JP6823645B2 - 相容化剤を含むポリオレフィンブレンド - Google Patents
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Description
(A)エチ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%のエチレン含有量、0.1g/10分〜100.0g/10分のメルトインデックス(190℃、2.16kgでのASTM D−1238)、及び0.935g/cm3〜0.965g/cm3の密度を有する少なくとも1つのエチレン系ポリマーを含む、10重量%〜90重量%のエチレン構成成分と、
(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%のプロピレン含有量、及び0.5g/10分〜200.0g/10分のメルトフローレート(230℃、2.16kgでのASTM D−1238)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%〜90重量%のプロピレン構成成分と、
(C)少なくともエチレン、及びC3−10アルファ−オレフィンのうちの1つであるアルファ−オレフィンに由来する少なくとも特定のブロック複合体を含む、1重量%〜20重量%の複合体構成成分であって、特定のブロック複合体が、69モル%〜90モル%のエチレン含有量を有するエチレン系ポリマーと、少なくともアルファ−オレフィンに由来するアルファ−オレフィン系ポリマーと、エチレンブロック及びアルファオレフィンブロックを含むブロックコポリマーとを含み、ブロックコポリマーのエチレンブロックが、特定のブロック複合体中の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アルファオレフィンブロックが、特定のブロック複合体のアルファ−オレフィン系ポリマーと同じ組成を有する、複合体構成成分と、
(D)1重量%〜20重量%の追加のポリマー構成成分(エラストマーなど)とを含む、組成物を提供することによって実現され得る。
本開示における数値範囲は近似であり、したがって別途記載のない限り、その範囲外の値を含み得る。数値範囲は、1単位の刻みで下限及び上限を含む全ての値を含むが、ただし、任意の下限と任意の上限との間に少なくとも2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、別途記載のない限り、単数は、全ての異性形態を含み、逆もまた同様である。
本組成物は、特定のブロック複合体を含む。本組成物中の特定のブロック複合体の量は、組成物の総重量に基づいて、1重量%〜20重量%、2重量%〜15重量%、3重量%〜10重量%、及び/または3重量%〜9重量%である。例示的な実施形態において、本組成物は、特定のブロック複合体を含み、エラストマーなどの追加のポリマー構成成分(例えば、エチレン−オクテン系コポリマー及び/またはオクテン系ポリマー)を任意で含んで、特定のブロック複合体のみが含まれ得るようにする、かつ/または特定のブロック複合体及びポリマー構成成分の両方の組み合わせが含まれ得るようにする。
本組成物は、10重量%〜90重量%(例えば、15重量%〜80重量%、20重量%〜75重量%、30重量%〜70重量%、40重量%〜65重量%など)のエチレン構成成分を含む。エチレン構成成分は、エチ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%のエチレン含有量を有する1つ以上のエチレン系ポリマーを含む。1つ以上のエチレン系ポリマーが、190℃、2.16kgでのASTM D−1238に従う、0.1g/10分〜100g/10分(例えば、0.3g/10分〜80.0g/10分、0.3g/10分〜70.0g/10分、0.5g/10分〜60.0g/10分など)のメルトインデックスを有する。エチレン系ポリマーは、エチレン系ポリマーが高密度ポリエチレン系ポリマー(HDPE)であるように、ASTM D792−00、方法13に従う、0.935g/cm3〜0.965g/cm3(例えば、0.945g/cm3〜0.965g/cm3、0.950g/cm3〜0.965g/cm3、0.950g/cm3〜0.963g/cm3など)の密度を有する。エチレン系ポリマーは、異種ポリエチレンまたは均一ポリエチレンからなり得る。
本組成物は、10重量%〜90重量%(例えば、15重量%〜80重量%、20重量%〜75重量%、20重量%〜70重量%、20重量%〜65重量%、20重量%〜60重量%など)のプロピレン構成成分を含む。プロピレン系構成成分は、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%のプロピレン含有量を有する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でのASTM D−1238に従う、0.1g/10分〜100.0g/10分(例えば、0.1g/10分〜80.0g/10分、0.1g/10分〜50.0g/10分、0.5g/10分〜50.0g/10分、1.0g/10分〜45.0g/10分、1.5g/10分〜40.0g/10分、2.0g/10分〜35.0g/10分など)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、方法13に従う、0.870g/cm3〜0.910g/cm3(例えば、0.880g/cm3〜0.905g/cm3、0.885g/cm3〜0.905g/cm3、0.890g/cm3〜0.905g/cm3など)の密度を有し得る。プロピレン系構成成分は、異種ポリプロピレンまたは均一ポリプロピレンからなり得る。
本組成物は、少なくとも1つのエチレン−オクテン系ポリマー及び/または少なくとも1つのオクテン系ポリマーを含む、0重量%〜22重量%(例えば、1重量%〜20重量%、5重量%〜15重量%、5重量%〜10重量%など)の任意のポリマー構成成分を含み得る。「エチレン−オクテン系ポリマー」及び同様の用語は、エチレンと、(重合性モノマーの総重量に基づいて)少数パーセントのオクテン由来の単位とを含むポリマーを意味する。「オクテン系ポリマー」及び同様の用語は、(重合性モノマーの総重量に基づいて)オクテン由来の単位とも称される、大部分の重量パーセントの重合オクテンポリマーを含み、かつ任意で、オクテンとは異なる少なくとも1つの重合コモノマー(C2−7及びC9−10αオレフィンから選択される少なくとも1つなど)を含んで、オクテン系インターポリマーを形成し得る、ポリマーを意味する。例えば、オクテン系ポリマーがコポリマーである場合、オクテンの量は、コポリマーの総重量に基づいて、50重量%を超える。
