KR101186080B1 - 고(高)투명도를 갖는 프로필렌 공중합체 조성물 - Google Patents
고(高)투명도를 갖는 프로필렌 공중합체 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
프로필렌 공중합체 조성물은 기저중합체로서 프로필렌 동종중합체(A) 및 프로필렌이 아닌 올레핀의 양(B)에 대하여 계산하여 10 ~ 35 중량% 을 포함하는 프로필렌 공중합체(B)를 포함한다. 프로필렌 동종중합체 및 프로필렌 공중합체는 지글러-나타 촉매계를 사용하여 제조된다. 프로필렌 공중합체 조성물은 8 이상의 투명도를 갖는다.
프로필렌 공중합체, 지글러-나타 촉매계, 올레핀, 프로필렌 동종중합체, 투명도
Description
본 발명은 기저중합체(matrix polymer)로서 프로필렌 동종중합체(A) 및 프로필렌이 아닌 10 ~ 35 중량%의 올레핀을 함유하는 프로필렌 공중합체(B)를 포함하는 투명한 프로필렌 공중합체 조성물에 관한 것이다.
상기 고분자 조성물은 WO-A-03/106553 에서 공지되어 있다. 후자의 문헌은 여러 프로필렌 조성물 중에서 프로필렌 동종중합체 및 프로필렌이 아닌 5 ~ 40 중량% 올레핀을 포함하는 프로필렌 공중합체로 구성된 투명한 프로필렌 조성물을 개시한다. 그러나 WO-A-03/106553에 의하면 프로필렌 공중합체(B)의 조성물이 균일하다는 것이 발명의 중요한 특징이다. 통상적으로 상기 조성물은 메탈로센(metallocene)촉매가 사용될 때 얻어지는 반면에, 지글러-나타(Ziegler-Natta)촉매를 사용하여 중합되는 상용 프로필렌 공중합체에서는 프로필렌 공중합체 안으로 공단량체의 블록방식 혼성이 중합공정에 관계없이 낮은 공단량체 농도에서도 발생한다. WO-A-03/106553는 그러므로 투명한 폴리프로필렌 공중합체 조성물이 목적이라면 지글러-나타 촉매계을 사용하지 않을 것을 시사한다. 따라서 WO-A-03/106553의 모든 예에서 메탈로센 촉매가 사용된다.
출원인은 기저(matrix)로서 프로필렌 동종중합체를 기반할 때에도 고도로 투명한 프로필렌 공중합체 조성물 제조에서 지글러-나타 촉매계에 의해 준비되는 프로필렌 중합체를 사용하는 것이 가능하다는 것을 발견했다.
본 발명에 의한 프로필렌 공중합체 조성물은 프로필렌 동종중합체 및 프로필렌 공중합체가 지글러-나타 촉매계를 사용하여 제조되며 프로필렌 공중합체 조성물은 8이상의 투명도를 갖는다는 점에 특징이 있다.
우수한 투명도를 나타내는 프로필렌 공중합체 조성물은 또한 WO-A-03/051984 에 의해 개시되지만, 상기 문헌은 상이한 용액을 제시한다. 상기 간행물은 (1) 결정성 폴리프로필렌 동종중합체 또는 15%에 이르는 에틸렌 및/또는 C4-C10 α-올레핀을 포함하는 공중합체 및 (2) 15% 이상 40%에 이르는 에틸렌을 갖는 10% - 45% 프로필렌 공중합체 혼성물, 및 10% 내지 40%의 상기 C4-C10 α-올레핀을 함유하면서 하나 이상의 C4-C10 α-올레핀을 갖는 에틸렌 공중합체를 포함한다. 구성물로서 에틸렌 공중합체를 사용하는 것에 부가하여, 기저요소(1)로서 프로필렌 공중합체의 사용이 예에 의해서 설명된대로 분명히 바람직하다.
우수한 투명도를 나타내는 프로필렌 공중합체 조성물은 또한 WO-A-03/051984 에 의해 개시되지만, 상기 문헌은 상이한 용액을 제시한다. 상기 간행물은 (1) 결정성 폴리프로필렌 동종중합체 또는 15%에 이르는 에틸렌 및/또는 C4-C10 α-올레핀을 포함하는 공중합체 및 (2) 15% 이상 40%에 이르는 에틸렌을 갖는 10% - 45% 프로필렌 공중합체 혼성물, 및 10% 내지 40%의 상기 C4-C10 α-올레핀을 함유하면서 하나 이상의 C4-C10 α-올레핀을 갖는 에틸렌 공중합체를 포함한다. 구성물로서 에틸렌 공중합체를 사용하는 것에 부가하여, 기저요소(1)로서 프로필렌 공중합체의 사용이 예에 의해서 설명된대로 분명히 바람직하다.
발명에 의한 프로필렌 공중합체 조성물은 본질적으로 기저중합체(matrix polymer)로서 프로필렌 동종중합체(A), 프로필렌이 아닌 10 ~ 35 중량%의 올레핀, 및 선택적으로 하나이상의 첨가제로 구성된다.
본 발명에서 사용되는 프로필렌 동종중합체(A)는 바람직하게는 이소탁틱 중합체(isotactic polymer) 구조를 갖으며, 이는 입체규칙도(isotacticity)가 높다는 것(예를들면 94% 이상, 바람직하게는 97%이상)을 의미한다.
프로필렌 공중합체 조성물은 본질적으로 기저중합체(matrix polymer)로서 프로필렌 동종중합체(A) 및 프로필렌이 아닌 10 ~ 35 중량%의 올레핀, 및 선택적으로 하나이상의 첨가제로 구성된다.
본 발명에서 사용되는 프로필렌 동종중합체(A)는 바람직하게는 이소탁틱 중합체(isotactic polymer) 구조를 가지며, 이는 입체규칙도(isotacticity)가 높다는 것(예를들면 94% 이상, 바람직하게는 97%이상)을 의미한다.
프로필렌 공중합체 조성물은 본질적으로 기저중합체(matrix polymer)로서 프로필렌 동종중합체(A) 및 프로필렌이 아닌 10 ~ 35 중량%의 올레핀, 및 선택적으로 하나이상의 첨가제로 구성된다.
본 발명에서 사용되는 프로필렌 동종중합체(A)는 바람직하게는 이소탁틱 중합체(isotactic polymer) 구조를 가지며, 이는 입체규칙도(isotacticity)가 높다는 것(예를들면 94% 이상, 바람직하게는 97%이상)을 의미한다.
