CN105358620B - 基于乙烯的聚合物及由其制造的制品 - Google Patents
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Abstract
描述了聚合物组合物,其包含基于乙烯的聚合物和熔体强度为20.0cN‑200.0cN的宽分子量分布的基于丙烯的聚合物;以及任选的,基于丙烯的弹性体。本发明还包括由所述组合物制造的制品,例如膜,制造所述组合物的方法和改进熔体强度的方法。
Description
发明领域
本发明涉及包含基于乙烯的聚合物、宽分子量分布的基于丙烯的聚合物和任选的基于丙烯的弹性体的组合物。还描述了由其制造的制品和制造制品的方法,所述制品特别是膜,尤其是厚膜和半透膜。
发明背景
使用常规高压工艺制造的低密度聚乙烯(LDPE)和在气相工艺中使用齐格勒-纳塔催化剂制造的线性低密度聚乙烯(LLDPE),以及由其制造的共混物和制品,都是本领域熟知的。虽然这样的聚乙烯有时是优选的,因为它们为许多需求提供了相对低成本的解决方案,但它们的性质对于一些应用来说使得它们不如其它聚乙烯那样期望。例如,LLDPE和LDPE膜由于缺乏熔体强度而不能在高杆吹泡膜(high-stalk bubble blown film)生产线上制造,因此以平衡的纵向(MD)-横向(TD)收缩性质制造。而且,厚膜(gauge film)由于缺乏熔体强度也不能用LLDPE在低杆(low-stalk)工艺中以合理的生产线速度。
某些茂金属催化的聚乙烯因为它们的熔体强度能用于高杆工艺并用于在低杆工艺中生产厚厚度膜,并且也能赋予制造的膜期望的韧性和光学性质。这些茂金属-催化的聚乙烯能够生产厚度薄的具有高TD收缩能力的膜,该膜具有良好的韧性(特别是通过例如MD撕裂,落标和穿刺耐性)和良好光学性质(例如低雾度和高光泽)。
然而,茂金属催化的聚乙烯有时需要较高的熔体强度,并且尝试在这样的目标下将其与聚丙烯共混。因此,发现虽然共混到茂金属催化的聚乙烯的聚丙烯可提供另外的熔体强度,但在两种树脂之间的混溶性差,可导致不令人期望的机械和光学性质。还发现对具有提高的弹性和加工能力聚乙烯-聚丙烯共混物的另外的需求。
背景参考文献包括WO 2007/003523和EP 0757069 A。
发明概述
在一方面,提供了一种聚合物组合物,其包含:(a)基于乙烯的聚合物;(b)基于丙烯的聚合物,其MWD大于5.0且熔体强度为20.0cN-200.0cN;以及(c)任选的,基于丙烯的弹性体包含至少约60.0wt.%得自丙烯的单元和约5.0-约25.0wt.%得自乙烯的单元,基于所述基于丙烯的弹性体的总重量计,其中所述基于丙烯的弹性体的熔化热为低于约80.0J/g。
在另一方面,这里的实施方案提供了改进基于乙烯的聚合物的熔体强度的方法,包括:将所述基于乙烯的聚合物与12.5-30.0wt.%的基于丙烯的聚合物合并,所述基于丙烯的聚合物的MWD大于5.0,特别是5.0-20.0,或约6.0-15.0且熔体强度为20.0cN-200.0cN。
再另一方面提供了制备聚合物组合物的方法,包括:将至少以下合并:(a)基于乙烯的聚合物;(b)基于丙烯的聚合物,其MWD大于5.0且熔体强度为20.0cN-200.0cN,特别是约50cN-200cN;以及(c)任选的,基于丙烯的弹性体包含至少约60.0wt.%得自丙烯的单元和约5.0-约25.0wt.%得自乙烯的单元,基于所述基于丙烯的弹性体的总重量计,其中所述基于丙烯的弹性体的熔化热为低于约80.0J/g。
特定的实施方案提供了至少由以下形成的组合物:(a)65.0-90.0wt.%的基于乙烯的聚合物包含约80.0-99.0wt.%的得自乙烯的聚合物单元和约1.0-约20.0wt.%的得自一种或多种C3-C20α-烯烃共聚单体的聚合物单元;所述基于乙烯的聚合物的CDBI≥70.0;熔体指数I2.16为约0.05-约0.50g/10min.;密度为约0.930-约0.950g/cm3;以及MWD为约2.5-约5.5;(b)10.0-35.0wt.%的基于丙烯的聚合物,其MWD大于5.0且熔体强度为20.0cN-200.0cN;以及(c)0-约25.0wt.%的一种或多种基于丙烯的弹性体,其包含至少约60.0wt.%得自丙烯的单元和约5.0-约25.0wt.%得自乙烯的单元,基于所述基于丙烯的弹性体的总重量计,其中所述基于丙烯的弹性体的熔化热为低于约80.0J/g。
再其它特定的实施方案提供了至少由以下形成的组合物:(a)65.0-90.0wt.%的基于乙烯的聚合物包含约80.0-99.0wt.%的得自乙烯的聚合物单元和约1.0-约20.0wt.%的得自一种或多种C3-C20α-烯烃共聚单体的聚合物单元;所述基于乙烯的聚合物在2.50×104-1.00×106Pa,优选2.50×104-1.00×105Pa的复数模量G*具有局部最大损耗角,且在1.00×104-3.00×104Pa,优选1.25×104-2.00×104Pa的复数模量G*有局部最小损耗角;(b)10.0-35.0wt.%的基于丙烯的聚合物,其MWD大于5.0且熔体强度为20.0cN-200.0cN;以及(c)0-约25.0wt.%的一种或多种基于丙烯的弹性体,其包含至少约60.0wt.%得自丙烯的单元和约5.0-约25.0wt.%得自乙烯的单元,基于所述基于丙烯的弹性体的总重量计,其中所述基于丙烯的弹性体的熔化热为低于约80.0J/g。
还包括制品,特别是膜或半透膜,其由任意上述组合物或方法形成。
附图简述
图1显示了本文描述的特定示例性组合物的动态振荡剪切(sheer)性能。
图2显示了本文描述的特定示例性组合物的Van Gurp-Palmen性能。
图3显示了本文描述的特定示例性组合物的熔体强度性能。
图4显示了本文描述的特定示例性组合物的相容性。
图5显示了本文描述的特定示例性组合物的熔体强度。
图6显示了本文描述的特定示例性组合物的熔体强度和斜率改变比。
本发明实施方案的说明
本发明的实施方案提供了具有出乎意料的性质组合的聚合物组合物,特别是当形成为制品例如膜,尤其是厚膜和半透膜时。还出乎意料的是,已经发现,在特定浓度下,本文所述的乙烯聚合物与本文所述的宽分子量基于丙烯的聚合物相容,从而优选地使所述基于乙烯的聚合物的熔体强度通过该基于丙烯的聚合物的存在而改善。在特定实施方案中,所述基于乙烯的聚合物的流变和/或其它性质在共混物中基本上得到了保留。当期望提高的相容性或弹性时,可包含任选的基于丙烯的弹性体。
在以下说明中,本文披露的所有数值都是近似值,不论词语“约”或“大约”是否与其一起使用。所述树脂可变化1%,2%,5%,并且有时变化10-20%。当披露了具有下限RL和上限RU的数值范围时,则也具体披露了任何落入该范围内的数值。尤其是,在该范围内的以下数值也被具体披露了:R=RL+k*(RU-RL),其中k为范围在1%到100%且以1%递增的变量,即,k为1%,2%,3%,4%,5%,…,50%,51%,52%,…,95%,96%,97%,98%,99%,或100%。此外,由上述限定的两个R数值限定的任何数值范围也都被具体披露了。
为了为了本发明的目的,“烯烃(olefin)”也可称为“烯烃(alkene)”,是包含碳和氢且具有至少一个双键的直链、支链、或环状化合物。为了本说明书和其所附权利要求的目的,当聚合物或共聚物被称为包含烯烃时,存在于这种聚合物或共聚物的烯烃是聚合形态的烯烃。例如,当共聚物被描述为具有35wt%-55wt%的“丙烯”含量时,应理解的是,共聚物中的链节单元得自聚合反应中的丙烯和所述得到的单元基于所述共聚物的重量计以35wt%-55wt%存在。
为了为了本发明的目的,“聚合物”具有两个或更多个相同或不同的“链节”单元。“均聚物”是具有相同链节单元的聚合物。“共聚物”是具有两种或更多种各自不同的链节单元的聚合物。“三聚物”是具有三种各自不同的链节单元的聚合物。关于链节单元的“不同”的表示链节单元彼此之间有至少一个原子不同或是不同的异构体。因此,本文所使用的共聚物的定义包括三聚物等。“基于乙烯的聚合物”包含至少50mol%得自乙烯的聚合物单元,“基于丙烯的聚合物”为聚合物或共聚物,其包含至少50mol%得自丙烯的聚合物单元,并以此类推。
为了本公开内容的目的,术语“α-烯烃”包括C2-C22烯烃。α-烯烃的非限制性的例子包括乙烯,丙烯,1-丁烯,1-戊烯,1-己烯,1-庚烯,1-辛烯,1-壬烯,1-癸烯,1-十一烯1-十二烯,1-十三烯,1-十四烯,1-十五烯,1-十六烯,1-十七烯,1-十八烯,1-十九烯,1-二十烯,1-二十一烯,1-二十二烯,1-二十三烯,1-二十四烯,1-二十五烯,1-二十六烯,1-二十七烯,1-二十八烯,1-二十九烯,1-三十烯,4-甲基-1-戊烯,3-甲基-1-戊烯,5-甲基-1-壬烯,3,5,5-三甲基-1-己烯,乙烯基环己烷,和乙烯基降冰片烷。环烯烃和二烯烃非限制性的例子包括环丙烯,环丁烯,环戊烯,环己烯,环庚烯,环辛烯,环壬烯,环癸烯,降冰片烯,4-甲基降冰片烯,2-甲基环戊烯,4-甲基环戊烯,乙烯基环己烷,降冰片二烯,二环戊二烯,5-亚乙基-2-降冰片烯,乙烯基环己烯,5-乙烯基-2-降冰片烯,1,3-二乙烯基环戊烷,1,2-二乙烯基环己烷,1,3-二乙烯基环己烷,1,4-二乙烯基环己烷,1,5-二乙烯基环辛烷,1-烯丙基-4-乙烯基环己烷,1,4-二烯丙基环己烷,1-烯丙基-5-乙烯基环辛烷,和1,5-二烯丙基环辛烷。
共混物组合物
本文所述的组合物典型地包括至少一种基于乙烯的聚合物和至少一种基于丙烯的聚合物。一些实施方案,特别是当期望改进的弹性时,可任选地包含基于丙烯的弹性体。
