(例如,模制的热塑性聚合物制品)。特别是,据信,与由非成核的热塑性聚合物制得的制品相比,使用本发明的成核剂和热塑性聚合物组合物制成的制品表现出较高的峰值聚合物再结晶温度和改善的物理性质(如撕裂强度)的合意组合。申请人认为,此种物理性质的组合表明,本发明的成核剂和热塑性聚合物组合物良好地适合用于制备热塑性聚合物制品。
在第一实施方案中,本发明提供了一种热塑性聚合物组合物,其包含:
(a)聚烯烃聚合物;和
(b)成核剂,所述成核剂包含符合式(I)结构的化合物:
(I)
其中,R1选自羟基、卤素、烷基、被取代的烷基、烷氧基、被取代的烷氧基、芳基和被取代的芳基;n是0或1~4的正整数;L是连接基,该连接基包含两个以上原子和至少一个位于该连接基中两个原子之间的双键;v是1~3的正整数;R2是:(i)当L为二价连接基且v为1时,选自烷基、被取代的烷基、环烷基、被取代的环烷基、芳基、被取代的芳基、杂芳基和被取代的杂芳基,(ii)当L为三价连接基且v为1时,选自烷二基(alkanediyl)、被取代的烷二基、环烷二基(cycloalkanediyl)、被取代的环烷二基、芳二基(arenediyl)、被取代的芳二基、杂芳二基(heteroarenediyl)和被取代的杂芳二基,(iii)当L为二价连接基且v为2时,选自烷二基、被取代的烷二基、环烷二基、被取代的环烷二基、芳二基、被取代的芳二基、杂芳二基和被取代的杂芳二基,和(iv)当L为二价连接基且v为3时,选自烷三基(alkanetriyl)、被取代的烷三基、环烷三基(cycloalkanetriyl)、被取代的环烷三基、芳三基(arenetriyl)、被取代的芳三基、杂芳三基(heteroarenetriyl)和被取代的杂芳三基;x为正整数;各个M1为金属阳离子;y为该阳离子的价态;z为正整数;b为0或正整数;当b为正整数时,各个Q1为带负电荷的反离子且a为该带负电荷的反离子的价态;且v、x、y、z、a和b的值满足等式(vx)+(ab)=yz;其中,当L为二价基团、v为1且R2为环烷基或被取代的环烷基时,该环烷基或被取代的环烷基的环部分包含不多于两个稠合在一起的环结构。
在第二实施方案中,本发明提供了符合式(C)结构的化合物:
(C)
其中,R101选自环戊基和符合式(CI)结构的部分;式(CI)为:
R105选自氢和卤素;x为正整数;各个M1为金属阳离子;y为该阳离子的价态;z为正整数;b为0或正整数;当b为正整数时,各个Q1为带负电荷的反离子,且a为该带负电荷的反离子的价态;且x、y、z、a和b的值满足等式x+(ab)=yz。
在第三实施方案中,本发明提供了符合式(CX)结构的化合物:
其中,R111选自环戊基和符合式(CXI)结构的部分;R112选自氢和羟基;式(CXI)为:
R115选自氢、卤素、甲氧基和苯基;x为正整数;各个M1为金属阳离子;y为该阳离子的价态;z为正整数;b为0或正整数;当b为正整数时,各个Q1为带负电荷的反离子,且a为该带负电荷的反离子的价态;且x、y、z、a和b的值满足等式x+(ab)=yz;前提条件为,如果R115为氢,则R112为氢,x为1,M1为锂阳离子,y为1,z为1且b为0;且前提条件为,如果R115为甲氧基,则R112为羟基。
在第四实施方案中,本发明提供了符合式(CXX)结构的化合物:
其中,x为正整数;各个M1为选自碱金属、碱土金属和锌的金属的阳离子;y为该阳离子的价态;z为正整数;b为0或正整数;当b为正整数时,各个Q1为带负电荷的反离子,且a为该带负电荷的反离子的价态;且x、y、z、a和b的值满足等式x+(ab)=yz。
具体实施方式
提供以下定义来限定本申请通篇使用的若干术语。
如本文所用,术语“被取代的烷基”是指通过从烷烃的碳原子上除去氢原子而由被取代的烷烃衍生出的单价官能团。在该定义中,术语“被取代的烷烃”是指从无环的非支化或支化烃衍生出的化合物,其中,(1)该烃的一个或多个氢原子被非氢原子(如卤素原子)或非烷基官能团(如羟基、芳基或杂芳基)替代,且/或(2)该烃的碳-碳链被氧原子(如醚中)、氮原子(如胺中)或硫原子(如硫醚中)间断(interrupt)。
如本文所用,术语“被取代的环烷基”是指通过从环烷烃的碳原子上除去氢原子而由被取代的环烷烃衍生出的单价官能团。在该定义中,术语“被取代的环烷烃”是指从饱和的单环或多环烃(具有或不具有侧链)衍生出的化合物,其中,(1)该烃的一个或多个氢原子被非氢原子(如卤素原子)或非烷基官能团(如羟基、芳基或杂芳基)替代,且/或(2)该烃的碳-碳链被氧原子、氮原子或硫原子间断。
如本文所用,术语“被取代的烷氧基”是指通过从羟基中除去氢原子而由被取代的羟基烷烃衍生出的单价官能团。在该定义中,术语“被取代的羟基烷烃”是指具有与被取代的烷烃键合的一个或多个羟基的化合物,且术语“被取代的烷烃”的定义如上文在被取代的烷基的定义中那样。
如本文所用,术语“被取代的芳基”是指通过从环碳原子上除去氢原子而由被取代的芳烃衍生出的单价官能团。在该定义中,术语“被取代的芳烃”是指由单环或多环芳香烃衍生出的化合物,其中该烃的一个或多个氢原子被非氢原子(如卤素原子)或非烷基官能团(如羟基)替代。
如本文所用,术语“被取代的杂芳基”是指通过从环原子上除去氢原子而由被取代的杂芳烃衍生出的单价官能团。在该定义中,术语“被取代的杂芳烃”是指由单环或多环芳香烃衍生出的化合物,其中:(1)该烃的一个或多个氢原子被非氢原子(如卤素原子)或非烷基官能团(如羟基)替代和(2)该烃的至少一个次甲基(─C=)被三价杂原子替代且/或该烃的至少一个亚乙烯基(─CH=CH─)被二价杂原子替代。
如本文所用,术语“烷二基”是指通过从烷烃除去两个氢原子而由烷烃衍生出的二价官能团。这些氢原子可以从烷烃的同一碳原子上除去(如乙烷-1,1-二基中)或从不同碳原子上除去(如乙烷-1,2-二基中)。
如本文所用,术语“被取代的烷二基”是指通过从烷烃除去两个氢原子而由被取代的烷烃衍生出的二价官能团。这些氢原子可以从被取代的烷烃的同一碳原子上除去(如2-氟代乙烷-1,1-二基中)或从不同碳原子上除去(如1-氟代乙烷-1,2-二基中)。在该定义中,术语“被取代的烷烃”具有与上文被取代的烷基的定义中所述相同的含义。
如本文所用,术语“环烷二基”是指通过从环烷烃除去两个氢原子而由环烷烃衍生出的二价官能团。这些氢原子可以从环烷烃的同一碳原子上除去或从不同碳原子上除去。
如本文所用,术语“被取代的环烷二基”是指通过从环烷烃除去两个氢原子而由被取代的环烷烃衍生出的二价官能团。在该定义中,术语“被取代的环烷烃”具有与上文被取代的环烷基的定义中所述相同的含义。
如本文所用,术语“芳二基”是指通过从环碳原子上除去两个氢原子而由芳烃(单环和多环芳香烃)衍生出的二价官能团。
如本文所用,术语“被取代的芳二基”是指通过从环碳原子上除去两个氢原子而由被取代的芳烃衍生出的二价官能团。在该定义中,术语“被取代的芳烃”是指从单环或多环芳香烃衍生出的化合物,其中该烃的一个或多个氢原子被非氢原子(如卤素原子)或非烷基官能团(如羟基)替代。
如本文所用,术语“杂芳二基”是指通过从环原子上除去两个氢原子而由杂芳烃衍生出的二价官能团。在该定义中,术语“杂芳烃”是指由单环或多环芳香烃衍生出的化合物,其中该烃的至少一个次甲基(─C=)被三价杂原子替代且/或该烃的至少一个亚乙烯基(─CH=CH─)被二价杂原子替代。
如本文所用,术语“被取代的杂芳二基”是指通过从环原子上除去两个氢原子而由被取代的杂芳烃衍生出的二价官能团。在该定义中,术语“被取代的杂芳烃”具有与上文被取代的杂芳基的定义中所述相同的含义。
如本文所用,术语“烷三基”是指通过从烷烃除去三个氢原子而由烷烃衍生出的三价官能团。这些氢原子可以从烷烃的同一碳原子上除去或从不同碳原子上除去。
如本文所用,术语“被取代的烷三基”是指通过从烷烃除去三个氢原子而由被取代的烷烃衍生出的三价官能团。这些氢原子可以从被取代的烷烃的同一碳原子上除去或从不同碳原子上除去。在该定义中,术语“被取代的烷烃”具有与上文被取代的烷基的定义中所述相同的含义。
如本文所用,术语“环烷三基”是指通过从环烷烃除去三个氢原子而由环烷烃衍生出的三价官能团。
如本文所用,术语“被取代的环烷三基”是指通过从环烷烃除去三个氢原子而由被取代的环烷烃衍生出的三价官能团。在该定义中,术语“被取代的环烷烃”具有与上文被取代的环烷基的定义中所述相同的含义。
如本文所用,术语“芳三基”是指通过从环碳原子上除去三个氢原子而由芳烃(单环和多环芳香烃)衍生出的三价官能团。
如本文所用,术语“被取代的芳三基”是指通过从环碳原子上除去三个氢原子而由被取代的芳烃衍生出的三价官能团。在该定义中,术语“被取代的芳烃”具有与上文被取代的芳二基的定义中所述相同的含义。
如本文所用,术语“杂芳三基”是指通过从环原子上除去三个氢原子而由杂芳烃衍生出的三价官能团。在该定义中,术语“杂芳烃”具有与上文杂芳二基的定义中所述相同的含义。
如本文所用,术语“被取代的杂芳三基”是指通过从环原子上除去三个氢原子而由被取代的杂芳烃衍生出的三价官能团。在该定义中,术语“被取代的杂芳烃”具有与上文被取代的杂芳基的定义中所述相同的含义。
在第一实施方案中,本发明提供了一种包含热塑性聚合物和成核剂的热塑性聚合物组合物。热塑性聚合物组合物的热塑性聚合物可以是任何合适的热塑性聚合物。如本文所用,术语“热塑性聚合物”用来指代这样一种聚合物材料,其在暴露于足够的热量时将熔融形成可流动液体并在足够冷却时将返回凝固状态。在其凝固状态时,此种热塑性聚合物表现出结晶性或半结晶性形态。合适的热塑性聚合物包括但不限于:聚烯烃(如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯及其任意组合)、聚酰胺(如尼龙)、聚氨酯、聚酯(如聚对苯二甲酸乙二醇酯)等,以及它们的任意组合。这些热塑性聚合物可以是由新制聚合物(freshly-producedpolymer)、聚合物再粉碎物(polymer regrind)、消费后废物(post-consumer waste)或工业后废物(post-industrial waste)制得的粉末、绒毛(fluff)、鳞片(flake)、颗粒(prill)或丸粒(pellet)的形式。
在某些实施方案中,热塑性聚合物可以是聚烯烃,如聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、聚(4-甲基-1-戊烯)和聚(乙烯基环己烷)。在优选的实施方案中,热塑性聚合物是选自以下的聚烯烃:聚丙烯均聚物(如无规立构聚丙烯、全同立构聚丙烯和间同立构聚丙烯)、聚丙烯共聚物(如聚丙烯无规共聚物)、聚丙烯耐冲击共聚物、聚乙烯、聚乙烯共聚物、聚丁烯、聚(4-甲基-1-戊烯)及其混合物。合适的聚丙烯共聚物包括但不限于:在选自乙烯、丁-1-烯(即,1-丁烯)和己-1-烯(即,1-己烯)的共聚单体的存在下使丙烯聚合而制成的无规共聚物。在此种聚丙烯无规共聚物中,共聚单体可以以任何合适的量存在,但通常以小于约10重量%(如约1重量%~约7重量%)的量存在。合适的聚丙烯耐冲击共聚物包括但不限于:通过将选自乙烯-丙烯橡胶(EPR)、乙烯丙烯-二烯单体(EPDM)、聚乙烯和塑性体的共聚物加成到聚丙烯均聚物或聚丙烯无规共聚物上而制得的那些。在此种聚丙烯耐冲击共聚物中,该共聚物可以以任何合适的量存在,但通常以约5重量%~约25重量%的量存在。
在另一优选实施方案中,热塑性聚合物可以是聚乙烯。合适的聚乙烯包括但不限于:低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯及其组合。在某些优选实施方案中,热塑性聚合物选自线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯及其混合物。在另一优选实施方案中,热塑性聚合物是高密度聚乙烯。
适合用于本发明的高密度聚乙烯聚合物通常具有大于约0.940g/cm3的密度。该聚合物的合适密度没有上限,但高密度聚乙烯聚合物通常具有小于约0.980g/cm3的密度(例如,小于约0.975g/cm3)。
适合用于本发明的高密度聚乙烯聚合物可以是均聚物,或乙烯与一种或多种α-烯烃的共聚物。合适的α-烯烃包括但不限于:1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯和4-甲基-1-戊烯。共聚单体可以以任何合适的量存在于共聚物中,如约5重量%以下的量(如约3摩尔%以下)。如本领域普通技术人员所理解的那样,对该共聚物合适的共聚单体的量主要受该共聚物的最终用途以及该最终用途所要求的所需或合意的聚合物性质支配。
适合用于本发明的高密度聚乙烯聚合物可通过任何合适的方法制得。例如,聚合物可以通过例如美国专利第2,816,883号(Larchar等人)描述的采用非常高的压力的自由基方法制得,但聚合物通常在“低压”催化方法中制得。关于这一点,术语“低压”用来表示在低于6.9MPa(如1,000psig)、如1.4~6.9MPa(200~1,000psig)的压力下进行的方法。合适的低压催化方法的实例包括但不限于:溶液聚合方法(即,其中使用用于聚合物的溶剂进行聚合的方法)、淤浆聚合方法(即,其中使用聚合物不在其中溶解或溶胀的烃液体进行聚合的方法)、气相聚合方法(如不使用液体介质或稀释剂进行聚合的方法)或分级反应器聚合方法。合适的气相聚合方法还包括所谓的“冷凝模式(condensated mode)”或“超冷凝模式(super-condensated mode)”方法,其中将液体烃引入流化床中从而提高对聚合方法中产生的热量的吸收。在这些冷凝模式和超冷凝模式方法中,液体烃通常在再循环液流中冷凝并在反应器中再利用。分级反应器方法可以利用串联、并联或者串联或并联的组合连接的淤浆方法反应器(釜或环管)的组合,从而使催化剂(如铬催化剂)暴露在多于一组反应器条件中。分级反应器方法还可以通过组合串联的两个环管、组合串联的一个或多个釜和环管、使用串联的多个气相反应器或环管-气相配置来实施。由于其使催化剂暴露于不同组的反应器条件的能力,分级反应器方法常用来制备多峰(multimodal)聚合物,如下文所述的那些。合适的方法还包括其中进行预聚合步骤的那些方法。在这种预聚合步骤中,催化剂通常在较小的独立反应器中于温和条件下暴露于助催化剂和乙烯,并使聚合反应进行直至催化剂占所得组合物的相对少量(如总重量的约5%~约30%)。然后将这种预聚合的催化剂引入其中将要进行聚合的大型反应器中。
适合用于本发明的高密度聚乙烯聚合物可以使用任何合适的催化剂或催化剂组合来制备。合适的催化剂包括过渡金属催化剂,如负载型还原氧化钼、氧化铝上钼酸钴、氧化铬和过渡金属卤化物。氧化铬催化剂通常通过将铬化合物浸渍于多孔的、高表面积氧化物载体(如二氧化硅)上并随后在500℃~900℃的干燥空气中焙烧而制备。这将铬转化为六价表面铬酸酯或重铬酸酯。氧化铬催化剂可以与烷基金属助催化剂(如烷基硼、烷基铝、烷基锌和烷基锂)联合使用。氧化铬的载体包括二氧化硅、二氧化硅-二氧化钛、二氧化硅-氧化铝、氧化铝和铝磷酸盐(aluminophosphates)。氧化铬催化剂的另一些实例包括通过将较低价的有机铬化合物(如双(芳烃)Cr0、烯丙基Cr2+和Cr3+、Cr2+和Cr4+的β稳定化的烷基和双(环戊二烯基)Cr2+)沉积在氧化铬催化剂(例如上文所述的那些)上而制得的那些催化剂。合适的过渡金属催化剂还包括负载型铬催化剂,如基于二茂铬或甲硅烷基铬酸酯(如双(三苯基甲硅烷基)铬酸酯)的那些。这些铬催化剂可以负载于任何合适的高表面积载体上,如上文对氧化铬催化剂所述的那些,通常使用二氧化硅。负载型铬催化剂还可以与助催化剂联合使用,如上文对氧化铬催化剂所列的烷基金属助催化剂。合适的过渡金属卤化物催化剂包括卤化钛(III)(如氯化钛(III))、卤化钛(IV)(如氯化钛(IV))、卤化钒、卤化锆及其组合。这些过渡金属卤化物通常负载于高表面积固体上,如氯化镁。过渡金属卤化物催化剂通常与烷基铝助催化剂联合使用,如三甲基铝(即,Al(CH3)3)或三乙基铝(即,Al(C2H5)3)。这些过渡金属卤化物还可用于分级反应器方法中。合适的催化剂还包括茂金属催化剂,如环戊二烯基卤化钛(如环戊二烯基氯化钛)、环戊二烯基卤化锆(如环戊二烯基氯化锆)、环戊二烯基卤化铪(如环戊二烯基氯化铪)及其组合。基于与茚基或芴基配体络合的过渡金属的茂金属催化剂也是已知的,并且可用于制备适合用于本发明的高密度聚乙烯聚合物。该催化剂通常包含多个配体,并且该配体可以被各种基团(如正丁基)取代或被用桥接基团(如─CH2CH2─或>SiPh2)连接。茂金属催化剂通常与助催化剂联合使用,如甲基铝氧烷(即,(Al(CH3)xOy)n)。其它助催化剂包括美国专利第5,919,983号(Rosen等人)、美国专利第6,107,230号(McDaniel等人)、美国专利第6,632,894号(McDaniel等人)和美国专利第6,300,271号(McDaniel等人)中描述的那些。适合用于制备高密度聚乙烯的其它“单中心”催化剂包括二亚胺络合物,如美国专利第5,891,963号(Brookhart等人)中描述的那些。
适合用于本发明的高密度聚乙烯聚合物可以具有任何合适的分子量(如重均分子量)。例如,高密度聚乙烯的重均分子量可以是20,000g/mol~约1,000,000g/mol以上。如本领域普通技术人员可理解的,高密度聚乙烯的合适的重均分子量将至少部分取决于该聚合物预定的特定应用或最终用途。例如,旨在用于吹塑应用的高密度聚乙烯聚合物的重均分子量可以是约100,000g/mol~约1,000,000g/mol。旨在用于管应用或膜应用的高密度聚乙烯聚合物的重均分子量可以是约100,000g/mol~约500,000g/mol。旨在用于注射成型应用的高密度聚乙烯聚合物的重均分子量可以是约20,000g/mol~约80,000g/mol。旨在用于电线绝缘应用、电缆绝缘应用、带应用或细丝(filament)应用的高密度聚乙烯聚合物的重均分子量可以是约80,000g/mol~约400,000g/mol。旨在用于滚塑应用的高密度聚乙烯聚合物的重均分子量可以是约50,000g/mol~约150,000g/mol。
适合用于本发明的高密度聚乙烯聚合物还可以具有任何合适的多分散性,所述多分散性被定义为通过将该聚合物的重均分子量除以该聚合物的数均分子量而获得的值。例如,高密度聚乙烯聚合物的多分散性可以大于2~约100。如本领域技术人员所理解的,聚合物的多分散性很大程度上受用来制备该聚合物的催化剂体系的影响,其中茂金属和其它“单中心”催化剂通常制备多分散性相对较低且分子量分布较窄的聚合物,而其它过渡金属催化剂(如铬催化剂)制备多分散性较高且分子量分布较宽的聚合物。适合用于本发明的高密度聚乙烯聚合物还可以具有多峰(如双峰)分子量分布。例如,聚合物可以具有分子量相对较低的第一级分(fraction)和分子量相对较高的第二级分。聚合物中各级分的重均分子量之间的差值可以是任何合适的量。事实上,重均分子量之间的差值不必大到足以可使用凝胶渗透色谱法(GPC)来分辨(resolve)两个分子量不同的级分。然而,在某些多峰聚合物中,各级分的重均分子量之间的差值可以是大到足以可从该聚合物的GPC曲线分辨出两个以上不同的峰。关于这一点,术语“不同的(distinct)”并不一定表示与各个级分相对应的GPC曲线部分不重叠,而是仅意在表示各个级分的不同的峰可以从该聚合物的GPC曲线中分辨出来。适合用于本发明的多峰聚合物可以使用任何合适的方法制备。如上所述,所述多峰聚合物可使用分级反应器方法来制备。一个合适的实例是加入一系列搅拌釜的分级溶液方法。或者,多峰聚合物可以使用催化剂组合在单个反应器中制得,其中各个催化剂被设计为制备具有不同重均分子量的聚合物。
适合用于本发明的高密度聚乙烯聚合物可以具有任何合适的熔融指数。例如,高密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约0.01dg/分钟~约40dg/分钟。如重均分子量一样,本领域普通技术人员理解高密度聚乙烯聚合物的合适的熔融指数将至少部分取决于该聚合物预定的特定应用或最终用途。因此,例如,旨在用于吹塑应用的高密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约0.01dg/分钟~约1dg/分钟。旨在用于吹制膜应用的高密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约0.5dg/分钟~约3dg/分钟。旨在用于流延膜应用的高密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约2dg/分钟~约10dg/分钟。旨在用于管应用的高密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约2dg/分钟~约40dg/分钟。旨在用于注射成型应用的高密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约2dg/分钟~约80dg/分钟。旨在用于滚塑应用的高密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约0.5dg/分钟~约10dg/分钟。旨在用于带应用的高密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约0.2dg/分钟~约4dg/分钟。旨在用于细丝应用的高密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约1dg/分钟~约20dg/分钟。聚合物的熔融指数使用ASTM标准D1238-04c测量。