본 발명에서 사용되는 프로필렌 공중합체(B)는 프로필렌이 아닌 올레핀의 10 중량%이상, 바람직하게는 13중량 % 이상, 그리고 35중량% 이하, 바람직하게는 25중량%이하(예를들면 10 ~ 35중량%, 바람직하게는 13~ 25 중량%)를 포함한다. 사용될 수 있는 프로필렌이 아닌 올레핀은 예를들면 α-올레핀, 특히 (예를들면 2 또는 4 ~ 20 C-원자를 갖는) 1-알켄, 예를들면 4 ~ 20 C-원자를 갖는 비결합된 디엔(diene), 또는 고리형 올레핀이며 택일적으로 고리구조상 이중결합을 갖는 하나 이상의 고리를 포함한다. 하나의 올레핀이 바람직하더라도 하나 이상의 올레핀이 또한 사용될 수 있다. 상기 올레핀의 예는 에틸렌, 부텐, 헥센, 스티렌, 시클로펜텐 및 노보나디엔(norbonadiene)이다. 바람직하게는 α-올레핀은 2 또는 4 ~ 8 C-원자를 갖는 1-알켄 특히 에틸렌이 바람직하다.
프로필렌 동종중합체(A) 및 프로필렌 공중합체(B)의 총량에 관해서 계산된 프로필렌 공중합체(B)의 총량은 임계적이지 않으며 예를들면 5 내지 50 중량% 사이, 바람직하게는 10 내지 40중량 % 사이이다.
프로필렌 동종중합체(A) 및 프로필렌 공중합체(B)의 몰질량(Mw) 및 분자량 분포(Mw/Mn)는 특별히 중요하지 않다. 각각의 몰질량(Mw)은 예를들면 15,000 ~ 700,000 g/mol 까지 변할 수 있다. 대체로 각각의 분자량 분포(Mw/Mn)는 3보다 크며 특히 3.5보다 크다.
프로필렌 공중합체(B)의 용융흐름속도(melt flow rate)에 대한 프로필렌 동종중합체(A)의 용융흐름속도의 비 (MFRA / MFRB)는 바람직하게는 50 이하, 더욱 바람직하게는 20 이하, 매우 바람직하게는 10 이하이다.
본 발명에 의한 프로필렌 공중합체 조성물은 우수한 성질(특히 투명도에 관하여)을 보여준다. 본 발명에 의한 프로필렌 공중합체 조성물은 다양한 용도(예를들면 얇은 벽 패킹, 캡 및 클로져 , 들통 및 용기, 나무상자 및 박스, 캔 및 병, 가정제품, 인형, 멀티미디어 패킹 및 전기 응용품)에서 사용되는 예를들면 압축성형, 중공성형, 사출성형 또는 몰딩의 압출, 필름, 시트 또는 파이프에서 적합하게 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 투명도는 투광(transmission)에서 헤이즈(Haze)를 뺀 것으로 정의된다. 헤이즈(Haze) 및 투광값의 결정은 예에서 설명된 것처럼 65 * 65 mm의 에지 길이 및 1.6 mm 의 두께를 갖는 사출성형된 판을 시험표본으로서 사용하여 표준 ASTM D1003 에 따라서 수행된다. 투명도는 8 이상, 바람직하게는 10 이상, 더욱 바람직하게는 15 이상, 특히 25 이상, 더욱더 특별하게는 35 이상이다.
본 발명에 의한 프로필렌 공중합체 조성물은 고(高) 투명도를 고(高)굴곡탄성율(Flexural modulus)과 접목시킬 수 있다. 사출성형되어 600 MPa 이상, 특히 800 MPa이상, 더욱 특별하게는 950 MPa이상, 매우 특별하게는 1100 MPa이상인 길이 63.5 mm , 폭 12.7 mm 및 두께 3.2 mm로 제작된 시험표본을 사용하여 ASTM D790에 따라서 측정된 굴곡탄성율을 얻을 수 있다.
낮은 MFR을 요하는 적용예뿐만아니라 높은 MFR(예를들면 4 이상, 특히 10 이상, 더욱 특별하게는 20 이상, 매우 특별하게는 30이상의 MFR)을 요하는 적용예에서 고투명도 및/또는 고굴곡탄성율에 도달하는 것이 가능할 수 있다. 용융흐름속도(MFR)는 2.16kg 무게를 사용하여 230 ℃ 온도에서 ISO 1133에 따라서 측정된다(예에서 설명됨).
부가적으로, 본 발명에 의한 프로필렌 공중합체 조성물은 대체로 우수한 홍조반응(blushing behaviour)을 나타낸다. 백화반응(stress whitening behaviour)으로 알려진 홍조반응은 돔(dome)방법 DIN 53445 에 따라서 측정되고 (예에서 설명된 것처럼) 500 g의 질량을 갖는 다트(dart)를 사용하여 예에서 설명된 것처럼 순위에 따라 결정되며 바람직하게는 8 이하, 더욱 바람직하게는 6 이하, 매우 바람직하게는 4 이하이다.
부가적으로, (노치 아이조드(notched Izod)) 충격이 예에서 설명된 것처럼 ISO 180/4A에 따라서 측정된다. 노치 아이조드 충격 (0 ℃, 수직)은 바람직하게는 2.0 KJ/㎡ 이상, 더욱 특별하게는 3.0 KJ/㎡ 이상, 매우 특별하게는 5.0 KJ/㎡ 이상이다. 노치 아이조드 충격 (23 ℃, 수직)은 바람직하게는 3.5 KJ/㎡ 이상, 더욱 바람직하게는 5.0 KJ/㎡ 이상, 매우 바람직하게는 9.0 KJ/㎡ 이상이다.
본 발명에 의한 프로필렌 공중합체 조성물에 관해서 고투명도가 고 MFR에서도 여전히 고(高)경도/충격 평형을 갖고 얻어질 수 있다. 예를들면 25 이상의 투명도 및/또는 950 MPa 이상의 굴곡탄성율 및/또는 25이상의 MFR 및/또는 6이하의 홍조(blushing) 및/또는 3.0 KJ/㎡ 이상의 노치 아이조드 충격 (0 ℃, 수직) 및/또는 5.0 KJ/㎡ 이상의 노치 아이조드 충격 (23 ℃, 수직)이다.
본 발명에 의한 프로필렌 공중합체 조성물은 첨가제, 예를들면 핵제(nucleating agents) 및 정화제(clarifier), 안정제, 이형제, 충진제, 과산화물, 가소제, 항산화제, 윤활제, 대전방지제, 교차결합시약, 스크래치 방방지제, 고성능 충전제, 안료 및/또는 착색제, 충격 보강제, 난연제(flame retardent), 발포제, 제산제, 재생첨가제, 결합제, 항균제, 무적(anti-fogging) 첨가제, 슬립 첨가제, 블로킹방지제, 중합체 공정보조제 등을 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 당해 기술분야에서 잘 알려져 있다. 당업자는 조성물의 목적성질에 악영향을 미치지 않도록 첨가제의 유형 및 양을 선택할 것이다.
