CN112239579A - 模塑组合物及由其形成的制品 - Google Patents
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Abstract
公开了一种具有改善的性能的模制品,所述制品由通过干混获得的组合物形成:a)70‑95wt%的聚烯烃聚合物,其选自聚丙烯均聚物、聚丙烯共聚物、聚丙烯抗冲共聚物及其混合物;和b)5‑30wt%的涂覆有最大粒径为100微米的功能性隔离剂的自由流动的苯乙烯嵌段共聚物。在成块试验中,自由流动的苯乙烯嵌段共聚物需要小于400lbs/ft2的力才能破碎。模制品具有改善的冲击强度和雾度。
Description
技术领域
本公开内容涉及一种包含自由流动的弹性体嵌段共聚物的模塑组合物。
背景技术
热塑性弹性体用于包含聚丙烯和/或聚丙烯无规共聚物的模塑组合物中。某些HSBC表现出高的内聚强度,当产品被保存时(例如堆放在麻袋、袋子、Gaylord、纸箱中或存放在筒仓)中时,会导致组合物的颗粒、粒料或碎屑结块,从而形成大块的颗粒。甚至可能整个麻袋、袋子、Gaylord、纸箱或筒仓中都充满了全部或几乎全部聚集成一个整体的颗粒或者粒料物质。一旦颗粒团聚在一起,就必须用力将其破碎以将粒料或颗粒运输到相关加工设备(例如混合器或挤出机)的进料口中。美国专利5,837,769提供了自由流动的弹性体粉末,其中添加了“大量”的增塑油。
需要具有固体流动特性的改进的自由流动的HSBC组合物,以及包含自由流动的HSBC组合物的模塑组合物,所述模塑组合物用于具有改进的性能(包括低雾度)的模塑应用。
发明概述
一方面,提供一种模塑组合物,其包含:a)70-95wt%的选自聚丙烯均聚物、聚丙烯共聚物、聚丙烯抗冲共聚物、及其混合物的聚烯烃聚合物;和b)5-30wt%的自由流动的苯乙烯嵌段共聚物(FFSBC)。在一些实施方案中,所述组合物基本上由下述组分组成:a)70-95wt%的选自聚丙烯均聚物、聚丙烯共聚物、聚丙烯抗冲共聚物、及其混合物的聚烯烃聚合物;和b)5-30wt%的自由流动的苯乙烯嵌段共聚物(FFSBC)。所述FFSBC是涂覆有功能性隔离剂的苯乙烯嵌段共聚物(SBC),所述功能性隔离剂的最大粒度为100微米和含量为最多2wt%,基于所述SBC的总重量。所述功能性隔离剂选自改性的山梨醇、苯甲酸盐、取代的苯甲酸盐、二羧酸金属盐、六氢邻苯二甲酸金属盐、苯基膦酸盐、磷酸酯盐、甘油酸酯盐、降莰烷羧酸盐、二酰胺、三酰胺及其衍生物、四酰胺、松香衍生物、缩醛及其衍生物、二缩醛衍生物、2,6-萘二羧酰胺、聚乙烯基环己烷、及其组合。所述涂覆的SBC是自由流动的,在成块试验(blocking test)中需要小于400lbs/ft2的破碎力。
另一方面,公开了一种由上述模塑组合物制备制品的方法。所述方法包括(i)提供上述的SBC,(ii)干混SBC与聚烯烃以形成具有5-30wt%的SBC和70-95wt%的聚烯烃的干混组合物,(iii)由所述干混组合物形成制品。在一些实施方案中,所述方法基本上由下述步骤组成:(i)提供上述的SBC,(ii)干混SBC与聚烯烃以形成具有5-30wt%的SBC和70-95wt%的聚烯烃的干混组合物,(iii)由所述干混组合物形成制品。所述制品具有根据ASTM D256在23℃下测量的42J/m或更高的悬臂梁缺口冲击强度,和根据ASTM D1003测量的等于或小于95%的雾度值。可通过注塑、挤出、挤出吹塑、旋转模塑、热成型和注射吹塑中的任一种来形成所述制品。
发明内容
说明书中使用的术语的含义如下。
“成块圆筒”是指具有约61mm的内径、128mm的长度的圆筒,其可以沿着侧面以及顶部和底部打开。
“成块试验”是指在成块圆筒中填充约2/3全部长度的颗粒和/或碎屑的试验。将约5.0-7.0磅的重物置于所述成块圆筒内的每一碎屑或颗粒样品上。将该组件置于温度为110°F(43℃)的烘箱中。7天后,从烘箱中取出圆筒并除去重物。除去圆筒的顶部和底部,并在侧面打开圆筒。将(碎屑或颗粒的)样品作为块体放在测试架上,以进行观察和进一步测试。可以将重物缓慢添加到样品块体的顶部,直到样品块体塌陷成碎屑为止。一些样品可能在从圆筒中取出并放在测试架上时立即碎成自由流动的碎屑,而一些样品可能会在外部碎裂,但仍可以在芯中心融合在一起,这需要一定的力才能破碎融合的芯,和还有一些保留为块状,需要用力或重物才能将样品块破碎成碎屑。