适合用于本发明的高密度聚乙烯聚合物通常不包含大量的长链支化。术语“长链支化”用来指代与聚合物链相连并具有足以影响该聚合物的流变性的长度的支链(branch)(如长度为130个碳以上的支链)。如果需要,对于其中要使用聚合物的应用,高密度聚乙烯聚合物可以包含少量的长链支化。然而,适合用于本发明的高密度聚乙烯聚合物通常包含极少量的长链支化(如,少于约1个长链支链/10,000个碳、少于约0.5个长链支链/10,000个碳、少于约0.1个长链支链/10,000个碳或少于约0.01个长链支链/10,000个碳)。
适合用于本发明的中密度聚乙烯聚合物的密度通常为约0.926g/cm3~约0.940g/cm3。术语“中密度聚乙烯”用来指代以下乙烯聚合物:该乙烯聚合物的密度介于高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯之间,且至少与通过乙烯在高压下自由基聚合制得的低密度聚乙烯聚合物中存在的长支链相比包含相对较短的支链。
适合用于本发明的中密度聚乙烯聚合物通常为乙烯与至少一种α烯烃(如1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯和4-甲基-1-戊烯)的共聚物。α烯烃共聚单体可以以任何合适的量存在,但通常以小于约8重量%的量(如小于约5摩尔%)存在。如本领域普通技术人员所理解的,对共聚物而言合适的共聚单体的量主要受共聚物的最终用途和该最终用途所要求的所需或合意的聚合物性质支配。
适合用于本发明的中密度聚乙烯聚合物可以通过任何合适的方法制得。与高密度聚乙烯聚合物一样,中密度聚乙烯聚合物通常在“低压”催化方法中制得,如以上关于适合用于本发明的高密度聚乙烯聚合物描述的任何方法。合适方法的实例包括但不限于气相聚合方法、溶液聚合方法、淤浆聚合方法和分级反应器方法。合适的分级反应器方法可以包括以上所述的气相、溶液和淤浆聚合方法的任何合适的组合。与高密度聚乙烯聚合物一样,分级反应器方法常常用于制备多峰聚合物。
适合用于本发明的中密度聚乙烯聚合物可以使用任何合适的催化剂或催化剂组合制得。例如,聚合物可以使用齐格勒催化剂制得,如与有机铝化合物(如三乙基铝)组合使用的过渡金属(如钛)卤化物或酯。这些齐格勒催化剂可以负载于例如氯化镁、二氧化硅、氧化铝或氧化镁上。适合用于本发明的中密度聚乙烯聚合物还可以使用所谓的“双功能齐格勒催化剂(dual Ziegler catalyst)”制得,该催化剂包含用于使乙烯二聚化为1-丁烯的一种催化剂物质(如钛酯和三乙基铝的组合)和用于使乙烯与生成的1-丁烯共聚的另一催化剂(如负载于氯化镁上的氯化钛)。适合用于本发明的中密度聚乙烯聚合物还可以使用氧化铬催化剂制得,例如通过以下方法制得的那些:将铬化合物沉积在二氧化硅-二氧化钛载体上,将所得的催化剂在氧气和空气的混合物中氧化,然后将该催化剂用一氧化碳还原。这些氧化铬催化剂通常与诸如三烷基硼或三烷基铝化合物等助催化剂联合使用。氧化铬催化剂还可以与诸如钛卤化物类或钛酯类催化剂等齐格勒催化剂联合使用。适合用于本发明的中密度聚乙烯聚合物还可以使用负载型铬催化剂制得,如以上在适合用于制备高密度聚乙烯的催化剂的论述中所述的那些。适合用于本发明的中密度聚乙烯聚合物还可以使用茂金属催化剂制备。可以使用若干种不同的茂金属催化剂。例如,茂金属催化剂可以包含锆、钛或铪与两个环戊二烯基环和甲基铝氧烷的双(茂金属)络合物。与高密度聚乙烯制备中使用的催化剂一样,配体可以被各种基团(如正丁基)取代或被用桥接基团连接。可使用的另一类茂金属催化剂由锆或钛与全氟化硼芳香族化合物(boronaromatic compound)阴离子的双(茂金属)络合物构成。可使用的第三类茂金属催化剂被称为几何限定催化剂(constrained-geometry catalyst),并包含钛或锆的单环戊二烯基衍生物,其中环戊二烯基环中的一个碳原子通过桥接基团与金属原子连接。这些络合物通过使其与甲基铝氧烷反应或通过与非配位阴离子(如B(C6F5)4 -或B(C6F5)3CH3 -)形成离子络合物而激活。可使用的第四类茂金属催化剂为包含一个环戊二烯基配体与另一配体(如膦亚胺或─O─SiR3)的组合的过渡金属(如钛)的茂金属类络合物。此类茂金属催化剂还可用甲基铝氧烷或硼化合物激活。适合用于制备适合用于本发明的中密度聚乙烯的其它催化剂包括但不限于美国专利第6,649,558号中公开的催化剂。
适合用于本发明的中密度聚乙烯聚合物可以具有任何合适的组成均匀性,其是用来描述聚合物的共聚物分子中支化的均匀性的术语。许多市售可得的中密度聚乙烯聚合物具有相对较低的组成均匀性,其中聚合物的高分子量级分包含相对较少的α烯烃共聚单体并具有相对较小的支化,而聚合物的低分子量级分包含相对较高量的α烯烃共聚单体并具有相对较大量的支化。或者,另一组中密度聚乙烯聚合物具有相对较低的组成均匀性,其中聚合物的高分子量级分包含相对较高量的α烯烃共聚单体,而聚合物的低分子量级分包含相对较少的α烯烃共聚单体。聚合物的组成均匀性可以使用任何合适的方法测量,如升温洗脱分级法(temperature rising elution fractionation)。
适合用于本发明的中密度聚乙烯聚合物可以具有任何合适的分子量。例如,聚合物的重均分子量可以是约50,000g/mol~约200,000g/mol。如本领域普通技术人员所理解的,中密度聚乙烯的合适的重均分子量将至少部分取决于该聚合物预定的特定应用或最终用途。
适合用于本发明的中密度聚乙烯聚合物还可以具有任何合适的多分散性。许多市售可得的中密度聚乙烯聚合物的多分散性为约2~约30。适合用于本发明的中密度聚乙烯聚合物还可以具有多峰(如双峰)分子量分布。例如,聚合物可以具有分子量相对较低的第一级分和分子量相对较高的第二级分。与适合用于本发明的高密度聚乙烯聚合物一样,多峰中密度聚乙烯聚合物中各级分的重均分子量之间的差值可以是任何合适的量。事实上,重均分子量之间的差值不必大得足以可使用凝胶渗透色谱法(GPC)来分辨两个分子量不同的级分。然而,在某些多峰聚合物中,各级分的重均分子量之间的差值可以是大得足以可以从该聚合物的GPC曲线中分辨出两个以上不同峰。关于这一点,术语“不同的”并不一定表示与各个级分相对应的GPC曲线部分不重叠,而是仅意在表示各个级分的不同峰可以从该聚合物的GPC曲线中分辨出来。适合用于本发明的多峰聚合物可以使用任何合适的方法制备。如上所述,多峰聚合物可以使用分级反应器方法制备。一个合适的实例是加入一系列搅拌釜的分级溶液方法。或者,多峰聚合物可以使用催化剂组合在单个反应器中制得,其中各个催化剂被设计为制备具有不同重均分子量的聚合物。
适合用于本发明的中密度聚乙烯聚合物可以具有任何合适的熔融指数。例如,中密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约0.01dg/分钟~约200dg/分钟。如重均分子量一样,本领域普通技术人员理解中密度聚乙烯聚合物的合适的熔融指数将至少部分取决于该聚合物预定的特定应用或最终用途。因此,例如,旨在用于吹塑应用或管应用的中密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约0.01dg/分钟~约1dg/分钟。旨在用于吹制膜应用的中密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约0.5dg/分钟~约3dg/分钟。旨在用于流延膜应用的中密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约2dg/分钟~约10dg/分钟。旨在用于注射成型应用的中密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约6dg/分钟~约200dg/分钟。旨在用于滚塑应用的中密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约4dg/分钟~约7dg/分钟。旨在用于电线和电缆绝缘应用的中密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约0.5dg/分钟~约3dg/分钟。聚合物的熔融指数使用ASTM标准D1238-04c测量。
适合用于本发明的中密度聚乙烯聚合物通常不包含显著量的长链支化。例如,适合用于本发明的中密度聚乙烯聚合物通常包含少于约0.1个长链支链/10,000个碳原子(如少于约0.002个长链支链/100个乙烯单元)或少于约0.01个长链支链/10,000个碳原子。
适合用于本发明的线性低密度聚乙烯聚合物的密度通常为约0.925g/cm3以下(如约0.910g/cm3~0.925g/cm3)。术语“线性低密度聚乙烯”用来指代如下的较低密度的乙烯聚合物:至少与通过乙烯在高压下的自由基聚合制得的低密度聚乙烯聚合物中存在的长支链相比,其包含相对较短的支链。
适合用于本发明的线性低密度聚乙烯聚合物通常为乙烯与至少一种α烯烃(如1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯和4-甲基-1-戊烯)的共聚物。α烯烃共聚单体可以以任何合适的量存在,但通常以少于约6摩尔%的量(如约2摩尔%~约5摩尔%)存在。如本领域普通技术人员所理解的,对共聚物而言合适的共聚单体的量主要受共聚物的最终用途和该最终用途所要求的所需或合意的聚合物性质支配。
适合用于本发明的线性低密度聚乙烯聚合物可以通过任何合适的方法制得。与高密度聚乙烯聚合物一样,线性低密度聚乙烯聚合物通常在“低压”催化方法中制得,如以上关于适合用于本发明的高密度聚乙烯聚合物描述的任何方法。合适方法的实例包括但不限于气相聚合方法、溶液聚合方法、淤浆聚合方法和分级反应器方法。合适的分级反应器方法可以包括以上所述的气相、溶液和淤浆聚合方法的任何合适的组合。与高密度聚乙烯聚合物一样,分级反应器方法常常用于制备多峰聚合物。
适合用于本发明的线性低密度聚乙烯聚合物可以使用任何合适的催化剂或催化剂组合制得。例如,聚合物可以使用齐格勒催化剂制得,如与有机铝化合物(如三乙基铝)组合使用的过渡金属(如钛)卤化物或酯。这些齐格勒催化剂可以负载于例如氯化镁、二氧化硅、氧化铝或氧化镁上。适合用于本发明的线性低密度聚乙烯聚合物还可以使用所谓的“双功能齐格勒催化剂”制得,该催化剂包含用于使乙烯二聚化为1-丁烯的一种催化剂物质(如钛酯和三乙基铝的组合)和用于使乙烯与生成的1-丁烯共聚的另一催化剂(如负载于氯化镁上的氯化钛)。适合用于本发明的线性低密度聚乙烯聚合物还可以使用氧化铬催化剂制得,例如通过以下方法制得的那些:将铬化合物沉积在二氧化硅-二氧化钛载体上,将所得的催化剂在氧气和空气的混合物中氧化,然后将该催化剂用一氧化碳还原。这些氧化铬催化剂通常与诸如三烷基硼或三烷基铝化合物等助催化剂联合使用。氧化铬催化剂还可以与诸如钛卤化物类或钛酯类催化剂等齐格勒催化剂联合使用。适合用于本发明的线性低密度聚乙烯聚合物还可以使用负载型铬催化剂制得,如以上在适合用于制备高密度聚乙烯的催化剂的论述中所述的那些。适合用于本发明的线性低密度聚乙烯还可以使用茂金属催化剂制备。可以使用若干种不同的茂金属催化剂。例如,茂金属催化剂可以包含锆、钛或铪与两个环戊二烯基环和甲基铝氧烷的双(茂金属)络合物。与高密度聚乙烯制备中使用的催化剂一样,配体可以被各种基团(如正丁基)取代或被用桥接基团连接。可使用的另一类茂金属催化剂由锆或钛与全氟化硼芳香族化合物阴离子的双(茂金属)络合物构成。可使用的第三类茂金属催化剂被称为几何限定催化剂,并包含钛或锆的单环戊二烯基衍生物,其中环戊二烯基环中的一个碳原子通过桥接基团与金属原子连接。这些络合物通过使其与甲基铝氧烷反应或通过与非配位阴离子(如B(C6F5)4 -或B(C6F5)3CH3 -)形成离子络合物而激活。可使用的第四类茂金属催化剂为包含一个环戊二烯基配体与另一配体(如膦亚胺或─O─SiR3)的组合的过渡金属(如钛)的茂金属类络合物。此类茂金属催化剂还可用甲基铝氧烷或硼化合物激活。适合用于制备适合用于本发明的线性低密度聚乙烯的其它催化剂包括但不限于美国专利第6,649,558号中公开的催化剂。
适合用于本发明的线性低密度聚乙烯聚合物可以具有任何合适的组成均匀性,其是用来描述聚合物的共聚物分子中支化的均匀性的术语。许多市售可得的线性低密度聚乙烯聚合物具有相对较低的组成均匀性,其中聚合物的高分子量级分包含相对较少的α烯烃共聚单体并具有相对较小的支化,而聚合物的低分子量级分包含相对较高量的α烯烃共聚单体并具有相对较大量的支化。或者,另一组线性低密度聚乙烯聚合物具有相对较低的组成均匀性,其中聚合物的高分子量级分包含相对较高量的α烯烃共聚单体,而聚合物的低分子量级分包含相对较少的α烯烃共聚单体。聚合物的组成均匀性可以使用任何合适的方法测量,如升温洗脱分级法。
适合用于本发明的线性低密度聚乙烯聚合物可以具有任何合适的分子量。例如,聚合物的重均分子量可以是约20,000g/mol~约250,000g/mol。如本领域普通技术人员所理解的,线性低密度聚乙烯的合适的重均分子量将至少部分取决于该聚合物预定的特定应用或最终用途。
适合用于本发明的线性低密度聚乙烯聚合物还可以具有任何合适的多分散性。许多市售可得的线性低密度聚乙烯聚合物具有相对较窄的分子量分布,并具有相对较低的多分散性,如约2~约5(如约2.5~约4.5或约3.5~约4.5)。适合用于本发明的线性低密度聚乙烯聚合物还可以具有多峰(如双峰)分子量分布。例如,聚合物可以具有分子量相对较低的第一级分和分子量相对较高的第二级分。与适合用于本发明的高密度聚乙烯聚合物一样,多峰线性低密度聚乙烯聚合物中各级分的重均分子量之间的差值可以是任何合适的量。事实上,重均分子量之间的差值不必大得足以可使用凝胶渗透色谱法(GPC)来分辨两个分子量不同的级分。然而,在某些多峰聚合物中,各级分的重均分子量之间的差值可以是大得足以可以从该聚合物的GPC曲线中分辨出两个以上不同的峰。关于这一点,术语“不同的”并不一定表示与各个级分相对应的GPC曲线部分不重叠,而是仅意在表示各个级分的不同峰可以从该聚合物的GPC曲线中分辨出来。适合用于本发明的多峰聚合物可以使用任何合适的方法制备。如上所述,多峰聚合物可以使用分级反应器方法制备。一个合适的实例是加入一系列搅拌釜的分级溶液方法。或者,多峰聚合物可以使用催化剂组合在单个反应器中制得,其中各个催化剂被设计为制备具有不同重均分子量的聚合物。
适合用于本发明的线性低密度聚乙烯聚合物可以具有任何合适的熔融指数。例如,线性低密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约0.01dg/分钟~约200dg/分钟。如重均分子量一样,本领域普通技术人员理解线性低密度聚乙烯聚合物的合适的熔融指数将至少部分取决于该聚合物预定的特定应用或最终用途。因此,例如,旨在用于吹塑应用或管应用的线性低密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约0.01dg/分钟~约1dg/分钟。旨在用于吹制膜应用的线性低密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约0.5dg/分钟~约3dg/分钟。旨在用于流延膜应用的线性低密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约2dg/分钟~约10dg/分钟。旨在用于注射成型应用的线性低密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约6dg/分钟~约200dg/分钟。旨在用于滚塑应用的线性低密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约4dg/分钟~约7dg/分钟。旨在用于电线和电缆绝缘应用的线性低密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约0.5dg/分钟~约3dg/分钟。聚合物的熔融指数使用ASTM标准D1238-04c测量。
适合用于本发明的线性低密度聚乙烯聚合物通常不包含显著量的长链支化。例如,适合用于本发明的线性低密度聚乙烯聚合物通常包含少于约0.1个长链支链/10,000个碳原子(如少于约0.002个长链支链/100个乙烯单元)或少于约0.01个长链支链/10,000个碳原子。
适合用于本发明的低密度聚乙烯聚合物的密度通常为小于0.935g/cm3,并且与高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯相比,该聚合物中具有相对大量的长链支化。
适合用于本发明的低密度聚乙烯聚合物可以是乙烯均聚物或乙烯与极性共聚单体的共聚物。合适的极性共聚单体包括但不限于乙酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸。这些共聚单体可以以任何合适的量存在,在某些应用中使用的共聚单体含量最高达20重量%。如本领域技术人员理解的,适合用于聚合物的共聚单体的量主要受该聚合物的最终用途和该最终用途所要求的所需或合意的聚合物性质支配。
适合用于本发明的低密度聚乙烯聚合物可以通过任何合适的方法制得,但通常所述聚合物通过乙烯在高压(如约81MPa~约276MPa)和高温(如约130℃~约330℃)下的自由基引发聚合制得。此种方法中可使用任何合适的自由基引发剂,最为常见的是过氧化物和氧气。自由基聚合机制引起聚合物中短链支化,还引起可将低密度聚乙烯与其它乙烯聚合物(如高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯)区分开的相对高度的长链支化。聚合反应通常在高压釜反应器(如搅拌高压釜反应器)、管式反应器或串联设置的此种反应器的组合中进行。
适合用于本发明的低密度聚乙烯聚合物可以具有任何合适的分子量。例如,聚合物的重均分子量可以是约30,000g/mol~约500,000g/mol。如本领域普通技术人员所理解的,低密度聚乙烯的合适的重均分子量将至少部分取决于该聚合物预定的特定应用或最终用途。例如,旨在用于吹塑应用的低密度聚乙烯聚合物的重均分子量可以是约80,000g/mol~约200,000g/mol。旨在用于管应用的低密度聚乙烯聚合物的重均分子量可以是约80,000g/mol~约200,000g/mol。旨在用于注射成型应用的低密度聚乙烯聚合物的重均分子量可以是约30,000g/mol~约80,000g/mol。旨在用于膜应用的低密度聚乙烯聚合物的重均分子量可以是约60,000g/mol~约500,000g/mol。
适合用于本发明的低密度聚乙烯聚合物可以具有任何合适的熔融指数。例如,低密度聚乙烯聚合物的熔融指数可以是约0.2dg/分钟~约100dg/分钟。如上所述,聚合物的熔融指数使用ASTM标准D1238-04c测量。
如上所述,低密度聚乙烯与其它乙烯聚合物之间的主要区别之一是聚合物内的相对高度的长链支化。适合用于本发明的低密度聚乙烯聚合物可表现出任何合适量的长链支化,如约0.01个以上长链支链/10,000个碳原子、约0.1个以上长链支链/10,000个碳原子、约0.5个以上长链支链/10,000个碳原子、约1个以上长链支链/10,000个碳原子、或约4个以上长链支链/10,000个碳原子。虽然对适合用于本发明的低密度聚乙烯聚合物中可存在的长链支化的最大程度没有严格限制,但许多低密度聚乙烯聚合物中的长链支化小于约100个长链支链/10,000个碳原子。
热塑性聚合物组合物还包含成核剂。如本文所用,术语“成核剂”用来指代如下化合物或添加剂:在聚合物从熔融状态凝固时,所述化合物或添加剂在该聚合物中形成核或者提供位点用于晶体形成和/或生长。在第一实施方案中,成核剂包含符合式(I)结构的化合物:
在式(I)的结构中,R1选自羟基、卤素、烷基、被取代的烷基、烷氧基、被取代的烷氧基、芳基和被取代的芳基。变量n是0或1~4的正整数。L是连接基,该连接基包含两个以上原子和至少一个位于该连接基中两个原子之间的双键。变量v是1~3的正整数。R2是:(i)当L为二价连接基且v为1时,选自烷基、被取代的烷基、环烷基、被取代的环烷基、芳基、被取代的芳基、杂芳基和被取代的杂芳基,(ii)当L为三价连接基且v为1时,选自烷二基、被取代的烷二基、环烷二基、被取代的环烷二基、芳二基、被取代的芳二基、杂芳二基和被取代的杂芳二基,(iii)当L为二价连接基且v为2时,选自烷二基、被取代的烷二基、环烷二基、被取代的环烷二基、芳二基、被取代的芳二基、杂芳二基和被取代的杂芳二基,和(iv)当L为二价连接基且v为3时,选自烷三基、被取代的烷三基、环烷三基、被取代的环烷三基、芳三基、被取代的芳三基、杂芳三基和被取代的杂芳三基。变量x为正整数。各个M1为金属阳离子;变量y为该阳离子的价态;且变量z为正整数。变量b为0或正整数。当b为正整数时,各个Q1为带负电荷的反离子且a为该带负电荷的反离子的价态。v、x、y、z、a和b的值满足等式(vx)+(ab)=yz。在式(I)的结构中,当L为二价基团、v为1且R2为环烷基或被取代的环烷基时,该环烷基或被取代的环烷基的环部分包含不多于两个稠合在一起的环结构。
在优选的实施方案中,R1为卤素或羟基,特别优选的是n=1。在更具体的实施方案中,n可以为1,R1可以为羟基并且在羧基的邻位上与芳环连接。在另一优选的实施方案中,n为0,表示被羧基取代的芳环上未被R1基团取代。
L是包含两个以上原子和至少一个位于该连接基中两个原子之间的双键的连接基。在连接基中两个原子之间具有至少一个双键的情况下,该连接基中的两个原子为sp2杂化,并且这些原子中至少一个原子周围的键角之和为约360°。连接基中双键的存在限制了双键周围的分子的旋转,并且不希望受限于任何特定理论,据认为可将该化合物保持在更有利于聚合物成核的构型中。在一系列优选实施方案中,L选自符合下式(LA)~(LF)之一的结构的部分:
从这些结构可以看出,合适的连接基包含至少两个原子和位于该连接基中两个原子之间的双键。用这些L基团中的每一个,可以将连接基的任何合适的末端与被羧基取代的芳环连接,并可将其它末端与基团R2连接。在优选的实施方案中,L为选自符合式(LA)和(LD)的结构的部分。在特别优选的实施方案中,L为符合式(LA)的结构的部分。在此种实施方案中,该部分可以具有与被羧基取代的芳环或基团R2键合的氮原子。
基团R2可以是单价、二价或三价部分。R2的价态取决于连接基L的价态和化合物中被羧基取代的芳环的数目。因此,当L为二价连接基时,v是1,且R2可以选自符合下式(AA)~(AG)之一的结构的部分。式(AA)的结构为:
在式(AA)的结构中,变量d为0或1~5的正整数,各个R10独立地选自卤素、烷基、被取代的烷基、烷氧基、被取代的烷氧基、芳基和被取代的芳基。式(AB)的结构为:
在式(AB)的结构中,变量h为0或1~10的正整数,各个R13独立地选自卤素、烷基、被取代的烷基、烷氧基、被取代的烷氧基、芳基和被取代的芳基。式(AC)的结构为:
在式(AC)的结构中,变量e为0或1~8的正整数,各个R15独立地选自卤素、烷基、被取代的烷基、烷氧基、被取代的烷氧基、芳基和被取代的芳基。式(AD)的结构为:
在式(AD)的结构中,变量g为0或1~6的正整数,各个R20独立地选自卤素、烷基、被取代的烷基、烷氧基、被取代的烷氧基、芳基和被取代的芳基。式(AE)的结构为:
在式(AE)的结构中,变量j为0或1~4的正整数,各个R25独立地选自卤素、烷基、被取代的烷基、烷氧基、被取代的烷氧基、芳基和被取代的芳基。式(AF)的结构为:
在式(AF)的结构中,变量X1、X2、X3、X4和X5独立地选自碳原子和氮原子,前提条件是X1、X2、X3、X4和X5中的至少1个但不多于3个是氮原子;t为0或等于5-X的正整数,其中,X为氮原子的数目;且各个R27独立地选自卤素、烷基、被取代的烷基、烷氧基、被取代的烷氧基、芳基和被取代的芳基。式(AG)的结构为:
在式(AG)的结构中,变量X6选自碳原子、氧原子、硫原子和仲胺基团,X7、X8和X9独立地选自碳原子和氮原子,X6、X7、X8和X9中的至少1个但不多于3个是非碳原子;u为0或等于4-Y的正整数,其中,Y为环结构中非碳原子的数目;且各个R29独立地选自卤素、氰基、烷基、被取代的烷基、烷氧基、被取代的烷氧基、芳基和被取代的芳基。
当L为三价连接基时,v为1,且R2可以选自符合下式(AH)~(AJ)之一的结构的部分。式(AH)的结构为:
在式(AH)的结构中,变量k为0或1~8的正整数,各个R30独立地选自卤素、烷基、被取代的烷基、烷氧基、被取代的烷氧基、芳基和被取代的芳基。式(AI)的结构为:
在式(AI)的结构中,变量m为0或1~4的正整数,各个R35独立地选自卤素、烷基、被取代的烷基、烷氧基、被取代的烷氧基、芳基和被取代的芳基。式(AJ)的结构为:
在式(AJ)的结构中,变量p为0或1~3的正整数,p′为0或1~3的正整数,各个R40和R45独立地选自卤素、烷基、被取代的烷基、烷氧基、被取代的烷氧基、芳基和被取代的芳基。
当L为二价连接基时,v为2,且R2可以选自符合下式(BA)的结构的部分
在式(BA)的结构中,变量q为0或1~4的正整数,r为0或1~4的正整数,各个R50和R55独立地选自卤素、烷基、被取代的烷基、烷氧基、被取代的烷氧基、芳基和被取代的芳基。
当L为二价连接基时,v为3,且R2可以选自符合下式(CA)的结构的部分
在式(CA)的结构中,变量s为0或1~3的正整数,各个R60独立地选自卤素、烷基、被取代的烷基、烷氧基、被取代的烷氧基、芳基和被取代的芳基。
在一系列优选实施方案中,L为二价连接基,v为1,且R2为符合式(AA)的结构的部分。在此系列优选实施方案中,变量d优选为0或1。如果d为1,则基团R10优选在与连接基L键合的对位上与芳环相连。另外,如果d为1,则基团R10优选为卤素(如溴)、烷氧基(如甲氧基)或芳基(如苯基)。
在一系列优选实施方案中,L为二价连接基,v为1,且R2为符合式(AC)的结构的部分。在此系列优选实施方案中,变量d优选为0或1,特别优选为0。
如上所述,M1为金属阳离子。合适的金属阳离子包括但不限于:碱金属阳离子(如钠)、碱土金属阳离子(如钙)、过渡金属阳离子(如锌)和第13族金属阳离子(如铝)。如本文所用,术语“过渡金属”用来指代元素周期表中d区的那些元素,所述d区对应于元素周期表的第3~12族。在优选实施方案中,M1为选自锂、钠、镁、铝、钾、钙和锌的金属阳离子。在另一优选实施方案中,M1为锂阳离子。在其中化合物包含多于一个金属阳离子M1的那些实施方案中,各个M1可以相同或不同。
在一系列优选实施方案中,成核剂可以包含符合下式(IA)~(IM)之一的结构的化合物
组合物可以包含符合式(I)的结构的一种或多种金属盐化合物。例如,组合物可以包含符合上述(IA)~(IM)的结构的化合物的任何合适的组合。更具体而言,组合物可以包含符合式(IA)的结构的化合物和符合式(IL)的结构的化合物。在另一具体实施方案中,组合物可以包含符合式(IB)的结构的化合物和符合式(IL)的结构的化合物。在又一具体实施方案中,组合物可以包含符合式(IC)的结构的化合物和符合式(IL)的结构的化合物。这些化合物的混合物可以用来制备表现出所需性质组合的组合物,其中一种化合物提供一种益处而另一化合物提供另外的益处。
式(I)和由式(I)所涵盖的更具体结构的金属盐化合物可以使用任何合适的技术合成,这些技术中的许多技术对本领域普通技术人员而言是显而易见的。例如,如果用来制备该化合物的酸是市售可得的,则该化合物可以通过使酸与合适的碱(如包含所需金属阳离子的碱和布朗斯台德碱在合适的介质(如含水介质)中反应来制备。如果用来制备该金属盐化合物的酸不是市售可得的,则该酸可以例如使用以下实施例中所示例的任何技术合成。一旦获得所需的酸,则可如上所述制备该化合物(例如,通过使酸与合适的碱在适当的介质中反应)。
式(I)和由式(I)所涵盖的更具体结构的金属盐化合物可以以各种颗粒形状和尺寸制成。通常,这些盐化合物形成层状晶体结构,其中金属离子存在于夹在有机表面的交替层之间的坑道(gallery)内。结果,通常将平坦薄片状颗粒制成其中成核表面暴露在所述颗粒的顶部和底部而非边缘。这些薄片状颗粒的长径比通常被定义为直径或幅度(breadth)相比于厚度。细长薄片(或“板条状”晶体)是这些金属盐化合物可能有的另一颗粒形态。在这些细长结构中,长径比通常被定义为长度与宽度的比值。2:1直至50:1的长径比是可行的。具有长径比的颗粒可以在熔融聚合物流域(flow field)中排列,从而使平坦表面与纵向或流动方向平行并与横向方向(transverse or cross direction)平行。结果,成核表面仅在部件制备过程中熔融的聚合物的法线方向上露出(当薄片状颗粒具有不足以实现平坦配置(registry)的长径比时将出现例外,并且在聚合物流动方向上出现翻滚(tumbling))。优选的颗粒取向或“配置”,跟在成核事件期间与聚乙烯的具体结晶相互作用结合,可以产生定向的层状生长,这可以在所得制品内部生成独特的且有益的聚乙烯晶体取向。
上述成核剂的颗粒可以具有任何合适的尺寸。优选的是,成核剂的颗粒小得足以使其在由热塑性聚合物组合物制得的最终制品中不可见。因此,在优选的实施方案中,成核剂的颗粒优选直径小于25μm,更优选直径小于20μm,最优选直径小于15μm。
成核剂可以以任何合适的量存在于热塑性聚合物组合物中。基于热塑性聚合物组合物的总重量,成核剂可以以约50份/一百万份(ppm)以上、约100ppm以上、约250ppm以上或约500ppm以上的量存在于热塑性聚合物组合物中。基于热塑性聚合物组合物的总重量,成核剂通常以约10,000ppm以下、约7,500ppm以下、约5,000ppm以下、约4,000ppm以下或约3,000ppm以下的量存在于热塑性聚合物组合物中。因此,在热塑性聚合物组合物的某些实施方案中,基于聚合物组合物的总重量,成核剂以约50~约10,000ppm、约100~约7,500ppm(如约100~约5,000ppm)、约250~约5,000ppm(如约250~约4,000ppm或约250~约3,000ppm)或约500~约5,000ppm(如约500~约4,000ppm或约500~约3,000ppm)的量存在于热塑性聚合物组合物中。
本发明的热塑性聚合物组合物还可以以设计用于添加或加入(let-down)至原始热塑性聚合物中的母料组合物的形式提供。在此种实施方案中,与旨在用于在不进一步稀释或添加至原始热塑性聚合物的情况下形成制品的热塑性聚合物组合物相比,该热塑性聚合物组合物将通常包含较高量的成核剂。例如,基于热塑性聚合物组合物的总重量,成核剂可以以约1重量%~约10重量%的量(如约1重量%~约5重量%或约2重量%~约4重量%)存在于此种热塑性聚合物组合物中。
除了前述成核剂之外,本发明的热塑性聚合物组合物还可以包含其它聚合物添加剂。合适的其它聚合物添加剂包括但不限于:抗氧化剂(如酚类抗氧化剂、亚磷酸盐抗氧化剂及其组合)、防结块剂(如无定形二氧化硅和硅藻土)、颜料(如有机颜料和无机颜料)和其它着色剂(如染料和高分子着色剂)、填料和增强剂(如玻璃、玻璃纤维、滑石、碳酸钙和碱式硫酸镁(magnesium oxysulfate)晶须)、成核剂、澄清剂、除酸剂(如脂肪酸的金属盐,如硬脂酸的金属盐和二水滑石(dihydrotalcite))、聚合物交联剂、增滑剂(如由脂肪酸和氨或含胺化合物之间的反应衍生出的脂肪酸酰胺化合物)、脂肪酸酯化合物(如由脂肪酸和含羟基化合物(如甘油、双甘油及其组合)之间的反应衍生出的脂肪酸酯化合物)以及前述物质的组合。
如上所述,除了符合式(I)的结构的那些化合物以外,本发明的热塑性聚合物组合物还可以包含其它成核剂。合适的成核剂包括但不限于:2,2′-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸盐(如2,2′-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠或2,2′-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸铝)、双环[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸盐(如双环[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸二钠或双环[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸钙)、环己烷-1,2-二羧酸盐(如环己烷-1,2-二羧酸钙、环己烷-1,2-二羧酸一铝、环己烷-1,2-二羧酸二锂或环己烷-1,2-二羧酸锶)、丙三醇盐(如丙三醇锌)、邻苯二甲酸盐(如邻苯二甲酸钙)、苯基膦酸盐(如苯基膦酸钙)及其组合。对于双环[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸盐和环己烷-1,2-二羧酸盐而言,羧酸盐部分可以以顺式或反式构型布置,优选的是顺式构型。
如上所述,本发明的热塑性聚合物组合物还可以包含澄清剂。合适的澄清剂包括但不限于:三酰胺以及缩醛化合物(其是多元醇和芳香族醛的缩合产物)。合适的三酰胺澄清剂包括但不限于:苯-1,3,5-三羧酸的酰胺衍生物、N-(3,5-双甲酰氨基-苯基)-甲酰胺的衍生物(如N-[3,5-双(2,2-二甲基-丙酰氨基)-苯基]-2,2-二甲基-丙酰胺)、2-氨基甲酰基-丙二酰胺的衍生物(如N,N'-双(2-甲基-环己基)-2-(2-甲基-环己基氨基甲酰基)-丙二酰胺)及其组合。如上所述,澄清剂可以是缩醛化合物,其是多元醇和芳香族醛的缩合产物。合适的多元醇包括无环多元醇(如木糖醇和山梨糖醇)以及无环脱氧多元醇(如1,2,3-三脱氧壬醇(1,2,3-trideoxynonitol)或1,2,3-三脱氧壬-1-烯醇(1,2,3-trideoxynon-1-enitol))。合适的芳香族醛通常包含单个醛基,且芳族环上的剩余位置可以是未取代的或取代的。因此,合适的芳香族醛包括苯甲醛和被取代的苯甲醛(如3,4-二甲基-苯甲醛或4-丙基-苯甲醛)。由上述反应制得的缩醛化合物可以是单缩醛、二缩醛或三缩醛化合物(即,分别包含一个、两个或三个缩醛基的化合物),优选的是二缩醛化合物。合适的缩醛类澄清剂包括但不限于:美国专利第5,049,605号、第7,157,510号和第7,262,236号中公开的澄清剂。
本发明的热塑性聚合物组合物可以通过任何合适的方法或工艺制得。例如,热塑性聚合物组合物可以通过将该热塑性聚合物组合物的各个组分(如热塑性聚合物、成核剂和(如果有的话)其它添加剂)简单混合而制得。热塑性聚合物组合物还可以通过在高剪切或高强度混合条件下混合各个组分而制得。本发明的热塑性聚合物组合物可以以适合用于进一步加工来由该热塑性聚合物组合物制备制品的任何形式提供。例如,热塑性聚合物组合物可以以粉末(如自由流动的粉末)、鳞片、丸粒、颗粒、压片和附聚体等的形式提供。
据认为,本发明的热塑性聚合物组合物可用于制备热塑性聚合物制品。本发明的热塑性聚合物组合物可以通过任何合适的技术形成所需的热塑性聚合物制品,所述技术例如有注射成型(如薄壁注射成型、多组分成型、二次成型(overmolding)或2K成型)、吹塑(如挤出吹塑、注射吹塑或注拉吹塑)、挤出(如纤维挤出、带(如狭缝带)挤出、板片挤出、膜挤出、流延膜挤出、管挤出、挤出涂布或泡沫挤出)、热成型、滚塑、薄膜吹塑(吹塑膜)、薄膜流延(流延膜)、压缩成型、挤出压缩成型和挤出压缩吹塑等。使用本发明的热塑性聚合物组合物制得的热塑性聚合物制品可以包含多层(如,多层吹塑或流延膜,或者多层注射成型制品)构成,其中所述多层中的一层或任何合适数目的层包含本发明的热塑性聚合物组合物。
本发明的热塑性聚合物组合物可以用来制备任何合适的制品。合适的制品包括但不限于:医用设备(如用于蒸馏应用的预填充注射器、静脉注射供给容器和血液采集装置)、食品包装、液体容器(如用于饮料、药物、个人护理组合物和洗发剂等的容器)、服装箱、可微波制品、架子、柜门、机械零件、汽车零件、片材、管材、管、旋转成型零件、吹塑成型零件、薄膜和纤维等。
一直以来已经证明,上述非均相成核剂的添加可使热塑性聚合物(例如,聚烯烃,如聚乙烯)成核,如例如通过聚合物的峰值聚合物再结晶温度的提高所观察的那样。另外,已经观察到,成核剂的添加可有利地改善热塑性聚合物的某些物理性质,如浊度、撕裂强度(绝对撕裂强度或纵向和横向的撕裂强度之间的差)、刚度和阻隔性。当热塑性聚合物组合物用来制备制品时,成核剂对聚合物的物理性质影响可以通过控制特征处理时间(Τ)和/或选择表现出适当的平均松弛时间(λ)的聚合物来改善。关于这一点,特征处理时间(Τ)是熔融聚合物经受应变的时间,所述应变将在聚合物熔体中产生应力(如拉伸熔体应力)。平均松弛时间(λ)是聚合物的一个特性并且是聚合物熔体释放应力所耗时间的测量值。平均松弛时间(λ)尤其取决于聚合物的分子量、聚合物的分子量分布和聚合物中的支化程度。例如,已知λ与聚合物的分子量成正比,较高的分子量将导致较长的松弛时间。另外,大多数市售聚烯烃或多或少具有多分散性,多分散性的程度通常由GPC确定的Mw/Mn指示。此种多分散性固有地产生一系列依赖于分子量的松弛时间,然而许多技术仅能测量所述多分散体系的单个平均松弛时间。该聚合物的多分散性以及该系列的依赖于分子量的松弛时间和/或平均松弛时间可以如上所述通过制备双峰混合物而有意进一步扩宽或控制。
许多热塑性聚合物(如聚乙烯)通过链折叠而结晶,产生散布有非晶相的结晶片层。在熔融聚合物经受相对小的应变的过程中,聚合物熔体中的聚合物链不会很好地排列(align),并且聚合物熔体(如聚乙烯熔体)冷却直至发生足够的链排列以自发地引发结晶片层生长。当此种自发的片层生长发生时,成核密度相对低并且生长的片层在彼此接触前进一步移动(travel)。这使得片层能够开始改变其方向或向外展开,且最大程度的展开为全球晶的形成。由于自成核在这些条件下花费相对长的时间发生,所以添加至聚合物熔体的成核剂(如本申请中描述的那些)会有机会控制较大比例的片层生长。并且,由于通过成核剂可形成较大比例的片层,所以该成核剂将有效地影响聚合物和制品的物理性质。
某些方法(如薄膜吹塑)可以对聚合物熔体在纵向(即,熔融聚合物离开模具的方向)上赋予显著的拉伸应变。所生成的应力造成聚合物链从其熵无规卷曲开卷,使得伸长的聚合物链在纵向上排列。如果此种取向在聚合物熔体冷却时保留,则这些经排列的、伸长的链段中的一些可以从熔体中结晶以形成相对长的原纤维。这些原纤维在成核的链折叠的片层生长中非常有效。片层形成并开始与原纤维轴垂直地生长,且或多或少地径向围绕该原纤维。由于成核密度较高,生长的片层可以在明显的展开开始之前彼此接触。该过程在本文中被称为“应力诱导的原纤维自成核”。在下述的某些条件下,此种应力诱导的原纤维自成核可以在聚合物(例如,聚乙烯聚合物)中变得突出。因此,任何非均相成核剂必须与此种应力诱导的原纤维自成核竞争,使得成核剂在有利地影响聚合物和制品的物理性质方面不太有效。λ和Τ对应力诱导的原纤维自成核的作用以及成核剂的有效性如下所述。
假设Τ恒定,则较短的λ意味着发生更多的应力松弛并且在Τ结束时保留较少的聚合物链取向(如由聚合物熔体上的拉伸应变诱导的聚合物链取向)。在此种条件下,应力诱导的原纤维自成核将在聚合物中较为不突出,并且成核剂在控制片层生长以及影响聚合物和制品的物理性质方面将更有效。在相同的Τ下,较长的λ意味着发生较少的应力松弛并且在Τ结束时保留较多的聚合物链取向。在此组条件下,应力诱导的原纤维自成核将在聚合物中较为突出,并且成核剂在控制片层生长以及影响聚合物和制品的物理性质方面将不太有效。
在评价λ和对应力诱导的原纤维自成核的作用和非均相成核剂(如本文描述的那些)在例如吹塑膜加工中的有效性时,有益的是考虑λ与Τ的比率(λ/Τ),其在下文将被称为“制备时间比(Fabrication Time Ratio,FTR)”。FTR与狄勃拉数(Deborah number,De)是相同的形式并与狄勃拉数大致相似。如前文论述中所示,较低的FTR意味着聚合物中将发生较少的应力诱导的原纤维自成核,从而使得成核剂在影响物理性质方面更为有效。并且,较高的FTR意味着聚合物中将发生较多的应力诱导的原纤维自成核,从而使得成核剂在影响物理性质方面不太有效。由于大多数商业方法的处理时间仅能在相对较窄的窗口期中变化,因此,用于改变FTR来改善或优化成核剂的作用的更可行的选项是改变λ,其可通过改变聚合物性质来完成。更具体而言,对于给定方法而言,可以优化成核剂的作用来通过将聚合物性质和λ改变为更好地匹配处理时间Τ来实现所需的结果。