본 발명에 의한 프로필렌 공중합체 조성물은 바람직하게는 핵제(nucleating agents)나 정화제(clarifier)를 포함한다. 예를들면 무기 핵제(예를들면 실리카, 활석, 하나 이상의 카르복실기를 갖는 카르복실산의 염), 예를들면 안식향산염, 특히 안식향산나트륨(예를들면 MI.NI.08; Adeka Palmarole) 또는 안식향산리튬(예를들면 MI.NI.20; Adeka Palmarole), 인산의 디에스테르염, 예를들면 2,2'메틸렌-비스(4,6,-디- 터트 - 부틸페닐) 인산나트륨(예를들면 ADK STAB NA-11:Adeka Palmarole), 또는 정화제, 예를들면 디벤질리덴 소비톨(dibenzilidene sorbitol), 예를들면 하나이상이 치환되거나 치환되지 않은 디벤질리덴 소비톨, 자세하게는 예를들면 1 - 10 C-원자를 갖는 1- 3 알킬기, 특히 1,3:2,4-비스(p-메틸벤질리덴)-소비톨(MDBS)(예를들면 Millad 3940;Milliken), 1,3:2,4-비스(3,4-메틸벤질리덴)-소비톨(예를들면 Millad 3988;Milliken) 또는 1,3:2,4-비스(p-에틸벤질리덴)-소비톨(예를들면 NC-4;Mitsui)을 포함한다.
중합공정에서 소위 지글러-나타 촉매계가 사용된다. 지글러-나타 촉매계(또한 때로는 지글러 촉매라고 지칭됨)는 잘 알려져 있고 당업자에게 용어 지글러-나타 촉매가 예를들어 메타로센 촉매와 비교하여 상이한 종류의 촉매를 지칭하는 것임은 매우 자명하다.
상이한 형태의 지글러-나타 촉매계는 40년 이상 상업적으로 이용되어 왔던 반면에, 메탈로센은 약 10년 동안만 프로필렌의 제조에서 상업적으로 제한적 이용되었슴을 알 수 있다. 상기 차이는 지글러-나타 촉매를 메탈로센 촉매와 식별하기 위해서 용어 "상용촉매"가 생기게 된다.
용어 지글러-나타 촉매계는 소위 균질촉매계라 지칭되는 메탈로센 촉매와 대조되어 혼성촉매계라고 지칭된다.
예시를 통해서 그리고 본 발명의 범위를 제한함이 없이 메탈로센 및 지글러-나타 촉매계간 소수의 통상적 차이가 이소탁틱 폴리프로필렌의 제조 및 (예를들면 에틸렌 및 프로필렌의 공중합체 같은) 상이한 올레핀 공중합체의 제조에 관한 상기 촉매계의 상이한 장점을 강조하면서 하기에서 설명된다.
여기서 용어 메탈로센 촉매는 본래 유기금속 화합물을 포함하는 특정 종류의 시클로펜타디에닐을 지칭하지만, 시클로펜타디에닐 리간드가 부족한 몇몇 올레핀 중합공정용 균질 촉매가 메탈로센과 유사한 작용을 한다고 최근에 설명되고 있다. 그러므로 여기에서 사용되는 용어 메탈로센은 올레핀 중합을 위한 모든 종류의 균질 단일점 촉매(homogenous single site catalyst)를 포함하는 것을 의미한다.
지글러-나타 촉매계와 메탈로센 촉매간 뚜렷한 차이는 결과중합체에서 알 수 있다.
당해 기술분야에서 알려진 것처럼, 용어 메탈로센 촉매계는 단일점 촉매로서 작용하는 촉매를 지칭한다. 즉, 촉매에서 모든 활성족(active species)은 유사 분자량, 입체규칙성(또는 입체규칙도), 위치정규성(regioregularity) (또는 "위치착오(regiomistake)의 수") 및 공단량체 분포의 중합체를 생산한다. 지글러-나타 촉매계는 대개 상이한 분자량, 입체정규성, 위치정규성 및 공단량체 분포를 갖는 중합체를 생산하는 소수의 상이한 종류의 활성족을 포함한다. 상기 결과로, 메탈로센은 좁은 분자량 분포(즉 Mw / Mn이 통상적으로 3이하) 및 균질 공단량체 분포를 낳는 반면에, 지글러-나타 촉매계는 다소 넓은 분자량 분포(즉 MWD > 3) 및 넓은 공단량체 분포를 낳는다.
지글러-나타 촉매계와 메탈로센 촉매간 부가적 차이는 조촉매 또는 "활성제" 유형이 필요한가이다. 당업자에게 있어서 메탈로센은 양이온 발생 화합물 또는 조촉매(예를들면 메틸알루미녹센(methylaluminoxane) 및/또는 붕산염 및/또는 보레인(borane) 같은)에 의해 활성화된다고 알려져 있다. 상기 조촉매는 활성 양이온 형태로 중성 메탈로센을 변형시키기위해서 메탈로센으로부터 치환물을 추출하기 위해서 제공된다.
한편, 지글러-나타 촉매는 활성제를 발생시키는 양이온을 요하지 않지만, 단순 유기금속 화합물(일반적으로 예를들면 트리에틸알루미늄 또는 디에틸염화알루미늄 같은 주요족 유기금속 화합물)에 의해서 활성화될 수 있다.
지글러-나타 촉매계와 메탈로센 촉매간 부가적 차이는 전이금속 화합물이다. 이소탁틱 폴리프로필렌용으로 가장 잘 알려진 메탈로센은 시클로펜타디에닐 구조에 근거한 소위 π- 리간드를 포함하는 4가 형태의 티타늄, 지르코늄 또는 하프늄에 기반한다.
최근에는 시클로펜타디에닐 구조에 기반한 리간드의 부족에도 불구하고 메탈로센에 유사하게 행동할 수 있는 소수의 신 종류의 단일점 촉매가 개발되었다. 상기 비-시클로펜타디에닐계에 대한 일반적 용어는 "포스트-메탈로센"이다.
이소탁틱 폴리프로필렌에 대해서 산업적으로 가장 밀접한 지글러-나타 촉매계는 티타늄 화합물에 기반하며 일반적으로 촉매상의 활성 티타늄은 중성의 4가 형태라고 생각된다. 지글러-나타 촉매계의 티타늄 화합물은 π- 리간드를 포함하지 않고 소위 할로겐 화합물이나 알콕사이드(alkoxide) 같은 σ- 리간드를 포함한다.
통상적으로, 이소탁틱 프로필렌용 지글러-나타 촉매계는 TiCl3 같은 고체 결정성 전이금속 화합물, 또는 MgCl2 상에서 지지되는 전이금속 화합물 및/또는 무기산화물로서 본질상 혼성적이다. 이는 지지체의 표면 또는 고체 촉매의 표면이 지글러-나타 촉매계로 이소탁틱 폴리프로필렌을 생산하는 능력에 중요한 역할을 하는 것으로 일반적으로 이해되고 있다. 부가적으로, 지글러-나타 촉매계에서 지지체는 결과 중합체 분말의 형태를 제어하는 역할을 한다.
지글러-나타 촉매계는 당해 기술분야에서 잘 알려져 있다. 상기 용어는 보통 고체촉매 화합물(a) 및 유기금속 화합물(b)을 포함하는 전이금속을 포함하는 촉매계를 지칭한다. 선택적으로 하나 이상의 전자주개 화합물(외부 주개)(c)이 또한 촉매계에 추가될 수 있다.
