專利名稱：包括丙烯-烯烴-共聚物蠟和炭黑的組合物的制作方法
包括丙烯-烯烴-共聚物蠟和炭黑的組合物本發(fā)明涉及包括某些丙烯-烯烴-共聚物蠟和炭黑(CB)的組合物，該組合物是母 料、復(fù)合物或?qū)щ娋酆衔锏男问?，以及它們用于生產(chǎn)導(dǎo)電聚合物的用途以及由導(dǎo)電聚合物 制成的制品。在塑料工業(yè)中通常使用復(fù)合物或母料形式的添加劑。對(duì)于本發(fā)明的目的，母料是包括載體聚合物和添加劑的組合物，其中添加劑以比 在最終組合物中更高的濃度存在于母料中并且該載體聚合物常常不是最終應(yīng)用的聚合 物。在母料中添加劑的優(yōu)選濃度的范圍在0. l-90wt%，更優(yōu)選在I-SOwt%，甚至更優(yōu)選在 6-80wt %，該wt %每次以母料總重量為基礎(chǔ)。對(duì)于本發(fā)明的目的，復(fù)合物是包含聚合物和添加劑的組合物，其中添加劑以在最 終應(yīng)用或最終制品的所希望最終濃度存在于該復(fù)合物中，并且該聚合物是最終應(yīng)用或最終 制品的所需聚合物，這樣該復(fù)合物僅僅借助物理成形過程被賦予最終應(yīng)用或最終制品的所 需形狀。對(duì)于本發(fā)明的目的，導(dǎo)電性復(fù)合物和由導(dǎo)電性復(fù)合物制成的最終產(chǎn)品的特征在于 10_6歐姆至IO11歐姆，優(yōu)選10_5歐姆至IO11歐姆，更優(yōu)選0. 1歐姆至IO9歐姆的表面電阻。表面電阻根據(jù)DIN EN 61340_5_1來定義并且根據(jù)DIN EN61340-2-3來測量，在這 些情況下，其中試樣顯示至少80mm*120mm的尺寸或至少IlOmm的直徑。在這些情況下，當(dāng)試樣既沒有具有至少80mmX120mm的尺寸又沒有具有至少IlOmm 的直徑時(shí)，表面電阻是根據(jù)IEC 93，采用在樣品表面上直接涂有導(dǎo)電性銀漆的一種具有 60mmx40mm的尺寸以及a = 40mm、b = 3mm和g = IOmm的矩形電極尺寸的扁平試樣來測定 的。含有CB作為添加劑并且用于生產(chǎn)導(dǎo)電性聚烯烴的母料和/或復(fù)合物必須滿足苛 刻的要求組合物應(yīng)該具有極低粘度以便提供良好的可加工性，它們應(yīng)該具有高的負(fù)載量， 即高濃度的CB，其體現(xiàn)特征于CB的wt%，如果沒有另外說明的話則該是以總組合物的 重量為基礎(chǔ)，并且應(yīng)該有可能設(shè)定在最終制品中的所需導(dǎo)電率。其它要求是高導(dǎo)熱性，在 母料的情況下與最終應(yīng)用或最終制品的聚合物之間的良好混溶性和相容性，還有CB在母 料和/或復(fù)合物中的良好分散，對(duì)于最終制品的機(jī)械和熱性能(尤其對(duì)于沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng) 度或耐熱變形性能而言)的非常小的不利影響。導(dǎo)電性聚烯烴用于生產(chǎn)用在有高的爆炸危險(xiǎn)的范圍、領(lǐng)域或應(yīng)用中的制品；對(duì)于 本發(fā)明的目的，為簡明起見將這些概述為防爆用的制品。此外，只有導(dǎo)電性聚烯烴能夠借助靜電粉末涂料來著色。對(duì)于本發(fā)明的目的，這一 應(yīng)用領(lǐng)域被稱作靜電粉末涂料。此外，導(dǎo)電性聚烯烴用來生產(chǎn)幾乎沒有靜電電荷的包裝材料并且用于例如電子組 件的包裝。導(dǎo)電性聚烯烴也被用作燃料電池中的雙極板。EP 0 244 626 Al公開了在聚合物中的CB。已知的組合物無法滿足現(xiàn)今的全部工業(yè)要求，如已經(jīng)在前面提及的那些。