因此,如果不能在方法中使用给定的成核剂和聚合物实现所需程度的成核作用(例如,改善的阻隔性或增大的撕裂强度),则可以通过选择具有较短λ的不同聚合物来改善结果。例如,可以选择如下的双峰聚合物:其包含具有相对低熔体指数(其通常指示较高分子量并因而指示较长λ)的第一级分和具有相对高熔体指数(其通常指示较低分子量并因而指示较短λ)的第二级分。在此种体系中,较高熔体指数级分可以为整个聚合物提供可导致较少应力诱导的原纤维自成核以及对非均相成核剂的改善响应的λ。或者,成核剂可以仅使较高熔体指数级分成核(由于该级分表现出较短λ),使较低熔体指数级分以与不存在成核剂的情况基本上相同的方式进行应力诱导的原纤维自成核。无论工作机理如何,最终的结果是成核剂控制聚合物中更多的片层生长并对聚合物的物理性质施加较大的影响。尽管前述实例描述了使用双峰聚合物,但是使用多峰聚合物和不同聚合物的物理混合物也可以实现相同的效果,因为这些替代方案中各自也可提供降低λ的手段。另外,通过选择具有较窄分子量分布(如较低熔体流动速率所指示的)的聚合物可以实现相似的改善。较窄分子量分布通常指示聚合物中不存在可能提高聚合物的λ的较高分子量“尾料(tail)”或级分。此外,通过选择具有较少长链支化的聚合物可以实现相似的改善,因为长链支化可能导致会增大λ的熔体缠结。
在第二实施方案中,本发明提供了符合式(C)结构的化合物:
在式(C)的结构中,R101选自环戊基和符合式(CI)结构的部分。式(CI)的结构为:
在(CI)结构中,R105选自氢和卤素。变量x为正整数;各个M1为金属阳离子;y为该阳离子的价态;且z为正整数。变量b为0或正整数。当b为正整数时,各个Q1为带负电荷的反离子,且a为该带负电荷的反离子的价态。x、y、z、a和b的值满足等式x+(ab)=yz。
M1可以是以上作为适合用于符合式(I)结构的化合物描述的任何阳离子,包括作为优选用于式(I)结构的所描述的那些阳离子。在优选的实施方案中,M1是选自碱金属和碱土金属的金属的阳离子。在另一优选实施方案中,M1是选自碱金属的金属的阳离子。在优选的实施方案中,M1是锂阳离子。如果存在,Q1可以是以上作为适合于符合式(I)结构的化合物描述的任何阴离子,包括作为优选用于式(I)结构所描述的那些阴离子。
在优选的实施方案中,R101是环戊基。环戊基可以是未取代的或被取代的。被取代的环戊基可以符合上式(AC)的结构。优选的是,环戊基是未取代的。在更为具体的实施方案中,R101是环戊基,变量x为1,M1为锂阳离子,y为1,z为1且b为0。
在另一优选实施方案中,R101是符合式(CI)结构的部分。在更为具体的实施方案中,R101是符合式(CI)结构的部分并且R105是氢。在另一具体实施方案中,R101是符合式(CI)结构的部分,R105是氢,x为1,M1是锂阳离子,y为1,z为1且b为0。在另一具体实施方案中,R101是符合式(CI)结构的部分,并且R105是卤素,优选为溴。在更为具体的实施方案中,R101是符合式(CI)结构的部分,R105是溴,x为1,M1是锂阳离子,y为1,z为1且b为0。
在一系列其它实施方案中,该第二实施方案的化合物可以用作用于上文在本发明的第一实施方案中所描述的热塑性聚合物的成核剂。特别地,这些其它实施方案包括热塑性聚合物组合物,其包含热塑性聚合物(优选为聚烯烃聚合物(如聚乙烯聚合物))和前述段落中所述具体化合物中的一种或多种。
在第三实施方案中,本发明提供了符合式(CX)结构的化合物:
在(CX)的结构中,R111选自环戊基和符合式(CXI)结构的部分;且R112选自氢和羟基。式(CXI)的结构为:
在(CXI)的结构中,R115选自氢、卤素、甲氧基和苯基。变量x为正整数;各个M1为金属阳离子;y为该阳离子的价态;z为正整数。变量b为0或正整数。当b为正整数时,各个Q1为带负电荷的反离子,且a为该带负电荷的反离子的价态。x、y、z、a和b的值满足等式x+(ab)=yz。另外,如果R115为氢,则R112为氢,x为1,M1为锂阳离子,y为1,z为1且b为0。此外,如果R115为甲氧基,则R112为羟基。
M1可以是以上作为适合用于符合式(I)结构的化合物描述的任何阳离子,包括作为优选用于式(I)结构所描述的那些阳离子。在优选的实施方式中,M1是选自碱金属和碱土金属的金属的阳离子。在另一优选实施方案中,M1是选自碱金属的金属的阳离子。在优选的实施方案中,M1是锂阳离子。如果存在,Q1可以是以上作为适合用于符合式(I)结构的化合物描述的任何阴离子,包括作为优选用于式(I)结构所描述的那些阴离子。
在优选的实施方案中,R111是环戊基。环戊基可以是未取代的或被取代的。被取代的环戊基可以符合上式(AC)的结构。优选的是,环戊基是未取代的。在更为具体的实施方案中,R111是环戊基,变量x为1,M1为锂阳离子,y为1,z为1且b为0。
在另一优选实施方案中,R111为符合式(CXI)结构的部分。在更为具体的实施方案中,R111为符合式(CXI)结构的部分且R115为氢。在另一更为具体的实施方案中,R111为符合式(CXI)结构的部分且R115为甲氧基。在又一具体实施方案中,R111为符合式(CXI)结构的部分,R115为甲氧基,x为1,M1为锂阳离子,y为1,z为1且b为0。在又一更为具体的实施方案中,R111为符合式(CXI)结构的部分,且R115为卤素,优选为氯。在又一更为具体的实施方案中,R111为符合式(CXI)结构的部分,R115为卤素,优选为氯,且R112为氢。在又一更为具体的实施方案中,R111为符合式(CXI)结构的部分,R115为氯,R112为氢,且M1为选自碱金属的金属(优选为钠)的阳离子。在更为具体的实施方案中,R111为符合式(CXI)结构的部分,R115为氯,R112为氢,x为1,M1为钠阳离子,y为1,z为1且b为0。
在一系列其它实施方案中,该第三实施方案的化合物可以用作用于以上在本发明的第一实施方案中所描述的热塑性聚合物的成核剂。特别地,这些其它实施方案包括热塑性聚合物组合物,其包含热塑性聚合物(优选为聚烯烃聚合物(如聚乙烯聚合物))和前述段落中所述具体化合物中的一种或多种。
在第四实施方案中,本发明提供了符合式(CXX)结构的化合物:
在(CXX)的结构中,变量x为正整数。各个M1为选自碱金属、碱土金属和锌的金属的阳离子;y为该阳离子的价态;且z为正整数。变量b为0或正整数。当b为正整数时,各个Q1为带负电荷的反离子,且a为该带负电荷的反离子的价态。x、y、z、a和b的值满足等式x+(ab)=yz。
在优选实施方案中,M1为选自碱金属和碱土金属的金属的阳离子。在另一优选实施方案中,M1为选自碱金属的金属的阳离子。在更为具体的实施方案中,M1为锂阳离子。在另一具体实施方案中,x为1,M1为锂阳离子,y为1,z为1且b为0。
在一系列其它实施方案中,该第四实施方案的化合物可以用作用于以上在本发明的第一实施方案中所描述的热塑性聚合物的成核剂。特别地,这些其它实施方案包括热塑性聚合物组合物,其包含热塑性聚合物(优选为聚烯烃聚合物(如聚乙烯聚合物))和前述段落中所述具体化合物中的一种或多种。
在另一实施方案中,本发明提供了包含上述成核剂和除酸剂化合物的添加剂组合物。该组合物中存在的成核剂可以是上述成核剂化合物中的任意一种或多种,如符合式(I)结构的化合物、符合式(C)结构的化合物、符合式(CX)结构的化合物、符合式(CXX)结构的化合物或所述化合物的任何合适的混合物。优选的是,添加剂组合物中的成核剂选自符合式(CX)结构的化合物。更优选的是,成核剂是符合式(CX)结构的化合物,其中R112为氢,R111是符合式(CXI)结构的部分,且R115为卤素。在更为具体的优选实施方案中,成核剂是符合式(CX)结构的化合物,其中R112为氢,R111是符合式(CXI)结构的部分,R115为氯,M1为钠阳离子,x为1,y为1,z为1且b为0。
优选的是,除酸剂选自脂肪酸的金属盐和合成水滑石化合物。合适的脂肪酸金属盐包括但不限于:C12-C22脂肪酸(如硬脂酸)的金属盐。在优选的实施方案中,除酸剂选自硬脂酸的锌、钾和镧盐。合适的合成水滑石化合物包括但不限于:由Kyowa ChemicalIndustry Co.,Ltd出售的DHT-4A除酸剂。
成核剂和除酸剂可以以任何合适的量存在于添加剂组合物中。例如,基于组合物中的成核剂和除酸剂的重量,成核剂和除酸剂可以以约10:1~约1:10的比率(成核剂:除酸剂)存在于添加剂组合物中。更优选的是,基于添加剂组合物中的成核剂和除酸剂的重量,成核剂和除酸剂可以以约4:1~约1:4、约3:1~约1:3、约1:1~约1:4或约1:1~约1:3的比率(成核剂:除酸剂)存在于添加剂组合物中。
出乎意料的是,已经发现,在将上述添加剂组合物添加到热塑性聚合物中时,成核剂和除酸剂协同作用。特别是,已经发现,添加除酸剂可以改善成核剂的性能。例如,同时添加成核剂和除酸剂除了可改善在单独使用成核剂实现的那些增强效果之外,还可改善聚合物的物理性质增强效果。另外,添加除酸剂可以在使用比单独添加成核剂所需更少的成核剂的情况下能够对聚合物实现所需水平的物理性质增强效果。鉴于尚未观察到除酸剂可使聚合物本身成核的事实,认为此种协同效果是特别出乎意料的。例如,仅添加除酸剂对聚合物的物理性质没有可察觉的作用。
上述添加剂组合物旨在加入热塑性聚合物中,如本申请早先描述的聚乙烯和聚丙烯聚合物。特别是,据信添加剂组合物在用于高密度聚乙烯聚合物时是特别有效的。在这些聚合物中,已经观察到,添加剂组合物的添加可显著降低纵向收缩(其指示了结晶片层的纵向取向增大),并且显著改善了聚合物的刚度和热挠曲温度。
下述实施例进一步示出了上述主题,但是当然不应将这些实施例解释为以任何方式限制所述主题的范围。
制备例EX1
本实施例例示了具有以下结构的4-氯羰基-苯甲酸甲酯的制备:
在具有机械搅拌器、回流冷凝器、加料漏斗、温度计、水浴和加热板(hot plate)的4L釜中,添加438g对苯二甲酸二甲酯(DMT)和2700mL甲苯。将釜加热至约65℃以使所有DMT溶解。溶解后,用45分钟逐滴添加氢氧化钾溶液(144.54g在700mL甲醇中)。将反应物在65℃搅拌3小时,然后将反应物冷却至室温过夜。将固体过滤后收集,并在80℃用3750mL甲苯洗涤。将产物再次过滤并在110℃的烘箱中干燥。收率为465.9g(95.3%)。
在具有机械搅拌器、加料漏斗、水浴、温度计、吹氮管(nitrogen sweep)和加热板的2L三颈圆底烧瓶中,添加130.31g前述步骤中制得的产物和1000mL甲苯。然后,逐滴添加48mL亚硫酰氯。在添加完成后,将混合物加热至67℃保持3小时。将反应物冷却至室温并搅拌过夜。将内容物过滤来收集滤液。通过真空除去多余的溶剂,并获得86.52g产物(收率73%)。
制备例EX2
本实施例例示了具有以下结构的N-环戊基-对苯二甲酸单酰胺酸(terephthalamic acid)的合成:
在2L圆底烧瓶中装入15.44g碳酸氢钠、15.75g环戊基胺、0.5g三乙胺和200mL四氢呋喃(THF)。将该烧瓶在冰浴中急冷,然后向该烧瓶中逐滴添加4-氯羰基苯甲酸甲酯(36.78g在约100mL THF中)的溶液。添加后,将混合物加热至回流。将反应用红外光谱术(IR)监测直至1780cm-1处的峰消失。然后,将混合物倒入约2L的水中并搅拌约20分钟。将固体产物过滤出来后收集,并在100℃的烘箱中干燥。
向2L三颈圆底烧瓶中,添加21克前述步骤中制得的产物和150mL甲醇。将混合物加热至回流,并添加氢氧化钾(4.76g,预溶解在甲醇中)。将反应用IR监测直至1720cm-1处的峰消失。然后,添加400mL的水并过滤除去任何不溶的杂质。将滤液的pH调节至约2并形成沉淀。将固体产物过滤出来并在100℃的烘箱中干燥。
制备例EX3
本实施例例示了具有以下结构的N-环戊基-对苯二甲酸单酰胺酸的钾盐的制备:
在烧杯中,向50mL H2O中添加10g N-环戊基-对苯二甲酸单酰胺酸。然后,使用约20mL H2O将2.41g氢氧化钾溶解在单独的烧杯中。将氢氧化钾溶液添加至N-环戊基-对苯二甲酸单酰胺酸浆液中,并使大部分固体溶解。为了除去任何未溶解的材料,对混合物进行过滤。收集滤液并蒸馏除去水以得到产物。将产物在110℃的烘箱中干燥过夜。
制备例EX4
本实施例例示了具有以下结构的N-苯基-对苯二甲酸单酰胺酸的制备:
向具有磁搅拌器、加料漏斗、冰浴、吹氮管、洗涤器和加热板的1L三颈圆底烧瓶中,添加93.13g苯胺、42.30g碳酸氢钠、0.5g三乙胺和300mL四氢呋喃(THF)。将混合物冷却至低于10℃,并随后逐滴添加100g 4-氯羰基-苯甲酸甲酯在100mL四氢呋喃中的溶液。在添加期间将温度保持在约10℃。添加后,将混合物加热至回流,并通过IR进行监测至完成反应(1780cm-1处的峰消失)。完成后,将反应物用冷去离子(DI)水稀释至2L,并搅拌约20分钟。将固体产物过滤出来,并在110℃的烘箱中干燥。干燥后,获得105.6g产物(收率82.2%)。
在具有磁搅拌棒和搅拌板(stir plate)的1L锥形瓶中,添加15.94g前述步骤中制得的产物和200mL甲醇。然后,添加预溶解在甲醇中的氢氧化钾(3.87g)。将反应用IR进行监测(约1720cm-1处的峰消失)。完成后,将反应物用400mL水稀释。通过过滤除去固体杂质,并将滤液的pH调节至约2。将产物在此步骤中沉淀出来并通过过滤收集。将产物用更多的DI水洗涤直至中性,并且将产物在100℃的烘箱中干燥。干燥后,获得14.47g产物(收率95%)。
制备例EX5
本实施例例示了具有以下结构的N-苯基-对苯二甲酸单酰胺酸的锂盐的制备:
在具有磁搅拌棒和搅拌板的500mL锥形瓶中,添加13.3g N-苯基-对苯二甲酸单酰胺酸和200mL水。将混合物加热至接近沸腾,随后添加氢氧化锂的水溶液(包含1.49g无水氢氧化锂)。将反应用IR进行监测(1677cm-1处的峰消失)。完成后,将反应物冷却并过滤以收集产物。将产物在110℃的烘箱中干燥并获得11.56g产物。
制备例EX6
本实施例例示了具有以下结构的4-(4-溴-苯甲酰氨基)苯甲酸的制备:
在1L三颈圆底烧瓶中,添加40g 4-氨基苯甲酸和400mL二氧六环。将混合物搅拌直至所述酸溶解。然后,向反应物中逐滴添加4-溴苯甲酰氯溶液(32.04g在100mL二氧六环中)。添加后,将反应物搅拌过夜,然后过滤以收集固体。将固体用沸水洗涤,然后用冷DI水洗涤直至pH为中性。干燥后,获得产物,收率为99.6%。
制备例EX7
本实施例例示了具有以下结构的4-(4-溴-苯甲酰氨基)苯甲酸的钾盐的制备:
在烧杯中,添加25g 4-(4-溴-苯甲酰氨基)苯甲酸和200mL DI水。将混合物搅拌直至其形成均匀的浆液。然后,添加氢氧化钾溶液(4.4g在100mL水中)。将反应物搅拌过夜,并使pH值降至10.6。将固体产物过滤出来,并在110℃的烘箱中干燥。
制备例EX8
本实施例例示了具有以下结构的4-(4-溴-苯甲酰氨基)苯甲酸的锂盐的制备:
在烧杯中,在搅拌下将3克4-(4-溴-苯甲酰氨基)苯甲酸分散在约50mL水中。然后,向浆液中添加氢氧化锂一水化物溶液(0.39g在50mL H2O中)。将反应物搅拌过夜,然后通过过滤收集固体。将滤液用DI水洗涤,然后在110℃的烘箱中干燥。
制备例EX9
本实施例例示了具有以下结构的4-(4-溴-苯甲酰氨基)苯甲酸的钙盐的制备:
在烧杯中,在搅拌下将3克4-(4-溴-苯甲酰氨基)苯甲酸分散在约50mL水中。然后,向浆液中添加氢氧化钙溶液(0.35g在50mL H2O中)。将反应物搅拌过周末,然后过滤以收集所得固体。将滤液用DI水洗涤,然后在110℃的烘箱中干燥。
制备例EX10
本实施例例示了具有以下结构的4-(环丙烷羰基-氨基)苯甲酸的制备:
在三颈烧瓶中,将20.3g碳酸钠于N2下分散在80mL THF中。在搅拌下,分别逐滴添加13.1g 4-氨基苯甲酸分散液(在15mL THF中)和10.0g环丙烷碳酰氯溶液(在15mL THF中)。将反应物搅拌过夜。接下来,添加10.15g碳酸钠,并将混合物再搅拌3小时。然后,蒸发THF,并将反应混合物转移至1L烧杯中且用600mL水稀释。使用盐酸将pH调节至约2,以形成作为沉淀物的产物。将混合物过滤以收集沉淀物,且将沉淀物在真空烘箱中干燥。
制备例EX11
本实施例例示了具有以下结构的4-(环丙烷羰基-氨基)苯甲酸的锂盐的制备:
在烧杯中,将5克4-(4-环丙烷羰基-氨基)苯甲酸分散在约20mL水中,然后添加1.13g氢氧化锂一水化物。在20分钟搅拌后,将反应物在真空中浓缩以获得产物。将产物进行干燥,收率为约2.59g。
制备例EX12
本实施例例示了具有以下结构的4-(环丙烷羰基-氨基)苯甲酸的钠盐的制备:
在烧杯中,将20克4-(4-环丙烷羰基-氨基)苯甲酸与80mL水混合,然后添加8.58g氢氧化钠溶液(50%在水中)。在20分钟搅拌后,将反应物在真空中浓缩以获得产物。
制备例EX13
本实施例例示了具有以下结构的4-二苯乙烯基羧酸(4-stilbenecarboxylicacid)的锂盐的制备:
在烧杯中,将1克4-二苯乙烯基羧酸(顺式和反式异构体的混合物)分散在25mL水中。然后,将氢氧化锂一水化物溶解在25mL水中,然后添加至酸悬浮液中。将反应物搅拌过夜。将固体产物通过过滤收集,用水洗涤三次,然后在110℃的烘箱中干燥。
制备例EX14
本实施例例示了具有以下结构的4-(1,3-二氧-八氢-异吲哚-2-基)-2-羟基苯甲酸的制备:
在配备有温度传感器、加热套、搅拌器和冷凝器的500mL四颈圆底烧瓶中,加入21.20g六氢邻苯二甲酸酐和50mL乙酸。在70℃,将混合物搅拌直至均匀,然后加入21.7g 4-氨基水杨酸和100mL乙酸。在加热至回流6小时后,将内容物倒入冰冷的DI H2O中,进行真空过滤以收集固体。在用DI H2O洗涤和干燥后,获得33.07g产物。
制备例EX15
本实施例例示了具有以下结构的4-(1,3-二氧-八氢-异吲哚-2-基)-2-羟基苯甲酸的锌盐的制备:
在烧杯中,用磁搅拌器将4-(1,3-二氧-八氢-异吲哚-2-基)-2-羟基苯甲酸悬浮在约100~150mL水中。然后,缓慢添加25%氢氧化钠溶液直至pH稳定在12.5,并且溶液变澄清。然后,添加1当量的氯化锌(使用1当量而非0.5当量,因为金属离子还可与间羟基配位)。产物沉淀出来,并将混合物过滤以收集产物。
制备例EX16
本实施例例示了具有以下结构的4-(2,2-二甲基-丙酰氨基)-苯甲酸的制备:
在具有顶置搅拌(overhead stirring)、温度传感器、干冰浴和回流冷凝器的三颈圆底烧瓶中,添加25g 4-氨基苯甲酸、15.12g苏打粉和200mLTHF。在搅拌下,用1~1.5小时逐滴添加21.98g新戊酰氯。然后,添加22.68g苏打粉,并将混合物加热至40℃以驱使反应完成。将所得混合物用2L DI H2O稀释。使用浓盐酸将混合物的pH调节至2.37,然后过滤混合物以收集产物。
制备例EX17
本实施例例示了具有以下结构的4-(2,2-二甲基-丙酰氨基)-苯甲酸的钾盐的制备:
在烧杯中,用磁搅拌器将4-(2,2-二甲基-丙酰氨基)-苯甲酸悬浮在约100~150mL水中。然后,缓慢添加25%氢氧化钾溶液直至pH稳定在12.5,并且溶液变澄清。汽提除去(strip off)水,并获得产物。
制备例EX18
本实施例例示了具有以下结构的4-(2,2-二甲基-丙酰氨基)-苯甲酸的钙盐的制备:
在烧杯中,用磁搅拌器将4-(2,2-二甲基-丙酰氨基)-苯甲酸悬浮在约100~150mL水中。然后,缓慢添加25%氢氧化钾溶液直至pH稳定在12.5,并且溶液变澄清。然后,添加1当量的氯化钙。将产物沉淀出来,并将混合物过滤以收集产物。
制备例EX19
本实施例例示了具有以下结构的N-4-甲氧基苯甲酰基氨基水杨酸的制备:
将三颈圆底烧瓶配备上顶置搅拌、温度传感器、干冰浴和回流冷凝器。然后,向烧瓶中加入12.36g 4-氨基水杨酸、16.75g苏打粉和500mL四氢呋喃。将混合物冷却至低于10℃,然后用1~1.5小时逐滴添加14.85g 4-甲氧基苯甲酰氯。将所得混合物用2L水稀释,并过滤以收集产物。
制备例EX20
本实施例例示了具有以下结构的N-4-甲氧基苯甲酰基氨基水杨酸的制备:
在烧杯中,用磁搅拌器将N-4-甲氧基苯甲酰基氨基水杨酸悬浮在约100~150mL水中。然后,缓慢添加25%氢氧化钾溶液直至pH稳定在12.5,并且溶液变澄清。汽提除去水并获得产物。
制备例EX21