本ポリオレフィンブレンド組成物は、既知のプロセスを使用して物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、カレンダー成形、ブロー成形、圧縮成形、射出成形、または熱成形プロセスを使用して、部品、シート、または他の製造品へと製造され得る。本組成物の構成成分は、予混合してプロセスに供給されてもよく、または構成成分は、本組成物がその中で形成されるように、変換押出機などの加工装置に直接供給されてもよい。本組成物は、物品の製造前に別のポリマーとブレンドされてもよい。そのようなブレンドは、様々な従来の技術のうちのいずれかによって行われ得、そのうちの1つは、別のポリマーのペレットと組成物のペレットとの乾式ブレンドである。
ASTM D−792に従って、密度を測定する。立方センチメートル当たりのグラム(g)、つまりg/ccで、結果を報告する。
Mポリエチレン=a*(Mポリスチレン)b。
0〜10分、100%デカン/0%TCB、
10〜651分、TCBは、0%TCBから80%TCBまで直線的に増加する。
Xn=溶出体積(mL)=D1流量×n×t切り替え
BC1、BC2、BC3、BC4、及びBC5(ブロック複合体)はそれぞれ、連続して接続された2つの連続撹拌タンク反応器(CSTR)を使用して調製される、プロピレン−エチレン/エチレン−プロピレン(P−E/E−P)系ブロック複合体試料である。第1の反応器は体積が約12ガロンである一方で、第2の反応器は約26ガロンである。各反応器は液圧的に充満しており、定常状態条件で動作するように設定されている。表1に概説されるプロセス条件に従って、モノマー、溶媒、触媒、共触媒−1、共触媒−2、及びCSA1を第1の反応器に流動させる。次いで、以下の表1Aに記載される第1の反応器の内容物を、連続して第2の反応器に流動させる。追加の触媒、共触媒−1、及び共触媒−2を、第2の反応器に添加する。
CBCI及びMBCIは、ジブロック内のCEB/EB対CAOB/AOBの比率が、ブロック複合体全体中のエチレン対アルファ−オレフィンの比率と同じであるという仮定の下、ブロック複合体内のブロックコポリマーの量の推定を提供する。この仮定は、本明細書に記載される鎖シャトリング触媒作用を介したジブロックの形成のための個々の触媒速度論及び重合機構の理解に基づいて、これらの統計上のオレフィンブロックコポリマーについて有効である。このCBCI及びMBCI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/AOP)とポリエチレン(この例ではCEP/EP)との単純なブレンドである場合よりも、単離されたPPの量が少ないことを示す。その結果、ポリエチレン画分は、さもなければ、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には存在しない、相当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、質量平衡計算を実行して、ポリプロピレン画分及びポリエチレン画分の量ならびにHTLCによって分離された画分のそれぞれに存在するプロピレンの重量%から、CBCI/MBCIを推定することができる。
C3全体の重量%=wpp(C3PPの重量%)+wPE(C3PEの重量%) 等式1
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構成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構成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=ポリマー全体中に存在するPPの重量分率
C3PPの重量%=PP構成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構成成分またはブロック中のプロピレンの重量パーセント
w単離されたPP=HTLCから単離された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%、
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%=ポリマー全体中のプロピレンの総重量%
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%(等式4)
C3PPの重量%=PP構成成分またはブロック中のプロピレンの重量%(定義済み)
C3PEの重量%=PE構成成分またはブロック中のプロピレンの重量%(定義済み)
wPP−ジブロック=HTLCによってPE画分と共に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画分と共に分離されたジブロック中のPPの重量分率(等式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(等式5)
以下の材料は、ブレンド組成物中で主に使用され、対応する適切な特性は、以下に提供される。
実施例1〜8(表7)ならびに比較例A〜C(表8)に対応する圧縮成形試料の調製のためのブレンドを、以下の近似配合に従って調製し、以下の特性に関して分析する。回転を50RPMに設定したHAAKE(商標)Rheomix3000研究室混合機で、構成成分の調合を実行する。混合機を190℃まで予熱し、ラムを固定した後に190℃で5分間混合を維持する。混合中、0.2重量%の追加量のAOを配合物のそれぞれに添加する。調合及びペレット化に続いて、Tetrahedronプレスを使用した圧縮成形によってプラークを調製し、ここで、12×12×0.126インチの金型を使用して、ペレットを5,000ポンドの圧力で、190℃で1分間予溶融し、次いで、40,000ポンドの圧力で、190℃で4分間押圧する。その後、プラークをプレスから取り外した直後に、氷浴内で高速急冷した。公称プラーク厚さは、約0.125インチであった。
実施例9〜16ならびに比較例D及びEに対応する射出成形試料の調製のためのブレンドを、以下の近似配合に従って調製し、かつ以下の特性に関して分析する。実施例のブレンド及び調合を、汎用スクリューを使用するZSK30二軸押出機で実行する。温度を200℃に、かつスクリューRMPを200に維持する。生成物をペレット化し、KRAUSS MAFFEI KM110射出成形機上のミラー仕上げの金型を使用して、4インチ×6インチ×0.126インチのプラークに射出成形する。ポリマーを200℃で溶融し、2000バールの圧力で3.0〜3.5秒かけて注入する。金型温度を15〜38℃に維持する。材料組成に応じて、金型圧力を30秒間200〜300バールに維持する。冷却温度は、20秒である。公称プラーク厚さは、0.125インチである。試験片を、プラークの中央から機械方向に切断して、縁部の非均一性によるいかなる衝撃も最小化する。
本願発明には以下の態様が含まれる。
項1.
