C08L23/12 C08L23/14 C08F2/00 C08F110/06 C08F210/06
1.一种包含第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物的组合,其中第一丙烯基聚合物的收缩率比第二丙烯基聚合物的收缩率高至少15%,基于第二丙烯基聚合物的收缩率。
2.根据权利要求1的组合,其中第一丙烯基聚合物的收缩率比第二丙烯基聚合物的收缩率高至少20%,优选至少25%,更优选至少30%,基于第二丙烯基聚合物的收缩率。
3.根据权利要求1或2的组合,其中第一和第二丙烯基聚合物满足如下方面:(i)第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物之间的缺口Izod冲击强度的差异不超过20%,优选不超过10%,基于较低的缺口Izod冲击强度;和(ii)第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物之间的弯曲模量的差异不超过20%,优选不超过10%,基于较低的弯曲模量。
4.根据权利要求3的组合,其中第一和第二丙烯基聚合物进一步满足下列中的至少一种:(i)第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物之间的熔体流动速率的差异不超过20%,优选不超过10%,基于较低的熔体流动速率;(ii)第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物之间的屈服拉伸强度的差异不超过20%,优选不超过10%,基于较低的屈服拉伸强度;和(iii)第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物之间的屈服拉伸应力的差异不超过20%,优选不超过10%,基于较低的屈服拉伸应力。
5.根据权利要求1或2的组合,其中第一和第二丙烯基聚合物满足下列中的至少一种:(i)第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物之间的缺口Izod冲击强度的差异大于20%,优选大于30%,基于较低的缺口Izod冲击强度;和(ii)第一丙烯基聚合物与第二丙烯基聚合物之间的弯曲模量的差异大于20%,优选大于30%,基于较低的弯曲模量。
6.根据权利要求5的组合,其中第一和第二丙烯基聚合物进一步满足下列中的至少一种:(i)第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物之间的熔体流动速率差异大于20%,优选大于30%,基于较低的熔体流动速率;和(ii)第一丙烯基聚合物与第二丙烯基聚合物的屈服拉伸强度的差异大于20%,优选大于30%,基于较低的屈服拉伸强度;以及(iii)第一丙烯基聚合物与第二丙烯基聚合物之间的屈服拉伸应力的差异大于20%,优选大于30%,基于较低的屈服拉伸应力。
7.根据权利要求1-6中任一项的组合,其中第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物选自丙烯均聚物、丙烯共聚物和抗冲共聚物(ICP)。
8.根据权利要求1-7中任一项的组合,其中第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物都是ICP。
9.根据权利要求8的组合,其中作为第一丙烯基聚合物的ICP包含聚丙烯均聚物和基于ICP重量为约8至约25wt%的丙烯共聚物,其中丙烯共聚物基于丙烯共聚物重量包含约25至约60wt%乙烯和/或C4至C10α-烯烃衍生单元和剩余丙烯衍生单元。
10.根据权利要求8或9的组合,其中作为第二丙烯基聚合物的ICP包含聚丙烯均聚物和基于ICP重量为约12至约40wt%的丙烯共聚物,其中丙烯共聚物基于丙烯共聚物重量包含约30至约55wt%乙烯和/或C4至C10α-烯烃衍生单元和剩余丙烯衍生单元。
11.根据权利要求10的组合,其中丙烯共聚物是乙烯-丙烯共聚物,其基于作为第二丙烯基聚合物的ICP的重量以约15至约22wt%的量存在。
12.根据权利要求11的组合,其中基于乙烯-丙烯共聚物的重量,乙烯-丙烯共聚物包含约30至约45wt%的乙烯衍生单元。
13.根据权利要求1-12中任一项的组合,其中第一丙烯基聚合物与第二丙烯基聚合物的重量比为约10:90至约90:10。
14.一种包含根据权利要求1-13中任一项的组合的组合物。
15.根据权利要求14的组合物,其中组合物还包含至少一种选自聚烯烃塑性体、聚烯烃弹性体和填料的组分。
