JP2023545791A - 射出成形用ポリマー組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
A)88質量%~99質量%、好ましくは90質量%~98.5質量%、より好ましくは92質量%~98.5質量%のエチレンポリマーであって、5g/10 min以上、好ましくは6g/10 min以上、より好ましくは8g/10 min以上のMIPを有し、ここで、MIPは、1133-2:2011に基づいて決定された190℃及び5kgの負荷におけるメルトフローレートであり、
B)1質量%~12質量%、好ましくは1.5質量%~10質量%、より好ましくは1.5質量%~8質量%のブテン-1ポリマーであって、800 g/10 min以上、好ましくは1000 g/10 min以上、特に800~3000 g/10 min、又は1000~3000 g/10 minのMIEを有し、ここで、MIEは、1133-2:2011に基づいて決定された190℃及び2.16kgの負荷におけるメルトフローレートであり、
A)とB)の量は、A)+B)の総重量である、ポリマー組成物を提供する。
- 88質量%~97質量%のA)と3質量%~12質量%のB)、又は
- 90質量%~97質量%のA)と3質量%~10質量%のB)、又は
- 92質量%~97質量%のA)と3質量%~8質量%のB)であり、
ここで、A)とB)の含有量は、A)+B)の総重量である。
- 5~20 g/10 min、又は
- 5~15g/10 min、又は
- 6~20 g/10 min、又は
- 6~15g/10 min、又は
- 8~20 g/10 min、又は
- 8~15g/10 minである。
- 50~200 g/10 min、又は50~150 g/10 min、好ましくは60~200 g/10 min、又は60~150 g/10 min、より好ましくは80~200 g/10 min、又は80~150 g/10 minのMIF値、ここで、MIFは、ISO 1133-2:2011に従って決定された190℃及び21.60 kgの負荷におけるメルトフローレートであり、
- 1~10 g/10 min、又は1~8 g/10 min、好ましくは2~10 g/10 min、又は2~8 g/10 minのMIE値、
- 5以上、特に5~20又は5~15のMIF/MIP比、
- 20以上、特に20~40又は20~35のMIF/MIE比。
B1)ブテン-1単独重合体又はブテン-1とエチレン、プロペン、5~10個の炭素原子を有するα-オレフィン及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも一種共重合単量体との共重合体であって、共重合を有する共重合単量体含有量(CA1)が最大2モル%であり、
B2)ブテン-1とエチレン、プロペン、5~10個の炭素原子を有するα-オレフィン及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも一種の共重合単量体との共重合体であって、共重合を有する共重合単量体含有量(CA2)が3~5モル%であり、
前記組成物に合計重合を有する共重合単量体含有量は、0.5モル%~4.0モル%、好ましくは0.7モル%~3.5モル%であり、B1)+B2)の和と呼ばれる。
a)分子量分布(Mw/Mn)が4未満、好ましくは3未満、より好ましくは2.5未満、全ての場合に下限が好ましくは1.5であり、
b)融点(TmII)が110℃未満、好ましくは100℃未満、より好ましくは90℃未満であり、
c)融点(TmII)が80℃よりも高く、
d)ガラス転移点(Tg)が-40℃~-10℃、好ましくは-30℃~-10℃の範囲内であり、
e)150.91 MHzで動作する13C-NMRで測定されたアイソタクティックペンタッド(mmmm)は90%よりも高く、特に93%又は95%よりも高く、
f)150.91 MHz下で動作する13C-NMRで4,1挿入が検出されず、
g)X線結晶化度が25%~65%である。
i)135℃下でテトラリン(THN)で測定した固有粘度(IV)が0.6 dl/g以下であり、好ましくは0.2と0.6 dl/gとの間に含まれ、
ii)Mwが30.000 g/mol以上、特に30.000~100.000 g/molであり、
iii)密度が0.885~0.925 g/cm3、特に0.890~0.920 g/cm3であり、