“碎屑”与“颗粒”可互换使用,是指包含通过从溶剂中凝结分离且未研磨成细粒度的嵌段共聚物的颗粒。碎屑的粒度可以大于2μm且小于5000μm或小于2000μm,或500-2000μm(35目筛),或300-2000μm,或大于5μm,或100-700μm,或150-600μm。
“破碎力”或“碎裂力”(在成块试验中)是指使放置在测试架中使聚集碎屑的样品块破碎所需的力(lbs/ft2)。
“自由流动”是指在成块试验中需要小于400lbs/ft2的力(或破碎力)能破碎碎屑或颗粒的样品块的组合物。在一些实施方案中,所需的力可以小于300lbs/ft2。
“功能性隔离剂”是指在聚合物从熔融状态固化时形成核或为聚合物中的晶体的形成和/或生长提供位点的添加剂。
“冲击强度”是指样品(例如模塑制品)的悬臂梁缺口冲击强度,其在23℃下使用ASTM D256测量,并以J/m表示。
“分子量”或“Mp”是指以g/mol为单位的聚合物或嵌段共聚物的苯乙烯当量分子量。分子量可以使用聚苯乙烯校准标准物通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量,例如根据ASTM5296-19进行。色谱仪使用市售的聚苯乙烯分子量标准物进行校准。使用如此校准的GPC测量的聚合物的分子量是苯乙烯当量分子量。检测仪可以是紫外线和折射率检测仪的组合。在此表示的分子量是在GPC迹线的峰处测量的,和表示为苯乙烯当量分子量或表观分子量且通常称为“峰值分子量”,表示为Mp。除非另有说明,否则分子量是指峰值苯乙烯当量分子量。
“粒料”是指包含被熔融挤出并切割以形成实心短圆柱体或椭圆形的共聚物的颗粒。粒料的长度通常大于400μm且小于5000μm,且粒料的直径通常大于300μm且小于3000μm。
“干混”是指例如在转鼓、带式搅拌机、Henschel混合机中以最小或没有热量输入的情况下机械混合各组分。所得的干混材料可用于诸如挤出或注塑的工艺。
“预混的”或“预混”(或混合)是指将各组分熔融共混并例如在挤出机中进一步加工以形成粒料或粉末,以用于其他塑料成型工艺中形成制品,例如挤出或注塑。与干混和塑料成型工艺不同,预混合需要额外的熔融共混步骤,以形成制品,例如通过挤出或注塑。
“乙烯基”是指在苯乙烯嵌段共聚物的聚合物链上存在侧挂乙烯基。当共轭二烯仅在二烯的两个双键之一加成时,会出现侧挂乙烯基。
“雾度”是指从样本中散射的与法线散射大于2.5度的透射光的百分比。雾度根据ASTM D1003测试方法测量。雾度值越高表示散射越大。
本发明涉及用于注塑或挤出的组合物,其至少包含聚烯烃和自由流动的苯乙烯嵌段共聚物(FFSBC),其中所述苯乙烯嵌段共聚物涂覆有功能隔离剂,例如具有等于或小于100微米的粒度的成核剂。与通过熔融混合相同量的功能性隔离剂、聚烯烃和苯乙烯嵌段共聚物制备的模塑组合物相比,由所述组合物形成的模塑制品具有改善的雾度和冲击强度性能。
聚烯烃组分:所述聚烯烃可选自聚丙烯均聚物(例如无规聚丙烯均聚物、等规聚丙烯均聚物和间规聚丙烯均聚物),聚丙烯共聚物(例如聚丙烯无规共聚物),聚丙烯抗冲共聚物,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)的共聚单体存在下由丙烯的聚合制得的无规共聚物。在聚丙烯无规共聚物中,所述共聚单体可以任何合适的量存在,但通常小于10wt%。合适的聚丙烯抗冲共聚物包括但不限于通过将任意比例的聚丙烯均聚物或聚丙烯无规共聚物与选自乙烯-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结合而生产的那些。在这种聚丙烯抗冲共聚物中,通常所述共聚物组分的用量为5-25wt%。
在一些实施方案中,所述聚烯烃聚合物选自聚丙烯均聚物、聚丙烯无规共聚物、聚丙烯抗冲共聚物、及其混合物。在一些实施方案中,所述聚烯烃组分是聚乙烯共聚物和聚丙烯或聚丙烯无规共聚物的混合物,其中与所述混合物中的聚丙烯或聚丙烯共聚物的折射率相比,聚乙烯共聚物的平均折射率为±0.008或更小。在一些实施方案中,所述聚烯烃是聚丙烯树脂,其熔体流动速率>20g/10min,或至少30g/10min,或>40g/10min,或小于50g/10min,或6.0-20g/10min。
所述聚烯烃聚合物可以是支化的或交联的,例如通过使用增加聚合物的熔体强度的添加剂形成的那些。
所述聚烯烃聚合物还可以包含添加剂,例如成核剂、澄清剂、抗氧化剂、UV稳定剂、除氧剂、荧光增白剂、防滑剂、抗粘连剂、摩擦改进剂、蜡、颜料、着色剂及其混合物。这些添加剂可以在生产期间掺入到商业聚烯烃中。