本实施例例示了具有以下结构的N-4-甲氧基苯甲酰基氨基水杨酸的锂盐的制备:
在烧杯中,用磁搅拌器将N-4-甲氧基苯甲酰基氨基水杨酸悬浮在约100~150mL水中。然后,缓慢添加25%氢氧化锂溶液直至pH稳定在12.5,并且溶液变澄清。汽提除去水并获得产物。
制备例EX22
本实施例例示了具有以下结构的N-4-甲氧基苯甲酰基氨基水杨酸的钠盐的制备:
在烧杯中,用磁搅拌器将N-4-甲氧基苯甲酰基氨基水杨酸悬浮在约100~150mL水中。然后,缓慢添加25%氢氧化钠溶液直至pH稳定在12.5,并且溶液变澄清。汽提除去水并获得产物。
制备例EX23
本实施例例示了具有以下结构的4-(环丁烷羰基-氨基)-苯甲酸的制备:
在烧瓶中,添加20.3g碳酸钠、6.3g 4-氨基苯甲酸和80mL THF。然后,添加5g环丁烷碳酰氯(稀释在15mL THF中)。将反应物在氮气下搅拌过周末,并蒸发THF。将混合物转移至1L烧杯中,并用400mL水溶解。将溶液用盐酸酸化直至pH为约2,并使产物沉淀。将产物通过过滤收集,然后用水洗涤并干燥。
制备例EX24
本实施例例示了具有以下结构的4-(环丁烷羰基-氨基)-苯甲酸的钾盐的制备:
在烧杯中,用磁搅拌棒将4-(环丁烷羰基-氨基)-苯甲酸悬浮在约100~150mL水中。然后,添加25%氢氧化钠溶液以将溶液的pH升高至约12.5。获得澄清溶液,然后汽提除去水以收集粉末状产物。
制备例EX25
本实施例例示了具有以下结构的4-(1,3-二氧-1,3-二氢异吲哚-2-基)-苯甲酸的制备:
在配备有温度传感器、加热套、搅拌器和冷凝器的500mL四颈圆底烧瓶中,加入25.03g邻苯二甲酸酐和87mL乙酸。在70℃,将反应物搅拌直至获得澄清溶液。然后,加入24.37g 4-氨基苯甲酸并将混合物在回流下加热2小时。然后,再添加50mL乙酸。将内容物倒入DI H2O中。将产物通过过滤收集,然后用DI H2O洗涤。干燥后,获得43.345g产物(收率96%)。
制备例EX26
本实施例例示了具有以下结构的4-(1,3-二氧-1,3-二氢-异吲哚-2-基)-苯甲酸的锂盐的制备:
在配备有搅拌器的1000mL烧杯中,加入5.03g 4-(1,3-二氧-1,3-二氢-异吲哚-2基)-苯甲酸和100mL DI H2O。向烧杯中加入氢氧化锂,并将混合物搅拌直至所有酸溶解。如果酸不完全溶解,则以0.1g增量添加氢氧化锂直至酸完全溶解。使用旋转蒸发来回收产物。
制备例EX27
本实施例例示了具有以下结构的4-(1,3-二氧-1,3-二氢-异吲哚-2-基)-苯甲酸的钠盐的制备:
在配备有顶置搅拌器的1000mL烧杯中,添加4-(1,3-二氧-1,3-二氢-异吲哚-2-基)-苯甲酸和100mL DI H2O。搅拌溶液并缓慢添加25%氢氧化钠溶液直至所有酸溶解。通过旋转蒸发除去水来回收产物。
制备例EX28
本实施例例示了具有以下结构的N-环丁基-对苯二甲酸单酰胺酸甲酯的制备:
在三颈圆底烧瓶中,添加14.8g碳酸钠和50mL四氢呋喃。然后添加5g环丁基胺。接下来,逐滴添加11.59g 4-碳酰氯甲基苯甲酸酯(稀释在30mL四氢呋喃中)。将反应物在室温下搅拌过夜。然后将反应混合物转移至烧杯中并与200mL水混合。将混合物用1M盐酸酸化。然后,将混合物转移至分液漏斗,并用乙酸乙酯萃取3次(每次80mL)。将有机相浓缩以收集产物。
将前一步骤中获得的产物与200mL水混合,然后加热至80℃。在加热期间添加50%氢氧化钠溶液,以将pH保持为高于12。在4小时后,将反应物酸化至pH为约2,并将产物沉淀出来。将产物通过过滤分离。
制备例EX29
本实施例例示了具有以下结构的N-环丁基-对苯二甲酸单酰胺酸的锂盐的制备:
在烧杯中,将300mg N-环丁基-对苯二甲酸单酰胺酸分散在约40mL水中。缓慢添加氢氧化锂直至pH为约12。然后,将溶液浓缩以获得所需产物。
制备例EX30
本实施例例示了具有以下结构的N-环丙基-对苯二甲酸单酰胺酸的制备:
在烧瓶中,添加9.3g碳酸钠、5g环丙基胺和80mL四氢呋喃。然后,将4-氯羰基-苯甲酸甲酯稀释在30mL THF中,然后逐滴添加至反应物中。将反应物搅拌过夜。产物来自与400mL水的混合物中。将产物收集并干燥,获得约18克。
在烧瓶中,将前一步骤中获得的产物与200mL水混合,然后加热至80℃。在加热期间添加50%氢氧化钠溶液,以将pH保持为高于12。在4小时后,将反应物酸化至pH为约2,并将产物沉淀出来。将溶液过滤以获得产物。
制备例EX31
本实施例例示了具有以下结构的N-环丙基-对苯二甲酸单酰胺酸的锂盐的制备:
在烧杯中,将2.46g湿N-环丙基-对苯二甲酸单酰胺酸与100mL水混合,然后添加氢氧化锂一水合物,直至pH为12。将反应物搅拌20分钟,并进行浓缩以得到产物。
制备例EX32
本实施例例示了具有以下结构的N-环丙基-对苯二甲酸单酰胺酸的钙盐的制备:
在烧杯中,将2.51g N-环丙基-对苯二甲酸单酰胺酸与50mL水混合。然后,添加50%氢氧化钠溶液,直至pH为12。将反应物搅拌20分钟。然后向溶液中添加3.52g氯化钙二水合物以形成产物。将产物通过过滤收集,并在烘箱中干燥。
制备例EX33
本实施例例示了具有以下结构的N-环丙基-对苯二甲酸单酰胺酸的锌盐的制备:
在烧杯中,将2.51g N-环丙基-对苯二甲酸单酰胺酸与50mL水混合。然后,添加50%氢氧化钠溶液,直至pH为12。将反应物搅拌20分钟。然后向溶液中添加3.27g氯化锌以形成产物。将产物通过过滤收集,并在烘箱中干燥。
制备例EX34
本实施例例示了具有以下结构的4-(4-甲氧基-苯甲酰氨基)苯甲酸的制备:
在配备有顶置搅拌器、温度传感器、干冰浴和回流冷凝器的1L三颈烧瓶中,添加25g 4-氨基苯甲酸、45.39g苏打粉和200mL四氢呋喃。在搅拌下,用1~1.5小时时间逐滴添加31.10g 4-甲氧基苯甲酰氯。在添加过程中将温度保持为低于10℃。在反应完成后,将混合物用2L水稀释。用盐酸将pH降低为约2以使产物沉淀出来。将产物通过过滤收集,并在烘箱中干燥。
制备例EX35
本实施例例示了具有以下结构的4-(4-甲氧基-苯甲酰氨基)苯甲酸的钠盐的制备:
在烧杯中,将24g 4-(4-甲氧基-苯甲酰氨基)苯甲酸与200mL水混合。然后,缓慢添加50%氢氧化钠溶液,直至获得稳定的pH值12。将溶液在真空中浓缩,以提供4-(4-甲氧基-苯甲酰氨基)苯甲酸的钠盐。
制备例EX36
本实施例例示了具有以下结构的4-(4-甲氧基-苯甲酰氨基)苯甲酸的锂盐的制备:
在烧杯中,将6g 4-(4-甲氧基-苯甲酰氨基)苯甲酸与100mL水混合,缓慢添加氢氧化锂一水合物直至pH值稳定在12。将反应物搅拌20分钟,然后在真空中浓缩以提供产物。
制备例EX37
本实施例例示了具有以下结构的N-环庚基-对苯二甲酸单酰胺酸的制备:
向1L圆底烧瓶中加入9.3g碳酸氢钠、5g环庚基胺和80mL四氢呋喃(THF)。将烧瓶用冰浴急冷。然后,向烧瓶中逐滴添加4-氯羰基苯甲酸甲基酯(8.32g在约30mL THF中)。添加后,将反应物加热至回流。将反应用IR监测直至1780cm-1处的峰消失。然后,将混合物倒入约400mL水中,并搅拌约20分钟。将产物通过过滤收集,并在100℃烘箱中干燥。
在烧瓶中,将9.1g来自前一步骤的产物与200mL水混合。添加50%NaOH溶液直至pH为约12。将反应物加热至80℃,搅拌4小时,并在反应过程中将pH保持在12。在薄层色谱显示反应完成后,将pH调节至2以使产物沉淀。将产物过滤出来并洗涤。
制备例EX38
本实施例例示了具有以下结构的N-环庚基-对苯二甲酸单酰胺酸的钠盐的制备:
在烧瓶中,将8.8g N-环庚基-对苯二甲酸单酰胺酸与200mL水混合,缓慢添加50%氢氧化钠溶液直至pH值稳定在12。将溶液再搅拌20分钟,然后在真空中浓缩以得到产物。
制备例EX39
本实施例例示了具有以下结构的4-(1,3-二氧-1H,3H-苯并[de]异喹啉-2-基)-2-羟基-苯甲酸的制备:
在配备有温度传感器、加热套、搅拌器和冷凝器的500mL四颈圆底烧瓶中,加入17.95g萘二甲酸酐和87mL乙酸。将混合物加热至70℃并搅拌直至获得澄清溶液。溶液呈淡琥珀色。然后,向溶液中添加14.58g 4-氨基水杨酸。在加热回流6小时后,将反应混合物倒入水中。将产物通过过滤收集,然后用水洗涤。干燥后,获得22.18g褐色粉末状产物。
制备例EX40
本实施例例示了具有以下结构的4-(1,3-二氧-1H,3H-苯并[de]异喹啉-2-基)-2-羟基-苯甲酸的钠盐的制备:
在烧杯中,将4-(1,3-二氧-1H,3H-苯并[de]异喹啉-2-基)-2-羟基-苯甲酸与200mL水混合。然后,缓慢添加50%氢氧化钠溶液,直至获得稳定的pH值12。将溶液在真空中浓缩,以得到4-(1,3-二氧-1H,3H-苯并[de]异喹啉-2-基)-2-羟基-苯甲酸的钠盐。
制备例EX41
本实施例例示了具有以下结构的4-(1,3-二氧-1H,3H-苯并[de]异喹啉-2-基)-2-羟基-苯甲酸的钾盐的制备:
在烧杯中,将4-(1,3-二氧-1H,3H-苯并[de]异喹啉-2-基)-2-羟基-苯甲酸与200mL水混合。然后,缓慢添加氢氧化钾,直至获得稳定的pH值12。将溶液在真空中浓缩,从而提供4-(1,3-二氧-1H,3H-苯并[de]异喹啉-2-基)-2-羟基-苯甲酸的钾盐。
制备例EX42
本实施例例示了具有以下结构的N-(3,4-二甲基-苯基)-对苯二甲酸单酰胺酸的制备:
以与用于制备例EX37相似的方式,使用3,4-二甲基苯胺代替环庚基胺来制备产物。
制备例EX43
本实施例例示了具有以下结构的N-(3,4-二甲基-苯基)-对苯二甲酸单酰胺酸的钾盐的制备:
在烧杯中,将N-(3,4-二甲基-苯基)-对苯二甲酸单酰胺酸与200mL水混合。然后,缓慢添加氢氧化钾,直至获得稳定的pH值12和澄清溶液。将溶液在真空中浓缩,从而提供所需产物。
制备例EX44
本实施例例示了具有以下结构的N-(3,4-二甲基-苯基)-对苯二甲酸单酰胺酸的锂盐的制备:
在烧杯中,将N-(3,4-二甲基-苯基)-对苯二甲酸单酰胺酸与200mL水混合。然后,缓慢添加氢氧化锂一水合物,直至获得稳定的pH值12。将溶液在真空中(in vaccuo)浓缩,从而提供所需产物。
制备例EX45
本实施例例示了具有以下结构的4-苯甲酰氨基苯甲酸的制备:
在具有机械搅拌的1L烧杯中,将27.4g 4-氨基苯甲酸(0.2mol)混合在300mL DIH2O中。然后,添加21.2g(0.2mol)碳酸钠,直至pH值变为9.1,并且所有4-氨基苯甲酸溶解在水中。
然后,在室温向烧杯中逐滴添加56.24g(0.4mol)苯甲酰氯。将反应物搅拌过夜。在反应过程中形成固体,且pH稳定在4.0。用盐酸将pH进一步降低至约2。将产物通过过滤收集,并用热水洗涤以除去多余的苯甲酸。将固体产物在110℃的烘箱中干燥,并获得44.21g产物(收率96.7%)。
制备例EX46
本实施例例示了具有以下结构的4-苯甲酰氨基苯甲酸的锂盐的制备:
在500mL烧杯中,将44.21g 4-苯甲酰氨基苯甲酸与约250mL水混合。然后,添加7.69g氢氧化锂一水合物(溶解在约100mL水中)。将反应物搅拌过夜,pH值变为中性。将固体产物通过过滤收集并在110℃的烘箱中干燥,获得39.7g材料(收率88%)。
制备例EX47
本实施例例示了具有以下结构的4-苯甲酰氨基苯甲酸的镁盐的制备:
在500mL烧杯中,将30g 4-苯甲酰氨基苯甲酸与约250mL水混合。然后,添加6.98g氢氧化钾(溶解在约50mL水中)。将所得混合物搅拌过夜。全部固体溶解,且pH值变为中性。然后,添加在约100mL水中的25.3g氯化镁六水合物。产物立即沉淀出来。在添加后将混合物再搅拌1小时,然后过滤以收集产物。将产物用DI水洗涤,并在110℃的烘箱中干燥。
制备例EX48
本实施例例示了具有以下结构的4-N-环己基-氨基苯甲酸的制备:
在配备有冰浴的2L圆底烧瓶中,添加3.83g碳酸氢钠、4.53g环己胺、0.5g三乙胺和200mL四氢呋喃。然后,用1小时向烧瓶中逐滴添加9.06g4-甲氧羰基苯甲酰氯(溶解在9.70g四氢呋喃中)。添加后,将反应物温和加热至回流。监测IR至完成反应(1780cm-1处的峰消失)。完成后,将反应物用2L H2O稀释,搅拌20~30分钟,然后过滤以收集固体产物。将产物在110℃的烘箱中干燥;获得11.31g产物。
向2L三颈圆底烧瓶中,添加11.31g前一步骤中制得的产物和150mL甲醇。然后,向烧瓶中逐滴添加2.72g氢氧化钾(溶解在甲醇中)。添加完成后,将反应物加热至回流。监测IR至完成反应(1780cm-1处的峰消失)。反应后,添加750mL水并过滤以除去任何不溶性杂质。用盐酸将滤液的pH调节至约2以使产物沉淀出来。将混合物过滤以收集产物,并将产物用DI水洗涤。将产物在110℃的烘箱中干燥。
制备例EX49
本实施例例示了具有以下结构的4-N-环己基-氨基苯甲酸的钾盐的制备:
在烧杯中,将6g 4-N-环己基-氨基苯甲酸分散在50mL H2O中。然后,用约20mL H2O将1.36g氢氧化钾溶解于另一烧杯中,然后添加至浆液中。大部分材料溶解,并将残余的不溶性固体通过过滤除去。从滤液中汽提脱除H2O以收集产物。将产物在110℃的烘箱中干燥过夜。
制备例EX50
本实施例例示了具有以下结构的4-N-环己基-氨基苯甲酸的铝盐的制备:
用约25mL H2O将1克4-N-环己基-氨基苯甲酸的钾盐溶解在烧杯中。在另一烧杯中,用约15mL H2O将0.78g硫酸铝十八水合物溶解。将两种溶液混合,立即形成沉淀物。将产物通过吸滤收集,并在110℃的烘箱中干燥过夜。
制备例EX51
本实施例例示了具有以下结构的4-(1,3-二氧-1H,3H-苯并[de]异喹啉-2基)苯甲酸的制备:
在配备有温度传感器、加热套、搅拌器和冷凝器的1L四颈圆底烧瓶中,加入25g萘二甲酸酐和80mL乙酸。在形成暗红橙色溶液后,添加17.31g 4-氨基苯甲酸,并将反应物加热至回流过夜。将反应混合物倒入过量的DI水中以使产物沉淀出来。将产物通过过滤收集,用更多的DI水洗涤,然后在烘箱中干燥。
制备例EX52
本实施例例示了具有以下结构的4-(1,3-二氧-1H,3H-苯并[de]异喹啉-2基)苯甲酸的锂盐的制备:
在配备有顶置搅拌器的1000mL烧杯中,加入5.09g 4-(1,3-二氧-1H,3H-苯并[de]异喹啉-2-基)苯甲酸和100mL DI H2O。将反应物搅拌,并用氢氧化锂调节pH直至所有酸溶解。通过旋转蒸发除去水。获得5.231g产物。
制备例EX53
本实施例例示了具有以下结构的N-苄基-对苯二甲酸单酰胺酸的锂盐的制备:
在装配有冷凝器和加料漏斗的三颈圆底烧瓶中,添加6.345g碳酸氢钠、8.09g苄胺、0.5g三乙胺和350mL四氢呋喃。将混合物温度冷却至低于10℃。然后,用1小时逐滴添加15g甲氧羰基苯甲酰氯(溶解在约150mL四氢呋喃中)。添加后,将混合物温和加热至回流。用IR监测反应至完成(1780cm-1处的峰消失)。完成后,将混合物用约2L DI水稀释,并搅拌20~30分钟。将产物通过过滤收集,并在100℃烘箱中干燥。获得18.68克材料(收率91.84%)。
在2L烧杯中,添加2.12g前一步骤中的产物和300mL DI水。然后,添加1.89g 10%氢氧化锂溶液,并搅拌直至反应完成(IR中1720cm-1处的峰消失)。然后,通过旋转蒸发除去所有水,以收集产物;获得1.94g产物(收率94.37%)。
制备例EX54
本实施例例示了具有以下结构的N-吡啶-2-基-对苯二甲酸单酰胺酸的锂盐的制备:
在配备有顶置搅拌、温度传感器、冰浴和回流冷凝器的250mL三颈圆底烧瓶中,添加4.71g 3-氨基吡啶、4.2g碳酸氢钠、约0.1g三乙胺和50mL四氢呋喃。将温度冷却至10℃,然后用1~1.5小时逐滴添加9.9克甲氧羰基苯甲酰氯(在20mL四氢呋喃中的溶液)。将反应物搅拌过夜,然后加热回流约2小时。然后,使用500mL DI水稀释反应物,将所得混合物搅拌20~30分钟。将固体产物通过过滤收集,并在110℃的烘箱中干燥。
在配备有磁搅拌棒的250mL烧杯中,添加2.56g前一步骤中制得的产物、0.42g氢氧化锂一水合物和50mL DI水。将烧杯加热至90℃,直至pH低于10。将固体产物通过过滤收集,并通过蒸发除去任何水。
制备例EX55
本实施例例示了具有以下结构的N-(2-氯-苯基)-对苯二甲酸单酰胺酸的制备:
在2L圆底烧瓶中,添加6.34g碳酸氢钠、9.63g 2-氯苯胺、0.5g三乙胺和200mL四氢呋喃。在将反应物用冰浴冷却后,向烧瓶中逐滴添加15g甲氧羰基苯甲酰氯(溶解在约100mLTHF中)。添加后,将反应物加热至回流。监测IR至完成(1780cm-1处的峰消失)。完成后,将溶液用2L DI H2O稀释并搅拌20~30分钟。将固体产物通过过滤收集,并在110℃的烘箱中干燥。
向2L三颈圆底烧瓶中,添加20.12g前一步骤的产物和150mL甲醇。将反应物加热至回流。在开始加热后,向反应物中逐滴添加3.90g钾(溶解在甲醇中)。监测IR至完成(1720cm-1处的峰消失)。完成后,将反应物用过量的H2O稀释。使用过滤除去任何残留的固体,然后向滤液中添加HCl直至pH值为约2。将产物在此步骤沉淀出来,通过过滤收集,然后在110℃的烘箱中干燥。
制备例EX56
本实施例例示了具有以下结构的N-(2-氯-苯基)-对苯二甲酸单酰胺酸的锂盐的制备:
在烧杯中,将1克N-(2-氯-苯基)-对苯二甲酸单酰胺酸悬浮在约20mL水中,然后添加0.1527g氢氧化锂一水合物。将反应物搅拌直至pH降低至低于10。将固体产物通过过滤收集。
制备例EX57
本实施例例示了具有以下结构的N-(2-氯-苯基)-对苯二甲酸单酰胺酸的钾盐的制备:
在烧杯中,将12克N-(2-氯-苯基)-对苯二甲酸单酰胺酸悬浮在约200mL水中,然后添加2.448g氢氧化钾。将反应物搅拌直至pH降低至低于10。在旋转蒸发除去多余的水后,收集产物。
制备例EX58
本实施例例示了具有以下结构的N-(3,5-二氰基-4-甲基-噻吩-2-基)-对苯二甲酸单酰胺酸的制备:
在配备有顶置搅拌、温度传感器、干冰浴和回流冷凝器的三颈圆底烧瓶中,添加12.32g 5-氨基-3-甲基噻吩-2,4-二腈、6.27g苏打粉和200mL四氢呋喃。将温度冷却至10℃,然后用1~1.5小时逐滴添加30克甲氧羰基苯甲酰氯溶液(50%四氢呋喃溶液)。添加后,将混合物加热至约40℃,直至反应完成(用IR监测,1780cm-1处的峰消失)。然后,将反应物用2L DI水稀释,并过滤以收集产物。
在配备有磁搅拌棒的32oz罐(jar)中,将17.4g前一步骤中制得的产物溶解在300mL甲醇中。然后添加30.05g氢氧化钾溶液(10%甲醇溶液)。用IR监测反应。反应完成后,将混合物用1升水稀释。将混合物过滤以除去任何不溶性杂质,将滤液用盐酸酸化直至pH为约2。将产物在此步骤中沉淀出来。将混合物过滤以收集产物。将产物用DI水洗涤并干燥。
制备例EX59
本实施例例示了具有以下结构的N-(3,5-二氰基-4-甲基-噻吩-2-基)-对苯二甲酸单酰胺酸的钠盐的制备:
在烧杯中,将N-(3,5-二氰基-4-甲基-噻吩-2-基)-对苯二甲酸单酰胺酸与200mL水混合。然后,缓慢添加25%氢氧化钠溶液直至获得稳定的pH值12。将溶液在真空中浓缩,从而提供所需产物。
制备例EX60
本实施例例示了具有以下结构的N-(3,5-二氰基-4-甲基-噻吩-2-基)-对苯二甲酸单酰胺酸的锂盐的制备:
在烧杯中,将N-(3,5-二氰基-4-甲基-噻吩-2-基)-对苯二甲酸单酰胺酸与200mL水混合。然后,缓慢添加氢氧化锂一水合物直至获得稳定的pH值12。将溶液在真空中浓缩,从而提供所需产物。
制备例EX61
本实施例例示了具有以下结构的N-(3,5-二氰基-4-甲基-噻吩-2-基)-对苯二甲酸单酰胺酸的锌盐的制备:
在烧杯中,将N-(3,5-二氰基-4-甲基-噻吩-2-基)-对苯二甲酸单酰胺酸与200mL水混合。然后,缓慢添加25%氢氧化钾溶液直至获得稳定的pH值12。然后向溶液中添加1当量的氯化锌(溶解在水中),并将产物沉淀出来。将产物通过过滤收集,并用DI水洗涤。
制备例EX62
本实施例例示了具有以下结构的N-吡啶-3-基-对苯二甲酸单酰胺酸的锂盐的制备:
在配备有顶置搅拌、温度传感器、冰浴和回流冷凝器的250mL三颈烧瓶中,添加4.71g 3-氨基吡啶、4.2g碳酸氢钠、约0.1g三乙胺和50mL四氢呋喃。将温度冷却至低于10℃,然后用1~1.5小时逐滴添加9.9克甲氧羰基苯甲酰氯(在20mL四氢呋喃中的溶液)。将反应物搅拌过夜,然后加热至回流约2小时。然后,将反应物用约500mL DI水稀释,并搅拌20~30分钟。将固体产物通过过滤收集,并在110℃的烘箱中干燥。