還需要滿足現(xiàn)今的要求并且尤其具有所需粘度和負(fù)載量的含有CB的母料，并且利用它能夠設(shè)定 聚烯烴的所需導(dǎo)電率。包括某些丙烯-烯烴-共聚物蠟和CB的母料令人吃驚地顯示出改進(jìn)的性能。本發(fā)明的主題是包括組分A和組分B的組合物Z，其中該組分A是丙烯-烯烴-共 聚物蠟，該組分B是炭黑(CB)，其中丙烯-烯烴-共聚物蠟由單體丙烯和0. l-50wt %的通 式(II)的至少一種化合物制成，其中Ra選自H和未支化或支化的C2_18烷基；其中基于單體的總重量。優(yōu)選，該丙烯-烯烴-共聚物蠟是由丙烯和0. l-50wt%,更優(yōu)選l-40Wt%，甚至更 優(yōu)選2-30Wt%，尤其2-20Wt% (其中該是在各情況下以單體的總重量(100%)為基 礎(chǔ))的至少一種，優(yōu)選1、2或3種，更優(yōu)選1種，的通式(II)化合物組成。優(yōu)選，Ra是H，即丙烯-烯烴-共聚物蠟是丙烯-乙烯-共聚物蠟。因此，單體丙烯和通式(II)化合物的合計(jì)量總共達(dá)100wt%，其中該在各情 況下以單體的總重量(100% )為基礎(chǔ)。組合物Z優(yōu)選是母料MB或?qū)щ娋酆衔顲P，其中導(dǎo)電聚合物CP優(yōu)選是導(dǎo)電性有機(jī) 聚合物。對(duì)于本發(fā)明的目的，導(dǎo)電聚合物CP具有在從導(dǎo)電聚合物CP生產(chǎn)的壓塑板上所測 量的優(yōu)選小于或等于130、特別優(yōu)選小于或等于120的荷載-比表面電阻LSSR ；在LSSR的 各優(yōu)選的上限之下的下限優(yōu)選是-15000，特別優(yōu)選-10000，尤其-1000，特別是-100，非常 特別是-10。此外，對(duì)于本發(fā)明的目的，以乙烯-乙酸乙烯共聚物為基礎(chǔ)的導(dǎo)電聚合物CP優(yōu)選 具有在從導(dǎo)電聚合物CP生產(chǎn)的平膜上所測量的小于或等于650，特別優(yōu)選小于或等于450， 尤其小于或等于400，特別是小于或等于300的LSSR ；在LSSR的各優(yōu)選的上限之下的下限 優(yōu)選是-15000，特別優(yōu)選-10000，尤其-1000，特別是-100，非常特別是-10。此外，對(duì)于本發(fā)明的目的，以線性低密度聚乙烯為基礎(chǔ)的導(dǎo)電聚合物CP優(yōu)選具有 在從導(dǎo)電聚合物CP生產(chǎn)的平膜上所測量的小于或等于650，更優(yōu)選小于或等于385，甚至更 優(yōu)選小于或等于300的LSSR ；在LSSR的各優(yōu)選的上限之下的下限優(yōu)選是-15000，特別優(yōu) 選-10000，尤其-1000，特別是-100，非常特別是-10。此外，對(duì)于本發(fā)明的目的，以聚丙烯為基礎(chǔ)的導(dǎo)電聚合物CP優(yōu)選具有在從導(dǎo)電聚 合物CP生產(chǎn)的平膜上所測量的小于或等于250，更優(yōu)選小于或等于200的LSSR ；在LSSR的 各優(yōu)選的上限之下的下限優(yōu)選是-15 000，特別優(yōu)選-10 000，尤其-1000，特別是-100，非 常特別是-10。該LSSR是通過表面電阻(以歐姆測量)的絕對(duì)值的相對(duì)于基數(shù)10的對(duì)數(shù)乘以導(dǎo) 電聚合物CP的CB負(fù)載量(wt% )的絕對(duì)值的二次冪來計(jì)算的，其中該基于導(dǎo)電聚合 物CP的總重量。因此，例如，具有3wt% (基于壓制(壓塑)板的總重量)的CB負(fù)載量和 1. 0*1015歐姆的表面電阻的壓制(壓塑)板具有135的LSSR。