16.根据权利要求15的组合物,其中第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物的总含量基于组合物的重量为约45至约80wt%,优选约55至约75wt%。
17.一种包含根据权利要求14-16中任一项的组合物的部件。
18.一种制备部件的方法,其包括如下步骤:
(a)设定目标收缩率;
(b)制备包含根据权利要求14-16中任一项的组合物的部件;和
(c)调节第一丙烯基聚合物与第二丙烯基聚合物的重量比以获得目标收缩率。
19.根据权利要求18的方法,其中步骤(c)包括当步骤(b)中的部件的收缩率低于目标收缩率时增加第一丙烯基聚合物与第二丙烯基聚合物的重量比。
20.根据权利要求18的方法,其中步骤(c)包括当步骤(b)中的部件的收缩率高于目标收缩率时降低第一丙烯基聚合物与第二丙烯基聚合物的重量比。
21.一种丙烯基抗冲共聚物(ICP),其包含聚丙烯均聚物和基于ICP的重量为约15至约22wt%的丙烯共聚物,其中丙烯共聚物为乙烯-丙烯共聚物,其包含基于丙烯共聚物的重量为约30至约45wt%的乙烯衍生单元和剩余的丙烯衍生单元。
22.根据权利要求21的ICP,其中该ICP的收缩率低于1.5%,优选低于1.4%。
23.根据权利要求21的ICP,其中该ICP具有下列性能中的至少一种:(i)熔体流动速率(MFR)(230℃/2.16kg,ASTM D1238)为约45至约55g/10min,(ii)聚丙烯均聚物的MFR为约100至约130g/10min,以及(iii)丙烯共聚物的特性粘度为约1.8至约4dL/g。
24.根据权利要求23的ICP,其中该ICP进一步包含填料,其量基于ICP的重量为约0.2至约1wt%。
包含两种丙烯基聚合物的组合以及含有该组合的组合物
发明领域
本发明一般涉及含有两种具有不同收缩率的丙烯基聚合物的组合,包含该组合的组合物以及包含该组合物的部件和一种制备部件的方法。
发明背景
在汽车工业的配混中,当汽车的OEM需要使用配方来制备不同的部件或者使用不同的设备生产部件时,经常会遇到收缩率问题。由于部件设计或者总尺寸缩短或者甚至不同的注塑设备,总是会存在小的收缩率差异。这些收缩率差异可以在0.2%-0.3%的范围内。为了消除收缩率差异,目前市场上的做法是调节配方中的滑石或聚烯烃或聚丙烯的量来重新构建配方,并根据不同的收缩要求重新测试和评定。这带来了额外的成本、时间和资源需求。
为了以降低的成本和缩短的时间来制备具有合适的收缩率的部件,故仍然存在对新的组合、组合物和方法的需求。
发明概述
在第一一般方面中,本公开提供了一种包含第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物的组合,其中第一丙烯基聚合物的收缩率比第二丙烯基聚合物的收缩率高至少15%,基于第二丙烯基聚合物的收缩率。
在第二一般方面中,本公开提供了一种包含本发明组合的组合物。
在第三一般方面中,本公开提供了一种包含本发明组合物的部件。
在第四一般方面中,本公开提供了一种制备部件的方法,其包括如下步骤:
(a)设定目标收缩率;
(b)制备包含本发明组合物的部件;和
(c)调节第一丙烯基聚合物与第二丙烯基聚合物的重量比以获得目标收缩率。
在第五一般方面中,本公开提供了一种丙烯基抗冲共聚物(ICP),其包含聚丙烯均聚物和基于ICP的重量为约15至约22wt%的丙烯共聚物,其中丙烯共聚物为乙烯-丙烯共聚物,其包含基于丙烯共聚物的重量为约30至约45wt%的乙烯衍生单元和剩余的丙烯衍生单元。
第一、第二、第三、第四和第五一般方面中的某些方面可以包括一个或多个如下特征:
在一些方面中,第一丙烯基聚合物的收缩率比第二丙烯基聚合物的收缩率高至少20%,优选至少25%,更优选至少30%,基于第二丙烯基聚合物的收缩率。
在一些方面中,第一和第二丙烯基聚合物满足如下方面:(i)第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物之间的缺口Izod冲击强度的差异不超过20%,优选不超过10%,基于较低的缺口Izod冲击强度;和(ii)第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物之间的弯曲模量的差异不超过20%,优选不超过10%,基于较低的弯曲模量。
在一些方面中,第一和第二丙烯基聚合物满足下列中的至少一种:(i)第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物之间的熔体流动速率的差异不超过20%,优选不超过10%,基于较低的熔体流动速率;(ii)第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物之间的屈服拉伸强度的差异不超过20%,优选不超过10%,基于较低的屈服拉伸强度;和(iii)第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物之间的屈服拉伸应力的差异不超过20%,优选不超过10%,基于较低的屈服拉伸应力。
