CN107208320A - 人造草皮长丝及由其制成的制品 - Google Patents

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Abstract

一种包括乙烯基聚合物的人造草皮长丝，其中所述乙烯基聚合物包括大于50wt％的衍生自乙烯的单元和小于30wt％的衍生自一种或多种α‑烯烃共聚单体的单元。

Description

人造草皮长丝及由其制成的制品
技术领域
本公开的实施例整体涉及人造草皮长丝、合并有人造草皮长丝的制品以及它们的制造。
背景技术
合成或人造草皮越来越用作天然草地草皮的替代物，以用于体育场、运动场、景观以及其它休闲应用中。为制造人造草皮，可以挤压草皮纱线，且随后通过主背衬被簇绒。可涂覆次背衬以将草皮纱线“胶接”到主背衬。所挤压的草皮纱线可具有不同的纱线外形。也就是说，可以使用各种草皮纱线横截面形状和/或厚度，这可对组装过程和人造草皮的寿命期间对纱线的光学外观以及其性能具有巨大影响。
另外，在挤压后处理期间，可使用高温(＞100℃)烘箱，使得草皮纱线在各种纱线外形之间松弛。这会引起收缩和卷曲问题。如果收缩非常明显，那么可能需要更长的纱线以维持人造草皮的最终需要的纱线长度。另外，如果卷曲非常明显，那么如球体滚动和球体回跳的人造草皮特性会受到不利影响。
因此，需要替代性的人造草皮纱线和/或人造草皮，其在不同纱线外形之间具有恒定特性，以及在不同纱线外形之间和在组装过程期间具有恒定的较低收缩和卷曲。
发明内容
本文中的实施例公开人造草皮长丝。人造草皮长丝包括乙烯基聚合物，其中所述乙烯基聚合物包括大于50wt％的衍生自乙烯的单元和小于30wt％的衍生自一种或多种α-烯烃共聚单体的单元；且其特征在于：(a)小于7.5的熔融流动比率(I10/I2)，其中I10根据ASTM D1238(10kg，在190℃下)来测量且I2根据ASTM D1238(2.16kg，在190℃下)来测量；和(b)小于5.5的松弛谱指数。
本文中的实施例还公开人造草皮长丝。人造草皮长丝包括乙烯基聚合物，其中所述乙烯基聚合物包括乙烯和任选地一种或多种α-烯烃共聚单体在包括多金属原催化剂的催化剂组合物存在下通过溶液聚合的反应产物；其中所述乙烯基聚合物的特征在于以下特性中的一个或多个：(a)0.5g/10min到5g/10min的熔融指数(I2)(根据ASTM D 1238(2.16kg，在190℃下)来测量)；(b)0.905g/cm3到0.940g/cm3的密度(根据ASTM D792来测量)；(c)小于7.5的熔融流动比率(I10/I2)；或(d)2.5到3.5的分子量分布(Mw/Mn)。
本文中的实施例进一步公开制造人造草皮长丝的方法。所述方法包括提供乙烯基聚合物，其中所述乙烯基聚合物包括：(a)大于50wt％的衍生自乙烯的单元和小于30wt％的衍生自一种或多种α-烯烃共聚单体的单元，且其特征在于小于7.5的熔融流动比率(I10/I2)，其中I10根据ASTM D1238(10kg，在190℃下)来测量且I2根据ASTM D1238(2.16kg，在190℃下)来测量；以及小于5.5的松弛谱指数表征；或(b)乙烯与任选地一种或多种α-烯烃共聚单体在包括多金属原催化剂的催化剂组合物存在下通过溶液聚合的反应产物，且特征在于以下特性中的一个或多个：(i)0.5g/10min到5g/10min的熔融指数(I2)(根据ASTM D 1238(2.16kg，在190℃下)来测量)；(ii)0.905g/cm3到0.940g/cm3的密度(根据ASTM D792来测量)；(iii)小于7.5的熔融流动比率(I10/I2)；或(iv)2.5到3.5的分子量分布(Mw/Mn)；以及将乙烯基聚合物挤压成人造草皮长丝。
本文中的实施例甚至进一步公开人造草皮。所述人造草皮包括主背衬，其具有顶面和底面；和至少一根人造草皮长丝；其中所述至少一根人造草皮长丝粘附到主背衬以使得所述至少一根人造草皮长丝提供从所述主背衬的所述顶面向外延伸的簇绒面。人造草皮长丝包括乙烯基聚合物，其中所述乙烯基聚合物包括：(a)大于50wt％的衍生自乙烯的单元和小于30wt％的衍生自一种或多种α-烯烃共聚单体的单元，且其特征在于小于7.5的熔融流动比率(I10/I2)，其中I10根据ASTM D1238(10kg，在190℃下)来测量且I2根据ASTM D1238(2.16kg，在190℃下)来测量；以及小于5.5的松弛谱指数表征；或(b)乙烯与任选地一种或多种α-烯烃共聚单体在包括多金属原催化剂的催化剂组合物存在下通过溶液聚合的反应产物，且其特征在于以下特性中的一个或多个：(i)0.5g/10min到5g/10min的熔融指数(I2)(根据ASTM D 1238(2.16kg，在190℃下)来测量)；(ii)0.905g/cm3到0.940g/cm3的密度(根据ASTM D792来测量)；(iii)小于7.5的熔融流动比率(I10/I2)；或(iv)2.5到3.5的分子量分布(Mw/Mn)。
本文中的实施例甚至进一步公开制造人造草皮的方法。所述方法包括提供至少一根人造草皮长丝；以及将所述至少一根人造草皮长丝粘附到主背衬以使得所述至少一根人造草皮长丝提供从所述主背衬的顶面向外延伸的簇绒面。所述至少一根人造草皮长丝包括乙烯基聚合物，其中所述乙烯基聚合物包括：(a)大于50wt％的衍生自乙烯的单元和小于30wt％的衍生自一种或多种α-烯烃共聚单体的单元，且其特征在于小于7.5的熔融流动比率(I10/I2)，其中I10根据ASTM D1238(10kg，在190℃下)来测量且I2根据ASTM D1238(2.16kg，在190℃下)来测量；以及小于5.5的松弛谱指数；或(b)乙烯与任选地一种或多种α-烯烃共聚单体在包括多金属原催化剂的催化剂组合物存在下通过溶液聚合的反应产物，且其特征在于以下特性中的一个或多个：(i)0.5g/10min到5g/10min的熔融指数(I2)(根据ASTM D 1238(2.16kg，在190℃下)来测量)；(ii)0.905g/cm3到0.940g/cm3的密度(根据ASTMD792来测量)；(iii)小于7.5的熔融流动比率(I10/I2)；或(iv)2.5到3.5的分子量分布(Mw/Mn)。
实施例的额外特征和优点将在下文的具体实施方式中进行阐述，并且在某种程度上对所属领域的技术人员将从该具体实施方式而显而易见或通过实践本文所描述的实施例(包括下文的具体实施方式、权利要求书以及附图)而认识到。
应理解，前述和以下描述都描述各种实施例，并且打算提供用于理解要求保护的主题的性质和特性的概述或构架。包括附图以提供对各种实施例的进一步理解，并且所述附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图说明本文中所描述的各种实施例，并且与具体实施方式一起用以解释要求保护的主题的原理和操作。
附图说明
图1形象地描绘根据本文示出和所描述的一个或多个实施例的人造草皮的剖视图。
图2形象地描绘用于制备本发明人造草皮长丝和比较人造草皮长丝的模具外形。
图3形象地描绘可以用于生产本发明人造草皮长丝和比较人造草皮长丝的示例性单丝挤压线。
具体实施方式