此外，對(duì)于本發(fā)明的目的，基于乙烯-醋酸乙烯共聚物或基于線性低密度聚乙烯 的導(dǎo)電聚合物CP優(yōu)選具有在從導(dǎo)電聚合物CP生產(chǎn)的平膜上所測量的小于或等于9*106，更 優(yōu)選小于或等于9*105，甚至更優(yōu)選小于或等于9*104，尤其小于或等于9*103的表面電阻； 在表面電阻的各優(yōu)選上限之下的下限優(yōu)選是1*10_5，更優(yōu)選1*10_4，非常特別是1*10_3。此外，對(duì)于本發(fā)明的目的，基于聚丙烯的導(dǎo)電聚合物CP優(yōu)選具有在從導(dǎo)電聚合物 CP生產(chǎn)的平膜上所測量的小于或等于9*108，更優(yōu)選小于或等于9*107，甚至更優(yōu)選小于或 等于9*106，尤其小于或等于9*105的表面電阻；在表面電阻的各優(yōu)選上限之下的下限優(yōu)選 是1*10_5，更優(yōu)選1*10_4，非常特別是1*1(Γ3。優(yōu)選，該丙烯-烯烴-共聚物蠟體現(xiàn)特征于較小的分子量分布，尤其當(dāng)它們用金屬 茂催化來合成時(shí)。該分子量分布通過重均分子量(MW值[g/mol])和數(shù)均分子量(Mn值[g/ mol])來表征。優(yōu)選，Mn是 500-50 000g/mol,更優(yōu)選 1000-35 000g/mol,甚至更優(yōu)選 1100-25 OOOg/mol。優(yōu)選，Mw是 1000-140 000g/mol，更優(yōu)選 1900-100 000g/mol，甚至更優(yōu)選 2100-70 OOOg/mol。優(yōu)選，Mw除以Mn，在下文中被稱作Mw/Mn值，優(yōu)選是1. 0-3. 0，更優(yōu)選1. 5-2. 9，甚 至更優(yōu)選1. 7-2. 8 ；尤其2. 1-2. 7 ；更尤其2. 2-2. 5 ；然而對(duì)于普通非金屬茂催化的蠟，該 Mw/Mn值是至少3. 1和能夠高達(dá)7或8。能夠用于丙烯-烯烴-共聚物蠟的生產(chǎn)中的可能催化劑優(yōu)選是齊格勒-納塔催化 劑和金屬茂催化劑，例如在 Ullmann' s Encyclopedia oflndustrial Chemistry, Vol. A 28, Weinheim 1996，S. 151-152 中提到的那些。丙烯-烯烴-共聚物蠟，優(yōu)選丙烯-乙烯-共聚物蠟，也能夠通過合適的高分子量 丙烯-烯烴共聚物，優(yōu)選丙烯-乙烯共聚物，的熱降解來制造。優(yōu)選，丙烯-烯烴-共聚物蠟是在作為催化劑的金屬茂存在下制備的蠟。金屬茂 催化劑的特殊能力用于合成具有選擇性和嶄新性能譜的丙烯-烯烴-共聚物蠟。金屬茂催 化劑的使用提供了丙烯-烯烴-共聚物蠟的熔點(diǎn)、粘度和分子量的特殊結(jié)合。該丙烯-烯烴-共聚物蠟，優(yōu)選該金屬茂丙烯-烯烴-共聚物蠟，優(yōu)選是主要或完 全無定形的并且能夠另外加以改性以使它們變極性，如果需要的話。對(duì)于本發(fā)明的目的， “主要”是指大于80wt %，優(yōu)選大于90wt %，尤其大于95wt %，特別是大于99wt %，該wt % 在各情況下基于蠟的總重量。該金屬茂丙烯-烯烴-共聚物蠟是通過使用通式(I)的金屬茂化合物來制備的。
權(quán)利要求
1.包括組分A和組分B的組合物Z，其中該組分A是丙烯-烯烴-共聚物蠟，組分B是 炭黑，其中丙烯-烯烴-共聚物蠟由單體丙烯與0. l-50wt%的至少一種通式(II)化合物制成，