典型地,该组合物包含约50.0-约90.0wt.%的一种或多种以下进一步详细描述的基于乙烯的聚合物,特别是70.0-99.0wt.%,85.0-99.0wt.%,或90.0-98.0wt.%。该组合物中基于乙烯的聚合物的量的上限可为99.5wt.%,99.0wt.%,98.5wt.%,98.0wt.%,97.5wt.%,97.0wt.%,96.5wt.%,96.0wt.%,95.0wt.%,92.5wt.%,90.0wt.%,85.0wt.%,80.0wt.%,75.0wt.%,70.0wt.%,65.0wt.%,60.0wt.%,55.0wt.%,或50.0wt.%。该组合物中的基于乙烯的聚合物的量的下限可为50.0wt.%,55.0wt.%,60.0wt.%,65.0wt.%,70.0wt.%,75.0wt.%,80.0wt.%,85.0wt.%,90.0wt.%,92.5wt.%,95.0wt.%,96.0wt.%,96.5wt.%,97.0wt.%,97.5wt.%,98.0wt.%,98.5wt.%,99.0wt.%或99.5wt.%。还涵盖了包括基于乙烯的聚合物的任何上限和下限(例如55.5-99.5wt.%,90.0-97.5wt.%,92.5-98.0wt.%,75.0-96.5wt.%等)的组合物。
实施方案通常包括约10.0-约50.0wt.%的一种或多种基于丙烯的聚合物,特别是10.0-45.0wt.%,10.0-40.0wt.%,或10.0-30.0wt.%。在特定实施方案中,基于丙烯的聚合物的量的上限可为25.0wt.%,22.5wt.%,20.0wt.%,17.5wt.%,15.0wt.%,12.5wt.%,或10.0wt.%。在一些实施方案中基于丙烯的聚合物的量的下限可为10.0wt.%,12.5wt.%,15.0wt.%,17.5wt.%,20.0wt.%,22.5wt.%,25.0wt.%,30.0wt.%,35.0wt.%,40.0wt.%,45.0wt.%,或50.0wt.%。还涵盖包括基于丙烯的聚合物任何上限和下限(例如12.5-22.5wt.%,20.0-40.0wt.%,15.0-35.0wt.%,10.0-15.0wt.%,17.5-50.0wt.%等)的组合物。
实施方案任选地包括大于0(例如约0.1)-约25.0wt.%的一种或多种基于丙烯的弹性体,特别是5.0-20.0wt.%,5.0-15.0wt.%,或5.0-10.0wt.%。在特定实施方案中,基于丙烯的弹性体的量的上限可为25.0wt.%,22.5wt.%,20.0wt.%,17.5wt.%,15.0wt.%,12.5wt.%,10.0wt.%,7.5wt.%,5.0wt.%,4.0wt.%,3.0wt.%,2.0wt.%,1.0wt.%,0.75wt.%,0.50wt.%,0.30wt.%,0.2wt.%,或0.1wt.%。在一些实施方案中基于丙烯的弹性体的量的下限可为0.10wt.%,0.20wt.%,0.30wt.%,0.50wt.%,0.75wt.%,1.0wt.%,2.0wt.%,3.0wt.%,4.0wt.%,5.0wt.%,7.5wt.%,10.0wt.%,12.5wt.%,15.0wt.%,17.5wt.%,20.0wt.%,22.5wt.%,或25.0wt.%。还涵盖了包含基于丙烯的弹性体的任何上限和下限(例如1.0-20.0wt.%,2.0-15.0wt.%,5.0-12.5wt.%,10.0-15.0wt.%,或10.0-20.0wt.%等)的组合物。
该组合物可使用常规设备和方法形成,例如通过干燥共混各个组分,然后在混合机中熔体混合,或通过将各组分直接在混合机中混合在一起,所述混合机例如Banbury混合机、Haake混合机、Brabender内部混合机或单或双螺杆挤出机,其可包括直接在聚合工艺下游使用的配混挤出机和侧壁侧臂挤出机,可包括在膜挤出机的加料斗处共混树脂的粉末或粒料。
另外,添加剂可根据需要包含于共混物中,在共混物的一种或多种组分中,和/或在该共混物形成的产品(例如膜)中。这样的添加剂在本领域是已知的,并且可以包括例如:填料;抗氧化剂(例如位阻酚类,例如IRGANOXTM 1010或IRGANOXTM 1076,可购自Ciba-Geigy);亚磷酸盐(例如IRGAFOSTM 168,可购自Ciba-Geigy);防粘添加剂;增粘剂,例如聚丁烯类、萜烯树脂类、脂族和芳族烃树脂类、碱金属和甘油硬脂酸盐类和氢化松香类;UV稳定剂;热稳定剂;抗粘连剂;脱模剂;抗静电剂;颜料;着色剂;染料;蜡;二氧化硅;填料;滑石等。因此,根据任意本文披露的实施方案的聚丙烯树脂可进一步包含大于或等于约0.01wt.%的一种或多种填料;抗氧化剂;防粘剂;增粘剂;UV稳定剂;热稳定剂;抗粘连剂;脱模剂;抗静电剂;颜料;着色剂;染料;蜡;二氧化硅;滑石;或它们的组合。
共混物性质
在一些实施方案中,共混物组合物可具有的熔体强度为5.0-30.0cN,特别是8.0-25.0cN,9.0-20cN,10.0-18.0cN,10.0-17.0cN,或12.0-16.0cN,使用拉伸流变仪在190℃测定。
另外,或备选地,一些共混物组合物可具有的复数模量G* 50为约2.50×103Pa-约1.0×104Pa,优选3.00×103Pa-约1.0×104Pa。复数模量可以在其它损耗角。一些特定共混物在40°损耗角δ下的复数模量G* 40为1.00×105Pa-约2.0×105Pa,特别是1.25×105Pa-约1.75×105Pa,1.40×105Pa-约1.60×105Pa。一些基于乙烯的聚合物在40.0-55.0°的损耗角δ,特别是45.0-52.5°,或45.0°-50.0°下具有G*=5,000Pa,例如G* 45.5=5.00×103Pa,G* 47.0=5.00×103Pa,或G* 50.0=5.00×103Pa。
虽然一些共混物可特征在于值为在上述特定损耗角下的复数模量G*,当在损耗角30-90°的范围考虑时,另一种描述发明的一些共混物的方式涉及复数模量值的特征。一些此类共混物在G*值为2.50×104-1.00×105Pa,2.50×104-8.0×104Pa,或2.5×104-6.0×104Pa具有局部最大损耗角。在一些实施方案中,共混物在1.00×104-3.00×104Pa,1.25×104-2.50×104Pa或1.40×104-2.25×104Pa的复数模量G*具有局部最小损耗角。在一些实施方案中,局部最大损耗角为40.0-50.0°,优选40.0-45.0°,更优选42.5-45.0°。虽然不是关键的,一些共混物可具有的局部最小损耗角为40.0-50.0°,优选40.0-45.0°,或更优选40.0-42.5°。在一些这样的共混物中,存在上述最大和最小值两者。
组合物,特别是具有<50.0wt.%,特别是10-40wt.%,10-30wt.%,10-25.0wt.%,10.0-25.0wt.%,或12.5-20.0wt.%的基于丙烯的聚合物的那些,可具有期望的环境应力开裂耐受性(ESCR)性能。ESCR(弯曲带)根据ASTM D1693,条件B,10%IGEPALTM(一种壬基苯氧基聚(乙氧基)乙醇表面活性剂,可购自Rhone Polenc,Cranbury,N.J.)。ESCR值可为约5.00×102-3.00×103,特别是7.50×102-2.50×103小时,或1.00×103-2.0×103小时。
特定共混物可描述为具有改进的熔体强度。本文使用的术语“改进的熔体强度”在一种情况下是指组合物的熔体强度大于由共混物规则所预期的,其中根据共混物规整预期的值是通过组合物的基于乙烯的聚合物和基于丙烯的聚合物的加权平均熔体强度得到的。除了所述基于乙烯的聚合物和基于丙烯的聚合物例如任选的基于丙烯的弹性体之外的组分应忽略于此目的。例如,包含80wt.%基于乙烯的聚合物、10wt.%基于丙烯的聚合物和10wt.%基于丙烯的弹性体的组合物应视为包含80.0/90.0wt.%基于乙烯的聚合物和10/90.0wt.%基于丙烯的弹性体。以图形表示,共混物规则熔体强度值为组合物在连接基于乙烯的聚合物和基于丙烯的聚合物的各熔体强度值的线上的熔体强度值。熔体强度值可以通过首先所述基于乙烯的聚合物和基于丙烯的聚合物的各熔体强度值相对于基于丙烯的聚合物的含量作图。在该图中,基于乙烯的聚合物的熔体强度值在值为0.0wt.%处,而基于丙烯的聚合物的熔体强度值在值为100.0wt.%处。连接这两个点的直线的方程可以容易地确定。然后所研究的组合物的熔体强度的共混物规则值在该直线方程中使用共混物中的基于丙烯的聚合物的wt.%来计算。
由于通常预期共混物性质值将低于通过共混物规则预测的线性关系预测的值,“提高的熔体强度”也可以在熔体强度低于通过共混物规则的较简单假设所预测的值时存在。但由于熔体强度值随含有高浓度基于丙烯的弹性体的组合物中基于丙烯的聚合物的含量的小改变而快速变化,熔体强度的相对值对表达熔体强度改进中的用途有限。因此,在熔体强度可低于通过共混物规则预测值的情况下,本文使用的术语“改进的熔体强度”是指,组合物具有大于10.0wt.%基于丙烯的聚合物,且斜率改变比(SCR)大于1.0。SCR10可以定义为:连接具有X wt.%基于丙烯的聚合物的组合物的熔体强度至基于乙烯的聚合物本身的熔体强度线的斜率,然后该斜率除以连接具有(X-10)wt.%基于丙烯的聚合物的组合物的熔体强度至基于乙烯的聚合物本身的熔体强度的线的斜率。特定的组合物的SCR10大于2.0,特别是2.0-20.0,3.0-20.0,4.0-20.0,4.0-15.0,4.0-10.0,4.0-8.0,或4.0-6.0(基于基于乙烯的聚合物和基于丙烯的聚合物的量)。换句话说,当基于乙烯的聚合物的熔体强度为10cN时,对于具有80wt.%的基于乙烯的聚合物、20wt.%的基于丙烯的聚合物(PP)且熔体强度为40cN的组合物来说,该80/20共混物的的斜率为(40cN-10cN)/(20wt.%-0wt.%)=1.5cN/wt.%PP。制备包含90.0wt.%的基于乙烯的聚合物和10.0wt.%的基于丙烯的聚合物的组合物并测量其熔体强度。假设这样的90/10组合物的熔体强度为15cN,其斜率为(15cN-10cN)/(10wt.%-0wt.%)=0.5cN/wt.%PP。因此该80/20组合物的SCR10为1.5/0.5=3.0。一些组合物,特别是在熔体强度改进非常明显时,具有SCR5(定义为连接具有Xwt.%基于丙烯的聚合物的组合物的熔体强度至基于乙烯的聚合物本身的熔体强度线的斜率除以连接具有(X-5)wt.%基于丙烯的聚合物组合物的熔体强度至基于乙烯的聚合物本身的熔体强度的线的斜率)大于2.0,特别是2.0-20.0,3.0-20.0,4.0-20.0,4.0-15.0,4.0-10.0,4.0-8.0,或4.0-6.0(基于基于乙烯的聚合物和基于丙烯的聚合物的量)。