在一些方面,第一和第二丙烯基聚合物满足下列中的至少一种:(i)第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物之间的缺口Izod冲击强度的差异大于20%,优选大于30%,基于较低的缺口Izod冲击强度;和(ii)第一丙烯基聚合物与第二丙烯基聚合物之间的弯曲模量的差异大于20%,优选大于30%,基于较低的弯曲模量。
在一些方面,第一和第二丙烯基聚合物满足下列中的至少一种:(i)第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物之间的熔体流动速率差异大于20%,优选大于30%,基于较低的熔体流动速率;和(ii)第一丙烯基聚合物与第二丙烯基聚合物的屈服拉伸强度的差异大于20%,优选大于30%,基于较低的屈服拉伸强度;以及(iii)第一丙烯基聚合物与第二丙烯基聚合物之间的屈服拉伸应力的差异大于20%,优选大于30%,基于较低的屈服拉伸应力。
在某些方面,第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物选自丙烯均聚物、丙烯共聚物和抗冲共聚物(ICP)。
在某些方面,第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物都是ICP。
在某些方面,作为第一丙烯基聚合物的ICP包含聚丙烯均聚物和基于ICP重量为约8至约25wt%的丙烯共聚物,其中丙烯共聚物基于丙烯共聚物重量包含约25至约60wt%乙烯和/或C4至C10α-烯烃衍生单元和剩余丙烯衍生单元。
在一些方面,作为第二丙烯基聚合物的ICP包含聚丙烯均聚物和基于ICP重量为约12至约40wt%的丙烯共聚物,其中丙烯共聚物基于丙烯共聚物重量包含约30至约55wt%乙烯和/或C4至C10α-烯烃衍生单元和剩余丙烯衍生单元。
在某些方面,丙烯共聚物是乙烯-丙烯共聚物,其基于作为第二丙烯基聚合物的ICP的重量以约15至约22wt%的量存在。
在某些方面,基于乙烯-丙烯共聚物的重量,乙烯-丙烯共聚物包含约30至约45wt%的乙烯衍生单元。
在某些方面,第一丙烯基聚合物与第二丙烯基聚合物的重量比为约10:90至约90:10。
在一些方面,组合物还包含至少一种选自聚烯烃塑性体、聚烯烃弹性体和填料的组分。
在一些方面,第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物的总含量基于组合物的重量为约45至约80wt%,优选约55至约75wt%。
在第四方面中,步骤(c)包括当步骤(b)中的部件的收缩率低于目标收缩率时增加第一丙烯基聚合物与第二丙烯基聚合物的重量比。
在第四方面中,步骤(c)包括当步骤(b)中的部件的收缩率高于目标收缩率时降低第一丙烯基聚合物与第二丙烯基聚合物的重量比。
在第五方面中,ICP的收缩率低于1.5%,优选低于1.4%。
在第五方面中,ICP具有下列性能中的至少一种:(i)熔体流动速率(MFR)(230℃/2.16kg,ASTM D1238)为约45至约55g/10min,(ii)聚丙烯均聚物的MFR为约100至约130g/10min,以及(iii)丙烯共聚物的特性粘度为约1.8至约4dL/g。
在第五方面中,ICP进一步包含填料,其量基于ICP的重量为约0.2至约1wt%。
附图说明
图1显示了用于测试收缩率的照片:1:夹具(×6),2:定位器(×3);3:千分尺(micro gauge)。
图2显示了量块的照片。
图3显示了得自实施例1的组合物的收缩率。
发明详述
在此描述各种特定实施方案、变形和实例;包括为了理解所要求保护的发明而采用的示例性实施方案和定义。虽然下面的详细描述给出了具体的优选实施方案,但是本领域技术人员将理解这些实施方案仅是示例性的,并且本发明可以以其他方式实施。为了确定侵权,本发明的范围将参考所附权利要求中的任何一个或多个权利要求,包括其等同,以及与所述权利要求等同的单元或限定。对“发明”的任何提及可指权利要求所限定的一项或多项发明,但不一定指全部发明。