2.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物Z，其中Ra是H。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的組合物Z，其特征在于，組合物Z含有選自碳納米管和石墨的 附加物質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中一項(xiàng)或多項(xiàng)的組合物Z，其特征在于，組合物Z包括 0. 05-99. 95wt% 的組分 A，0. 05-99. 95wt% 的組分 B ； 該在各情況下基于總組合物的重量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的組合物Z，其特征在于，組合物Z不包含石墨且不包含碳納米管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的組合物Z，其特征在于，組合物Z包括25-90wt%的組分A，和 10-40wt%的組分B ；該wt %在各情況下基于總組合物的重量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中一項(xiàng)或多項(xiàng)的組合物Z，其特征在于，組合物Z含有有機(jī)聚合物 作為附加組分P。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的組合物Z，其特征在于，該組分P選自熱塑性縮聚物，苯乙烯聚合 物，聚酰胺，聚酯，聚碳酸酯，聚丙烯酸酯類，聚丙烯酸酯類共聚物，聚縮醛，聚加合物，聚烯 烴，聚烯烴共聚物和這些物質(zhì)的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的組合物Z，其特征在于，組合物Z包括 5-99. 9wt% 的組分 P ；0. l-95wt%的的組分A和組分B的總量，其中組分A和B按照在權(quán)利要求1_4中一項(xiàng) 或多項(xiàng)中所定義；其中該在各情況下基于組合物Z的總重量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中一項(xiàng)或多項(xiàng)的組合物Z，其特征在于，組合物Z含有分散劑作 為附加組分C。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中一項(xiàng)或多項(xiàng)的組合物Z，其特征在于，組合物Z含有除丙 烯-烯烴-共聚物蠟之外的至少一種蠟作為組分D。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中一項(xiàng)或多項(xiàng)的組合物Z，其特征在于，組合物Z含有乙烯和丙 烯酸甲酯的共聚物作為附加組分E。
13.生產(chǎn)在權(quán)利要求1-12中一項(xiàng)或多項(xiàng)中所定義的組合物Z的方法，其特征在于，組分 A和組分B和任何其它組分彼此以物理方式進(jìn)行混合。
14.在權(quán)利要求1-12中一項(xiàng)或多項(xiàng)中所定義的組合物Z用于導(dǎo)電聚合物CP的生產(chǎn)或 用作導(dǎo)電聚合物CP的用途。
15.權(quán)利要求14的用途，其中導(dǎo)電聚合物用于氣體和能量存儲(chǔ)材料，用于導(dǎo)電帶，用于 電極材料，用作顯示器中的發(fā)射體，用于用來改進(jìn)導(dǎo)電性或?qū)嵝缘膹?fù)合材料以及用于傳 導(dǎo)性涂料。
全文摘要
本發(fā)明涉及包含某些丙烯-烯烴-共聚物蠟和炭黑(CB)的組合物，組合物是母料、復(fù)合物或?qū)щ娋酆衔锏男问?，以及它們用于生產(chǎn)導(dǎo)電聚合物的用途和由導(dǎo)電聚合物制成的制品。
文檔編號(hào)C08L23/14GK102137887SQ200980133338
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月6日
發(fā)明者G·霍納, P·考爾蒂特茲 申請(qǐng)人:科萊恩金融(Bvi)有限公司