고체촉매 화합물을 포함하는 전이금속상의 전이금속은 보통 원소주기율표(최신 IUPAC 기호법)의 4 - 6 족으로부터 선택되며, 더욱더 바람직하게는 전이금속은 4 족으로부터 선택되며 , 가장 바람직하게는 전이금속으로서 티타늄(Ti)이 선택된다.
다양한 전이금속이 사용될 수 있지만, 하기는 가장 바람직한 티타늄에 중점을 둔다. 그러나, Ti가 아닌 다른 전이금속이 사용될 수 있는 경우에 동등하게 적용될 수 있다. 전이금속 화합물로서 본 발명에서 유용한 티타늄 함유 화합물은 일반적으로 내부 전자주개 화합물과 일반적으로 결합하는 지지체를 포함하는 비용해성 탄화수소, 마그네슘 및/또는 무기 산화물(예를들면 산화실리콘 또는 산화알루미늄)상에서 지지된다. 고체촉매 화합물을 포함하는 전이금속은 예를들면 할로겐화 티타늄(Ⅳ), 유기 내부 전자주개 화합물 및 마그네슘 및/또는 지지체를 포함하는 실리콘을 반응함에 의해서 형성될 수 있다. 고체촉매 화합물을 포함하는 전이금속은 추가 전자 주개 또는 루이스산 족(Lewis acid species)으로 부가 처리되거나 변형될 수 있고/있거나 당해 기술분야에서 잘 알려진대로 하나 이상의 세척공정을 거칠 수 있다.
적절한 마그네슘 함유 지지체는 할로겐화 마그네슘을 포함하는 데 이는 알코올이나 유기산 에스테르 같은 유기화합물 또는 1-3 족의 금속의 유기금속 화합물(마그네슘 알콜레이트 또는 마그네슘 알킬)을 갖는 염화마그네슘 또는 브롬화 마그네슘 같은 할로겐화 마그네슘의 반응생성물이다.
(본 명세서에서 참고로 포함된) U.S.- A-4,612,299 에서 설명된 가능한 한가지 마그네슘 함유 지지체는 이산화탄소와 하이드로카르복실 (염화)마그네슘 화합물 간의 반응에서 제조되는 최소 하나의 마그네슘 카르복실레이트에 기반한다.
두번째로 가능한 마그네슘 함유 지지체는 U.S-A-6,268,306에서 설명된다. 설명되는 화합물은 금속성 마그네슘을 방향족 할로겐화합물과 반응함으로써 얻어지는 데, 일 반응생성물은 고체 잔여 생성물과 분리되며 제2 반응 생성물을 침전시키기 위해서 알콕시 또는 아릴알콕시기를 함유하는 실란화합물과 반응한다. 택일적으로 상기 제2 반응생성물은 예를들면 고체촉매 화합물을 포함하는 전이금속을 형성하기 위해서 할로겐화 티타늄 화합물과 접촉한다.
또한 다른 가능한 마그네슘 함유 지지체는 WO-A-98/45338에서 설명된다. 일 고체촉매 구성물은 무수 염화마그네슘(anhydrous magnesium chloride)을 모노 에테르 에폭시-클로로프로판 및 트리부틸 포스페이트와 반응을 통하여 합성된다. 반응혼합물은 상승된 온도에서 무수프탈산(Phthalic Anhydride)과 반응한다. 다음으로 상기 마그네슘 함유 지지체는 택일적으로 중합촉매를 산출하기 위해서 저온에서 사염화티타늄 (Titanium tetrachloride)과 반응될 수 있다.
또다른 예는 US-A-5,567,665 에서 주어진다. 마그네슘 함유 지지체의 합성은 마그네슘 에톡시드의 혼합물을 이산화탄소가 있는 에탄올과 반응함에 의해서 인용된다. 반응생성물인 카로복실화된 마그네슘 에톡시드는 실리카위에 건조 분무되고 다음단계에서 이산화탄소의 증발에 의해 탈카르복실화된다.
US-A-5,066,737에서 또다른 가능한 마그네슘 함유 지지체가 인용된다. 마그네슘 함유 지지체는 마그네슘 에톡시드를 티타늄 에톡시드 및 클로로벤젠의 o-크레졸을 반응함에 의해서 제작된다. 다음으로 결과 반응혼합물은 고체 마그네슘 함유 지지체를 형성하기 위해서 마그네슘-에탄올 부가화합물 및 클로로벤젠과 혼합된다.
EP 1336625 A1 에서 티타늄함유 화합물 , 마그네슘 화합물 및 무기지지체를 포함하는 촉매구성물이 인용된다. 촉매 구성물은 실리카겔을 유기마그네슘 화합물과 반응하고 염화수소로 다음 처리함으로써 제작된다. 다음단계에서 얻어진 고체는 티타늄 화합물로 처리되며 택일적으로 고체 촉매화합물을 함유하는 전이금속을 산출하기위해서 내부 주개(internal donor)로 처리된다.
상기 전술한 고체촉매 화합물을 포함하는 전이금속은 본 발명의 공정에서 사용될 수 있는 고체촉매 화합물을 함유하는 많은 가능한 전이금속의 예시일뿐이다. 발명은 상기 예로 제한되지 않는다.
고체촉매 화합물을 포함하는 전이금속을 제조하는 데 유용한 티타늄(Ⅳ)함유 화합물은 할로겐화 티타늄 및 알콜레이트기당 1 내지 약 20 탄소원자를 갖는 할로알콜레이트(haloalcoholate)인 것이 바람직하다. 티타늄 함유 화합물의 혼합물이 원한다면 사용될 수 있다. 바람직한 티타늄함유 화합물은 할로겐화합물 및 알콜레이트기당 1 내지 약 8 탄소원자를 갖는 할로알콜레이트(haloalcoholate)인 것이 바람직하다. 상기 화합물의 예는 TiCl4 , TiBr4, Ti(OCH3)Cl3, Ti(OC2H5)Cl3, Ti(OC4H9)Cl3, Ti(OC6H5)Cl3, Ti(OC6H13)Br3, Ti(OC8H17)Cl3, Ti(OCH3)2Br2, Ti(OC2H5)2Cl2, Ti(OC6H13)2Cl2, Ti(OC8H17)2Br2, Ti(OCH3)3Br, Ti(OC2H5)3Cl, Ti(OC4H9)3Cl, Ti(OC6H13)3Br, 및 Ti(OC8H17)3Cl이다. 4할로겐화 티타늄, 특히 사염화티타늄(TiCl4)이 가장 바람직하다.
고체촉매 화합물을 포함하는 입체특이성의 전이금속의 제조에서 유용한 내부전자주개는 하나 이상의 산소, 질소, 황 및 인으로 된 원자를 포함하는 유기화합물일 수 있다. 상기 화합물은 모노- 및 다가의 유기산, 유기산 에스테르, 알코올, 에테르 ,알데히드, 케톤, 아민, 산화아민, 아미드, 티올, 및 다양한 인산 에스테르 및 아미드 등을 포함한다. 내부 전자주개의 혼합물이 원한다면 사용될 수 있다.
유용한 산소함유 내부 전자주개의 특정예는 유기산 및 에스테르를 포함한다. 상기 유기산의 예는 1 내지 약 20 탄소원자 및 1 내지 약 4 카르복실기를 포함하는 유기산이다.