如本文所用,术语“共聚物”意指包括具有两种或更多种单体,(任选)与其他单体的聚合物,并可指互聚物、三元共聚物等。本文所用术语“聚合物”包括但不限于均聚物、共聚物、三元共聚物等及其合金。本文使用的术语“聚合物”还包括抗冲共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物、无规共聚物和交替共聚物。除非另有特别说明,“聚合物”一词还应包括所有可能的几何构型。这种构型可以包括等规、间规和无规对称。
本文所使用的“丙烯基”意指包括单独或与一种或多种共聚单体组合而成的包含丙烯的任何聚合物,其中丙烯是主要成分(即大于50wt%丙烯)。
在说明书和权利要求书中详细描述的所有数值都被“约”指示值改变,并且考虑到本领域技术人员所预期的实验误差和变化。
收缩率可以如下测试:
1)样品条在170℃下通过注塑制备。每种材料分别采用20MPa、30MPa、40MPa和50MPa四种不同的保压压力来生产四个样品条,其中保压压力是材料注入模腔后保持材料进料的压力。在测试前,将样品条在23±2℃下调理48小时。收缩率测试在23±2℃的相同条件下进行。
2)在调理后,测试样品条的尺寸。对每个样品条进行12次测试。
3)收缩率根据如下方程计算:
收缩率=(L0-L1)/L0*100%
其中L0为模腔尺寸且L1为样品条尺寸。
收缩率为横向和纵向的平均值。对每个材料所报道的收缩率为在上述4种不同保压压力下制备的4个样品条的平均收缩率。
例如,收缩率可通过Shrink Plaque Checking Fixture(生产商:U-Microtooling Co.,Ltd.)测试。
在一个实施方案中,第一丙烯基聚合物的收缩率比第二丙烯基聚合物的收缩率高至少18%,至少20%,至少22%,至少25%,至少28%,至少30%,或至少33%,基于第二丙烯基聚合物的收缩率。通常,第一丙烯基聚合物的收缩率比第二丙烯基聚合物的收缩率高不超过50%,不超过48%,不超过45%,不超过43%,不超过40%,不超过38%,不超过35%,基于第二丙烯基聚合物的收缩率。
在一个实施方案中,第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物具有相似的物理性能,例如缺口Izod冲击强度、弯曲模量、熔体流动速率、屈服拉伸强度和/或屈服拉伸应力。它们被称为孪生丙烯基聚合物。通过使用这些丙烯基聚合物,配混者可以容易地调节部件的收缩率,而保持其物理性能不变。
在一个实施方案中,第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物之间的缺口Izod冲击强度的差异不超过20%、不超过18%、不超过15%、不超过12%、不超过10%、不超过8%或不超过5%,基于较低的缺口Izod冲击强度。缺口Izod冲击强度可根据ISO180进行测试,例如在23℃下进行。
在一个实施方案中,第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物之间的弯曲模量差异不超过20%、不超过18%、不超过15%、不超过12%、不超过10%、不超过8%或不超过5%,基于较低的弯曲模量。弯曲模量可根据ISO178在2mm/min应变速率下测试。
在一个实施方案中,第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物的熔体流动速率(MFR)的差异不超过20%、不超过18%、不超过15%、不超过12%、不超过10%、不超过8%或不超过5%,基于较低的熔体流动速率。MFR可根据ASTM D1238,在2.16kg和230℃下测定。
在一个实施方案中,第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物之间的屈服拉伸强度的差异不超过20%、不超过18%、不超过15%、不超过12%、不超过10%、不超过8%或不超过5%,基于较低的屈服拉伸强度。屈服拉伸强度可根据ISO527在23℃下进行测试。
在一个实施方案中,第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物的屈服拉伸应力的差异不超过20%、不超过18%、不超过15%、不超过12%、不超过10%、不超过8%或不超过5%,基于较低的屈服拉伸应力。屈服拉伸应力可根据ISO527在23℃下进行测试。
在一个实施方案中,第一和第二丙烯基聚合物满足下列中的至少一个、优选至少两个、更优选至少三个、最优选全部:第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物的(i)缺口Izod冲击强度,(ii)弯曲模量,(iii)熔体流动速率和(iv)屈服拉伸强度(或屈服拉伸应力)的差异不超过20%、不超过18%或不超过15%,在每种情况下基于较低的值。