在配备有磁搅拌棒的250mL烧杯中,添加2.56g前一步骤中制得的产物、0.42g氢氧化锂一水合物和75mL DI水。将烧杯加热至90℃,直至pH低于10。通过过滤除去任何固体,并收集滤液。在通过蒸发除去多余的水后收集产物。
制备例EX63
本实施例例示了具有以下结构的N-(2-甲氧基-苯基)-对苯二甲酸单酰胺酸的制备:
在配备有顶置搅拌、温度传感器、干冰浴和回流冷凝器的三颈烧瓶中,添加7.44g邻甲氧基苯胺、5.01g苏打粉和200mL四氢呋喃。将温度冷却至低于10℃,然后用1~1.5小时逐滴添加25克甲氧羰基苯甲酰氯溶液(48%四氢呋喃溶液)。添加后,将反应物加热至约40℃,直至反应完成(用IR监测,1780cm-1处的峰消失)。然后,将混合物用约2L DI水稀释,并通过过滤收集产物。
在配备有磁搅拌棒的32oz罐中,将13.95g前一步骤中制得的产物溶解在300mL甲醇中。然后,添加27.5g氢氧化钾溶液(10%甲醇溶液)。用IR监测反应。反应完成后,将混合物用约1升水稀释。通过过滤除去不溶性杂质。将滤液用盐酸酸化直至pH为约2。将产物在此步骤中沉淀出来。将产物通过过滤收集,用DI水洗涤并干燥。
制备例EX64
本实施例例示了具有以下结构的N-(2-甲氧基-苯基)-对苯二甲酸单酰胺酸的钾盐的制备:
在烧杯中,将N-(2-甲氧基-苯基)-对苯二甲酸单酰胺酸与200mL水混合。然后,缓慢添加25%氢氧化钾溶液直至获得稳定的pH值12。将溶液在真空中浓缩以得到所需产物。
制备例EX65
本实施例例示了具有以下结构的4-N-苯基-对苯二甲酸单酰胺酸的镁盐的制备:
在配备有磁搅拌棒和搅拌板的250mL烧杯中,添加10g 4-N-苯基氨基苯甲酸与50mL水。将反应物加热至接近沸腾,并添加1.5g氧化镁。使用IR监测反应至完成,并通过过滤收集产物。
制备例EX66
本实施例例示了具有以下结构的4-N-(3,4-二氯苯基)氨基苯甲酸的锂盐的制备:
在配备有磁搅拌、加料漏斗、冰浴、氮气入口和加热板的1L三颈圆底烧瓶中,添加12.48g 3,4-二氯苯胺、6.34g碳酸氢钠、0.5g三乙胺和200mL四氢呋喃。将温度降低至低于10℃,然后用1~1.5小时逐滴添加15克甲氧羰基苯甲酰氯(在100mL的四氢呋喃中的溶液)。添加后,将反应物加热至约40℃,直至反应完成(用IR监测,1780cm-1处的峰消失)。然后,将反应物用约2L DI水稀释,并通过过滤收集产物。获得23.87g产物(收率97.5%)。
在250mL烧杯中,将3g来自前一步骤的产物与50mL水混合。将混合物加热至接近沸腾,并添加2.22克10%氢氧化锂溶液。通过IR监测反应至完成。将反应混合物蒸发至接近干燥,通过过滤收集产物。获得1.92g产物(收率65.6%)。
制备例EX67
本实施例例示了具有以下结构的4-N-(2,6-二异丙基苯基)氨基苯甲酸的钙盐的制备:
在配备有磁搅拌器、加料漏斗、冰浴、吹氮管、洗涤器和加热板的1L三颈圆底烧瓶中,添加14.73g 2,6-二异丙基苯胺、6.34g碳酸氢钠、0.5g三乙胺和200mL四氢呋喃。将混合物冷却至低于10℃,然后用1~1.5小时逐滴添加15克甲氧羰基苯甲酰氯(溶解在100mL的四氢呋喃中)。添加后,将反应物缓慢加热至回流。在反应完成(IR中的1780cm-1处的峰消失)后,将其用冷DI水稀释并搅拌20~30分钟。将产物通过过滤收集,并在110℃的烘箱中干燥。
在600mL烧杯中,将13.79g来自前一步骤的产物与200mL水混合。将混合物加热至接近沸腾,并添加22.8克10%氢氧化钾溶液。在通过IR监测反应完成后,添加6.72g氯化钙二水合物(溶解形成10%溶液)。将产物沉淀出来并通过过滤收集。
制备例EX68
本实施例例示了具有以下结构的4-苯甲酰氨基-2-羟基-苯甲酸的制备:
在配备有顶置搅拌、温度传感器、干冰浴和回流冷凝器的三颈烧瓶中,添加25g 4-氨基水杨酸、5.01g苏打粉和200mL四氢呋喃并搅拌。将温度降低至低于10℃,并用1~1.5小时逐滴添加7.32g苯甲酰氯。添加后,将烧瓶温和加热至40℃。在反应完成(用IR监测,1780cm-1处的峰消失)后,将反应混合物用300mL水稀释。将有机层分离出来。在干燥除去溶剂后,获得约16克产物。
制备例EX69
本实施例例示了具有以下结构的4-苯甲酰氨基-2-羟基-苯甲酸的锂盐的制备:
在烧杯中,将3克4-苯甲酰氨基-2-羟基-苯甲酸与20mL水混合。然后,添加1.05g氢氧化锂一水合物。将混合物搅拌20分钟,然后将反应混合物在真空中浓缩以提供所需的锂盐。
制备例EX70
本实施例例示了具有以下结构的4-苯甲酰氨基-2-羟基-苯甲酸的钙盐的制备:
在烧杯中,将3克4-苯甲酰氨基-2-羟基-苯甲酸与20mL水混合。然后,添加2.51g50%氢氧化钠溶液。溶液变得澄清后,添加包含3.53g无水氯化钙的溶液。将产物沉淀出来并通过过滤收集。
制备例EX71
本实施例例示了具有以下结构的4-[(联苯基-4-羰基)-氨基]-苯甲酸的制备:
在5L三颈圆底烧瓶中,将316.5g 4-氨基苯甲酸溶解在约3L二氧六环中。然后,用1小时逐滴添加250克联苯基-4-碳酰氯(溶解在约150mL二氧六环中)。将反应物搅拌过夜并过滤以收集固体。将固体用沸腾DI水洗涤,然后用冷DI水洗涤,直至水的pH为约中性。然后将经洗涤的固体在真空烘箱中干燥。
制备例EX72
本实施例例示了具有以下结构的4-[(联苯基-4-羰基)-氨基]-苯甲酸的锂盐的制备:
在烧杯中,将364.62g 4-[(联苯基-4-羰基)-氨基]-苯甲酸悬浮于约3L水中。然后,向悬浮液中添加氢氧化锂一水合物的溶液(41.96g在约500mL水中)。将反应物搅拌过夜,pH值变为7.5。将固体产物通过过滤收集,用水洗涤,在110℃的烘箱中干燥。获得334.7g产物(收率90%)。
制备例EX73
本实施例例示了具有以下结构的4-(苯亚甲基-氨基)-苯甲酸的制备:
在配备有冷凝器、加热套、磁搅拌器和两个塞子的500mL三颈圆底烧瓶中,添加10克4-氨基苯甲酸、7.75g苯甲醛和200mL乙醇。将反应混合物加热回流6小时。在将溶液冷却至室温后,将产物从溶液中结晶出来。通过过滤收集产物。通过浓缩滤液来回收另外的产物。获得15.41g产物(收率94%)。
制备例EX74
本实施例例示了具有以下结构的4-(苯亚甲基-氨基)-苯甲酸的锂盐的制备:
在2L烧杯中,将15.41克4-(苯亚甲基-氨基)-苯甲酸溶解在20mL水中。将混合物在加热板上温和加热并搅拌,直至获得澄清溶液。然后,缓慢添加2.85g氢氧化锂一水合物。溶液变得轻度混浊。在反应完成后,将其冷却并蒸除水。收集黄色固体。将产物用丙酮洗涤,然后在110℃的烘箱中干燥。
制备例EX75
本实施例例示了具有以下结构的4-氯苯基氨基-苯甲酸的制备:
在5L烧瓶中,添加274.3g 4-氨基苯甲酸(2mol)和2800mL丙酮。将反应物搅拌直至形成均匀的浆液。然后,向5L烧瓶中逐滴添加175g 4-氯苯甲酰氯,同时搅拌内容物。将反应物搅拌过夜,然后过滤以收集固体。将产物用约500mL丙酮清洗,然后用水清洗3次(每次500mL)。洗涤后,将固体转移至4L烧杯中,并在约2L沸水中悬浮1小时。将固体产物通过过滤收集,并用更多的沸水洗涤直至水变无色。
制备例EX76
本实施例例示了具有以下结构的4-氯苯基氨基-苯甲酸的钠盐的制备:
在配备有机械搅拌器的2L烧杯中,添加400mL水和27.5g 4-氯苯基氨基-苯甲酸。在另一烧杯中,将8.4克NaOH(50%溶液)用100mL水稀释。向4-氯苯基氨基-苯甲酸悬浮液中添加NaOH溶液,并将混合物搅拌过夜。通过过滤收集产物。将产物用DI水洗涤直至水的pH低于10,然后将产物在110℃的烘箱中干燥。
制备例EX77
本实施例例示了具有以下结构的4-(4-氟-苯甲酰氨基)-苯甲酸的制备:
在4L烧杯中,添加21.27g 4-氨基苯甲酸和1L DI H2O。然后,添加33.38g碳酸钠。接下来,向烧瓶中逐滴添加100g 4-氯苯甲酰氯(用约45分钟至1小时),并将反应物搅拌过夜。将固体产物通过真空过滤收集,并用沸水洗涤,以除去多余的4-氟苯甲酸。将产物在真空烘箱中干燥过夜。获得59.08g产物。
制备例EX78
本实施例例示了具有以下结构的4-(4-氟-苯甲酰氨基)-苯甲酸的锂盐的制备:
在烧杯中,将10克4-(4-氟-苯甲酰氨基)-苯甲酸悬浮在100mL DI水中。然后,将1.62g氢氧化锂一水合物首先溶解在25mL DI水中,然后添加至酸悬浮液中。将反应物搅拌过夜,并通过蒸除水来收集产物。
制备例EX79
本实施例例示了具有以下结构的4-苯甲酰基氨基-2,3,4,5-四氟-苯甲酸的制备:
在配备有搅拌器的250mL烧瓶中,添加3.37g 4-氨基-2,3,4,5-四氟苯甲酸、1.06g碳酸钠和20mL水。然后,向烧瓶中逐滴添加6.8g 4-苯甲酰氯(用约45分钟至1小时)。在下一天早上记录pH低于1。将固体产物通过过滤收集,用DI水洗涤5次,然后在110℃的烘箱中干燥。
制备例EX80
本实施例例示了具有以下结构的4-(4-氟-苯甲酰基氨基)-苯甲酸的锂盐的制备:
在250mL烧杯中,添加2克4-苯甲酰基氨基-2,3,4,5-四氟-苯甲酸和20mL DI水。然后,将0.27g氢氧化锂一水合物首先溶解在10mL DI水中,然后添加至酸悬浮液中。将反应物搅拌过夜,并通过蒸除水来收集产物。
制备例EX81
本实施例例示了具有以下结构的苯-1,3,5-三羧酸三(4-羧基苯)酰胺的制备:
在三颈圆底烧瓶中,添加21.2g碳酸钠和100mL四氢呋喃。然后,将13.75g 4-氨基苯甲酸和8g 1,3,5-苯三碳酰三氯(1,3,5-benzenetricarbonyl trichloride)分别单独用15mL THF稀释,并通过两个加料漏斗同时添加至反应物中。将反应物在室温搅拌过夜。添加约80mL四氢呋喃以在反应过程中补偿蒸发,并添加另外的10.6克碳酸钠。三小时后,将反应物转移至具有600mL水的1L烧杯中。用盐酸将pH调节至约2。将产物沉淀出来并通过过滤收集。然后将产物在40℃的真空烘箱中部分干燥。获得约35克产物。
制备例EX82
本实施例例示了具有以下结构的苯-1,3,5-三羧酸三(4-羧基苯)酰胺的钠盐的制备:
在烧杯中,将32克苯-1,3,5-三羧酸三(4-羧基苯)酰胺与200mL水混合。然后,缓慢添加50%氢氧化钠溶液,直至pH为12。将混合物搅拌20分钟,然后在真空中浓缩以得到产物。
制备例EX83
本实施例例示了具有以下结构的联苯-4,4'-二羧酸双(4-羧基苯)酰胺的制备:
在三颈圆底烧瓶中,添加5.67g碳酸钠和约40mL四氢呋喃。然后,将4.9g 4-氨基苯甲酸和5.0g 4,4’-联苯二碳酰氯分别单独用15mL THF稀释,并通过两个加料漏斗同时添加至反应物中。将反应物在室温搅拌过夜。然后,将反应物转移至具有600mL水的1L烧杯中。用盐酸将pH调节至约2。将产物沉淀出来并通过过滤收集。将产物在50℃的真空烘箱中干燥。
制备例EX84
本实施例例示了具有以下结构的联苯-4,4'-二羧酸双(4-羧基苯)酰胺的钠盐的制备:
在烧杯中,将12克酸(联苯-4,4'-二羧酸双(4-羧基苯)酰胺与100mL水混合。然后,缓慢添加50%氢氧化钠溶液,直至pH为12.5。将混合物搅拌20分钟,然后在真空中浓缩以得到产物。
制备例EX85
本实施例例示了具有以下结构的4-(4-甲基-苯甲酰氨基)苯甲酸的制备:
在5L三颈圆底烧瓶中,添加274g 4-氨基苯甲酸和3000mL丙酮。将混合物搅拌以形成澄清溶液。然后,向反应物中逐滴添加154.5g 4-甲基苯甲酰氯。添加后,将反应物搅拌过夜,然后过滤以收集固体。将固体用沸水洗涤,然后用冷DI水洗涤,直至水的pH为中性。将产物在110℃干燥。
制备例EX86
本实施例例示了具有以下结构的4-(4-甲基-苯甲酰氨基)苯甲酸的锂盐的制备:
在烧杯中,添加25.5g 4-(4-甲基-苯甲酰氨基)苯甲酸和200mL DI水。将混合物搅拌直至其形成均匀浆液。然后,添加4.2g氢氧化锂一水合物。将反应物搅拌过夜,并使pH降至10。将固体产物过滤出来,然后在110℃的烘箱中干燥。
制备例EX87
本实施例例示了具有以下结构的N-环戊基-对苯二甲酸单酰胺酸的锂盐的制备:
在烧杯中,将23.3g N-环戊基-对苯二甲酸单酰胺酸添加至100mL H2O中。然后,用约50mL H2O将4.2g氢氧化锂一水合物溶解在单独的烧杯中。将氢氧化锂溶液添加至N-环戊基-对苯二甲酸单酰胺酸浆液中,并搅拌直至pH值为约中性。将产物部分地溶于水中。通过蒸发除去水以得到产物。将产物在110℃的烘箱中干燥过夜。
制备例EX88
本实施例例示了具有以下结构的4-(环戊烷羰基-氨基)苯甲酸的锂盐的制备:
在1升二颈圆底烧瓶中,将40克4-氨基苯甲酸溶解在约400mL二氧六环中。然后,向溶液中逐滴添加19.35g环戊烷碳酰氯。在该步骤中形成白色固体状的反应中间体,4-(环戊烷羰基-氨基)苯甲酸;并将其通过过滤收集。在将产物用约200mL二氧六环洗涤并然后用约1升沸水洗涤后,将反应中间体在110℃的烘箱中干燥。在此步骤中收率为约27.7g(81%)。
将27.7克4-(环戊烷羰基-氨基)苯甲酸悬浮在约277mL水中。然后,添加5克氢氧化锂一水合物。将混合物搅拌过夜,且pH变为约7。在蒸除多余的水后,收集白色固体状的最终产物(4-(环戊烷羰基-氨基)苯甲酸的锂盐),并将其在110℃的烘箱中干燥。
实施例T1
将从上述制备例得到的各种添加剂分别粉碎并与密度为约0.952g/cm3且熔体流动指数为约19dg/分钟的高密度聚乙烯聚合物(ExxonMobilTMHDPE HD 6719)混合。然后将该混合物注射成型为棒(bar)或流延为薄膜。各个热塑性聚合物组合物的峰值聚合物结晶温度(Tc)使用差示扫描量热仪(Mettler-Toledo DSC822差示扫描量热仪)进行测量。特别是,将样品从目标部分采集,以20℃/分钟的速率从温度60℃加热至220℃,在220℃保持2分钟,并以约10℃/分钟的速率冷却至温度60℃。对各个样品记录发生峰值聚合物晶体重整(crystal reformation)的温度(其对应于峰值聚合物再结晶温度),并将其报道在下表1中。
比较例CTCEX1是密度为约0.952g/cm3且熔体流动指数为约19dg/分钟的高密度聚乙烯聚合物(ExxonMobilTM HDPE HD 6719),其被注射成型为样品棒。比较例CTCEX2和CTCEX3为分别包含1000ppm苯甲酸钠和双[4-(1,1-二甲基乙基)苯甲酸酯]氢氧化铝(Al-pTBBA)的相同高密度聚乙烯聚合物。比较例CTCEX4为被流延为膜的相同高密度聚乙烯聚合物。实施例TCEX1~实施例TCEX56是包含1500ppm的本申请公开的制备例的高密度聚乙烯聚合物流延膜。
表1:PE中各种添加剂的峰值聚合物再结晶温度(Tc)
从表1清楚的是,本发明的所有金属盐化合物可以在一定程度上提高聚乙烯的再结晶温度(Tc)。尽管在选择对于半结晶热塑性聚合物合适的成核剂时Tc不是唯一的重要因素,但是,Tc的改善是非常合意的,因为其改善了加工过程中的结晶速率,缩短了周期时间并改善了制备效率。
成核吹塑膜的制备
对于所有的吹塑膜实施例,将所用的聚乙烯树脂首先研磨至约35目粉末。然后,在树脂中添加1000ppm Irganox 1010、800ppm Irgafos 168、1000 ppm DHT4-A和本发明的成核剂,并将其在亨舍尔(Henschel)高强度混合器中以约2100rpm的叶片速度掺混约2分钟。然后将样品在MPM单螺杆挤出机中用38mm直径螺杆进行熔融配混。将挤出机的料筒温度从160℃升高至190℃。将线状挤出物在水浴中冷却,然后随后造粒。
在中试规模的吹塑膜生产线上制备膜,所述生产线具有4英寸单层模具并使用2mm模具间隙。生产线包括具有急冷空气的未来设计双气口气环(Future Design dual lipair ring)。挤出机具有55mm直径屏障螺杆(barrier screw),其长宽比为24:1。将挤出机的料筒温度从190℃升高至220℃。
成核聚乙烯吹塑膜的测试
使用BYK Gardner浊度计,根据ASTM D1023测量部件的浊度%。使用BYK Gardner浊度计测量部件的透明度。使用Illinois Instruments 7000水蒸气渗透分析仪,根据ASTME398测量作为水蒸气透过率量度的渗透性。使用ProTear撕裂测试仪,根据ASTM D1922测量撕裂强度。使用Dynisco Model D2085AB-P落锤聚合物测试仪,根据ASTM D1709进行落锤冲击测试。使用MTS Q-Test-5仪器,根据ASTM D882进行膜拉伸测试。
热塑性聚合物组合物的峰值聚合物再结晶温度(Tc)使用差示扫描量热仪(Mettler-Toledo DSC822差示扫描量热仪)进行测量。特别是,从丸粒制备压缩成型板(plaque),并从所述板上采集样品,将其以20℃/分钟的速率从温度60℃加热至220℃,在220℃保持2分钟,并以约10℃/分钟的速率冷却至温度60℃。对各个样品记录发生峰值聚合物晶体重整的温度(其对应于峰值聚合物再结晶温度)。
实施例F1
本实施例例示了已经使用本发明的成核剂进行成核的高密度聚乙烯聚合物表现出的一些物理性质。通过将2000ppm EX5混入(如上所述)市售可得的高密度聚乙烯聚合物(来自Nova Chemicals的19G)来制备聚合物组合物,其中所述高密度聚乙烯聚合物的密度为约0.962g/cm3且熔体流动指数为约1.2dg/分钟。然后使用所形成的聚合物组合物丸粒采用以下设置来制备吹塑膜(3密耳厚):101.6mm(4英寸)模具、2.0mm模具间隙、BUR2.3、DDR 11.4和产量为30kg/h。测量所得膜的峰值聚合物再结晶温度、渗透性、撕裂强度、落锤冲击性、1%正割模量和光学性质,并将其报道于表F1~F4中。
实施例F2
以与实施例F1相同的方式制备实施例F2,不同之处在于,使用EX46代替EX5。
实施例F3
以与实施例F1相同的方式制备实施例F3,不同之处在于,使用EX76代替EX5。
比较例CF1
以与实施例F1相同的方式制备比较例CF1,不同之处在于,未使用成核剂。
表F1:比较例CF1、实施例F1、F2和F3的峰值聚合物再结晶温度(Tc)、蒸汽渗透性和落锤冲击性
表F2:比较例CF1、实施例F1、F2和F3的浊度和透明度
样品 | 添加剂 | 负载(ppm) | 浊度(%) | 标准偏差(%) | 透明度 | 标准偏差 |
CF1 | 无 | 49.9 | 2.1 | 93.4 | 0.7 | |
F1 | EX5 | 2000 | 42.3 | 1.2 | 96.3 | 0.3 |
F2 | EX46 | 2000 | 43.0 | 0.4 | 96.5 | 0.2 |
F3 | EX76 | 2000 | 36.0 | 0.7 | 96.2 | 0.1 |
表F3:比较例CF1、实施例F1、F2和F3的1%正割模量
表F4:比较例CF1、实施例F1、F2和F3的撕裂强度
从表F1~F4的数据清楚可见,所有添加剂(EX5、EX46和EX76)均提高了峰值聚合物再结晶温度、降低了浊度并提高了透明度。另外,EX5和EX46提高了纵向撕裂强度、落锤冲击性和蒸汽渗透性。EX76也提高了纵向抗撕裂强度。更重要的是,EX76产生了平衡的纵向和横向的撕裂强度,改善了阻隔性质(如较低的渗透数所证实的)并改善了纵向刚度(1%正割模量)。
实施例F4
本实施例例示了已经使用本发明的成核剂进行成核的线性低密度聚乙烯聚合物表现出的一些物理性质。通过将2000ppm EX5混入(如上所述)市售可得的丁烯线性低密度聚乙烯聚合物(ExxonMobilTM LLDPE LL 1001.32)来制备聚合物组合物,所述丁烯线性低密度聚乙烯聚合物的密度为约0.918g/cm3且熔体流动指数为约1.0dg/分钟。然后使用所形成的聚合物组合物丸粒采用以下设置来制备吹塑膜(2密耳厚):101.6mm(4英寸)模具、2.0mm模具间隙、BUR 2.35、DDR 17和产量为30kg/h。测量峰值聚合物再结晶温度、渗透性、落锤冲击性、1%正割模量和撕裂强度,并将其报道于表F5~F6中。
实施例F5
以与实施例F4相同的方式制备实施例F5,不同之处在于,使用EX46代替EX5。
实施例F6
以与实施例F4相同的方式制备实施例F6,不同之处在于,使用EX76代替EX5。
比较例CF2
以与实施例F4相同的方式制备比较例CF2,不同之处在于,未使用成核剂。
表F5:比较例CF2、实施例F4、F5和F6的峰值聚合物再结晶温度(Tc)、蒸汽渗透性和落锤冲击性
表F6:比较例CF2、实施例F4、F5和F6的1%正割模量和撕裂强度