바람직한 내부 전자주개는 방향족 산의 에스테르, 특히 방향족 모노- 및 디카르복실산의 C1 -C6 알킬 에스테르, 및 할로겐, 하이드록실-, 옥소-, 알킬-, 알콕시-, 아릴-, 및 아릴록시-치환 방향성 모노- 및 디카르복실산의 C1 -C6 알킬 에스테르를 포함한다. 상기 중에서 벤조산 및 할로벤조산의 알킬에스테르가 바람직하며 여기서 알킬기는 1 내지약 6탄소원자를 포함한다(예를들면 메틸벤조에이트, 메틸 브로모벤조에이트, 에틸 벤조에이트, 에틸클로로벤조에이트, 에틸 브로모벤조에이트, 부틸벤조에이트, 이소부틸벤조에이트, 헥실벤조에이트 및 시클로헥실벤조에이트). 다른 바람직한 에스테르는 에틸 p-아니세이트(anisate) 및 메틸-p-톨루에이트를 포함한다. 특히 바람직한 방향성 에스테르는 알킬기가 약 2 내지 약 10 탄소원자를 함유하는 디알킬프탈레이트이다. 바람직한 프탈레이트 에스테르의 예는 디이소부틸 프탈레이트, 에틸부틸 프탈레이트, 디에틸 프탈레이트, 디-n-부틸 프탈레이트, 비스(2-에틸헥실)프탈레이트, 및 디이소데실 프탈레이트이다.
바람직한 전자 주개화합물의 추가예는 당업자에게 잘 알려진대로 숙신산, 말론산 및 1,3-프로판디에스테르류의 파생물을 포함한다.
내부전자주개는 예를들면 전이금속 g원자당 약 0.001 내지 약 1.0몰, 바람직하게는 약 0.005 내지 약 0.8몰의 양으로 사용된다. 최선의 결과는 상기 비율이 전이금속 g원자당 약 0.01 내지 약 0.6몰일 때 얻어진다.
요구사항은 아니지만, 고체촉매화합물을 포함하는 전이금속은 중합전에 최소 하나의 루이스산과 접촉할 수 있다. 상기 루이스산은 일반적으로 처리온도에서 액체이며 비반응 개시물질 같은 불순물 및 전술한 고체반응 생성물의 표면으로부터 불완전 부착된 화합물을 제거할 정도로 충분히 높은 루이스산도를 갖는다. 바람직한 루이스산은 약 170도에 이르는 온도에서 액상인 4,5 ,13 -15족 금속의 할로겐화물을 포함한다. 상기 물질의 특정예는 BCl3, AlBr3, TiCl4, TiBr4, SiCl4, GeCl4 , SnCl4 , PCl3 및 SbCl5를 포함한다. 바람직한 루이스산은 TiCl4 및 SiCl4 이다. 원한다면 루이스산의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 루이스산은 융화성의 희석제에서 사용될 수 있다.
전이금속함유 고체촉매 화합물이 마그네슘함유 지지체상에서 지지되는 전이금속을 포함하는 경우에, 약 1 내지 약 6 중량% 전이금속, 약 10 내지 약 25 중량% 마그네슘, 약 45 내지 약 65 중량% 할로겐, 더욱 바람직하게는 약 1.0 내지 약 5 중량% 전이금속, 약 15 내지 약 21 중량% 마그네슘, 약 55 내지 약 65 중량% 염소를 포함하는 것이 바람직하다.
전이금속함유 고체촉매 화합물이 지지체로서 전이금속, 마그네슘 화합물 및 무기산소를 포함하는 경우에, 약 1 내지 약 6 중량% 전이금속, 약 2 내지 약 20 중량% 마그네슘, 20 내지 약 60 중량% 염소를 포함하는 것이 바람직하다.
촉매계에서 예를들면 유기-금속 수소화물 및/또는 금속 알킬 화합물이 조촉매로서 사용된다. 상기 화합물의 금속은 원소주기율표의 1-3 및 12 -13 족으로부터 선택된다. 금속 알킬이 바람직하며, 알킬 알루미늄 화합물이 더욱더 바람직하다.
바람직한 금속 알킬은, 예를들면 MRm의 식을 갖는 화합물이며, 여기서 M은 그룹 2, 12,또는 13족으로부터 선택되며 , 각 R은 독립적으로 1 내지 약 20 탄소원자인 개별 알킬라디칼이며, m 은 M의 원자가전자에 일치한다. 유용한 금속(M)의 예는 마그네슘, 칼슘, 아연, 카드뮴 알루미늄 및 갈륨을 포함한다. 적절한 알킬 라디칼(R)의 예는 메틸, 에틸, 부틸, 이소부틸, 헥실, 옥틸, 데실, 테트라데실 및 에이코실 (eicosyl)을 포함한다.
중합성능의 관점에서, 알킬라디칼 각각이 예를들면 1 내지 약 12 탄소원자를 포함할 수 있는 마그네슘, 아연 및 알루미늄의 금속 알킬이 바람직하다. 상기 화합물의 예는 Mg(CH3)2, Mg(C2H5)2, Mg(C2H5)(C4H9), Mg(C4H9)2, Mg(C6H13)2, Mg(C12H25)2, Mg(C4H9)(C8H17), Zn(CH3)2, Zn(C2H5)2, Zn(C4H9)2, Zn(C4H9)(C8H17), Zn(C6H13)2, Zn(C12H25)2, Al(CH3)3, Al(C2H5)3, Al(C3H7)3, Al(C4H9)3, Al(C6H13)3, 및 Al(C12H25)3, 을 포함한다. 더욱 바람직하게는 각 알킬라디칼당 1 내지 약 6 탄소원자를 포함하는 마그네슘, 아연, 또는 알루미늄 알킬이 사용된다. 알킬 알루미늄 화합물이 가장 바람직하다. 최선의 결과는 알킬 라디칼 당 1 내지 약 6 탄소원자를 포함하는 트리알킬알루미늄의 사용을 통해서 얻어지며 특히 트리에틸알루미늄 및 트리이소부틸알루미늄 또는 이의 조합을 통해서 얻어진다.
원한다면, 2염화 에틸알루미늄, 염화 디에틸알루미늄, 1.5(sesqui)염화에틸알루미늄 또는 디이소부틸알루미늄 수소화물 같은 하나이상의 할로겐 또는 수소화기를 갖는 금속 알킬이 사용될 수 있다.
중합공정에서 사용되는 촉매계에서, 통상적으로, 유기금속 화합물 대 전이금속 원자의 비는 예를들면 약 10 대 약 500 그리고 바람직하게는 약 30 대 약 300이다.