在一个实施方案中,第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物具有不同的物理性能,例如缺口Izod冲击强度、弯曲模量、熔体流动速率、屈服拉伸强度和屈服拉伸应力中的至少一种。它们被称为伙伴丙烯基聚合物。利用这些丙烯基聚合物,配混者可以容易地调节部件的收缩率,同时改变部件的物理性能。
在一个实施方案中,第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物之间的缺口Izod冲击强度的差异大于20%,大于30%,大于40%,大于50%,大于60%,大于70%,大于80%,大于90%,大于100%,大于150%,大于200%,大于300%,大于400%,或大于500%,基于较低的缺口Izod冲击强度。
在一个实施方案中,第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物之间的弯曲模量差异大于20%、大于25%、大于30%、大于35%、大于40%、大于45%、大于50%、大于55%或大于60%,基于较低的弯曲模量。
在一个实施方案中,第一丙烯基聚合物与第二丙烯基聚合物的熔体流动速率的差异大于20%、大于30%、大于40%、大于50%、大于60%、大于70%、大于80%、大于90%、大于100%、大于110%、大于120%、大于130%、大于140%,大于150%,或大于160%,基于较低的熔体流速。
在一个实施方案中,第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物之间的屈服拉伸强度的差异大于20%、大于25%、大于30%、大于35%、大于40%、大于45%、大于50%或大于55%,基于较低的屈服拉伸强度。
在一个实施方案中,第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物之间的屈服拉伸应力的差异大于20%、大于25%、大于30%、大于35%、大于40%、大于45%、大于50%或大于55%,基于较低的屈服拉伸应力。
在一个实施方案中,第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物选自丙烯均聚物、丙烯共聚物和抗冲共聚物(ICP)。
在一个实施方案中,第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物均为ICP。
丙烯共聚物可以是丙烯与乙烯或C4-C10α-烯烃的共聚物。
ICP包含聚丙烯均聚物且包含基于ICP重量为从10或15或20或22或24wt%至26或28或30或35或40或45wt%的丙烯共聚物,其中丙烯共聚物包含从20或25或30或35wt%至40或45或50或55或60wt%的乙烯和/或C4至C10α-烯烃(例如1-丁烯、1-己烯和/或1-辛烯)衍生单元和80至40wt%的丙烯衍生单元,基于丙烯共聚物的重量。丙烯共聚物嵌入聚丙烯均聚物的连续相中。
ICP的MFR(230℃/2.16kg,ASTM D1238)为至少4或6或8或10或15或20或30或40或50或60或80g/10min,或在从约4或6或8或10或15或20或30或40或50或60或80g/10min至约100或130或140或160或180或200g/10min的范围内。ICP的热变形温度(HDT)(0.45MPa)通常从约75或80或90或100或110℃至约120或130或140℃的范围内。HDT可根据ISO 75进行测试。ICP的弯曲模量可以至少为950或1000或1100或1200或1300或1400或1500或1600或1700MPa,或者在从约950或1000或1100或1200或1300或1400或1500或1600或1700MPa至约1750或1800或1840或1880或1900或1940或2000MPa的范围内。ICP的缺口Izod冲击强度为至少5或6或8或10或15或20或25或30或40或50或60kJ/m2。
在一个实施方案中,作为第一丙烯基聚合物的ICP包含聚丙烯均聚物并且包含基于ICP的重量为约8至约25wt%,优选约10至约22wt%的丙烯共聚物,其中丙烯共聚物包含基于丙烯共聚物重量为约25至约60wt%,优选30至55wt%的乙烯和/或C4至C10α-烯烃衍生单元和剩余的丙烯衍生单元。
在一个实施方案中,作为第二丙烯基聚合物的ICP包含聚丙烯均聚物并且包含基于ICP的重量为约12至约40wt%,优选约15至约35wt%的丙烯共聚物,其中丙烯共聚物包含基于丙烯共聚物重量为约30至约55wt%的乙烯和/或C4至C10α-烯烃衍生单元和剩余的丙烯衍生单元。该ICP可具有从约40、或42、或44、或46、或48g/10min至约52、或54、或56、或58、或60g/10min的MFR(230℃/2.16kg,ASTM D1238)。基于作为第二丙烯基聚合物的ICP的重量,丙烯共聚物可以为以约15至约22wt%的量存在的乙烯-丙烯共聚物。该乙烯-丙烯共聚物可包含约30至约45wt%,优选约30至约40wt%乙烯衍生单元,基于该乙烯-丙烯共聚物的重量。
可通过常规聚合技术制备适用于本发明的ICP。例如,ICP可使用Ziegler-Natta催化的两步气相法生产,其实例描述于美国专利号4379759。
本文所述的ICP也可以在串联反应器中生产,其中聚丙烯均聚物首先通过在一个或多个淤浆反应器(例如在本领域公知的回路淤浆反应器)中使催化剂和单体(优选丙烯)接触而生产,然后将相同的催化剂和形成的均聚物与单体(优选丙烯与乙烯和/或C4至C10α-烯烃)在单个气相反应器中合并以制备丙烯共聚物,使共聚物以离散区域的形式嵌入作为基质或“连续”相的均聚物中。各组分的MFR可以通过例如从反应器中添加和移除氢气来控制。最优选地,均聚物在两个串联的回路淤浆反应器中以相似或相同的氢气量生产,产生几乎相同或相同MFR的均聚物。气相反应器中的氢气量可与回路淤浆反应器相同或不同,这种水平通过从进入气相反应器的均聚物料流中或在某些其他阶段除去氢气来控制。美国专利号9000106和美国专利号8076419(第6栏第6行至第7栏第16行)中描述了合适的工艺和设备。其中公开的体系和工艺可用于“平衡”反应器方案,其中两个串联的用于形成聚丙烯均聚物的回路淤浆反应器处于相同或相似的条件下,然后将结晶聚合物(聚丙烯均聚物)转移到单个气相反应器中形成半结晶聚合物(丙烯共聚物)。
在一个实施方案中,如美国专利号6087459或美国专利申请公开号2010/0105848所述,通过使用Ziegler-Natta催化剂体系和电子供体共混物制备ICP。在一个实施方案中,可使用琥珀盐Ziegler-Natta型催化剂体系制备ICP。
茂金属基催化剂体系也可用于生产本文所述的ICP。目前特别适用的茂金属是桥联的、取代的双(环戊二烯基)茂金属,特别是桥联的、取代的双(茚基)茂金属的那些一般类别,已知它们能生产高分子量、高熔点、高度等规的丙烯聚合物。一般而言,在美国专利号5770753中公开的那些类别是合适的。
在一个实施方案中,第一丙烯基聚合物与第二丙烯基聚合物的重量比可以在约10:90、或20:80、或30:70、或40:60至约60:40、或70:30、或80:20或90:10的范围内。
本发明的另一方面涉及包含本发明的组合的组合物。
第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物的总含量可以在约45、或50、或55、或60至约70、或75、或80、或85wt%的范围内,优选约55至约75wt%,基于所述组合物的重量。
本发明的组合物还可以包括其他聚合物材料和常规添加剂。理想的聚合物材料包括聚烯烃塑性体,例如聚丙烯均聚物、聚乙烯(LLDPE、HDPE、LDPE);聚烯烃弹性体,例如丙烯基弹性体,弹性体例如EP橡胶、EPDM、乙烯-丁烯共聚物弹性体、丁基橡胶、苯乙烯共聚物和嵌段共聚物,以及其他抗冲共聚物,尤其是所谓的“高共聚单体”抗冲共聚物,其定义为共聚物部分中具有大于44wt%共聚单体衍生单元的丙烯基抗冲共聚物。常规的“添加剂”包括填料,如滑石、炭黑、粘土、二氧化硅、脂肪酸和其他已知材料,以及抗氧化剂、防滑剂、颜料、空化剂(cavitating agent)(如碳酸钙)、成核剂、固化剂(对于加入的聚合物是可固化的),以及一种或多种已知添加剂中的任何其他添加剂。
在一个实施方案中,所述组合物还包括至少一种选自聚烯烃塑性体、聚烯烃弹性体和填料的组分。
通常,其他聚合材料(如聚烯烃塑性体和聚烯烃弹性体)的含量小于20wt%,或小于15wt%,或在约5wt%、或10wt%至约15wt%、或20wt%的范围内,基于组合物的重量。
填料(如滑石)的含量可为约5至约25wt%,或约5至约20wt%,或约8至约15wt%。
在一个实施方案中,该组合物中的第一丙烯基聚合物和第二丙烯基聚合物均为ICP,且该组合物包含其它ICP、聚烯烃弹性体(例如乙烯-丁烯共聚物)和填料(例如滑石)。
在一个实施方案中,所述其它ICP包含聚丙烯均聚物并且包含基于ICP的重量为约15至约25wt%的丙烯共聚物,并且丙烯共聚物包含基于丙烯共聚物的重量大于44wt%的乙烯衍生单元。
这些聚合物材料和添加剂可通过传统的混合方式(如在Brabender混合器中)与丙烯基聚合物配混,或在单螺杆或双螺杆挤出机中挤出。
本发明的另一方面涉及包含本发明的组合物的部件。
本文所述的组合或包含该组合的组合物适用于诸如注塑、吹塑和热成型等工艺,以制备用于汽车和器具的有用物品。特别地,本发明的组合或包含该组合的组合物可以单独形成或与其他聚合物混合形成汽车部件,示例性部件可以包括内部仪表板、内部侧饰板、把手、内部车门饰面和部件、外部保险杠、车轮饰板,以及各种装饰用的各种饰带。
本发明的另一方面涉及一种制造部件的方法,包括以下步骤:
(a)设定目标收缩率;
(b)制备包含本发明组合物的部件;和
(c)调节第一丙烯基聚合物与第二丙烯基聚合物的重量比以获得目标收缩率。
在一个实施方案中,步骤(c)包括当步骤(b)中的部件的收缩率低于目标收缩率时增加第一丙烯基聚合物与第二丙烯基聚合物的重量比。
在一个实施方案中,步骤(c)包括当步骤(b)中的部件的收缩率高于目标收缩率时降低第一丙烯基聚合物与第二丙烯基聚合物的重量比。
本发明的第五方面涉及一种丙烯基抗冲共聚物(ICP),其包含聚丙烯均聚物和基于ICP的重量为约15至约22wt%的丙烯共聚物,其中丙烯共聚物为乙烯-丙烯共聚物,其包含基于丙烯共聚物的重量为约30至约45wt%,优选约30至约40wt%的乙烯衍生单元和剩余的丙烯衍生单元。该ICP中聚丙烯均聚物的含量可以为约78至85wt%,基于ICP重量。
在一个实施方案中,该ICP的收缩率小于1.5%,优选小于1.4%或小于1.35%。
在一个实施方案中,ICP具有下列性能中的至少一种:熔体流动速率(MFR)(230℃/2.16kg,ASTM D1238)为约45至约55g/10min,(ii)聚丙烯均聚物的MFR为约100至约130g/10min,以及(iii)丙烯共聚物的特性粘度为约1.8至约4dL/g。特性粘度可以根据ISO1628-3:2010测定。
该ICP可进一步包含约0.2至约1wt%,优选约0.3至约0.8wt%的量的填料,基于ICP的总重量。
填料可以是滑石、玻璃和其他矿物。
第五方面的ICP可以如下制备:
1)将烯烃(例如丙烯)与聚合催化剂和氢气在至少一种氨基硅烷给体存在下结合以形成聚合介质,
2)从聚合介质中除去氢气,
3)将聚合介质转移到第二个反应器,
4)将丙烯共聚物添加到聚合介质中以获得ICP,并且
5)任选地,向聚合介质中添加填料。
“氨基硅烷”供体是具有至少一个胺或烷基胺结构部分和至少一个硅烷、烷基硅烷或硅氧烷结构部分的外部电子供体。
本发明第五方面的ICP收缩率低,机械性能好,并且可用作第二丙烯基聚合物。
根据本发明的组合、包含该组合的组合物和方法使得配混者能够以非常简单的方式以降低的成本和时间生产具有所需收缩率的部件。同时,当采用两种机械性能相似的丙烯基聚合物调整收缩率时,本发明使配混者能够保持部件的机械性能,例如缺口Izod冲击强度、弯曲模量、熔体流动速率、拉伸强度和/或拉伸应力,特别是部件的缺口Izod冲击强度和弯曲模量,或当使用两种具有不同机械性能的丙烯基聚合物调整收缩率时能够改变部件的上述机械性能。
实施例
材料
ICP 1P:含88wt%聚丙烯均聚物(PP),12wt%乙烯-丙烯共聚物(EP)且该EP含35wt%乙烯衍生单元;收缩率为1.7%;
ICP 2P:含73wt%PP,27wt%EP且该EP含35wt%乙烯衍生单元;收缩率为1.37%;
ICP-1T:含82wt%PP,18wt%EP且该EP含53wt%的乙烯衍生单元;收缩率为1.6%;ICP 2T:含18wt%EP且该EP含39wt%乙烯衍生单元;含6000ppm滑石;其余为PP;收缩率为1.3%;ICP 2T的MFR(230℃/2.16kg,ASTM D1238)为48.92g/10min;PP的MFR为115g/10min;根据ISO 1628-3:2010测定的EP的特性粘度为2.5dL/g。
ICP 3T:含82wt%PP,18wt%EP且该EP具有50wt%的乙烯衍生单元;收缩率为1.4%;POE 1是一种乙烯-丁烯共聚物,可以POE Engage 7467购自DOW。
滑石可以Talc HTP05L购自AIHAI,D50为1.4μm。
材料性能
ICP的性能和测试方法总结在下表1中:
表1
HDT:热变形温度
收缩率的测试方法
方法:收缩率根据如下方程计算:
收缩率=(L0-L1)/L0*100%
其中L0为模腔尺寸且L1为样品条尺寸。
使用注塑机器(型号:DEMAG Multi 150/500--440h/80v)根据ASTM标准D4101在170℃下制备样品条。每种材料分别采用20MPa、30MPa、40MPa和50MPa四种不同的保压压力来生产四个样品条,其中保压压力是材料注入模腔后保持材料进料的压力。可用于制备样品条的模腔尺寸为101.45mm×152.27mm,样品条的厚度为1cm。在测试前,将样品条在23±2℃下调理48小时。收缩率测试在23±2℃的相同条件下进行。
