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1. Querverweis
auf verwandte Anmeldungen
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Die
vorliegende Anmeldung beansprucht die Vorteile der vorläufigen US-Anmeldungen
Nr. 60/414 952, eingereicht am 1. Oktober 2002, und 60/424 535,
eingereicht am 7. November 2002.
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2. Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft thermoplastische Zusammensetzungen von Polyethylenpolymeren,
die sich durch Rotationsformen zu nützlichen Produkten verarbeiten
lassen.
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3. Hintergrund
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Formen
durch Rotation oder Rotationsgießen, üblicherweise als Rotationsformen
bekannt, wird weitverbreitet zum Formen von Hohlkörpern verwendet
und kann verwendet werden, um sowohl kleine als auch große Behälter herzustellen,
wie Tanks von typischerweise 19 L bis 57.000 L. Diese rotationsgeformten
Tanks werden in der Landwirtschaft, der chemischen und Freizeitfahrzeugindustrie
verwendet. Rotationsgeformte Behälter
werden zum Verpacken und für
die Handhabung von Material verwendet, insbesondere als Behältergegenstände für fließfähige Materialien
oder Feststoffe. Rotationsformen wird auch für Mobiltoiletten, Instrumenten-
und Batteriegehäuse,
Lichtkugeln, Staubsauger und Schrubbergehäuse, Spielsachen und Müllbehälter verwendet.
Das Verfahren ist vergleichsweise preiswerter und für die Polymerverarbeitung
leichter anwendbar als andere bekannte Mittel und wird zunehmend
verwendet.
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Zum
Rotationsformen eines Teils wird ein pulverisiertes Polymerharz
in das Innere einer Formschale eingebracht, die dann in der Regel
an zwei Achsen rotiert und erwärmt
wird, um das schmelzende Harz dazu zu bringen, an der Innenseite
der Form zu haften. Nach ausreichender Erwärmungszeit wird die Form zu
einer Kühlkammer
bewegt, und das geformte Teil wird nach dem Abkühlen entfernt, um einen weiteren
Formungszyklus zu beginnen. Eine detailliertere Erörterung
des Rotationsformens findet sich in Modern Plastics Encyclopedia
1990, Seiten 317 bis 318, und in Encyclopedia of Polymer Science
and Engineering, Seiten 659 bis 670 (J. Wiley & Sons, 1990).
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Rotationsformen
verwendet hauptsächlich
Polyolefinharze, wobei hauptsächlich
thermoplastische Polymere von Ethylen verwendet werden. Zu den Schlüsseleigenschaften
rotationsgeformter Teile gehören
das Aussehen und, insbesondere im Falle von Behältern, Beständigkeit gegen Durchstich oder
Reißen,
chemische Beständigkeit
und bei längeren
Gebrauchszeiten Beständigkeit
gegenüber
umweltbedingter Spannungsrissbildung. In Rotationsformungsanwendungen
werden Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) mit einer Dichte von etwa
0,900 bis etwa 0,925 g/cm3, lineares Polyethylen
niedriger Dichte (LLDPE) mit einer Dichte von etwa 0,926 bis etwa
0,940 g/cm3 und Polyethylen hoher Dichte
(HDPE) mit einer Dichte von etwa 0,940 bis etwa 0,960 g/cm3 verwendet. LLDPE wird aufgrund seiner hervorragenden
Schlagfestigkeit bei niedriger Temperatur und guter Beständigkeit
gegen umweltbedingte Spannungsrissbildung ("ESCR")
als bevorzugt bezeichnet.
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Es
sind Zusammensetzungen von Polyethylenharzen vorgeschlagen worden,
um physikalische Eigenschaften einschließlich Schlagfestigkeit, Beständigkeit
gegen umweltbedingte Spannungsrissbildung und chemische Beständigkeit
zu verbessern. U5-A-4 438 238 beschreibt Gemische zur Extrusionsverarbeitung,
für Spritzgießen und
Folien, wobei eine Kombination von zwei Ethylen-α-Olefin-Copolymeren mit unterschiedlichen
Dichten, Strukturviskositäten
und Anzahl der kurzkettigen Verzweigung auf 1000 Kohlenstoffatome
mit diesen physikalischen Eigenschaften ausgestattet ist. US-A-4
461 873 beschreibt Ethylenpolymergemische aus Ethylenpolymer mit
hohem Molekulargewicht, vorzugsweise einem Copolymer, und Ethylenpolymer
mit niedrigem Molekulargewicht, vorzugsweise einem Ethylenhomopolymer,
für verbesserte
Folieneigenschaften und Beständigkeit
gegen umweltbedingte Spannungsrissbildung, die zur Herstellung von
Folie oder in Blasformungstechniken, bei der Herstellung von Leitungen
und Drahtbeschichtungen brauchbar sind. EP-A-0 423 962 beschreibt
Ethylenpolymerzusammensetzungen, die besonders geeignet für Gasleitungen
sind, von denen gesagt wird, dass sie verbesserte Beständigkeit
gegenüber
umweltbedingter Spannungsrissbildung haben, die zwei oder mehr Sorten
von Ethylenpolymeren mit unterschiedlichen durchschnittlichen Molekulargewichten haben,
wobei mindestens eines von diesen ein Ethylenpolymer mit hohem Molekulargewicht
mit einer Strukturviskosität
von 4,5 bis 10,0 dl/g in Decalin bei 135°C und mit einer Dichte von 0,910
bis 0,930 g/cm3 ist und ein anderes ein
Ethylenpolymer mit niedrigem Molekulargewicht und einer Strukturviskosität von 0,5
bis 2,0 dl/g ist, wie für
das erste Polymer bestimmt, und mit einer Dichte von 0,938 bis 0,970
g/cm3.
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US-A-5
082 902 beschreibt Gemische von linearen Polyethylenen für Spritzgießen und
Rotationsformen, von denen gesagt wird, dass sie bei verbesserter
Schlagfestigkeit und ESCR verringerte Kristallisationszeiten haben.