본 발명에서 사용되는 전이금속함유 고체촉매 화합물은 중합촉매로서 사용되기 전에 α-올레핀으로 예비중합될 수 있다. 예비중합의 일 실시예에서, 조촉매(예를들면 트리에틸알루미늄)로서 전이금속 화합물 및 유기금속 화합물은 α-올레핀(예를들면 프로필렌)과, 바람직하게는 외부 전자주개(예를들면 실란 및 바람직하게는 유기실란)의 존재하에서 접촉된다. 예비중합은 불활성 탄화수소(예를들면 헥산)에서, 액체에서, 또는 기체상에서 수행될 수 있다. 통상적으로 최종 예비중합된 구성물의 중합체/촉매 무게비는 약 0.1 대 1 내지 약 20 : 1 이다. 예비중합은 촉매입자 주위에 중합체의 코트를 형성하며 많은 경우에서 입자형태, 활성, 기하특이성, 및 마찰저항을 향상시킨다. 특히 유용한 예비중합 과정은 미국특허 4,579,836에 설명되어 있다.
택일적으로 외부 전자주개는 촉매계에서 존재하며 상기 화합물이 반응계에 첨가되며 전이금속함유 고체촉매 화합물(상기 a) 참조)의 제조에 사용되지 않음을 의미한다. 본 발명의 공정에서 사용되는 외부 전자주개 화합물은 하나 이상의 산소, 질소, 황 및 인의 원자를 포함하는 유기화합물일 수 있다.
상기 화합물은 모노- 및 다가의 유기산, 유기산 에스테르, 알코올, 에테르 ,알데히드, 케톤, 아민, 산화아민, 아미드, 티올, 및 다양한 인산 에스테르 및 아미드 등을 포함한다. 원한다면 외부 전자 주개의 혼합물이 사용될 수 있다. 전이금속함유 고체촉매 화합물의 제조에서 사용되는 외부 전자주개 및 내부 전자주개 화합물은 동일하거나 상이할 수 있다. 바람직한 외부 전자주개 화합물은 일반식R1 qSi(OR2)4-q 의 유기실란 화합물이다 (여기서 각 R1은 독립적으로 택일적 이(異)원자를 포함하는 C1 -20-알킬, 시클로알킬, 페닐, 비닐, 알릴 또는 아릴기를 나타낼 수 있다. 각 R2 는 독립적으로 하나 이상의 , 바람직하게는 1 ~ 3, 이(異)원자(예를들면 ,O, S 및 P) 를 포함하는 C1 -4-알킬, 시클로알킬, 페닐, 비닐, 알릴 또는 아릴기를 나타낼 수 있다. q는 0 또는 1 에서 3까지의 정수를 나타낸다.). 상기 유기실란 화합물의 예는 알킬알콕시실란, 아릴알콕시실란, 아릴(시클로)알킬알콕시실란, (시클로)알킬알콕시실란, 또는 이의 혼합물이며 예를들면 디이소프로필 디메톡시실란, 디이소부틸 디메톡시실란, 이소부틸이소프로필 디메톡시실란, 디시클로헥실 디메톡시실란, 디페닐 디메톡시실란, 페닐메틸 디메톡시실란, 시클로헥실 디메톡시실란, 에틸 트리에톡시실란, 디시클로펜틸 디메톡시실란, 프로필트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란이다.
외부 주개(조금이라도 첨가된다면)는 바람직하게는 0.1:1 내지 250:1 의 전이금속에 대한 몰비로 일반적으로 다른 촉매계 구성물에 첨가되거나 중합반응기에 분리하여 첨가된다.
결정성 폴리-α-올레핀은 중합조건하에서 지글러 나타 촉매계로 최소 하나의 α-올레핀과 접촉함으로써 제조될 수 있다. 상기 조건은 중합온도 및 시간, 단량체 압력, 촉매의 오염회피, 슬러리 공정에서 중합매개체의 선택, 중합체 분자량을 조절하는 (수소같은) 구성물의 사용 및 당업자에게 잘 알려진 다른 조건을 포함한다. 다단계공정에서 슬러리-, 괴상(bulk)- 및 기체상 중합공정 또는 후자의 혼합이 여기서 고려될 수 있다.
사용되는 촉매의 양은 중합기술, 반응기 크기, 중합되는 단량체, 및 당업자에게 잘 알려진 다른 인자의 선택에 의존하여 변화한다. 통상적으로, 생산되는 중합체의 그램에 대하여 0.2 내지 0.02 밀리그램 범위의 촉매량이 사용된다.
사용되는 중합공정에 관계없이, 중합은 적당한 중합속도를 보장하고 극히 장기의 반응기 체류시간을 방지하기 위해서 충분히 높은 온도에서, 그러나 경도 및 형태의 문제에 관해 부적절하게 고도의 입체임의적(stereorandom) 생성물을 제조하지 않을 만큼 높지않은 온도에서 수행된다. 일반적으로, 우수한 촉매성능 및 고생산율을 얻는다는 관점에서 온도범위는 약 40℃ 내지 약 150℃ 바람직하게는 약 60℃ 내지 약 100℃이다.
중합은 대략 대기압 또는 그 이상의 단량체 압력에서 수행되는 것이 바람직하다. 일반적으로 기체상 중합에서도 약 0.1 내지 5 MPa의 압력범위인 단량체 압력은 중합되는 α-올레핀의 중합온도에서 증기압 이하여서는 안된다.
중합시간은 일반적으로 연속공정에서 상응하는 평균체류시간을 갖는 회분식 공정에서 약 1/2 내지 수시간동안에 이른다. 약 1 내지 약 4시간에 이르는 중합시간이 오토클레이브 (autoclave)형 반응에서 일반적이다. 슬러리 공정에서, 중합시간은 원하는대로 조절될 수 있다. 약 1/2 내지 수시간에 이르는 중합시간은 연속 슬러리 공정 및 기체상 공정에서 일반적으로 충분하다.
슬러리 중합공정에서의 사용상 적절한 희석제는 (펜탄, 헥산, 헵탄, n-옥탄, 이소옥탄, 시클로헥산 및 메틸시클로헥산 같은)알칸 및 시클로알칸; (톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠,; 이소프로필벤젠, 에틸 톨루엔, n-프로필-벤젠, 디에틸벤젠 및 모노- 및 디알킬나프탈렌 같은) 방향족 알킬; (클로로벤젠, 클로로나프탈렌, 오르토디클로로벤젠, 테트라히드로나프탈렌, 데카히드로나프탈렌 같은) 할로겐화 및 수소화 방향족 화합물; 고분자량 액체 파라핀 또는 이의 혼합물 및 다른 공지된 희석제를 포함한다. 사용 전에 중합매개체를 (예를들면 미량불순물을 제거할 수 있는 알킬알루미늄 화합물 같은 화합물을 접촉하면서 증류, 분자체(molecular sieves)를 통한 여과, 또는 다른 적절한 수단에 의해서) 정화하는 것이 종종 바람직하다.
기체상 중합공정의 예는 교반된 층 반응기 및 유동층 반응기 시스템을 포함한다. 상기 과정은 당업계에서 잘 알려져 있다. 통상적인 기체상 α-올레핀 중합반응기 시스템은 반응기 용기를 포함하는 데, 여기에 단량체 및 촉매계가 첨가될 수 있으며 이는 중합체입자(polymer particle)를 형성하는 교반된 층을 포함한다.