所述聚烯烃组分在所述组合物中的存在量为最多95wt%,或70-95wt%,或75-85wt%,或90-95wt%。
自由流动的苯乙烯嵌段共聚物:所述组合物还包含自由流动的苯乙烯嵌段共聚物(FFSBC),其中所述苯乙烯嵌段共聚物(SBC)涂覆有功能性隔离剂,例如最大粒度为100微米的成核剂。
所述SBC组分包含至少一个聚(单乙烯基芳烃)嵌段和至少一个氢化或未氢化的聚(共轭二烯)嵌段。所述嵌段共聚物可以具有线形、径向或星形结构,例如式A-B的苯乙烯二嵌段共聚物,或式A-B-A的线形三嵌段共聚物,和/或式(A-B)nX的多臂偶联的嵌段共聚物,及其混合物,其中A是单烯基芳烃嵌段,B是共轭二烯嵌段,n是2-6的整数,X是偶联剂残基。
在一个实施方案中,所述SBC包括下述中的任一项:a)具有由通式(A-B)4X表示的峰值分子量(Mp)为53,600-1,000,000g/mol的四支化的嵌段共聚物(IV);和b)由通式(A-B)3X表示的峰值分子量为40,200-750,000g/mol的三支化的嵌段共聚物(III);c)由通式(A-B)2X表示的峰值分子量为26,800-500,000g/mol的二支化的嵌段共聚物(II);和d)由通式A-B表示的峰值分子量为13,400-250,000g/mol的线形二嵌段共聚物(I);其中A代表单烯基芳烃的聚合物嵌段,B代表至少一种共轭二烯的聚合物嵌段,X代表偶联剂残基。在一些实施方案中,X表述烷氧基硅烷偶联剂的残基。在一个实施方案中,X是烷氧基硅烷偶联剂的残基。在另一实施方案中,所述具有(A-B)nX(其中n=3)结构的嵌段共聚物的峰值分子量Mp为约170,000-230,000g/mol。
在另一方面,所述SBC为包含一个单乙烯基芳烃的嵌段和一个共轭二烯的嵌段的二嵌段共聚物,其Mp为13,400-250,000g/mol、乙烯基含量为5-80mol%(基于共轭二烯嵌段中的重复单体单元的数目)和聚苯乙烯含量为20-55wt%。
在又一方面,所述SBC基本上由具有至少两个单乙烯基芳烃的嵌段和至少一个共轭二烯的嵌段的三嵌段共聚物组成,所述三嵌段共聚物选自具有连续的A-B-A结构且Mp为20,000-500,000g/mol的线形嵌段共聚物或具有偶联的(A-B)nX结构且A-B臂的Mp为10,000-250,000g/mol的径向三嵌段共聚物,n为2-6的整数,X为偶联剂残基,其乙烯基含量为5-80mol%(基于共轭二烯嵌段中重复单体单元的数目)、聚苯乙烯含量为10-40%、熔体流动指数为约<1g/10min到1,000g/10min,根据ASTM D1238在条件G(200℃,5kg)下测量。
在一些实施方案中,所述SBC是基于苯乙烯(A嵌段)、B嵌段是橡胶(例如丁二烯、异戊二烯等)或氢化橡胶(例如乙烯/丙烯或乙烯/丁烯或乙烯/乙烯/丙烯)的三嵌段共聚物A-B-A。在又一实施方案中,可以使用不同嵌段共聚物的混合物,例如具有如上所述的A和B的A-B/A-B-A嵌段共聚物混合物。
在一些实施方案中,所述SBC是具有以下任何结构的三嵌段共聚物:A-B-A或(A-B)nX结构的苯乙烯乙烯丙烯苯乙烯(SEPS),苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯(SEBS)和苯乙烯乙烯乙烯丙烯苯乙烯(SEEPS),其中X是偶联剂残基。所述三嵌段共聚物的Mp为26,800-500,000g/mol、乙烯基含量为5-80mol%(基于共轭二烯嵌段中重复单体单元的数目)、聚苯乙烯含量为10-40%、熔体流动指数为0.1-2000g/10min(ASTM D1238,条件G(200℃,5kg))。在一些实施方案中,所述共聚物的乙烯/丁烯嵌段(EB)中丁烯单元的含量可以为至少30mol%,或至少45mol%,或至少60mol%。
在一些实施方案中,所述三嵌段或四支化的SBC嵌段共聚物的特征在于具有至少10wt%的聚苯乙烯含量(PSC),优选20-40wt%。在一些实施方案中,所述三嵌段共聚物的Mp为至少26,800g/mol、优选26,800-500,000g/mol的结构(A-B)2X。
在另一实施方案中,所述SBC可包括具有(A-B)2X结构的嵌段共聚物,其中具有结构(A-B)2的嵌段共聚物的Mp是具有13,400-250,000g/mol的Mp的(A-B)1二嵌段共聚物的Mp的1.5-2.5倍。