Die Gemische enthalten (a) ein erstes Polymer mit einer Dichte von
0,85 bis 0,95 g/cm3 und einem MI von 1 bis
200 g/10 Min und (b) ein zweites Polymer mit einer Dichte von 0,015
bis 0,15 g/cm3 über der Dichte des ersten Polymers
und einem MI, der sich um nicht mehr als 50 % von dem MI des ersten
Polymers unterscheidet. US-A-5 306 775 beschreibt Polyethylengemische,
von denen gesagt wird, dass sie ausgewogene Eigenschaften zur Verarbeitung
nach irgendeinem der bekannten thermoplastischen Verfahren haben, wobei
verbesserte Beständigkeit
gegen umweltbedingte Spannungsrissbildung spezifisch eingeschlossen
ist. Diese Zusammensetzung weisen (a) Ethylenharze mit niedrigem
Molekulargewicht, die unter Verwendung von Katalysator auf Chromoxidbasis
hergestellt sind und eine Dichte von mindestens 0,955 g/cm3 und
einen Schmelzindex (MI) zwischen 25 und 400 g/10 Min haben, und
(b) Ethylencopolymerharze mit hohem Molekulargewicht mit einer Dichte
von nicht mehr als 0,955 g/cm3 und einem
Schmelzindex bei hoher Last (HLMI) zwischen 0,1 und 50 g/10 Min.
auf.
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US-A-5
382 631 beschreibt lineare Interpolymer-Polyethylen-Gemische mit
enger Molekulargewichtsverteilung (Mw/Mn 3) und/oder Zusammensetzungsverteilung
(CDBI) von weniger als 50 %, wobei die Gemische allgemein frei von
Fraktionen mit höherem
Molekulargewicht und niedrigeren durchschnittlichen Comonomergehalten
als andere Gemischkomponenten sind. Diesen Gemischen werden verbesserte
Eigenschaften für
Folien, Fasern, Beschichtungen und geformte Gegenstände zugesprochen.
In einem Beispiel ist eine erste Komponente ein Ethylen-Buten-Copolymer
mit einer Dichte von 0,9042 g/cm3, Mw/Mn von 2,3 und
einem MI von 4,0 dg/Min, und eine zweite Komponente ist ein HDPE
mit einer Dichte von 0,9552 g/cm3, Mw/Mn von 2,8 und
einem MI von 5,0 dg/Min. Es wird gesagt, dass das Gemisch verbesserte
Reißfestigkeitscharakteristika hat.
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US-A-6
362 270 beschreibt thermoplastische Zusammensetzungen, die als besonders
geeignet für Rotationsfor mungsanwendungen
bezeichnet werden, die (a) eine Hauptkomponente, die ein Ethyleninterpolymer
mit einer Dichte größer als
0,915 g/cm3 und vorzugsweise einem Schmelzindex
von etwa 2 bis 500 g/10 Min sein kann, und (b) ein Schlagfestigkeitsadditiv
aufweisen, das ein Ethyleninterpolymer mit einer Dichte kleiner
als 0,915 g/cm3 und einem Schmelzindex vorzugsweise
größer als
0,05 g/10 Min und kleiner als 100 g/10 Min sein kann. Diesen Zusammensetzungen
werden verbesserte physikalische Eigenschaften zugeschrieben, zu
denen verbesserte Schlagfestigkeit und gute ESCR gehören.
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JP-2001
089 615 offenbart eine Polyethylenzusammensetzung für eine verbesserte
ESCR aus Polyethylenkomponenten mit hoher und niedriger Dichte,
die einen Dichtebereich haben, der zwischen 0,93 und 0,974 g/cm3 beziehungsweise 0,88 bis 0,93 g/cm3 liegt.
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Es
gibt einen fortlaufenden Bedarf an Zusammensetzungen auf Polyethylenbasis
mit verbesserter Beständigkeit
gegenüber
umweltbedingter Spannungsrissbildung und Schlagfestigkeit, insbesondere
bei jenen, die für
Rotationsformungsanwendungen geeignet sind.
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4. Zusammenfassung
der Erfindung
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Erfindungsgemäß werden
Gemischzusammensetzungen auf Polyolefinbasis, die zum Rotationsformen
geeignet sind, rotationsgeformte Gegenstände und Verfahren zum Rotationsformen
von Gegenständen bereitgestellt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
liefert die Erfindung eine Polyethylenzusammensetzung, die ein erstes Polyethylen
mit einem Schmelzindex von 0,4 bis 3,0 g/10 Min und einer Dichte
von 0,910 bis 0,930 g/cm3 und ein zweites
Polyethylen mit einem Schmelzindex von 10 bis 30 g/10 Min und einer
Dichte von 0,945 bis 0,975 g/cm3 enthält, wobei
die Zusammensetzung eine Dichte von 0,930 bis 0,955 g/cm3 und einen Schmelzindex von 1,5 bis 12 g/10
Min hat, und wobei sich das erste und das zweite Polyethylen in
der Dichte um 0,030 bis 0,048 g/cm3 unterscheiden.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung eine Polyethylenzusammensetzung, die ein erstes
Metallocen-katalysiertes Polyethylen mit einem Schmelzindex von
0,4 bis 3,0 g/10 Min und einer Dichte von 0,910 bis 0,930 g/cm3 und ein zweites Metallocen-katalysiertes
Polyethylen mit einem Schmelzindex von 10 bis 30 g/10 Min und einer
Dichte von 0,945 bis 0,975 g/cm3 enthält, wobei
die Zusammensetzung eine Dichte von 0,930 bis 0,955 g/cm3 und einen Schmelzindex von 1,5 bis 12 g/10
Min hat, und wobei sich das erste und das zweite Polyethylen in
der Dichte um 0,030 bis 0,048 g/cm3 unterscheiden.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung einen rotationsgeformten Gegenstand, der aus
einer Polyethylenzusammensetzung geformt worden ist oder eine solche
enthält,
wobei die Polyethylenzusammensetzung ein erstes Polyethylen mit
einem Schmelzindex von 0,4 bis 3,0 g/10 Min und einer Dichte von
0,910 bis 0,930 g/cm3 und ein zweites Polyethylen
mit einem Schmelzindex von 10 bis 30 g/10 Min und einer Dichte von
0,945 bis 0,975 g/cm3 enthält, wobei
die Zusammensetzung eine Dichte von 0,930 bis 0,955 g/cm3 und einen Schmelzindex von 1,5 bis 12 g/10
Min hat, und wobei sich das erste und das zweite Polyethylen in
der Dichte um 0,030 bis 0,048 g/cm3 unterscheiden.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung einen rotationsgeformten Gegenstand, der aus
einer Polyethylenzusammensetzung geformt worden ist oder eine solche
enthält,
wobei die Polyethylenzusammensetzung ein erstes Metallocen-katalysiertes
Polyethylen mit einem Schmelzindex von 0,4 bis 3,0 g/10 Min und
einer Dichte von 0,910 bis 0,930 g/cm3 und
ein zweites Metallocen-katalysiertes Polyethylen mit einem Schmelzindex
von 10 bis 30 g/10 Min und einer Dichte von 0,945 bis 0,975 g/cm3 enthält,
wobei die Zusammensetzung eine Dichte von 0,930 bis 0,955 g/cm3 und einen Schmelzindex von 1,5 bis 12 g/10