통상적으로, 촉매계의 구성물은 반응기 용기에서 하나 이상의 밸브로 제어되는 포트를 통하여 함께 또는 분리하여 첨가된다. 통상적으로 α-올레핀 단량체는 재순환기체 시스템을 통하여 반응기에 제공되는 데, 재순환 기체 시스템에서 폐가스(off-gas)로 제거된 비반응 단량체 및 신(新) 공급 단량체가 혼합되어 반응기 용기 안으로 분사된다. 액체 단량체일 수 있는 담금질 액체(quench liquid)는 온도를 제어하기 위해서 재순환 기체 시스템을 통하여 α-올레핀을 중합하는 데 첨가될 수 있다.
α-올레핀 중합체가 유동층 반응기에서 분말로서 발열적으로 생산될 수 있슴은 잘 알려져 있으며 유동화는 단량체를 포함하는 기체의 순환 혼합물에 의해서 제공된다. 반응기에서 나가는 유동기체는 반응열을 제거하고 원하는 온도에서 유동층 온도를 유지하기 위해서 반응기로 재진입하기 전에 냉각되어 재순환될 수 있다. 바바람직하게는 재순환하는 스트림(폐가스) (의 일부)은 액체에 대한 상기 기체의 일부를 응축하기 위해서 냉각되고 이후에 응축 및 냉각된 생성물은 반응기에 (최소한 일부라도)재순환된다. 비응축된 스트림의 현열(顯熱)보다 단위냉각도당 기화의 잠열이 훨씬 크기때문에 기체에 축적된 현열(顯熱)뿐만아니라 기화의 잠열을 제거하는 것이 바람직하다.
중합기술과 무관하게, 중합은 산소, 물, 및 촉매독(catalyst poison)으로서 작용하는 다른 물질을 제외하는 조건하에서 수행된다.
일반적으로 요구되지는 않지만, 중합의 완성시에 또는 본 발명의 공정상 중합을 종료하거나 본 촉매계를 비활성하기를 원할 경우에 중합체는 물, 알코올, 산소, 아세톤, 또는 다른 적정한 촉매 비활성화제와 당업자에게 자명한 방식으로 접촉될 수 있다.
중합체 수율은 촉매 잔류물을 제거함이 없이 유용한 생성물이 얻어질 수 있도록 사용되는 촉매의 양에 비하여 충분히 높다. 또한, 입체임의적 부산물의 정도는 충분히 낮아서 유용한 생성물이 제거됨이 없이 획득될 수 있다. 중합성 생성물은 압출성형, 사출성형 및 다른 기술에 의해서 유용한 물품으로 제조될 수 있다.
본 발명은 하기의 예에 의해서 한정됨이 없이 설명된다.
기체상 중합.
기체상 중합은 일련의 두 개의 수평, 실린더형 직렬반응기에서 수행되며 여기서 동종중합체는 제1 반응기에서 형성되며 택일적으로 통상적인 에틸렌-프로필렌 공중합체 고무가 충격식 공중합체(impact copolymer)를 제조하기 위해서 제2 반응기에서 형성된다. 제1반응기는 연속식으로 작동되며 제2반응기는 회분식으로 작동된다. 동종중합체의 합성에서, 중합체는 질소로 덮여진 제2 반응기안으로 충전된다. 제1반응기는 응축기를 통하여 및 역으로 반응기의 노즐로의 재순환 라인을 통하여 반응기 기체를 재순환하기 위한 폐가스 포트를 구비하고 있다. 양 반응기는 직경 10 cm 및 길이가 30cm 인 1 갤론(3.8리터)의 부피를 갖는다. 제1 반응기에서 액체 프로필렌은 담금질 액체로서 사용되며 공중합체의 합성을 위해서 제2반응기의 온도가 냉각재킷에 의해서 일정하게 유지된다. 미국특허 4,866,022호에 의해 생성되는 고활성 촉매는 액체 프로필렌-접촉 촉매 첨가 노즐을 통하여 헥산에서 5 - 7 중량%로 주입된다. Al/Mg의 비 4 및 Al/Si의 비 6에서 디이소프로필메톡시실란 및 헥산의 TEAI가 상이한 액체 프로필렌 접촉 추가노즐을 통하여 제1반응기로 공급된다. 작업중 제1반응기에서 생성되는 프로필렌 분말는 위어(weir)를 통과하며 제2반응기안으로 분말 배출시스템을 통하여 배출된다. 각 반응기의 중합체층은 제1반응기에서 약 50 rpm 및 제2반응기에서 약 75 rpm 으로 회전하는 반응기 내부 길이축 에 부착된 패들에 의해서 교반된다. 반응기 온도 및 압력은 제1 반응기에서 71℃ 및 2.2 MPa에서 유지되며 공중합체 합성을 위해서 제2반응기에서 66℃ 및 2.2 MPa 에서 유지된다. 생산율은 안정한 공정을 얻기 위해서 제1 반응기에서 약 200 - 250 g/h이다. 제1반응기에서 수소의 양을 변화함에 의해서 상이한 용융흐름속도를 갖는 동종중합체가 얻어진다. 공중합체 합성을 위해서, 수소는 동종중합체 분말 및 공중합체 분말에 대한 용융흐름속도를 제어하기 위해서 양반응기에 독립적으로 공급된다. 에틸렌-프로필렌 공중합체(RCC2)의 조성은 가스 크로마토그래피 분석에 근거하여 제2반응기에서 재순환 기체의 에틸렌 및 프로필렌(C2 =/C3 =)의 비를 조절함에 의해서 제어된다. 상기 면에서 RCC2 는 고무 분류(分溜)에 혼합된 에틸렌의 양(중량%)이며 RC는 13C-NMR 분광법에 의해 결정되는 충격식 공중합체에 혼합된 고무의 양(중량%)이다.
4개의 중합체 1,2,3, 및 Ⅳ(비교)가 표1에서 설명된 조건하에서 생성된다.
[화합]
중합에서 얻어진 그리고 표1의 1,2,3 및 Ⅳ 에서 나타난대로의 중합체 분말은 입자제조(granulation)단계에서 표준 첨가혼합물과 혼합된다. 입자제조는 240 ℃ 의 배럴온도에서 Plast Machine Bau GMBH 의 단축압출기인 PM20 을 사용하여 N2 하에서 수행된다. 얻어진 프로필렌 공중합체 조성물은 (CIBA의) Irganox 1010의 중량으로 0.05%, (CIBA의) Irgafos 168의 중량으로 0.05%, 및 Millad 3988(Milliken Chemical의 비스-3,4-디메틸벨질리덴소비톨)의 중량으로 0.20 과 결합한 스테아린산 칼슘의 중량으로 0.05% 나 (Adeka Palmorole 의) ADK STAB NA-11 중량으로 0.05% 와 결합한 DHT4A(Mitsui)중량으로 0.025% 를 포함한다. * 으로 표시된 수개의 예 중에서 유동학(流動學)은 디알킬페록사이드(Luperco 802PP40)으로 제어된다.
[사출성형]
표본 팰릿(pallet)이 45톤 Arburg(직경 22mm) 사출성형 기계를 사용하여 시험표본 안으로 사출성형된다. 실린더의 온도는 240 ℃ , 몰드의 온도는 50 ℃이다. 헤이즈, 투명 및 백화 측정을 위해서 1.6 mm 두께 시험반이 주조된다. 기계성 측정을 위해서 3.2 mm 두께 시험반이 주조된다.
[분석]
투명도
투명도는 투광 - 헤이즈로 정의된다. 헤이즈 및 투광값의 결정은 표준 ASTM D 1003 에 의해서 수행된다. 시험표본은 65*65 mm 에지 길이 및 1.6 mm 두계를 갖는 사출성형판이다. 후-결정화 단계를 위해서 실온에서 14일 저장된 후에 시험표본은 Pacific Scientific의 Hazegard System XL 211의 인렛 오리피스의 앞에서 죔쇠장치안으로 조여진다. 시험은 23 ℃ 에서 수행되며, 각 시험표본은 중간에 한번씩 검사된다. 시험값을 얻기 위해서 다섯개의 시험표본이 각 경우에 시험된다.
홍조반응(blushing
behaviour
)
홍조반응은 돔 방법(domed method)에 의해 평가된다. 돔 방법에서 홍조는 낙 구(falling dart) 장치에 의해서 측정되며 500그램의 질량, 50mm의 펀치 직경 및 25 mm의 돔 반경 및 53 mm 직경의 강관을 갖는 낙구를 사용한다. 낙하높이는 30, 50, 100, 160 및 200cm이다. 시험표본은 65*65의 에지길이 및 1.6 mm의 두께를 갖는 사출성형된 반(plaque)이 사용된다. 시험은 23℃ / 대기습도 50%의 표준조건하에서 사출성형된 후 14일간 시험표본을 저장한 후에 23℃ 에서 수행된다. 각 시험표본은 한 번의 충격시험만을 거친다. 시험표본은 처음에 죄어짐이 없이 평탄면에 놓여지고 낙구가 다음으로 투하된다. 시험값을 얻기 위해서, 가 낙하높이당 최소 2개의 시험표본이 시험된다. 23℃ 및 50% RH 에서 7일간 저장된 후에 홍조영역을 식별하여 판단할 수 있으며 0 (홍조없슴) 에서 10 (홍조반응 불량)까지의 카테고리로 평가된다.
굴곡탄성율
굴곡탄성율은 ASTM D 760 에 따라서 측정된다. 시험표본은 사출성형되며 길이 63.5 mm, 폭 12.7 mm 및 두께 3.2 mm 로 제작된다. 굴곡탄성율은 유동방향 및 유동방향의 수직에서 측정됨으로써 결정된다. 후결정화(after-crystallization)가 발생되기 위해서 시험표본은 23℃ / 대기습도 50의 표준조건하에서 14일간 저장된다. Zwick-Roell의 시험단위모델 Z010이 시험을 위해 사용된다. 굴곡탄성율의 결정에서 시험속력은 13.5 mm/min이다. 탄성율의 결정에서 수율점은 0.05% - 0.25 %이다.
노치드
아이조드
노치드 아이조드는 ISO 180/4A 에 따라서 측정된다. 시험표본은 사출성형되 며 길이 63.5 mm, 폭 12.7 mm 및 두께 3.2 mm 로 제작된다. 노치드 아이조드는 유동방향 및 유동방향의 수직에서 측정됨으로써 결정된다. 후결정화(after-crystallization)가 발생되기 위해서 시험표본은 23℃ / 대기습도 50의 표준조건하에서 14일간 저장된다.
13
C-NMR
총 C2-함유량 및 프로필렌-에틸렌 공중합체(RCC2)에서의 C2-함유량은 13C-NMR 분광학을 통해서 결정된다.
DSC
녹는점의 결정은 DSC(시차주사열량, Differential Scanning Calorimetric)에 의해서 수행된다. 측정은 DIN 51007/53765 또는 ASTM D3417-97 / D3418-97에 따라서 수행되며 분당 10℃ 에서 180℃ 로 상승하는 가열속도에서의 제1 가열단계, 분당 10℃ 에서 25℃ 로 하강하는 냉각속도에서의 동적결정화단계(dynamic crystallization), 분당 10℃ 에서 180℃ 로 복귀하는 가열속도에서의 제2 가열단계를 사용한다. 녹는점은 제2 가열단계동안 측정된 엔탈피 대 온도 곡선이 최대를 나타내는 온도이다.
MFR
MFR 측정은 무게 2.16 kg 및 온도 230 ℃ 를 사용하여 ISO 1133 에 따라서 수행된다.
예의 결과 및 조건은 표1 및 2 에서 주어진다.
[표1]
[표2]
Claims (10)
- 기저중합체로서 프로필렌 동종중합체(A), 프로필렌이 아닌 올레핀의 프로필렌 공중합체(B)에 대하여 계산하여 10 ~ 35 중량% 를 포함하는 프로필렌 공중합체(B), 및 선택적으로 하나 이상의 첨가제로 구성된 프로필렌 공중합체 조성물에 있어서,프로필렌 동종중합체 및 프로필렌 공중합체는 지글러-나타 촉매계를 사용하여 제조되며 각각의 분자량 분포(Mw/Mn)는 3보다 크며프로필렌 공중합체 조성물은 투광에서 헤이즈를 뺀 것으로 정의된 8 이상의 투명도를 가지며,헤이즈 및 투광값의 결정은 65 * 65 mm의 에지 길이 및 1.6 mm 의 두께를 갖는 사출성형된 판을 시험표본으로서 사용하여 표준 ASTM D1003 에 따라서 수행되는 것을 특징으로 하는 프로필렌 공중합체 조성물.
- 제1항에 있어서, 프로필렌이 아닌 올레핀은 에틸렌인 것을 특징으로 하는 프로필렌 공중합체 조성물.
- 제1항에 있어서, 프로필렌이 아닌 올레핀의 양은 프로필렌 공중합체(B)의 양에 대하여 계산하여 13 내지 25 중량% 인 것을 특징으로 하는 프로필렌 공중합체 조성물.
- 제1항에 있어서, A + B의 총량에 대하여 계산된 공중합체 B의 양이 10 내지 50 중량% 인 것을 특징으로 하는 프로필렌 공중합체 조성물.
- 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, MFRA / MFRB 의 비는 50 이하인 것을 특징으로 하는 프로필렌 공중합체 조성물.
- 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, MFRA / MFRB 의 비는 20 이하인 것을 특징으로 하는 프로필렌 공중합체 조성물.
- 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, MFRA / MFRB 의 비는 10 이하인 것을 특징으로 하는 프로필렌 공중합체 조성물.
- 제1항에 있어서, 핵제를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로필렌 공중합체 조성물.
- 중공성형, 사출성형 또는 몰딩의 압출에서의 제1항에 의한 조성물의 제조방법.
- 주요 구성물로서 제1항에 의한 조성물을 포함하는 몰딩, 필름, 시트 또는 파이프.
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