ブテン-1ポリマーB)は、メタロセン触媒系の存在下でモノマーを重合させることにより得ることができ、このメタロセン触媒系は、以下の物質を接触させることにより得ることができ、
- 立体剛性メタロセン化合物、
- アルミノキサン又はアルキルメタロセンカチオンを形成することができる化合物、及び、任意に
- 有機アルミニウム化合物。
Mは、第4族に属する遷移金属から選択された原子であり、好ましくはMは、ジルコニウムである。
互いに同じあるいは異なるR1、R2、R5、R6、R7、R8とR9は、水素原子、又は直鎖又は分枝の、飽和又は不飽和のC1-C20-アルキル基、C3-C20-シクロアルキル基、C6-C20-アリール基、C7-C20-アルキルアリール基又はC7-C20-アリールアルキルラジカルであり、任意に、元素の周期表の第13~17族に属するヘテロ原子を含有し、又はR5とR6、及び/又はR8とR9は、任意に飽和又は不飽和の5又は6員環を形式することができ、前記環は、置換基としてC1-C20アルキルラジカルをついてもよく、条件は、R6又はR7における少なくとも1つが直鎖又は分枝の、飽和又は不飽和のC1-C20-アルキル基であり、任意に、元素の周期表の第13~17族に属するヘテロ原子を含有し、C1-C10-アルキルラジカルが好ましく、
互いに同じあるいは異なるR3とR4は、直鎖又は分枝の、飽和又は不飽和のC1-C20-アルキルラジカルであり、任意に、元素の周期表の第13~17族に属するヘテロ原子を含有し、好ましくは、互いに同じあるいは異なるR3とR4は、C1-C10-アルキルラジカルであり、より好ましくは、R3は、メチル又はエチルラジカルであり、そしてR4は、メチル、エチル又はイソプロピルラジカルである。
(Ia)
ここで、
M、X、R1、R2、R5、R6、R8とR9前述するように、
R3は、直鎖又は分枝の、飽和又は不飽和のC1-C20-アルキルラジカルであり、任意に、元素の周期表の第13~17族に属するヘテロ原子を含有し、好ましくは、R3は、C1-C10-アルキルラジカルであり、より好ましくは、R3は、メチル又はエチルラジカルである。
- 23℃下で5~70 kJ/m2のシャルピー、
- 0℃下で4~50 kJ/m2のシャルピー、
- 20℃下で2~40 kJ/m2のシャルピーのうちの少なくとも1つを有することが好ましい。
ここで提供される様々な実施例、組成物及び方法は、以下の具体例に開示される。これらの具体例は、本質的に例示に過ぎず、本発明の範囲を制限するものではない。
規格ISO 1133-2:2011に従って190℃と規定負荷において決定される。
ISO 1183-1:2012に基づいて、23℃で測定される。
試験速度を変化させることができる駆動モータと、約80%のトルクを達成かつ維持することができる一組の心軸とを備える円筒型心軸回転粘度計HA、アメテック/ベネルクス経済同盟(Ametek/Benelux)科学モデルDV2Tによって190℃で測定される。
テトラリン中の標準ASTM D 2857に基づいて135℃で決定される。
成分A)
ブルーカー(Bruker)からのFT-IR分光計Tensor 27を用いて、ASTM D 6248 98に基づいてIRによって共重合単量体含有量を決定する。
成分B)
共重合単量体含有量は、FT-IRによって決定される。
a)膜厚のスペクトル規格化に用いられる4482と3950 cm-1との間の複合吸収帯の面積(At)。
b)ポリマー試料のスペクトル及びメチレン基(CH2シェイク振動)によるシーケンスBEEとBEB(B:1,ブテン単位、E:エチレン単位)の吸収帯との間のデジタル減算の減算因子(FCRC2)。
c)C2PBスペクトルを減算した残存帯の面積(AC2、ブロック)。それは、メチレン基のシーケンスEEE(CH2シェイク振動)に由来する。
上述したスペクトル測定を提供することができるフーリエ変換赤外分光光度計(FTIR)を用いる。
200℃に加熱可能なプラテンを有する油圧プレス(Carver又は等価物)を用いる。
(BEB+BEE)シーケンスの較正
%(BEB+BEE)wt対FCRC2/Atをプロットすることで、較正直線を得る。傾斜度Grと切片Irは、線形回帰により算出される。
EEEシーケンスの較正
%(EEE)wt対AC2、ブロック/Atをプロットすることで、較正直線を得る。傾斜度GHと切片IHは、線形回帰により算出される。