Min hat, und wobei sich das erste und das zweite Polyethylen in
der Dichte um 0,030 bis 0,048 g/cm3 unterscheiden.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung ein Verfahren zur Bildung eines rotationsgeformten
Gegenstands, wobei das Verfahren durchgeführt wird, indem (a) eine Polyethylenzusammensetzung
bereitgestellt wird, wobei die Polyethylenzusammensetzung ein erstes
Polyethylen mit einem Schmelzindex von 0,4 bis 3,0 g/10 Min und
einer Dichte von 0,910 bis 0,930 g/cm3 und
ein zweites Polyethylen mit einem Schmelzindex von 10 bis 30 g/10
Min und einer Dichte von 0,945 bis 0,975 g/cm3 enthält, wobei
die Zusammensetzung eine Dichte von 0,930 bis 0,955 g/cm3 und einen Schmelzindex von 1,5 bis 12 g/10
Min hat, und wobei sich das erste und das zweite Polyethylen in
der Dichte um 0,030 bis 0,048 g/cm3 unterscheiden, und
(b) die Zusammensetzung rotationsgeformt wird, um einen rotationsgeformten
Gegenstand zu bilden.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung ein Verfahren zur Bildung eines rotationsgeformten
Gegenstands, wobei das Verfahren durchgeführt wird, indem (a) eine Polyethylenzusammensetzung
bereitgestellt wird, wobei die Polyethylenzusammensetzung ein erstes
Metallocen-katalysiertes Polyethylen mit einem Schmelzindex von
0,4 bis 3,0 g/10 Min und einer Dichte von 0,910 bis 0,930 g/cm3 und ein zweites Metallocen-katalysiertes
Polyethylen mit einem Schmelzindex von 10 bis 30 g/10 Min und einer
Dichte von 0,945 bis 0,975 g/cm3 enthält, wobei
die Zusammensetzung eine Dichte von 0,930 bis 0,955 g/cm3 und einen Schmelzindex von 1,5 bis 12 g/10
Min hat, und wobei sich das erste und das zweite Polyethylen in
der Dichte um 0,030 bis 0,048 g/cm3 unterscheiden,
und (b) die Zusammensetzung rotationsgeformt wird, um einen rotationsgeformten
Gegenstand zu bilden.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung eine Polyethylenzusammensetzung, einen rotationsgeformten
Gegenstand oder ein Verfahren zum Bilden eines rotationsgeformten
Gegenstands gemäß irgendeiner
der vorhergehenden Ausführungsformen,
außer
dass jedes der ersten und zweiten Polyethylene ein Mw/Mn-Verhältnis
von 1,4 bis 4,0 hat.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung eine Polyethylenzusammensetzung, einen rotationsgeformten
Gegenstand oder ein Verfahren zum Bilden eines rotationsgeformten
Gegenstands gemäß irgendeiner
der vorhergehenden Ausführungsformen,
außer
dass jedes der ersten und zweiten Polyethylene ein Mw/Mn-Verhältnis
von 1,8 bis 3,5 hat.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung eine Polyethylenzusammensetzung, einen rotationsgeformten
Gegenstand oder ein Verfahren zum Bilden eines rotationsgeformten
Gegenstands gemäß irgendeiner
der vorhergehenden Ausführungsformen,
außer
dass das erste Polyethylen eine Dichte von 0,911 bis 0,926 g/cm3 hat.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung eine Polyethylenzusammensetzung, einen rotationsgeformten
Gegenstand oder ein Verfahren zum Bilden eines rotationsgeformten
Gegenstands gemäß irgendeiner
der vorhergehenden Ausführungsformen,
außer
dass das zweite Polyethylen eine Dichte von 0,950 bis 0,970 g/cm3 hat.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung eine Polyethylenzusammensetzung, einen rotationsgeformten
Gegenstand oder ein Verfahren zum Bilden eines rotationsgeformten
Gegenstands gemäß irgendeiner
der vorhergehenden Ausführungsformen,
außer
dass das zweite Polyethylen eine Dichte von 0,955 bis 0,965 g/cm3 hat.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung eine Polyethylenzusammensetzung, einen rotationsgeformten
Gegenstand oder ein Verfahren zum Bilden eines rotationsgeformten
Gegenstands gemäß irgendeiner
der vorhergehenden Ausführungsformen,
außer
dass die Zusammensetzung eine Dichte von 0,932 bis 0,950 g/cm3 hat.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung eine Polyethylenzusammensetzung, einen rotationsgeformten
Gegenstand oder ein Verfahren zum Bilden eines rotationsgeformten
Gegenstands gemäß irgendeiner
der vorhergehenden Ausführungsformen,
außer
dass die Zusammensetzung eine Dichte von 0,935 bis 0,945 g/cm3 hat.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung eine Polyethylenzusammensetzung, einen rotationsgeformten
Gegenstand oder ein Verfahren zum Bilden eines rotationsgeformten
Gegenstands gemäß irgendeiner
der vorhergehenden Ausführungsformen,
außer
dass sich das erste und das zweite Polyethylen in der Dichte um
0,032 bis 0,045 g/cm3 unterscheiden.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung eine Polyethylenzusammensetzung, einen rotationsgeformten
Gegenstand oder ein Verfahren zum Bilden eines rotationsgeformten
Gegenstands gemäß irgendeiner
der vorhergehenden Ausführungsformen,
außer
dass sich das erste und das zweite Polyethylen in der Dichte um
0,035 bis 0,042 g/cm3 unterscheiden.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung eine Polyethylenzusammensetzung, einen rotationsgeformten
Gegenstand oder ein Verfahren zum Bilden eines rotati onsgeformten
Gegenstands gemäß irgendeiner
der vorhergehenden Ausführungsformen,
außer
dass die Zusammensetzung einen Schmelzindex I2,16 von
2 bis 10 g/10 Min hat.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung eine Polyethylenzusammensetzung, einen rotationsgeformten
Gegenstand oder ein Verfahren zum Bilden eines rotationsgeformten
Gegenstands gemäß irgendeiner
der vorhergehenden Ausführungsformen,
wobei das Gemisch 80 bis 20 Gew.-% des ersten Polyethylens und 20
bis 80 Gew.-% des zweiten Polyethylens enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht
des ersten und des zweiten Polyethylens.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung eine Polyethylenzusammensetzung, einen rotationsgeformten
Gegenstand oder ein Verfahren zum Bilden eines rotationsgeformten
Gegenstands gemäß irgendeiner
der vorhergehenden Ausführungsformen,
wobei das Gemisch 65 bis 35 Gew.-% des ersten Polyethylens und 35
bis 65 Gew.-% des zweiten Polyethylens enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht
des ersten und des zweiten Polyethylens.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung eine Polyethylenzusammensetzung, einen rotationsgeformten