从表F5~F6的数据清楚可见,所有添加剂(EX5、EX46和EX76)均提高了峰值聚合物再结晶温度。EX5和EX46提高了纵向撕裂强度,且EX76显著提高了纵向模量。所有三种本发明的成核剂均稍微提高了落锤冲击耐性。
实施例F7
本实施例例示了已经使用本发明的成核剂进行成核的线性低密度聚乙烯聚合物表现出的一些物理性质。通过将2000ppm EX46混入(如上所述)市售可得的线性低密度聚乙烯聚合物(DowlexTM 2056G)来制备聚合物组合物,其中所述线性低密度聚乙烯聚合物的密度为约0.922g/cm3且熔体流动指数为约1.0dg/分钟。然后使用所形成的聚合物组合物丸粒采用以下设置来制备吹塑膜(1密耳厚):101.6mm(4英寸)模具、2.0mm模具间隙、BUR 2.38、DDR 33和产量为22kg/h。测量峰值聚合物再结晶温度、渗透性、落锤冲击性、1%正割模量和撕裂强度,并将其报道于表F7~F8中。
比较例CF3
以与实施例F7相同的方式制备比较例CF3,不同之处在于,未使用成核剂。
表F7:比较样品CF3和样品F7的峰值聚合物再结晶温度(Tc)、蒸汽渗透性和落锤冲击性
表F8:比较样品CF3和样品F7的1%正割模量和撕裂强度
从F7和F8的数据清楚可见,添加剂EX46提高了峰值聚合物再结晶温度,提高了纵向撕裂强度和落锤冲击性。
实施例F8
本实施例例示了已经使用本发明的成核剂进行成核的线性低密度聚乙烯聚合物表现出的一些物理性质。通过将2000ppm EX76混入(如上所述)市售可得的线性低密度聚乙烯聚合物(DowlexTM 2056G)来制备聚合物组合物,其中所述线性低密度聚乙烯聚合物的密度为约0.922g/cm3且熔体流动指数为约1.0dg/分钟。然后使用所形成的聚合物组合物丸粒采用以下设置来制备吹塑膜(3密耳厚):101.6mm(4英寸)模具、2.0mm模具间隙、BUR 2.38、DDR 11和产量为23kg/h。测量峰值聚合物再结晶温度、渗透性、落锤冲击性、1%正割模量和撕裂强度,并将其报道于表F9~F10中。
比较例CF4
以与实施例F8相同的方式制备比较例CF4,不同之处在于,未使用成核剂。
表F9:比较样品CF4和样品F8的峰值聚合物再结晶温度(Tc)和落锤冲击性
表F10:比较样品CF4和样品F8的1%正割模量和撕裂强度
从F9和F10的数据清楚可见,添加剂EX76提高了结晶峰值温度、落锤冲击性和MD1%正割模量。而且,其提供了在纵向与横向上平衡的撕裂强度。
实施例F9
本实施例例示了已经使用本发明的成核剂进行成核的线性低密度聚乙烯聚合物表现出的一些物理性质。通过将2000ppm EX5混入(如上所述)市售可得的线性低密度聚乙烯聚合物(Dow EliteTM 5100G)来制备聚合物组合物,其中所述线性低密度聚乙烯聚合物的密度为约0.922g/cm3且熔体流动指数为约0.85dg/分钟。然后使用所形成的聚合物组合物丸粒采用以下设置来制备吹塑膜(2和3密耳厚):101.6mm(4英寸)模具、2.0mm模具间隙、BUR2.38、2密耳和3密耳膜的DDR分别为16.5和11、以及产量为30kg/h。测量峰值聚合物再结晶温度、渗透性、1%正割模量和撕裂强度,并将其报道于表F11~F12中。
实施例F10
以与实施例F9相同的方式制备实施例F10,不同之处在于,使用EX46代替EX5。
实施例F11
以与实施例F9相同的方式制备实施例F11,不同之处在于,使用EX76代替EX5。
比较例CF5
以与实施例F9相同的方式制备比较例CF5,不同之处在于,未使用成核剂。
表F11:比较样品CF5和样品F9、F10和F11的峰值聚合物再结晶温度(Tc)和蒸汽渗透性
表F12:比较样品CF5和样品F9、F10和F11的撕裂强度
从F11和F12的数据清楚可见,添加剂EX5、EX46和EX76提高了峰值聚合物再结晶温度。另外,EX5和EX46提高了纵向撕裂强度,特别是在膜为3密耳厚时。EX76提高了纵向的拉伸模量,并产生了在纵向和横向上更平衡的撕裂强度。EX5和EX46提高了渗透性而EX76降低了渗透性。
通过注射成型制备成核聚乙烯
在下述注射成型实施例中,首先将所用的聚乙烯树脂研磨至35目粉末。然后,向树脂中添加本发明的成核剂,并将其在亨舍尔高强度混合器中以约2100rpm的叶片速度掺混约2分钟。然后将样品在DeltaPlast单螺杆挤出机中用25mm直径螺杆和30:1的长径比进行熔融配混。将挤出机的料筒温度从160℃升高至190℃,并将螺杆速度设定为约130rpm。将线状挤出物在水浴中冷却,然后造粒。
通过注射成型用具有25.4mm直径螺杆的Arburg 40吨注射成型机形成板和棒。除非另外指出,注射成型机的料筒温度为230℃,且模制温度被控制在25℃。
除非另外指出,对于板而言注射速度为2.4cc/秒,其尺寸为:长约60mm,宽60mm且厚2mm。使用这些板来测量再结晶温度、双向刚度和多轴耐冲击性。
除非另外指出,对于棒而言注射速度为15cc/秒,其尺寸为:长约127mm,宽12.7mm且厚3.3mm。使用这些棒来测量1%正割模量、HDT和Izod耐冲击性。
成核聚乙烯的测试
使用跨度(span)为32mm、固定挠曲速度(fixed deflection rate)为8.53mm/分钟且标称样品宽度(nominal sample width)为50.8mm的MTS Q-Test-5仪器对上述板进行弯曲性质测试(被报道为双向模量)。通过从板的中心切取方形部分(约50mm×50mm)来制备样品,从而获得各向尺寸相同的样品。除了如惯常地在横跨纵向/流动方向上(在结果表中被标记为“横向”)测试样品以外,还通过在横跨流动的横向上进行弯曲来测试样品,以测量在该方向(在结果表中被标记为“纵向”)上的刚度,从而检测板的双向刚度。
采用Instron Ceast 9350测试仪,根据ISO 6603标准使用2.2m/秒的速度和-30℃的腔室温度来对上述板进行多轴冲击测试。使用MTS Qtest/5仪器,根据ASTM D790程序B对上述棒进行弯曲模量测试(被报道为1%正割模量)。使用Ceast HDT 3VICAT仪器,根据ASTMD648-07方法B对上述棒进行热挠曲温度测试。使用Tinius-Olsen 892T仪器,根据ASTMD256方法A对上述棒进行Izod冲击测试。
热塑性聚合物组合物的峰值聚合物再结晶温度(Tc)使用差示扫描量热仪(Mettler-Toledo DSC822差示扫描量热仪)进行测量。特别是,从目标部分采集样品,将其以20℃/分钟的速率从温度60℃加热至220℃,在220℃保持2分钟,并以约10℃/分钟的速率冷却至温度60℃。对各个样品记录发生峰值聚合物晶体重整的温度(其对应于峰值聚合物再结晶温度)。
实施例I1~I3
本实施例例示了已经使用本发明的成核剂进行成核的高密度聚乙烯聚合物表现出的一些物理性质。通过将制备例EX5和不同的除酸剂混入(如上所述)市售可得的高密度聚乙烯(DowlexTM IP 40)来制备聚合物组合物,其中所述聚乙烯的密度为约0.954g/cm3且熔体流动指数为约40dg/分钟。将树脂首先研磨,与添加剂混合,然后复合并挤出以形成丸粒。然后将所形成的聚合物组合物丸粒注射成型为测试用板和棒。
表I1中列出了实施例I1~I3和比较例CI1的配制物信息。下表I2和I3中报道了峰值聚合物再结晶温度(Tc)、-30℃温度下的多轴冲击性和双向模量(对板测量的)以及1%正割模量和热挠曲温度(对棒测量的)。
表I1:样品CI1、I1、I2和I3的配制物信息
表I2:样品CI1、I1、I2和I3的-30℃温度下的多轴冲击性和双向模量
表I3:样品CI1、I1、I2和I3的1%正割模量、热挠曲温度和峰值聚合物再结晶温度
实施例I4~I6
这些实施例例示了已经使用本发明的成核剂进行成核的高密度聚乙烯聚合物表现出的一些物理性质。通过将制备例EX46和不同的除酸剂混入(如上所述)市售可得的高密度聚乙烯(DowlexTM IP 40)来制备聚合物组合物,其中所述高密度聚乙烯的密度为约0.954g/cm3且熔体流动指数为约40dg/分钟。对树脂首先进行研磨,将其与添加剂混合,然后复合并挤出形成丸粒。然后将所形成的聚合物组合物丸粒注射成型为测试用板和棒。实施例I4~I6和比较例CI2的配制物信息列于表I4中。下表I5和I6报道了峰值聚合物再结晶温度(Tc)、-30℃温度下的多轴冲击性和双向模量(对板测量的)以及1%正割模量和热挠曲温度(对棒测量的)。
表I4:样品CI2、I4、I5和I6的配制物信息
表I5:样品CI2、I4、I5和I6的-30℃温度下的多轴冲击性和双向模量
表I6:CI2、I4、I5和I6的1%正割模量、峰值聚合物再结晶温度和热挠曲温度
实施例I7
本实施例例示了已经使用本发明的成核剂进行成核的高密度聚乙烯聚合物表现出的一些物理性质。通过将制备例EX76混入(如上所述)市售可得的高密度聚乙烯(DowlexTMIP 40)来制备聚合物组合物,其中所述高密度聚乙烯的密度为约0.954g/cm3且熔体流动指数为约40dg/分钟。对树脂首先进行研磨,将其与添加剂混合,然后复合并挤出以形成丸粒。然后将所形成的聚合物组合物丸粒注射成型为测试用板和棒。实施例I7和比较例CI3的配制物信息列出于表I7中。测量峰值聚合物再结晶温度(Tc)、-30℃温度下的多轴冲击性和双向模量(对板测量的)以及1%正割模量和热挠曲温度(对棒测量的)并将其报道于下表I8和I9中。
表I7:样品CI3和I7的配制物信息
表I8:样品CI3和I7的-30℃温度下的多轴冲击性和双向模量
表I9:CI3和I7的1%正割模量、热挠曲温度和峰值聚合物再结晶温度
实施例I8~I10
这些实施例例示了已经使用本发明的成核剂进行成核的高密度聚乙烯聚合物表现出的一些物理性质。通过将制备例EX5和不同的除酸剂混入(如上所述)市售可得的高密度聚乙烯(ExxonMobilTM HDPE HD 6719)来制备聚合物组合物,其中所述高密度聚乙烯的密度为约0.952g/cm3且熔体流动指数为约19dg/分钟。对树脂首先进行研磨,将其与添加剂混合,然后复合并挤出以形成丸粒。然后将所形成的聚合物组合物丸粒注射成型为测试用板和棒。实施例I8~I10和比较例CI4的配制物信息列于表I10中。测量峰值聚合物再结晶温度、-30℃温度下的多轴冲击性和双向模量(对板测量的)以及1%正割模量和热挠曲温度(对棒测量的)并将其报道于下表I11和I12中。
表I10:样品CI4、I8、I9和I10的配制物信息
表I11:样品CI4、I8、I9和I10的-30℃温度下的多轴冲击性和双向模量
表I12:CI4、I8、I9和I10的1%正割模量、热挠曲温度和峰值聚合物再结晶温度
实施例I11~I12
这些实施例例示了已经使用本发明的成核剂进行成核的高密度聚乙烯聚合物表现出的一些物理性质。通过将制备例EX46和EX76混入(如上所述)市售可得的高密度聚乙烯(ExxonMobilTM HDPE HD 6719)来制备聚合物组合物,其中所述高密度聚乙烯的密度为约0.952g/cm3且熔体流动指数为约19dg/分钟。对树脂首先进行研磨,将其与添加剂混合,然后复合并挤出以形成丸粒。然后将所形成的聚合物组合物丸粒注射成型为测试用板和棒。在该实施例中,将板以15cc/秒成型,并且将棒以40cc/秒成型,其它加工条件保持与如上所述的一致。实施例I11和I12以及比较例CI5的配制物信息列于表I13中。测量峰值聚合物再结晶温度、-30℃温度下的多轴冲击性和双向模量(对板测量的)以及1%正割模量、-30℃的Izod冲击性和热变形温度(对棒测量的)并将其报道于下表I14和I15中。
表I13:样品CI5、I11和I12的配制物信息
表I14:样品CI5、I11和I12的-30℃温度下的多轴冲击性和双向模量。板以15cc/秒成型
表I15:CI5、I11和I12的1%正割模量、峰值聚合物再结晶温度和热挠曲温度。棒以40cc/秒成型
实施例I13~I15
这些实施例例示了已经使用本发明的成核剂进行成核的高密度聚乙烯聚合物表现出的一些物理性质。通过将制备例EX5、EX46和EX76混入(如上所述)市售可得的高密度聚乙烯(LyondellBasellACP 6541A UV)来制备聚合物组合物,其中所述高密度聚乙烯的密度为约0.954g/cm3且熔体流动指数为约1.5dg/分钟。对树脂首先进行研磨,将其与添加剂混合,然后复合并挤出以形成丸粒。然后将所形成的聚合物组合物丸粒注射成型为测试用板和棒。在该实施例中,将板在220℃以20cc/秒成型,并且将棒在220℃以40cc/秒成型,其它加工条件保持与如上所述的一致。实施例I13、I14、I15和比较例CI6的配制物信息列于表I16中。测量峰值聚合物再结晶温度、-30℃温度下的多轴冲击性和双向模量(对板测量的)以及1%正割模量、Izod冲击性和热挠曲温度(对棒测量的)并见其报道于下表I17和I18中。
表I16:样品CI6、I13、I14和I15的配制物信息
表I17:样品CI6、I13、I14和I15的-30℃温度下的多轴冲击性和双向模量。将板以20cc/秒成型
表I18:CI6、I13、I14和I15的1%正割模量、峰值聚合物再结晶温度和热挠曲温度
成核的薄壁注射成型熟食杯(Deli-cup)的制备
首先将所用的聚乙烯树脂研磨至35目粉末。向树脂中添加本发明的成核剂,并将其在亨舍尔高强度混合器中以约2100rpm的叶片速度掺混约2分钟。然后将样品在MPM单螺杆挤出机中用38mm直径螺杆进行熔融配混。将挤出机的料筒温度从160℃升高至190℃。将线状挤出物在水浴中冷却,然后造粒。在Husky S-90RS40/32注射成型机中、以90吨夹具和蓄电池辅助/高速注射单元,使用单腔模具制备容积量为16oz的熟食杯。注射成型机具有32mm直径往复螺杆,其长径比为25:1。取决于树脂的熔体指数,挤出机的料筒温度为190℃~210℃,热流道温度也被设置为约210℃。模具温度被设置为约12℃。熟食杯的尺寸为:直径约117mm且高约76mm。
成核聚乙烯熟食杯的测试
使用BYK Gardner浊度计,根据ASTM D1023对侧壁测量部件的浊度%。使用BYKGardner浊度计对侧壁测量部件的透明度。使用MTS Q-Test-5仪器,根据ASTM D 2659测量部件的尖峰负荷(top load)。热塑性聚合物组合物的峰值聚合物再结晶温度(Tc)使用差示扫描量热仪(Mettler-Toledo DSC822差示扫描量热仪)进行测量。特别是,从丸粒制备压缩成型板,并从所述板上采集样品,将其以20℃/分钟的速率从温度60℃加热至220℃,在220℃保持2分钟,并以约10℃/分钟的速率冷却至温度60℃。对各个样品记录发生峰值聚合物晶体重整的温度(其对应于峰值聚合物再结晶温度)。
实施例I16~I18
这些实施例例示了已经使用包含本发明的成核剂的组合物制得的高密度聚乙烯聚合物制品(熟食杯)表现出的一些物理性质。通过将制备例EX5、EX46和EX76混入(如上所述)市售可得的高密度聚乙烯(Dowlex IP 40)来制备聚乙烯制品,其中所述高密度聚乙烯的密度为约0.954g/cm3且熔体流动指数为约40dg/分钟。对树脂首先进行研磨,将其与添加剂混合,然后复合并挤出以如上所述形成丸粒。然后将所形成的聚合物组合物丸粒通过薄壁注射成型(TWIM)处理以形成聚乙烯制品。在该实施例中,熟食杯使用0.21秒的填充时间(fill time)制得。实施例I16、I17、I18和比较例CI7的配制物信息列于表I19中。测量了熟食杯的再结晶峰值温度(在使用丸粒制得的压缩成型板中测量的)、透明度、浊度和尖峰负荷并将其报道于下表I20中。
表I19:样品CI7和I16~I18的配制物信息。所有组合物均包含1000ppm的Irganox1010和800ppm的Irgafos 168。
表I20:样品CI17和样品I16~I18的选择物理性质
成核的注射成型食品贮存容器的制备
首先将所用的聚乙烯树脂研磨至35目粉末。向树脂中添加本发明的成核剂,并将其在亨舍尔高强度混合器中以约2100rpm的叶片速度掺混约2分钟。然后将样品在MPM单螺杆挤出机中以38mm直径螺杆进行熔融配混。将挤出机的料筒温度从160℃升高至190℃。将线状挤出物在水浴中冷却,然后造粒。在Husky S-90RS40/32注射成型机中、以90吨夹具和蓄电池辅助/高速注射单元,使用单腔模具制备重量约为62g的可再用性食品贮存容器。注射成型机具有32mm直径往复螺杆,其长径比为25:1。取决于树脂的熔体指数,挤出机的料筒温度为190℃~210℃,热流道温度也被设置为约220℃。模具温度被设置在约12℃。食品贮存容器的尺寸为190.5mm×98.4mm×76.2mm,壁厚为约1mm。
成核聚乙烯食品贮存容器的测试
使用BYK Gardner浊度计,根据ASTM D1023对侧壁测量部件的浊度%。使用BYKGardner浊度计对侧壁测量部件的透明度。使用MTS Q-Test-5仪器,根据ASTM D 2659测量部件的尖峰负荷。热塑性聚合物组合物的峰值聚合物再结晶温度(Tc)使用差示扫描量热仪(Mettler-Toledo DSC822差示扫描量热仪)进行测量。特别是,从丸粒制备压缩成型板,并从所述板上采集样品,将其以20℃/分钟的速率从温度60℃加热至220℃,在220℃保持2分钟,并以约10℃/分钟的速率冷却至温度60℃。对各个样品记录发生峰值聚合物晶体重整的温度(其对应于峰值聚合物再结晶温度)。
实施例H1~H3
这些实施例例示了已经使用本发明的成核剂进行成核的高密度聚乙烯聚合物制品(食品贮存容器)表现出的一些物理性质。通过将制备例EX5、EX46和EX76混入(如上所述)市售可得的高密度聚乙烯(ExxonMobilTMHDPE HD 6719)来制备聚乙烯制品,其中所述高密度聚乙烯的密度为约0.952g/cm3且熔体流动指数为约19dg/分钟。对树脂首先进行研磨,将其与添加剂混合,然后复合并挤出以如上所述形成丸粒。然后将所形成的聚合物组合物丸粒通过注射成型(IM)处理以形成聚乙烯制品。在该实施例中,该家用器皿使用2.8秒的填充时间制得。实施例H1、H2、H3和比较例CH1的配制物信息列于表TH1中。测量了再结晶峰值温度(在使用丸粒制得的压缩成型板中测量的)、透明度、浊度和尖峰负荷并将其报道于下表TH2中。
表TH1:样品CH1和H1~H3的配制物信息。所有组合物均包含1000ppm的Irganox1010和800ppm的Irgafos 168。
表TH2:比较样品CH1和H1~H3的选择物理性质
实施例H4~H6
这些实施例例示了已经使用经本发明的成核剂进行成核的树脂制得的高密度聚乙烯聚合物制品(食品贮存容器)表现出的一些物理性质。通过将制备例EX5、EX46和EX76混入市售可得的高密度聚乙烯(DowTM HDPE DMDA-8965NT 7)来制备聚乙烯制品,其中所述高密度聚乙烯的密度为约0.954g/cm3且熔体流动指数为约66dg/分钟。对树脂首先进行研磨,将其与添加剂混合,然后复合并挤出以如上所述形成丸粒。然后将所形成的聚合物组合物丸粒通过注射成型(IM)处理以形成聚乙烯制品。在该实施例中,该家用器皿使用3.0秒的填充时间制得。实施例H4、H5、H6和比较例CH2的配制物信息列于表TH3中。测量了再结晶峰值温度(在使用丸粒制得的压缩成型板中测量的)、透明度、浊度和尖峰负荷并将其报道于下表TH4中。
表TH3:样品CH2和H4~H6的配制物信息。所有组合物均包含1000ppm的Irganox1010和800ppm的Irgafos 168。
表TH4:比较样品CH2和H4~H6的选择物理性质
实施例H7~H9
这些实施例例示了已经使用经本发明的成核剂进行成核的树脂制得的高密度聚乙烯聚合物制品(食品贮存容器)表现出的一些物理性质。通过将制备例EX5、EX46和EX76混入市售可得的线性低密度聚乙烯(ExxonMobilTMLLDPE LL 6100.17)来制备聚乙烯制品,其中所述线性低密度聚乙烯的密度为约0.925g/cm3且熔体流动指数为约20dg/分钟。对树脂首先进行研磨,将其与添加剂混合,然后复合并挤出以如上所述形成丸粒。然后将所形成的聚合物组合物丸粒通过注射成型(IM)处理以形成聚乙烯制品。在该实施例中,该家用器皿使用2.7秒的填充时间制得。实施例H7、H8、H9和比较例CH3的配制物信息列于表TH5中。测量了再结晶峰值温度(在使用丸粒制得的压缩成型板中测量的)、透明度、浊度和尖峰负荷并将其报道于下表TH6中。
表TH5:样品CH3和H7~H9的配制物信息。所有组合物均包含1000ppm的Irganox1010和800ppm的Irgafos 168。
表TH6:比较样品CH3和H7~H9的选择物理性质
实施例H10~H12