虽然这样的熔体强度改进可在各种共混物中是明显的或由各种共混物计算,但熔体强度改进应解释为适用基于乙烯的聚合物含量的整个范围。换句话说,虽然该熔体强度改进可在20.0-30.0wt.%基于丙烯的聚合物的区间发生,但这应解释为涵盖了只要将一定量的基于丙烯的聚合物加入基于乙烯的聚合物就达到了具有至少20.0wt.%基于丙烯的聚合物的组合物的情况。这不应解释为是指,熔体强度改进只在将基于丙烯的聚合物加入其中已经具有20.0wt.%的基于丙烯的聚合物的组合物中才发生。
基于乙烯的聚合物
本文所述的基于乙烯的聚合物组合物是指这样的聚乙烯共聚物,其具有约99.0-约80.0wt.%,99.0-85.0wt.%,99.0-87.5wt.%,99.0-90.0wt.%,99.0-92.5wt.%,99.0-95.0wt.%,或99.0-97.0wt.%的得自乙烯的聚合物单元和约1.0-约20.0wt.%,1.0-15.0wt.%,1.0-12.5wt.%,1.0-10.0wt.%,1.0-7.5wt.%,1.0-5.0wt.%,或1.0-3.0wt.%的得自一种或多种C3-C20α-烯烃共聚单体的聚合物单元,该α-烯烃共聚单体优选C3-C10α-烯烃,更优选C4-C8α-烯烃。该α-烯烃共聚单体可为线性或支化的,并且如需要可使用两种或更多种共聚单体。合适的共聚单体的实例包括丙烯,丁烯,1-戊烯;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-戊烯;1-己烯;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-己烯;1-庚烯;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-庚烯;1-辛烯;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-辛烯;1-壬烯;具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-壬烯;乙基、甲基或二甲基取代的1-癸烯;1-十二碳烯;以及苯乙烯。特别合适的共聚单体包括1-丁烯、1-己烯和1-辛烯,1-己烯是最优选的。
典型地,基于乙烯的聚合物的CDBI为至少70%,优选≥80.0%,优选≥85.0%,优选≥90.0%;例如70.0-98%,80.0-95.0%或85.0-90.0%。
特定实施方案的基于乙烯的聚合物可特征在于具有长链支链。长链支链上的碳原子数范围在链长至少一个碳且小于共聚单体中总碳数两个碳,到几千个。例如,基于乙烯/己烯乙烯的聚合物的长链支链为至少五个(5)碳的长度(即,6个碳减2等于4个碳,再加1等于长链支链的五个碳的最小支链长度)。特定的基于乙烯的聚合物每1000个碳原子具有0.05-1.0个,特别是0.05-0.5个,0.1-0.4,或0.2-0.3个长链支链。长链支化水平大于每1000个碳原子1.0个长链支链的基于乙烯的聚合物可具有一些有益的性质,例如改进的加工能力,剪切变薄,和/或延迟熔体断裂,和/或改进的熔体强度。长链支链典型地表示通过再引入乙烯基封端的大单体形成的支链,而不是通过引入共聚单体形成的支链。
典型地,这样的聚乙烯具有的g'vis为0.85-0.98,特别是,0.87-0.97,0.89-0.97,0.91-0.97,或0.93-0.95。
另外或备选地,一些特别是合适的基于乙烯的聚合物的复数模量G* 60为<2.50×103Pa,优选<2.00×103Pa。复数模量可以在其它损耗角测量。一些特定基于乙烯的聚合物在50°损耗角δ下的复数模量G* 50<50.00x103Pa,优选<25.00x103Pa,优选<20.00x103Pa,优选<10.00x103Pa,优选<5.00x103Pa。一些基于乙烯的聚合物在≤62.5°,特别是≤60.0°,或60.0°-62.5°损耗角δ下具有G*=2,000,即G* ≤62.5°=2.00×103,=G* ≤60.0°2.00×103,或G* 60.0°-62.5°=2.00×103。
虽然一些聚合物可特征在于在上述特定损耗角下的复数模量的值,另一描述本发明的一些基于乙烯的聚合物的方式涉及当考虑30-90°的损耗角范围时的复数模量G*值的特征。这样的基于乙烯的聚合物可在G*值为2.50×104-1.00×106Pa,优选2.50×104-1.00×105Pa具有局部最大损耗角,并且在复数模量G*1.00×104-3.00×104Pa,优选1.25×104-2.00×104Pa具有局部最小损耗角。在一些这样的基于乙烯的聚合物,局部最大损耗角为40.0-50.0°,优选40.0-45.0°,更优选42.5-45.0°。虽然不是关键的,一些基于乙烯的聚合物可在40.0-50.0°,优选40.0-45.0°,更优选40.0-42.5°具有局部最小损耗角。
一些基于乙烯的聚合物还具有在10sec-1下的应变硬化比1.0-10.0。该应变硬化比的范围上限可为9.0,8.0,7.0,6.0,5.0,4.0,3.0,或2.0。该应变硬化比的范围下限可为2.0,3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,8.0,或9.0。任何下限和上限的组合应视为由所述应变硬化比的上下限披露了,例如2.0-9.0,3.0-7.0,1.0-4.0,或3.0-4.0等。
所述基于乙烯的聚合物优选的熔体指数I2.16为约0.05-约5.0g/10min.,特别是0.1-2.0g/10min.,0.1-1.0g/10min.,0.1-0.5g/10min.,0.1-0.35g/10min.或0.10-0.30g/10min.,更特别是0.15-0.35g/10min。一些基于乙烯的聚合物还具有高载荷熔体指数I21.6为约5.0-约20.0g/10min.,特别是约7.0-约15.0g/10min.,更特别是约9.0-约12.0g/10min。基于乙烯的聚合物的熔体指数比(I21.6/I2.16)的下限为约10.0且上限为约400.0。熔体指数比的下限可为15.0,20.0,30.0,40.0,50.0,55.0,60.0,65.0,或70.0。熔体指数比的上限可为300.0,200.0100.0,95.0,90.0,80.0,75.0,或70.0。任何下限和上限的组合应视为通过上述熔体指数比的上下限披露了,例如10.0-400.0,40.0-200.0,50.0-100.0,60.0-80.0等。
特定的基于乙烯的聚合物的密度为约0.910-0.960g/cm3,特别是0.912-约0.955g/cm3;0.915-约0.955g/cm3;0.925-约0.955g/cm3;更特别是0.930-0.950g/cm3,或0.935-0.945g/cm3。
典型地,但不是必须的,基于乙烯的聚合物的分子量分布(MWD)为约2.5-约5.5,优选4.0-5.0。
一些基于乙烯的聚合物还可特征在于平均1%正割模量(M)为10,000-60,000psi(磅每平方英寸),并且M与g/mil表示的落标抗冲强度(DIS)符合式(A):
其中“e”表示2.7183,自然对数底,M为psi表示的平均模量,DIS为26英寸落标抗冲强度。DIS优选为约120-约1000g/mil,甚至更优选约150-约800g/mil。认为落标抗冲强度与平均1%正割模量之间的关系是基于乙烯的聚合物的长链支化指标。
一些这样的mPE可以商品名EnableTM mPE树脂购自ExxonMobil ChemicalCompany。
虽然可使用任何合适的聚合方法(包括溶液或淤浆聚合法),但本发明的基于乙烯的聚合物可容易地通过连续气相聚合使用担载催化剂获得,该担载催化剂包含活化的分子离散的催化剂,基本上不存在基于烷基铝的清除剂(例如三乙基铝(TEAL)、三甲基铝(TMAL)、三异丁基铝(TIBAL)、三正己基铝(TNHAL)等)。可用于实施本发明的茂金属催化剂和催化剂体系的非限制性实例包括描述于美国专利5,466,649,6,476,171,6,225,426和7,951,873中的那些;以及其中引用的文献中的那些,所有这些文献通过引用全部纳入本申请。特别是有用的催化剂体系包括担载二甲基甲硅烷基双(四氢茚基)二氯化锆。其它合适的工艺描述于例如美国专利4,543,399,4,588,790,5,028,670,5,317,036,5,352,749,5,405,922,5,436,304,5,453,471,5,462,999,5,616,661和5,668,228中,所有这些文献通过引用全部纳入本申请。
制备适用于本文所述的组合物的基于乙烯的聚合物的再其它工艺包括描述于美国专利5,627,242,5,665,818和5,677,375中的那些,以及欧洲公布专利申请EP-A-0794200,EP-A-0802202和EP-B-634421中的那些,所有这些文献通过引用全部纳入本申请。在淤浆或气相工艺中在基本上不存在或完全不含任何清除剂的情况下操作可能是有利的,如描述于PCT公布WO 96/08520中的,该文献通过引用全部纳入本申请。另外,使用加工连续性助剂,虽然不是必要的,但可能在任何前述工艺中是期望的。这样的连续性助剂对于本领域技术人员来说是熟知的,并且包括例如金属硬脂酸盐。
基于丙烯的聚合物
适于这里的基于丙烯的聚合物包含至少50mol%的得自丙烯的聚合物单元且使用拉伸流变仪在190℃测定的熔体强度为至少20cN。根据这里披露的任何实施方案的基于丙烯的聚合物可包含至少50mol%得自丙烯的聚合物单元,并且使用如本文所述的拉伸流变仪在190℃测定的熔体强度为至少35.0cN,或至少40.0cN,或至少45.0cN,或至少50.0cN,或至少55.0cN,或至少60.0cN,或至少65.0cN,或至少70.0cN,或至少75.0cN,或至少80.0cN,或约20.0cN-200.0cN,约50.0cN-200.0cN,或约60.0cN-150.0cN,或约70.0cN-200.0cN,或它们的任意组合。换句话说,在一些实施方案中,熔体强度值的下限可为例如20.0cN,25.0cN,30.0cN,35.0cN,40.0cN,45.0cN,50.0cN,55.0cN,60.0cN,65.0cN,70.0cN,75.0cN,80.0cN,90.0cN,100.0cN,125.0cN,150.0cN,175.0cN,或200.0cN,且该值的上限可为35.0cN,40.0cN,45.0cN,50.0cN,55.0cN,60.0cN,65.0cN,70.0cN,75.0cN,80.0cN,90.0cN,100.0cN,125.0cN,150.0cN,175.0cN,或200.0cN中的任一个。