在一些实施方案中,所述SBC是具有A嵌段和B嵌段或B1嵌段且具有通式A-B-A、(A-B1)n、(A-B1)nA、(A-B1)nX或其混合物的选择性氢化的嵌段共聚物,其中(a)A嵌段是聚苯乙烯嵌段,(b)B嵌段是选自聚丁二烯、聚异戊二烯及其混合物的聚二烯嵌段,其Mp为57,000-100,000g/mol,(c)B1嵌段是选自聚丁二烯、聚异戊二烯及其混合物的聚二烯嵌段,其Mp为28,000-50,000g/mol,(d)n是2-6,X是偶联剂残基,(e)所述嵌段共聚物的苯乙烯含量为13-25%,(f)所述聚二烯嵌段在氢化前的乙烯基含量为60-85mol%,(g)所述嵌段共聚物包括小于15wt%的通式为A-B或A-B1的低分子量单元,其中A、B和B1如上所定义,和(h)每一A嵌段的Mp为5,000-7,000g/mol。
在一些实施方案中,所述SBC是由结构A1-B1-A2-B2组成的线形氢化的嵌段共聚物。每一聚合物嵌段B1和B2包括聚合的、氢化的二烯单体单元,其中在未氢化的聚合物中的至少90%的烯属不饱和双键被氢化,和其中1,2-乙烯键的含量为大于25%且小于60%。每一聚合物嵌段A1和A2包括聚合的单烯基芳烃单体单元。所述嵌段的Mp为:嵌段A1为6,000-8,000g/mol,嵌段B1为55,000-70,000g/mol,嵌段A2为7,500-9,000g/mol,嵌段B2为5,000-12,000g/mol。所述线形氢化的嵌段共聚物的有序-无序温度低于240℃、根据ASTM D1238在200℃和5kg下测量的熔体流动速率小于2.0g/10min,根据ASTM D1238在250℃和5kg下测量的熔体流动速率为4.0-20.0g/10min。
在一些实施方案中,所述SBC是具有式S-E的选择性氢化的嵌段共聚物,其Mp为125,000-300,000g/mol,其中S是单烯基芳烃的聚合物嵌段,和在氢化前,E是至少一种二烯的聚合物嵌段。
在一些实施方案中,B嵌段的共轭二烯独立地选自1,3-丁二烯和取代的丁二烯,例如异戊二烯、间戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯和1-苯基-1,3-丁二烯,或其混合物。其中优选异戊二烯和1,3-丁二烯,且1,3-丁二烯最优选。
在上述实施方案中,可采用本领域已知的方法,来选择性氢化所述嵌段共聚物。在一些实施方案中,二烯嵌段可具有大于70mol%或大于80mol%或大于90mol%的氢化的二烯双键。
在一些实施方案中,所述SBC的Mp可以在宽范围内变化,例如6,000-1,000,000g/mol,或50,000-500,000g/mol。如果SBC具有支化或星形结构,则Mp甚至可以超过1,000,000g/mol。
在一些实施方案中,用于制备FFSBC的SBC聚合物还可以包含一种或多种添加剂,例如成核剂、澄清剂、抗氧化剂、UV稳定剂、除氧剂、荧光增白剂、防滑剂、抗粘连剂、摩擦改性剂、蜡、颜料、着色染料、及其混合物。这些添加剂可以在生产期间掺入市售的SBC聚合物中。
FFSBC在组合物中的量为5-30wt%,或至少10wt%,或12-25wt%。在用功能性隔离剂涂覆或撒粉后,将SBC作为(干混)自由流动的颗粒或碎屑掺入模塑组合物中,其中>80vol%的包含SBC的碎屑彼此不粘附。
功能性隔离剂:所述SBC涂覆有最大粒度为100微米的功能性隔离剂。功能性隔离剂是除粒度以外还具有功能性的功能性试剂。当通过“撒粉”或“涂覆”SBC颗粒或碎屑将功能隔离剂掺入组合物中时,会获得自由流动的SBC(FFSBC)。
在一些实施方案中,可用作功能性隔离剂的添加剂包括选自下述的一种或多种物质:成核剂、澄清剂、抗氧化剂、UV稳定剂、除氧剂、荧光增白剂、防滑剂、防结块剂、摩擦改进剂、蜡、颜料和着色染料。
在一些实施方案中,功能性隔离剂是一种或多种具有等于或小于100微米的粒度并选自下述的物质:改性的山梨醇、苯甲酸盐、取代的苯甲酸盐、二羧酸金属盐、六氢邻苯二甲酸金属盐、苯基膦酸盐、磷酸酯盐、甘油酸酯盐、降莰烷羧酸盐、二酰胺、三酰胺及其衍生物、四酰胺、松香衍生物、缩醛及其衍生物、二缩醛衍生物、2,6-萘二羧酰胺和聚乙烯基环己烷。
在一些实施方案中,功能性隔离剂基于有机澄清剂,例如选自下述的改性的山梨醇:1,2,3-三脱氧-4,6:5,7-双-O-[(4-丙基苯基)亚甲基]壬醇、1,3:2,4-双(3,4-二甲基亚苄基)山梨醇、1,3:2,4-双(对-甲基亚苄基)山梨醇和1,3:2,4-二亚苄基山梨醇,和三酰胺,如1,3,5-三(2,2-二甲基丙酰氨基)苯。
