專利名稱::用低分子量添加劑提高聚烯烴和聚烯烴共聚物的韌性和可加工性的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明涉及聚烯烴和聚烯烴共聚物的組合物。更具體地說,本發(fā)明涉及提高使用單活性中心催化劑制得的聚烯烴聚合物和共聚物的韌性和可加工性的方法。
背景技術(shù):
:近年來,通過使用所謂的單活性中心催化劑已開發(fā)出一類新的聚烯烴和聚烯烴共聚物。這些催化劑是元素周期表第IVB族金屬的環(huán)戊二烯基衍生物的有機(jī)金屬配合物[《物化手冊(HandbookofChemistryandPhysics)》,第56版,CRC出版社(1975)],與傳統(tǒng)的齊格勒-納塔型催化劑相比,由它們制得的聚烯烴具有更窄的分子量分布。這種窄的分子量分布使得該聚合物材料比常規(guī)齊格勒-納塔型催化劑得到的聚合物材料具有更好的物理性能。雖然具有這些改進(jìn)的物理性能,但由單活性中心催化劑制得的聚合物仍需進(jìn)一步增韌。此外,由于這些材料的分子量分布窄,它們更難于加工。因此,也需要一種提高用單活性中心催化劑制得的聚烯烴和聚烯烴共聚物的可加工性的方法。本發(fā)明的概述本發(fā)明是基于如下發(fā)現(xiàn)而完成的在聚合物或共聚物中加入有效量的低分子量離子共聚物和陰離子表面活性劑,可以提高在單活性中心催化劑存在下制備的共聚物的韌性和可加工性。因此,在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中,提供一種包含主要量的聚烯烴共聚物和少量低分子量離子聚合物和陰離子表面活性劑的組合物。在閱讀了隨后的本發(fā)明詳細(xì)描述之后,將會(huì)更清楚本發(fā)明的這些和其它實(shí)施方案。本發(fā)明的詳細(xì)描述可用于本發(fā)明中的聚合物包括使用單活性中心催化劑、特別是美國專利No.5391629(這里通過引用并入本文)公開的催化劑制得的聚烯烴和聚烯烴共聚物,例如乙烯/α-烯烴共聚物。一般情況下,可用于本發(fā)明中的聚合物和共聚物的重均分子量為約30000-約1000000,優(yōu)選約50000-約200000。本發(fā)明組合物還含有少量的低分子量離子聚合物或共聚物,即,它的重均分子量為約1000-20000,最優(yōu)選2000-10000。一般情況下,離子聚合物每100g聚合物具有約0.1-約200、優(yōu)選約1.0-100毫當(dāng)量離子側(cè)基。可用的離子基團(tuán)的示例有羧酸根、磷酸根和磺酸根。優(yōu)選的離子基團(tuán)是約有50%被第IA、IIA、IB或IIB族(見先前引用的元素周期表)金屬、胺或氨中和的?;诮M合物的總重量,離子聚合物或共聚物的用量低于約20%wt(重量),一般為約0.5%-約10.0%wt。特別適用于本發(fā)明中的離子聚合物和共聚物包括乙烯/甲基丙烯酸共聚物、磺化聚苯乙烯、磺化叔丁基苯乙烯、磺化乙烯共聚物、磺化丙烯共聚物、磺化苯乙烯/丙烯腈共聚物、磺化苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯共聚物、磺化聚異丁烯、磺化乙烯/丙烯三元共聚物、磺化聚異戊二烯以及磺化的彈性體及它們的共聚物。用于本發(fā)明組合物中的陰離子表面活性劑包括,具有約6-20個(gè)碳原子的烷基磺酸和羧酸的堿金屬鹽以及在鏈烯基中具有約6-約20個(gè)碳原子的鏈烯基硫酸的堿金屬鹽。在本發(fā)明組合物中,陰離子表面活性劑以少量使用。一般情況下,基于組合物的總重量,陰離子表面活性劑的用量為約1%wt,優(yōu)選的范圍為約0.1%-約10.0%wt。本發(fā)明組合物可用任意方便方法制備。例如,可以通過在適宜共混機(jī)如布來本登(Brabender)混合機(jī)中混合來制備組合物。實(shí)施例下列實(shí)施例將證明,本發(fā)明的聚烯烴組合物具有改進(jìn)的韌性和可加工性。在全部實(shí)施例中,基礎(chǔ)聚合物或共聚物均使用單活性中心催化劑制備,組合物約在于193℃加熱的布來本登混合機(jī)中熔融加工。將物料在100RPM下混合5分鐘?;旌虾?,將物料冷卻至室溫,切粒,在193℃壓塑成拉伸試樣。試樣在29美噸壓力下壓塑成型為約2”×2”×0.02”的片,從這些片上切下用于拉伸試驗(yàn)測量的適當(dāng)尺寸的試樣。