可在这里使用的基于丙烯的聚合物可包含至少50.0mol%,或至少75mol%,或至少80mol%,或至少90mol%,或至少95mol%,或至少99mol%的得自丙烯的聚合物单元。一些基于丙烯的聚合物为聚丙烯均聚物。基于丙烯的聚合物中得自丙烯的单元的含量的下限可为50.0mol%,60.0mol%,75.0mol%,80.0mol%,85.0mol%,90.0mol%,95.0mol%,98.0mol%,99.0mol%,或100.0mol%。有选择的基于丙烯的聚合物的上限为50.0mol%,60.0mol%,75.0mol%,80.0mol%,85.0mol%,90.0mol%,95.0mol%,98.0mol%,99.0mol%,99.9mol%,或100.0mol%。还涵盖了这些下限和上限的组合,例如50.0-99.0mol%,60.0-75.0mol%,或90.0-99.9mol%等。
可在这里使用的基于丙烯的聚合物包含0-50mol%,0-25.0mol%,0-20.0mol%,0-10.0mol%,0-5mol%或0-1.0mol%的得自共聚单体的聚合物单元。特定的基于丙烯的聚合物包含约0.1-10.0mol%得自共聚单体的单元。在任意实施方案中,该共聚单体可为α烯烃。在任意实施方案中,该共聚单体可选自乙烯和C4-C20烯烃。
典型地,可在这里使用的基于丙烯的聚合物的MWD(Mw/Mn)为大于约5,或大于或等于约6,或约6-约20,或约6-约15,或它们的任意组合。
可在这里使用的基于丙烯的聚合物的支化指数(g')可为至少约0.95,或至少0.99。
可在这里使用的基于丙烯的聚合物的韧性可为大于2000MPa,或大于约2100MPa,或约290kpsi(2000MPa)-约360kpsi(2500MPa),这是根据ASTM D790A在含0.1%苯甲酸钠的成核样品上测定的。
可在这里使用的基于丙烯的聚合物在190℃在10%的固定应变下在角速度比0.01-100rad/s的粘度比可为大于或等于约35,或40,或45,或约35-约80。
可在这里使用的基于丙烯的聚合物的熔体流动速率(MFR)可为约0.1-100g/10min.,0.2-50g/10min.,或约0.3-10g/10min。
可在这里使用的基于丙烯的聚合物可为抗冲共聚物。为了这里的目的,抗冲共聚物是指包含均聚物的树脂,该均聚物在本体聚合反应器中制造,然后将颗粒转移到气相反应器并使乙烯-丙烯橡胶在该颗粒内。
一些可在这里使用的基于丙烯的聚合物是非官能化聚合物或树脂。为了这里的目的,非官能化树脂不包含接枝的或其它反应器后加工的烯烃聚合物。官能化的(或接枝的)是指,在基础聚合物形成后,各种官能团结合、接枝、键合和/或以物理或化学方式连接到被官能化的聚合物的聚合物骨架上。官能化的聚合物的实例包括这样的聚合物,其中官能团利用官能团的自由基共聚合接枝到聚合物骨架或者侧垂基团上,这在本领域被称为接枝共聚。用于产生官能化聚合物的官能团的实例包括不饱和羧酸,不饱和羧酸的酯,酸酐,二酯,盐,酰胺,酰亚胺,芳族乙烯基化合物,可水解的不饱和硅烷化合物,和不饱和的卤化烃。为了这里的目的,官能化的聚合物进一步包括接枝到其它聚合物上的聚合物。
官能化的聚合物被视为具有长链支化的指标(即g'低于0.95),这与与官能化聚合物相关的交联以及分子间键合是吻合的。
为了这里的目的,官能化的聚合物包含大于约0.1wt.%的官能团和/或g'<0.95,和/或为反应器后官能化或接枝工艺的产物。因此,在任意实施方案中,非官能化聚合物可包含低于0.1wt.%的官能团和/或不是反应器后官能化工艺的产物,和/或不是反应器后的接枝的聚合物,和/或具有如本文所述测定的g'>0.95。
在任意实施方案中,基于丙烯的聚合物可不含官能化聚丙烯或包含<5wt.%的选自氢氧根、芳基、取代的芳基、卤素、烷氧基、羧酸根、酯、丙烯酸酯和羧基的官能团,基于聚丙烯树脂的重量计,其中聚丙烯树脂中参与烯烃键的碳数低于树脂中总碳原子数的5%。在任意实施方案中,该树脂可不含反应器后接枝的聚丙烯或包含<5wt.%的反应器后接枝的聚丙烯。
可在这里使用的基于丙烯的聚合物的热变形温度可为大于或等于约100℃,例如100-300℃,105-200℃,110-195℃,120-190℃,125-185℃,130-180℃,根据ASTM D648采用0.45MPa(66psi)的载荷测定。
可在这里使用的基于丙烯的聚合物的异五重体(isopentad)百分比可为大于90%,或大于95%,或大于99%。
根据这里披露的任意实施方案的基于丙烯的聚合物可包含至少50mol%丙烯,使用拉伸流变仪在190℃测定的熔体强度为至少20cN.,且MWD(Mw/Mn)为大于约5,其中所述树脂是通过根据2012年10月31日提交的U.S.S.N.61/720617披露的任何方法或工艺在一定温度和压力下采用催化剂体系的任何实施方案或实施方案的组合使丙烯单体接触来制造的,该文献的公开内容通过引用全部纳入本文。
在特定实施方案中,根据这里披露的任意实施方案的可使用的基于丙烯的聚合物可包含至少50mol%丙烯,使用拉伸流变仪在190℃测定的熔体强度为至少20cN,MWD(Mw/Mn)为大于约5,其中所述树脂是在包含含有非芳族内部电子给体和两种或更多种外部电子给体的Ziegler-Natta催化剂的催化剂体系存在下在一定温度和压力下使丙烯单体接触来制备的。在任意实施方案中,第一外部电子给体可具有式R1 2Si(OR2)2,其中每个R1独立地为包含1-10个碳原子的烃基,其中与Si相邻的碳为仲或叔碳原子,以及其中每个R2独立地为包含1-10个碳原子的烃基;以及第二外部电子给体具有式R3 nSi(OR4)4-n,其中每个R3和R4独立地为包含1-10个碳原子的烃基,其中n为1、2或3;以及其中第二外部电子给体不同于第一外部电子给体。
示例的基于丙烯的聚合物包含于下表中。
表1:示例的宽分子量基于丙烯的聚合物
基于丙烯的弹性体
基于丙烯的弹性体为得自丙烯的单元和得自乙烯或C4-C10α-烯烃中至少之一的单元的共聚物。该共聚物可含有至少约60.0wt.%,特别是至少约75wt.%得自丙烯的单元。该基于丙烯的弹性体可能由于本文所述的相邻全同立构丙烯单元和熔点而具有有限的结晶度。基于丙烯的弹性体的结晶度和熔点与高度全同立构聚丙烯相比可以通过引入丙烯插入中的错误(errors)而降低。基于丙烯的弹性体通常没有在立构规整度和共聚单体组合物方面的任何显著的分子间不均匀性,并且还通常不含任何分子内组成分布的任何显著不均匀性。
基于丙烯的弹性体可包多于一种共聚单体。基于丙烯的弹性体的优选实施方案具有多于一种共聚单体,包括丙烯-乙烯-辛烯,丙烯-乙烯-己烯,和丙烯-乙烯-丁烯聚合物。在一些实施方案中,当超过一种得自乙烯或C4-C10α-烯烃至少之一的共聚单体存在时,该一种共聚单体的量可为低于约5.0wt.%的基于丙烯的弹性体,但基于丙烯的弹性体的共聚单体的总计量为约5.0wt.%或更高。
在优选的实施方案中,共聚单体为乙烯,1-己烯,或1-辛烯。在一种实施方案中,基于丙烯的弹性体包含得自乙烯的单元。基于丙烯的弹性体可包含基于丙烯的弹性体的约5.0-约25.0wt.%,优选约8.0-约22.5wt.%,或约9.0-约20.0wt.%的得自乙烯的单元。在一些实施方案中,基于丙烯的弹性体基本上由得自丙烯和乙烯的单元组成,即,基于丙烯的弹性体不含有任何典型地作为杂质量存在于聚合期间的乙烯和/或丙烯进料中或任何会实质上影响基于丙烯的弹性体的熔化热、熔点、结晶度或熔体流动速率的量的其它共聚单体,或任何有意加入聚合工艺的其它共聚单体。
基于丙烯的弹性体可具有的13C NMR测量的三种丙烯单元的三组体立构规整度为至少约75.0%,至少约80.0%,至少约82.0%,至少约85.0%,或至少约90.0%。优选地,该基于丙烯的弹性体的三组体立构规整度为约50.0-约99.0%,约60.0-约99.0%,更优选约75.0-约99.0%,或约80.0-约99.0%。在一些实施方案中,基于丙烯的弹性体可具有的三组体立构规整度为约60.0-97.0%。
基于丙烯的弹性体的DSC测定的熔化热(“Hf”)为约80.0J/g或更低,优选约70.0J/g或更低,约50.0J/g或更低,或约35.0J/g或更低。基于丙烯的弹性体可具有的Hf下限为约0.5J/g,约1.0J/g,或约5.0J/g。例如,该Hf值可为1.0,1.5,3.0,4.0,6.0,或7.0J/g,to30.0,35.0,40.0,50.0,60.0,70.0,75.0,或80.0J/g。
基于丙烯的弹性体的根据本文所述的DSC方法测定的百分比结晶度可为约2.0-约65.0%,优选约0.5-约40.0%,优选约1.0-约30.0%,更优选约5.0-约35.0%的全同立构聚丙烯。最高规整度丙烯(即100%结晶度)的热能预计在189J/g。在一些实施方案中,该共聚物的结晶度低于40%,范围在约0.25-约25.0%,或约0.5-约22.0%的全同立构聚丙烯。基于丙烯的弹性体的实施方案的立构规整度指数m/r可为下限约4或约6至上限约8或约10或约12。在一些实施方案中,基于丙烯的弹性体的全同立构规整度指数大于0%,或在上限约50.0%或约25.0%和下限约3.0%或约10.0%的范围内。
在一些实施方案中,基于丙烯的弹性体的结晶度通过丙烯与有限量的一种或多种共聚单体共聚而降低,所述共聚单体选自:乙烯,C4-C20α-烯烃,和多烯。在这些共聚物中,基于丙烯的弹性体中存在的得自丙烯的单元的量范围在上限约95.0wt.%,约94.0wt.%,约92.0wt.%,约90.0wt.%,或约85.0wt.%,至下限约60.0wt.%,约65.0wt.%,约70.0wt.%,约75.0wt.%,约80.0wt.%,约84.0wt.%,或约85.0wt.%的基于丙烯的弹性体。