在一些实施方案中,功能性隔离剂选自三酰胺衍生物或缩醛试剂,例如为多元醇和芳族醛的缩合产物的三酰胺和缩醛化合物。实例包括苯-1,3,5-三羧酸的酰胺衍生物,N-(3,5-双-甲酰氨基-苯基)-甲酰胺的酰胺衍生物(例如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(例如,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。缩醛澄清剂的实例包括多元醇与芳族醛的缩合产物。
在一些实施方案中,功能性隔离剂是山梨醇衍生物,例如双(3,4-二甲基亚苄基)山梨醇(DMDBS)、二亚苄基山梨醇(DBS)、及其混合物。
在一些实施方案中,功能性隔离剂选自降莰烷羧酸盐和磷酸酯盐。实例包括2,2'-亚甲基双-(4,6-二叔丁基苯基)磷酸盐(例如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(例如,双环[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸二钠和双环[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸钙),环己烷-1,2-二羧酸盐(例如,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,环己烷-1,2-二羧酸锶),及其组合。
在一些实施方案中,功能性隔离剂是苯基膦酸的金属盐,其包括平均纵横比为约2或更大的初级颗粒。在一些实施方案中,功能性隔离剂选自磷酸盐衍生物澄清剂,其也起成核剂的作用,例如,2,2'-亚甲基双(2,4-二叔丁基苯基)磷酸锂盐。
在一些实施方案中,功能性隔离剂是微粉形式的抗微生物添加剂,如氧化锌(ZnO),银离子化合物如胶体银、纳米微粒银、银陶瓷、银沸石和银玻璃,2,4,4'-三氯-2'-羟基二苯醚和羟基吡啶硫酮锌等。
在一些实施方案中,功能性隔离剂选自基于丙基山梨醇基澄清剂,例如1,2,3-三脱氧-4,6:5,7-双-O-[(4-丙基苯基)亚甲基]壬醇,1,3:2,4-双(对-甲基亚苄基)山梨醇,1,3:2,4-二亚苄基山梨醇或1,3:2,4-双(3,4-二甲基亚苄基)山梨醇,磷酸盐基成核剂,例如羟基{双[2,4,8,10-四(1,1-二甲基乙基)-6-羟基-12H-二苯并[d,g][1,3,2]二氧-磷-6-氧化}铝,亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠盐,和三胺基澄清剂,例如1,3,5-三(2,2-二甲基丙酰氨基)苯。
在一些实施方案中,用于涂覆SBC的功能性隔离剂可进一步包含最多500phr或50-300phr或100-250phr的填料,例如热解法二氧化硅、沉淀二氧化硅、微粉化的抗氧化剂粉末、微粉化的聚合物粉末,碳酸钙、硅酸铝、粘土、滑石粉等,基于100份功能性隔离剂(即,每百份的份数,或phr)。
基于SBC的总重量,功能性隔离剂的存在量为<2wt%,或<1.5wt%,或<1wt%,或<0.7wt%,或<0.5wt%,或<0.25wt%,或者1000-3000ppm。在一些实施方案中,功能性隔离剂的存在量为0.05-1wt%,或>0.1wt%,或0.2-0.8wt%,基于SBC的重量。
任选的组分:除上述各组分外,所述组合物还可包含其他常规成分,例如抗氧化剂、填料、UV稳定剂、增滑剂、阻燃剂、发泡剂、抗静电剂等。此类成分仅少量存在,例如最多2wt%,基于SBC组合物的总重量。一些填料也可以大于2wt%的量存在。
制备方法:为了获得其中SBC组分是选择性氢化形式的SBC(即,HSBC)的FFSBC,可以使用本领域已知的方法通过将前体SBC氢化来产生HSBC形式。氢化后,从含有聚合物的溶液中除去溶剂。在破碎步骤中,使浆料脱水/干燥以产生具有预定水分含量的碎屑。或者,可以在脱水和干燥后将HSBC(或SBC,如果不进行氢化步骤的话)熔融形成颗粒。在破碎或造粒后,可以通过在合适的设备中混合,通过分批,半分批和连续方式中的任何一种,用功能性隔离剂进行撒粉,其中隔离剂的添加量使得SBC碎屑或粒料充分涂覆有隔离剂以确保其自由流动性能。
可以通过干混将FFSBC与聚烯烃(和任选的组分)一起引入到组合物中。FFSBC还允许将其他试剂以可以有效地掺混到聚烯烃及其他任选组分中的形式掺入制剂中,直接用于模塑或挤出,而无需在模塑或挤出之前将各组分预先混合。用所述干混组合物形成制品的例举的工艺包括但不限于注塑、挤出、挤出吹塑、旋转模塑、热成型和注射吹塑。
在一些实施方案中,通过注塑形成制品,其中在注塑机中将干混组合物熔融共混和然后注入到模具中。
性能:可将上述基于FFSBC的干混料通过模塑或挤出等工艺进行熔融混合,以形成具有优异的抗冲击和抗破碎性能的模塑制品。在一些实施方案中,所形成的制品具有约50-600J/m或至少42J/m或至少52J/m或至少62J/m的悬臂梁缺口冲击强度,根据ASTM D1003在约23℃下测量。
所述形成的制品具有优异的雾度光学性能(使用ASTM D-1003测量)。在一个实施方案中,所形成的制品的雾度值为等于或小于95%,或者等于或小于90%,或1-5%,或5-10%,或10-20%,或25-50%或55-95%。
在另一实施方案中,所形成的制品的雾度值比由其他相同的组合物制成的制品的雾度低至少2.5%,或者5%,或者10%,或者20%,其中在由其他相同的组合物制成的制品中,功能性隔离剂、聚烯烃和SBC被预混并成型为颗粒以随后用于模塑或挤出工艺。FFSBC的使用省去了在注塑/挤出之前形成预混制剂的工艺步骤(预混步骤)。
应用:包含聚烯烃和FFSBC的组合物适用于挤出或模塑应用,例如注塑或挤出吹塑,从而形成制品,例如医疗器件(例如,用于蒸馏应用的预填充注射器、静脉内供药容器和血液采集设备),食品包装,液体容器(例如,用于饮料、药物、个人护理组合物、洗发水等的容器),玩具,服装盒,可微波的制品,货架,橱柜门,机械零件,汽车零件,片材,管线,管子,旋转模塑件,吹塑件,薄膜,纤维等。
实施例
通过以下实施例进一步说明本发明,其并不构成对本发明范围的限制。实施例中使用以下组分。
SBC1是线形三嵌段共聚物,其苯乙烯/橡胶比率为19/81,二嵌段含量为5-7wt%,在230℃下的熔体流动指数为75g/10min(5kg)。
SBC2是线形三嵌段共聚物,其二嵌段含量为5-7wt%,苯乙烯/橡胶比为13/87,在230℃下的熔融指数为13g/10min(5kg)。
功能性隔离剂1或FDA1是双-(4-丙基亚苄基)丙基山梨醇。
功能性隔离剂2或FDA2是三酰胺,例如1,3,5-三(2,2-二甲基丙酰氨基)苯。
聚烯烃1或PP1是聚丙烯无规共聚物,其熔体流动速率(230℃/2.16kg)为12g/10min,根据ASTM D1238测量,密度为0.90g/cm3(23℃)。
聚烯烃2或PP2是聚丙烯均聚物,其熔体流动速率(230℃/2.16kg)为5g/10min,根据ASTM D1238测量,密度为0.90g/cm3(23℃)。
抗氧化剂或AO是1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯。
实施例1:根据表1所示的组成配制许多模塑组合物。
将仅含PP1的共混物1在具有高度抛光的模具的Krauss注塑机上于190-220℃进行注塑,和在23℃和50%相对湿度下调节至少24小时,然后进行测试。
通过在密闭的塑料袋中将PP1和SBC1与AO一起混合,来干混共混物2,并在室温下轻轻翻滚,然后在如上所述的类似条件下进行注塑。
将共混物3预混合,以使PP1和SBC1以及AO首先在25mm双螺杆挤出机中于190-220℃熔融加工,然后造粒,之后如上所述进行注塑和调节。
共混物4-7使用撒有或涂覆有功能性隔离剂(FDA1或FDA2)的SBC1,所述功能性隔离剂的量使得所述共混物具有表1中所列的共混物的最终组成,然后再与PP1和AO一起干混或预混,之后以与其他共混物类似的方式进行注塑和调理。结果如下表1中所示。
表1
实施例2:根据下表2所示的组成配制许多模塑组合物。
将仅含PP1的共混物1在具有高度抛光的模具的Krauss注塑机上于190-220℃注塑,和在23℃和50%相对湿度下调节至少24小时,然后进行测试。
通过在密闭的塑料袋中将PP1和SBC2与AO一起混合,来干混共混物8,并在室温下轻轻翻滚,然后在与上述相似的条件下注塑。
将共混物9预混合,使得PP1和SBC2以及AO首先在25mm双螺杆挤出机中于190-220℃熔融加工,然后造粒,和之后如上所述进行注塑和调节。
共混物10-15使用撒有或涂覆有功能性隔离剂(FDA1或FDA2)的SBC2,所述功能性隔离剂的量使得所述共混物具有表2中所列的共混物的最终组成,然后与PP1和AO一起进行干混或预混,之后以与其他共混物类似的方式进行注塑和调理。