在拉伸速率為0.2cm/分鐘下,在英斯特朗(Instron)拉伸試驗(yàn)儀上測量力學(xué)性能。用于實(shí)施例中的離聚物是被金屬中和的、重均分子量為2000g/mol的乙烯/甲基丙烯酸聚合物。使用的表面活性劑是具有的碳原子數(shù)為約12、端基為鈉中和的磺酸根基團(tuán)的被鈉中和的α-烯烴磺酸。直接在布來本登熔融混合機(jī)上測量扭矩減少率。扭矩減少率是將含添加劑的熔體與不含添加劑的熔體的扭矩值比較得到的。實(shí)施例1將使用單活性中心催化劑制備的、密度為0.873g/cc并且熔體指數(shù)為4.5的乙烯/丁烯共聚物與不同量的離子表面活性劑和其中的金屬為鋅的離聚物熔融共混。測量各共混物的拉伸性能和扭矩減少率,結(jié)果列于下表1中。表1中還給出了沒有添加表面活性劑和離聚物的對(duì)比樣的結(jié)果。表中數(shù)據(jù)證明,向彈性體乙烯共聚物產(chǎn)品中加入表面活性劑和低分子量共聚物離聚物,可以減小扭矩,即改進(jìn)可加工性。此外,固態(tài)物質(zhì)表現(xiàn)出改進(jìn)的力學(xué)性能。實(shí)施例2表2列出了如實(shí)施例1所述與0.5%wtα-烯烴磺酸鹽表面活性劑和不同量的被鈉中和的低分子量離聚物熔融共混的乙烯/丁烯共聚物(見實(shí)施例1)的力學(xué)性能。表中給出了共混物的拉伸強(qiáng)度以及斷裂能和扭矩減少率(100RPM),還給出了沒有添加表面活性劑的共混物的結(jié)果。表中數(shù)據(jù)再次證明,使用低分子量共聚物離聚物和表面活性劑的混合物大大改善了力學(xué)性能和可加工性。實(shí)施例3在此實(shí)施例中,使用結(jié)晶度為40%-50%的線型低密度聚乙烯和鋅中和的離聚物進(jìn)行試驗(yàn)。操作方法如實(shí)施例1中所述,結(jié)果列于下表3中。實(shí)施例4同樣使用實(shí)施例3中的線型低密度聚乙烯和實(shí)施例1的操作方法,但在此實(shí)施例中使用共聚物離聚物的鈉鹽。結(jié)果列于下表4中。表1力學(xué)性能和扭矩減少率的測量表2力學(xué)性能和扭矩減少率的測量</tables>表3力學(xué)性能和扭矩減少率的測量表4力學(xué)性能和扭矩減少率的測量</tables>權(quán)利要求1.一種組合物,它包含(a)主要量的使用第IVB族金屬的環(huán)戊二烯基衍生物的單活性中心催化劑制備的第一種聚烯烴或聚烯烴共聚物,其重均分子量為約30000-約1000000;和(b)少量的(ii)重均分子量為約1000-約20000的第二種聚合物,每100g聚合物具有約0.1-約200毫當(dāng)量離子側(cè)基,離子側(cè)基選自羧酸根、磷酸根和磺酸根基團(tuán),它們約50%被金屬、胺或銨中和,和(ii)陰離子表面活性劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物,其中,基于組合物的總重量計(jì),第二種聚合物的存在量為約0.5%-約20%wt。3.根據(jù)權(quán)利要求2的組合物,其中,所述陰離子表面活性劑選自具有約6-約20個(gè)碳原子的烷基磺酸和羧酸的堿金屬鹽和具有約6-約20個(gè)碳原子的鏈烯基硫酸的堿金屬鹽及其混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求3的組合物,其中,基于組合物的總重量計(jì),所述表面活性劑的存在量為約0.1%-約10%wt。5.根據(jù)權(quán)利要求4的組合物,其中,第二種聚合物約50%是被金屬中和的。6.根據(jù)權(quán)利要求5的組合物,其中,所述金屬為鋅。7.根據(jù)權(quán)利要求5的組合物,其中,所述金屬為鈉。全文摘要在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中,本發(fā)明提供一種包含主要量的聚烯烴或聚烯烴共聚物和少量低分子量離聚物和陰離子表面活性劑的組合物。文檔編號(hào)C08L23/26GK1190414SQ96195334公開日1998年8月12日申請(qǐng)日期1996年7月3日優(yōu)先權(quán)日1995年7月7日發(fā)明者D·G·佩非爾,J·J·切魯茲斯基,C-T·呂,T·C·愛德萊申請(qǐng)人:??松芯抗こ坦?