組成物であって、
(A)エチ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%のエチレン含有量、0.1g/10分〜100.0g/10分のメルトインデックス(190℃、2.16kgでのASTM D−1238)、及び0.935g/cm3〜0.965g/cm3の密度を有する少なくとも1つの前記エチレン系ポリマーを含む、10重量%〜90重量%のエチレン構成成分と、
(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%のプロピレン含有量、及び0.5g/10分〜200.0g/10分のメルトフローレート(230℃、2.16kgでのASTM D−1238)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%〜90重量%のプロピレン構成成分と、
(C)少なくともエチレン、及びC3−10アルファ−オレフィンのうちの1つであるアルファ−オレフィンに由来する特定のブロック複合体を含む、1重量%〜20重量%の複合体構成成分と、を含み、
前記特定のブロック複合体が、69モル%〜90モル%のエチレン含有量を有するエチレン系ポリマーと、少なくとも前記アルファ−オレフィンに由来するアルファ−オレフィン系ポリマーと、エチレンブロック及びアルファ−オレフィンブロックを含むブロックコポリマーと、を含み、前記ブロックコポリマーの前記エチレンブロックが、前記ブロック複合体中の前記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アルファ−オレフィンブロックが、前記ブロック複合体の前記アルファ−オレフィン系ポリマーと同じ組成を有する、前記組成物。
項2.
前記アルファ−オレフィンが、プロピレンである、項1に記載の組成物。
項3.
少なくとも前記特定のブロック複合体が、前記複合体構成成分中に存在し、前記アルファ−オレフィン系ポリマーが、61モル%〜90モル%のアルファ−オレフィン含有量を有し、
前記特定のブロック複合体が、0を超え、かつ1.0未満である変性ブロック複合体インデックスを有する、項1または項2に記載の組成物。
項4.
前記プロピレン系ポリマーが、0.870g/cm3〜0.910g/cm3の密度を有する、項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
項5.
少なくとも1つのエチレン−オクテンコポリマーを含む追加のポリマー構成成分を更に含む、項1〜4のいずれか1項に記載の組成物。
Claims (4)
- 組成物であって、
(A)エチ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%のエチレン含有量、0.1g/10分〜100.0g/10分のメルトインデックス(190℃、2.16kgでのASTM D−1238)、及び0.935g/cm3〜0.965g/cm3の密度を有する少なくとも1つの前記エチレン系ポリマーを含む、40重量%〜90重量%のエチレン構成成分と、
(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%のプロピレン含有量、及び0.5g/10分〜200.0g/10分のメルトフローレート(230℃、2.16kgでのASTM D−1238)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%〜90重量%のプロピレン構成成分と、
(C)少なくともエチレン、及びC3−10アルファ−オレフィンのうちの1つであるアルファ−オレフィンに由来する特定のブロック複合体を含む、1重量%〜20重量%の複合体構成成分と、を含み、
前記特定のブロック複合体が、69モル%〜90モル%のエチレン含有量を有するエチレン系ポリマーと、少なくとも前記アルファ−オレフィンに由来するアルファ−オレフィン系ポリマーと、エチレンブロック及びアルファ−オレフィンブロックを含むブロックコポリマーと、を含み、前記ブロックコポリマーの前記エチレンブロックが、前記ブロック複合体中の前記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アルファ−オレフィンブロックが、前記ブロック複合体の前記アルファ−オレフィン系ポリマーと同じ組成を有する、前記組成物。 - 前記アルファ−オレフィンが、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、0.870g/cm3〜0.910g/cm3の密度を有する、請求項1または請求項2に記載の組成物。
- 少なくとも1つのエチレン−オクテンコポリマーを含む追加のポリマー構成成分を更に含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
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