基于丙烯的弹性体可具有通过DSC测定的单峰熔化转变。在一种实施方案中,共聚物的主峰转变为约90℃或更低(例如40-50℃),且熔体转变的宽末端为约110℃或更高。峰值“熔点”(“Tm”)限定为在样品熔化范围内的最大吸热的温度。然而,共聚物可显示出与主峰相邻的和/或在熔体转变末端的次熔化峰。为了本公开的目的,这样的次熔化峰也一起被视为单熔点,且这些峰的最高值视为基于丙烯的弹性体的Tm。基于丙烯的弹性体的Tm可为约110℃或更低,约105℃或更低,约100℃或更低,约90℃或更低,约80℃或更低,或约70℃或更低。在一种实施方案中,基于丙烯的弹性体的Tm为约25-约105℃,优选约60-约105℃,约70-约105℃,或约90-约105℃。
基于丙烯的弹性体的密度可为约0.850-约0.920g/cm3,约0.860-约0.900g/cm3,优选约0.860-约0.880g/cm3,在室温根据ASTM D1505测量。
基于丙烯的弹性体的根据ASTM D1238在230℃、2.16kg测量的熔体流动速率(“MFR”)可为至少约2g/10min。在一种实施方案中,基于丙烯的弹性体的MFR为约2.0-约20.0g/10min,约2.0-约10.0g/10min,或约2.0-约5.0g/10min。
基于丙烯的弹性体的断裂伸长率可为低于约2000%,低于约1000%,或低于约800%,根据ASTM D412测量。
基于丙烯的弹性体典型的重均分子量(Mw)为约5.00×103-约5.00×106g/mol,优选约1.00×104-约1.00×106g/mol,更优选约5.00×104-约4.00×105g/mol;数均分子量(Mn)为约2.50×103-约2.50×105g/mol,优选约1.00×104-约2.50×105g/mol,更优选约2.50×104-约2.00×105g/mol;和/或z-均分子量(Mz)为约1.00×104-约7.00×106g/mol,优选约8.00×104-约7.00×105g/mol,更优选约1.00×105-约5.00×105g/mol。基于丙烯的弹性体的分子量分布(“MWD”)可为约1.5-约20,或约1.5-约15,优选约1.5-约5,更优选约1.8-约3,最优选约1.8-约2.5。
优选基于丙烯的弹性体可以商品名VISTAMAXXTM(ExxonMobil Chemical Company,Houston,Texas,USA),VERSIFYTM(The Dow Chemical Company,Midland,Michigan,USA),某些级别的TAFMERTM XM或NOTIOTM(Mitsui Company,Japan),和某些级别的SOFTELTM(BasellPolyolefins of the Netherlands)商购。适用于本发明的特定级别的市售基于丙烯的弹性体可以使用本领域已知的方法容易地测定。
在某些实施方案中,基于丙烯的弹性体为丙烯-结晶度(通过DSC得到的熔点)等于或低于105℃,且Hf为约5J/g-约30J/g的弹性体。得自丙烯的单元的存在量为约80-约90wt.%,基于基于所述丙烯的弹性体的总重量计。得自乙烯的单元的存在量为约9-约18wt.%,例如约9,约9.5,约10,约10.5,约11,约11.5,约12,约12.5,约13,约13.5,约14,约14.5,约15,约15.5,约16,约16.5,约17,约17.5,约18wt.%,基于所述基于丙烯的弹性体的总重量计。
基于丙烯的弹性体可包含根据描述于PCT公布WO 02/36651,WO 00/01745和美国专利6,992,158中的工序制备的共聚物,这些文献的内容通过引用引入本申请。制备基于丙烯的弹性体的优选方法可见于美国专利7,232,871和6,881,800,这些文献的内容通过引用引入本申请。本发明不限于任何特定的制备基于丙烯的弹性体的聚合方法,并且聚合工艺不限于任何特定类型的反应釜。
最终用途
本文所述的共混物可用于多种最终用途应用。包含这样的共混物的膜是特别有用的。此类膜包括,例如,单层和多层吹塑膜、挤出膜和/或流延拉伸和/或收缩膜。通过较高熔体强度改进的膜应用,例如厚膜和土工膜应用,可以是特别有利的。其它用途可包括在食品接触和非食品接触应用中的保鲜膜,密封膜,取向膜,快餐包装,重物袋,杂货麻袋,烘焙和冷冻食品包装,医用包装,工业衬底,半透膜等。
单层和多层膜的总厚度可基于期望的应用而变化。约5-100μm,更典型地约10-50μm的总膜厚度对于大多数应用来说是合适的。在一些应用,特别是土工膜应用中,膜的厚度可为100μm-5.0mm,特别是1.0-5.0mm,或2.0-4.0mm。本领域技术人员将领会,多层膜的单个层的厚度可基于期望的最终用途性能,所使用的树脂或共聚物,设备能力,和其它因素来调节。形成每个层的材料可通过共挤出给料头和模头组件挤出以产生具有两个或更多个粘结在一起但组成不同的层的膜。共挤出可以经调整而用于流延膜或吹塑膜工艺。
发明的特定实施方案涉及包含根据本发明的共混物的单层膜。当用于多层膜时,共混物可用于该膜的任何层,或根据需要用于该膜的一个以上层。当膜的一个以上层包含本文所述的共混物时,每个这样的层可以单独配制;即,包含本文所述的共混物的层的化学组成、密度、熔体指数、厚度等根据该膜的期望的性质可以相同或不同。这样的膜可通过任何数量的熟知的下文讨论的挤出或共挤出技术形成。膜可为未取向的、单轴取向的或双轴取向的。膜的物理性质可根据所采用的成膜技术而变化。
特定的实施方案
实施方案A:一种聚合物组合物,其包含:(a)基于乙烯的聚合物;(b)基于丙烯的聚合物,其MWD大于5.0,特别是5.0-20.0,或约6.0-15.0且熔体强度为20.0cN-200.0cN,特别是约50cN-200cN;以及(c)任选的,基于丙烯的弹性体,其包含至少约60.0wt.%得自丙烯的单元和约5.0-约25.0wt.%得自乙烯的单元,基于所述基于丙烯的弹性体的总重量计,其中所述基于丙烯的弹性体的熔化热为低于约80.0J/g。
实施方案B:制备聚合物组合物的方法,包括:将至少以下合并:(a)基于乙烯的聚合物;(b)基于丙烯的聚合物,其MWD大于5.0,特别是5.0-20.0,或约6.0-15.0且熔体强度为20.0cN-200.0cN,特别是约50cN-200cN;以及(c)任选的,基于丙烯的弹性体,其包含至少约60.0wt.%得自丙烯的单元和约5.0-约25.0wt.%得自乙烯的单元,基于所述基于丙烯的弹性体的总重量计,其中所述基于丙烯的弹性体的熔化热为低于约80.0J/g。
实施方案C:改进基于乙烯的聚合物的熔体强度的方法,包括:将所述基于乙烯的聚合物与12.5-30.0wt.%的基于丙烯的聚合物合并,基于丙烯的聚合物的MWD大于5.0,特别是5.0-20.0wt.%,或约6.0-15.0wt.%,且熔体强度为20.0cN-200.0cN。
实施方案D:A-C中任一项的实施方案,其中所述基于乙烯的聚合物的密度为0.910-0.960g/cm3,特别是0.912-约0.955g/cm3,0.915-约0.955g/cm3,0.925-约0.955g/cm3,更特别是0.930-0.950g/cm3,或0.935-0.945g/cm3。
实施方案E:A-D中任一项的实施方案,其中所述基于乙烯的聚合物的CDBI为至少70%,优选≥80.0%,优选≥85.0%,优选≥90.0%;例如70.0-98%,80.0-95.0%,或85.0-90.0%。
实施方案F:A-E中任一项的实施方案,其中所述基于乙烯的聚合物每1000个碳原子具有0.05-1.0,特别是0.05-0.5,0.1-0.4,或0.2-0.3个长链支链。
实施方案G:A-F中任一项的实施方案,其中所述基于乙烯的聚合物包含约80.0-99.0wt.%的得自乙烯的聚合物单元和约1.0-约20.0wt.%的得自一种或多种C3-C20α-烯烃共聚单体的聚合物单元;所述基于乙烯的聚合物的复数模量优选<2.00×103Pa。
实施方案H:A-G中任一项的实施方案,其中权利要求1所述的基于乙烯的聚合物的复数模量
实施方案I:A-H中任一项的实施方案,其中所述基于乙烯的聚合物的复数模量
实施方案J:A-D,F,或H中任一项的实施方案,其中所述基于乙烯的聚合物包含约80.0-99.0wt.%的得自乙烯的聚合物单元和约1.0-约20.0wt.%的得自一种或多种C3-C20α-烯烃共聚单体的聚合物单元;所述基于乙烯的聚合物的CDBI≥70.0%,优选≥80.0%,优选≥85.0%,优选≥90.0%;熔体指数I2.16为约0.05-约0.50g/10min.;密度为约0.930-约0.950g/cm3;以及MWD为约2.5-约5.5,优选4.0-5.0,优选的复数模量G* 60<2.50×103Pa,优选<2.00×103Pa。
实施方案K:A-I中任一项的实施方案,其中所述基于乙烯的聚合物包含约80.0-99.0wt.%的得自乙烯的聚合物单元和约1.0-约20.0wt.%的得自一种或多种C3-C20α-烯烃共聚单体的聚合物单元;所述基于乙烯的聚合物在2.50×104-1.00×106Pa,优选2.50×104-1.00×105Pa的复数模量G*具有局部最大损耗角,在1.00×104-3.00×104Pa,优选1.25×104-2.00×104Pa的复数模量G*具有局部最小损耗角。
实施方案L:A-K中任一项的实施方案,其中所述基于乙烯的聚合物的CDBI≥70.0%;熔体指数I2.16为约0.05-约0.50g/10min.;密度为约0.930-约0.950g/cm3;以及MWD为约2.5-约5.5。
实施方案M:A,B以及D-M中任一项的实施方案,其中所述基于丙烯的聚合物的存在量为10.0-50.0wt.%,特别是10.0-45.0wt.%,10.0-40.0wt.%,或10.0-30.0wt.%,基于所述组合物的总重量计。
实施方案N:A-M中任一项的实施方案,其中所述基于丙烯的聚合物的支化指数(g’)为至少0.95。