油圧プレスを用いて、2枚のアルミニウム箔間でg 1.5の試料をプレスすることにより厚シートを得る。均一性の問題があれば、最低2回のプレス操作を行うことを提案する。このシートからごく一部を切り出して膜を成形する。推奨膜厚は、0.1~0.3 mmである。
プレス温度は、140±10℃である。
結晶相改質が経時的に発生するため、試料膜が成形されると、そのIRスペクトルを収集することが提案されている。
機器のデータ収集パラメータは以下のとおりであり、
パージ時間: 最低30秒。
収集時間: 最低3分。
アポダイゼーション: Happ-Genzel。
分解能: 2 cm-1。
空気背景に対する試料のIRスペクトルを収集する。
算出
エチレン単位のBEE+BEBシーケンスの重量濃度を算出する。
エチレン単位のEEEシーケンスの重量濃度を算出する。
後述するように、示差走査熱量測定(D.S.C.)は、パーキンエルマー(Perkin Elmer)DSC-7機器にて決定される。
-TmII(2回目の加熱運転で測定された溶融温度)を決定するために、重合により得られた重み付け試料(5~10 mg)をアルミニウム製パンに封止し、200℃で10℃/分に対応する走査速度で加熱する。試料を全ての微結晶が完全に溶融するように200℃で5分間保持し、それによって試料の熱履歴を除去する。次に、10℃/分に対応する走査速度で-20℃まで冷却した後、ピーク温度を結晶温度(Tc)とする。-20℃で5分間静置した後、試料を10℃/minに対応する走査速度で、200℃で2回目加熱する。この2回目加熱運転において、測定したピーク温度をTmII)とする。複数のピークが存在する場合、最も高い(最も強い)ピークをTmIIとする。ピーク(又は複数のピーク)における面積を総溶融エンタルピー(DH TmII)とする。
- 老化後の溶融エンタルピーと溶融温度も、パーキンエルマーDSC-7機器を用いた示差走査熱量測定法(D.S.C.)によって以下のように測定される。重合により得られた重み付け試料(5~10 mg)をアルミニウム製パンに封止し、200℃で10℃/分に対応する走査速度で加熱する。試料を全ての微結晶が完全に溶融するように200℃で5分間保持する。そして試料を室温で10日間保管する。10日後、試料をDSCに供し、-20℃まで冷却し、そして10℃/minに対応する走査速度で、200℃で加熱した。この加熱運転において、ピーク温度を溶融温度(TmI)とする。複数のピークが存在する場合、最も高い(最も強い)ピークをTmIとする。ピーク(又は複数のピーク)における面積を10日後の総溶融エンタルピー(DH TmI)とする。
13C NMRスペクトルは、120℃でフーリエ変換モードにより150.91 MHzで動作し、凍結プローブを備えたブルカーAV-600分光計上で取得される。
BBB = 100 (Tbb)/S = I5
BBE = 100Tbd/S = I4
EBE= 100 Pdd /S= I14
BEB = 100 Sbb/S = I13
BEE= 100 Sad/S = I7
EEE = 100(0.25 Sgd+0.5 Sdd)/S = 0.25 I9+ 0.5I10
ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により1,2,4-トリクロロベンゼン(TCB)で測定する。全ての試料の分子量パラメータ(Mn、Mw)と分子量分布Mw/Mnは、PolymerCharのGPC-IR装置を用いて測定し、この装置は、4つのPLgel Olexis混合床(ポリマー実験室)のカラム群とIR5赤外線検出器PolymerChar)とを備えている。カラムサイズは、300 × 7.5 mmであり、粒径は、13 μmである。移動相流速は、1.0 mL/minに維持する。全ての測定は150℃で行われる。溶液濃度は、2.0 mg/mL(150℃で)であり、そして0.3 g/Lの2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノールを添加して分解を防止する。GPC計算には、PolymerCharから提供された12個のポリスチレン(PS)標準試料(ピーク分子量範囲266~1220000)を用いて汎用校正曲線を得る。3次の多項式フィッティングで実験データを補間し、関連する較正曲線を得る。Empower 3(Waters)を用いることによりデータ収集と処理を行う。マーク-フウィンク(Mark-Houwink)関係を用いて分子量分布及び関連平均分子量を決定する。PSとポリブテン(PB)のK値は、それぞれKPS = 1.21 × 10-4dL/g及びKPB = 1.78 × 10-4 dL/gであり、PSのマーク-フウィンク指数a=0.706、とPBのマーク-フウィンク指数a=0.725を併用する。
X線結晶化度は、固定スリットを有するCu-Kα1放射を使用し、回折角2Θ=5°と2Θ=35°との間のスペクトルを6秒ごとに0.1°のステップサイズで収集することができる粉末X線回折分析装置(XDPD)を用いて測定される。
1)スペクトル全体のために適切な線形ベースラインを定義し、スペクトル輪郭とベースラインとの間の総面積(Ta)を算出し、
2)相モデルに基づいて無定形領域を結晶領域から分離する適切な無定形プロファイルをスペクトル全体に沿って定義し、
3)無定形輪郭とベースラインとの間の面積である無定形面積(Aa)を算出し、
4)スペクトル輪郭と無定形輪郭との間の面積として、結晶面積(Ca)、例えばCa = Ta- Aa を算出し、
5)次式により試料の結晶化度(%Cr)を算出し、
%Cr = 100 x Ca / Ta
ISO 179/1eAに従って成形48時間後、23℃、0℃及び-20℃で測定する。
ISO 178:2019に従って成形48時間後に測定する。
螺旋厚さが2.5 mmである螺旋金型を備えたRipress FL 170 HES装置にて螺旋流動性試験を行う。
- 原料温度230℃、
- 注射位置=0.1 mmに設定することにより投影ステップを排除し、
- 29バール~126バールの油圧保持圧力は、300バール~1220バールのポリマー材料上の圧力に相当し、
- スクリュー直径50 mm、
- 金型温度40℃、及び
- 閉鎖圧力170 t。
エチレンポリマーA)
高密度ポリエチレンは、0.955 g/cm3密度、11.0 g/10 minMIP、105g/10 minMIF及び4 g/10 minMIEを有し、バーゼル(Basell)により商標ホスタロン(Hostalen)GD 7255 LSで販売されている。
ブテン-1ポリマーB)
2種類の異なるポリマー、即ちブテン-1ポリマーB)-Iとブテン-1ポリマーB)-IIを用いる。
ブテン-1ポリマーB)-I
触媒溶液の調製
窒素雰囲気下で、イソドデカンにおける6400gのトリイソブチルアルミニウム(TIBA)33 g/L溶液とトルエンにおける567gのメチルアルミノキサン(MAO)の30% wt/wt溶液を20 Lジャケット付きガラス反応器に充填し、アンカー撹拌機により撹拌し、室温で約1時間撹拌反応させる。
そして、WO0147939の具体例32に基づいて調製されたメタロセンジメチルシリル基{(2,4,7-トリメチル-l-インデニル)-7-(2,5-ジメチル-シクロペンタジエン[l,2-b:4,3-b’]-ビチオフェン)}ジルコニウムジクロライド1.27 gを加え、撹拌して約30分溶解させる。
最終溶液はフィルターを介して反応器から円筒に排出されて、最終的な固体残渣を除去する。
得られた溶液の組成:
重合は、直列に動作される2つの撹拌反応器にて行われ、そのうち、液体ブテン-1が液体媒体を構成する上記触媒溶液を2つの反応器に投入する。重合条件を表1に記載する。ブテン-1/エチレン共重合体は、溶融物として溶液から回収され、ペレットに切断される。さらに共重合体を特徴付け、データを表2に記録する。
ブテン-1ポリマーB)-Iと同じの触媒溶液及び同じの重合装置を用いて、直列に動作する前記2つの撹拌反応器で重合され、そのうち、液体ブテン-1が液体媒体を構成する。触媒溶液を2つの反応器に注入し、75℃の重合温度で重合を連続的に行う。各反応器における滞留時間は120÷200 minの範囲内である。重合中の水素濃度は4900 ppm mol H2/(C4-)本体であり、ここで、C4-=ブテン-1である。共重合単量体は、C2-/C4- 0.35%wtの量で反応器に投入される。エチレン共重合単量体はほぼ直ちに共重合する(C2-「化学定量論」反応器に投入される)。触媒収量(マイル数)は、2000 kg/gメタロセン活性成分である。ブテン-1共重合体は、溶融物として溶液から回収され、ペレットに切断される。さらに共重合体を特徴付け、データを表3に記録する。
フィッシャー・トロプシュワックスは、(ASTM D 3954に従って測定されたもの)が116℃、25℃での浸透度(ASTM D 1321に従って測定されたもの)が0.1 mm、そして135℃でのブルックフィールド粘度(サゾールワックス(Sasol Wax)011方法により測定されたもの)が12 CPである滴融点を有し、サゾールが商標EnHance FGで販売されている。
Claims (9)
- A)と、B)とを含むポリマー組成物であって、
A)88質量%~99質量%、好ましくは90質量%~98.5質量%、より好ましくは92質量%~98.5質量%のエチレンポリマーであって、5g/10 min以上、好ましくは6g/10 min以上、より好ましくは8g/10 min以上のMIPを有し、ここで、MIPは、1133-2:2011に基づいて決定された190℃及び5kgの負荷におけるメルトフローレートであり、
B)1質量%~12質量%、好ましくは1.5質量%~10質量%、より好ましくは1.5質量%~8質量%のブテン-1ポリマーであって、800 g/10 min以上、好ましくは1000 g/10 min以上、特に800~3000 g/10 min、又は1000~3000 g/10 minのMIEを有し、ここで、MIEは、1133-2:2011に基づいて決定された190℃及び2.16kgの負荷におけるメルトフローレートであり、
A)とB)の量は、A)+B)の総重量である、ポリマー組成物。 - 190℃におけるブテン-1ポリマーB)のブルックフィールド粘度は、1500~20000 mPa・sec、特に2000~15000 mPa・sec、又は2500~10000 mPa・secである、請求項1に記載の組成物。
- 前記ブテン-1ポリマーB)は、ブテン-1単独重合体及びブテン-1と異なるα-オレフィン共重合単量体を含有するブテン-1の共重合体、好ましくはエチレン、プロペン、5~10個の炭素原子を有するα-オレフィン及びそれらの混合物からなる群から選択される請求項1又は2に記載の組成物。
- 共重合を有する前記ブテン-1ポリマーB)共重合単量体含有量、特に共重合されたエチレン含有量は、0.5モル%~4.0モル%、好ましくは0.7モル%~3.5モル%である請求項3に記載の組成物。
- 前記ブテン-1ポリマーB)は、以下の追加特徴、すなわち、
a)分子量分布(Mw/Mn)が4未満、好ましくは3未満、より好ましくは2.5未満、全ての場合に下限が好ましくは1.5であること、
b)融点(TmII)が110℃未満、好ましくは100℃未満、より好ましくは90℃未満であること、
c)融点(TmII)が80℃よりも高いこと、
d)ガラス転移点(Tg)が-40℃~-10℃、好ましくは-30℃~-10℃の範囲内であること、
e)150.91 MHzで動作する13C-NMRで測定されたアイソタクティックペンタッド(mmmm)は90%よりも高く、特に93%又は95%よりも高いこと、
f)150.91 MHz下で動作する13C-NMRで4,1挿入が検出されないこと、
g)X線結晶化度が25%~65%であることのうちの少なくとも1つを有する請求項1又は2に記載の組成物。 - エチレンポリマーA)は、ISO 1183-1:2012に従って23℃で測定された0.930~0.970 g/cm3、特に0.940~0.965g/cm3の密度を有する、請求項1又は2に記載の組成物。
- 前記エチレンポリマーA)は、以下の追加特徴、すなわち、
- 50~200 g/10 min、又は50~150 g/10 min、好ましくは60~200 g/10 min、又は60~150 g/10 min、より好ましくは80~200 g/10 min、又は80~150 g/10 minのMIF値、ここで、MIFは、ISO 1133-2:2011に従って決定された190℃と21.60 kgの負荷におけるメルトフローレートであること、
- 1~10 g/10 min、又は1~8 g/10 min、好ましくは2~10 g/10 min、又は2~8 g/10 minのMIE値、
- 5以上、特に5~20又は5~15のMIF/MIP比、
- 20以上、特に20~40又は20~35のMIF/MIE比のうちの少なくとも1つを有する請求項1又は2に記載の組成物。 - 請求項1~7のいずれか1項に記載のポリオレフィン組成物を含む成形品。
- 射出成形品又は押出成形品である、請求項8に記載の成形品。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP20203367 | 2020-10-22 | ||
EP20203367.6 | 2020-10-22 | ||
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