Gegenstand oder ein Verfahren zum Bilden eines rotationsgeformten
Gegenstands gemäß irgendeiner
der vorhergehenden Ausführungsformen,
wobei das Gemisch 55 bis 45 Gew.-% des ersten Polyethylens und 45
bis 55 Gew.-% des zweiten Polyethylens enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht
des ersten und des zweiten Polyethylens.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung eine Polyethylenzusammensetzung, einen rotationsgeformten
Gegenstand oder ein Verfahren zum Bilden eines rotationsgeformten
Gegenstands gemäß irgendeiner
der vorhergehenden Ausführungsformen,
wobei die Zusammensetzung einen ESCR-Wert von mindestens 250 Stunden
hat.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung eine Polyethylenzusammensetzung, einen rotationsgeformten
Gegenstand oder ein Verfahren zum Bilden eines rotationsgeformten
Gegenstands gemäß irgendeiner
der vorhergehenden Ausführungsformen,
wobei die Zusammensetzung einen ESCR-Wert. von mindestens 500 Stunden
hat.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung eine Polyethylenzusammensetzung, einen rotationsgeformten
Gegenstand oder ein Verfahren zum Bilden eines rotationsgeformten
Gegenstands gemäß irgendeiner
der vorhergehenden Ausführungsformen,
wobei die Zusammensetzung einen ESCR-Wert von mindestens 750 Stunden
hat.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung eine Polyethylenzusammensetzung, einen rotationsgeformten
Gegenstand oder ein Verfahren zum Bilden eines rotationsgeformten
Gegenstands gemäß irgendeiner
der vorhergehenden Ausführungsformen,
wobei die Zusammensetzung einen ESCR-Wert von mindestens 1000 Stunden
hat.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung eine Polyethylenzusammensetzung, einen rotationsgeformten
Gegenstand oder ein Verfahren zum Bilden eines rotationsgeformten
Gegenstands gemäß irgendeiner
der vorhergehenden Ausführungsformen,
wobei die Zusammensetzung eine Izod-Schlagfestigkeit von mindestens
120 kJ/m bei einer 3,17 mm Probe bei –40°C hat.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung eine Polyethylenzusammensetzung, einen rotationsgeformten
Gegenstand oder ein Verfahren zum Bilden eines rotationsgeformten
Gegenstands gemäß irgendeiner
der vorhergehenden Ausführungsformen,
wobei mindestens eines von dem ersten und zweiten Polyethylen ein
Gemisch von zwei oder mehr Polyethylenharzen ist.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
liefert die Erfindung eine Polyethylenzusammensetzung, einen rotationsgeformten
Gegenstand oder ein Verfahren zum Bilden eines rotationsgeformten
Gegenstands gemäß irgendeiner
der vorhergehenden Ausführungsformen
außer
der unmittelbar vorangehenden Ausführungsform, wobei die Zusammensetzung
nur das erste und zweite Polyethylen enthält, außer dass auch geringe Mengen
an konventionellen Additiven vorhanden sein können.
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5. Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Differentialscanningkalorimetrie(DSC)-Kurve der Polymerschmelztemperatur
von zwei Gemischzusammensetzungen. Die durchgezogene Linie steht
für ein
erfindungsgemäßes Gemisch
(3a-b in Tabelle 1), und die durchbrochene Linie steht für ein Vergleichsgemisch
(5a-b in Tabelle 1).
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6. Detaillierte
Beschreibung
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Wie
bereits gesagt haben sich frühere
Arbeiten oft auf Folien- und Blasformungsanwendungen konzentriert.
Frühere
Untersuchungen betrafen daher oft die Folienklarheit, Durchstichfestigkeit
und Verarbeitungscharakteristika bei der Folienverarbeitung, wie
Extrusions- und Blasfolienverfahren. Die ESCR-Verbesserung wurde
auch oft durch die Verwendung gemischter Polyethylene für derartige
Anwendungen angesprochen, insbesondere in Blasformungsanwendungen.
Der Stand der Technik lieferte jedoch keine Polyethylengemischzusammensetzungen
für die
spezialisierte Technik und die speziellen Produktanforderungen des
Rotationsformens. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zeigen überraschenderweise
und vorteilhaft verbes serte ESCR und deutlich verbesserte IZOD-Schlagfestigkeitseigenschaften,
wodurch der Gesamtwert der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen erhöht wird.
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Durch
Herstellen mehrerer Proben der vorgeschlagenen Gemischpolyethylenkomponenten
und anschließendes
analytisches Testen der daraus hergestellten Gemische wurde bestimmt,
dass Peak-Werte der ESCR erhalten werden, wenn der Unterschied bei
Dichte und Schmelzindex (I2,16) der Gemischkomponenten innerhalb
spezieller Bereiche wie hier beschrieben liegt. Bei geringeren Dichtedifferenzen
der beiden Komponenten war die ESCR gegenüber Einzelkomponentenzusammensetzungen
verbessert, lag jedoch deutlich unter denjenigen innerhalb des Bereichs
der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen.
Das Erhöhen
der Breite des Dichtebereichs zwischen den Komponenten innerhalb
des erfindungsgemäßen Bereichs
erhöhte
die ESCR-Verbesserung, bis ein Peak erreicht war, an dem sich die
ESCR nicht länger
verbesserte und begann, kleiner zu werden. Die Untersuchung der
Schmelzpeaks der Probengemische mit einem Differentialscanningkalorimeter
(DSC) trägt
dazu bei, den Bereich zu illustrieren, in dem sich keine weiteren
ESCR-Verbesserungen realisieren lassen, indem der Dichteunterschied
zwischen den beiden Komponenten erhöht wird. Dies ist durch den
Punkt gezeigt, an dem durch weiteres Erhöhen der Breite des Dichtebereichs
die beiden Komponenten nicht länger
vollständig
cokristallisieren, wie durch die Anwesenheit eines niedrigeren Sekundärschmelzpeaks
in der DSC-Kurve gezeigt wird. Wenn der Dichtebereich breiter als
oben beschrieben war, zeigten sich Zeichen des Verlustes der Cokristallisierbarkeit,
da in den Kurven ein zweiter Schmelzpeak oder eine Schulter zu erscheinen
begann. Die Gemische, die selbst geringe Anzeichen einer zweiten
Schulter zeigten, hatten geringere ESCR-Verbesserungen. Siehe 1 und
Tabelle 1.
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Das
erste Polyethylen der erfindungsgemäßen Polymergemische ist lineares
Polyethylencopolymer mit niedriger Dichte, das von der Koordinationspolymerisation
von vorwiegend Ethylen mit einer geringen Menge von einem oder mehreren
copolymerisierbaren Monomeren abgeleitet ist. Besonders verbesserte
Endprodukteigenschaften werden mit solchen Copolymeren mit einer
engen Molekulargewichtsverteilung ( Mw/Mn oder "MWD") erhalten, z. B.
einer Mw/Mn von
einer unteren Grenze von 1,4 oder 1,8 oder 2,0 bis zu einer oberen
Grenze von 4,0 oder 3,5 oder 3,0, wobei Bereiche von jeglicher unteren
Grenze bis zu jeglicher oberen Grenze in Frage kommen. Zu geeigneten
Comonomeren gehören
C3-C20-α-Olefine,
vorzugsweise C3-C8,
cyclische C5-C20-Olefine, vorzugsweise
cyclische C7-C12-Olefine,
vinylaromatische C7-C20-Monomere,
vorzugsweise Styrol, und geminal disubstituierte C4-C20-Olefine, vorzugsweise Isobutylen. Zu den
am meisten bevorzugten Comonomeren gehören Propylen, 1-Buten, 1-Hexen, 4-Methyl-1-penten
und 1-Octen. Die Dichte des Copolymers wird überwiegend durch den Comonomergehalt
bestimmt und liegt typischerweise im Bereich von 0,910 oder 0,911
g/cm3 bis 0,930 oder 0,926 g/cm3,
wobei Bereiche von jeglicher unteren Grenze bis zu jeglicher oberen
Grenze in Frage kommen. Es kann eine gewisse Menge an langkettiger
Verzweigung vorhanden sein, die Dichteeinschränkungen basieren jedoch größtenteils
auf der Anwesenheit von Comonomer. Diese Ethylencopolymere haben
ein höheres
Molekulargewicht als das zweite Polyethylen der Gemische, wie durch einen
Schmelzindex I2,16, gemessen gemäß ASTM D1238,
Bedingung 190°C,
2,16 kg (früher
Bedingung "E") von etwa 0,4 bis
etwa 3,0 g/10 Min gezeigt wird. Dieser Molekulargewichtsbereich
entspricht ungefähr
einer Strukturviskosität
(in Decalin bei 135°C)
von etwa 1,2 bis etwa 1,7 dl/g.
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Das
zweite Polyethylen der erfindungsgemäßen Polymergemische ist Polyethylen
mit hoher Dichte mit ähnlichem Mw/Mn wie das erste
Polyethylen, d. h. Mw/Mn von
einer unteren Grenze von 1,4 oder 1,8 oder 2,0 bis zu einer oberen
Grenze von 4,0 oder 3,5 oder 3,0, wobei Bereiche von jeder unteren
Grenze bis zu jeder oberen Grenze in Frage kommen, jedoch mit niedrigerem
Molekulargewicht. Es ist von Ethylen und gegebenenfalls geringeren
Mengen von jeglichen der Comonomere abgeleitet, die oben für das erste
Polyethylen aufgeführt
sind. Die Dichte kann von einer unteren Grenze von 0,945 oder 0,950
oder 0,955 g/cm3 bis zu einer oberen Grenze
von 0,975 oder 0,970 oder 0,965 g/cm3 liegen,
wobei Bereiche von jeder unteren Grenze bis zu jeder oberen Grenze
in Frage kommen. Das niedrigere Molekulargewicht wird durch einen
Schmelzindex I2,16, gemessen gemäß ASTM D1238,
Bedingung 190°C,
2,16 kg, von 10 bis 150 g/10 Min gezeigt. Dieser Molekulargewichtsbereich
entspricht ungefähr
einer Strukturviskosität
(in Decalin bei 135°C)
von etwa 0,9 bis etwa 1,2 dl/g. Der Schmelzindex I2,16 des
zweiten Polyethylens kann im Bereich von einer unteren Grenze von 10
oder 12 oder 14 g/10 Min bis zu einer oberen Grenze von 150 oder
100 oder 50 oder 30 g/10 Min liegen, wobei Bereiche von jeder unteren
Grenze bis zu jeder oberen Grenze in Frage kommen.
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Industrielle
Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyethylenkomponenten
sind in der Technik wohl bekannt, wie durch die oben zitierten Druckschriften
beispielhaft gezeigt wird. Es ist jegliches derartige Verfahren
geeignet, das erfindungsgemäße Polyethylenpolymerkomponenten
produzieren kann. Zu diesen Verfahren gehören Gasphasen-, Flüssigphasen-
(oder Lösungs-)
und Aufschlämmungsphasenpolymerisationsverfahren
entweder allein oder in Kombination. Es wird auf Reihen oder serielle
Produktion in einem Einzelreaktor oder in mehr als einem Reaktor
verwiesen. Auch Reaktorgemische sind geeignet, wie durch Verwendung
gemischter Katalysatoren oder gemischter Polymerisationsbedingungen
in einem Einzelreaktor. Gasphasenverfahren sind in Anbetracht der
wirtschaftlichen Vorteile besonders geeignet. Diese Verfahren verwenden
Trägerkatalysatoren
und werden in Polymerisationsreaktoren unter Gasphasenbedingungen
durchgeführt,
die für
lineare Ethylencopolymere niedriger Dichte geeignet sind, die durch
Koordinationspolymerisation hergestellt werden. Veranschaulichende
Beispiele finden sich in US-A-4 543 399, US-A-4 588 790, US-A-5 028 670, US-A-5
352 749, US-A-5 382 638, US-A-5 405 922, US-A-5 422 999, US-A-5 436 304, US-A-5
453 471, US-A-5 462 999 und US-A-5 463 999 und den Internationalen
Anmeldungen WO-A-94/28032, WO-A-95/07942
und WO-A-96/00245. Diese Verfahren verwenden entweder traditionelle
Ziegler-Natta-Katalysatoren oder spätere organometallische Katalysatoren,
die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie infolge der Anordnung
von Hilfsliganden an dem oder um das Metallzentrum herum im Wesentlichen
Einzelpolymerisationsstellen haben. Metallocenkatalysatoren sind
repräsentative "Single Site-Katalysatoren" und sind erfindungsgemäß wegen
ihrer Fähigkeit,
Polyolefine mit enger Molekulargewichtsverteilung zu produzieren,
bevorzugt. Die Verfahren werden in der Regel bei Temperaturen von
etwa –100°C bis 150°C, typischer
etwa 40°C bis
120°C, bei
Drücken
bis zu etwa 7000 kPa, typischerweise etwa 690 kPa bis 2415 kPa durchgeführt. Kontinuierliche
Verfahren, die Wirbelbetten und Rückführungsströme als Verwirbelungsmedium
verwenden, sind bevorzugt.
-
Aufschlämmungspolymerisationsverfahren
sind für
beide Komponenten geeignet und für
die erfindungsgemäßen Komponenten
mit hoher Dichte besonders bevorzugt. Diese Verfahren werden in
der Regel als jene beschrieben, bei denen das Polymerisationsmedium
flüssiges
Monomer, wie Propylen, oder Kohlenwasserstofflösungsmittel oder -verdünnungsmittel
sein kann, vorteilhaft aliphatisches Paraffin wie Propan, Isobutan,
Hexan, Heptan, Cyclohexan, usw. oder ein aromatisches wie Toluol.
Zu Aufschlämmungsfeststoffen
gehören
in der Regel das sich bildende Polymer und auf inertem Trägermaterial
geträgerte
Katalysatoren. Katalysatoren sind in der Regel Ziegler-Natta und/oder ein
oder mehrere Single-Site-Katalysatoren, wie Metallocene. Die Polymerisationstemperaturen
können
jene sein, die als niedrig angesehen werden, z. B. weniger als 50°C, typischerweise
0°C bis
30°C, oder
können
in einem höheren
Bereich liegen, wie bis zu etwa 150°C, in der Regel 50°C bis zu
etwa 80°C,
oder in beliebigen Bereichen zwischen den angegebenen Endpunkten.
Die Drücke
können
von etwa 100 bis etwa 700 psia (0,76 bis 4,8 MPa) variieren. Eine
weitere Beschreibung findet sich in US-A-4 182 810, US-A-5 274 056,
US-A-6 319 997, US-A-6 420 497, WO-A-94/21962 und WO-A-99/32531.
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Die
erfindungsgemäße Polyethylengemischzusammensetzung
kann das erste Polyethylen in einer Menge von einer unteren Grenze
von 20 oder 35 oder 45 Gew.-% bis zu einer oberen Grenze von 80
oder 65 oder 55 Gew.-% enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht
des ersten und zweiten Polyethylens, wobei Bereiche von jeder unteren
Grenze bis zu jeder oberen Grenze in Frage kommen. In ähnlicher
Weise kann die erfindungsgemäße Polyethylengemischzusammensetzung
das zweite Polyethylen in einer Menge von einer unteren Grenze von
20 oder 35 oder 45 Gew.-% bis zu einer oberen Grenze von 80 oder
65 oder 55 Gew.-% enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht des ersten
und zweiten Polyethylens, wobei Bereiche von jeder unteren Grenze
bis zu jeder oberen Grenze in Frage kommen.
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Außerdem kann
eines oder beide von dem ersten Polyethylen und dem zweiten Polyethylen
ein Untergemisch aus zwei oder mehr Polyethylenen sein, solange
das Untergemisch die hier beschriebenen Eigenschaften hat.
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Obwohl
sich die Beschreibung hier auf erste und zweite Polyethylene konzentriert,
kann die Polyethylengemischzusammensetzung in einigen Ausführungsformen
ferner weitere Polymerkomponenten enthalten, einschließlich weiterer
Polyethylene, vorausgesetzt, dass die Gesamtgemischzusammensetzung
die genannten Eigenschaften hat.
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Die
hier für
erste und zweite Polyethylenkomponenten genannten Gewichtsprozentsätze beziehen sich
auf das Gesamtgewicht (100 %) der ersten und zweiten Polyethylenkomponenten.
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Das
Gemisch kann eine Dichte von einer unteren Grenze von 0,930 oder
0,932 oder 0,935 g/cm3 bis zu einer oberen
Grenze von 0,955 oder 0,950 oder 0,945 haben, wobei Bereiche von
jeder unteren Grenze bis zu jeder oberen Grenze in Frage kommen.
-
Das
Gemisch kann einen Dichteunterschied der ersten und zweiten Polyethylene
von einer unteren Grenze von 0,030 oder 0,032 oder 0,035 g/cm3 bis zu einer oberen Grenze von 0,048 oder
0,045 oder 0,042 haben, wobei Bereiche von jeder unteren Grenze
bis zu jeder oberen Grenze in Frage kommen.
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Der
Schmelzindex des Gemisches kann von einer unteren Grenze von 1,5
oder 2,0 g/Min bis zu einer oberen Grenze von 12 oder 10 oder 8
g/10 Min liegen.
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Erfindungsgemäße Polyethylengemischzusammensetzungen
zeigen ESCR-Werte von mehr als 250 oder mehr als 500 oder mehr als
750 oder mehr als 1000 h.
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Erfindungsgemäße Polyethylengemischzusammensetzungen
zeigen Kerb-IZOD-Schlagfestigkeitswerte (–40°C, 3,17 mm dicke Probe) von
mehr als 120 kJ/m.
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Additive
können
nach Bedarf verwendet werden. Zu typischen Additiven gehören ein
oder mehrere von Antioxidanti en, Antistatikmitteln, UV-Stabilisatoren,
Schäumungsmittel,
Verarbeitungshilfsmittel, Kristallkeimbildner, Nanokomposits, Faserverstärkungsmittel
und Pigmente. Zu beispielhaften Pigmenten oder Färbungsmitteln gehören Titandioxid,
Ruß, Kobalt-Aluminium-Oxide,
wie Kobaltblau, und Chromoxide wie Chromoxidgrün. Pigmente wie Ultramarinblau,
das ein Silikat ist, Phthalocyaninblau und Eisenoxidrot sind auch
geeignet. Sie werden typischerweise in einer Menge von 0 Gew.-%
bis nicht mehr als etwa 15 Gew.-% verwendet, bezogen auf das Gesamtgewicht
der ersten und. zweiten Polyethylenkomponenten.
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Erfindungsgemäß wird ein
Harzgemisch auf Polyolefinbasis wie zuvor beschrieben rotationsgeformt. Hierfür können die
Harze mit oder ohne Additive extrusionsgemischt, pelletiert und
zu Pulver gemahlen werden, typischerweise 35 US-mesh (500 μm), was bedeutet, dass die durchschnittliche
Teilchengröße in der
Regel 60 US-mesh (250 μm)
ist. Eine geeignete Extrusionsmischtemperatur ist typischerweise
etwa 190 bis 210°C.
Danach wird das Pulver in das Innere einer Hohlform gegeben, die
typischerweise an zwei Achsen gedreht wird, und im Inneren eines
Ofens erwärmt.
Das Pulver wird für
eine ausreichende Zeit und auf eine Temperatur erwärmt, die
angemessen ist, um die thermoplastischen Bestandteile des Pulvergemisches
während des
Rotationsformens zu mischen. Die verwendete Zeitdauer und die verwendete
Temperatur hängen
von Faktoren einschließlich
der Dicke des rotationsgeformten Teils und der Wärmeempfindlichkeit der Bestandteile ab,
und ein Fachmann kann leicht geeignete Verarbeitungsbedingungen
bestimmen. In Anwendung auf die erfindungsgemäßen Polyethylenharzgemische
liefern eine Teildicke von etwa 1/8'' (0,3175
cm), ein Ofentemperatureinstellungsbereich von etwa 550°F bis 650°F (287,8
bis 343,3°C)
für etwa
10 bis 20 Minuten typischerweise ausreichende Schmelzbedingungen.
-
7. Beispiele
-
Kerb-IZOD-Tests
wurden gemäß ASTM D-256,
Verfahren A, durchgeführt.
-
Mz, Mw und Mn können
mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) gemessen werden, die
auch als Größenausschlusschromatographie
(SEC) bekannt ist. Diese Technik verwendet ein Instrument, das mit
porösen
Perlen gepackte Säulen,
ein Eluierungslösungsmittel
und einen Detektor enthält,
um Polymermoleküle
unterschiedlicher Größen zu trennen.
In einer typischen Messung ist das verwendete GPC-Instrument ein
Waters Chromatograph, der bei Ultrastyrogelsäulen ausgestattet ist, die
mit 145°C
betrieben werden. Das verwendete Eluierungslösungsmittel ist Trichlorbenzol.
Die Säulen
werden mit sechzehn Polystyrolstandards mit genau bekannten Molekulargewichten
kalibriert. Eine Korrelation der Polystyrolretentionsvolumina, die
aus den Standards erhalten wurden, zu dem Retentionsvolumen des
getesteten Polymers ergibt das Molekulargewicht des Polymers.
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Die
durchschnittlichen Molekulargewichte M können aus dem folgenden Ausdruck
berechnet werden:
wobei N
i die
Anzahl der Moleküle
mit einem Molekulargewicht M
i ist. Wenn
n = 0 ist, ist M das durchschnittliche Molekulargewicht (Zahlenmittel)
M
n. Wenn n = 1 ist, ist M das durchschnittliche
Molekulargewicht (Gewichtsmittel) M
w. Wenn
n = 2 ist, ist M das durchschnittliche Molekulargewicht (Z-Mittel)
M
z. Die gewünschte MWD-Funktion (z. B.
M
w/M
n oder M
z/M
w) ist das Verhältnis der
entsprechenden M-Werte. Die Messung von M und MWD ist in der Technik
wohl bekannt und detaillierter in beispielsweise P. E. Slade (Herausgeber),
Polymer Molecular Weights Part II, Marcel Dekker, Inc., NY, USA
(1975), 287–368;
F. Rodriguez, Principles of Polymer Systems, 3. Auflage, Hemisphere
Pub. Corp., NY, USA (1989), 155–160;
US-A-4 540 753 Verstrate et al., Macromolecules, Band 21 (1988),
3360, und dort zitierten Druckschriften erörtert.
-
Die
Beständigkeit
gegen umweltbedingte Spannungsrissbildung (ESCR) (gebogener Streifen)
wird gemäß ASTM D
1693, Bedingung B, 10 % IGEPALTM bestimmt.
IGEPALTM ist ein Nonylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanol-Tensid,
erhältlich
von Rhone Poulenc, Cranbury, NY, USA. Alle hier angegebenen ESCR-Werte sind ASTM D
1693, Bedingung B, 10 % IGEPALTM F50 Werte,
und sie sind in der Einheit Stunden angegeben.
-
Polymerdichte
(g/cm3) wird gemäß ASTM D1505-68 und ASTM D1928,
Verfahren C, mit einer formgepressten Probe bestimmt, die mit 15°C pro Stunde
abgekühlt
und 40 Stunden bei Raumtemperatur konditioniert worden ist.
-
Polymerschmelzfließgeschwindigkeiten
können
bei 190°C
gemäß ASTM D-1238
bestimmt werden. I21,6 ist der "Fließindex" oder die Schmelzfließgeschwindigkeit
des Polymers, gemessen gemäß ASTM D-1238, Bedingung
190°C, 21,6
kg, und I2,16 ist der "Schmelzindex" oder die Schmelzfließgeschwindigkeit
des Polymers, gemessen gemäß ASTM D-1238,
Bedingung 190°C,
2,16 kg. Das Verhältnis
von I21,6 zu I2,16 ist
das "Schmelzfließverhältnis" oder die "MFR". Die Schmelzfließgeschwindigkeit
I21,6 wird mitunter auch als "Schmelzindex unter
hoher Last" oder
HLMI bezeichnet. Schmelzfließgeschwindigkeiten
werden in der Einheit Gramm pro 10 Minuten (g/10 Min) oder äquivalent
Dezigramm pro Minute (dg/Min) angegeben.
-
Beispiele 1–3, Vergleichsbeispiele
1–5
-
Die
in Tabelle 1 gezeigten Beispiele wurden allgemein gemäß den Beispielen
in US-A-5 382 631 hergestellt, wenn nicht anders angegeben. Ein
Zirconocen, aktiviert mit Alumoxan, auf einem Siliciumdioxidträger, 12
Gew.-% Methylalumoxan und 3,5 Gew.-% Zirconium, wurde als Polymerisationskatalysator
in einem Gasphasenreaktor verwendet, der bei etwa 185°F (85°C) mit einer
Gasphase, die aus 70 Vol.% Ethylen, 0,5 bis 2,0 Vol.% Hexen, 200
bis 800 ppm Wasserstoff und Stickstoff als restlichem Bestandteil
enthielt, betrieben wurde. In jedem Polymerisationsdurchlauf wurden
etwa 50 bis 75 lb (22,6 bis 33,9 kg) pro Stunde produziert.
-
Tabelle
1 illustriert die Erfindung in den Beispielen 1a-b bis 3a-3b, wobei
die Vergleichsbeispiele mit Vergl. 1 bis Vergl. 5a-b bezeichnet
sind. Jede "a"-Reihe illustriert
eine erste Polyethylenkomponente, und jede "b"-Reihe
illustriert eine zweite Polyethylenkomponente. Die Spalte "Δ Dichte" liefert die Dichtedifferenz der beiden
Komponenten für
jedes illustrierte Gemisch. Vergl. 1 illustriert eine. Vergleichs-Einzelpolyethylenkomponente
in dem Dichte- und Schmelzindexbereich, der für Rotationsformungszusammensetzungen
typisch ist. Vergl. 2 illustriert ein Vergleichsgemisch, bei dem
die Schmelzindizes der beiden Komponenten ungefähr gleich sind und die Dichten
so sind, dass der Unterschied kleiner als 0,030 g/cm
3 ist,
wobei der Mittelwert jedoch der gleiche wie bei Vergl. 1 ist. Vergl.
3 illustriert ein Vergleichsgemisch, wobei das erste Polyethylen
mit hohem Molekulargewicht und das zweite Polyethylen mit niedrigem
Molekulargewicht jeweils die gleiche Dichte wie Vergl. 1 haben.
Vergl. 4 illustriert ein Vergleichsgemisch, dessen Dichten gleich
sind, wobei das Molekulargewicht der Fraktion mit hohem Molekulargewicht
und der Gemischzusammensetzung jedoch erhöht worden sind. Vergl. 5 illustriert
ein Vergleichsgemisch, wobei die erste Polyethylenkomponente mit
hohem Molekulargewicht eine Dichte unter 0,910 g/cm
3 hat.
Wie leicht zu sehen ist, haben die erfindungsgemäßen Beispiele jeweils eine
hervorragende ESCR, und die Vergleichsbeispiele jeweils nicht. Tabelle
1
- * handelsübliches Plastomer auf Ethylen-Hexen-Basis
(ExactTM 3132, ExxonMobil Chemical)
-
Wie
ferner in 1 illustriert ist, zeigt Vergleichsbeispiel
5a-b (gestrichelte Linie) doppelte Schmelztemperaturen gemäß DSC bei
95,9°C und
127,7°C.
Das erfindungsgemäße Beispiel
3a-b (durchgezogene Linie) zeigt eine Einzelschmelztemperatur bei
128,4°C.
Beide dieser verglichenen Beispiele haben die gleiche Dichte, was
im Wesentlichen gleichen durchschnittlichen Comonomergehalt zeigt,
dennoch wird die Cokristallisation effektiv nur bei dem erfindungsgemäßen Gemisch
erreicht.
-
Beispiele 4–5, Vergleichsbeispiel
6
-
Die
Beispiele 4 und 5 von Tabelle 2 wurden durch Schmelzmischen von
zwei ausgewählten
Komponenten erfindungsgemäß hergestellt.
Das verwendete erste Polyethylen mit hohem Molekulargewicht war
ein kommerzielles Copolymer auf Ethylen-Hexen-Copolymerbasis von Folienqualität (ExceedTM 1023CA, ExxonMobil Chemical Company),
und das zweite Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht wurde
in einem handelsüblichen
Aufschlämmungs-Schleifenreaktor
von ExxonMobil Chemical hergestellt, indem ein Zirconocen auf Siliciumdioxidträger-Polymerisationskatalysator,
aktiviert mit Methylalumoxan, unter Bedingungen verwendet wurde,
die zur Herstellung von Polyethylen hoher Dichte verwendet werden.
Das Gemisch und die Vergleichsbeispiele von Tabelle 2 enthielten
außerdem
ungefähr
gleiche Mengen an Additiven: IrganoxTM 3114
Primärantioxidans
(CIBA); IrgafosTM 168 Sekundärantioxidans
(CIBA) und Säureneutralisierungsmittel
(Zinkstearat oder Äquivalent).
Die Dichte, der Schmelzindex I2,16 und Mw/Mn von beiden sind
nachfolgend gezeigt. Vergl. 6 ist ein Vergleichsbeispiel, das die
Eigenschaften eines kommerziellen Einkomponenten-LLDPE-Harzes illustriert,
das für
Rotationsformungsgebrauch angeboten wird und als hervorragende ESCR
und Zähigkeit
aufweisend beschrieben wird. Beispiele 4 und 5 zeigten außerdem niedrige
Schmelzindi zes unter hoher Last, I21,6, ASTM
D 1238 (190°C,
21,6 kg) von jeweils 17,9, verglichen mit dem Wert der Vergl. 6-Probe
von 82, 5.
-
Wie
aus Tabelle 2 hervorgeht, zeigen sowohl die ESCR- als auch die Kerb-IZOD-Eigenschaften
signifikante Verbesserungen gegenüber der Vergleichszusammensetzung.
Die ESCR-Werte der
erfindungsgemäßen Beispiele
4 und 5 werden mit >288
Stunden angegeben, da der Test nach 288 Stunden beendet wurde. Es
kann vernünftigerweise
angenommen werden, dass die Gesamtleistung den erfindungsgemäßen Proben von
Tabelle 1 entsprochen hätte,
wenn die Tests über
eine derartig lange Testdauer durchgeführt worden wären. Weitere
erhaltene Daten zeigen, dass die erfindungsgemäßen Gemische von Tabelle 2 überraschend
verglichen mit der Vergleichszusammensetzung verbesserte ARM (Fallgewicht)-Schlagfestigkeit,
verbesserten Biegemodul und verbesserte Zugreißfestigkeit zeigten. Tabelle
2
- * Kommerzielles LLDPE aus Ethylen und
Hexen (LL 8460, ExxonMobil Chemical)
- ** Probendicke
-
Verschiedene
hier verwendete Handelsnahmen sind durch ein TM Symbol
gekennzeichnet, was zeigt, dass die Namen durch bestimmte Markengesetze
geschützt
sein können.
Einige derartige Namen können
in verschiedenen Rechtsbereichen eingetragene Marken sein.
-
Alle
hier zitierten Patente, Testverfahren und andere Dokumente einschließlich Prioritätsdokumenten sind
hier in dem Maß zitiert
zur Bezugnahme, dass diese Offenbarung nicht mit dieser Erfindung
im Widerspruch ist, und bezieht sich auf alle Rechtsbereiche, in
denen diese Bezugnahme zulässig
ist.