现在将详细参考人造草皮长丝、合并有人造草皮长丝的人造草皮和制备人造草皮长丝和人造草皮的方法的实施例，其特征在附图中示出。如本文所使用，“长丝”是指丝状纤维、复丝、挤压膜、纤维、纱线，例如扁丝、有原纤维扁丝、切膜纱、连续带和/或用于形成人造草皮场的合成草叶片或股束的其它纤维材料。
人造草皮长丝
本文所描述的人造草皮长丝包括乙烯基聚合物。在一些实施例中，乙烯基聚合物包括大于50wt％的衍生自乙烯的单元和小于30wt％的衍生自一种或多种α-烯烃共聚单体的单元；且其特征在于：(a)小于7.5的熔融流动比率(I10/I2)，其中I10根据ASTM D1238(10kg，在190℃下)来测量且I2根据ASTM D1238(2.16kg，在190℃下)来测量；以及(b)小于5.5的松弛谱指数。在其它实施例中，乙烯基聚合物包括乙烯与任选地一种或多种α-烯烃共聚单体在包括多金属原催化剂的催化剂组合物存在下通过溶液聚合的反应产物；其中所述乙烯基聚合物的特征在于以下特性中的一个或多个：(a)0.5g/10min到5g/10min的熔融指数(I2)(根据ASTM D 1238(2.16kg，在190℃下)来测量)；(b)0.905g/cm3到0.940g/cm3的密度(根据ASTM D792来测量)；(c)小于7.5的熔融流动比率(I10/I2)；或(d)2.5到3.5的分子量分布(Mw/Mn)。
乙烯基聚合物包括乙烯均聚物、乙烯和至少一种共聚单体的互聚物，和其掺合物。乙烯基聚合物包括大于50wt％的衍生自乙烯的单元和小于30wt％的衍生自一种或多种α-烯烃共聚单体的单元。在一些实施例中，乙烯基聚合物包括：(a)按重量计大于或等于55％(例如，大于或等于60％、大于或等于65％、大于或等于70％、大于或等于75％、大于或等于80％、大于或等于85％、大于或等于90％、大于或等于92％、大于或等于95％、大于或等于97％、大于或等于98％、大于或等于99％、大于或等于99.5％、大于50％至99％、大于50％至97％、大于50％至94％、大于50％至90％、70％至99.5％、70％至99％、70％至97％、70％至94％、80％至99.5％、80％至99％、80％至97％、80％至94％、80％至90％、85％至99.5％、85％至99％、85％至97％、88％至99.9％、88％至99.7％、88％至99.5％、88％至99％、88％至98％、88％至97％、88％至95％、88％至94％、90％至99.9％、90％至99.5％、90％至99％、90％至97％、90％至95％、93％至99.9％、93％至99.5％、93％至99％，或93％至97％)的衍生自乙烯的单元；和(b)任选地，按重量计小于30％(例如，小于25％、或低于20％、小于18％、小于15％、小于12％、小于10％、小于8％、小于5％、小于4％、小于3％、小于2％、小于1％、0.1％至20％、0.1％至15％、0.1％至12％、0.1％至10％、0.1％至8％、0.1％至5％、0.1％至3％、0.1％至2％、0.5％至12％、0.5％至10％、0.5％至8％、0.5％至5％、0.5％至3％、0.5％至2.5％、1％至10％、1％至8％、1％至5％、1％至3％、2％至10％、2％至8％、2％至5％、3.5％至12％、3.5％至10％、3.5％至8％、3.5％至7％、或4％至12％、4％至10％、4％至8％、或4％至7％)的衍生自一种或多种α-烯烃共聚单体的单元。术语“乙烯基聚合物”是指含有超过50wt％聚合乙烯单体(以可聚合单体的总量计)且任选地可含有至少一种共聚单体的聚合物。可使用任何适合的技术测量共聚单体含量，例如基于核磁共振(“NMR”)光谱分析的技术以及例如，通过如描述于美国专利7,498,282(其以引用的方式并入本文中)中的13C NMR分析。
适合的共聚单体可包含通常具有不超过20个碳原子的α-烯烃共聚单体。所述一种或多种α-烯烃可选自由C3-C20炔系不饱和单体和C4-C18二烯烃组成的组。本领域的技术人员将理解，所选择的单体理想地为不会破坏常规的齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂的那些单体。举例来说，α-烯烃共聚单体可具有3到10个碳原子，或3到8个碳原子。示例性α-烯烃共聚单体包含(但不限于)丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯以及4-甲基-1-戊烯。一种或多种α-烯烃共聚单体可例如选自由以下组成的组：丙烯、1-丁烯、1-己烯以及1-辛烯；或在替代方案中，选自由1-丁烯、1-己烯和1-辛烯组成的组。在一些实施例中，乙烯基聚合物包括大于0wt％和小于30wt％的衍生自辛烯、己烯或丁烯共聚单体中的一个或多个的单元。
在本文中的一些实施例中，乙烯基聚合物可包括乙烯与任选地一种或多种α-烯烃共聚单体在包括多金属原催化剂的催化剂组合物存在下通过溶液、浆液或气相聚合的反应产物。溶液、浆液或气相聚合可在单一反应器中，或替代地在对偶反应器***中进行，其中在所述对偶反应器中的每一个中产生相同的产物。
如前文所述，乙烯基聚合物是在包括多金属原催化剂的催化剂组合物存在下产生的。用于制造反应产物的多金属原催化剂为至少三金属，但还可包含大于三种过渡金属，且因此在一些实施例中，可以更全面地定义为多金属。在生产所述催化剂之前，选择这些三种或更多种过渡金属。在一些实施例中，多金属催化剂包括作为一种元素的钛。
可以首先从制备受调节的卤化镁基载体开始制备催化剂组合物。制备受调节的卤化镁基载体以选择有机镁化合物或包含有机镁化合物的络合物开始。此类化合物或络合物可溶于惰性烃稀释剂中。组分的浓度可为当活性卤化物(例如金属或非金属卤化物)与镁络合物结合时的浓度，所得浆液相对于镁为约0.005到约0.2摩尔浓度(摩尔/升)。合适的惰性有机稀释剂的实例可包含液化的乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、正己烷、多种异构的己烷、异辛烷、具有5到10个碳原子的烷烃的石蜡混合物、环己烷、甲基环戊烷、二甲基环己烷、十二烷、由饱和或芳香族烃构成的工业溶剂，例如煤油、石脑油和其组合，特别是当不含任何烯烃化合物和其它杂质时并且特别是具有约-50℃到约200℃范围内沸点的那些溶剂。也包含乙苯、异丙苯、十氢化萘和其组合作为合适的惰性稀释剂。
合适的有机镁化合物和络合物可包含例如C2-C8烷基镁和芳基镁，烷氧化镁和芳基氧化镁、羧基化烷氧化镁和羧基化芳基氧化镁。在一些实施例中，镁部分的来源可包含C2-C8烷基镁和C1-C4烷氧化镁。有机镁化合物或络合物在合适的条件下可与金属或非金属卤化物来源(例如氯化物、溴化物、碘化物或氟化物)反应以便制备卤化镁化合物。此类条件可包含介于-25℃到100℃，或在一些实施例中，0℃到50℃范围内的温度；介于1到12小时，或在一些实施例中，4到6小时范围内的时间；或这两个条件。结果为卤化镁基载体。
接着，在适合于形成受调节的卤化镁载体的条件下，使卤化镁载体与选择的调节化合物反应，所述选择的调节化合物含有选自由以下组成的组的元素：硼、铝、镓、铟和碲。接着，在足以产生受调节的卤化镁载体的条件下，使这种化合物和卤化镁载体接触。此类条件可包含介于0℃到50℃，或在一些实施例中，25℃到35℃范围内的温度；介于4到24小时，或在一些实施例中，6到12小时范围内的时间；或这两个条件。不希望受任何机制理论束缚，认为这种老化(或调节)用于促进或增强额外金属吸附到所述载体上。