用于测试收缩率的设备为Shrink Plaque Checking Fixture(生产商:U-Microtooling Co.,Ltd.)(参见图1)。
操作程序如下:
1.用标准量块调整横向和纵向的零点;启动千分尺(Mitutoyo,见图1);
将标准量块(见图2)放入槽中,然后按下调零按钮;
2.将样品条固定在测试设备上,确保样品条边缘与3个定位器接触,并从浇口(gate)到端部夹住样品条;
3.按下千分尺按钮(数据按钮)记录样品条的收缩率。
对每个样品条进行12次试验。收缩率为横向和纵向的平均值。对每个材料所报道的收缩率为在上述4种不同保压压力下制备的4个样品条的平均收缩率。
制备实施例(用于ICP 2T)
将丙烯与氨基硅烷供体二乙胺基三乙氧基硅烷、6600mppm氢气(相对于丙烯和其他烯烃)和10ppm钛/镁基Ziegler-Natta催化剂(相对于丙烯和其他烯烃)在淤浆式聚合反应器(回路反应器)中结合。聚丙烯是在串联的两个连续流动的回路反应器中生产的。氨基硅烷供体存在量为40ppm,烷基铝(三乙基铝)存在量为100ppm(相对于丙烯和其他烯烃),并且将组分在70℃和500psig(3.4MPa)压力下结合。保持回路反应器的压力和温度,使体系保持在鼓泡点或鼓泡点以下。第一回路反应器中停留时间约为21min,第二回路反应器停留时间约为19min。
然后将在回路反应器中生产的聚丙烯转移到下游气相反应器(GPR)中并添加乙烯-丙烯共聚物以生产最终的抗冲共聚物产品。在重新加压并进入GPR之前,通过循环压力法从含聚丙烯的浆料中除去氢气。GPR的压力为1300KPaG,停留时间约为34分钟,GPR的温度控制在90℃左右以使气味较低。最后加入6000ppm滑石,得到ICP 2T。
实施例1-伙伴ICP
ICP、滑石和POE通过不同的料斗供入双螺杆挤出机(Leistritz双螺杆挤出机ZSE40HP)。ICP、滑石和POE的量见表2。挤出机在200℃下运行。水下造粒系统用于切割和制备最终粒料。按上述方法测试的每种组合物的收缩率也如表2和图3所示。
表2各组分的量和收缩率
组合物 1 2 3 4 5 6 7 ICP 2P(重量份) 67 56 45 34 23 12 0 ICP 1P(重量份) 0 11 22 33 44 55 67 POE 1(重量份) 13 13 13 13 13 13 13 Talc(重量份) 20 20 20 20 20 20 20 收缩率(%) 0.63 0.67 0.67 0.72 0.74 0.79 0.87
根据表2中的结果,通过改变ICP 1P和ICP 2P之间的比率,收缩率可以在0.63到0.87之间变化,这是0.24%的灵活性范围。这为调整部件的收缩率提供了良好的灵活性。
实施例2-孪生ICP
ICP、滑石和POE通过不同的料斗供入双螺杆挤出机(Leistritz双螺杆挤出机ZSE40HP)。ICP、滑石和POE的量见表3。挤出机在200℃下运行。水下造粒系统用于切割和制备最终粒料。按上述方法测试的每种组合物的收缩率也见表3。
表3各组分的量和性能
组合物 8 9 10 ICP 1T(重量份) 60 0 30 ICP 2T(重量份) 0 60 30 ICP 3T(重量份) 10 10 10 POE 1(重量份) 10 10 10 滑石(重量份) 20 20 20 MFR在2.16kg和230℃下,根据ISO 1133(g/10min) 25.61 26.84 25.78 弯曲模量,根据ISO178(MPa) 2104 1935 2071 屈服拉伸应力,(51mm/min),根据ISO527(MPa) 21.11 20.40 21.30 23℃下的缺口Izod冲击强度,根据ISO180(kJ/m<sup>2</sup>) 26.48 32.65 27.18 -30℃下缺口Izod冲击强度,根据ISO180(kJ/m<sup>2</sup>) 5.63 5.27 5.04 收缩率(%) 0.721 0.654 0.717
其他实施方案
应当理解的是,虽然结合说明书的详细描述描述了本申请,但是上述描述意在说明而不是限制由所附权利要求的范围限定的本申请的范围。其他方面、优点和改变在以下权利要求的范围内。
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年6月15日提交的USNN 63/038,997的优先权和权益,其公开内容引入本文作为参考。
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