实施方案O:A-N中任一项的实施方案,其中所述基于丙烯的聚合物的粘度比为约35-约80在190℃在10%的固定应变下由复数粘度比在角速度0.01-100rad/s下测定。
实施方案P:A-O中任一项的实施方案,其中所述基于丙烯的聚合物的热变形温度为大于或等于约100℃,根据ASTM D648采用0.45MPa(66psi)的载荷测定。
实施方案Q:A-P中任一项的实施方案,其中所述基于丙烯的聚合物通过使丙烯单体在丙烯聚合条件下与包含齐格勒-纳塔催化剂的催化剂体系接触来制备,该齐格勒-纳塔催化剂包含非芳族内部电子给体,以及包括不同有机硅化合物的第一和第二外部电子给体。
实施方案R:A-Q中任一项的实施方案,其中所述基于丙烯的弹性体的存在量为0.1-约25.0wt.%的一种或多种基于丙烯的弹性体,特别是5.0-20.0wt.%,5.0-15.0wt.%,或5.0-10.0wt.%。
实施方案S:A-R中任一项的实施方案,其中约8.0-约22.5wt.%的所述基于丙烯的弹性体中的聚合物单元得自乙烯的单元,以及基于聚丙烯的弹性体的MFR为约2.0-约30.0g/10min。
实施方案T:A-R中任一项的实施方案,其中所述基于丙烯的弹性体的重均分子量(Mw)为约5.0×103-约5.0×106g/mol。
实施方案U:A-T中任一项的实施方案,其中所述组合物的熔体强度为5.0-30.0cN,特别是8.0-25.0cN,9.0-20cN,10.0-18.0cN,10.0-17.0cN,或12.0-16.0cN,使用拉伸流变仪在190℃测定。
实施方案V:A-U中任一项的实施方案,其中所述组合物具有一种或多种以下性质:(i)G* 50为约2.50×103Pa-约1.0×104Pa,优选3.00×103Pa-约1.0×104Pa;(ii)G* 40为1.00×105Pa-约2.0×105Pa,特别是1.25×105Pa-约1.75×105Pa,1.40×105Pa-约1.60×105Pa;和/或(iii)在40.0-55.0°的损耗角δ,特别是45.0-52.5°,或45.0-50.0°下G8值为5,000Pa。
实施方案W:A-V中任一项的实施方案,其中所述组合物具有一种或多种以下性质:(i)在2.50×104-1.00×105Pa,2.50×104-8.0×104Pa,或2.5×104-6.0×104Pa的G*值下具有局部最大损耗角;以及(ii)在1.00×104-3.00×104Pa,1.25×104-2.50×104Pa,或1.40×104-2.25×104Pa的G*值下具有局部最小损耗角。
实施方案X:由至少以下形成的组合物:(a)65.0-90.0wt.%的基于乙烯的聚合物包含约80.0-99.0wt.%的得自乙烯的聚合物单元和约1.0-约20.0wt.%的得自一种或多种C3-C20α-烯烃共聚单体的聚合物单元;所述基于乙烯的聚合物的CDBI≥70.0%,优选≥80.0%,优选≥85.0%,优选≥90.0%;熔体指数I2.16为约0.05-约0.50g/10min.;密度为约0.930-约0.950g/cm3;以及MWD为约2.5-约5.5,优选4.0-5.0,优选的复数模量G* 60<2.50×103Pa,优选<2.00×103Pa;(b)10.0-35.0wt.%的基于丙烯的聚合物,其MWD大于5.0,特别是5.0-20.0,或约6.0-15.0,且熔体强度为20.0cN-200.0cN,特别是约50cN-200cN;以及(c)0-约25.0wt.%特别是5.0-20.0wt.%,5.0-15.0wt.%,或5.0-10.0wt.%的一种或多种基于丙烯的弹性体,其包含至少约60.0wt.%得自丙烯的单元和约5.0-约25.0wt.%得自乙烯的单元,基于所述基于丙烯的弹性体的总重量计,其中所述基于丙烯的弹性体的熔化热为低于约80.0J/g。
实施方案Y:由至少以下形成的组合物:(a)65.0-90.0wt.%的基于乙烯的聚合物包含约80.0-99.0wt.%的得自乙烯的聚合物单元和约1.0-约20.0wt.%的得自一种或多种C3-C20α-烯烃共聚单体的聚合物单元;所述基于乙烯的聚合物在2.50×104-1.00×106Pa,优选2.50×104-1.00×105Pa的复数模量G*具有局部最大损耗角,以及在1.00×104-3.00×104Pa,优选1.25×104-2.00×104Pa的复数模量G*具有局部最小损耗角;(b)10.0-35.0wt.%的基于丙烯的聚合物,其MWD大于5.0,特别是5.0-20.0,或约6.0-15.0且熔体强度为20.0cN-200.0cN,特别是约50cN-200cN;以及(c)0-约25.0wt.%,特别是5.0-20.0wt.%,5.0-15.0wt.%,或5.0-10.0wt.%的一种或多种基于丙烯的弹性体,其包含至少约60.0wt.%得自丙烯的单元和约5.0-约25.0wt.%得自乙烯的单元,基于所述基于丙烯的弹性体的总重量计,其中所述基于丙烯的弹性体的熔化热为低于约80.0J/g。
实施方案Z:A-Y中任一项的实施方案,其中所述基于丙烯的聚合物的支化指数(g’)为至少0.95,在190℃在10%的固定应变下在0.01-100rad/s角速度下的复数粘度比测定的粘度比为约35-约80。
实施方案AA:W-Z中任一项的实施方案,其中所述基于丙烯的聚合物的热变形温度为大于或等于约100℃,根据ASTM D648采用0.45MPa(66psi)的载荷测定。
实施方案AB:A-AA中任一项的实施方案,其中所述组合物的ESCR为5.00×102-3.00×103,特别是7.50×102-2.50×103小时,或1.00×103-2.0×103小时,5.00×102-3.00×103,特别是7.50×102-2.50×103小时,或1.00×103-2.0×103小时。
实施方案AC:制品,特别是膜或半透膜,其由A-AB任一项实施方案的组合物或方法形成。
测试方法
本文所述的性质可以根据以下测试工序测量。当在所附权利要求中提到任何这些性质时,都是根据这些规定的测试工序测得的。
当适用时,以下性质和说明意图涵盖纵向和横向的测量。这样的测量以表示在纵向测量的“MD”和表示在横向测量的“TD”分别记录。
以μm记录的厚度(thickness)是使用Measuretech Series 200仪器测量的。该仪器测量使用电容式应变计膜厚度。对于每个膜样品,当膜横向穿过该应变计时,每英寸膜测量十个膜厚度数据点。由这些测量,测定并记录平均厚度测量。聚合物在特定温度例如190℃的熔体强度用Gottfert Rheotens熔体强度装置(例如Gottfert Rheotens 71.97)测量。该测量是通过以下方式完成的:抓握来自毛细流变仪(例如Gottfert Rheograph 2002毛细流变仪),或来自配有毛细口模的挤出机的挤出物,该挤出物已挤出了100mm使用可变速度齿轮并以恒定加速度(12mm/s2,由最初的零力校正速度的10mm/s开始)升高齿轮速度,直到熔融聚合物丝束断裂。丝束中的力用用天平连同线性可变位移换能器来测量。使挤出物扩张然后断裂所需的力定义为熔体强度。该力以厘牛(cN)测量。力对轮速的作图在本领域被认为包括丝束断裂前即刻的共振。在这样的情况下,平台力近似为振荡之间的中线。
本文所述的聚合物的熔体指数(I2.16)根据ASTM D1238在2.16kg的载荷和190℃的温度下测定。高载荷熔体指数(I21.6)根据ASTM D1238在21.6kg的载荷和190℃的温度下测定。聚合物的熔体指数比为高载荷熔体指数与熔体指数之比(I21.6/I2.16)。熔体流动速率(MFR)根据ASTM D-1238在2.16kg的载荷和230℃的温度(即条件L)下测定。
基于乙烯的聚合物的密度使用由根据ASTM D1928工序C压缩模制的平板切下的小片,根据ASTM D618工序A老化,并按ASTM D1505规定的测量。
模量测量:复数模量*和损耗角δ可由在测试温度190℃并采用Van Gurp-Palmen处理(参考文献:M.Van Gurp和J.Palmen,Rheology Bulletin,67,5,(1998))分析获得,其中损耗角δ(其中δ=arctan-1(G"/G');G"表示损耗模量(Pa),G'表示储能模量(Pa))相对于复数模量|G*|=(G'2+G"2)1/2的绝对值来作图。线性粘弹性数据的这种代表是表征聚合物的分子和结构特征的有利手段。例如,聚烯烃中低水平的长链支化可以利用这样的方法进行检测和量化。动态剪切熔体流变数据是用Advanced Rheometrics Expansion System(ARES)使用平行板(直径=25mm)在190℃来测定的,在每个温度使用原始压塑样品。所述测量是在0.01-100rad/s的角速度上进行的。取决于分子量和温度,采用10%和15%的应变,并且校正线性响应。将氮气流循环穿过样品炉,使得实验期间的链延长或者交联最小。全部的样品是在190℃压塑的。并且不加入稳定剂。将正弦剪切应变施加到所述材料上。如果该应变振幅足够小,则所述材料表现出线性行为。
基于乙烯的聚合物的特性
Mw,Mn,MWD:MWD定义为Mw/Mn。表达式Mw/Mn为重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的比。重均分子量通过下式得到:
数均分子量通过下式得到:
z-均分子量通过下式得到:
其中前述等式中的ni为分子量Mi的分子的数量比例。Mw、Mz和Mn的测量典型地通过Macromolecules,vol.34,no.19,p.6812(2001)中披露的凝胶渗透色谱法测定。
短链支化特性:术语“组成分布宽度指数”(CDBI)定义为在总中位摩尔共聚单体含量的50%以内(即±25%以内)的共聚物分子共聚单体含量的重量百分比。共聚物的CDBI采用熟知的分离共聚物样品的单独组分的技术来测定。一种这样的技术为升温洗脱分馏(TREF),如描述于Wild等人的J.Poly.Sci.Poly.Phys.Ed.,vol.20,p.441(1982)中,其在此通过引用纳入。