一旦制备受调节的载体并且进行适当地老化，就使其与钛化合物接触。在某些实施例中，可以选择卤化钛或烷氧化钛或其组合。条件可包含介于0℃到50℃，或在一些实施例中，25℃到35℃范围内的温度；3小时到24小时，或在一些实施例中，6小时到12小时的时间；或这两个条件。这个步骤的结果是至少一部分钛化合物吸附到受调节的卤化镁载体上。
最后，至少两种额外金属(为方便起见，在本文中被称作“第二金属”和“第三金属”)将同样被吸附到镁基载体上。“第二金属”和“第三金属”独立地选自锆(Zr)、铪(Hf)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、铬(Cr)、钼(Mo)，以及钨(W)。这些金属可以所属领域的技术人员已知的多种方式中的任一方式并入。举例来说，包含钛的受调节镁基卤化物载体可例如通过使用适当的烃溶剂在例如液相中与所选择的第二金属和第三金属接触。此接触可适合于确保额外金属的沉积以形成目前可被称作“原催化剂”(其为多金属原催化剂)的物质。
多金属原催化剂具有特定的摩尔比组成并且所述摩尔比在确保期望的聚合物特性中被认为是重要的特征，所述聚合物特性可归因于由原催化剂制备的催化剂。确切地说，在足以形成多金属原催化剂的条件下，原催化剂理想地呈现出在30∶1到5∶1范围内的镁与钛和第二金属以及第三金属的组合的摩尔比。因此，镁与钛的总摩尔比在8∶1到80∶1范围内。
一旦形成原催化剂，其就可以用于通过使其与助催化剂结合以形成最终催化剂，所述助催化剂由至少一种有机金属化合物组成，例如烷基铝或卤烷基铝、卤化烷基铝、格氏试剂(Grignard reagent)、碱金属铝氢化物、碱金属硼氢化物、碱金属氢化物、碱土金属氢化物等。可以在原位，或恰好在进入聚合反应器之前进行从原催化剂与有机金属助催化剂的反应形成最终催化剂。助催化剂与原催化剂的结合可在多种条件下进行，例如通过使其在惰性氛围(例如氮气、氩气或其它惰性气体)下，在0℃至250℃，或在一些实施例中，15℃至200℃范围内的温度下接触来进行。在催化反应产物的制备中，不必使烃类可溶组分与烃类不可溶组分分离。用于原催化剂和助催化剂之间接触的时间可在例如0至240秒，或在一些实施例中，5至120秒范围内。可以使用这些条件的各种组合。
在已制备本发明的催化剂组合物之后，其就将适用于烯烃聚合。在一些实施例中，催化剂组合物适用于浆液聚合(其中聚合物并不溶解在载体中)、适用于气相聚合或适用于溶液聚合(其中温度足够高以使聚合物溶解在载体中)等，以制备乙烯基聚合物。一般来讲，这一般可以在反应介质(例如异烷烃或其它脂族烃稀释剂等)中进行，其中在所选择的催化剂(在一些实施例中作为单一催化剂)存在下使烯烃或烯烃组合与反应介质接触。条件可以是任何合适的条件，并且分子量调节剂(常常为氢气)通常存在于反应器中以便抑制不期望高分子量聚合物的形成。制备和使用多金属催化剂的额外信息见于共同拥有、共同未决的美国申请案第14/116070号中，所述申请案的公开内容以引用的方式并入本文中。
通过将催化量的多金属催化剂组合物添加到含有所选择的α-烯烃共聚单体的聚合反应器中来实现聚合，或反过来也如此。使聚合反应器维持在150℃到300℃范围内的温度下，或在溶液聚合温度(例如150℃到250℃)下，停留一段时间(在某些非限制性实施例中，介于5分钟到20分钟范围内)。可替代地采用更长或更短的停留时间。一般合乎需要的是，在不存在水分和氧的情况下且在存在催化量的催化反应产物(可能在0.0001毫克至约0.01毫克原子过渡金属/升稀释剂的范围内)的情况下进行聚合。然而，应理解，最有利的催化剂浓度将取决于聚合条件，例如温度、压力、溶剂和催化剂毒物的存在，并且给定前述范围仅出于对一个特定但并非限制性实施例的说明性目的。
举例来说，压力可能相对较低，例如150psig到3,000psig(1.0MPa到20.7MPa)、250psig到1,000psig(1.7MPa到6.9MPa)，或450psig到800psig(3.1MPa到5.5MPa)。然而，在本发明的范围内的聚合可以在从常压到高达由聚合设备的能力所确定的压力的压力下进行。
一般在聚合方法中，一般采用其可以是惰性有机稀释剂或溶剂或过量单体的载体。一般需要注意避免具有聚合物的溶剂的过饱和。如果在催化剂耗尽之前发生此类饱和，那么不可能实现催化剂的全部效率。在一些实施例中，可以优选的是以反应混合物的总重量计，聚合物在载体中的量不超过30％。还可能非常合乎需要的是搅拌聚合组分，以便获得期望的温度控制水平并且提高聚合在整个聚合区中的均匀性。举例来说，在具有相对活性催化剂的相对更快反应情况下，可以提供构件以用于回流单体和稀释剂(如果包含稀释剂)，从而移除部分反应热量。在任何情况下，应该提供适当的构件以用于消散聚合放热热量。聚合可以分批方式或以连续方式进行，例如通过使反应混合物经过与合适的冷却介质外部接触的延长反应管以维持所需反应温度，或通过使反应混合物经过平衡溢流反应器或一系列相同的反应器。
为了提高在乙烯聚合中的催化剂效率，还可能合乎需要的是维持在稀释剂中的某一乙烯浓度以便确保反应器稳定性和/或优化催化剂效率。在一些实施例中，这可包含1∶2到1∶8，或1∶3到1∶5范围内的溶剂与乙烯的比率。为实现这个比率，当过量乙烯馈送到***中时，可以排出一部分的乙烯。
出于降低所得聚合物的分子量的目的，在本发明的实践中通常采用氢气。可能有益的是在聚合混合物中采用浓度在0.001摩尔/摩尔单体至1摩尔/摩尔单体范围内的氢气。在这个范围内的较大量的氢气可适用于一般产生较低的分子量聚合物。对于本领域的技术人员众所周知的是，在将单体添加到聚合容器之前、其期间或之后，氢气可随着单体料流，或单独地添加到聚合容器中。然而，在一些实施例中，可能需要确保在添加催化剂之前或其期间添加氢气，所述催化剂在每克Ti 200,000克至3百万克聚合物范围内，例如每克Ti600,000克至2百万克聚合物。
所得乙烯基聚合物可通过驱除未反应的单体和稀释剂(在其中采用稀释剂)从聚合混合物有效地回收。不需要进一步移除杂质。所得乙烯基聚合物可含有少量催化剂残余物并且也具有相对较窄的分子量分布。所得乙烯基聚合物可进一步经熔融筛选。在挤压机中进行熔融处理之后，使熔融的组合物穿过一个或多个活性筛网(以超过一个筛网串联安置)，其中在约51b/hr/in2到约100lb/hr/in2(1.0kg/s/m2到约20kg/s/m2)的质量通量下，每个活性筛网的微米保留大小为约2μm到约400μm(2×10-5m到4×10-5m)、约2μm到约300μm(2×10-5m到3×10-5m)，或约2μm至约70μm(2×10-6m到7×10-6m)。熔融筛选进一步描述在美国专利第6,485,662号中，所述专利就其公开熔融筛选来说以引用的方式并入本文中。
在本文中的实施例中，乙烯基聚合物可包括每一百万份乙烯基聚合物中大于或等于1份组合重量的由多金属聚合催化剂、金属催化剂残余物(即，一种在聚乙烯组合物中产生三种不同残余金属的催化剂)剩余的至少三种不同金属残余物，其中此类金属选自由以下组成之组：钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨和其组合，且其中每一种金属残余物以至少0.2ppm(例如，0.2ppm到5ppm范围内)的量存在。大于或等于0.2ppm的所有个别值和子范围都包含在本文中并且公开在本文中；举例来说，乙烯基聚合物可进一步包括每一百万份乙烯基聚合物中大于或等于2份组合重量的由多金属聚合催化剂剩余的至少三种金属残余物。
在一些实施例中，乙烯基聚合物包括至少0.75ppm的V(钒)。至少0.75ppm V的所有个别值和子范围都包含在本文中并且公开在本文中；举例来说，乙烯基聚合物中的V的下限可为0.75ppm、1ppm、1.1ppm、1.2ppm、1.3ppm或1.4ppm，乙烯基聚合物中的V的上限可为5ppm、4ppm、3ppm、2ppm、1.9ppm、1.8ppm、1.7ppm、1.6ppm、1.5ppm或1ppm。可使用用于下文所描述的金属神经元活化方法(Neuron Activation Method for Metals)来测量乙烯基聚合物的钒催化剂金属残余物浓度。
在一些实施例中，乙烯基聚合物包括至少0.3ppm的Zr(锆)。至少0.3ppm Zr的所有个别值和子范围都包含在本文中并且公开在本文中；举例来说，在乙烯基聚合物中的Zr的下限可为0.3ppm、0.4ppm、0.5ppm、0.6ppm或0.7ppm。在又一实施例中，在乙烯基聚合物中的Zr的上限可为5ppm、4ppm、3ppm、2ppm、1ppm、0.9ppm 0.8ppm或0.7ppm。可使用用于下文所描述的金属神经元活化方法来测量乙烯基聚合物的锆催化剂金属残余物浓度。
在本文中的实施例中，乙烯基聚合物可具有0.905g/cc到0.940g/cc的密度。至少0.905g/cc到0.940g/cc的所有个别值和子范围都包含在本文中并且公开于本文中。举例来说，在一些实施例中，聚乙烯具有以下密度：0.905g/cc到0.935g/cc、0.905g/cc到0.930g/cc、0.905g/cc到0.925g/cc、0.910g/cc到0.935g/cc、0.910g/cc到0.930g/cc、0.910g/cc到0.927g/cc、0.910g/cc到0.925g/cc、0.915g/cc到0.930g/cc，或0.915g/cc到0.925g/cc。可根据ASTM D792测量密度。
在本文中的实施例中，乙烯基聚合物可具有0.5g/10min到5g/10min的熔融指数(I2)。至少0.5g/10min到5g/10min的所有个别值和子范围都包含在本文中并且公开于本文中。举例来说，在一些实施例中，乙烯基聚合物可具有以下熔融指数(I2)：0.5g/10min到4.5g/10min、0.5g/10min到4.0g/10min、0.5g/10min到3.5g/10min。在其它实施例中，乙烯基聚合物可具有以下熔融指数(I2)：1g/10min到5g/10min、1g/10min到4.5g/10min，或1g/10min到4g/10min。可根据ASTM D1238(190℃和2.16Kg)测量熔融指数(I2)。
在本文中的实施例中，乙烯基聚合物可具有小于7.5的熔融流动比率(I10/I2)。小于7.5的所有个别值和子范围都包含在本文中并且公开在本文中。举例来说，在一些实施例中，乙烯基聚合物可具有小于7.4、7.3、7.2、7.1或7.0的熔融流动比率(I10/I2)。在其它实施例中，乙烯基聚合物可具有以下熔融流动比率(I10/I2)：1.0至7.5、2.0至7.5、3.0至7.5、4.0至7.5、5.0至7.5、5.5至7.5、6.0至7.5、6.5至7.5、6.5至7.4、5.5至7.4、5.5至7.2、6.0至7.4、6.0至7.2、6.2至7.4、6.2至7.2、6.5至7.4、6.5至7.2。可根据ASTM D1238(190℃和10.0kg)测量熔融指数(110)。
在本文中的实施例中，乙烯基聚合物可具有2.5至3.5的分子量分布(Mw/Mn)。2.5至3.5的所有个别值和子范围都包含在本文中并且公开在本文中。举例来说，乙烯基聚合物可具有以下Mw/Mn比率：2.5、2.7、2.9、3.1、3.3或3.4的下限到2.6、2.8、3、3.2、3.4或3.5的上限。在一些实施例中，乙烯基聚合物可具有以下Mw/Mn比率：2.7至3.5、3至3.5、2.8至3.1，或2.5至3.4。可通过如下文所概述的常规凝胶渗透色谱法(GPC)测定Mw/Mn比率。
在本文中的实施例中，乙烯基聚合物可具有小于70％的组成分布宽度指数(CDBI)。小于70％的所有个别值和子范围都包含在本文中并且公开在本文中。举例来说，在一些实施例中，乙烯基聚合物可具有以下CDBI：69％、68％、67.5％、65％、63％、60％、58％、55％、53％、51％、50.5％或50.0％。
CDBI可定义为具有在中值总摩尔共聚单体含量的50％内的共聚单体含量的聚合物分子的重量百分比。不含共聚单体的线性聚乙烯的CDBI定义为100％。共聚物的CDBI容易从如下文所描述的结晶洗脱分级(“CEF”)所获得的数据计算出。除非另外指明，否则例如“共聚单体含量”、“平均共聚单体含量”和类似术语的术语是指指定互聚物掺混料、掺混料组分的大量共聚单体含量或以摩尔基础计的百分率。
在本文中的实施例中，乙烯基聚合物可具有小于5.5的松弛谱指数(RSI)。小于5.5的所有个别值和子范围都包含在本文中并且公开在本文中。举例来说，在一些实施例中，乙烯基聚合物可具有小于5.3、5.1、5.0、4.8或4.6的松弛谱指数。在其它实施例中，乙烯基聚合物可具有以下松弛谱指数：1.0至5.5、1.5至5.5、2.0至5.5、2.5至5.5、3.0至5.5、3.5至5.5，或4.0至5.5。在其它实施例中，乙烯基聚合物可具有以下松弛谱指数：1.0至5.0、1.0至4.5、1.5至4.5，或2.0至4.5。乙烯基聚合物的RSI呈无量纲单位且可如下文所概述来测定。
在不受理论限制的情况下，认为RSI是分子结构的敏感指示符，尤其在那些差异影响松弛谱的广度的分子结构中。因为RSI对如聚合物的分子量分布、分子量、熔融流动速率和长链分支化的此类参数敏感，所以其是聚合物的可加工性和松弛的可靠指示符。因此，认为本文所描述的乙烯基聚合物提供性能优势，所述性能优势在于，聚合物的特有流变特性赋予优良的熔融强度和剪切稀化行为，这能够在制造长丝中允许在不同挤压外形之间的恒定的收缩率和卷曲性能。
在本文中的实施例中，乙烯基聚合物可具有小于10.0的归一化松弛谱指数(nRSI)。nRSI进一步描述在U.S.6,159,617中，其以引用的方式并入本文中。在不受理论限制的情况下，认为通过使熔融指数可能对聚合物的特有流变特性具有的效应归一化，由此将一个与另一个区分可示出尤其不同的分子结构。小于10.0的所有个别值和子范围都包括在本文中并且公开在本文中。举例来说，在一些实施例中，乙烯基聚合物可具有以下nRSI：小于9.8、9.6、9.4、9.2或9.0。在其它实施例中，乙烯基聚合物可具有以下nRSI：7.0至小于10.0、7.0至9.8、7.0至9.6、7.0至9.4、7.0至9.2，或7.0至9.0。乙烯基聚合物的nRSI可如下文所概述来测定。
在本文中的实施例中，乙烯基聚合物的特征可能还在于以下特性中的一个或多个：熔融指数(I2)、熔融流动比率(I10/I2)、密度、Mw/Mn、CDBI、RSI或nRSI，如本文先前所描述。在一些实施例中，乙烯基聚合物的特征还在于以下特性中的一个或多个：熔融指数(I2)、熔融流动比率(I10/I2)或密度。在其它实施例中，乙烯基聚合物的特征还在于以下特性中的一个或多个：(a)0.5g/10min到5g/10min的熔融指数(I2)，根据ASTM D 1238(2.16Kg，在190℃下)来测量；(b)0.905g/cm3到0.940g/cm3的密度(根据ASTM D792来测量)；或(c)小于7.5的熔融流动比率(I10/I2)。
在本文中的实施例中，人造草皮长丝可呈现小于5.5％的收缩率。小于5.5％的所有个别值和子范围都包含在本文中并且公开在本文中。举例来说，在一些实施例中，人造草皮长丝可呈现低于5.3％、5.2％、5.0％的收缩率。可以通过将1米的纱线浸没在90℃下的热油浴中20秒来测定收缩率。
在本文中的实施例中，人造草皮长丝可进一步包含一种或多种添加剂。合适的添加剂的非限制性实例包含抗氧化剂、色素、着色剂、UV稳定剂、UV吸收剂、固化剂、交联助剂、促进剂和阻滞剂、加工助剂、填料、偶合剂、紫外辐射吸收剂或稳定剂、抗静电剂、成核剂、增滑剂、塑化剂、润滑剂、粘度控制剂、增粘剂、防结块剂、表面活性剂、增量油、除酸剂和金属去活化剂。添加剂可以范围为小于约0.01wt％至大于约10wt％的量使用，以组合物的重量计。
人造草皮长丝加工方法
因为本文所描述的人造草皮长丝是独立加工的，所以本文所描述的人造草皮长丝可以使用用于由聚合物组合物制备人造草皮长丝的任何适当的方法来制备。参考图1，以下描述可使用的一个此类示例性加工方法100。
可通过挤压制备人造草皮长丝。合适的人造草皮长丝挤压机可配备有单一PE/PP通用螺杆和熔融泵(“齿轮泵”或“熔融泵”)以精确地控制流入到模具105中的聚合物体积的一致性。人造草皮长丝模具105可具有用于分布在环形或矩形喷丝板上方的单独长丝的多个单孔。所述孔的形状对应于所需长丝横截面特征，包含例如下文图3中所描绘且描述的矩形、狗骨形和v形。标准的喷丝板具有特定尺寸的50到160个模具孔。生产线可具有150kg/h到350kg/h的输出速率。
人造草皮长丝110可以挤压到水浴115中，其中模具到水浴距离为16mm到40mm。在水中的涂布导向杆将长丝110朝向第一起飞组辊120重导向。此第一起飞组辊120的线性速度可在15m/min到70m/min之间变化。第一起飞组辊120可以在水浴115之后和进入拉伸烘箱125之前，加热并用于预热长丝110。拉伸烘箱125可以是加热的空气或水浴烘箱。长丝110在拉伸烘箱125中可拉伸到预定的拉伸比。在一些实施例中，拉伸比至少为4。在其它实施例中，拉伸比至少为4.5、4.8、5.0、5.2或5.5。拉伸比为第二起飞组辊130在拉伸烘箱之后的速度与第一起飞组辊120在拉伸烘箱之前的速度之间的比率(如图1所示，V2/V1)。第二起飞组辊120可以不同于(更高或更低)第一组辊130的速度运行。
在长丝110穿过第二起飞组辊130之后，它们接着通过一组三个退火烘箱135、140和145拉出。三个退火烘箱135、140和145可以是可从50℃到150℃操作的具有并流或逆流热气流的热气烘箱或热水烘箱，其中长丝110在50℃到98℃的温度下定向。在离开第一退火烘箱135时，长丝110被传送到可以不同于(更高或更低)第二组辊130的速度运行的第三组辊150上。位于烘箱之后的第三组辊150与位于烘箱前面的第二组辊130的线性速度比可称为拉伸比或松弛比。在离开第二退火烘箱140时，长丝110被传送到可以不同于(更高或更低)第三组辊150的速度运行的第四组辊155上。在离开第三退火烘箱145时，长丝110被传送到可以不同于(更高或更低)第四组辊155的速度运行的第五组辊160上。
在一些实施例中，一种制造人造草皮长丝的方法包括提供如本文先前所描述的乙烯基聚合物，和将乙烯基聚合物挤压成人造草皮长丝。人造草皮长丝可取决于挤压机的物理尺寸而被挤压成指定宽度、厚度和/或横截面形状。如上文提到，人造草皮长丝可包含单丝、多丝、膜、纤维、纱线，例如扁丝、有原纤维扁丝、或切膜纱、连续带和/或用于形成人造草皮场的合成草叶片或股束的其它拉伸纤维材料。
人造草皮长丝可任选地进行另外的挤压后工艺(例如，退火、切割等)。
人造草皮
本文所描述的人造草皮长丝的一个或多个实施例可用于形成人造草皮场。参考图2，描绘了根据本文示出和/或描述的一个或多个实施例的人造草皮场200的剖视图。人造草皮场200包括具有顶面210和底面215的主背衬205；和如本文先前所描述的至少一根人造草皮长丝220。至少一根人造草皮长丝220粘附到主背衬205以使得至少一根人造草皮长丝220提供从主背衬205的顶面210向外延伸的簇绒面225。如本文所使用，“粘附(affix/affixed/affixing)”包含(但不限于)通过直接或间接关系将一个对象耦合、附接、连接、紧固、接合、连结或固定到另一个对象。簇绒面225从主背衬205的顶面210延伸，且可具有切割堆叠设计，其中在簇绒期间或之后可切割人造草皮长丝环圈，以制备单个人造草皮长丝端部的堆叠而不是环圈。
主背衬205可包含(但不限于)，由一种或多种天然或合成纤维或纱线(如聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚酯和人造丝)制成的织造、针织或非织造纤维网或织物。人造草皮场200可进一步包括粘结于主背衬205的底面215的至少一部分的次背衬230，使得至少一根人造草皮长丝220原地粘附到主背衬205的底面215。次背衬230可包括聚氨酯(包含例如可购自陶氏化学公司的名称ENFORCERTM或ENHANCERTM下供应的聚氨酯)或胶乳基材料，如苯乙烯-丁二烯胶乳或丙烯酸酯。
主背衬205和/或次背衬230可具有水分可穿过其的孔隙。孔隙一般可以是环圈配置并且扩散在整个主背衬205和/或次背衬230中。当然，应理解，可存在任何数量的孔隙，并且所述孔隙的大小、形状和位置可根据所期望的人造草皮场200的特征而变化。
可通过提供如本文所描述的至少一根人造草皮长丝220并将所述至少一根人造草皮长丝220粘附到主背衬205，使得至少一根人造草皮长丝220提供从主背衬205的顶面210向外延伸的簇绒面225来制造人造草皮场200。可进一步通过将次背衬230粘结到主背衬205的底面215的至少一部分，使得至少一根人造草皮长丝220原地粘附到主背衬205的底面215来制造人造草皮场200。
人造草皮场200可任选地包括在人造草皮场的次背衬下面的冲击吸收层。冲击吸收层可由聚氨酯、PVC泡沫塑料或聚氨酯泡沫塑料、橡胶、闭孔交联聚乙烯泡沫、具有空隙的聚氨酯下垫，聚氯乙烯、聚乙烯、聚氨酯和聚丙烯的弹性体泡沫来制成。冲击吸收层的非限制性实例为ENFORCERTM运动聚氨酯体系和ENHANCERTM运动聚氨酯体系。
人造草皮场200可任选地包括填充物材料。合适的填充材料包含(但不限于)，如从汽车轮胎回收的SBR(苯乙烯丁二烯橡胶)、EPDM(乙烯-丙烯-二烯单体)的颗粒状橡胶颗粒、其它硫化橡胶或从传送带回收的橡胶、热塑性弹性体(TPE)和热塑性硫化橡胶(TPV)的混合物。
人造草皮场200可任选地包括排水***。排水***允许水从人造草皮场移出并且防止场变得充满水。排水***的非限制性实例包含基于石材的排水***、EXCELDRAINTM片材100、EXCELDRAINTM片材200以及EXCELDRAINTM EX-T STRIP(可购自American Wick DrainCorp.，Monroe，N.C.)。
可通过以下非限制性实例来进一步说明本文中所描述的实施例。
测试方法
密度
根据ASTM D792测量密度。
熔融指数
根据ASTM D1238在190℃，2.16kg下测定熔融指数或I2。根据ASTM D1238在190℃，10kg下测量熔融指数或I10。
常规凝胶渗透色谱法(GPC)
凝胶渗透色谱***由聚合物实验室PL-210型或聚合物实验室PL-220型仪器组成。管柱和传送室在140℃下操作。使用三个Polymer Laboratories 10微米混合B管柱。溶剂为1，2，4-三氯苯。制备浓度为含0.1克聚合物的50毫升含有200ppm丁基化羟基甲苯(BHT)的溶剂中的样品。通过在160℃下轻微搅拌2小时制备样品。所用注射体积是100微升，并且流动速率是1.0毫升/分钟。
GPC管柱组的校准用21种窄分子量分布聚苯乙烯标准品来执行，这些标准品的分子量在580到8,400,000的范围内，以6种“混合液”混合物形式排列，并且个别分子量之间具有至少十倍间隔。标准品购自Polymer Laboratories(英国什罗浦郡(Shropshire，UK))。制备聚苯乙烯标准品，对于分子量等于或大于1,000,000，为含0.025克的50毫升溶剂；且对于分子量小于1,000,000，为含0.05克的50毫升溶剂。使聚苯乙烯标准品在轻微搅拌下在80℃下溶解30分钟。首先运行较窄的标准品混合物，且按最高分子量组分递减的次序以将退化减到最少。使用以下等式使聚苯乙烯标准品峰值分子量转化成聚乙烯分子量(如Williams和Ward，J.Polym.Sci.，Polym.Let.，6，621(1968)中所描述)：M聚乙烯＝0.4316×(M聚乙烯)。使用Viscotek TriSEC软件3.0版进行聚乙烯当量分子量计算。
根据以下等式计算数量平均分子量、重量平均分子量以及z平均分子量：
其中Mn是数量平均分子量，Mw是重量平均分子量，Mz是z平均分子量，Wfi是具有分子量为Mi的分子之重量分数。
结晶洗脱分级(CEF)
使用配备有IR-4检测器(PolymerChar，Spain)和两个角度光散射检测器模型2040(Precision Detectors，目前为安捷伦科技(Agilent Technologies))的结晶洗脱分级(CEF)(PolymerChar，Spain)(Monrabal等人，Macromol.Symp.257，71-79(2007))来执行共聚单体分布分析。使用IR-4或IR-5检测器。将50×4.6mm的10微米保护管柱(PolymerLab，目前为安捷伦科技)正好安置在检测器烘箱中的IR-4或(IR-5)检测器前面。邻二氯苯(ODCB，99％无水等级)和2，5-二-叔丁基-4-甲苯酚(BHT，目录号B1378-500G，批次号098K0686)是购自西格玛奥德里奇。硅胶40(粒径0.2mm到0.5mm，目录号10181-3)是购自EMD Chemicals。硅胶在使用前在真空烘箱中在160℃下干燥约两小时。将八百毫克BHT和五克硅胶添加到两升ODCB中。含有BHT和硅胶的ODCB现在被称为“ODCB”。这种ODBC在使用前用干燥氮气(N2)鼓泡一小时。通过以＜90psig传送氮气通过CaCO3和分子筛来获得经干燥氮气。所得氮气应具有大致-73℃的露点。在160℃下振荡2小时，用自动取样器以4mg/ml(除非另外规定)进行样本制备。注射体积是300μl.CEF的温度曲线是：以3℃/min从110℃到30℃的结晶；在30℃下热平衡持续5分钟(包含被设定为2分钟的可溶性洗脱份洗脱时间)；以3℃/min从30℃到140℃进行洗脱。在结晶期间的流速是0.052ml/min。在洗脱期间的流速是0.50ml/min。以一个数据点/秒采集数据。
CEF管柱根据US 2011/0015346 A1由陶氏化学公司封装有1/8英寸不锈钢管的125μm±6％下的玻璃珠(MO-SCI Specialty Products)。管柱外径(OD)为1/8英寸。重复方法所需的关键参数包含管柱内径(ID)和管柱长度(L)。ID及L的选择必须是使得在封装有125μm直径玻璃珠时，液体内部体积为2.1mL到2.3mL。如果L为152cm，那么ID必须为0.206cm且壁厚度必须为0.056cm。只要玻璃珠直径为125μm且内部液体体积在2.1mL与2.3mL之间，就可使用不同值的L和ID。管柱温度校准通过使用NIST标准参考材料线性聚乙烯1475a(1.0mg/ml)与二十烷(2mg/ml)于ODCB中的混合物来执行。CEF温度校准由四个步骤组成：(1)计算定义为所测量的二十烷峰值洗脱温度减30.00℃之间的温度偏移的延迟体积；(2)从CEF原始温度数据减去洗脱温度的温度偏移。应注意，这个温度偏移随实验条件而变，例如洗脱温度、洗脱流动速率等；(3)建立在跨越30.00℃和140.00℃的范围内转化洗脱温度的线性校准线，以使得NIST线性聚乙烯1475a在101.0℃下具有峰值温度，并且二十烷具有30.0℃的峰值温度；(4)对于在30℃下等温测量的可溶性洗脱份，通过使用3℃/min的洗脱加热速率来线性外推洗脱温度。获得所报告的洗脱峰值温度以使得观测到的共聚单体含量校准曲线与先前报告于U.S.8,729,200中的那些一致。
松弛谱指数
通过使聚合物首先进行剪切变形并且使用流变仪测量其对变形的反应来测定RSI。如所属领域中已知，基于聚合物的反应和所使用的流变仪的机制和几何结构，可分别测定随时间(t)或频率(ω)改变的松弛模数G(t)或动态模数G′(ω)和G″(ω)。(参见J.M.Dealy和K.F.Wissbrun，Melt Rheology and Its Role in Plastics Processing，VanNostrand Reinhold，1990，第269-297页)。动态模数与存储模数之间的数学关系为傅里叶(Fourier)变换积分关系，但也可以使用众所周知的松弛谱由其它数据来计算一组数据。(参见H.Wasserman，J.Rheology，第39卷，第601-625页(1995))。使用传统的机械模型，可定义由各自具有特征强度或“重量”和松弛时间的一系列松弛或“模式”组成的分散式松弛谱。使用这种谱，模数再表示为：
其中N为模式的数量且gi和λi为每一模式的重量和时间。(参见J.D.Ferry，Viscoelastic Properties of Polymers，John Wiley&Sons，1980，第224-263页)。可使用例如可购自IRIS Development的流***件的软件定义用于聚合物的松弛谱。在计算松弛谱中的模式分布之后，类似于Mn和Mw的分布的第一和第二时刻，分子量分布的第一和第二时刻计算如下：
RSI定义为gII/gI。
归一化松弛谱指数(nRSI)
可使用以下等式由RSI值计算归一化RSI：
nRSI＝RSI*MI0.6，
其中MI是以g/10min为单位的聚合物的熔融指数，其使用ASTM D1238、在190℃下的条件E测定，且RSI是呈无量纲单位的聚合物的松弛谱指数。
收缩％
通过将单丝浸没于维持在90℃下的硅油浴中20秒，测量单丝的收缩率(表示为1米单丝样品的长度减少百分比)。接着，收缩率被计算为(之前长度-之后长度)/之前长度*100％。
卷曲
通过取一束20根长丝并且将其留在90℃的烘箱中10分钟来测量卷曲。基于标准样品的目录通过将样品排序来进行目测分类。方法着眼于有多少原始直长丝倾向于弯曲并且卷曲在所述侧面上。使样品在1至5之间分级，其中1表示显示没有或极小弯曲和卷曲的长丝，且5表示显示强弯曲和卷曲的长丝。
基础重量
长丝的基础重量通常由dTex值在工业中报导。单丝的dTex等于以克计的10km单丝的重量。
用于金属的中子活化方法
通过将约3.5克球粒转移到预先清洁的2打兰聚乙烯小瓶中来制备两组重复样品。对于从2-打兰聚乙烯小瓶中的其NIST可跟踪标准溶液(来自SPEX的Certi纯)所测试的每一种金属制备标准品。使用milli-Q纯水将所述标准品稀释至6ml，并且将小瓶加热密封。接着，使用Mark I TRIGA核反应分析样品和标准品的这些元素。用于这些元素的反应和实验条件汇总在下表中。在进行γ-光谱分析之前，将样品转移至未受辐照的小瓶。使用CANBERRA软件和标准比较技术计算元素浓度。ND意指在NAA测量***的引用检测极限下未检测到。下表提供用于金属测定的测量参数。
实例
制备多金属催化剂并且将其用于在溶液聚合中制备本发明的乙烯基聚合物(Inv.EBP)。本发明的乙烯基聚合物用以制备本发明的人造草皮长丝。进行对于乙烯基聚合物和人造草皮长丝的测试。
本发明的催化剂制备
将7.76kg EADC溶液(15wt％于庚烷溶液中)添加至约109kg 0.20M MgCl2浆液中，接着搅拌8小时。随后，添加TiCl4/VOCl3(分别为85mL和146mL)的混合物，接着添加Zr(TMHD)4的溶液(0.320kg的于Isopar E中的0.30M溶液)。在彼此的1小时内顺序地执行这两个添加。所得催化剂预混合物在使用之前借助搅拌另外8h来老化。
本发明的乙烯基聚合物(Inv.EBP)
所有原材料(乙烯、1-己烯、1-辛烯)和方法溶剂(以商品名ISOPAR E的异烷烃溶剂，其可商购自埃克森美孚公司)在引入反应环境中之前用分子筛纯化。氢气在加压气缸中以高纯度级别供应并且不进行进一步纯化。反应器单体馈料(乙烯)流通过机械压缩机加压到高于反应压力的压力，例如750psig。溶剂和共聚单体(1-辛烯)馈料通过机械正排量泵加压到高于反应压力的压力，例如约750psig。用经纯化的溶剂(ISOPARE)将个别催化剂组分手动地分批稀释到指定的组分浓度并且加压到高于反应压力的压力，例如750psig。用质量流量计测量所有反应馈料流量并用计算机自动化阀门控制***独立控制。
所述连续溶液聚合反应器由充满液体、非绝热、等温循环环路组成。独立地控制所有新鲜溶剂、单体、共聚单体、氢气和催化剂组分馈料是可能的。组合溶剂、单体、共聚单体和氢气馈料通过使馈料流穿过热交换器而温控到5℃至50℃之间的任何位置并且通常40℃。将馈入至聚合反应器的新鲜共聚单体对准以将共聚单体添加至再循环溶剂中。将聚合反应器的总新鲜馈料在两个位置注射于反应器中，其中每一注射位置之间的反应器体积大致相等。通常用每一注射器接收接受总新鲜馈料质量流的一半来控制新鲜馈料。将催化剂组分通过特别设计的注射进口装置注射到聚合反应器中，并且在注入到反应器中之前组合进入一种混合的原催化剂/助催化剂馈料流。使助催化剂组分基于与原催化剂组分的所计算指定摩尔比来馈入。每一新鲜注射位置(馈料或催化剂)后，立即用凯尼斯(Kenics)静态混合元件将馈料流与循环聚合反应器内含物混合。使反应器的内含物连续循环通过热交换器，所述热交换器负责去除大量反应热，并且冷却剂侧的温度负责将等温反应环境维持在指定温度下。围绕每一反应器环路的循环由螺杆泵提供。来自聚合反应器的排出物(含有溶剂、单体、共聚单体、氢气、催化剂组分和熔融聚合物)离开反应器环路并且进入与去活和除酸剂(通常是硬脂酸钙和水合作用的伴随水)接触的区域，以阻止反应并且清除氯化氢。另外，可在此时添加各种添加剂(如抗氧化剂)。随后，物料流经过另一组凯尼斯静态混合元件以均匀地分散催化剂去活化剂和添加剂。
添加添加剂之后，流出物(含有溶剂、单体、共聚单体、氢气、催化剂组分和熔融聚合物)穿过热交换器以升高制备中的物料流温度，以用于使聚合物与其它较低沸点反应组分分离。随后，使物料流穿过压力***控制阀(负责将反应器的压力维持在指定目标处)。随后，物料流进入二阶段分离和脱挥发***，在此处从溶剂、氢气和未反应的单体以及共聚单体去除聚合物。在再次进入反应器之前，从再循环物料流中去除杂质。将经分离并且脱挥发的聚合物熔融物泵送通过经特别设计用于水下粒化的模具，切割成均匀固体球，干燥并且转移到料斗中。在验证初始聚合物特性之后，将固体聚合物球粒转移到存储装置中。
可再循环或毁掉脱挥发步骤中去除的部分。举例来说，大部分溶剂在穿过纯化床之后再循环回反应器中。在所述再循环溶剂中仍然可以具有未反应的共聚单体，所述再循环溶剂在再进入反应器前经新鲜共聚单体增浓。所述再循环溶剂可仍具有一些氢气，其随后用新鲜氢气增浓。
表1至表3汇总用于本发明的乙烯基聚合物组合物的聚合条件。所述聚合反应中所使用的添加剂包含400ppm硬脂酸钙、500ppm DHT-4a、1000ppm IRGAFOS 168(其为三(2，4二-叔-丁基苯基)亚磷酸酯)、250ppm IRGANOX 1076(其为十八基-3-(3，5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯)，和200ppm IRGANOX 1010(其为四(亚甲基(3，5-二-叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)))。DHT-4a为可商购自Kisuma Chemicals BV的合成水滑石。IRGAFOS 168、IRGANOX1076和IRGANOX 1010可商购自BASF。
比较性乙烯基聚合物(Comp.EBP)
具有熔融指数为2.3g/10min和密度为0.917g/cc的经齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化的乙烯/1-辛烯共聚物(DOWLEXTMSC 2107G，可购自密歇根州米德兰市的陶氏化学公司)用于比较性聚合物。
表1
反应器馈料 Inv.EBP
主反应器馈料温度(℃) 40
主反应器总溶剂流量(lb/hr) 1,948
主反应器新鲜乙烯流量(lb/hr) 375
主反应器总乙烯流量(lb/hr) 390
共聚单体类型 1-己烯
主反应器新鲜共聚单体流量(lb/hr) 41
主反应器总共聚单体流量(lb/hr) 210
主要反应器馈料溶剂/乙烯比率 5.19
主反应器新鲜氢气流量(sccm) 5096
主反应器氢气摩尔％ 0.200
表2
反应条件 Inv.EBP
主反应器控制温度(℃) 175
主反应器压力(Psig) 725
主反应器FTnIR出口[C2](g/L) 8.1
主反应器log10粘度(log(cP)) 2.29
主反应器聚合物浓度(wt％) 17.2
主反应器交换器热传递系数(BTU/(hr ft2 °F)) 33
主反应器聚合物停留时间(hr) 0.08
通过通风口的总乙烯转化率(wt％) 92.0
表3
催化剂 Inv.EBP
主反应器催化剂 本发明催化剂
主反应器催化剂流量(lb/hr) 1.02
主反应器催化剂浓度(ppm) 258
主反应器催化剂效率(M lbs Poly/lb Zr) 1.52
主反应器催化剂金属分子量(g/mol) 47.9
主反应器共催化剂摩尔比 10.0
主反应器共催化剂类型 TEA*
主反应器共催化剂流量(lb/hr) 1.57
主反应器共催化剂浓度(ppm) 4,000
*TEA＝三-乙基-铝
表4提供本发明的乙烯基聚合物和比较性乙烯基聚合物的所选择的特性。
表4
人造草皮长丝
本发明的人造草皮单丝和比较性人造草皮单丝分别由本发明的乙烯基聚合物和比较性乙烯基聚合物制备。本发明的单丝调配物包括94wt％的本发明乙烯基聚合物、5wt％颜色母料BASF Sicolen 85125345和1wt％处理助剂Argus ARX-741。比较性单丝调配物包括94wt％的比较性乙烯基聚合物、5wt％颜色母料BASF Sicolen 85125345和1wt％处理助剂Argus ARX-741。在挤压之前，使添加剂与聚合物组合物掺合。在如本文所描述的欧瑞康巴马格(Oerlikon Barmag)(德国雷姆沙伊德(Remscheid，Germany))(参见图1)的挤压生产线上制备每一种单丝。
表5和图1提供在制备本发明的单丝和比较性单丝中所使用的设备的特定条件。
表5
参考图3，描绘所使用的模具外形。
测试本发明的单丝和比较性单丝的收缩和卷曲，并且结果示出于表6和表7中。
表6-本发明的单丝结果
表7-比较性单丝结果
如表6中示出，穿过各种模具外形(P1、P2、P3和P4)，你可以看见本发明的单丝的可接受的性能。本发明的长丝示出在不同外形上的收缩率和卷曲的较小差异。然而，如表7中示出，比较性单丝的可接受性能并不恒定，且示出在不同外形上的收缩和卷曲的较宽差异。
本文中所公开的尺寸和值不应理解为严格地限制于所叙述的准确数值。实际上，除非另外指定，否则每一此类尺寸打算意指所叙述的值和围绕所述值的功能上等效的范围两个。举例来说，公开为“40mm”的尺寸打算意指“约40mm”。
除非明确地排除或以其它方式限制，否则本文引用的每一文献(如果存在的话)(包括本申请案要求其优先权或权益的任何交叉引用的或相关的专利或申请案以及任何专利申请案或专利)在此以全文引用的方式并入本文中。任何文献的引用均不是对其作为本文中所公开或要求保护的任何发明的现有技术的认可，或单独地或与任何其它一个或多个参考文献的任何组合的方式提出、建议或公开任何此类发明的认可。此外，在本文献中的术语的任何意义或定义与以引用方式并入的文献中的相同术语的任何意义或定义冲突的情况下，应以在本文献中赋予所述术语的意义或定义为准。
虽然已经说明并且描述了本发明的具体实施例，但本领域中的技术人员将显而易见的是，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出多种其它改变和修改。因此，意欲在所附权利要求书中覆盖在本发明范围内的所有此类改变和修改。

Claims (13)

1.一种人造草皮长丝，其包括：
乙烯基聚合物，其中所述乙烯基聚合物包括大于50wt％的衍生自乙烯的单元和小于30wt％的衍生自一种或多种α-烯烃共聚单体的单元；且其特征在于：
(a)小于7.5的熔融流动比率I10/I2，其中I10根据ASTM D1238(10kg，在190℃下)来测量且I2根据ASTM D1238(2.16kg，在190℃下)来测量；以及
(b)小于5.5的松弛谱指数。
2.一种人造草皮长丝，其包括：
乙烯基聚合物，其中所述乙烯基聚合物包括乙烯与任选地一种或多种α-烯烃共聚单体在包括多金属原催化剂的催化剂组合物存在下通过溶液聚合的反应产物；其中所述乙烯基聚合物特征在于以下特性中的一个或多个：
(a)0.5g/10min到5g/10min的熔融指数I2，根据ASTM D 1238(2.16kg，在190℃下)来测量；
(b)0.905g/cm3到0.940g/cm3的密度(根据ASTM D792来测量)；
(c)小于7.5的熔融流动比率I10/I2；或
(d)2.5到3.5的分子量分布(Mw/Mn)。
3.根据权利要求1或2所述的人造草皮长丝，其中所述乙烯基聚合物特征在于小于70％的组合物分布广度指数CDBI。
4.根据权利要求1或2所述的人造草皮长丝，其中所述熔融流动比率I10/I2为6.5到7.4。
5.根据权利要求1或2所述的人造草皮长丝，其中所述长丝呈现小于5.5％的收缩率。
6.根据权利要求1所述的人造草皮长丝，其中所述乙烯基聚合物的特征还在于以下特性中的一个或多个：
(a)0.5g/10min到5g/10min的熔融指数I2，根据ASTM D 1238(2.16kg，在190℃下)来测量；
(b)0.905g/cm3到0.940g/cm3的密度(根据ASTM D792来测量)；或
(c)小于7.5的熔融流动比率I10/I2。
7.一种制造人造草皮长丝的方法，所述方法包括：
提供乙烯基聚合物，其中所述乙烯基聚合物包括：
(a)大于50wt％的衍生自乙烯的单元和小于30wt％的衍生自一种或多种α-烯烃共聚单体的单元，且其特征在于小于7.5的熔融流动比率I10/I2，其中I10根据ASTMD1238(10kg，在190℃下)来测量且I2根据ASTM D1238(2.16kg，在190℃下)来测量；以及小于5.5的松弛谱指数；或
(b)乙烯与任选地一种或多种α-烯烃共聚单体在包括多金属原催化剂的催化剂组合物存在下通过溶液聚合的反应产物，且其特征在于以下特性中的一个或多个：
(i)0.5g/10min到5g/10min的熔融指数I2，根据ASTM D 1238(2.16kg，在190℃下)来测量；
(ii)0.905g/cm3到0.940g/cm3的密度(根据ASTM D792来测量)；
(iii)小于7.5的熔融流动比率I10/I2；或
(iv)2.5到3.5的分子量分布(Mw/Mn)；并且
将所述乙烯基聚合物挤压成人造草皮长丝。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述方法进一步包括将所述人造草皮长丝拉伸到预定的拉伸比。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述拉伸比至少为4。
10.一种人造草皮，其包括：
主背衬，其具有顶面和底面；和
根据权利要求1或2的至少一根人造草皮长丝；
其中所述至少一根人造草皮长丝粘附到所述主背衬使得所述至少一根人造草皮长丝提供从所述主背衬的所述顶面向外延伸的簇绒面。
11.根据权利要求10所述的人造草皮，其中所述人造草皮场进一步包括粘结到所述主背衬的所述底面的至少一部分的次背衬，使得所述至少一根人造草皮长丝原地粘附到所述主背衬的所述底面。
12.一种制造人造草皮的方法，所述方法包括：
提供根据权利要求1或2的至少一根人造草皮长丝；和
将所述至少一根人造草皮长丝粘附到主背衬，以使得所述至少一根人造草皮长丝提供从所述主背衬的顶面向外延伸的簇绒面。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述方法进一步包括将次背衬粘结到所述主背衬的所述底面的至少一部分，使得所述至少一根人造草皮长丝原地粘附到所述主背衬的所述底面。
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