JP2019510115A - Pvc不含摩耗層のための結晶性ブロック複合体を含むポリオレフィンブレンド - Google Patents
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Abstract
Description
(A)10重量%〜90重量%のポリマーエチレンイオノマーと、
(B)プロピレン系ポリマーの総重量に基づいて、少なくとも50.0重量%のプロピレン含量、及び0.5g/10分〜200.0g/10分のメルトフローレート(230℃/2.16kgでASTM D−1238に従って)を有する少なくとも1つのプロピレン系ポリマーを含む、10重量%〜40重量%のプロピレン成分と、
(C)5重量%〜20重量%の結晶性ブロック複合体であって、(i)結晶性エチレン系ポリマーと、(ii)C3−10アルファ−オレフィンの少なくとも1つに由来する結晶性アルファ−オレフィン系ポリマーと、(iii)結晶性エチレンブロックと結晶性アルファ−オレフィンブロックとを含むブロックコポリマーであって、ブロックコポリマーの結晶性エチレンブロックが結晶性ブロック複合体の結晶性エチレン系ポリマーと同じ組成を有し、ブロックコポリマーの結晶性アルファ−オレフィンブロックが、結晶性ブロック複合体の結晶性アルファ−オレフィン系ポリマーと同じ組成を有する、ブロックコポリマーとを含む、結晶性ブロック複合体と、を含む組成物である。
本開示における数値範囲は近似値であり、したがって、別途示されない限り、範囲外の値を含み得る。数値範囲には、1つの単位の増分で下限値及び上限値を含む全ての値が含まれるが、但し、任意の下限値と任意の上限値との間で少なくとも2つの単位の分離があることを条件とする。化学化合物に関して使用される場合、別途特に示されない限り、単数は全ての異性形態を含み、その逆もまた同様である。
本組成物は、ポリマーイオノマーを含む。本組成物中のポリマーイオノマーの量は、10重量%〜90重量%(例えば、20重量%〜80重量%、30重量%〜70重量%、及び/または40重量%〜60重量%)である。例示的な実施形態では、本組成物のポリマーイオノマーは、ポリマーエチレンイオノマーとも称されるエチレン含有イオノマーであり得る。例えば、エチレンイオノマーは、(例えば、カチオンを使用して)金属塩で中和されたアクリル酸エチレンコポリマーを含む。イオノマーの存在は、本組成物から製造された物品における耐スクラッチ性の発展を促進し得る。
本組成物は、10重量%〜40重量%(例えば、15重量%〜40重量%、20重量%〜40重量%、及び/または30重量%〜40重量%)のプロピレン成分を含む。プロピレン成分は、プロピレン系ポリマーの総重量に基づいて、少なくとも50.0重量%のプロピレン含量を有する1つ以上のプロピレン系ポリマーを含む。1つ以上のプロピレン系ポリマーは、230℃、2.16kgでASTM D−1238に従って、0.1g/10分〜100g/10分(例えば、0.1g/10分〜80g/10分、0.1g/10分〜50g/10分、0.5g/10分〜20g/10分、及び/または0.5g/10分〜10g/10分)のメルトフローレートを有する。プロピレン系ポリマーは、ASTM D792−00法13に従って、0.870g/cm3〜0.910g/cm3(例えば、0.880g/cm3〜0.905g/cm3、0.885g/cm3〜0.905g/cm3、及び/または0.890g/cm3〜0.905g/cm3)の密度を有し得る。プロピレン系成分は、不均一なポリプロピレンまたは均質なポリプロピレンから構成され得る。
本組成物は、5重量%〜20重量%の結晶性ブロック複合体(CBC)相溶化剤を含む。例示的な実施形態では、結晶性ブロック複合体は、結晶性ブロック複合体の総重量に基づいて、40重量%〜70重量%である総エチレン含量を有し得る。結晶性ブロック複合体の総重量の残りは、少なくとも1つのC3−10アルファ−オレフィン由来単位によって説明され得る。例えば、結晶性ブロック複合体の総重量の残りは、プロピレン由来単位によって説明され得る。
ポリオレフィンブレンド組成物は、既知の方法を使用して物品を調製するのに有用であり得る。例えば、本組成物は、任意の押出成形、カレンダー加工、ブロー成型、圧縮成型、射出成型、または熱成形プロセスを使用して、部品、シート、または他の製品に製造され得る。本組成物の成分は、予備混合されたプロセスに供給され得るか、または本組成物がその中に形成されるように、成分を変換押出成形機などのプロセス機器に直接供給され得る。本組成物は、物品の製造の前に、別のポリマーとブレンドされ得る。そのようなブレンドは、本組成物のペレットと別のポリマーのペレットとの溶融ブレンドまたは乾燥ブレンドなどの様々な従来技法のいずれかによって生じ得る。
本明細書で提供されるようなポリマーの密度(g/cm3)は、ASTM国際(「ASTM」)法D792に従って決定される。曲弾性率試験について以下で考察されるように、各試料を圧縮成型した。23℃でイソプロピルアルコールを試料浸漬に使用した。3(3)回の測定の平均をとった。
0〜10分の間、100%デカン/0%TCB;
10〜651分の間、TCBは、0%TCB〜80%TCBまで直線的に増加する。
Xn=溶出容量(mL)=D1流量×n×tスイッチ
ここで、tスイッチ=3分は、10ポートVICIバルブのスイッチ時間である。
試料調製:クロムアセチルアセトネート(緩和剤)中0.025Mであるテトラクロロエタン−d2/オルトジクロロベンゼンの50/50混合物、およそ2.7gを、10mmのNMRチューブ中の試料、0.21gに添加することによって、試料を調製する。チューブ及びその内容物を150℃に加熱することによって、試料を溶解し、均質化する。
本開示の実施例のために、例示的な結晶性ブロック複合体試料、結晶性ブロック複合体1(CBC1)を調製した。2つの反応器に同時に供給される触媒を使用して、上述のプロセスステップに従ってCBC1を生成する。
結晶性ブロック複合体インデックス(CBCI)は、ジブロック中のCEB対CAOBの比が、ブロック複合体全体におけるエチレン対アルファ−オレフィンの比と同じであるという仮定の下で、ブロック複合体内のブロックコポリマーの量の推定値を提供する。この仮定は、本明細書に記載されるように、個別の触媒動態及び連鎖シャトリング触媒作用を介するジブロックの形成のための重合メカニズムの理解に基づいて、これらの統計的オレフィンブロックコポリマーに対して有効である。このCBCI分析は、ポリマーがプロピレンホモポリマー(この例ではCAOP)とポリエチレン(この例ではCEP)との単純なブレンドである場合よりも、単離PPの量が少ないことを示す。結果として、ポリエチレン画分は、ポリマーが単にポリプロピレンとポリエチレンとのブレンドである場合では存在しないであろうかなりの量のプロピレンを含有する。この「余分なプロピレン」を説明するために、質量バランス計算を行って、ポリプロピレン及びポリエチレン画分の量、ならびにHTLCによって分離される画分の各々に存在するプロピレンの重量%からCBCIを推定することができる。CBC1に対応するCBCI計算を以下の表3に提供する。
wpp=ポリマー中のPPの重量分率
wPE=ポリマー中のPEの重量分率
C3PPの重量%=PP成分またはブロック中のプロピレンの重量パーセント
C3PEの重量%=PE成分またはブロック中のプロピレンの重量パーセント
wPP=全ポリマー中に存在するPPの重量分率
C3PPの重量%=PP成分またはブロック中のプロピレンの重量パーセント
C3PEの重量%=PE成分またはブロック中のプロピレンの重量パーセント
wPP単離=HTLCからの単離PPの重量分率
wPE−画分=ジブロック及び非結合PEを含有する、HTLCから分離されたPEの重量分率
C3PPの重量%:PP中のプロピレンの重量%;これは、PPブロック及び非結合PP中に存在する同じ量のプロピレンでもある
C3PE−画分の重量%=HTLCによって分離されたPE−画分中のプロピレンの重量%
C3全体の重量%=全ポリマー中のプロピレンの全重量%
C3PE−画分の重量%=HTLCによって分離されたPE−画分中のプロピレンの重量%(式4)
C3PPの重量%=(前に定義された)PP成分またはブロック中のプロピレンの重量%
C3PEの重量%=(前に定義された)PE成分またはブロック中のプロピレンの重量%
wPP−ジブロック=HTLCによってPE−画分で分離されたジブロック中のPPの重量分率
wPP−ジブロック=HTLCによってPE−画分で分離されたジブロック中のPPの重量分率(式6)
wPP=ポリマー中のPPの重量分率
wPE−画分=ジブロック及び非結合PEを含有する、HTLCから分離されたPEの重量分率(式5)
本出願の例示的な組成物において、以下の材料を主に使用する:
結晶性ブロック複合体1(CBC1):50重量%のEPブロック(EPブロックの総重量に基づいて、90重量%のエチレンを有する)と、50重量%のiPPブロック(iPPブロックの総重量に基づいて、1重量%のエチレンを有する)とを有し、230℃/2.16kgで10.1g/10分のメルトフローレートを有するブロックコポリマーを含む、上記で考察される結晶性ブロック複合体。
Xn=溶出容量(mL)=D1流量×n×tスイッチ
ここで、tスイッチ=3分は、10ポートVICIバルブのスイッチ時間である。
試料調製:クロムアセチルアセトネート(緩和剤)中0.025Mであるテトラクロロエタン−d2/オルトジクロロベンゼンの50/50混合物、およそ2.7gを、10mmのNMRチューブ中の試料、0.21gに添加することによって、試料を調製する。チューブ及びその内容物を150℃に加熱することによって、試料を溶解し、均質化する。
本開示の実施例のために、例示的な結晶性ブロック複合体試料、結晶性ブロック複合体1(CBC1)を調製した。2つの反応器に同時に供給される触媒を使用して、上述のプロセスステップに従ってCBC1を生成する。
結晶性ブロック複合体インデックス(CBCI)は、ジブロック中のCEB対CAOBの比が、ブロック複合体全体におけるエチレン対アルファ−オレフィンの比と同じであるという仮定の下で、ブロック複合体内のブロックコポリマーの量の推定値を提供する。この仮定は、本明細書に記載されるように、個別の触媒動態及び連鎖シャトリング触媒作用を介するジブロックの形成のための重合メカニズムの理解に基づいて、これらの統計的オレフィンブロックコポリマーに対して有効である。このCBCI分析は、ポリマーがプロピレンホモポリマー(この例ではCAOP)とポリエチレン(この例ではCEP)との単純なブレンドである場合よりも、単離PPの量が少ないことを示す。結果として、ポリエチレン画分は、ポリマーが単にポリプロピレンとポリエチレンとのブレンドである場合では存在しないであろうかなりの量のプロピレンを含有する。この「余分なプロピレン」を説明するために、質量バランス計算を行って、ポリプロピレン及びポリエチレン画分の量、ならびにHTLCによって分離される画分の各々に存在するプロピレンの重量%からCBCIを推定することができる。CBC1に対応するCBCI計算を以下の表3に提供する。
wpp=ポリマー中のPPの重量分率
wPE=ポリマー中のPEの重量分率
C3PPの重量%=PP成分またはブロック中のプロピレンの重量パーセント
C3PEの重量%=PE成分またはブロック中のプロピレンの重量パーセント
wPP=全ポリマー中に存在するPPの重量分率
C3PPの重量%=PP成分またはブロック中のプロピレンの重量パーセント
C3PEの重量%=PE成分またはブロック中のプロピレンの重量パーセント
wPP単離=HTLCからの単離PPの重量分率
wPE―画分=ジブロック及び非結合PEを含有する、HTLCから分離されたPEの重量分率
C3PPの重量%:PP中のプロピレンの重量%;これは、PPブロック及び非結合PP中に存在する同じ量のプロピレンでもある
C3PE−画分の重量%=HTLCによって分離されたPE−画分中のプロピレンの重量%
C3全体の重量%=全ポリマー中のプロピレンの全重量%
C3PE−画分の重量%=HTLCによって分離されたPE−画分中のプロピレンの重量%(式4)
C3PPの重量%=(前に定義された)PP成分またはブロック中のプロピレンの重量%
C3PEの重量%=(前に定義された)PE成分またはブロック中のプロピレンの重量%
wPP−ジブロック=HTLCによってPE−画分で分離されたジブロック中のPPの重量分率
wPP−ジブロック=HTLCによってPE−画分で分離されたジブロック中のPPの重量分率(式6)
wPP=ポリマー中のPPの重量分率
wPE―画分=ジブロック及び非結合PEを含有する、HTLCから分離されたPEの重量分率(式5)
本出願の例示的な組成物において、以下の材料を主に使用する:
結晶性ブロック複合体1(CBC1):50重量%のEPブロック(EPブロックの総重量に基づいて、90重量%のエチレンを有する)と、50重量%のiPPブロック(iPPブロックの総重量に基づいて、1重量%のエチレンを有する)とを有し、230℃/2.16kgで10.1g/10分のメルトフローレートを有するブロックコポリマーを含む、上記で考察される結晶性ブロック複合体。
Claims (14)
- 組成物であって、
(A)10重量%〜90重量%のポリマーエチレンイオノマーと、
(B)プロピレン系ポリマーの総重量に基づいて、少なくとも50.0重量%のプロピレン含量、及び0.5g/10分〜50g/10分のメルトフローレート(230℃/2.16kgでASTM D−1238に従って)を有する少なくとも1つの前記プロピレン系ポリマーを含む、10重量%〜40重量%のプロピレン成分と、
(C)5重量%〜20重量%の結晶性ブロック複合体であって、(i)結晶性エチレン系ポリマーと、(ii)C3−10アルファ−オレフィンの少なくとも1つに由来する結晶性アルファ−オレフィン系ポリマーと、(iii)結晶性エチレンブロックと結晶性アルファ−オレフィンブロックとを含むブロックコポリマーであって、前記ブロックコポリマーの前記結晶性エチレンブロックが前記結晶性ブロック複合体の前記結晶性エチレン系ポリマーと同じ組成を有し、前記ブロックコポリマーの前記結晶性アルファ−オレフィンブロックが、前記結晶性ブロック複合体の前記結晶性アルファ−オレフィン系ポリマーと同じ組成を有する、ブロックコポリマーとを含む、結晶性ブロック複合体と、を含む、組成物。 - 0.1重量%〜5重量%の酸化防止剤をさらに含む、請求項2に記載の組成物。
- 前記ポリマーエチレンイオノマーが、金属塩で中和されたアクリル酸エチレンコポリマーを含む、請求項1に記載の組成物。
- 前記金属塩が、亜鉛、ナトリウム、及びカルシウムからなる群から選択される、請求項3に記載の組成物。
- 前記ポリマーエチレンイオノマーが、0.920g/cc〜0.960g/ccの密度(ASTM D−792に従って)、及び0.5g/10分〜10g/10分のメルトインデックス(190℃/2.16kgでASTM D−1238に従って)を有する、請求項1に記載の組成物。
- 前記プロピレン系ポリマーが、ランダムコポリマーポリプロピレンである、請求項1に記載の組成物。
- 前記プロピレン系ポリマーが、0.880g/cc〜0.920g/ccの密度(ASTM D−792に従って)、及び0.5g/10分〜10g/10分のメルトフローレート(230℃/2.16kgでASTM D−1238に従って)を有する、請求項1に記載の組成物。
- 前記結晶性ブロック複合体が、0.890g/cc〜0.920g/ccの密度(ASTM D−792に従って)、及び8g/10分〜20g/10分のメルトフローレート(230℃/2.16kgでASTM D−1238に従って)を有する、請求項1に記載の組成物。
- 2000psi超の引張強度(ASTM D1708に従って)をさらに含む、請求項1に記載の組成物。
- 3.5超の耐スクラッチ性(ASTM D7027に従って)をさらに含む、請求項に記載の組成物。
- 0.200g未満のテーバー磨耗(ASTM D4060に従って)をさらに含む、請求項1に記載の組成物。
- 30mN/m超の全表面エネルギーをさらに含む、請求項1に記載の組成物。
- 75%未満の全ヘイズ(ASTM D1003−07に従って)をさらに含む、請求項1に記載の組成物。
- 請求項1に記載の組成物から製造された物品。
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