为了测定CDBI,首先产生共聚物的溶解度分布曲线。这可以使用获自上述TREF技术的数据来完成。这种溶解度分布曲线是作为温度的函数的增溶的共聚物的重量分数的图。将其转化成相对于组成分布曲线的重量分数。为了简化组成与洗提温度的关系,忽略了小于15000的重量分数。本说明书和附加的权利要求的其余部分继续使用这种约定,即,忽略CDBI测量中低于15000的重量分数。测定共聚物的CDBI的进一步的细节是本领域技术人员已知的,参见例如1993年2月18日公开的PCT专利申请No.WO93/03093。
溶解度分布宽度指数(“SDBI”)用作给定聚合物的溶解度分布曲线的宽度的度量。本文中用于计算SDBI的工序如1993年2月18日公布的WO93/03093的第16-18页中所述。
CDBI和SDBI都可以使用经由CRYSTAF获得的数据来测定。在这样的情况中,将商业CRYSTAF型号200仪器(PolymerChar S.A.)用于化学组成分布(CCD)分析。将约20-30mg的聚合物置于每个反应器中,并且溶解在160℃的30mL的1,2二氯苯中约60分钟,然后使其在100℃平衡约45分钟。然后该聚合物溶液使用0.2℃/min的冷却速率冷却到30℃(标准工序)或者0℃(低温工序)。然后使用两波长红外检测器来测量结晶过程中该聚合物浓度(3.5μm,2853cm-1对称拉伸)和补偿分析时间过程中基线漂移(3.6μm)。以某些温度间隔来监控溶液浓度,这产生了累积的浓度曲线。这个曲线关于温度的导数代表了在每个温度结晶的聚合物的重量分数。在标准和低温工序二者中,低于溶液冷却的温度的溶液中的任何树脂被定义为“%溶解物”。上述低温工序,即冷却到0℃,典型地提供了更多细节,特别是用于无定形样品,其倾向于保持在30℃或附近的溶液中。
长链支化:测定长链支化存在的各种方法是已知的。例如长链支化可以使用13C核磁共振(NMR)谱来测定,并且在有限的程度上,例如用于乙烯均聚物和某些共聚物,并且它可以使用Randall方法(Journal of Macromolecular Science,Rev.Macromol.Chem.Phys.,C29(2&3),第285-297页)来量化。虽然常规的13C NMR谱不能测定超过约6个碳原子的长链支化的长度,但是存在着其他已知的技术,其可用于量化或者测定基于乙烯的聚合物,例如乙烯/1-辛烯互聚物中长链支化的存在。对于其中共聚单体的13C共振与长链支化的13C共振完全交叠的那些基于乙烯的聚合物,该共聚单体或者其他单体(例如乙烯)可以同位素标记,使得该长链支化可以与该共聚单体区分开。例如乙烯和1-辛烯的共聚物可以使用13C标记的乙烯来制备。在这种情况中,与大单体混入有关的共振将在强度上明显增强,并将表现出偶合到相邻的13C碳上,而辛烯共振将不增强。
可选择的,基于乙烯的聚合物中的长链支化的程度可以通过测定支化指数来量化。支化指数g'是通过下面的等式来定义的:
其中g'为支化指数,其中IVBr是支化的基于乙烯的聚合物的特性粘度,IVLin是相应的线性基于乙烯的聚合物(其具有与所述基于乙烯的聚合物组合物基本相同的重均分子量和分子量分布,并且在共聚物和三元共聚物的情况中,具有基本相同的相对分子比例或者单体单元比例)的特性粘度。为了这些目的,如果该支化的聚合物和相应的线性聚合物各自的值在彼此的10%内,则分子量和分子量分布被认为是“相同的”。优选地,该聚合物的分子量是相同的,并且MWD处于彼此的10%内。一种测定聚乙烯的特性粘度的方法描述在Macromolecules,2000,33,第7489-7499页中。特性粘度可以通过将线性和支化的聚合物溶解在适当的溶剂例如三氯苯中来测定,典型的在135℃测量。另一种测量聚合的特性粘度的方法物是ASTM D5225-98,用差示粘度计来测量聚合物的溶液粘度的标准测试方法,其在此以其全部通过引用纳入。
支化指数g'与支化量成反比。因此,较低的g'值表示相对更高的支化量。短链和长链支化的量各自根据式:g'=g'LCB×g'SCB影响支化指数。因此,归因于长链支化的支化指数可以由实验确定的用于g'的值来计算,如Scholte等人在J.App.Polymer Sci.,29,第3763-3782页(1984)中所述,其在此通过引用纳入。
应变硬化比定义为两种拉伸粘度之比:分子为使用拉伸粘度计测量记录的最大粘度(断裂时),分母为由使用Baumgaertel and Winter方法由小幅应变实验数据计算的拉伸粘度。该拉伸粘度使用相同实验条件(即温度、稳定化等)测量,如美国专利6,225,432中所述,其全部内容通过引用纳入本申请。
基于丙烯的聚合物和弹性体特性:
聚丙烯微观结构通过13C-NMR谱测定,包括全同立构和间同立构二重体([m]和[r])、三重体([mm]和[rr])和五重体([mmmm]和[rrrr])的浓度。标记“m”或“r”描述了相邻丙烯基团对的化学计量数,“m”表示内消旋的,“r”表示外消旋的。将样品溶于d2-1,1,2,2-四氯乙烷,使用100MHz(或更高)NMR谱仪在125℃记录谱图。聚合物共振峰参比mmmm=21.8ppm。通过NMR表征聚合物中涉及的计算在F.A.Bovey的Polymer Conformation andConfiguration(Academic Press,New York 1969)和J.Randall的Polymer SequenceDetermination,13C-NMR Method(Academic Press,New York,1977)中有述。
为了这里的目的,基于丙烯的聚合物的Mw、Mz、碳原子数g值和g’vis可使用高温排阻色谱法(SEC,来自Waters Corporation或者Polymer Laboratories)来测定的,其配有三个在线检测器,差示折光率检测器(DRI),光散射(LS)检测器和粘度计(VIS)。实验细节(包括检测器校正)描述在:T.Sun,P.Brant,R.R.Chance,和W.W.Graessley,Macromolecules,第34卷第19期,第6812-6820页,(2001)和其中的参考文献。使用三个PolymerLaboratories Plgel 10mm Mixed-BLS柱。名义流速是0.5cm3/min和名义注射体积是300μL。各种转移管线、柱和差示折射计(DRI检测器)置于保持在145℃的炉子中。用于该实验的溶剂是通过将作为抗氧化剂的6g的丁基化的羟基甲苯溶解在4L的Aldrich试剂级1,2,4三氯苯(TCB)来制备的。然后该TCB混合物通过0.7μm玻璃预过滤器过滤,随后通过0.1μm特氟龙过滤器过滤。然后该TCB在进入排阻色谱之前用在线脱气机进行脱气。聚合物溶液是如下来制备的:将干燥聚合物置于玻璃容器中,加入期望量的TCB,然后将该混合物在160℃和连续搅拌下加热约2小时。全部的量是通过重量分析来测量的。用于以质量/体积单位表示的聚合物浓度的TCB密度在室温是1.463g/mL和在145℃是1.324g/mL。注入浓度是0.75-2.0mg/mL,并且较低的浓度用于较高的分子量样品。在运行每个样品之前,净化DRI检测器和注射器。然后设备中的流速增加到0.5mL/min,并且在注入第一样品之前将DRI稳定8-9小时。在运行样品之前将LS激光器打开1-1.5小时。在色谱图中每个点处的浓度c是由基线减去的DRI信号IDRI,使用下面的等式来计算的:
c=KDRIIDRI/(dn/dc)
其中KDRI是通过校正DRI所测定的常数,(dn/dc)是体系的折射率增量。在145℃和λ=690nm时TCB的折射率n=1.500。为了本发明及其所附权利要求的目的,丙烯聚合物的(dn/dc)=0.104,丁烯聚合物的是0.098,其他的是0.1。在本说明书的SEC方法中所用的参数单位使得浓度以g/cm3表示,以g/mol表示,特性粘度以dL/g表示。
LS检测器是Wyatt Technology High温度mini-DAWN。在色谱图的每个点处的分子量M是通过分析LS输出,使用用于静态光散射的Zimm模型(M.B.Huglin,Light Scatteringfrom Polymer Solutions,Academic Press,1971)来测定的:
其中,ΔR(θ)是在散射角θ所测量的过量的瑞利散射强度,c是由DRI分析所测定的聚合物浓度,A2是第二维里系数[为了本发明的目的,丙烯聚合物的A2=0.0006,丁烯聚合物是0.0015,其他的是0.001],丙烯聚合物的(dn/dc)=0.104,丁烯聚合物的是0.098,其他的是0.1,P(θ)是用于单分散性无规线圈的波形因数,Ko是系统的光学常量:
其中NA是阿佛加德罗常数,(dn/dc)是体系的折射率增量。在145℃和λ=690nm的TCB折射率n=1.500。
高温Viscotek Corporation粘度计(其具有以惠斯登电桥配置排列的四个毛细管和两个压力传感器)被用于测定比粘度。一个传感器测量沿着检测器的总压降,另一个传感器位于所述桥的两侧之间并测量压力差。流过粘度计的溶液的比粘度ηs是从它们的输出来计算的。在色谱图的每个点处的特性粘度[η]是由下面的等式来计算的:
ηs=c[η]+0.3(c[η])2
其中c是浓度并且是由DRI输出来测定的。
支化指数g'vis是使用SEC-DRI-LS-VIS方法的输出如下来计算的。样品的平均特性粘度[η]avg是通过下式计算的:
其中求和是在积分极限之间的色谱段i上的。支化指数g'vis也简称为g’,其定义为:
其中为了本发明及其所附的权利要求的目的,线性乙烯聚合物的α=0.695和k=0.000579,线性丙烯聚合物的α=0.705和k=0.000262,和线性丁烯聚合物的α=0.695和k=0.000181。Mv是粘度平均分子量,其基于通过LS分析所测定的分子量。
术语“g”也称作“g值”,定义为Rg2 pm/Rg2 ls,其中Rgpm是聚合大单体的回转半径,Rg2 ls是线性标准物的回转半径,和Rgls=KsM0.58,其中Ks是幂律系数(线性聚乙烯是0.023,线性聚丙烯是0.0171,和线性聚丁烯是0.0145),和M是上述分子量,Rgpm=KTMαs。αs是聚合大单体的尺寸系数,KT是聚合大单体的幂律系数。参见Macromolecules,2001,34,6812-6820,作为用于选择具有分子量和共聚单体含量的线性标准物的指导,并且测定K系数和α指数。