结果如下表2中所示。
实施例3:根据表3所示的组成配制许多模塑组合物。
将共混物16在具有高度抛光的模具的Krauss注塑机上于190-220℃进行注塑,和在23℃和50%相对湿度下调节至少24小时,之和进行测试。
通过在密闭的塑料袋中将PP2和SBC1与AO混合,来干混共混物17,并在室温下轻轻翻滚,然后如上所述进行注塑和调理。
将共混物18预混合,使得PP2和SBC1以及AO首先在25mm双螺杆挤出机中于190-220℃熔融加工,然后造粒,和之后如上所述进行注塑和调节。结果如下表3中所示。
表3
在所有实施例中,根据ASTM D256,在23℃,在缺口的3mm厚注塑条上进行悬臂梁缺口冲击试验。所报告的结果是具有接近于条的注塑浇口且在距离所述浇口的棒的远端处的缺口的条的平均值。结果以J/m报告。
根据ASTM D1003,在BYK Gardner Haze Guard Plus仪器上测量所有实施例的雾度光学性能。结果以雾度%表示。
尽管本文已使用术语“包含/包括”和“包括”来描述各个方面,但是可以使用术语“基本上由...组成”和“由...组成”来代替“包含/包括”和“包括”以提供更具体的方面的公开内容且也被公开。
Claims (15)
1.一种组合物,其包含:
70-95wt%的聚烯烃聚合物,其选自聚丙烯均聚物、聚丙烯共聚物、聚丙烯抗冲共聚物、及其混合物;和
5-30wt%的涂覆有功能性隔离剂的苯乙烯嵌段共聚物,其中所述功能性隔离剂的最大粒度为100微米和含量为最多2wt%,基于所述苯乙烯嵌段共聚物的总重量,
其中所述功能性隔离剂选自改性的山梨醇、苯甲酸盐、取代的苯甲酸盐、二羧酸金属盐、六氢邻苯二甲酸金属盐、苯基膦酸盐、磷酸酯盐、甘油酸酯盐、降莰烷羧酸盐、二酰胺、三酰胺及其衍生物、四酰胺、松香衍生物、缩醛及其衍生物、二缩醛衍生物、2,6-萘二羧酰胺、聚乙烯基环己烷、及其组合;
其中所述涂覆的苯乙烯嵌段共聚物是自由流动的,在成块试验中需要小于400lbs/ft2的破碎力;
其中包含所述组合物的模塑制品具有至少42J/m的悬臂梁缺口冲击强度,根据ASTMD256在23℃下测量,和
其中包含所述组合物的模塑样品具有等于或小于95%的雾度值,根据ASTM D1003测量。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中与由包含相同量的聚烯烃、苯乙烯嵌段共聚物和功能性隔离剂的预混组合物形成的参考模塑样品相比,所述模塑样品的雾度值低至少2.5%。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的组合物,其中包含所述组合物的模塑制品具有50-600J/m的悬臂梁缺口冲击强度,根据ASTM D1003测量。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的组合物,其还包含至少一种选自下述的添加剂:抗氧化剂、填料、UV稳定剂、增滑剂、阻燃剂、发泡剂和抗静电剂,且其中所述添加剂的存在量为最多2wt%,基于所述组合物的总重量。
5.根据权利要求1-2中任一项所述的组合物,其中所述苯乙烯嵌段共聚物包括下述中的任一项:
a)由式(A-B)4X表示的Mp为53,600-1,000,000g/mol的四支化的嵌段共聚物(IV);
b)由式(A-B)3X表示的Mp为40,200-750,000g/mol的三支化的嵌段共聚物(III);
c)由式(A-B)2X表示的Mp为26,800-500,000g/mol的二支化的嵌段共聚物(II);和
d)由式A-B表示的Mp为13,400-250,000g/mol的线形二嵌段共聚物(I);
其中A代表单烯基芳烃的聚合物嵌段,B代表至少一种共轭二烯的聚合物嵌段,X代表偶联剂残基。
6.根据权利要求1-2中任一项所述的组合物,其中所述苯乙烯嵌段共聚物基本上由包含一个单乙烯基芳烃的嵌段和一个共轭二烯的嵌段的二嵌段共聚物组成,且具有13,400-250,000g/mol的Mp、基于所述共轭二烯嵌段中重复单体单元的数目为5-80mol%的乙烯基含量、和20-55wt%的聚苯乙烯含量。
7.根据权利要求1-2中任一项所述的组合物,其中所述苯乙烯嵌段共聚物基本上由包含至少两个单烯基芳烃的嵌段和至少一个共轭二烯的嵌段的三嵌段共聚物组成;
其中所述三嵌段共聚物具有:
式A-B-A结构的线形嵌段共聚物或式(A-B)nX结构的径向三嵌段共聚物,其中n=2-6,A代表单烯基芳烃的的聚合物嵌段,B代表至少一种共轭二烯的聚合物嵌段,X是偶联剂残基;
10,000-500,000g/mol的Mp,
5-80mol%的乙烯基含量,基于共轭二烯嵌段中重复单体单元的数目,
10-40%的聚苯乙烯含量;和
<1g/10min到1,000g/10min的熔体流动指数,根据ASTM D1238在条件G(200℃,5kg)下测量。
8.根据权利要求7所述的组合物,其中所述三嵌段共聚物具有结构(A-B)nX,且其中(A-B)2嵌段共聚物的分子量为(A-B)1二嵌段共聚物的峰值分子量的1.5-2.5倍。
9.根据权利要求1-2中任一项所述的组合物,其中所述苯乙烯嵌段共聚物是由结构A1-B1-A2-B2组成的线形氢化的嵌段共聚物,每一聚合物嵌段B1和B2包括聚合的、氢化的二烯单体单元,每一聚合物嵌段A1和A2包括聚合的单烯基芳烃单体单元;和其中嵌段段A1的Mp为6,000-8,000g/mol,嵌段B1的Mp为55,000-70,000g/mol,嵌段A2的Mp为7,500-9,000g/mol,嵌段B2的Mp为5,000-12,000g/mol。
10.根据权利要求1-2中任一项所述的组合物,其中所述苯乙烯嵌段共聚物被选择性氢化。
11.一种制造制品的方法,其包括:
a)提供自由流动的苯乙烯嵌段共聚物,其中所述苯乙烯嵌段共聚物涂覆有功能性隔离剂,
所述功能性隔离剂的最大粒度为100微米和含量为0.05-2wt%,基于所述苯乙烯嵌段共聚物的总重量,
所述功能性隔离剂选自改性的山梨醇、苯甲酸盐、取代的苯甲酸盐、二羧酸金属盐、六氢邻苯二甲酸金属盐、苯基膦酸盐、磷酸酯盐、甘油酸酯盐、降莰烷羧酸盐、二酰胺、三酰胺及其衍生物、四酰胺、松香衍生物、缩醛及其衍生物、二缩醛衍生物、2,6-萘二羧酰胺、聚乙烯基环己烷、及其组合,
其中所述自由流动的苯乙烯嵌段共聚物在成块试验中需要小于400lbs/ft2的破碎力;
b)将所述自由流动的苯乙烯嵌段共聚物与聚烯烃干混以形成干混组合物,
其中所述聚烯烃选自聚丙烯均聚物、聚丙烯共聚物、聚丙烯抗冲共聚物、及其混合物,和
其中所述干混组合物具有5-30wt%的所述自由流动的苯乙烯嵌段共聚物和70-95wt%的所述聚烯烃;
c)由所述干混组合物形成制品,
其中所述制品具有42J/m或更高的悬臂梁缺口冲击强度,根据ASTM D256在23℃下测量,和
其中所述制品具有等于或小于95%的雾度值。
12.根据权利要求11所述的方法,其中通过模塑形成所述制品,和其中形成所述制品包括:
熔融共混所述干混组合物,以形成熔融共混的组合物,和
将所述熔融共混的组合物注射到模具中,从而形成模塑的制品。
13.根据权利要求11-12中任一项所述的方法,其中与通过模塑包含相同量的聚烯烃、苯乙烯嵌段共聚物和功能性隔离剂的预混组合物形成的参考模塑品相比,所述制品的雾度值低至少2.5%。
14.根据权利要求11-12中任一项所述的方法,其中所述干混步骤还包括将至少一种选自下述的添加剂干混到所述干混组合物中:抗氧化剂、填料、UV稳定剂、增滑剂、阻燃剂、发泡剂和抗静电剂。
15.根据权利要求11-12中任一项所述的方法,其中所述苯乙烯嵌段共聚物包括下述中的任一项:
a)由通式(A-B)4X表示的Mp为53,600-1,000,000g/mol的四支化的嵌段共聚物(IV);
b)由通式(A-B)3X表示的Mp为40,200-750,000g/mol的三支化的嵌段共聚物(III);
c)由通式(A-B)2X表示的Mp为26,800-500,000g/mol的二支化的嵌段共聚物(II);
d)由通式A-B表示的Mp为13,400-250,000g/mol的线形二嵌段共聚物(I);
e)包括一个单乙烯基芳烃的嵌段和一个共轭二烯的嵌段且Mp为13,400-250,000g/mol的二嵌段共聚物;
f)由通式(A-B)nX表示的三嵌段共聚物,其包括至少两个单烯基芳烃的嵌段和至少一个共轭二烯的嵌段,其Mp为10,000-500,000g/mol;和
g)由结构A1-B1-A2-B2组成的线形氢化的嵌段共聚物;
其中A代表单烯基芳烃的聚合物嵌段,A1和A2包括聚合的单烯基芳烃单体单元,B代表至少一种共轭二烯的聚合物嵌段,B1和B2包括聚合的、氢化的二烯单体单元,X代表偶联剂残基。
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