这些实施例例示了已经使用经本发明的成核剂进行成核的树脂制得的高密度聚乙烯聚合物制品(食品贮存容器)表现出的一些物理性质。通过将制备例EX5、EX46和EX76混入市售可得的线性低密度聚乙烯(DowlexTM 2517)来制备聚乙烯制品,其中所述线性低密度聚乙烯的密度为约0.919g/cm3且熔体流动指数为约25dg/分钟。对树脂首先进行研磨,将其与添加剂混合,然后复合并挤出以如上所述形成丸粒。然后将所形成的聚合物组合物丸粒通过注射成型(IM)处理以形成聚乙烯制品。在该实施例中,该家用器皿使用2.5秒的填充时间制得。实施例H10、H11、H12和比较例CH4的配制物信息列于表TH7中。测量了再结晶峰值温度(在使用丸粒制得的压缩成型板中测量的)、透明度、浊度和尖峰负荷并将其报道于下表TH8中。
表TH7:样品CH4和H10~H12的配制物信息。所有组合物均包含1000ppm的Irganox1010和800ppm的Irgafos 168。
表TH8:比较样品CH4和H10~H12的选择物理性质
成核聚丙烯的形成
将不同的添加剂添加至聚丙烯基质树脂中,并将其在亨舍尔高强度混合器中以约2100rpm的叶片速度掺混约2分钟。然后将样品在DeltaPlast单螺杆挤出机中以25mm直径螺杆和30:1的长径比进行熔融配混。将挤出机的料筒温度从190℃升高至230℃,并且将螺杆速度设置为约130rpm。将线状挤出物在水浴中冷却,然后造粒。
用具有25.4mm直径螺杆的Arburg 40吨注射成型机,通过注射成型形成板和棒。注射成型机的料筒温度为230℃,将模具温度控制为25℃。板的注射速度为2.4cc/秒,其尺寸为:长约60mm,宽约60mm,厚约2mm。使用这些板来测量再结晶温度和双向刚度。棒的注射速度为15cc/秒,其尺寸为:长约127mm,宽约12.7mm,厚约3.3mm。使用这些棒来测量1%正割模量、HDT和Izod耐冲击性。
成核聚丙烯的测试
使用跨度为32mm、固定挠曲速度为8.53mm/分钟且标称样品宽度为50.8mm的MTSQ-Test-5仪器对上述板进行弯曲性质测试(被报道为双向模量)。通过从板的中心切取方形部分(约50mm×50mm)来制备样品,从而获得各向尺寸相同的样品。除了如惯常地在横跨纵向/流动方向上(在结果表中被标记为“横向”)测试样品以外,还通过在横跨流动的横向上进行弯曲来测试样品,以测量在该方向(在结果表中被标记为“纵向”)上的刚度,从而检测板的双向刚度。
使用MTS Qtest/5仪器,根据ASTM D790程序B对上述棒进行弯曲模量测试(被报道为1%正割模量)。使用Ceast HDT 3VICAT仪器,根据ASTM D648-07方法B对上述棒进行热挠曲温度测试。使用Tinius-Olsen 892T仪器,根据ASTM D256方法A对上述棒进行Izod冲击测试。热塑性聚合物组合物的峰值聚合物再结晶温度(Tc)使用差示扫描量热仪(Mettler-Toledo DSC822差示扫描量热仪)进行测量。这通过以下过程完成:将从目标板上获得的约5克样品以20℃/分钟的速率从温度50℃加热至220℃,在220℃保持2分钟,并以约20℃/分钟的速率将板冷却回温度50℃,并记录发生峰值聚合物晶体重整的温度(Tc)。
实施例P1~P6
这些实施例例示了已经使用本发明的成核剂进行成核的聚丙烯聚合物表现出的一些物理性质。通过将制备例EX5、EX46、EX9、EX8、EX36和EX76混入市售可得的聚丙烯均聚物(LyondellBasell Pro-faxTM6301)来制备聚合物组合物,其中所述聚丙烯均聚物的熔体流动指数为约12dg/分钟。将树脂首先与本发明的成核剂、抗氧化剂和除酸剂混合,然后将混合物复合并挤出以形成丸粒。将所形成的丸粒注射成型为如上所述的测试用板和棒。实施例P1~P6和比较例CP1的配制物信息列于表P1中。测量峰值聚合物再结晶温度、双向模量、Izod冲击性和热挠曲温度并将其报道于下表P2和P3中。
表P1:样品CP1和P1~P6的配制物信息。所有组合物均包含500ppm的Irganox1010、1000ppm的Irgafos 168和800ppm的硬脂酸钙。
表P2:比较例CP1和实施例P1~P6的双向模量
表P3:比较例CP1和实施例P1~P6的峰值聚合物再结晶温度、室温Izod冲击性和热挠曲温度
实施例P7~P12
这些实施例例示了已经使用本发明的成核剂进行成核的聚丙烯聚合物表现出的一些物理性质。通过将制备例EX5、EX46、EX9、EX8、EX36和EX76混入市售可得的聚丙烯均聚物(LyondellBasell Pro-faxTM6301)来制备聚合物组合物,其中所述聚丙烯均聚物的熔体流动指数为约12dg/分钟。将树脂首先与本发明的成核剂、抗氧化剂和除酸剂混合,然后将混合物复合并挤出以形成丸粒。将所形成的丸粒注射成型为如上所述的测试用板和棒。实施例P7~P12和比较例CP2的配制物信息列于表P4中。测量峰值聚合物再结晶温度、双向模量、Izod冲击性和热挠曲温度并将其报道于下表P5和P6中。
表P4:样品CP2和P7~P12的配制物信息。所有组合物均包含500ppm的Irganox1010、1000ppm的Irgafos 168和500ppm的DHT-4A。
表P5:比较例CP2和实施例P7~P12的双向模量
表P6:比较例CP2和实施例P7~P12的峰值聚合物再结晶温度、室温Izod冲击性和热挠曲温度
实施例P13~P18
这些实施例例示了已经使用本发明的成核剂进行成核的聚丙烯聚合物表现出的一些物理性质。通过将制备例EX5、EX46、EX9、EX8、EX36和EX76混入市售可得的耐冲击聚丙烯共聚物(LyondellBasell Pro-faxTMSD375S)来制备聚合物组合物,其中所述耐冲击聚丙烯共聚物的熔体流动指数为约18dg/分钟。
将树脂首先与本发明的成核剂、抗氧化剂和除酸剂混合,然后将混合物复合并挤出以形成丸粒。将所形成的丸粒注射成型为如上所述的测试用板和棒。实施例P13~P18和比较例CP3的配制物信息列于表P7中。测量峰值聚合物再结晶温度、双向模量、Izod冲击性和热挠曲温度并将其报道于下表P8和P9中。
表P7:样品CP3和P13~P18的配制物信息。所有组合物均包含500ppm的Irganox1010、1000ppm的Irgafos 168和800ppm的硬脂酸钙。
表P8:比较例CP3和实施例P13~P18的双向模量
表P9:比较例CP3和实施例P13~P18的峰值聚合物再结晶温度和热挠曲温度
实施例P19~P24
这些实施例例示了已经使用本发明的成核剂进行成核的聚丙烯聚合物表现出的一些物理性质。通过将制备例EX5、EX46、EX9、EX8、EX36和EX76混入市售可得的耐冲击聚丙烯共聚物(LyondellBasell Pro-faxTMSD375S)来制备聚合物组合物,其中所述耐冲击聚丙烯共聚物的熔体流动指数为约18dg/分钟。
将树脂首先与本发明的成核剂、抗氧化剂和除酸剂混合,然后将混合物复合并挤出以形成丸粒。将所形成的丸粒注射成型为如上所述的测试用板和棒。实施例P19~P24和比较例CP4的配制物信息列于表P10中。测量峰值聚合物再结晶温度、双向模量、Izod冲击性和热挠曲温度并将其报道于下表P11和P12中。
表P10:样品CP4和P19~P24的配制物信息。所有组合物均包含500ppm的Irganox1010、1000ppm的Irgafos 168和500ppm的DHT-4A。
表P11:比较例CP4和实施例P19~P24的双向模量
表P12:比较例CP4和实施例P19~P24的峰值聚合物再结晶温度和热挠曲温度
通过注射成型制备成核聚乙烯
在下述注射成型实施例中,以前述注射成型实施例所述的方式制备聚乙烯树脂。用具有25.4mm直径螺杆的Arburg 40吨注射成型机通过注射成型形成板和棒。根据树脂的熔体指数,注射成型机的料筒温度为190~230℃,模具温度被控制为25℃。
除非另外指出,板的注射速度为15cc/秒,其尺寸为:长约60mm,宽约60mm,厚约2mm。使用这些板来测量双向收缩率、再结晶温度和双向刚度。
除非另外指出,棒的注射速度为40cc/秒,其尺寸为:长约127mm,宽约12.7mm,厚约3.3mm。使用这些棒来测量1%正割模量和HDT。
成核聚乙烯的测试
在根据ASTM D955在环境条件下的48小时老化后,测量板在纵向(MD)和横向(TD)的收缩率。各方向的收缩率百分比使用以下公式计算:
使用跨度为32mm、固定挠曲速度为8.53mm/分钟且标称样品宽度为50.8mm的MTSQ-Test-5仪器对上述板进行弯曲性质测试(被报道为双向模量)。通过从板的中心切取方形部分(约50mm×50mm)来制备样品,从而获得各向尺寸相同的样品。除了如惯常地在横跨纵向/流动方向上(在结果表中被标记为“横向”)测试样品以外,还通过在横跨与流动方向垂直的方向上进行弯曲来测试样品,以测量在该方向(在结果表中被标记为“纵向”)上的刚度,从而检测板的双向刚度。
热塑性聚合物组合物的峰值聚合物再结晶温度(Tc)使用差示扫描量热仪(Mettler-Toledo DSC822差示扫描量热仪)进行测量。特别地,从目标部分取得样品,并将其以20℃/分钟的速率从温度60℃加热至220℃,在220℃保持2分钟,并以约10℃/分钟的速率将板冷却回温度60℃。对各个样品记录发生峰值聚合物晶体重整的温度(其对应于峰值聚合物再结晶温度)。
实施例Q1~Q12
这些实施例例示了已经使用EX76和除酸剂(具体来说为硬脂酸锌(ZnSt)或合成二水滑石化合物(DHT-4A))的掺混物进行成核的高密度聚乙烯聚合物表现出的一些物理性质。通过将制备例EX76和不同的除酸剂混入(如上所述)市售可得的高密度聚乙烯(Nova19G)来制备聚合物组合物,其中所述高密度聚乙烯的密度为约0.960g/cm3且熔体流动指数为约1.2dg/分钟。对树脂首先进行研磨,将其与添加剂混合,然后进行复合并挤出以形成丸粒。然后将所形成的聚合物组合物丸粒注射成型为测试用板和棒。
实施例Q1~Q12和比较例CQ1的配制物信息列于表Q1中。下表Q2和Q3中报道了峰值聚合物再结晶温度(Tc)、双向模量(对板测量的)、1%正割模量和热挠曲温度(对棒测量的)。
表Q1:样品CQ1和Q1~Q12的配制物信息
表Q2:比较例CQ1和实施例Q1~Q12的双向模量和双向收缩率
如MD收缩率的减小所证明的,在没有ZnSt或DHT-4A时EX76赋予了一些纵向(MD)结晶生长取向。当以3:1的EX76与DHT-4A的比例使用DHT-4A作为除酸剂时,在1500ppm的掺混物负载量下存在较强的MD取向(MD收缩率低于TD收缩率)。当使用ZnSt作为除酸剂时,在掺混物的负载量低至500ppm时,强MD取向是明显的。这可以从较低的MD收缩率、较高的MD刚度和TD刚度的下降看出来。
表Q3:CQ1和Q1~Q12的1%正割模量、热挠曲温度和峰值聚合物再结晶温度
由表Q3可以看出,EX76与除酸剂的掺混物对Tc的影响与仅用EX76相同。挠曲棒(flex bar)的刚度测试和HDT确认,与仅用EX76相比,使用EX76和ZnSt或DHT-4A一起显著地改善了EX76的性能。当使用成核剂和除酸剂的掺混物时,较低负载量的成核剂(EX76)就能够赋予与仅用较高负载量的EX76相似的性质,或其性质好于仅用较高负载量的EX76。
实施例R1~R9
这些实施例例示了已经使用不同比例的EX76和ZnSt的掺混物进行成核的高密度聚乙烯聚合物表现出的一些物理性质。通过将制备例EX76和ZnSt混入(如上所述)市售可得的高密度聚乙烯(Nova19G)来制备聚合物组合物,其中所述高密度聚乙烯的密度为约0.960g/cm3,且熔体流动指数为约1.2dg/分钟。对树脂首先进行研磨,将其与添加剂混合,然后复合并挤出以形成丸粒。然后将所形成的聚合物组合物丸粒注射成型为测试用板和棒。
实施例R1~R9和比较例CR1和CR2的配制物信息列于表R1中。下表R2和R3中报道了峰值聚合物再结晶温度(Tc)、双向模量(对板测量的)、1%正割模量和热挠曲温度(对棒测量的)。
表R1:样品CR1、CR2和R1~R9的配制物信息
表R2:样品CR1、CR2和R1~R9的双向模量和双向收缩率
样品CR2的数据表明,仅添加ZnSt对该树脂的双向刚度或收缩率并没有明显的影响。这证明了ZnSt并没有使树脂成核。样品R1和R2表明,在没有ZnSt时,EX76赋予了MD结晶生长取向(与CR1和CR2相比降低了MD收缩率)。当ZnSt与EX76一起使用时,观察到强得多的MD取向(非常低的MD收缩率)。这甚至在1:4比掺混物时也如此,此时EX76在树脂中仅以125ppm存在。
当EX76与ZnSt一起使用时,观察到极高的MD刚度和TD刚度的下降,这表示了极强的MD取向。由所有掺混物赋予的MD刚度高于仅用1,000ppm或2,000ppm的EX76时的MD刚度。这是出乎意料的,因为配混有掺混物的树脂包含较少的EX76。使用具有4:1、3:1、2:1和1:1的比例范围的EX76和ZnSt的掺混物获得了最高的MD刚度。然而,甚至在1:3和1:4的比例(其是指EX76负载量分别为250ppm和125ppm,且ZnSt负载量分别为750ppm和875ppm)时,MD刚度也与仅用2000ppm的EX76时相似,或略微高于仅用2,000ppm的EX76时。
表R3:样品CR1、CR2和R1~R9的1%正割模量、热挠曲温度和峰值聚合物再结晶温度
从表R3中的数据可以看出,EX76提高了树脂的Tc。与仅用EX76观察的结果相比,EX76与ZnSt的不同掺混物并未改善Tc。确实,Tc随EX76的量下降而略微降低。
挠曲棒的刚度测量值和HDT确认了EX76和ZnSt之间的协同作用。具有4:1、3:1、2:1、1:1和1:2(EX76:ZnSt)的比例的掺混物与仅用EX76相比赋予了高得多的刚度和HDT。并且,具有1:3和1:4的比例的EX76和ZnSt的掺混物赋予了与仅用EX76时相似的刚度和HDT值。这意味着,可以使用包含125ppm的EX76和875ppm的ZnSt的掺混物的树脂,并仍获得与仅包含2,000ppm的EX76的树脂相似的性能。
实施例S1~S5
这些实施例例示了已经使用不同比例的EX76和ZnSt的掺混物进行成核的高密度聚乙烯聚合物表现出的一些物理性质。通过将制备例EX76和不同的除酸剂混入(如上所述)市售可得的高密度聚乙烯(Dow HDPE DMDA-8007NT7)来制备聚合物组合物,其中所述高密度聚乙烯的密度为约0.967g/cm3,且熔体流动指数为约8.3dg/分钟。对树脂首先进行研磨,将其与添加剂混合,然后复合并挤出以形成丸粒。然后将所形成的聚合物组合物丸粒注射成型为测试用板和棒。
实施例S1~S5和比较例CS1和CS2的配制物信息列于表S1中。下表S2和S3中报道了峰值聚合物再结晶温度(Tc)、双向模量(对板测量的)、1%正割模量和热挠曲温度(对棒测量的)。
表S1:样品CS1、CS2和S1~S5的配制物信息
表S2:样品CS1、CS2和S1~S5的双向模量和双向收缩率
样品CS2的数据表明,仅添加ZnSt对该树脂的双向刚度或收缩率并没有明显的影响。这些观察结果确认了ZnSt并没有使树脂成核。样品S1和S2表明,仅用EX76赋予了MD结晶生长取向(与CS1和CS2相比降低了MD收缩率)。当ZnSt与EX76一起使用时,观察到强得多的MD取向(非常低的MD收缩率)。对于测试的所有掺混比例而言均如此。
当使用EX76与ZnSt的掺混物时,观察到极高的MD刚度和TD刚度的下降,这表示了极强的MD取向。由总负载量为1000ppm的任何掺混物赋予的MD刚度高于由仅用EX76(甚至负载量为2,000ppm时)赋予的刚度。这些结果与使用较低熔体流动指数的聚乙烯树脂观察到的结果一致。
表S3:CS1、CS2和S1~S5的1%正割模量、热挠曲温度和峰值聚合物再结晶温度
从表S3中的数据可以看出,EX76提高了树脂的Tc。与仅用EX76观察的结果相比,EX76与ZnSt的不同掺混物并未改善Tc。事实上,Tc随EX76的量下降而略微降低。
挠曲棒的刚度测量值和HDT确认了EX76和ZnSt之间的协同作用。具有3:1、2:1和1:1(EX76:ZnSt)的比例的掺混物与仅用EX76相比赋予了高得多的刚度和HDT值。
实施例T1~T5
这些实施例例示了已经使用不同比例的EX76和ZnSt的掺混物进行成核的高密度聚乙烯聚合物表现出的一些物理性质。通过将制备例EX76和不同的除酸剂混入(如上所述)市售可得的高密度聚乙烯(DowlexTM IP40)来制备聚合物组合物,其中所述高密度聚乙烯的密度为约0.952g/cm3,且熔体流动指数为约40dg/分钟。对树脂首先进行研磨,将其与添加剂混合,然后复合并挤出以形成丸粒。然后将所形成的聚合物组合物丸粒注射成型为测试用板和棒。
实施例T1~T5和比较例CT1和CT2的配制物信息列于表T1中。下表T2和T3中报道了峰值聚合物再结晶温度(Tc)、双向模量(对板测量的)、1%正割模量和热挠曲温度(对棒测量的)。
表T1:样品CT1、CT2和T1~T5的配制物信息
表T2:样品CT1、CT2和T1~T5的双向模量和双向收缩率
样品CT2的数据表明,仅添加ZnSt对该树脂的双向刚度或收缩率并没有明显的影响。这证明了ZnSt并没有使树脂成核。样品T1和T2表明,仅用EX76赋予了MD结晶生长取向(与CT1和CT2相比降低了MD收缩率)。当ZnSt与EX76一起使用时,存在强得多的MD取向(非常低的MD收缩率)。对于测试的所有掺混比例而言均如此。
当一起使用EX76与ZnSt时,观察到极高的MD刚度和TD刚度的下降,这表示了极强的MD取向。由所有掺混物赋予的MD刚度高于由仅用负载量为1,000或2,000ppm的EX76的MD刚度。这些结果与使用HDPE树脂观察到的结果一致。
表T3:样品CT1、CT2和T1~T5的1%正割模量、热挠曲温度和峰值聚合物再结晶温度(Tc)
从表T3中的数据可以看出,EX76提高了树脂的Tc。与仅用EX76观察的结果相比,EX76与ZnSt的不同掺混物并未改善Tc。
挠曲棒的刚度测量值和HDT确认了EX76和ZnSt之间的协同作用。具有3:1、2:1和1:1的比例的掺混物与仅用EX76相比赋予了高得多的刚度和HDT值。
本文中引用的所有参考文献(包括出版物、专利申请和专利)均通过援引加入的方式纳入本文,其纳入程度如同每篇参考文献都单独且逐一地指明通过援引加入的方式纳入本文并且其全部内容在本文中叙述一般。
除非本文中另外指明或者上下文明显矛盾,否则在描述本申请主题的上下文中(尤其在所附权利要求的上下文中),术语“一(a)”、“一种(an)”和“所述(the)”和“该(the)”以及类似指示物的使用都应解释为涵盖单数和复数。除非另有说明,否则术语“包含”、“具有”、“包括”和“含有”都应解释为开放式术语(即,表示“包括但不限于”)。除非本文中另外指明,否则本文中数值范围的表述仅意欲用作逐一提及落入该范围内的每个单独值的简写方法,并且每个单独值均包含在本说明书中,如同其在本文中逐一地表述一般。除非本文中另外指明或者上下文明显矛盾,否则本文所述的所有方法均可以任何合适的顺序进行。除非另外要求,否则本文中所提供的任何和所有实例或示例性语言(例如,“例如”)的使用仅意欲更好地阐明本申请的主题,而不是对所述主题的范围加以限制。说明书中的任何语言均不应解释为指明任何未被要求的要素对本文中所述主题的实践是必要的。
本文中描述了本申请主题的优选实施方案,包括发明人已知的用于实施要求保护的主题的最佳方式。对于本领域技术人员来说,当阅读前述描述时那些优选实施方案的变体可变得清楚易见。发明人预期本领域技术人员能恰当地使用此类变体,并且发明人意欲使本文中所述的主题能以有别于本文中具体描述的方式实践。因此,本公开包括专利法所允许的本文所附权利要求中所述主题的所有修改和等效形式。此外,除非本文中另外指明或者上下文明显矛盾,否则本公开涵盖其所有可能的变体中上述要素的任何组合。
Claims (6)
1.符合式(CXX)结构的化合物:
其中,x为正整数;各个M1为选自碱金属、碱土金属和锌的金属的阳离子;y为所述阳离子的价态;z为正整数;b为0或正整数;当b为正整数时,各个Q1为带负电荷的反离子,且a为该带负电荷的反离子的价态;且x、y、z、a和b的值满足等式x+(ab)=yz。
2.如权利要求1所述的化合物,其中,M1为选自碱金属和碱土金属的金属的阳离子。
3.如权利要求2所述的化合物,其中,M1为选自碱金属的金属的阳离子。
4.如权利要求3所述的化合物,其中,M1为锂阳离子。
5.如权利要求4所述的化合物,其中,x为1,M1为锂阳离子,y为1,z为1且b为0。
6.组合物,其包含聚烯烃聚合物和权利要求1~5中任一项所述的化合物。
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