实施例
实施例1:使用茂金属催化剂和气相工艺制备的基于乙烯/1-己烯的共聚物(PE1)的CBDI≥70.0,密度为0.940g/cm3,熔体指数(I2.16)为0.15g/10min.,熔体指数比(I21.6/I2.16)为70.0(可获自ExxonMobil Chemical Company,发展级(developmental grade)EXP-605)。流变数据用MCR501流变仪在190℃收集并用RHEOPLUS/32V2.81在振幅γ5%以角速度ω=500…0.01rad/s log;|斜率|=4.8946897Pt./dec分析。结果示于表2。
实施例2:包含95.0wt.%PE1和5.0wt.%的宽分子量基于丙烯的聚合物(表1的PP2且对应于2012年10月31日提交的USSN 61/720617中的实施例2)(可获自ExxonMobilChemical Company)的组合物用含有棒形口模的Haake双螺杆挤出机在BTEC PTL实验室制备。挤出机维度(L×W×H)为745×420×1200mm。挤出机的机桶直径为31.8/20mm且桶体长度为300mm。挤出机以55rpm的速度操作,其中区1、2和3分别在190℃、200℃和205℃的设定温度。适配器(区4)和口模(区5)分别设定在210℃和185℃。流变数据记录于表3。
实施例3:与实施例2基本上相同地制造,除了使用90.0wt.%PE1和10.0wt.%PP2。流变数据记录于表4。
实施例4:与实施例2基本上相同地制造,除了使用80.0wt.%PE1和20.0wt.%PP2。流变数据记录于表5。
实施例5:与实施例2基本上相同地制造,除了使用包含90.0wt.%PE1和5.0wt.%PP2的组合物和5.0wt.%的MFR为2.0、熔体指数I2.16(190℃/2.16kg)为1.1g/10min.、密度为0.874g/cm3且乙烯含量为11wt.%的基于丙烯的弹性体(PBE1)(可获自ExxonMobilChemical Company,VistamaxxTM3020基于丙烯的弹性体)。流变数据记录于表6。
实施例6:与实施例5基本上相同地制造,除了使用85.0wt.%PE1,10.0wt.%PP2,和5.0wt.%PBE1。流变数据记录于表7。
表8
实施例1-4以及100%PP2的组成、熔体强度、斜率和SCR数在表8中给出。
虽然已参考本发明的某些方面和实施方案对其相当详细地进行了描述,但本发明的其它方面和实施方案也是可行的。因此,所附权利要求的主旨和范围不应限制于本文给出的实施方案的说明。
本发明的某些特征在一系列数值上限和数值下限方面进行了描述描述。应理解,任何下限到任何上限的范围都在本发明的范围内,除非另有说明。
本申请中引用的所有专利、测试工序和其它文献都在通过引用纳入被允许的司法辖区内完全通过引用纳入本申请。
Claims (24)
1.一种聚合物组合物,其包含:
(a)基于乙烯的聚合物;
(b)基于丙烯的聚合物,其分子量分布大于5.0且熔体强度为20.0cN-200.0cN,
其中所述基于丙烯的聚合物的存在量为10.0-50.0wt.%,基于所述组合物的总重量计,
其中所述基于乙烯的聚合物的密度为0.910-0.960g/cm3,和
其中所述基于乙烯的聚合物包含80.0-99.0wt.%的得自乙烯的聚合物单元和1.0-20.0wt.%的得自一种或多种C3-C20α-烯烃共聚单体的聚合物单元,所述基于乙烯的聚合物的复数模量G* 60<2.50×103Pa。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中所述基于丙烯的聚合物的熔体强度为是50cN-200cN。
3.根据权利要求1所述的组合物,其进一步包含基于丙烯的弹性体,该基于丙烯的弹性体包含至少60.0wt.%得自丙烯的单元和5.0-25.0wt.%得自乙烯的单元,基于所述基于丙烯的弹性体的总重量计,其中所述基于丙烯的弹性体的熔化热为低于80.0J/g。
4.根据权利要求1所述的组合物,其中所述基于乙烯的聚合物的组成分布宽度指数为至少70%。
5.根据权利要求1所述的组合物,其中所述基于乙烯的聚合物具有每1000个碳原子0.05-1.0个长链支链。
6.根据权利要求1所述的组合物,其中所述基于乙烯的聚合物的复数模量G* 50<5.00x103Pa。
7.根据权利要求1所述的组合物,其中所述基于乙烯的聚合物的组成分布宽度指数≥70.0%;熔体指数I2.16为0.05-0.50g/10min.;密度为0.930-0.950g/cm3;以及分子量分布为2.5-5.5。
8.根据权利要求1所述的组合物,其中所述基于乙烯的聚合物在2.50×104-1.00×105Pa的复数模量G*具有局部最大损耗角,在1.00×104-3.00×104Pa的复数模量G*具有局部最小损耗角。
9.根据权利要求1所述的组合物,其中所述基于丙烯的聚合物的支化指数g’为至少0.95。
10.根据权利要求1所述的组合物,其中所述基于丙烯的聚合物的粘度比为35-80,所述粘度比在190℃在10%的固定应变下由复数粘度比在角速度0.01-100rad/s下测定。
11.根据权利要求1所述的组合物,其中所述基于丙烯的聚合物的热变形温度为大于或等于100℃,根据ASTM D648采用0.45MPa的载荷测定。
12.根据权利要求1所述的组合物,其中所述基于丙烯的聚合物通过使丙烯单体在丙烯聚合条件下与包含齐格勒-纳塔催化剂的催化剂体系接触来制备,所述齐格勒-纳塔催化剂包含非芳族内部电子给体,和包含不同有机硅化合物的第一和第二外部电子给体。
13.根据权利要求3所述的组合物,其中所述基于丙烯的弹性体的存在量为0.1-25.0wt.%的一种或多种基于丙烯的弹性体。
14.根据权利要求3所述的组合物,其中8.0-22.5wt.%的所述基于丙烯的弹性体中的聚合物单元为得自乙烯的单元,并且基于聚丙烯的弹性体的MFR为2.0-30.0g/10min。
15.根据权利要求3所述的组合物,其中所述基于丙烯的弹性体的重均分子量Mw为5.0×103-5.0×106g/mol。
16.根据权利要求1所述的组合物,其熔体强度为5.0-30.0cN,使用拉伸流变仪在190℃测定。
17.根据权利要求1所述的组合物,其具有一种或多种以下性质:
(i)G* 50为2.50×103Pa-1.0×104Pa;
(ii)G* 40为1.00×105Pa-2.0×105Pa;和/或
(iii)G*值在40.0-55.0的损耗角δ下为5.00×103Pa。
18.根据权利要求1所述的组合物,其具有一种或多种以下性质:
(i)在2.50×104-1.00×105Pa的G*值的局部最大损耗角;
(ii)在1.00×104-3.00×104Pa的G*值的局部最小损耗角。
19.一种组合物,其由至少以下组分形成:
(a)65.0-90.0wt.%的基于乙烯的聚合物,其包含80.0-99.0wt.%的得自乙烯的聚合物单元和1.0-20.0wt.%的得自一种或多种C3-C20α-烯烃共聚单体的聚合物单元;所述基于乙烯的聚合物的组成分布宽度指数≥70.0%;熔体指数I2.16为0.05-0.50g/10min.;密度为0.930-0.950g/cm3;以及分子量分布为2.5-5.5,以及复数模量G* 60为<2.50×103Pa;
(b)10.0-35.0wt.%的基于丙烯的聚合物,其分子量分布大于5.0;以及
(c)0-25.0wt.%的一种或多种基于丙烯的弹性体,其包含至少60.0wt.%得自丙烯的单元和5.0-25.0wt.%得自乙烯的单元,基于所述基于丙烯的弹性体的总重量计,其中所述基于丙烯的弹性体的熔化热为低于80.0J/g。
20.一种组合物,其由至少以下组分形成:
(a)65.0-90.0wt.%的基于乙烯的聚合物,其包含80.0-99.0wt.%的得自乙烯的聚合物单元和1.0-20.0wt.%的得自一种或多种C3-C20α-烯烃共聚单体的聚合物单元;所述基于乙烯的聚合物在2.50×104-1.00×106Pa的复数模量G*具有局部最大损耗角并在1.00×104-3.00×104Pa的复数模量G*具有局部最小损耗角;
(b)10.0-35.0wt.%的基于丙烯的聚合物,其分子量分布大于5.0且熔体强度为20.0cN-200.0cN;以及
(c)0-25.0wt.%的一种或多种基于丙烯的弹性体,其包含至少60.0wt.%得自丙烯的单元和5.0-25.0wt.%得自乙烯的单元,基于所述基于丙烯的弹性体的总重量计,其中所述基于丙烯的弹性体的熔化热为低于80.0J/g。
21.根据权利要求20所述的组合物,其中所述基于丙烯的聚合物的支化指数g’为至少0.95,粘度比为35-80,所述粘度比在190℃在10%的固定应变下由复数粘度比在角速度0.01-100rad/s下测定。
22.根据权利要求20所述的组合物,其中所述基于丙烯的聚合物的热变形温度为大于或等于100℃,根据ASTM D648采用0.45MPa的载荷测定。
23.制备聚合物组合物的方法,包括:将至少以下组分合并:
(a)基于乙烯的聚合物;
(b)基于丙烯的聚合物,其分子量分布大于5.0且熔体强度为20.0cN-200.0cN,
其中所述基于丙烯的聚合物的存在量为10.0-50.0wt.%,基于所述组合物的总重量计,
其中所述基于乙烯的聚合物的密度为0.910-0.960g/cm3,和
其中所述基于乙烯的聚合物包含80.0-99.0wt.%的得自乙烯的聚合物单元和1.0-20.0wt.%的得自一种或多种C3-C20α-烯烃共聚单体的聚合物单元,所述基于乙烯的聚合物的复数模量G* 60<2.50×103Pa。
24.根据权利要求23所述的方法,其进一步包含基于丙烯的弹性体,该基于丙烯的弹性体包含至少60.0wt.%得自丙烯的单元和5.0-25.0wt.%得自乙烯的单元,基于所述基于丙烯的弹性体的总重量计,其中所述基于丙烯的弹性体的熔化热为低于80.0J/g。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |